2022年中考物理二轮专题复习+简单机械计算

这是一份2022年中考物理二轮专题复习+简单机械计算，共21页。
简单机械专题计算1．校园内要将一底面积为0.4 m2的花岗岩基石移位，工人师傅准备用如图所示的装置提起基石，已知基石质量为150kg，求：(1)若不计动滑轮重、绳重及摩擦，用300N的力拉住绳端，基石对地面的压强；(2)工人师傅用600 N的拉力在5s内将基石匀速提高了1.5m，拉力的功率；(3)第(2)问中工人师傅拉动绳端使基石匀速上升时，滑轮组的机械效率。2．如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，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以0.2m/s的速度匀速上升，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，求：（1）绳子自由端受到的拉力；（2）拉力的功率；（3）工人对地面的压力。3．如图所示，某人用滑轮组将重为600N的金属块从水中匀速提起，金属块在水下上升了5m，金属块的体积为0.02m3，此时作用在绳自由端的拉力F是120N，不计绳重和滑轮组机械内部的摩擦及金属块在水中受到的阻力。求：（1）金属块没露出水面前受到的浮力；（2）求金属块出水前滑轮组的机械效率；（3）动滑轮的重力。4．如图所示，用轻质薄木板AB做成杠杆，O为支点，OA=OB=2m，地面上一质量为2kg，边长为a=10cm的实心正方体物块M用一不可伸长的轻质细线系于OB的中点C处，此时AB恰好静止于水平位置，细线恰好被拉直。现将小滑块Q（小滑块的大小不计）放在O点的正上方的板上，对Q施加F=2N的水平向左的推力，使Q沿OA向左做匀速直线运动，测得小滑块Q向左移动0.4m时，绳子对C点的拉力为8N。（g取10N/kg）求：（1）此时物块M对水平地面的压强；（2）小滑块Q的质量；（3）若Q再向左侧移动0.2米，沿竖直方向将正方体M左右两边各切去厚度为d的部分，将它们叠放在Q的正上方时，正方体M对地面的压强为0，求d。5．如图所示，一个小电动机通过滑轮组匀速拉动物体在水平面上运动。物体质量为3kg，受到地面的摩擦阻力为其所受重力的0.1倍。若滑轮组对物体所做的功为30J，滑轮组自由端移动的速度为0.6m/s，滑轮组的机械效率为50%，小电动机的效率为80%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力。（g取10N/kg）求：(1)物体受到的地面的摩擦力和物体运动的水平距离；(2)电动机对绳子的拉力；(3)电动机消耗的电能及其电功率。6．工人用如图所示装置在 10s 内，将重为900N的货物匀速提升 2m，此过程中拉力的功率为 240W，已知动滑轮重100N。求：(1)有用功；(2)工人的拉力；(3)克服绳重和摩擦所做的功与总功的比值。7．用如图所示的滑轮组，将480N的物体以0.2m/s的速度匀速提起5m，绳子自由端的拉力为200N（不计摩擦和绳重）求：(1)该滑轮组做的有用功；(2)拉力的功率；(3)该滑轮组机械效率；(4)若该滑轮组的机械效率为75%时，所提物体的重。8．如图甲所示是某地修建大桥时使用滑轮组打捞不慎落入水中的柱形石料M的示意图。在整个打捞过程中，石料以恒定的速度v=0.1 m/s上升，石料离开水面之后绳子自由端的拉力F=1 000 N。图乙是钢丝绳的拉力T随时间变化的图象，t=0时刻石料刚好离开湖底，g取10 N/kg。求：（1）石料的质量m；（2）石料完全浸没在水中受到的浮力F浮；（3）湖底受到水的压强p；（4）石料离开水面之后滑轮组的机械效率η。9．如图，某同学用40N的拉力，在6s内将重90N的物体匀速提升2m，不计绳重和摩擦。在此过程中，求：(1)拉力F做的有用功是多少？(2)该滑轮组的机械效率是多少？(3)若绳子所能承受的最大拉力是45N，请计算说明，使用该滑轮组能否提起重120N的物体？10．如图所示是我国研制的新能源5G无人电动拖拉机，它以氢燃料供电为主、锂电池供电为辅，可以搭载深耕机、播种机等多种设备进行农田耕作。某次该电动拖拉机在水平公路上匀速直线行驶了15km，耗时20min到达目标农田。已知拖拉机质量为1t，受到的阻力为其重力的0.05倍。g取10N/kg。