简单机械-计算

1、简单机械-计算-分流一解答题（共30小题）1如图所示是某建筑工地上使用的一种提升重物的装置物体A的质量为60kg，与水平地面的接触面积为0.2m2，物体A在拉力F的作用下，10s内匀速上升10m（滑轮重、绳重及摩擦均不计，g取10N/kg）求：（1）当物体A不受拉力静止在水平地面时，对地面的压强多大？（2）物体A匀速上升时的速度是多大？（3）拉力F做功的功率是多少？2小刚同学的体重为600N，当他使用如图所示的滑轮组匀速提升水中的体积为0.01m3的重物A时（重物始终未出水面），他对地面的压强为8.756×103Pa已知每只鞋底与地面的接触面积为200cm2当他用此滑轮组匀速提升空气

2、中另一个重物B时，滑轮组的机械效率是90%已知重物A重物B所受重力之比GA：GB=5：9，若不计绳重和摩擦，g=10N/kg求：（1）物体A的密度？（2）提升重物A时滑轮组的机械效率？3“塔吊”是建筑工地上常见的起重设备，在汶川地震灾区救援现场，用“塔吊”可将很重的水泥板方便地吊起并安放到工作区域内（g取10N/Kg）（1）现有一“塔吊”如图所示，它有一水平臂AB，AO叫平衡臂，OB叫吊臂C为可移动的滑轮组，C移动的范围是从O点到B点已知：AO=10m，OB=50m若“塔身”的宽度和铁架、滑轮组所受重力及摩擦均不计，在A端所装配重的质量为5t，要想起吊质量为1.25t的水泥板，为安全起吊，C应

3、移动到离O点多远的地方？（2）若“塔吊”20s内将质量为1.25t的水泥板匀速提高了4m，那么，“塔吊”提升水泥板的功率是多少？如果机械做的额外功是3×104J，“塔吊”的机械效率是多少？4如图是一个上肢力量健身器示意图配重A受到的重力为1200N，其底面积为5×102m2D是动滑轮；杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动，OE：0H=2：5小成受到的重力为600N，他通过细绳在H点施加竖直向下的拉力为T1时，杠杆在水平位置平衡，小成对地面的压力为F1，配重A受到的拉力为FA1，配重A对地面的P1为6×103pa小成在H点施加竖直向下的拉力为T2时，杠杆仍在水平位置平衡

4、，小成对地面的压力为F2，配重A受到的拉力为FA2，配重A对地面的压强P2为4×103pa已知F1：F2=20：19，杠杆EH和细绳的质量均忽略不计求：（1）拉力FA2；（2）拉力T2；（3）动滑轮D受到的重力G5火车道口处设置人工控制的栏杆，图是栏杆的示意图密度和粗细均匀的栏杆全长6m，质量为40kg栏杆的重心位于P点，栏杆可绕O点在竖直平面内无摩擦转动栏杆的H端通过滑轮组来提升栏杆，其中A、B、D、E、都是定滑轮，C是动滑轮，T为固定在水平地面上的挂钩当火车通过岔道口后，管理人员用力F1竖直向下拉绳子，栏杆恰好在水平位置平衡管理人员为了减轻自己的工作强度，他在H端下方的绳子上加挂

5、了一个质量为10kg的重物，用力F2以0.2m/s的速度匀速拉动绳子使栏杆逆时针转动45°角时车辆放行此时管理人员将绳端固定在挂钩T上已知：F1：F2=17：15；OH=1m，忽略细绳与滑轮的摩擦g取10N/kg求：（1）动滑轮C的重力；（2）F1的大小；（3）F2的功率；（4）管理人员用力F2工作时滑轮组的效率（结果保留一位小数）6如图所示，质量为60kg的工人在水平地面上，用滑轮组把货物运到高处第一次运送货物时，货物质量为130kg，工人用力F1匀速拉绳，地面对工人的支持力为N1，滑轮组的机械效率为1；第二次运送货物时，货物质量为90kg，工人用力F2匀速拉绳的功率为P2，货箱以

6、0.1m/s的速度匀速上升，地面对人的支持力为N2，N1与 N2之比为2：3（不计绳重及滑轮摩擦，g取10N/kg）求：（1）动滑轮重和力F1的大小；（2）机械效率1；（3）功率P27如图是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图起重机总重G=8×104N，A是动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机，D是油缸，E是柱塞通过卷扬机转动使钢丝绳带动A上升，打捞体积V=0.5m3、重为G物的重物若在打捞前起重机对地面的压强p1=2×107Pa，当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强为p2，重物完全出水后匀速上升时起重机对地面的压强p3=2.5×107Pa假设起重时E沿竖直方向，重

7、物出水前、后E对吊臂的支撑力分别为N1和N2，重物出水前滑轮组的机械效率为80%，重物出水后卷扬机牵引力的功率为11875W，吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计（g取10N/kg）求：（1）重物在水中匀速上升时起重机对地面的压强p2；（2）支撑力N1和N2之比；（3）重物出水后匀速上升的速度8为了打捞沉在江中的物体，采用浮筒与起重工程船相结合的办法沉在江中物体的体积为0.2m3，物质的密度为8×103kg/m3，把4个浮筒固定在物体四周，并用绳捆住物体，绳的上端固定在起重船滑轮组的动滑轮下端的吊钩上，动滑轮重为2×103N当用压缩气体把浮筒充气后，每个浮筒可以产生

