2022年中考物理二轮专题复习 力学计算题

这是一份2022年中考物理二轮专题复习 力学计算题，共12页。

（1）物体的重力大小；
（2）有用功的大小；
（3）拉力F的大小；
（4）拉力F的功率；
（5）滑轮组的机械效率。
2．同学们在测量滑轮组的机械效率时，用如图所示的滑轮组提升重9N的物体，使物体匀速上升5cm，弹簧测力计的示数为4N。不计一切摩擦和绳重。求：
（1）在此过程中弹簧测力计对绳子的拉力做的功；
（2）该滑轮组的机械效率；
（3）动滑轮受到的重力大小。
3．如图所示，工人用滑轮组提升重120N的物体，所用的拉力为50N，物体在5s内匀速上升l m，不计绳重和摩擦，求：
（1）工人做的有用功是多少？
（2）该滑轮组的机械效率是多少？
（3）工人所施拉力的功率是多少？
（4）当提升的重物变为150N时，求此时的滑轮组的机械效率。
（5）通过以上的计算请你总结出一条提高滑轮组机械效率的方法。
4．如图是工人利用滑轮组提升重为810N物体的示意图，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，工人拉力F的功率为90W，物体上升10s拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是60J，不计绳重。求：
（1）工人拉绳子的速度；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）滑轮组中的动滑轮的重力。
5．小明体重为500N、双脚与地面总接触面积为0.04m2，他站在水平地面上，用滑轮组在20s内将600N的重物匀速提升1m。
（1）他站在地面上时对地面的压强多大？
（2）提升重物时与没拉绳子时相比，他对地面的压强 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）画出滑轮组的绕线方式；
（4）若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是75%，拉力F是多大？拉力的功率是多大？
6．小刚同学想测量家中一头肥猪的重，如图所示，他用绳将猪绑住挂在木棒的B点，将棒的一端O放在石坎上，人通过挂在A端的测力计拉起木棒的另一端，是木棒刚好达到水平位置。已知测力计的示数F＝300N，OA＝1.6m，OB＝0.4m。问：
（1）请你根据以上数据计算猪的重力大约是多少？
（2）你认为利用这种方法测出的猪的重力比实际重力偏大还是偏小，并说明产生误差的原因是什么？
（3）若猪的实际重力为1140N，猪被拉离地面0.1m，这个过程杠杆的机械效率为多少？
7．近年来，汽车逐步走进了普通百姓的家庭。小刚家的汽车发动机在维修时，工人师傅用一个滑轮组把车里的发动机提起来。已知发动机的重为1000N，工人的拉力为300N，在10s内发动机被提起了0.6m。求：
（1）滑轮组的机械效率是多少？
（2）工人师傅做功的功率是多少？
8．如图所示，工人利用滑轮组提将重500N的物体匀速拉高10m，所用拉力300N，则拉力做功是多少J？额外功是多少？该装置的机械效率是？
9．小明家在建房子时，需要用滑轮组将建材提升至二楼。由于停电，重750N的装修工人用如图所示的滑轮组提升建筑材料，在10s内将重G＝600N的装修材料提升了4m，在提升装修材料的过程中所做的额外功为600J．求：
（1）工人做的有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）工人提升装修材料的过程中，不考虑绳重和摩擦的情况下，若绳子的最大拉力为800N，则最多能提升多重的物体。
10．在抗击新型冠状病毒肺炎疫情的特殊时期，小马同学设计了如图所示的装置进行“无接触传送”物品。现有质量m＝30kg的木箱，长s＝5m，高h＝3m的固定斜面，他用F＝150N的力拉绳，使木箱以v＝0.1m/s的速度沿斜面匀速地由底端上升到顶端，此过程因克服绳和滑轮间的摩擦、动滑轮的重力而做的额外功W0＝100J。连接动滑轮的绳子拉直且与斜面平行，不计绳的质量、木箱大小和木箱到动滑轮间的绳长。求：
（1）木箱由斜面底端上升到顶端所用的时间；
（2）小马同学拉力的功率；
（3）斜面对木箱的摩擦力大小。
11．在建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为200N的建材从地面匀速送到6m高处，所用拉力为120N，时间为20s。求：
（1）工人做的有用功；
