人教版八年级物理下册 计算题02A 简单机械的基本计算(含答案详解)
展开人教版八年级物理下册期末考试题型专题复习 计算题02A 简单机械的基本计算(含答案详解) 附:可能用到的基本公式: 1.如图所示,一根轻质直杠杆AB在水平位置保持平衡A端挂重100牛的物体G1,B端挂200牛的物体G2,AO长为0.6米,求: (1)物体G2悬挂点B离支点的距离; (2)若在B端增加重200牛的物体,要使杠杆再次水平平衡,支点应向哪端移动多少距离? 2.一轻质杠杆如图,已知AB︰OB=1︰2,物体M质量为15kg,小雨重500N。小雨在A端竖直向上用力提杆子,使杠杆水平平衡,小雨受到地面的支持力是多少N? 3.如图所示是锅炉上的安全阀示意图,当阀门受到蒸汽的压力超过安全值时,阀门就会被顶开,让蒸汽放掉一些,使锅炉气压减小。图中OC为轻质杠杆且可绕O点转动,阀门质量不计。OA长10cm,OB长80cm,B端所挂重物重为50N。 (1)如果蒸汽刚好把阀门顶起,求A处受到阀门竖直向上顶的力为多少? (2)当A处受到阀门竖直向上顶的力为300N时阀门就开启, 求重锤应该挂在距A点多远处? 4.如图所示,在轻质杠杆OB的B端挂一个重为100牛的物体,OA为0.4米,AB为0.2米。若使杠杆能在水平位置保持静止,求: (1)作用在A点最小力F的大小及方向; (2)本题中,轻质杠杆OB属于哪种类型的杠杆? 5.一根质量为40kg,粗细均匀的实心木材平放在水平地面上,从其右端施加竖直向上的拉力F可使其右端抬起,如图甲所示。另一根粗细不均匀的木材B,从其右端施加竖直向上500N的拉力F1可使其右端抬起,如图乙所示;从其左端施加竖直向上400N的拉力F2可使其左端抬起,如图丙所示。求: (1)将木材A右端提起的竖直向上的拉力F; (2)木材B的重力。 6.如图所示,一轻质杆OA一端固定在竖直墙上,可绕O点转动,已知OA=0.3m,OB=0.2m,在A点处悬挂一个6kg的重物,若在B处施一竖直向上的拉力F,使杠杆在水平线上平衡,求: (1)重物的重力是多少?(g=10N/kg) (2)此时拉力F为多少? 7.如图所示是黄石建设中常见的一种起重机的简化图,为了保证起重机吊起重物时不会翻倒,在起重机右边配有一个重物m0;已知OA=12m,OB=4m。用它把质量为3×103kg,底面积为0.5m2、高为2m的长方体石墩G吊起。 (1)起吊前,石墩静止在水平地面时,它对地面的压强是多少? (2)若石墩匀速从地面上吊起,起重机横梁始终保持水平,若起重机横梁自重不计,OA、OB的长度不变,右边的配重m0为多少千克? 8.如图所示,轻质杠杆的支点O距左端L1=0.5m,距右端L2=0.2m.在杠杆左端悬挂质量为2kg的物体A,右端挂质量为7kg,边长为0.1m的正方体B,杠杆在水平位置平衡时, 求:(1)此时杠杆左端所受拉力大小; (2)正方体B对地面的压强。 9.如图所示的滑轮装置,已知货物重为100牛,在10秒内被匀速提升2米,若不计摩擦,求: (1)拉力F的大小; (2)拉力F做的功; (3)拉力F的功率。 10.如图所示,已知物体所受重力为20N,某人利用图中所示滑轮匀速将其提起。若物体在5秒被提升了10米,(不计绳重和摩擦)求 (1)人的拉力。 (2)在这段时间内拉力所做的功。 (3)拉力的功率。 11.如图所示,用竖直向上的拉力 F 匀速提升重为800N的物体A,在10s内物体上升了2m,不计滑轮和绳子的重力、轮与轴间的摩擦,求: (1)物体 A 上升的速度; (2)拉力 F 所做的功; (3)保持拉力 F 做功的功率不变,绳子自由端移动的速度为 0.5m/s,匀速提升物体B时,物体B所受的重力。 12.如图所示,用一个动滑轮使重10N的物体在5s内匀速升高0.2m,绳子自由端所用的拉力F为6N。求: (1)绳子自由端移动的速度; (2)拉力F做的功; (3)拉力做功的功率。 13.如图所示,用一动滑轮拉物体A以0.6m/s的速度在水平面上匀速运动,物体A重为20N,受到摩擦力是物重的0.2倍,若忽略绳子与滑轮间的摩擦。求: (1)拉力F的大小; (2)在2s内绳的自由端移动的距离。 14.