8、1×103N的浮力，如图20所示（图中只能显示3个浮筒）起重工程船上的电动机带动钢丝绳，通过图示的滑轮组使物体以速度v1=1cm/s竖直上升，在物体未出水面前，电动机拉钢丝绳的拉力为F1，滑轮组的机械效率为1；当物体完全离开水面后，电动机拉钢丝绳的拉力为F2，滑轮组的机械效率为2，物体在空中竖直匀速上升的速度为v2设电动机的功率保持不变，绳子、钢丝绳和浮筒重均忽略不计，滑轮组的轮与轴的摩擦及物体在水中的阻力不计，江水的密度为103kg/m3，g取10N/kg求：（1）F1和F2；（2）1：2；（3）v2（结果保留2位有效数字）9图是某科研小组设计的高空作业装置示意图，该装置固定于六层

9、楼的顶部，从地面到楼顶高为18m，该装置由悬挂机构和提升装置两部分组成悬挂机构由支架AD和杠杆BC构成，CO：OB=2：3配重E通过绳子竖直拉着杠杆B端，其质量mE=100kg，底面积S=200cm2安装在杠杆C端的提升装置由定滑轮M、动滑轮K、吊篮及与之固定在一起的电动机Q构成电动机Q和吊篮的总质量m0=10kg，定滑轮M和动滑轮K的质量均为mK可利用遥控电动机拉动绳子H端，通过滑轮组使吊篮升降，电动机Q提供的功率恒为P当提升装置空载悬空静止时，配重E对楼顶的压强p0=4×104Pa，此时杠杆C端受到向下的拉力为FC科研人员将质量为m1的物体装入吊篮，启动电动机，当吊篮平台匀速上升

10、时，绳子H端的拉力为F1，配重E对楼顶的压强为p1，滑轮组提升物体m1的机械效率为物体被运送到楼顶卸下后，科研人员又将质量为m2的物体装到吊篮里运回地面吊篮匀速下降时，绳子H端的拉力为F2，配重E对楼顶的压强为p2，吊篮经过30s从楼顶到达地面已知p1：p2=1：2，F1：F2=11：8，不计杠杆重、绳重及摩擦，g取10N/kg求：（1）拉力FC；（2）机械效率；（3）功率P10建筑工人使用如图所示装置，将质量分布均匀的长方体水泥板M吊起后放入水中工人通过控制电动机A、电动机B，始终保持水泥板M所受拉力竖直向上当电动机A对绳的拉力为零时，电动机A对地面的压强为p0；当水泥板M一端被竖直滑轮组拉

11、起，另一端仍停在地面上，且水泥板M与水平地面成某角度时，电动机A对地面的压强为p1；当水泥板M被竖直滑轮组拉离地面时，电动机A对地面的压强为p2；当将水泥板M被悬挂着浸没在水中时，电动机A对地面的压强为p3已知：水泥板M的体积VM为0.1m3，p1=|p1p0|=5250Pa，p2=|p2p0|=10250Pa，p3=|p3p0|=5250Pa，不计绳重和轴摩擦（g取10N/kg）求：（1）竖直滑轮组中动滑轮的总重力G动；（2）水泥板M所受重力GM；（3）竖直滑轮组提拉水泥板M将其立起的过程中机械效率（结果保留两位有效数字）11如图甲所示，正方体A边长0.2m，作为配重使用，杠杆OE：OF=2

12、：3，某同学用这个装置和一个密闭容器D提取水中的圆柱体B，圆柱体B的体积是密闭容器D的；旁边浮体C的体积是0.1m3，该同学站在浮体C上，总体积的浸入水中；该同学用力拉动滑轮组绕绳自由端，手拉绳的功率P和密闭容器D匀速被提升的距离关系如图乙所示；密闭容器D上升速度0.05m/s保持不变，密闭容器D被提出水后，圆柱体B从密闭容器D中取出放在浮体C的上面，同时手松开绳子时，浮体C露出水面的体积减少总体积的；在提升全过程中，配重A始终没有离开地面两个定滑轮总重10N（绳的重力，滑轮与轴的摩擦及水的阻力不计g=10N/kg），求：（1）圆柱体B的重力；（2）密闭容器D离开水面时，滑轮组提升重物B的机械

13、效率；（百分号前面保留整数）；（3）圆柱体B的密度；（4）在提升全过程中配重A对地面的压强的最大变化量12如图是一个上肢力量健身器示意图配重A受到的重力为1200N，其底面积为5×102m2，B、C都是定滑轮，D是动滑轮；杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动，OE：OH=2：5此人受到的重力为600N，他通过细绳在H点施加竖直向下的拉力T1时，杠杆在水平位置平衡，他对地面的压力为F1，配重A受到的拉力为FA1，配重A对地面的压强p1为6×103Pa；他在H点施加竖直向下的拉力T2时，杠杆仍在水平位置平衡，他对地面的压力为F2，配重A受到的拉力为FA2，配重A对地面的压强p2为4

14、×103Pa已知F1：F2=20：19，杠杆EH和细绳的质量均忽略不计求：（1）画出此人两次在杠杆H点施力时，配重A受力的示意图；（2）地面对配重A的支持力N1；（3）拉力FA1；（4）画出此人两次在杠杆H点施力时，动滑轮D受力的示意图；（5）画出此人两次在杠杆H点施力时，人受力的示意图；（6）拉力T2；（7）动滑轮D受到的重力G13如图甲所示是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图A是动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机，D是油缸，E是柱塞通过卷扬机转动使钢丝绳带动A上升，被打捞重物的体积是V=0.6m3若在打捞前起重机对地面的压强p1=1.8×107Pa，当物体在水中匀速上升时