求：(1)电动拖拉机的速度；(2)在平直公路上行驶时牵引力所做的功；(3)某次该拖拉机搭载深耕机耕地时，做的总功为6×1J，工作效率为60%，深耕机耕地的功率为500W，则拖拉机耕地多长时间？ 11．小明站在地面上用如图甲所示的滑轮组缓慢匀速竖直提起在水中的物体A（未露出水面）。已知：小明的体重G人＝600N，双脚与地面的接触面积是S脚＝500cm2，且保持不变；物体A重GA＝715N，体积为V＝1.5×10﹣2m3；动滑轮重G动＝50N；物体A上升的高度h随时间变化的图象如图乙所示（水对物体的阻力、滑轮组轮与轴的摩擦、绳重和绳的伸长都忽略不计，g＝10N/kg）。求：（1）小明不拉物体时双脚站在地面上，对地面的压强；（2）绳的自由端向下移动的速度；（3）物体A受到的拉力；（4）小明所施拉力做功的功率。12．如图所示，光滑带槽的长木条AB（质量不计），可以绕支点O转动，木条的A端用竖直细绳连接在地板上，OA=0.6m，OB=0.4m。在木条的B端通过细线悬挂一个质量为0.4kg的正方体木块C，此时杠杆处于水平平衡状态；然后让一质量为800g的小球从B点沿槽向A端匀速运动，经4s的时间，系在A端细绳的拉力恰好等于0，此过程中杠杆始终处于水平平衡状态。（忽略细线的重力，g取10N/kg）求：(1)木块C受到细线的拉力是多少？(2)小球刚放在B端时A端受到细线的拉力是多少？(3)小球的运动速度是多少？13．如图所示为吊车上的滑轮组的示意图。在吊起重物的过程中，钢丝绳用的拉力，将重为的物体在内匀速提升（不计绳重和摩擦），请解决以下问题：(1)滑轮组提升重物所做的有用功和总功；(2)滑轮组拉力的功率；(3)该滑轮组的机械效率。（计算结果保留一位小数）14．小莉用如图所示的装置将重为6N的物体匀速拉高50cm，动滑轮总重为2N，定滑轮总重为3N，不计绳重，装置的机械效率为60%，求：(1)绳子拉力；(2)整个过程中，克服绳与轮之间的摩擦力做的功；(3)横梁受到的拉力。15．如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图，已知井深12m，物体质量为600千克，汽车重G车=7×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力2200N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍，（g=10N/kg）求：(1)将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力做了多少功？(2)滑轮组的机械效率为多少%？（保留一位小数）(3)若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要多长时间?(4)汽油的热值为4.6×107J/kg，汽车以3m/s的速度把物体拉到井口时，消耗的汽油为20g，则此汽车发动机的功率为多少？16．如图所示，施加竖直向上的拉力F，使用动滑轮在5s内将一重为300N的物体匀速竖直向上提升6m，动滑轮的机械效率是75%，求：(1)拉力大小为多少N；(2)拉力的功率是多少W；(3)若忽略绳重与摩擦，动滑轮的重力为多少N。17．如图所示，不计绳重和摩擦。滑轮组在匀速提升150N重物时，机械效率为60%；若被提升重物为250N，当物体匀速上升2m时，求此时：(1)对物体做的有用功；(2)绳端拉力F所做的功18．工人用如图甲所示的滑轮组利用箱子运送建材上楼，已知箱子重为350N，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重量变化的图象如图乙所示，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g取10N/kg。(1)若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的均力为200N，拉力做功的功率是多大？ (2)若某次运送建材的质量为40kg，求此时的拉力是多少？(3)当滑轮组的机械效率为80%时，运送建材的重力是多大？