如图所示,艾依钟用滑轮组将童为600N的木箱,从地面匀速提到4m高的阳台上,用时40s,已知动滑轮的重力为60N,不计绳重和摩擦。求: (1)木箱匀速上升的速度; (2)木箱克服重力所做的功; (3)拉力做功的功率。 15.图是一种利用滑轮组提升物体的简化模型示意图。人站在水平地面上,竖直向下拉动绳子自由端,将重为720N物体以0.1m/s的速度匀速上升时,滑轮组的机械效率为90%。不计绳重及摩擦,g取10N/kg。求: (1)拉力的大小; (2)求动滑轮受到的重力。 16.如图所示,小车在水平面上通过滑轮组提升重物,动滑轮重400N,小车的最大输出功率为3kW,重物A重1600N。(不计小车所受摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦)求: (1)小车匀速提升重物A时滑轮组的机械效率; (2)若要使被提升重物以1m/s的速度匀速上升,装置能提升重物的最大重力。(绳子能够承受足够大的力) 17.如图所示,小明用50N的力,在10s内把重为80N的物体匀速提升50cm,若不计绳重和摩擦,求: (1)拉力的功率; (2)滑轮组的机械效率。 18.如图所示,工人用滑轮组提升的物体,使物体在内匀速上升。求:(不计动滑轮重、绳重及摩擦,取) (1)绳子自由端移动的距离和速度。 (2)工人所用的拉力。 (3)若动滑轮的重为,求工人所需的拉力。 19.如图所示,用滑轮组提升质量为2×l03kg的物体A。物体A 以0. lm/ s的速度匀速上升的过程中,电动机对绳子自由端拉力的功率恒为2400W,g 取10N/ kg。求: (1)物体A受到的重力G; (2)电动机对绳子自由端的拉力F; (3)该滑轮组的机械效率η。 20.如图所示,小明将水泥从地面送上楼。他用300N的力F拉动绳子,10s内将一袋50kg的水泥匀速提升了2m。不计绳(袋)重和摩擦,g取10N/kg。求: (1)水泥所受的重力; (2)小明做功的功率; (3)此过程中滑轮组的机械效率。 21.体重为510N的老人,站在水平地面上对地面的压强为p1,当该老人用如图所示的滑轮组拉物体A沿水平方向平方向以0.1m/s速度运动,他对地面的压强为p2,压强变化了2750pa。已知该老人的双脚与地面的面积是400cm2,滑轮组的机械效率为80%。(不计滑轮摩擦和绳重)求: (1)绳对老人的拉力; (2)15秒内物体A克服摩擦力所做的功; (3)若在物体A上再放一个物体B,滑动摩擦力增大了30N,此时该装置的机械效率是多少? 22.水平地面上放置重为300N、边长为0.2m正方体物块,如图甲所示。现用斜面将物块由底端匀速拉到顶端,如图乙所示。已知平行于斜面的拉力F为180N,物体移动的距离为5m,升高2m,用时5s。g取10N/kg。求: (1)物块对水平地面的压强; (2)拉力的功率; (3)斜面的机械效率。 23.如图所示,工人沿斜面把一箱货物从底端匀速拉进车厢,箱货物沿斜面匀速运动时受到的摩擦力为 100N,斜面的长为 5m,高为 1m,箱货物重为 1500N,忽略空气阻力。求 (1)工人做的有用功; (2)该斜面的机械效率。 24.如图所示,某建筑工地一个斜面高h=2m,长L=10m。工人沿斜面向上用力F将重为1200N的木箱匀速从斜面底端拉到斜面顶端,用时50s,力F的功率为80W。求: (1)力F做的功; (2)力F的大小; (3)该斜面的机械效率。 25.如图所示,斜面长5m,高1m,把重为5000N的物体匀速地推向斜面顶端。此时斜面的机械效率为80%。求 (1)有用功是多少? (2)所用推力为多少? (3)物体受到的摩擦力为多少? 26.小明在探究利用杠杆做功的实践活动中,杠杆一端固定,中点处挂有一重力 G 为 20N的重物,现用手竖直提起杠杆的另一端,使物体缓慢匀速提升(摩擦忽略不计). (1)若不计杠杆自重,求拉力 F 的大小? (2)若杠杆是一根自重为 5N、材料均匀的硬棒,将重物提升的高度 h 为 0.10m,小明使 用杠杆所做的有用功 W 有用为多大?机械效率η是多大? 27.为了进一步理解所学知识,朝阳中学物理兴趣小组组装了如图所示的装置。