15、起重机对地面的压强为p2=2.4×107Pa，重物完全出水后匀速上升时起重机对地面的压强p3=2.6×107Pa假设起重时E沿竖直方向，重物出水前、后E对吊臂的支撑力分别为N1和N2，重物出水前滑轮组的机械效率为90%，重物出水前卷扬机牵引力做的功随时间变化的图象如图21乙所示吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计（g取10N/kg）求：（1）动滑轮的重力；（2）支撑力N1和N2之比；（3）重物出水前匀速上升的速度14如图所示，是一个上肢力量健身器示意图配重A受到的重力为1200N，配重A的上方连有一根弹簧测力计D，可以显示所受的拉力大小，但当它所受拉力在02500N

16、范围内时，其形变可以忽略不计B是动滑轮，C是定滑轮；杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动，OE：OH=1：6小阳受到的重力为600N，他通过细绳在H点施加竖直向下的拉力为T1时，杠杆在水平位置平衡，小阳对地面的压力为F1，配重A受到绳子的拉力为FA1，配重A上方的弹簧测力计D显示受到的拉力FD1为2×103N；小阳通过细绳在H点施加竖直向下的拉力为T2时，杠杆仍在水平位置平衡，小阳对地面的压力为F2，配重A受到绳子的拉力为FA2，配重A上方的弹簧测力计D显示受到的拉力FD2为2.3×103N已知F1：F2=7：5（杠杆EH、弹簧D和绳的质量以及滑轮与轴的摩擦均忽略不计）求：（1

17、）拉力FA1；（2）拉力T2（3）压力F215某科技小组设计的提升重物的装置如图甲所示图中水平杆CD与竖直杆EH、DI组合成支架固定在水平地面上小亮站在地面上通过滑轮组提升重物，滑轮组由动滑轮Q和安装在水平杆CD上的两个定滑轮组成小亮以拉力F1匀速竖直提升物体A的过程中，物体A的速度为1，滑轮组的机械效率为A小亮以拉力F2匀速竖直提升物体B的过程中，物体B的速度为2，滑轮组的机械效率为B拉力F1、F2做的功随时间变化的图象分别如图乙中、所示已知：1=32，物体A的体积为VA，物体B的体积为VB，且3VA=2VB，物体A的密度为A，物体B的密度为B，且8A=7B（不计绳的质量，不计滑轮与轴的摩擦

18、）求：机械效率B与A之差16如图甲所示的滑轮组，每个滑轮等重不计绳重和摩擦，物体重G1从200N开始逐渐增加，直到绳子被拉断每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图象（1）每个滑轮重多少N？（2）绳子能承受的最大拉力是多少N？（3）当滑轮组的机械效率为80%时，物体重多少N？17工人用如图所示的机械提升水中实心物体A和B，物体A、B密度均为7×103kg/m3，物体A的质量是70kg，物体B的体积为物体A的2倍杠杆COD可以在竖直平面内自由转动，OC：OD=3：2工人的质量是70kg，当物体A在水中被匀速提升时，天花板受到向

19、下的拉力为F1，地面对工人的支持力为N1；当物体B在水中被匀速提升时，天花板受到向下的拉力为F2；F1：F2=3：5不计绳重、滑轮与轴的摩擦、杠杆的重力以及水的阻力，每个滑轮的质量均相等（g取10N/kg）求：（1）当物体B在水中被匀速提升时，物体B受到的浮力；（2）当物体 A在水中被匀速提升时，地面对工人的支持力N1；（3）当物体B在水中被匀速提升时，滑轮组的机械效率18如图是利用电子秤显示水库水位装置的示意图该装置主要由不计重力的滑轮C、D，长方体物块A、B以及轻质杠杆MN组成物块A通过细绳与滑轮C相连，物块B通过细绳与滑轮杠杆相连杠杆可以绕支点O在竖直平面内转动，杠杆始终在水平位置平衡，

20、且MO：ON=1：2已知物块A的密度为1.5×103kg/m3，底面积为0.04m2，高1m，物块B的重力为100N滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计，g取10N/kg求：（1）当物块A的顶部刚没入水面时，底部受到水的压强大小；（2）当物块A的顶部刚没入水面时，物块A所受的拉力大小；（3）若水位发生变化，当电子秤的示数为55N时，求物块A浸入水中的深度19利用图中的滑轮组，用200N向下的拉力将重为800N的物体匀速提升到高处，请画出滑轮组中绳的绕法20如图所示装置，物体B重为50N，体积VB=1.0×103m3，B在水中匀速下沉时，通过滑轮组拉着物体A在水平面上向

21、左匀速运动，此时滑轮组的机械效率1为80%若将物体B换成与物体B体积相同的物体C后，用水平向右的力F拉物体A，使物体C在水中4s内匀速上升0.4m（物体C未露出水面），此时滑轮组的机械效率2为60%若不计绳重、滑轮轴处摩擦及水的阻力，g取10N/kg，计算结果保留1位小数求：（1）水平面对物体A的摩擦力FA；（2）物体C所受重力GC与拉力F的比值21两个实心正方体A、B由密度均为的同种材料制成，它们的重力分别是GA、GB，将A、B均放置在水平桌面上时，如图甲所示，两物体对桌面的压强分别是PA、PB，且PA：PB=1：2；当用甲、乙两组滑轮组分别匀速提升A、B两物体，如图乙所示，两动滑轮重均为G