（2）此过程中该装置的机械效率；
（3）工人做功的功率。
12．如图所示，滑轮组在竖直向上的拉力F＝50N作用下，将重力为120N的物体匀速提起在10s时间内绳子自由端移动的距离为s＝3m。
（1）计算物体上升的速度；
（2）计算滑轮组提升该物体时的机械效率；
（3）拉力功率多少？
13．小杰家装修房子时需要往楼上运送材料，她设计了如图所示的滑轮组提升重物。一次运送材料时用500N的拉力，在20s内将重为800N的物体匀速提高了10m，那么在此过程中请你解答以下问题：
（1）利用此滑轮组做的有用功是多少？
（2）拉力做功的功率是多少？
（3）滑轮组提升重物的机械效率是多少？
14．在“测滑轮组机械效率”的课外综合实践活动中，小明同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记A（如图甲所示），然后用大小为50N的拉力竖直向上匀速拉动绳自由端，使总重为90N的物体上升。当物体上升高度为10cm时，小明同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B，并测出AB间的距离sAB＝20cm（如图乙所示），其中动滑轮重45N。则：（g＝10N/kg）
（1）提升重物做的有用功多大？
（2）该滑轮组的机械效率多大？
15．用如图所示的滑轮组提升重物，若物重为240N，摩擦及绳重不计，绳端拉力为100N时使物体在5s内匀速上升2m，求：
（1）动滑轮有多重；
（2）此滑轮组的机械效率；
（3）拉力F的功率
参考答案
1．【解答】解：
（1）物体的重力为：G＝mg＝20kg×10N/kg＝200N；
（2）有用功为：W有＝Gh＝200N×3m＝600J；
（3）由图示滑轮组可知，承重绳子的股数：n＝2，
不计绳重和摩擦时，拉力大小：F=12（G+G动）=12（200N+50N）＝125N；
（4）绳端移动的距离s＝2h＝2×3m＝6m，
拉力做的总功：W总＝Fs＝125N×6m＝750J；
拉力做功的功率：P=W总t=750J50s=15W；
（5）滑轮组的机械效率：η=W有W总=600J750J×100%＝80%。
答：
（1）物体的重力为200N；
（2）有用功的大小为600J；
（3）拉力F的大小为125N；
（4）拉力F的功率为15W；
（5）滑轮组的机械效率为80%。
2．【解答】解：（1）由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离：
s＝nh＝3×5cm＝15cm＝0.15m，
拉力做的总功：
W总＝Fs＝4N×0.15m＝0.6J；
（2）滑轮组的机械效率：
η=W有W总=GℎFs=GℎFnℎ=GnF=9N3×4N=75%；
（3）因为不计绳重好摩擦时F=1n（G+G动），所以动滑轮的重力：
G动＝nF﹣G＝3×4N﹣9N＝3N。
答：（1）在此过程中弹簧测力计对绳子的拉力做的功为0.6J；
（2）该滑轮组的机械效率为75%；
（3）动滑轮受到的重力大小为3N。
3．【解答】解：（1）工人做的有用功：W有用＝Gh＝120N×1m＝120J；
（2）由图可知，n＝3，则s＝3h，
因为η=W有W总=GℎFs=GℎFnℎ=GnF，
所以，该滑轮组的机械效率是：
η=G3F×100%=120N3×50N×100%＝80%；
（3）工人所施拉力的功率是：
P=Wt=Fst=nFℎt=3×50N×1m5s=30W；
（4）因为不计绳重和摩擦，F=1n（G物+G动），
所以动滑轮的重：
G动＝3F﹣G物＝3×50N﹣120N＝30N，
当提升的重物变为150N时，绳端的拉力：
Fˊ=G物+G动n=150N﹢30N3=60N，
此时的滑轮组的机械效率为：
η'=G物nF′×100%=150N3×60N×100%≈83.3%；
（5）对比以上计算可知，G＜G物，η＜η'，所以，动滑轮重相同时，（在绳子承受范围内）增大物重，可以提高该滑轮组的机械效率。
答：（1）工人做的有用功是120J；
（2）该滑轮组的机械效率是80%；
（3）工人所施拉力的功率是30W；
（4）当提升的重物变为150N时，此时的滑轮组的机械效率为83.3%；
（5）在绳子承受范围内，增大物重可以提高滑轮组机械效率。
4．【解答】解：
（1）由图可知，n＝3，
绳端移动的速度：v绳＝nv物＝3×0.1m/s＝0.3m/s，
（2）根据P=Wt=Fst=Fv可得，工人的拉力：
F=Pv绳=90W0.3m/s=300N，
滑轮组的机械效率：