一辆质量为0.3kg的玩具电动小车放置在粗糙水平桌面上,其与桌面间的滑动摩擦力为2N,一根不可伸长的细绳一端固定在小车尾部,另一端依次跨过定滑轮、动滑轮后固定在O点,两滑轮质量都为0.05kg。当小车向右运动,借助细绳、滑轮带动质量为0.2kg的物体以0.1m/s的速度沿竖直方向匀速上升,不计细绳与两滑轮之间的摩擦,不考虑空气阻力,求: (1)求物体重力; (2)细绳的拉力F; (3)滑轮组的机械效率; (4)求小车所受牵引力; (5)玩具电动小车牵引力的功率P。 28.某工地利用如图所示的滑轮组和卷扬机提升物体A,在物体A以0.1m/s的速度被匀速竖直提升的过程中,卷扬机对绳子竖直向下的拉力F为300N,滑轮组的机械效率η为85%,不计绳重和滑轮与轴的摩擦。求: (1)拉力F做功的功率P; (2)物体A所受重力GA; (3)动滑轮所受重力G动。 29.如图所示,质量为60kg的工人站在地面上用滑轮组提起重为600N的物体,在物体匀速上升1m的过程中,拉力做功800J。滑轮组中的绳均沿竖直方向,绳重和摩擦均可忽略不计,且绳足够结实,取g=10N/kg,求: (1)滑轮组的机械效率η; (2)地面对工人的支持力大小F支; (3)工人站在地面上用这个滑轮组匀速提升不同质量物体的过程中,此滑轮组的最大机械效率ηm。 30.如图所示是我国传统计量工具——杆秤的结构示意图,O点是提钮,左边是秤盘,右边的秤砣用细线悬挂于秤杆上。当手提提钮不放秤砣和物体时,杆秤可水平平衡,当秤盘上放一个质量为5kg的物体,秤砣移到B处时,恰好能使杆秤水平平衡,测得OA=6cm,OB=10cm,为防止秤砣滑脱,该杆秤的最大刻度标在C点,且OC=24cm,g取10N/kg。求: (1)秤砣的质量m0和最大称量值m的大小。 (2)为保证市场的公平交易,我国已有不少地区禁止在市场中使用杆秤。杆秤确实容易为不法商贩坑骗顾客提供可乘之机。若有人换了一个质量为2.7千克的秤驼,售出2.5千克的物品(秤砣在2.5kg刻度处)。请计算出杆秤上2.5kg刻度处到提钮O的距离LD及物品的实际质量m实。 31.如图所示,置于水平工作台面上的卷扬机,其质量为50kg,工作时做功的功率恒为1000W。现用卷扬机通过一个动滑轮匀速竖直提升重为4500N的物体A,经过2s物体A被竖直匀速提升了40cm。不计绳重和摩擦,取g=10N/kg,求: (1)滑轮对物体A做的功; (2)动滑轮的质量; (3)动滑轮的机械效率; (4)工作台面对卷扬机的支持力。 32.工人用如图所示的滑轮组提升物体,卷扬机拉动绳子的功率保持不变,当将重GA=900N的物体A以vA=0.2m/s匀速提升时,卷扬机对绳子的拉力大小为F1=500N,不计绳重及摩擦。 (1)求动滑轮受到的重力G; (2)当用该装置提升另一物体B,使绳端以v=0.8m/s匀速上升时,求滑轮组的机械效率η。 参考答案: 1.(1)0.3m;(2)0.12m 【解析】 【详解】 解:(1)杠杆水平平衡时,由杠杆的平衡条件可得 则右端物体G2的力臂为 (2)若在右端增加200牛的物体,则右端力与力臂的乘积变大,要使杠杆水平方向再次水平平衡,应减小右侧力与力臂的乘积,增大左侧力与力臂的乘积,所以,支点应向右端移动,设支点向右端移动的距离为l,由杠杆的平衡条件可得 解得l=0.12m,即支点应向右端移动0.12m的距离。 答:(1)右端物体G2的力臂为0.3m。 (2)若在右端增加200牛的物体,要使杠杆再次水平平衡,支点应向右端移动0.12m的距离。 2.600N 【解析】 【详解】 解:物体M质量为15kg,则物体的重力 G=mg=15kg×10N/kg=150N 已知 AB︰OB=1︰2,则 由杠杆的平衡条件可知,小雨施加的竖直向上的力的大小为 小雨受到重力、支持力和A对小雨向下的压力的共同作用,由于物体间力的作用是相互的,小雨对A施加100N的竖直向上的力,则小雨受到100N的竖直向下的压力,则小雨对地面的压力即地面对小雨的支持力为 F'=G人+F=500N+100N=600N 答:小雨对地面的压力是600N。 3.