22、动，此时两滑轮组的机械效率之比为33：40；若将A物体浸没在水中，用甲滑轮组匀速提升，如图丙所示，匀速提升过程A物体一直没露出水面，此时甲滑轮组的机械效率为75%不计绳重和摩擦，水=1.0×103kg/m3，求：（1）A、B两物体的重力之比GA：GB是多少？（2）滑轮组的动滑轮重力G动是A物体重力GA的多少倍？（3）A、B两个实心正方体的材料密度是多少kg/m3？22如图所示，杠杆AD放在钢制水平凹槽BC中，杠杆AD能以B点或C点为支点在竖直平面内转动，BC=0.2m细绳的一端系在杠杆的A端，另一端绕过动滑轮固定在天花板上，物体E挂在动滑轮的挂钩上浸没在水中的物体H通过细绳挂在杠杆的

23、D端，与杠杆D端固定连接的水平圆盘的上表面受到的压力为F已知60NF200N，动滑轮的质量m0=1kg，物体H的密度=2×103kg/m3，AD=0.8m，CD=0.2m，杠杆、圆盘、细绳的质量及摩擦均忽略不计，g取10N/kg为使杠杆AD保持水平平衡，求：（1）物体E的最小质量m；（2）物体H的最小体积V23如图是一个上肢力量健身器示意图D是动滑轮；配重A的底面积为5×102m2，放在水平地面上对地面的压强P0为2.4×104Pa杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动，OE：OH=2：5此人受到的重力为600N，他通过细绳在H点施加竖直向下的拉力T1时，杠杆在水平位置

24、平衡，他对地面的压力为F1，配重A对地面的压力为FA1，配重A受到的拉力为TA1配重A对地面的压强P1为6×103Pa；他在H点施加竖直向下的拉力T2时，杠杆仍在水平位置平衡，他对地面的压力为F2，配重A对地面的压力为FA2，配重A受到的拉力为TA2，配重A对地面的压强P2为4×103Pa已知F1：F2=20：19，杠杆EH和细绳的质量均忽略不计求：（1）配重A受到的重力GA（2）拉力TA1和TA2（3）动滑轮D受到的重力GD24A、B、C是由密度为=3.0×103kg/m3的某种合金制成的三个实心球A球的质量mA=90g；甲和乙是两个完全相同的木块，其质量m甲=

25、m乙=340g；若把B和C挂在轻质杠杆两端，平衡时如图1所示，其中MO：ON=3：1若用细线把球和木块系住，放入底面积为400cm2的圆柱形容器中，在水中静止时如图2所示在图2中，甲有一半体积露出水面，乙浸没水中（水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg，杠杆、滑轮与细线的质量以及它们之间的摩擦忽略不计）（1）甲木块的体积是多少？（2）求B和C的质量各为多少kg？（3）若将A球与甲相连的细线以及C球与B球相连的细线都剪断，甲和乙重新静止后，水对容器底部的压强变化了多少？25某科技小组设计的提升重物的装置如图27甲所示图中水平杆CD与竖直杆EH、DI组合成支架固定在水平地面

26、上小亮站在地面上通过滑轮组提升重物，滑轮组由动滑轮Q和安装在水平杆CD上的两个定滑轮组成小亮以拉力F1匀速竖直提升物体A的过程中，物体A的速度为1，滑轮组的机械效率为A小亮以拉力F2匀速竖直提升物体B的过程中，物体B的速度为2，滑轮组的机械效率为B拉力F1、F2做的功随时间变化的图象分别如图20乙中、所示，物体A、B的质量随其体积变化的图象分别如图20丙中A、B所示已知：1=32，物体A的体积为VA，物体B的体积为VB，且3VA=2VB不计绳的质量，不计滑轮与轴的摩擦，求：（1）拉力之比F1：F2（2）机械效率之比A：B26如图所示为一种蓄水箱的人工放水装置，AOB是以O点为转轴的轻质杠杆，A

27、O呈水平状态，A、O两点间的距离为40cmB、O两点间的水平距离为10cm，竖直距离为7cm，K是一轻质、横截面积为100cm2的盖板（恰好堵住出水口），它通过细绳与杠杆的A端相连，在水箱右侧水平地面上，重为600N的人通过滑轮组拉动系在B点呈竖直状态的绳子，可以控制出水口上盖板，若水箱水深为50cm，当盖板恰好要被拉起时，水平地面对人的支持力为490N，人对绳子的拉力为F1，绳子对B点的拉力为F2，滑轮组的机械效率为，盖板的厚度、绳重与滑轮间的摩擦均可忽略不计，人对绳的拉力与人所受重力在同一直线上（g取10N/kg）求：（1）水箱中水深为50cm时盖板上表面所受水的压强和压力（2）人对绳子的

