2021学年第四章 机械和功4.1 简单机械同步达标检测题

第十二章  专题训练  简单机械综合计算

1．小红设计了如图所示的装置。轻质杠杆AOB可绕支点O无摩擦转动，OB=2m，OA=1m。在杠杆A端用不可伸长的细线悬挂正方体M，重力为600 N，底面积为400cm2，小红重500N，行走时与地面的摩擦为50N，小红从O点移动到之间某处C时，杠杆处于水平平衡状态，且M对地面的压力刚好为0，求：

（1）小红从O点移动到C点时克服摩擦力所做的功；

（2）当小红移动到距离O点0.7m时，正方体M对水平地面的压强。

2．小明和小聪分别采用如图甲、乙两种不同的方法，先后用相同的桶将重100N的沙子从一楼运上兰楼，其中小明采用甲图方法的效率为20%，小聪釆用乙图时不考虑绳重和摩擦，桶的重力为20N，动滑轮重力为5N。每层楼高3m。求；

（1）小明采用甲图方法时做的有用功和额外功；

（2）小聪采用乙图方法时动滑轮的机械效率。

3．如图所示，在某修建任务中，重力为600N的工人站在水平地面上，用大小为250N的力竖直向下拉动绳子，使重力400N的砖块在5s内匀速上升了1m，已知人的双脚与地面的总接触面积为500cm2，不计滑轮组的绳重和摩擦。求：

（1）工人施加拉力的功率；

（2）拉砖块过程中，工人对地面的压强；

（3）当用此滑轮组提升重力为900N的物体时，滑轮组的机械效率。

4．如图所示，小汽车通过滑轮组从竖直矿井中提升矿石，矿石以0.5m/s的速度匀速上升8s，已知矿石重2700N，动滑轮重300N，不计绳的重力及滑轮摩擦，求该过程中：

（1）汽车所受拉力的大小；

（2）汽车所做的有用功；

（3）滑轮组的机械效率。

5．如图所示，甲工人用水平推力F甲推动重为750N的货物，在水平路面上匀速移动2m至仓库门口A处，用时10s，此过程中甲工人做功的功率P甲=30W；乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动3m到达指定位置B，拉力F乙为62.5N。（不计绳重和滑轮重）求：

（1）甲工人做的功；

（2）该滑轮组的机械效率。

6．在美丽农村的建设中，政府为某村购置一批健身器材。工人在往车上搬运装有健身器材的箱子时，先用长木板搭了一个3m长的斜面，再用推力F=500N把120kg的箱子沿斜面匀速推到1m高的车厢上，用时10s，如图。求：

（1）工人所做的有用功；

（2）斜面的机械效率；

（3）箱子受到的摩擦力。

7．如图所示，用细线将一质量可忽略不计的杠杆悬挂起来，把质量为0.3kg的物体A用细线悬挂在杠杆的C处；质量为0.5kg的物体B（B不溶于水）用细线悬挂在杠杆的D处。当物体B浸没于水中静止时，杠杆恰好在水平位置平衡。此时C、D到O点的距离分别为20cm、30cm。（g取10N/kg）求：

（1）物体A的重力；

（2）细线对物体B的拉力；

（3）物体B的体积。

8．2020年11月28日，“奋斗者”号全海深载人潜水器成功完成万米海试并胜利返航，此次“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟坐底深度为10909米，创造了中国载人深潜新纪录，任务完成后，起重机把空载的“奋斗者”吊到母船上，起重机滑轮装置原理如图，“奋斗者”体积约为10m3，空载时质量约为6t。（海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）

（1）这次创纪录深潜10000米时，海水对“奋斗者”号潜水器的压强是多少帕？

（2）深潜10000米时，海水对安装在潜水器驾驶舱前方面积为0.03m2的观测孔的压力是多少牛？

（3）在滑轮装置作用下，“奋斗者”离开水面后缓慢竖直上升7m后到达甲板，此过程滑轮对“奋斗者号”做的功为多少焦？

（4）若绳子拉力F拉=2×104N，则该滑轮组的机械效率为多少？

9．某兴趣小组用如图所示的滑轮组（物体与动滑轮用绳子连接）匀速拉动放在同一水平面上的不同物体，物体的质量为100kg，受到的摩擦力为200N，用80N的拉力F，10秒内把物体拉动的距离为2m（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，g取10N/kg），求：

（1）物体的重力；

（2）滑轮组中动滑轮的重力；

（3）拉绳子的速度。

10．如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，水平支架的一端用钢丝绳拉着使其保持水平平衡。某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A匀速直线上升，提升过程中滑轮组的机械效率为90%。已知物体A重540N，该工人重500N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦。则：

（1）画出钢丝绳对水平支架拉力的力臂l；

（2）求出绳子自由端受到竖直向下的拉力F大小。

（3）支架受到滑轮组的拉力。

11．体重为600N的小聪用如图所示的滑轮组来竖直提升物体A。当A以0.1m/s的速度匀速上升时，小聪对绳子的拉力F为400N，滑轮组的机械效率为80%。求：

（1）拉力F的功率；

（2）物体A受到的重力；

（3）若绳能承受的最大拉力为700N，小明用此滑轮组竖直向下匀速拉物体时所能达到的最大机械效率为多少？（不计摩擦及绳重）

12．如图所示，重的物体在的水平拉力F的作用下，以的速度沿水平地面向左匀速直线运动了，滑轮组的机械效率为80%。求：

（1）有用功；

（2）拉力F的功率；

（3）物体与地面间的滑动摩擦力。

参考答案

1．（1）60J；（2）6250Pa

2．（1）600J，2400J；（2）80%

3．（1）100W；（2）7000Pa；（3）90%

4．（1）1000N；（2）1.08×104J；（3）90%

5．（1）300J；（2）80%

6．（1）1200J；（2）80％；（3）100N

7．（1）3N；（2）2N；（3）3×10-4m3

8．（1）1×108Pa；（2）3×106N；（3）4.2×105J；（4）75%

9．（1）1000N；（2）40N；（3）0.6m/s

10．（1）23N；（2）300N；（3）960N

11．（1）120W；（2）960N；（3）86.7%

12．（1）72J；（2）9W；（3）72N