第十一章专题训练简单机械和功综合计算2021—2022学年苏科版九年级物理上册（含答案）

第十一章
专题训练
简单机械和功综合计算
1．如图所示，工人用的拉力把重的重物在内匀速提升，求：
（1）工人做的有用功；
（2）拉力做功的功率；
（3）滑轮组的机械效率。
2．现有某型号电动摩托以20m/s的速度在平直的公路上匀速行驶时，其牵引力大小为100N。
求∶（1）电动摩托以该速度在平直的公路上匀速行驶时功率为多少瓦？
（2）电动摩托在平直的公路上匀速行驶50m，牵引力做的功是多少焦？
3．如图所示，通过滑轮组用200N的拉力将重为480N的物体匀速提高2m（不计绳重和摩擦），求：
（1）绳自由端的移动距离是多少？
（2）动滑轮的重力是多少？
（3）若重物再增加150N，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力为多大？
（4）若作用在绳自由端的拉力为180N，提起的重物的重力是多少？
4．图甲为集自动清扫技术和人工智能设计于一体的地面清扫机器人。机器人扫地时所受阻力与速度的关系图像如图乙所示，若该机器人某次沿直线匀速清扫地面的s﹣t图像如图丙所示，求机器人清扫6s的过程中：
（1）该机器人清扫地面的速度；
（2）该机器人的动力所做的功和功率。
5．如图为一建筑塔吊滑轮组，某次塔吊将质量为150kg的建材提升了20米，该滑轮组机械效率为60%，求：
（1）塔吊对建材做的有用功是多少？
（2）塔吊电动机要将钢丝绳收卷多少米？
（3）拉力F做的总功是多少?
6．如图所示，沿斜面将一个质量为6kg的物体匀速由A点拉到B点的拉力为40N，升高的高度为0.5m，AB的长度为1m，求：（g取10N/kg）
（1）拉力做的有用功；
（2）斜面的机械效率；
（3）物体受到的摩擦力；
（4）请写出一条提高该斜面机械效率的方法。
7．已知斜面的长为4m，高为2m，小明同学沿斜面用大小为300N的拉力，将重为400N的木箱由斜面底端匀速拉到顶端（绳重不计）。求：
（1）小明对木箱做的有用功；
（2）斜面的机械效率（结果保留到0.1%）；
（3）斜面对木箱施加的摩擦力。
8．如图所示是迫击炮供弹车。钢缆绳以大小为100N的拉力F用10s使炮弹匀速升高2m，若炮弹重为150N。求：
（1）拉力F所做的功和功率；
（2）滑轮组的机械效率。
9．如图甲所示是重为500N的小车，在80N的水平推力作用下，沿水平地面做直线运动，其运动路程随时间变化的关系图像如图乙所示。求：
（1）小车运动的速度；
（2）10s内水平推力对小车所做的功；
（3）水平推力的功率。
10．如图所示，用一个底面积S=0.05m2、高h=0.2m的长方体形状的重物模拟“南海一号”，该同学站在岸边拉动绳子自由端，使重物从水底开始向上运动，假定重物一直做竖直向上的匀速直线运动，并经历三个运动阶段：第一阶段，从重物在水中开始运动到重物的上表面刚露出水面，绳对重物的拉力为F1=140N，用时t1=40s；第二阶段，从重物上表面刚露出水面到其下表面刚离开水面，用时t2=4s；第三阶段，从重物下表面离开水面后在空中上升。（已知动滑轮所受重力G0=60N，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/g，不计绳重、轮与轴之间的摩擦及水的阻力，不考虑重物出水前后质量的变化）求：
（1）在第一阶段运动中，水对重物的浮力F浮；
（2）在第一阶段运动中，绳对重物做的功W1；
（3）滑轮组在第一阶段运动中的机械效率η1和第三阶段运动中的机械效率η2。（计算结果保留一位小数）
11．一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其v-t图像如图所示。已知汽车前10s通过的路程为80m，在匀速行驶过程中所受阻力f=4000N。求：
（1）在0~10s内汽车的平均速度；
（2）汽车匀速行驶时的功率；
（3）在0~10s内汽车受到的牵引力所做的功。
12．将重的装修材料放在水平地面上，工人用如图所示的滑轮组将装修材料匀速提高了，用时，滑轮组的机械效率为（不计绳重及轴摩擦）。试求：
（1）提升装修材料做的有用功是多少？
（2）工人对绳子自由端的拉力F是多少？
（3）工人拉绳子的功率是多少？
13．如图所示，重800N的物体，在100N水平拉力F的作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了20s，滑轮组的机械效率为60%。求：
（1）拉力F做的功；
（2）拉力F的功率；
（3）物体与地面间的滑动摩擦力。
14．如图所示，一架无人机通过动滑轮将货物从深井中拉出。已知井深5米，货物重20牛，无人机竖直向上匀速飞行的速度为0.4米/秒，不计绳重、动滑轮重及摩擦。求：
①货物从井底拉至井口的时间。
②货物从井底拉至井口的过程中，无人机拉绳子的拉力做功。
③若无人机重10牛，则货物从井底拉至井口的过程中，此无人机升力（维持无人机向上飞行的动力）的功率。
15．图甲是《天工开物》中记载古人利用杠杆从水井提水的情景。现简化成图乙模型，轻质杠杆AB，支点为O，AO:OB=3:2，在B端用轻绳系着石块P，石块质量m=15kg；在A端用轻绳系着一只木桶Q，木桶以及桶内的水总质量M=40kg；水井边站着提水人阿宝（g取10N/kg）。求：
（1）阿宝不提绳子，杠杆水平平衡时，绳AQ的拉力大小；
（2）阿宝缓慢提绳子（绳AQ始终竖直），当水桶刚离开水面时阿宝对绳的拉力大小；
（3）若阿宝的质量为70kg，每只鞋子与地面的接触面积为200cm2，当水桶刚离开水面时阿宝对地面的压强。
16．如图所示，图甲是某大型起吊装置，图乙是其机械起吊部分的简化示意图，已知物体A质量为500kg，底面积为1.25m2，不计绳重量、机械部分摩擦和水的阻力，请完成以下问题。（g=10N/kg）
（1）起吊前物体A静止在地面上，其对地面的压强是多少？
（2）如图乙所示，当绳子自由端的拉力为1000N时，地面对物体A的支持力为1650N，增加绳子自由端的拉力后物体A被成功匀速提升2m，请计算此时整个机械的机械效率。
（3）工人师傅利用该装置将另一物体B以0.1m/s的速度匀速放入水中过程中，绳子拉力功率随时间变化关系如图丙所示，请计算物体B的密度。（）
参考答案
1．（1）240J；（2）30W；（3）80%
2．（1）2000W；（2）5000J
3．（1）6m；（2）120N；（3）250N；（4）420N
4．（1）0.2m/s；（2）72J，12W
5．（1）3×104J；（2）60m；（3）5×104J
6．（1）30J；（2）75%；（3）10N；（4）增大斜面的倾角
7．（1）800J；（2）66.7%；（3）100N
8．（1）400J；40W；（2）75%
9．（1）1.2m/s；（2）960J；（3）96W
10．（1）100N；（2）280J；（3）70%；80%。
11．（1）8m/s；（2）6×104W；（3）6×105J
12．（1）﹔（2）；（3）
13．（1）600J；（2）30W；（3）180N
14．①25s；②100J；③8W
15．（1）100N；（2）300N；（3）2.5×104Pa
16．（1）4000Pa；（2）88.5%；（3）