河北省中考物理复习小专题三简单机械的综合计算试题

1、小专题(三)简单机械的综合计算(2016安顺)如图所示，杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升.如表是提升物体时采集到的信息：物重OAOBA端上升的B端下降的G(N)(m)(m)高度h/m竖直距离s/m400.80.40.20.1(1)若不计杠杆自重和摩擦，则拉力F的大小；(2)若实际拉力F为90N,求拉力做的总功及杠杆的机械效率.(机械效率保留三位有效数字).解：(1)不计杠杆自重和摩擦，由杠杆平衡条件可得：FXOEB=GXOA即FX0.4m=40NX0.8m解得F=80N(2)由表中数据可知：s=0.1m,h=0.2m拉力做的总功：Wfe、=Fs=90NX0.1m=9J有用功：M

2、用=Gh=40NX0.2m=8J杠杆的机械效率：Y=萼X100%=84x100%88.9%W9J(2015潍坊)建筑工人要向楼上运送货物，为了省力，他在一个斜面上安装了一个滑轮组，做成如图所示的装置，斜面的倾角为30且固定在水平面上.运送货物时，工人用400N的力拉绳子，重为500N的货物在20s内沿斜面匀速运动6m,求此过程中：(1)重物的速度大小；(2)工人提升重物做的有用功；(3)该装置的机械效率.解：(1)重物的速度大小v=s=；6m_=0.3m/st20ss6m(2)重物上升的图度h=ssin30=2=-2-=3m所做的有用功Wo=Gh=500NX3m=1500J(3)绳子自由端移动

3、的距离s绳=2s=2X6m=12m人做的总功Wfe=Fs绳=400NX12m=4800J、Wh1500J该装置的机械效率刀=0.3125=31.25%W4800J(1)该升降机一次最多能匀速提升多少段渡槽组件.(2)某次提升中，升降机最大功率在t=20s内将3段渡槽组件从地面匀速提升至设计高度，求钢丝绳拉力的功率P1和升降机的机械效率Y.解：(1)每一段组件的重力G=mg=2X103kgx10N/kg=2X104N滑轮组的最大拉力F=3X4X104N=1.2X105N1.2X105N渡槽组件的段数：2乂104N=6段(2)钢丝绳拉力做的有用功：W=Gh3X2X104NX10m=6X105J,一

4、Wb6X105J4钢丝绳拉力的功率P1=3X104Wt20s总功W、=p总t=40X103wx20s=6X105JW用6X105J升降机的机械效率Y=-X10038.105JX100唳75%4.(2016天门)陆羽公园矗立着由汉白玉制成的“茶圣”陆羽的雕像，其质量为5.4t,吊装时用如图所示的滑轮组将雕像匀速吊上3m的高台.已知提升雕像时，拉力F的功率为6X103W,绳子自由端移动的速度为0.3m/s.(g取10N/kg)求：(1)滑轮组将雕像吊上3m高台需要的时间t为多少秒？(2)滑轮组对雕像做的有用功是多少？(3)提升雕像的过程中滑轮组的机械效率是多少？解：(1)由图可知：n=3;则绳子自

5、由端移动的距离：s=3h=3X3m=9m,根据v=s得所用的时间：t=s=nfm=30stv0.3m/s(2)雕像的重：G=mg=5.4X103kgX10N/kg=5.4X104N滑轮组对雕像做的有用功：Wr用=Gh=5.4X104NX3m=1.62X105J(3)已知拉力F的功率为6X103W,t=30s,根据P=*拉力做的总功：W”Pt=6X103WX30s=1.8X105J一rWb1.62X10 (2016 沈阳)如图所示是起重机吊臂上滑轮组的示意图.用该滑轮组将一些规格相同的石板匀速提升到2m高的平台上，若每块石板的重力均为1.2X104 N.当滑轮组一次提升一块石板时，钢丝绳的拉力