(1)400N;(2)50cm 【解析】 【详解】 解:(1)由杠杆平衡条件可得 FA×OA=G×OB A处受到阀门竖直向上顶的力为 (2)由杠杆平衡条件可得 FA′×OA=G×OB′ 重锤离O点的距离 重锤与A点的距离 AB′=OB′-OA=60cm-10cm=50cm 答:(1)如果蒸汽刚好把阀门顶起,A处受到阀门竖直向上顶的力为400N; (2)当A处受到阀门竖直向上顶的力为300牛时阀门就开启,重锤应该挂在距A点50cm处。 4.(1)150N,竖直向上;(2)费力杠杆 【解析】 【详解】 解:(1)根据杠杆平衡条件,A点施加最小力,则力臂要最大,故应在A施加一个垂直于杠杆竖直向上的作用力,此时力的力臂为OA。则 则A点的最小作用为F的大小为 (2)由于动力臂小于阻力臂,动力F大于物体重力G,故属于费力杠杆。 答:(1)作用在A点最小力F的大小为150N,方向为竖直向上; (2)本题中,轻质杠杆OB属于费力杠杆。 5.(1)200N;(2)900N 【解析】 【详解】 解:(1)一根质量为40kg粗细均匀的实心木材的重力 G=mg=40kg×10N/kg=400N 平放在水平地面上,从其右端施加竖直向上的拉力F可使其右端抬起,即木材绕左端的点向上转动,可将木材视为杠杆,动力臂是木材的长度,动力是拉力F,阻力是木材的重力,阻力臂是木材长度的一半,根据杠杆平衡的条件可知 木材的重力为400N,解得F=200N。 (2)一根粗细不均匀的木材B,从其右端施加竖直向上500N的拉力F1可使其右端抬起,以左端为支点,根据杠杆的平衡条件可得 G'l'=F1l 解得 从其左端施加竖直向上400N的拉力F2可使其左端抬起,以右端为支点,此时阻力臂为 l''=l-l' 根据杠杆的平衡条件可得 G'l''=F2l 解得 两式联立可得 答:(1)将木材A右端提起的竖直向上的拉力为200N; (2)木材B的重力为900N。 6.(1)60N;(2)90N 【解析】 【详解】 解:(1)由 知道,物体的重力 (2)由杠杆平衡条件知道 F×OB=G×OA 则此时的拉力 答:(1)重物的重力是60N; (2)此时拉力F为90N。 7.(1)6×104Pa;(2)9×103kg 【解析】 【分析】 【详解】 (1)石墩对地面的压力为 F=G=mg=3×103kg×10N/kg=3×104N 石墩静止在水平地面时,它对地面的压强 (2)石墩匀速从地面上吊起,所以 FA=G=3×104N 根据杠杆平衡条件可得 FA•AO=FB•BO 所以 FB===9×104N 配重的质量 答:(1)起吊前,石墩静止在水平地面时,对地面压强为6×104Pa。 (2)右边的配重m0为9×103kg。 8.(1)20N;(2)2000Pa 【解析】 【分析】 【详解】 解:(1)此时杠杆左端所受拉力 F左=GA=mAg=2kg×10N/kg=20N (2)由知道,杠杆右端的拉力即绳子对B的拉力 B的重力 G = mg = 7kg×10N/kg =70N 正方体B对地面的压力 F压 = GB - FB = 70N - 50N =20N B与地的基础面积即受力面积 SB=L2=(0.1m)2=0.01m2 B对地的压强 答:(1)此时杠杆左端所受拉力大小是20N; (2)正方体B对地面的压强2000Pa。 9.(1)100N;(2)200J;(3)20W 【解析】 【详解】 解:(1)由于使用定滑轮不能改变力的大小,不计摩擦,拉力等于物体重力,则物体拉力 F=G=100N (2)由W=Fs知道,拉力做功 W=Fs=100N×2m=200J (3)由 知道,拉力F的功率 答:(1)拉力F的大小是100N; (2)拉力F做的功200J; (3)拉力F的功率是20W。 10.(1)20N;(2)200J;(3)40W 【解析】 【详解】 (1)由图可知,该滑轮为定滑轮,根据动滑轮的特点,不计绳重和摩擦,则人的拉力 F=G=20N。 (2)由定滑轮的特点可知,绳端移动的距离s=h=10m,在这段时间内拉力所做的功 W=Fs=20N×10m=200J (3)拉力的功率 P===40W 答:(1)人的拉力为20N。 (2)在这段时间内拉力所做的功为200J。 (3)拉力的功率为40W。 