η=W有用W总×100%=GℎFs×100%=GnF×100%=810N3×300N×100%＝90%；
（3）重物上升的高度：h＝vt＝0.1m/s×10s＝1m，
拉力做的有用功：W有用＝Gh＝810N×1m＝810J，
拉力做的总功：W总＝Fs＝Fnh＝300N×3×1m＝900J，
提升动滑轮做的额外功：W轮＝W总﹣W有用﹣Wf＝900J﹣810J﹣60J＝30J，
由W轮＝G轮h可得，动滑轮的重：
G轮=W轮ℎ=30J1m=30N。
答：（1）工人拉绳子的速度是0.3m/s；
（2）滑轮组的机械效率是90%；
（3）滑轮组中的动滑轮的重力是30N。
5．【解答】解：（1）他站在地面上时对地面的压力：
F＝G＝500N，
对地面的压强：
p=FS=500N0.04m2=1.25×104Pa；
（2）没拉绳子时，他对地面的压力等于其自身重力等于500N，
提升重物时，他对地面的压力等于他的重力减去绳子对他的拉力，
提升重物时与没拉绳子时相比他对地面的压力减小，而受力面积不变，
根据p=FS可知，他对地面的压强减小。
（3）因为滑轮组要求站在地面上提升重物，
所以，最终的绳子自由端方向向下，则绳子的起始端应在定滑轮上，如图所示：
（4）由图可知，n＝2，则绳端移动的距离：
s＝nh＝2×1m＝2m，
拉力做的有用功：
W有＝Gh＝600N×1m＝600J，
由η=W有W总×100%可得，拉力做的总功：
W总=W有η=600J75%=800J，
由W＝Fs可得，拉力的大小：
F=W总s=800J2m=400N，
拉力的功率：
P=W总t=800J20s=40W。
答：（1）他站在地面上时对地面的压强为1.25×104Pa；
（2）减小；
（3）滑轮组的绕线方式如上图所示；
（4）拉力F为400N，拉力的功率为40W。
6．【解答】解：
（1）由图知，O为支点，拉力F为动力，猪的重力为阻力，
根据杠杆平衡的条件可得：F×OA＝G×OB，
所以G=OAOB×F﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
将已知条件代入①式，则猪的重力：
G=×300N＝1200N；
（2）实际情况下，杠杆本身受重力，设其力臂为l杠杆，
由杠杆的平衡条件可得：G×OB+G杠杆×l杠杆＝F×OA，
则猪的实际重力：
G=F×OA−G杠杆×l杠杆OB−−−−−−②
①②相比，在①式中，因忽略了杠杆本身的重力，测出的结果要比实际重力偏大；
（3）有用功：W有用＝G实际h＝1140N×0.1m＝114J，
动力臂和阻力臂的比值为：OA：OB＝1.6m：0.4m＝4：1；
猪被拉离地面升高了0.1m，故弹簧测力计提升的高度：s＝nh＝4×0.1m＝0.4m，
拉力做的总功：W总＝Fs＝300N×0.4m＝120J，
这个过程杠杆装置的机械效率：
η=W有用W总×100%=114J120J×100%＝95%。
答：（1）猪的重力大约是1200N；
（2）这种方法测出的猪的重力比实际重力偏大，原因是木棒本身有重力；
（3）这个过程杠杆装置的机械效率是95%。
7．【解答】解：（1）由图可知n＝4，绳子自由端移动的距离：
s＝nh＝4×0.6m＝2.4m，
有用功：W有＝Gh＝1000N×0.6m＝600J，
总功：W总＝Fs＝300N×2.4m＝720J，
滑轮组的机械效率：
η=W有W总×100%=600J720J×100%≈83.3%；
（2）工人师傅做功的功率：
P=W总t=720J10s=72W。
答：（1）滑轮组的机械效率是83.3%；
（2）工人师傅做功的功率是72W。
8．【解答】解：（1）由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×10m＝20m，
拉力做功：W总＝Fs＝300N×20m＝6000J；
（2）有用功：W有＝Gh＝500N×10m＝5000J，
额外功：W额＝W总﹣W有用＝6000J﹣5000J＝1000J；
（3）机械效率：η=W有W总×100%=5000J6000J×100%≈83.3%。
答：拉力做功是6000J；额外功是1000J；该装置的机械效率是83.3%。
9．【解答】解：
（1）工人做的有用功：
W有用＝Gh＝600N×4m＝2400J；
（2）工人做的总功：
W总＝W有用+W额＝2400J+600J＝3000J，
滑轮组的机械效率：
η=W有用W总×100%=2400J3000J×100%＝80%；
（3）不考虑绳重和摩擦，拉力做的额外功W额＝G动h，
则动滑轮重力：