28、拉力F1和绳子对B点的拉力F2（3）整个装置的机械效率（4）若与杠杆A、B两端选接的细绳足够结实，当水位至少达到多高时，人将无法拉起盖板27为了营救落入井中的叶子姐姐，小雨找来一只圆柱形木桶，当空木桶放入水中漂浮时，桶底所受水的压强为500Pa通过如图滑轮组将空木桶匀速缓慢地放入井中，已知木桶的底面积为0.2m2，动滑轮重30N（不计绳重和摩擦）（1）木桶底部受到的水的压力多大？（2）在桶入水前，滑轮组的机械效率多大？（3）叶子姐姐爬进水桶中，为了安全起见，小雨用75N的力拉着绳子使木桶保持静止，此时木桶浸入水中的深度为0.25m小雨用力将木桶拉出水面，使木桶在空中匀速上升到达井口，将叶子姐姐

29、救上来已知小雨的体重为500N，两脚与地的接触面积为0.04m2，求木桶离水后在上升过程中，小雨对地面的压强（画出小雨受力的示意图）28如图所示是一套提升装置的结构示意图，杠杆OC可绕固定点O在竖起平面内转动，OD：DC=1：9，系在杠杆D端的细绳通过定滑轮E与物体B的一端相连，滑轮组Y由定滑轮Z和动滑轮H组成，滑轮组Y的自由端细绳通过定滑轮M与物体B的另一端相连，整个装置在同一竖直平面内小明通过定滑轮拉动C端的细绳提升水中实心均匀物体A，当物体A始终浸没在水中且匀速上升时，小明对地面的压力为N1，对地面的压强为1.6×104Pa，滑轮组Y的自由端细绳对物体B向右的拉力为T1；当小明

30、利用装置把物体A完全拉出水面，物体A在空中匀速上升时，小明对地面的压力为N2，滑轮组Y的自由端细绳对物体B向右的拉力为T2已知：小明所受重力为660N，在所有拉动过程中，小明始终双脚着地，每只脚与地面的接触面积为125cm2，物体A的密度为2×103 kg/m3，N1：N2=8：3，T1：T2=101：201，（不计绳重和细绳与滑轮间的摩擦及水对物体A的阻力，g取10N/kg）求：（1）物体A在空中匀速上升时，小明对地面的压力N2为多少；（2）水平地面对物体B的摩擦力大小和动滑轮组H所受的重力大小分别是多少292015年10月5日考古学家在黄海海域发现甲午海战沉船“致远舰”的消息轰动

31、了整个考古界，随着水下考古工作的进行，一些重要文物近日陆续出水重见天日，关于这艘在海水中沉睡了120余年的战舰是如何被打捞起的谜题也逐步解开现某课外活动小组，照此设计了如图所示的简单机械，模拟打捞沉船，实验中用实心立方体A代替沉船，已知A的体积为0.1m3，质量为280kg（设整个过程A均为匀速直线运动状态，忽略钢缆绳重及滑轮摩擦，不考虑风浪，水流等因素的影响）（1）A完全浸没在水中时受到的浮力是多大？（水=1.0×103kg/m3）（2）若A完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为60%，那么A完全打捞出水面后，岸上钢绳的拉力F为多大？（3）若A完全打捞出水面后，以0.1m/s的速度被

32、匀速提升，求岸上钢绳拉力F的功率30桥式起重机在工业生产上有广泛应用如图是某桥式起重机的示意图，水平横梁MN架在轨道A和B上，电动机D可沿横梁左右移动横梁、电动机、挂钩、滑轮、钢索、导线的质量以及滑轮上的摩擦均不计（1）电动机通过滑轮组，将质量为600千克的零件，以0.4米/秒的速度匀速吊高4米求：电动机对零件做的功为多少焦？电动机的功率至少为多少瓦？（g取10牛/千克）（2）已知横梁长度为L，零件质量为m，电动机吊着零件从M点出发并开始计时，以水平速度v匀速运动到N点，横梁对轨道A的压力F与时间t的关系式为：F=简单机械-计算-分流参考答案与试题解析一解答题（共30小题）1如图所示是某建筑工

33、地上使用的一种提升重物的装置物体A的质量为60kg，与水平地面的接触面积为0.2m2，物体A在拉力F的作用下，10s内匀速上升10m（滑轮重、绳重及摩擦均不计，g取10N/kg）求：（1）当物体A不受拉力静止在水平地面时，对地面的压强多大？（2）物体A匀速上升时的速度是多大？（3）拉力F做功的功率是多少？【解答】解：（1）当物体A不受拉力静止在水平地面时，物体对地面的压力：F=G=mg=60kg×10N/kg=600N，对地面的压强：p=3000Pa；（2）物体A匀速上升时的速度：v=1m/s；（3）由图可知，n=2绳端的拉力F拉=G=×600N=300N，绳端移动的距离s

34、绳=nh=2×10m=20m，拉力做的功W拉=F拉s绳=300N×20m=6000J，拉力的功率P拉=600W答：（1）当物体A不受拉力静止在水平地面时，对地面的压强为3000Pa；（2）物体A匀速上升时的速度是1m/s；（3）拉力F做功的功率是600W2小刚同学的体重为600N，当他使用如图所示的滑轮组匀速提升水中的体积为0.01m3的重物A时（重物始终未出水面），他对地面的压强为8.756×103Pa已知每只鞋底与地面的接触面积为200cm2当他用此滑轮组匀速提升空气中另一个重物B时，滑轮组的机械效率是90%已知重物A重物B所受重力之比GA：GB=5：9，若不