11.(1)0.2m/s;(2)1600J;(3)640N 【解析】 【详解】 解:(1)物体 A 上升的速度 (2)不计滑轮和绳子的重力、轮与轴间的摩擦,则拉力F的大小为 拉力 F 所做的功 (3)拉力F做功的功率为 根据 保持拉力 F 做功的功率不变,拉力F的大小为 物体B所受的重力 答:(1)物体 A 上升的速度为0.2m/s; (2)拉力 F 所做的功为1600J; (3)物体B所受的重力为640N。 12.(1)0.08m/s;(2)2.4J;(3)0.48W 【解析】 【详解】 解:(1)由图知,n=2,当物体升高0.2m时,绳子的自由端移动距离 绳子自由端移动的速度 (2)拉力F做的功 (3)拉力做功的功率 答:(1)绳子自由端移动的速度为0.08m/s; (2)拉力F做的功为2.4J; (3)功率为0.48W。 13.(1)2N;(2)2.4m 【解析】 【分析】 【详解】 (1)由图知道,动滑轮绳子的有效股数n=2,忽略绳子与滑轮间的摩擦,则拉力F的大小 (2)由知道,物体移动的距离 s物=vt=0.6m/s×2s=1.2m 绳的自由端被拉过的距离 s绳=ns物=2×1.2m=2.4m 答:(1)拉力F的大小是2N; (2)在2s内绳的自由端被拉过了2.4m。 14.(1)0.1m/s;(2)2400J;(3)66W 【解析】 【详解】 解:(1)木箱上升的高度h=4m,用时t=40s,则木箱上升的速度 (2)木箱重力G=600N,克服木箱重力做功 (3)动滑轮重力为,连接动滑轮绳子的段数n=3,则拉力 拉动绳子的速度 拉力做功的功率 答:(1)木箱上升的速度为0.1m/s; (2)木箱克服重力做功2400J; (3)拉力的功率为66W。 15.(1)400N;(2)80N 【解析】 【详解】 解:(1)滑轮组的机械效率为 经整理可知 (2)因不计绳重和摩擦,故动滑轮受到的重力 答:(1)拉力的大小为400N; (2)动滑轮受到的重力为80N。 16.(1)80%;(2)2600N 【解析】 【详解】 (1)不计绳重及滑轮组的摩擦,额外功为 小车提升重物A时滑轮组的机械效率 (2)由图可知,滑轮组绳子的有效股数n=3,则小车运动的速度 不计小车所受摩擦阻力,小车的功率为 小车提供的最大拉力 不计绳重及滑轮组的摩擦,拉力为 能提升重物的最大重力 答:(1)小车提升重物A时滑轮组的机械效率为80%; (2)若要使被提升重物以1m/s的速度匀速上升,整个装置工作过程中能提升重物的最大重力为2600N。 17.(1)5W;(2)80% 【解析】 【详解】 解:(1)动滑轮上绳子的股数为2,拉力做的功 拉力的功率 (2)滑轮组的机械效率 答:(1)拉力的功率5W; (2)滑轮组的机械效率80%。 18.(1),;(2);(3) 【解析】 【详解】 (1)由图可知,滑轮组绳子的有效股数,则绳子自由端移动的距离 绳子自由端的速度 (2)不计动滑轮重、绳重及摩擦,工人所用的拉力 (3)不计绳重及摩擦,工人所用的拉力 答:(1)绳子自由端移动的距离为;速度为; (2)工人所用的拉力为; (3)若动滑轮的重为10N,工人所需的拉力为。 19.(1)2×104N;(2)8000N;(3)83.3% 【解析】 【详解】 解:(1)物体A的质量为2×l03kg,则重力 (2)动滑轮上的绳子段数为3段,物体A以0.lm/s的速度匀速上升,则绳端的移动速度是 电动机对绳子自由端拉力的功率恒为2400W,则绳端拉力 (3)物体A上升时的功率 滑轮组的机械效率 答:(1)物体A受到的重力是2×104N; (2)绳子自由端的拉力是8000N; (3)滑轮组的机械效率是83.3%。 20.(1)500N;(2)120W;(3)83.3% 【解析】 【详解】 解:(1)水泥所受的重力 (2)绳子的股数为n=2,故绳子自由端移动的距离为 小明做功的功率 (3)有用功为 则此过程中滑轮组的机械效率 答:(1)水泥所受的重力500N; (2)小明做功的功率120W; (3)此过程中滑轮组的机械效率83.3%。 21.