第十一章简单机械和功 综合计算 2021—2022学年苏科版九年级物理上册（有答案）

第十一章 专题训练 简单机械和功综合计算
1．小明参加社区志愿服务，利用斜面将箱子匀速推到车上，如图甲所示。已知斜面高1.2m，长3m，箱子的重力为300N，小明施加的沿斜面向上的推力是200N，箱子沿斜面向上运动的s-t图象如图乙所示。求：
（1）推力做功的功率；
（2）斜面对箱子摩擦力的大小。
2．跳绳是一项十分有益的健身运动，也是呼市中考的体测项目之一，小明的质量m=60kg，传感器记录了他跳绳时重心高度随时间变化的情况如图所示。据此可估算出：
（1）小明在1min内可跳绳多少个？
（2）小明每跳一次克服重力所做的功是多少？
（3）小明在1min内克服重力做功的平均功率为多少？ （g 取10N/kg）
3．用如图所示的滑轮组，将重为200N的物体以0.2m/s的速度匀速提升，拉力 F = 120N，求：
（1）拉力的功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若不计绳重及摩擦，求动滑轮的重力。
4．随着科技的发展，无人驾驶汽车已进入人们的生活。无人驾驶汽车通过车载激光雷达摄像头等传感器实现自动驾驶。一重为1.2×104N的无人驾驶汽车，静止时四个轮子与地面的接触总面积为0.12m2，在某次平直道路测试过程中，汽车以36km/h的速度匀速行驶18km，牵引力大小为4×103N。求：
（1）汽车静止时对水平道路的压强；
（2）汽车在测试过程中牵引力做的功；
（3）汽车牵引力的功率。
5．建筑工地上，重70kg的工人用如图所示的装置将重为200N的建材从地面匀速送到6m高处，所用拉力为125N，时间为10s。（若忽略绳重和摩擦，g取10N/kg）求：
（1）工人做的有用功。
（2）求此过程中该装置的机械效率。
（3）工人师傅做功的功率。
（4）利用此装置，该工人最多能提起多重的货物？
6．如图所示，一物质量1.5×103 kg 的货车通过如图滑轮组将一重物匀速提起，此时车受到的摩擦阻力的大小是车重的 0.02 倍。求：
（1）货车受到的阻力是多大？
（2）已知货物重1000N，不计绳重和滑轮间摩擦。此时滑轮组的机械效率是 80%。车对滑轮组的拉力是多大？
（3）已知重物上升的速度为0.5m/s时，货车提起重物时的功率是多大？
7．为了提高抗震性能，建筑物多采用框架结构，施工过程中现场浇灌混凝土。某电梯公寓楼高40m，修建此建筑物时在地面搅拌一桶混凝土m1＝150kg的河沙，质量m2＝300kg的碎石，质量m3＝100kg的水泥，质量m4＝50kg的水。如果四种材料混合后形成的混凝土的总体积与混合前河沙、碎石、水泥三种材料的体积之和相同；河沙、碎石、水泥的密度都ρ0＝2.2×103kg/m3，g＝10N/kg。求：
（1）这桶混凝土的密度ρ是多大？
（2）将这桶混凝土装入运送混凝土的专用铁桶，铁桶质量m0＝100kg，挂在如图所示的滑轮组下面，用大小为4000N、方向竖直向下的拉力F，把这桶混凝土缓慢提高了h＝40m，则该滑轮组的机械效率η是多大？
8．“运”飞机是我国国产新一代大型运输机，年月日，空军首次出动“运”为湖北武汉运送医疗人员和疫情防控物资，如图所示，其中一架飞机总质量为，轮胎与地面的接触总面积为。该飞机从成都飞抵武汉，飞行距离约，飞行速度为，起飞秒后达到飞行高度。求：
（1）估算飞机飞行的时间；
（2）飞机从地面爬升到飞行高度克服重力所做的功；
（3）飞机发动机的功率至少是多少？
（4）飞机静止在水平面时对地面的压强。
9．体重为600N的小明用如图甲所示的滑轮组提升物体；已知被提升的物体重为850N，小明用拉力F将物体以0.4m/s的速度匀速提升到8m的高度，拉力做的功W随时间t的变化图象如图乙所示；不计绳重和摩擦，求：