35、计绳重和摩擦，g=10N/kg求：（1）物体A的密度？（2）提升重物A时滑轮组的机械效率？【解答】解：（1）小刚对地面的压力F压=PS=8.756×103Pa×200×104m2×2=350.24N；小刚对绳子的拉力F拉=G人F压=600N350.24N=249.76N；物体A未露出水面时受到水的浮力F浮=水Vg=1.0×103kg/m3×0.01m3×10N/kg=100N；使用滑轮组提升物体B时，滑轮组的机械效率B=90%，由此可知，GB：G动=9：1；又GA：GB=5：9，GA：GB：G动=5：9：1；使用滑轮组提升物

36、体A时，绳子末端的拉力F拉=（GAF浮+G动）=（GA100N+GA）=249.76N，由此得出GA=499.6N；物体A的质量mA=49.96kg；物体A的密度A=5×103kg/m3；答：物体A的密度是5×103kg/m3（2）使用滑轮组提升重物A时，滑轮组的机械效率A=80%；答：提升重物A时滑轮组的机械效率是80%3“塔吊”是建筑工地上常见的起重设备，在汶川地震灾区救援现场，用“塔吊”可将很重的水泥板方便地吊起并安放到工作区域内（g取10N/Kg）（1）现有一“塔吊”如图所示，它有一水平臂AB，AO叫平衡臂，OB叫吊臂C为可移动的滑轮组，C移动的范围是从O点到B点已

37、知：AO=10m，OB=50m若“塔身”的宽度和铁架、滑轮组所受重力及摩擦均不计，在A端所装配重的质量为5t，要想起吊质量为1.25t的水泥板，为安全起吊，C应移动到离O点多远的地方？（2）若“塔吊”20s内将质量为1.25t的水泥板匀速提高了4m，那么，“塔吊”提升水泥板的功率是多少？如果机械做的额外功是3×104J，“塔吊”的机械效率是多少？【解答】已知：m1=5t=5000kg，m2=1.25t=1250kg，L1=AO=10m，g=10N/kg，h=4m，t=20s，W额=3×104J求：L2，P有用，解：（1）F1=G1=m1g=5000kg×10N/k

38、g=5×104N，F2=G2=m2g=1250kg×10N/kg=1.25×104N，根据杠杆平衡条件：F1L1=F2L2C离O点的距离=40m；（2）W有用=G2h=1.25×104N×4m=5×104J，=62.5%答：（1）C应移动到离O点40m远的地方；（2）“塔吊”提升水泥板的功率是2.5×103W；“塔吊”的机械效率为62.5%4如图是一个上肢力量健身器示意图配重A受到的重力为1200N，其底面积为5×102m2D是动滑轮；杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动，OE：0H=2：5小成受到的重力为600N，他

39、通过细绳在H点施加竖直向下的拉力为T1时，杠杆在水平位置平衡，小成对地面的压力为F1，配重A受到的拉力为FA1，配重A对地面的P1为6×103pa小成在H点施加竖直向下的拉力为T2时，杠杆仍在水平位置平衡，小成对地面的压力为F2，配重A受到的拉力为FA2，配重A对地面的压强P2为4×103pa已知F1：F2=20：19，杠杆EH和细绳的质量均忽略不计求：（1）拉力FA2；（2）拉力T2；（3）动滑轮D受到的重力G【解答】解：（1）当小成在H点施加竖直向下的拉力为T2时，静止的配重A的受力情况如图1：则：NA2=F=P2S=4×103pa×5×1

40、02m2=200NG=FA2+NA2FA2=GNA2=1200N200N=1000N（2与3）当小成在H点施加竖直向下的拉力为T1时，静止的配重A的受力情况如图2：则：NA1=F=P1S=6×103pa×5×102m2=300NG=FA1+NA1FA1=GNA1=1200N300N=900N又动滑轮D的优点是省一半力对杠杆EH的E的拉力为F拉1=小成本身的受力情况如图3：则：T1=G人F1对杠杆EH受力分析如图4中甲图：在水平位置平衡由杠杆平衡条件得：=即：=，代入数据得：=同理，当小成在H点施加竖直向下的拉力为T2时，杠杆EH受力分析如图4中乙图：可得：=，代入

41、数据得：=根据题意可知：解由组成的方程组得：G动=100N；F1=400N；F2=380NT2=G人F2=600N380N=220N答：（1）拉力FA2=1000N；（2）拉力T2=220N；（3）动滑轮D受到的重力G=100N5火车道口处设置人工控制的栏杆，图是栏杆的示意图密度和粗细均匀的栏杆全长6m，质量为40kg栏杆的重心位于P点，栏杆可绕O点在竖直平面内无摩擦转动栏杆的H端通过滑轮组来提升栏杆，其中A、B、D、E、都是定滑轮，C是动滑轮，T为固定在水平地面上的挂钩当火车通过岔道口后，管理人员用力F1竖直向下拉绳子，栏杆恰好在水平位置平衡管理人员为了减轻自己的工作强度，他在H端下方的绳子

42、上加挂了一个质量为10kg的重物，用力F2以0.2m/s的速度匀速拉动绳子使栏杆逆时针转动45°角时车辆放行此时管理人员将绳端固定在挂钩T上已知：F1：F2=17：15；OH=1m，忽略细绳与滑轮的摩擦g取10N/kg求：（1）动滑轮C的重力；（2）F1的大小；（3）F2的功率；（4）管理人员用力F2工作时滑轮组的效率（结果保留一位小数）【解答】解：（1）对杠杆进行受力分析如图1甲、乙所示：OH=1m，栏杆全长6m，OP=2m，G杆=m杆g=40kg×10N/kg=400N；G物=m物g=10kg×10N/kg=100N当用力F1竖直向下拉绳子时，FH1×