参考答案：1．(1)1500Pa；(2)540W；(3)83.3%【解析】(1)已知基石质量为150kg，则基石的重力是基石的重力是1500N；若不计动滑轮重、绳重及摩擦，用300N的力拉住绳端，绳端静止不动，从图中可以看到，有三条绳子托着动滑轮，那么作用在基石上的拉力是作用在基石上的拉力是900N；对基石进行受力分析，受到拉力、地面对基石的支持力、重力的作用，可知可解得地面对基石的支持力是地面对基石的支持力是600N；力的作用是相互的，那么基石对地面的压力是600N，基石的底面积为0.4m2，根据压强公式可知，基石对地面的压强是基石对地面的压强是1500Pa。(2)由题意可知，工人师傅用600 N的拉力在5s内将基石匀速提高了1.5m，根据速度公式可知，基石的运动速度是从图中可以看到，三条绳子托着动滑轮，则绳端移动的速度是绳端的拉力是600N，根据可知，拉力的功率是拉力的功率是540W。(3)上述工人师傅拉动绳端使基石匀速上升时，所做的有用功是绳端移动的距离是绳端的拉力，则所做的总功是滑轮组的机械效率是滑轮组的机械效率约是83.3%。答：(1)若不计动滑轮重、绳重及摩擦，用300N的力拉住绳端，基石对地面的压强是1500Pa；(2)工人师傅用600 N的拉力在5s内将基石匀速提高了1.5m，拉力的功率是540W；(3)第(2)问中工人师傅拉动绳端使基石匀速上升时，滑轮组的机械效率约是83.3%。2．(1)300N；(2)120W；(3)200N【解析】解：(1)据有所以(2)绳子端移动的速度v=2×0.2m/s=0.4m/s拉力的功率P=Fv=300N×0.4m/s=120W(3)工人拉动绳子时，受到三个力的作用：竖直向下的重力、绳子竖直向上的拉力和地面对工人的竖直向上的支持力。而要人对地面的压力和地面对人的支持力是一对相互作用力，所以压力F压=F支持力=G-F=500N-300N=200N答：(1)绳子自由端受到的拉力为300N；(2)拉力的功率为120W；(3)工人对地面的压力为200N。3．（1）200N；（2）83.3%；（3）80N【解析】（1）金属块没露出水面前受到的浮力为（2）金属块出水前对滑轮组的拉力为F′=G-F浮=600N-200N=400N金属块出水前对滑轮组的机械效率为（3）动滑轮的重力为G′=nF-F′=4×120N-400N=80N答：（1）金属块没露出水面前受到的浮力为200N；（2）求金属块出水前滑轮组的机械效率为83.3%；（3）动滑轮的重力为80N。4．（1）1200Pa；（2）2kg；（3）1.25cm【解析】(1)M所受的重力GM=mg=2kg×10N/kg=20N对M受力分析如右图所示: M对水平地面的压力F压=F支=GM-F=20N-8N=12N受力面积S=a2=(10cm)2=100cm2=0.01m2M对水平地面的压强(2)由杠杆平衡条件， 得F1·OQ=F·OC即物体Q所受重力为GQ=F1=20N其质量(3)由题意知Q到O点的距离OQ′=0.4m+0.2m=0.6mM被切去的重力……①M剩余的重力………②由杠杆平衡条件得……………③联立①②③式，并将a=10cm，OQ′=0.6m，OC=1m，GQ=20N，GM=20N代入，解得d=1.25cm答：(1)物块M对水平地面的压强是1200Pa；(2)小滑块Q的质量为2kg；(3)正方体M左右两边切去的厚度d为1.25cm。5．(1)3N，10m；(2)2N；(3)75J，1.5W【解析】解：(1)物体受到地面的摩擦力f=0.1G=0.1mg=0.1×3kg×10N/kg=3N物体运动的距离(2)滑轮组的机械效率为则电动机对绳子的拉力为(3)整个装置的机械效率电动机消耗的电能为由于滑轮组自由端移动的速度为0.6m/s，滑轮组有三段绳子承担物重，则物体的运动的速度为0.2m/s。对物体做功30J，电动机的工作时间电动机的电功率为答：(1)物体受到的地面的摩擦力为3N，物体运动的水平距离为10m；(2)电动机对绳子的拉力2N；(3)电动机消耗的电能为75J，及其电功率1.5W。6．(1)1800J；(2)400N；(3)【解析】解：(1)有用功为W有=Gh=900N×2m=1800J(2)拉力做的总功W总=Pt=240W×10s=2400J由图可知，n=3，则绳端移动的距离s=3h=3×2m=6m工人的拉力(3)克服动滑轮自重做功W动=G动h=100N×2m=200J克服绳重和摩擦所做的功与总功的比值答：(1)有用功1800J；(2)工人的拉力400N；(3)克服绳重和摩擦所做的功与总功的比值。