G动=W额ℎ=600J4m=150N，
因为人的体重小于绳子的最大拉力，工人站在地面上，
所以人能施加的最大拉力F最大＝G人＝750N，
由图知，n＝2，不考虑绳重和摩擦，最大拉力F最大=12（G最大+G动），
则能提升的最大物重：
G最大＝2F最大﹣G动＝2×750N﹣150N＝1350N。
答：
（1）工人做的有用功为2400J；
（2）滑轮组的机械效率为80%；
（3）最多能提升1350N重的物体。
10．【解答】解：（1）木箱移动的距离：s＝5m，
木箱由斜面底端上升到顶端所用的时间：
t=sv=5m0.1m/s=50s；
（2）由图知，动滑轮上绳子的股数n＝2，
绳子自由端移动的速度：
v绳＝nv＝2×0.1m/s＝0.2m/s，
拉力的功率：
P=Wt=Fst=Fv绳＝150N×0.2m/s＝30W；
（3）物体的重力：
G＝mg＝30kg×10N/kg＝300N，
机械做的有用功：
W有＝Gh＝300N×3m＝900J，
绳子自由端移动的距离：
s′＝ns＝2×5m＝10m，
机械做的总功：
W总＝Fs′＝150N×10m＝1500J，
斜面对木箱的摩擦力做的功：
Wf＝W总﹣W有﹣W0＝1500J﹣900J﹣100J＝500J，
斜面对木箱的摩擦力为：
f=Wfs=500J5m=100N。
答：（1）木箱由斜面底端上升到顶端所用的时间为50s；
（2）小马同学拉力的功率为30W；
（3）斜面对木箱的摩擦力大小为100N。
11．【解答】解：
（1）工人所做的有用功
W有＝Gh＝200N×6m＝1200J；
（2）由图知n＝2，拉力端移动距离s＝nh＝2×6m＝12m，
工人做的总功：
W总＝Fs＝120N×12m＝1440J；
该装置的机械效率
η=W有用W总×100%=1200J1440J×100%≈83.3%；
（3）工人做功的功率：
P=W总t=1440J20s=72W。
答：（1）工人做的有用功是1200J；
（2）此过程中该装置的机械效率是83.3%；
（3）工人做功的功率是72W。
12．【解答】解：
（1）由图知，承担物重的绳子股数n＝3，绳子自由端移动的距离s＝3h，
则物体上升的高度：
h=13s=13×3m＝1m，
物体上升的速度：
v=ℎt=1m10s=0.1m/s；
（2）拉力做的有用功：
W有用＝Gh＝120N×1m＝120J，
拉力做的总功：
W总＝Fs＝50N×3m＝150J，
滑轮组的机械效率：
η=W有用W总=120J150J×100%＝80%；
（3）拉力功率：
P=W总t=150J10s=15W。
答：（1）物体上升的速度是0.1m/s；
（2）滑轮组提升物体时的机械效率是80%；
（3）拉力功率是15W。
13．【解答】解：（1）滑轮组做的有用功：W有＝Gh＝800N×10m＝8000J；
（2）由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×10m＝20m，
拉力做的总功：W总＝Fs＝500N×20m＝10000J，
则拉力做功的功率：P=W总t=10000J20s=500W；
（3）滑轮组的机械效率：η=W有W总×100%=8000J10000J×100%＝80%。
答：（1）利用此滑轮组做的有用功是8000J；
（2）拉力做功率的功率是500W；
（3）滑轮组提升重物的机械效率是80%。
14．【解答】解：（1）提升重物做的有用功：
W有＝Gh＝90N×0.1m＝9J；
（2）由图可知，绳子有效段数：n＝3，
则绳端移动的距离：s＝nh＝3×10cm＝30cm＝0.3m，
总功：W总＝Fs＝50N×0.3m＝15J，
该滑轮组的机械效率：
η=W有W总×100%=9J15J×100%＝60%；
答：（1）提升重物做的有用功为9J；
（2）该滑轮组的机械效率为60%。
15．【解答】解：（1）由图可知n＝3，因为不计绳重和摩擦时F=1n（G+G动），所以动滑轮的重力：
G动＝nF﹣G＝3×100N﹣240N＝60N。
（2）滑轮组的机械效率：
η=W有W总=GℎFs=GℎFnℎ=GnF=240N3×100N=80%。
（3）绳子自由端移动的距离：
s＝nh＝3×2m＝6m，
拉力做的总功：
W总＝Fs＝100N×6m＝600J，
拉力做功的功率：
P=W总t=600J5s=120W。
答：（1）动滑轮的重力为60N；
（2）此滑轮组的机械效率为80%；
（3）拉力做功的功率为120W。
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