人教版八年级物理下册 第十二章简单机械专题训练简单机械综合计算（有答案）
文档属性
| 名称 | 人教版八年级物理下册 第十二章简单机械专题训练简单机械综合计算（有答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 966.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-30 05:19:45 | ||
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文档简介
第十二章 专题训练 简单机械综合计算
1．图是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔，其示意图如图所示。轻质杆杠的质点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，右端挂边长为0.1m的正方体B，杠杆在水平位置平衡时，正方体B对地面的压力为20N。求：
（1）此时杠杆左端所受的拉力大小为多少牛顿？
（2）正方体B的密度为多少千克每立方米？
（3）若该处为松软的泥地，能承受的最大压强为4×104Pa，为使杠杆仍在水平位置平衡，物体A的重力至少为多少牛顿？
2．如图所示是一种起重机的简图，用它把质量为3×102kg，底面积为0.5m2的货物G匀速提起（取g＝10N/kg）求：
（1）起吊前，当货物静止于水平地面时，它对地面的压强是多少？
（2）若把货物匀速提高，则起重机对货物做功是多少？在这个过程中货物的动能和势能如何变化？
（3）若OA＝12m，OB＝4m，起重机本身重力不计，吊起货物时为使起重机不翻倒，其右边至少要配质量m0为多少kg的物体？
3．如图所示，O为轻质杠杠的支点，lOB=2lOA= 10 cm，底面积为100cm2、高为15cm、质量为0.6kg的柱形容器通过轻杆固定于杠杆上的A点，容器内道过轻质细线与天花板连接有一个木块N， N的底面积为50cm2、高为20cm、质量为0.6kg，N与容器底部相距5 cm。在杠杆B点下方通过轻杆固定连接有一个边长为10 cm、质量为5kg的正方体金属块M，M和轻杆整体可以在杠杆上水平左右移动，杠杆OAB始终在水平位置保持平衡状态。
（1） 物体N的密度是多少？
（2）现向容器中加水，直至物体M对地面的压强为6000Pa，求加入水的深度？
（3）在第2问的基础上，将物体N上方的细线剪断，若保持M对地的压强不变，且杠杆始终水平平衡，则轻杆和M应该向哪个方向移动多少距离？
4．在美丽乡村建设中，政府为某村购置一批健身器材。工人在往车上搬运装有健身器材的箱子时，先用长木板搭了一个3m长的斜面，再用推力F=500N把120kg的箱子沿斜面匀速推到1m高的车厢上，用时10s，如图。求：
（1）工人推箱子做的有用功；
（2）工人所做的总功的功率；
（3）斜面的机械效率；
（4）箱子受到的摩擦力。
5．小夏利用如图所示的滑轮组，将重量为300N的物体，在10s内匀速提升了4m。已知他自身的重量为600N，对绳子施加的拉力F=200N，两脚与地面接触的总面积S=400cm2，求：
（1）拉力F做的功率；
（2）该滑轮组的机械效率；
（3）小夏在拉动物体的过程中对地面的压强。
6．小科同学家装修新房，看到工人师傅使用如图所示的一种自制的简易起重装置向楼上吊装笨重的装修材料，该装置简单易制、方便快捷，大大减少了工人搬运材料的劳动强度。小科观察到电动机的输出功率800W，将质量为100kg的水泥匀速提升到10m高的位置用时15s。假设电动机的输出功率恒定不变。请帮小科完成下列问题：
（1）此次吊装过程中绳子自由端移动的速度是多大？
（2）电动机对绳子的拉力多大？
（3）该滑轮组的机械效率多大？
7．“龙门吊”是港口、货场中常见的起重设备，其滑轮组部分如图所示。现用此装置将地面上一个质量为2600kg，与地面的接触面积为1.3m2的重物匀速吊到3m的高处，动滑轮的重力为1000N。（g取10N/kg）
（1）求重物被吊起前对地面的压强；
（2）求提升重物过程中拉力做的有用功；
（3）若钢索能够承受的最大拉力为1×104N，提升过程中钢索的重和摩擦对应的额外功始终占总功的10%，求滑轮组的最大机械效率。
8．在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组。为了尽快疏通道路，交警指挥拖车只用了30s时间，将水平路面质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是5m/s，绳子自由端的拉力F是500N，地面对故障车的摩擦力为车
重力的0.08倍。求：
（1）拉力F在30s内所做的功；
（2）拉力F做功的功率；
（3）整个装置的机械效率。
9．工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重力变化的图象如图乙，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g取10N/kg。
（1）若某次运送建材的质量为40kg，滑轮组的机械效率是多少？
（2）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的拉力为500N，求拉力的功；