7．(1)2400J；(2)120W；(3)80%；(4)360N【解析】解：(1)滑轮组做的有用功W有＝Gh＝480N×5m＝2400J(2)绳子的有效段数为3，绳子自由端的速度v＝3v物＝0.2m/s×3＝0.6m/s拉力的功率P＝Fv＝200N×0.6m/s＝120W(3)绳子自由端移动的距离s＝nh＝3×5m＝15m拉力做的总功W总＝Fs＝200N×15m＝3×103J该滑轮组机械效率(4)不计摩擦和绳重，动滑轮的重力G动＝3F﹣G＝3×200N﹣480N＝120N不计摩擦和绳重，故克服动滑轮的重力做的功为额外功的唯一来源，机械效率为解得G1=360N。答：(1)该滑轮组做的有用功2400J；(2)拉力的功率120W；(3)该滑轮组机械效率80%；(4)若该滑轮组的机械效率为75%时，所提物体的重360N。8．（1）160kg；（2）400N；（3）；（4）80%【解析】解：（1）由图乙可知，当石料离开水面后，钢丝绳的拉力为1600N，石料受到的拉力和重力是一对平衡力，故，它受到的重力G=T1=1600N石料的质量（2）由图乙可知，石料完全浸没在水中受到的拉力为1200N，故它受到的浮力F浮=G-T2=1600N-1200N=400N（3）由图乙知，当50s时，石料离开水面，故湖深为湖底受到水的压强（4）石料离开水面之后滑轮组的机械效率答：（1）石料的质量为160kg；（2）石料完全浸没在水中受到的浮力为400N；（3）湖底受到水的压强为；（4）石料离开水面之后滑轮组的机械效率为80%。9．(1)180J；(2)75%；(3)不能【解析】解：(1)拉力F做的有用功为W有用=Gh=90N×2m=180J(2)由图知绳股数为n=3绳子末端移动的距离为s=3h=3×2m=6m拉力做功W总=Fs=40N×6m=240J滑轮组的机械效率(3)由题意可知故解得G轮=30N如果绳子所能承受的最大拉力F最大=45N，由得该滑轮组能提升的最大物重为G最大=3F最大-G轮=3×45N-30N=105N＜120N故不能提起120N的重物。答：(1)拉力F做的有用功是180J；(2)该滑轮组的机械效率是75%；(3)若绳子所能承受的最大拉力是45N，使用该滑轮组不能提起重120N的物体。10．(1) 45km/h； (2) 7.5×106J； (3) 7200s【解析】(1)拖拉机速度为(2)拖拉机匀速行驶，由二力平衡可得牵引力等于阻力，即F=f=0.05G=0.05mg=0.05×1×103kg×10N/kg=500N则牵引力做的功为W=Fs=500N×15000m=7.5×106J(3)深耕机消耗能量为W耕=W总×60%=6×106J×60%=3.6×106J则拖拉机耕地时间为11．（1）1.2×104Pa；（2）0.06m/s；（3）565N；（4）12.3W【解析】解：（1）小明不拉物体时对地面的压力F＝G人＝600N此时小明对地面的压强（2）由图乙可知，物体A在20s内上升0.4m，则物体A上升的速度由图甲可知，n＝3，绳自由端移动的速度v＝nvA＝3×0.02m/s＝0.06m/s（3）物体受到的浮力F浮＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5×10﹣2m3＝150N对物体A受力分析得FA＝GA﹣F浮＝715N﹣150N＝565N（4）因水对物体的阻力、滑轮组轮与轴的摩擦、绳重和绳的伸长都忽略不计，所以，小明所施拉力方法二小明所施拉力做功的功率答：（1）小明不拉物体时双脚站在地面上，对地面的压强为1.2×104Pa；（2）绳的自由端向下移动的速度为0.06m/s；（3）物体A受到的拉力为565N；（4）小明所施拉力做功的功率为12.3W。12．(1)4N；(2)8N；(3)0.15m/s【解析】(1)木块C受到细线的拉力是F=G=mg=0.4kg×10N/kg=4N(2)根据杠杆平衡条件可得小球刚放在B端时A端受到细线的拉力是FA×OA=（GA+GB）×OBOA=0.6m，OB=0.4mGA+GB=12N解得FA=8N。(3)设小球到支点距离为L，由杠杆平衡条件可得G球×L=G×OB8N×L=4N×0.4m解得L=0.2m，故小球运动距离为s=0.2m+0.4m=0.6m小球的运动速度是答：(1)木块C受到细线的拉力是4N；(2)小球刚放在B端时A端受到细线的拉力是8N；(3)小球的运动速度是0.15m/s。