43、;OH=G杆×0P，即：FH1×1m=400N×2m，FH1=800N，当用力F2匀速拉动绳子，（FH2+G物）×OH=G杆×0P，即：（FH2+100N）×1m=400N×2m，FH2=700N；忽略细绳与滑轮的摩擦，F1=（FH1+G动），F2=（FH2+G动），F1：F2=17：15，即：=，解得：G动=50N，（2）将动滑轮重代入得：F1=425N，F2=375N，（3）P2=F2×V=375N×0.2m/s=75W（4）2=93.3%答：（1）动滑轮C的重力为50N；（2）F1的大小为425N；

44、（3）F2的功率为75W；（4）管理人员用力F2工作时滑轮组的效率为93.3%6如图所示，质量为60kg的工人在水平地面上，用滑轮组把货物运到高处第一次运送货物时，货物质量为130kg，工人用力F1匀速拉绳，地面对工人的支持力为N1，滑轮组的机械效率为1；第二次运送货物时，货物质量为90kg，工人用力F2匀速拉绳的功率为P2，货箱以0.1m/s的速度匀速上升，地面对人的支持力为N2，N1与 N2之比为2：3（不计绳重及滑轮摩擦，g取10N/kg）求：（1）动滑轮重和力F1的大小；（2）机械效率1；（3）功率P2【解答】解：（1）第一次提升货物时，以人为研究对象N1=G人F1， 绳对人的拉力与人

45、对绳的拉力相等，F1=F1由图可知，n=4，不计绳重及滑轮摩擦，F1=，由得：N1=G人=60kg×10N/kg，N1=600N，第二次提升货物时，以人为研究对象N2=G人F2绳对人的拉力与人对绳的拉力相等，F2=F2，F2=，由得：N2=G人=60kg×10N/kg，N2=600N，由题知，=，即：=，解得：G动=300N，代入式：F1=F1=400N，代入式：F2=F2=300N，（2）第一次运送货物时滑轮组的机械效率：1=81.25%；（3）第二次货物上升速度为0.1m/s，人匀速拉绳的速度为v2=4×0.1m/s=0.4m/s，拉力做功功率：P2=F2v2

46、=300N×0.4m/s=120W答：（1）动滑轮重为300N，力F1的大小为400N；（2）第一次运送货物时滑轮组的机械效率为81.25%；（3）第二次拉力做功功率为120W7如图是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图起重机总重G=8×104N，A是动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机，D是油缸，E是柱塞通过卷扬机转动使钢丝绳带动A上升，打捞体积V=0.5m3、重为G物的重物若在打捞前起重机对地面的压强p1=2×107Pa，当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强为p2，重物完全出水后匀速上升时起重机对地面的压强p3=2.5×107Pa假设起重时E沿竖直方向

47、，重物出水前、后E对吊臂的支撑力分别为N1和N2，重物出水前滑轮组的机械效率为80%，重物出水后卷扬机牵引力的功率为11875W，吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计（g取10N/kg）求：（1）重物在水中匀速上升时起重机对地面的压强p2；（2）支撑力N1和N2之比；（3）重物出水后匀速上升的速度【解答】解：（1）此时车与地面的接触面积是：S=4×103m2，G物=p3SG=2.5×107Pa×4×103m28×104N=2×104N，F浮=水gV排=103kg/m3×10N/kg×0.5m3=5000N，

48、p2=2.375×107Pa（2）重物浸没在水中上升时，滑轮组的机械效率：=80%G动=3750N设钢丝绳上的力在出水前后分别为F1、F2，柱塞对吊臂支撑力的力臂为L1，钢丝绳对吊臂拉力的力臂为L2根据杠杆平衡条件可知：N1L1=3F1L2；N2L1=3F2L2，=，F1=（G物F浮+G动），F2=（G物+G动）=（3）出水后钢丝绳上的力：F2=（G物+G动）/3重物上升的速度v物，钢丝绳的速度v绳=3v物P=F2 v绳v绳=1.5m/sv物=v绳=×1.5m/s=0.5m/s答：（1）重物在水中匀速上升时起重机对地面的压强p2是2.375×107Pa；（2）支撑

49、力N1和N2之比15：19；（3）重物出水后匀速上升的速度0.5m/s8为了打捞沉在江中的物体，采用浮筒与起重工程船相结合的办法沉在江中物体的体积为0.2m3，物质的密度为8×103kg/m3，把4个浮筒固定在物体四周，并用绳捆住物体，绳的上端固定在起重船滑轮组的动滑轮下端的吊钩上，动滑轮重为2×103N当用压缩气体把浮筒充气后，每个浮筒可以产生1×103N的浮力，如图20所示（图中只能显示3个浮筒）起重工程船上的电动机带动钢丝绳，通过图示的滑轮组使物体以速度v1=1cm/s竖直上升，在物体未出水面前，电动机拉钢丝绳的拉力为F1，滑轮组的机械效率为1；当物体完全离