6、F的功率为3000 W,此时滑轮组的机械效率为80%不计摩擦和钢丝绳的重力，求：J提升雕像的过程中滑轮组的机械效率：Y=-X100%=18x105JX100%=90%(1)在此过程中，石板匀速上升时的速度是多少？(2)若该滑轮组一次匀速提升两块石板到同一平台上，则此时钢丝绳的拉力F是多少？,W用GhGh1.2X104NX2m4解：(1)根据刀=右=67可得总功：We、=3X10JWWX)0.8,WW3X104J由P=f可得拉起石板的时间：t=-p-=3000W=10s所以石板上升的速度：v=s=?=；!=0.2m/stt10sW、一Wh3X104J1.2x104Nx2m(2)由Ws=G动h=W

7、总一Wr用可得，动滑轮重力：G动=-=3000Nh2m由图知，通过动滑轮绳子段数n=3,不计摩擦和钢丝绳的重力，1由F=、(G物+G动)可得，当滑轮组一次提升两块石板时拉力为：F=；X(2X1.2X104N+3000N)=9000N36.(2016南充)某人站在水平高台上用如图所示的滑轮组提升重物，不计绳重和摩擦.第一次他匀速提升重物G=150N时，人竖直向上拉绳的力为F1,人对高台的压强为p1；第二次他匀速提升另一重物G=270N时，人竖直向上拉绳的力为F2,人对高台的压强为p2.两次物体匀速上升的速度均为0.5m/s,人的重力G人=500N,且p1：p2=14：15.求：(1)若人的双脚与

8、高台的总接触面积为4X102n2,当人站在高台上没有拉绳时，人对高台的压强；(2)第一次提升重物时，克服物体重力做功的功率；(3)第二次提升重物时，滑轮组的机械效率.解：(1)当人站在高台上没有拉绳时，对高台的压力：5压=6人=500N人对高台的压强：p人=.J00U2=1.25X104PaS4X10m(2)第一次提升重物时，克服物体重力做功的功率：P=Gv=150NX0.5m/s=75W(3)由图可知，n=3,则绳子自由端的拉力：F=1(G+G动)=(G+G动)n31一一、人对同台的压力：F压=G人+F=G人+q(G+G动)3对高台的压强:1,0、1压+3(G+G)3GK+G+Gp=k=S=

9、3S第一次他匀速提升重物G=150N时，3G1+G+&3X500N+150N+0p1=3S=3S1 650 N + 3S ，3GK+ G2+ Gp2=3S1650N+Gt3X500N+270N+Q1770N+Gtrp13S1650N+&14,3S=3S，则记=1770N+G=1770N+G=15，解倚：G动=30N，由刀=3SX 100联Gh(G+ Q) hX100%=x 100刖得,G270N第二次提升重物时滑轮组的机械效率：Y=GTG*100唳270N+30NX100唳90%7.(2016张家口桥西一模)如图所示装置中，甲物重G甲=30N,乙物重G乙是动滑轮重G轮的4倍，物体乙跟地面的接触

10、面积为2X103m2.轻杆AB可以绕。点转动，且OA：OB=5：3,不计轴摩擦，装置如图所示处于平衡状态时，乙对水平地面的压力为100N,求：(1)乙对地面的压强.(2)此时动滑轮对物体乙的拉力.(3)若在物体甲下面再加挂物体丙，恰使物体乙对地面的压强为零，则丙的重力为多大.解：(1)乙对地面的压强p乙=F/S=100N/2X102m2=5X103Pa(2)根据杠杆平衡条件：G甲XOA=FbXOB即Fb=G甲XOA=30NX5=50NOB3水平地面对乙物体的支持力：F支=5压=100N因为动滑轮和物体乙有三段绳子承担，根据平衡力的知识有：3Fb+F支=6乙+6轮即：3X50N+100N=4G轮+G轮解得：G轮=50N贝UG乙=200N所以，动滑轮对物体乙的拉力F拉=3FbG轮=3X50N-50N=100N什一工，皿,(G+GO200N+50N250N(3)若物体乙对地面的压强为0,则有Fb=-=333根据杠杆平衡条件FaXOA=FbXOB即FA=F bX OB250 N3X-=50 N5则G丙=5aG甲=50N-30N=20N3.(2016