13．(1)7.2×104J，1.08×105J；(2) 1.08×104W；(3)66.7%【解析】解：(1)已知物体的重力G=1.2×104N，物体上升的高度h=6m，滑轮组提升重物所做的有用功W有用=Gh=1.2×104N×6m=7.2×104J已知绳子的股数n=3，拉力F=，滑轮组提升重物所做的总功W总=Fs=3Fh=3×6×103N×6m=1.08×105J(2)时间t=10s，故拉力F的功率(3)滑轮组的机械效率答：(1)滑轮组提升重物所做的有用功是7.2×104J，总功是1.08×105J；(2)滑轮组拉力的功率为1.08×104W；(3)该滑轮组的机械效率是66.7%。14．(1)2.5N；(2)1J；(3)18N【解析】解：(1)由图可知，该装置滑轮组n=4，有用功总功绳子拉力(2)额外功克服动滑轮重力做功克服绳与轮之间的摩擦力做的功(3)根据题意可知，横梁受到的拉力答：(1)绳子拉力为2.5N；(2)克服绳与轮之间的摩擦力做的功为1J；(3)横梁受到的拉力为18N。15．(1)7.92×104J；(2)90.9%；(3)12s；(4) 2.76×104W【解析】解：(1)由图知，n=3，将物体从井底拉至井口的过程中，绳端移动的距离s=3h=3×12m=36m汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功W总=Fs=2200N×36m=7.92×104J(2)物体的重力G=mg=600kg×10N/kg=6000N有用功W有用=Gh =6000N×12m=7.2×104J滑轮组的机械效率η=≈90.9%(3)已知汽车运动的速度为v=3m/s，则物体上升速度v物=v=×3m/s=1m/s将物体由井底拉至井口需要的时间t物==12s(4)汽车匀速运动时，受向右的牵引力、向左的绳子拉力和向左的阻力，根据力的平衡条件可得牵引力F牵=F+f=F+0.1G车=2200N+0.1×7×104N=9.2×103N牵引力做功功率P==F牵v=9.2×103N×3m/s=2.76×104W答：(1)将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了7.92×104J功；(2)滑轮组的机械效率为90.9%；(3)若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要12s；(4)牵引力的功率为2.76×104W。16．(1)200N；(2)480W；(3)100N【解析】解：(1)使用动滑轮时，承担物重的绳子股数n＝2，拉力端移动距离s＝2h，动滑轮的机械效率η＝ ＝75%则拉力的大小F＝＝200N(2)拉力端移动的距离s＝2h＝2×6m＝12m拉力端移动的速度v＝＝2.4m/s拉力做功的功率P＝＝Fv＝200N×2.4m/s＝480W(3)忽略绳重与摩擦，拉力F＝(G+G动)则动滑轮的重力G动＝2F﹣G＝2×200N﹣300N＝100N答：(1)拉力大小为200N；(2)拉力的功率是480W；(3)若忽略绳重与摩擦，动滑轮的重力为100N。17．(1)500J；(2)700J；【解析】(1)对物体做的有用功为(2)动滑轮的重力为当被提升重物为250N，绳端拉力F大小为绳端拉力F所做的功为答：(1)对物体做的有用功为500J。(2)绳端拉力F所做的功为700J。18．(1)80W；(2)400N；(3)2650N【解析】(1)滑轮组的动滑轮绕2段绳，拉绳子的速度为拉力做功的功率为(2)建材的重力为建材和箱子的总重力为由图可知，当建材的重力为400N时，机械效率为50%，求此时的拉力为(3)滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，滑轮组的机械效率当提升建材质量为40kg时，动滑轮的重力为当滑轮组的机械效率为80%时，所提升的总重力为此时所提升建材的重力为答：(1)若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的均力为200N，拉力做功的功率是80W。(2)若某次运送建材的质量为40kg，求此时的拉力是400N。(3)当滑轮组的机械效率为80%时，运送建材的重力是2650N。