(1)110N;(2)264J;(3)82.4% 【解析】 【详解】 解:(1)因为绳对人的拉力等于人对地面压力的变化量,故根据可得绳对人的拉力 F=∆F=∆pS=2750Pa×4×10-2m2=110N (2)滑轮组的机械效率 由题意可知,滑轮组的机械效率为80%,动滑轮上的绳子段数是2段,则摩擦力大小 f=η×nF=η×2F=80%×2×110N=176N 根据可得物体A运动的距离 s=vt=0.1m/s×15s=1.5m 15秒内物体A克服摩擦力所做的功 W=fs=176N×1.5m=264J (3)由图可知,不计滑轮摩擦和绳重时,则拉力的大小 动滑轮的重力 G动=2F-f=2×110N-176N=44N 若在物体A上再放一个物体B,此时A受到的滑动摩擦力 f′=f+30N=176N+30N=206N 此时该装置的机械效率 答:(1)绳对人的拉力为110N; (2)15秒内物体A克服摩擦力所做的功为264J; (3)若在物体A上再放一个物体B,滑动摩擦力增大了30N,此时该装置的机械效率是82.4%。 22.(1)7500Pa;(2)180W;(3)66.7% 【解析】 【详解】 解:(1)物体放在水平地面上,对地面压力等于其重力,物块对水平地面的压强为 (2)拉力的功率为 (3)斜面的机械效率为 答:(1)物块对水平地面的压强为7500Pa; (2)拉力的功率为180W; (3)斜面的机械效率为66.7%。 23.(1)1500J;(2)75% 【解析】 【分析】 【详解】 解:(1)工人做的有用功 W 有用=Gh=1500N×1m=1500J (2)克服斜面摩擦做的额外功 W额外=fs=100N×5m=500J 工人做的总功 W 总=W有用+W 额外=1500J+500J=2000J 斜面的机械效率 答:(1)工人做的有用功为 1500J; (2)该斜面的机械效率为 75%。 24.(1)4000J;(2)400N;(3)60% 【解析】 【分析】 【详解】 解:(1)由 知道,拉力F做的功 W总=Pt=80w50s=4000J (2)由W=Fs知道,力F的大小 (3)搬运木箱做的有用功 W有=Gh=1200N2m=2400J 该斜面的机械效率 答:(1)力F做的功4000J; (2)力F的大小2400N; (3)该斜面的机械效率60%。 25.(1) 5000J;(2)1250N;(3)250N 【解析】 【详解】 解:(1)有用功 W有=Gh=5000N×1m=5000J (2)总功为 所用的推力 (3)额外功为 物体受到的摩擦力 答:(1)有用功是5000J; (2)所用推力为1250N; (3)物体受到的摩擦力为250N。 26.(1)10N;(2)2J; 80% 【解析】 【详解】 解答:(1)由杠杆原理可知:FL1=GL2,即 F=10N.(2)W有用=Gh=20N×0.1m=2J,W额外=G杆h=5N×0.1m=0.5J,W总=W有用+W额外=2J+0.5J=2.5J ,η==80% . 点睛:(1)由于拉力总是竖直向上的,重物挂在杠杆的中点,所以动力臂是阻力臂的2倍.根据杠杆平衡条件求出拉力大小.(2)知道重物重力和重物上升的距离,根据W=Gh求出有用功,知道杠杆在重力和杠杆中点上升的距离,根据W=Gh求出额外功;求出总功;根据机械效率公式求出机械效率. 27.(1)2N;(2)1.25N;(3)80;(4)3.25N;(5)0.65W。 【解析】 【分析】 【详解】 解:(1)物体的重力 G物=m物g=0.2kg10N/g=2N (2)动滑轮的重力为 G动=m动g=0.05kg10N/kg=0.5N 由图知 n=2 则细绳的拉力为 F=(G物+G动)=(2N+0.5N)=1.25N (3)滑轮组的机械效率为 =====80 (4)玩具电动小车在水平方向上受水平向右的牵引力、水平向左的拉力和摩擦力f的作用,则牵引力 F牵=F+f=1.25N+2N=3.25N (5)由图知 n=2 则 v车=nv物=20.1m/s=0.2m/s 牵引力的功率为 P=F牵v车=3.25N0.2m/s=0.65W 答:(1)物体重力为2N; (2)细绳的拉力F为1.25N; (3)滑轮组的机械效率η为80; (4)小车所受牵引力为3.25N; (5)玩具电动小车牵引力的功率P为0.65W。 