50、开水面后，电动机拉钢丝绳的拉力为F2，滑轮组的机械效率为2，物体在空中竖直匀速上升的速度为v2设电动机的功率保持不变，绳子、钢丝绳和浮筒重均忽略不计，滑轮组的轮与轴的摩擦及物体在水中的阻力不计，江水的密度为103kg/m3，g取10N/kg求：（1）F1和F2；（2）1：2；（3）v2（结果保留2位有效数字）【解答】解：（1）物体在水面以下，受到重力G物、浮力F物、浮筒的浮力F浮筒、滑轮组拉力T拉，如图1所示G物=m物g=V物物g=0.2m3×8×103kg/m3×10N/kg=1.6×104N，F物=V排水g=V物水g=0.2m3×1

51、5;103kg/m3×10N/kg=2×103N，F浮筒=4×1×103N=4×103N，物体匀速上升，G物=F物+F浮筒+T拉，T拉=G物F物F浮筒=1.6×104N2×103N4×103N=1×104N，滑轮组的轮与轴的摩擦及物体在水中的阻力不计，F1=（T拉+G动）=（1×104N+2×103N）=4×103N，物体出水面之后，物体受到重力G物和滑轮组拉力T拉，如图2所示，在空中匀速竖直向上运动， T拉=G物=1.6×104NF2=（T拉+G动）=（1.6&#

52、215;104N+2×103N）=6×103N，（2）滑轮组的机械效率1=，83.3%，2=，=1：2=：=15：16；（3）电动机的功率保持不变，P1=P2，即：F1v1=F2v2，4×103N×1cm/s=6×103N×v2，v20.67cm/s答：（1）F1和F2分别为4×103N、6×103N；（2）1：2为15：16；（3）v2大小为0.67cm/s9图是某科研小组设计的高空作业装置示意图，该装置固定于六层楼的顶部，从地面到楼顶高为18m，该装置由悬挂机构和提升装置两部分组成悬挂机构由支架AD和杠杆BC构

53、成，CO：OB=2：3配重E通过绳子竖直拉着杠杆B端，其质量mE=100kg，底面积S=200cm2安装在杠杆C端的提升装置由定滑轮M、动滑轮K、吊篮及与之固定在一起的电动机Q构成电动机Q和吊篮的总质量m0=10kg，定滑轮M和动滑轮K的质量均为mK可利用遥控电动机拉动绳子H端，通过滑轮组使吊篮升降，电动机Q提供的功率恒为P当提升装置空载悬空静止时，配重E对楼顶的压强p0=4×104Pa，此时杠杆C端受到向下的拉力为FC科研人员将质量为m1的物体装入吊篮，启动电动机，当吊篮平台匀速上升时，绳子H端的拉力为F1，配重E对楼顶的压强为p1，滑轮组提升物体m1的机械效率为物体被运送到楼顶卸

54、下后，科研人员又将质量为m2的物体装到吊篮里运回地面吊篮匀速下降时，绳子H端的拉力为F2，配重E对楼顶的压强为p2，吊篮经过30s从楼顶到达地面已知p1：p2=1：2，F1：F2=11：8，不计杠杆重、绳重及摩擦，g取10N/kg求：（1）拉力FC；（2）机械效率；（3）功率P【解答】解：（1）当提升装置空载悬空静止时，配重E的受力分析如图1所示GE=mEg=100kg×10N/kg=1000N，N0=p0S=4×104Pa×200×104m2=800N，TB=GEN0=1000N800N=200N，当提升装置空载悬空静止时，杠杆B端和C端的受力分析如图

55、2所示FB=TB=200NFC×CO=FB×OB，FC=300N，（2）当提升装置空载悬空静止时，提升装置整体的受力分析如图3所示TC=FC=300NG0=m0g=10kg×10N/kg=100N，TC=G0+2GK=m0g+2mKg，解得：mK=10kg；吊篮匀速上升时，配重E、杠杆、提升装置的受力分析分别如图4、图5、图6所示，物体、动滑轮、电动机与吊篮整体的受力分析如图7所示TB1=FB1、TC1=FC1、FC1×CO=FB1×OBFC1=TC1=G0+2GK+G1FB1=（G0+2GK+G1），配重对楼顶的压力N1'=GEFB1

56、p1=，F1=（G0+GK+G1），吊篮匀速下降时，配重E、杠杆、提升装置的受力分析分别如图8、图9、图10所示，物体、动滑轮、电动机与吊篮整体的受力分析如图11所示TB2=FB2，TC2=FC2，FC2×CO=FB2×OBFC2=TC2=G0+2GK+G2FB2=（G0+2GK+G2），配重对楼顶的压力N2'=GEFB2p2=F2=（G0+GK+G2），由可得：=解得：2m1m2=120kg由可得：=解得：8m111m2=60kg由解得：m1=90kg，m2=60kg，当吊篮匀速上升时，滑轮组提升重物的机械效率：=81.8%；（3）当吊篮匀速下降时，电动机Q提供的功率：P=F2×3v=×3×=480W答：（1）拉力FC为300N；（2）机械效率为81.8%；（3）功率为480W10建筑工人使用如图所示装置，将质量分布均匀的长方体水泥板M吊起后放入水中工人通过控制电动机A、电动机B，始终保持水泥板M所受拉力竖直向上当电动机A对绳的拉力为零时，电动机A对地面的压强为p0；当水泥板M一端被竖直滑轮组拉起，另一端仍停在地面上，且水泥板M