（3）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的拉力为500N时，运送建材的重力是多大？
10．为了将放置在水平地面上、重G=100N的重物提升到高处。小明同学设计了图甲所示的滑轮组装置。当小明用图乙所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系图像如图丙和丁所示。若重物与地面的接触面积S=5×10-2m2，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求：
（1）动滑轮的重力是多少？
（2）在1~2s内，绳子自由端通过的距离是多少？
（3）在0~1s内，地面对重物的支持力是多少？
11．创新科技小组用轻质杆设计制作了测量液体密度的工具——密度秤。其中经防腐处理的合金块重8N，体积100cm3，秤砣重2N，秤纽处O到A端长10cm。测量时手提着秤纽将密度秤的合金块浸没在待测液体中（不接触容器），调节秤砣位置使秤杆水平平衡，秤砣悬挂处的刻度值为被测液体密度。请解答下列问题（g=10N/kg）：
（1）在底面积为100cm2的烧杯内装入20cm深的待测液体，测量情况如图，测得OC长34cm。求秤杆A端受到绳子的拉力大小；
（2）C点刻度表示的待测液体密度多大？
（3）以上过程中合金块放入前后，待测液体对烧杯底部压强变化多少？
（4）请列出秤砣悬挂位置到秤纽O点距离l与待测液体密度ρ的函数关系式，并说明制成的密度秤刻度是否均匀。
12．如图甲所示，用滑轮组把重3×104N，密度为3×103kg/m3的矿石，从水底匀速竖直打捞起来，g取10N/kg，水的密度为1×103kg/m3。求：
（1）矿石浸没在水中受到的浮力；
（2）若矿石露出水面前，矿石上升过程中的s-t图像如图乙所示，若此时滑轮组的机械效率为80％，求拉力F的功率；
（3）如果不计绳重及绳子与滑轮间的摩擦，矿石露出水面后与露出水面前相比，滑轮
组机械效率会如何改变？为什么？
参考答案
1．（1）20N；（2）7×103kg/m3；（3）12N
2．（1）6000Pa；（2）36000J；在这个过程中货物的动能不变，重力势能增大；（3）900kg
3．（1）；（2）14cm；（3）0.75cm
4．（1）1200J；（2）150W；（3）80%；（4）100N。
5．（1）160W；（2）75%；（3）10000Pa
6．（1）2m/s；（2）400N；（3）83.3%
7．（1）2×104Pa；（2）7.8×104J；（3）87.5%
8．（1）2.25×105J；（2）7500W；（3）80%
9．（1）50%；（2）12000J；（3）600N
10．（1）20N；（2）3.75m；（3）30N
11．（1）6.8N；（2）1.2×103kg/m3；（3）120Pa；（4）l=0.4-5×10-5ρ，刻度均匀
12．（1）104N；（2）2500W；（3）增大
1．图是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔，其示意图如图所示。轻质杆杠的质点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，右端挂边长为0.1m的正方体B，杠杆在水平位置平衡时，正方体B对地面的压力为20N。求：
（1）此时杠杆左端所受的拉力大小为多少牛顿？
（2）正方体B的密度为多少千克每立方米？
（3）若该处为松软的泥地，能承受的最大压强为4×104Pa，为使杠杆仍在水平位置平衡，物体A的重力至少为多少牛顿？
2．如图所示是一种起重机的简图，用它把质量为3×102kg，底面积为0.5m2的货物G匀速提起（取g＝10N/kg）求：
（1）起吊前，当货物静止于水平地面时，它对地面的压强是多少？
（2）若把货物匀速提高，则起重机对货物做功是多少？在这个过程中货物的动能和势能如何变化？
（3）若OA＝12m，OB＝4m，起重机本身重力不计，吊起货物时为使起重机不翻倒，其右边至少要配质量m0为多少kg的物体？
3．如图所示，O为轻质杠杠的支点，lOB=2lOA= 10 cm，底面积为100cm2、高为15cm、质量为0.6kg的柱形容器通过轻杆固定于杠杆上的A点，容器内道过轻质细线与天花板连接有一个木块N， N的底面积为50cm2、高为20cm、质量为0.6kg，N与容器底部相距5 cm。在杠杆B点下方通过轻杆固定连接有一个边长为10 cm、质量为5kg的正方体金属块M，M和轻杆整体可以在杠杆上水平左右移动，杠杆OAB始终在水平位置保持平衡状态。
（1） 物体N的密度是多少？
（2）现向容器中加水，直至物体M对地面的压强为6000Pa，求加入水的深度？
（3）在第2问的基础上，将物体N上方的细线剪断，若保持M对地的压强不变，且杠杆始终水平平衡，则轻杆和M应该向哪个方向移动多少距离？
4．在美丽乡村建设中，政府为某村购置一批健身器材。工人在往车上搬运装有健身器材的箱子时，先用长木板搭了一个3m长的斜面，再用推力F=500N把120kg的箱子沿斜面匀速推到1m高的车厢上，用时10s，如图。求：
（1）工人推箱子做的有用功；
（2）工人所做的总功的功率；
（3）斜面的机械效率；
（4）箱子受到的摩擦力。