28.(1)60W;(2)510N;(3)90N 【解析】 【详解】 解:(1)由图得承重绳子股数 绳端的速度为 拉力F做功的功率 (2)滑轮组的机械效率 物体A所受重力 (3)不计绳重和滑轮与轴的摩擦,物体被匀速竖直提升,将物体与动滑轮作为研究对象,受力情况如图4所示,因为 又因为 所以 答:(1)拉力F做功的功率P为60W; (2)物体A所受重力GA为510N; (3)动滑轮所受重力G动为90N。 29.(1)75%;(2)200N;(3)83.3% 【解析】 【详解】 解:(1)工人做的有用功为 W有用=Gh=600N×1m=600J 拉力做的总功W总=800J,滑轮组的机械效率为 (2)由图可知,承担重物的绳子股数n=2,绳端移动的距离为 s=nh=2×1m=2m 绳端的拉力为 对人受力分析可知,人受到竖直向上的拉力、竖直向下的重力和地面对人的支持力,三力平衡,故地面对工人的支持力大小为 F支=G人-F=60kg×10N/kg-400N=200N (3)绳重和摩擦均可忽略不计,由 可知,提起600N的物体时,动滑轮的重力为 G动=2F-G=2×400N-600N=200N 当人对地面的压力为0时,提起的物体最重,滑轮组的机械效率最高,此时绳端的拉力为 F拉=G人=60kg×10N/kg-=600N 把动滑轮和最重物体看成一个整体,对其受力分析可知:动滑轮和货物的向下的重力、两根绳子向上的拉力,整个装置匀速运动,整体平衡,故有 G大=2F拉-G动=2×600N-200N=1000N 不计绳重和摩擦,滑轮组最大的机械效率为 答:(1)滑轮组的机械效率75%; (2)地面对工人的支持力大小200N; (3)工人站在地面上用这个滑轮组匀速提升不同质量物体的过程中,此滑轮组的最大机械效率为83.3%。 30.(1)3kg,12kg;(2)5cm,2.25kg 【解析】 【详解】 解:(1)当秤盘上放一个质量为5kg的物体,秤砣移到B处时, F1=G0=m0g L1=OB=10cm F2=G物=m物g L2=OA=6cm 根据杠杆的平衡条件F1LI=F2L2可得 m0gL1= m物gL2 最大称量时,根据杠杆的平衡条件得 m0g·OC= mg·OA (2)设杠杆上2.5kg处力臂为LD,据杠杆的平衡条件可得 mDg·OA=m0g·LD 换用质量为2.7千克的秤驼实际称量时,设物体实际质量为m实,可得 m实·g·OA=m秤·g·LD 答:(1)m0为3kg,m为12kg; (2)LD为5cm,实际质量为2.25kg。 31.(1)1800J;(2)50kg;(3)90%;(4)3000N 【解析】 【详解】 解:(1)滑轮对物体A做的有用功 W有=Gh=4500N×0.4m=1800J (2)卷扬机拉力做的总功 W总=Pt=1000W×2s=2000J 则额外功 W额=W总-W有=2000J-1800J=200J 不计绳重和摩擦,动滑轮的重力 动滑轮的质量 (3)动滑轮的机械效率 (4)卷扬机的重力 G卷=m卷g=50kg×10N/kg=500N 由图可知n=2,绳子自由端移动的距离 s=nh=2×0.4m=0.8m 卷扬机的拉力 卷扬机受到竖直向下的重力、绳子向下的拉力和工作台面对卷扬机的支持力的共同作用,处于静止状态,由力的平衡条件可知,工作台面对卷扬机的支持力 F支=G卷+F=500N+2500N=3000N 答:(1)滑轮对物体A做的功是1800J; (2)动滑轮的质量是50kg; (3)动滑轮的机械效率是90%; (4)工作台面对卷扬机的支持力是3000N。 32.(1)100N;(2)80% 【解析】 【详解】 解:(1)由图可知,动滑轮上绳子的股数为2股,由 可知,动滑轮受到的重力 G=2F1-GA=2×500N-900N=100N (2)因为动滑轮上绳子的股数为2股,物体A以vA=0.2m/s匀速提升时,绳端移动的速度 v绳=2vA=2×0.2m/s=0.4m/s 卷扬机对绳子的拉力的功率 P=F1v绳=500N×0.4m/s=200W 卷扬机拉动绳子的功率保持不变,当用该装置提升另一物体B,使绳端以v=0.8m/s匀速上升时,卷扬机对绳子的拉力 由 可知,物体B受到的重力 GB=2F2-G=2×250N-100N=400N 滑轮组的机械效率 答:(1)动滑轮受到的重力G为100N; (2)当用该装置提升另一物体B,使绳端以v=0.8m/s匀速上升时,滑轮组的机械效率η为80%。 