（1）滑轮组所做的有用功；
（2）小明对绳的拉力F；
（3）动滑轮的重力；
（4）若想提高该滑轮组的机械效率，则可以采取的措施有哪些？（写出一种即可）
10．如图甲所示是位于宜宾市高庄桥的国内首座“公路在下、铁路在上”的金沙江公铁两用大桥的施工现场照片。如图乙所示，是某次施工中使用的升降与移动的塔吊和滑轮组，为了保证塔吊吊起重物不会翻倒，在塔吊左边配有一个重物P，已知OA=12m，OB=4m，动滑轮的质量为40kg，一块重为8×104N、体积为1m3的正方体物块D，（忽略江水流动对物块的影响，不计绳、塔吊横梁及定滑轮的自重和摩擦，江水密度取ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）。
（1）若物块D从平台上匀速升降，为了保证铁塔不至翻倒，使其横梁始终保持水平，求塔吊左边的配重物P的质量为多少千克？
（2）若将物块D从平台以0.4m/s的速度匀速提升10米，则拉力F的功率是多少？
（3）若将物体D从江底匀速打捞出水面，假如绳子自由端的最大拉力为2.5×104N，那么物体D露出体积为多少时，绳子刚好被拉断？
11．如图甲所示的轻质杠杆，O为支点，用细线将质量为4kg、密度为4.0g/cm3的物体P悬挂在A点，同时在B点施加竖直向下的力F使杠杆水平平衡，OA:OB=1:2。撤去力F，用细线将密度为3.0g/cm3的物体Q悬挂在支点O的左侧，再将P、Q分别浸没在水和某种未知液体中，调节细线在杠杆上的悬挂点使杠杆再次水平平衡，如图乙所示，测得杠杆左、右两侧的力臂大小分别为L1和L2。然后将物体P、Q取出擦干后左右对调，再次将P、Q分别浸没在该未知液体和水中，重新调节使杠杆仍能水平平衡，测得杠杆左、右两侧的力臂大小分别为L1′和L2′。已知水=1.0g/cm3，g=10N/kg，L1L1′=3L2L2′，杠杆足够长，在调节过程中P、Q始终未露出液面，也未与容器壁和底接触。求：
（1）力F的大小；
（2）物体P浸没在水中时受到的浮力；
（3）未知液体的密度。
12．中国一海洋科学勘探小组在我国南海领域进行勘探作业，某次勘探时需要将一密度为1.6×103kg/m3的正方体海底岩矿A从10m深的浅海打出水面，该打捞系统由如图所示SC101/120型发动机和轻绳连接的滑轮组以及轻质减震弹簧组成，其参数如表所示，打捞装置体积忽略，其中动滑轮的质量为50kg岩矿A从刚好离开海底到全部露出水面过程中，弹簧长度的变化了0.6m。海水密度为1.0×103kgm3，g=10N/kg，打捞过程中不考虑海水阻力，全过程匀速提升。已知弹簧受到的拉力每变化20000N弹簧的长度随之变化1m，且弹簧始终在弹性限度内，试计算：
名称 SC101/120
最大架设高度（m） 50
最大提升高度（m） 50
电机额定输出功率（kw） 7.7kw
整机重量（t） 8
（1）打捞之前岩矿A下表面受到海水的压强；
（2）岩矿A的体积；
（3）打捞岩矿A的过程中，当A浸没在水中时，岩矿允许的最大速度。
参考答案
1．（1）60W；（2）80N
2．（1）180；（2）54J；（3）162W
3．（1）48W；（2）83.3%；（3）40N
4．（1）1×103Pa；（2）7.2×107 J；（3）4×104 W
5．（1）1200J；（2）80%；（3）150W；（4）1350N
6．（1）300N；（2）625N；（3）925W
7．（1）2.4×103kg/m3；（2）75%
8．（1）；（2）；（3）；（4）
9．（1）6800J；（2）500N；（3）150N；（4）增大提升的物体重力
10．（1）24120kg；（2）32160W；（3）0.46m3
11．（1）20N；（2）10N；（3）2.0g/cm3
12．（1）；（2）