5．小夏利用如图所示的滑轮组，将重量为300N的物体，在10s内匀速提升了4m。已知他自身的重量为600N，对绳子施加的拉力F=200N，两脚与地面接触的总面积S=400cm2，求：
（1）拉力F做的功率；
（2）该滑轮组的机械效率；
（3）小夏在拉动物体的过程中对地面的压强。
6．小科同学家装修新房，看到工人师傅使用如图所示的一种自制的简易起重装置向楼上吊装笨重的装修材料，该装置简单易制、方便快捷，大大减少了工人搬运材料的劳动强度。小科观察到电动机的输出功率800W，将质量为100kg的水泥匀速提升到10m高的位置用时15s。假设电动机的输出功率恒定不变。请帮小科完成下列问题：
（1）此次吊装过程中绳子自由端移动的速度是多大？
（2）电动机对绳子的拉力多大？
（3）该滑轮组的机械效率多大？
7．“龙门吊”是港口、货场中常见的起重设备，其滑轮组部分如图所示。现用此装置将地面上一个质量为2600kg，与地面的接触面积为1.3m2的重物匀速吊到3m的高处，动滑轮的重力为1000N。（g取10N/kg）
（1）求重物被吊起前对地面的压强；
（2）求提升重物过程中拉力做的有用功；
（3）若钢索能够承受的最大拉力为1×104N，提升过程中钢索的重和摩擦对应的额外功始终占总功的10%，求滑轮组的最大机械效率。
8．在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组。为了尽快疏通道路，交警指挥拖车只用了30s时间，将水平路面质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是5m/s，绳子自由端的拉力F是500N，地面对故障车的摩擦力为车
重力的0.08倍。求：
（1）拉力F在30s内所做的功；
（2）拉力F做功的功率；
（3）整个装置的机械效率。
9．工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重力变化的图象如图乙，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g取10N/kg。
（1）若某次运送建材的质量为40kg，滑轮组的机械效率是多少？
（2）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的拉力为500N，求拉力的功；
（3）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的拉力为500N时，运送建材的重力是多大？
10．为了将放置在水平地面上、重G=100N的重物提升到高处。小明同学设计了图甲所示的滑轮组装置。当小明用图乙所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系图像如图丙和丁所示。若重物与地面的接触面积S=5×10-2m2，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求：
（1）动滑轮的重力是多少？
（2）在1~2s内，绳子自由端通过的距离是多少？
（3）在0~1s内，地面对重物的支持力是多少？
11．创新科技小组用轻质杆设计制作了测量液体密度的工具——密度秤。其中经防腐处理的合金块重8N，体积100cm3，秤砣重2N，秤纽处O到A端长10cm。测量时手提着秤纽将密度秤的合金块浸没在待测液体中（不接触容器），调节秤砣位置使秤杆水平平衡，秤砣悬挂处的刻度值为被测液体密度。请解答下列问题（g=10N/kg）：
（1）在底面积为100cm2的烧杯内装入20cm深的待测液体，测量情况如图，测得OC长34cm。求秤杆A端受到绳子的拉力大小；
（2）C点刻度表示的待测液体密度多大？
（3）以上过程中合金块放入前后，待测液体对烧杯底部压强变化多少？
（4）请列出秤砣悬挂位置到秤纽O点距离l与待测液体密度ρ的函数关系式，并说明制成的密度秤刻度是否均匀。
12．如图甲所示，用滑轮组把重3×104N，密度为3×103kg/m3的矿石，从水底匀速竖直打捞起来，g取10N/kg，水的密度为1×103kg/m3。求：
（1）矿石浸没在水中受到的浮力；
（2）若矿石露出水面前，矿石上升过程中的s-t图像如图乙所示，若此时滑轮组的机械效率为80％，求拉力F的功率；
（3）如果不计绳重及绳子与滑轮间的摩擦，矿石露出水面后与露出水面前相比，滑轮
组机械效率会如何改变？为什么？
参考答案
1．（1）20N；（2）7×103kg/m3；（3）12N
2．（1）6000Pa；（2）36000J；在这个过程中货物的动能不变，重力势能增大；（3）900kg
3．（1）；（2）14cm；（3）0.75cm
4．（1）1200J；（2）150W；（3）80%；（4）100N。
5．（1）160W；（2）75%；（3）10000Pa
6．（1）2m/s；（2）400N；（3）83.3%
7．（1）2×104Pa；（2）7.8×104J；（3）87.5%
8．（1）2.25×105J；（2）7500W；（3）80%
9．（1）50%；（2）12000J；（3）600N
10．（1）20N；（2）3.75m；（3）30N
11．（1）6.8N；（2）1.2×103kg/m3；（3）120Pa；（4）l=0.4-5×10-5ρ，刻度均匀
12．（1）104N；（2）2500W；（3）增大