编号公式物理量和单位相关单位及换算1.速度S-------路程------m(Km) t-------时间------s(h) V-------速度------m/s (Km/h) 1m=10dm=102cm=103mm=106μm=109nm 1h=60min=3600s 1m/s=3.6Km/h2.重力 和 密度 G=mg ------重力------N m------质量------Kg(g) g------重力常数-----9.8N/Kg V-------体积------m3(cm3) ρ------密度------Kg/m3(g/cm3)1t=103Kg 1Kg=103g=106mg 1m3=103dm3=106cm3 1L=1dm3, 1mL=1cm3 1g/cm3=1Kg/dm3=103kg/m3 =1t/m32.压强①固体压强 ②柱形容器底部受到液体压强 -----压力------N -----受力面积------m2 p-----液体(或固体)压强------Pa ρ------液体(或柱体)密度------kg/m3 g------重力常数-----9.8N/Kg h-------深度(或柱体高度)------m 1N/m2=1Pa 1m2=104cm2 1KPa=103Pa①液体压强 ②柱体对水平支持面的压强p=ρgh3浮力 ①称量法(二次示数法): F浮=G物—F示; ②压力差法(原因法) :F浮=F向上—F向下; ③(阿基米德)原理法: F浮=G排=m排g=ρ液gV排; ④(漂浮悬浮)状态法(平衡法): F浮=G物; F浮------浮力------N G物-----物体的重力------N F示------弹簧测力计示数------N G排------排开液体的重力------N m排------排开液体的质量------Kg ρ液------液体的密度------kg/m3 V排------物体排开液体的体积------m3 g------重力常数-----9.8N/Kg1t=103Kg 1Kg=103g=106mg 1m3=103dm3 =106cm3 1L=1dm3, 1mL=1cm3 1g/cm3=1Kg/dm3 =103kg/m3=1t/m35.做功 w=Fs=Pt W------功------J F------力------N S------距离------m P------功率------w t ------时间------s6. 简 单 机 械不计摩擦和机械自重: ①杠杆平衡条件: ②定滑轮: ③动滑轮: ④滑轮组: ⑤斜面: ⑥轮轴:F1------动力(轮上的力)------N F2------阻力(轴上的力)------N l1------动力臂------m l2------阻力臂-----m n------拉动滑轮的绳子段数------无单位 G------物体重力------N L------斜面长度------m H------斜面高度------m R------轮半径------m r------轴半径------m 7. 机 械 效 率通式: ①竖直提升物体: 不计绳重和摩擦时: ②水平推拉动物体: ③斜面推拉物体: ④水中提升物体(不计绳重摩擦) η------机械效率------无单位 w有------有用功------J w额------额外功------J h------高度------m F------拉(推、动、提)力------N G物------物体重力------N S------动力作用点移动距离------N f------摩擦力------N S物------物体移动距离------m S绳------绳子自由端移动距离------m n------拉动滑轮的绳子段数