人教版中考第一轮复习专题训练67简单机械综合计算练习.docx
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人教版中考第一轮复习专题训练67简单机械综合计算练习
中考第一轮复习专题训练:
67、简单机械综合计算练习
1.如图,轻质杠杆AB可绕O点转动,在A、B两端分别挂有边长为10cm,重力为8N的完全相同的两正方体C、D,OA:
OB=4:
3;圆柱形容器的底面积为200cm2,装有深 20cm的水,物体C浸入水中且露出水面的高度为5cm时,杠杆恰好水平静止,A、B两端的绳子均不可伸长且均处于张紧状态.(g=10N/kg) 求:
(1)物体C的密度;
(2)杠杆B端受到绳子的拉力;
(3)剪断与物体C相连的细绳后(水未碎出),物体C受到的浮力和物体C底部受到的水的压强.
2.如图甲是小区内的健身器械坐拉器,图乙是结构模型图。
坐在座椅上的人,用力向下拉动手柄A时,操作杆AB会绕着转轴01转动,连杆BD拉动杆O)C绕转轴O2转动,将座椅向上抬起。
图乙中O1A:
O1B=6:
1,O2C:
O2D=2:
1,此时AB杆处于水平位置,BD杆垂直于杆AB和O2C,BD杆对AB和O2C杆的拉力均沿着BD。
某同学想估算坐在坐拉器上抬起自己的拉力大小。
若手臂对手柄A的拉力方向和人的重力方向在同一直线,忽略坐拉器的自重、转动时的摩擦和座椅的尺度。
(1)杠杆AO1B可视作一种杠杆(填“省力”)。
(2)若该同学的质量为50kg,此时他让自己保持在图乙的状态,需要对手柄A施加竖直向下的拉力为多大?
3.如图甲所示是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔,其示意图如图乙所示。
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?
4.如图所示是一种起重机的示意图。
起重机重2.4×104N(包括悬臂),重心为P1,为使起重机起吊重物时不致倾倒.在其右侧配有重M(重心为P2).现测得AB为10m,B0为1m,BC为4m,CD为1.5m.(g取10N/kg)
(1)若该起重机将重物吊升6m.用时50s,则重物上升的平均速度是多少?
(2)现在水平地面上有重为2.44×104N的货箱,它与地面的接触面积是3m2.
①若起重机不加配重,在起吊货箱时,最大可使货箱对地面的压强减少多少?
②若要吊起此货箱,起重机至少需加多少牛的配重?
(3)有人认为起重机的配重越重越好,这样就能吊起更重的重物,这起重机能配8t的配重吗?
请说明理由.
5.图是某种升降电梯工作原理图,它由轿箱、配重、缆绳、滑轮和电动机等部件组成,连接等部件组成,连接轿箱的两根缆绳非常靠近,轿箱空载时的重量是3100N,配重的重量为1000N。
某次电梯载货物的重量是1000N,当电梯匀速上升15m,所用的时间为10s,不计缆绳重力和一切摩擦阻力,在此运动过程中,求:
(1)轿箱的速度大小
(2)配重重力对配重做的功(3)电动机的功率至少是多大
6.如图所示利用汽车液压起重机从矿井中提升重物。
起重机起动时滑轮组将重物竖直向上匀速提起,其中N是柱塞,可向上支撑起起重臂ODC.重物和动滑轮总重为15000N,不计摩擦和滑轮组上钢丝绳重。
问:
(1)钢丝绳自由端上作用力F的大小为。
(2)当柱塞向上支撑起起重管绕固定端O转动时,起重臂ODC是力杠杆。
(3)当重物以0.4m/s的速度匀速上升时,钢丝绳自由端上作用力F的功率是多少?
7.如图是工人将重160N的物体匀速放下的过程,已知物体下降的距离为3m,用时3s,工人的拉力为50N,工人质量为50kg.(物体未浸入水中,且不计绳重及摩擦)
(1)求工人放绳的速度。
(2)求滑轮组的效率η1
(3)如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为η2,已知η1:
η2=4:
3(物体在水中仍匀速下降,动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦,g=10Nkg).求当物体完全浸没水中后,工人对地面的压力.
8.小雨用滑轮组提升重物.每个滑轮等重,不计绳重、摩擦和水的阻力.请画出与解题过程相应的受力分析示意图.
(1)物体A的质量为50kg,求物体A的重力是多少?
(2)如图甲所示,小雨对绳子自由端的拉力为150N时,地面对物体A的支持力是100N.为了提起物体A,他增加了滑轮个数,组装了如图乙所示的滑轮组,并利用它将物体A在空气中匀速提升了2m,求小雨做的功是多少?
(3)小雨用图乙所示的滑轮组,将另一密度为1.5×103kg/m3的物体B从某液体中匀速向上拉至空气中,拉力F随时间t变化的图象如图丙所示.已知F2与F1之差为50N,在空气中提升B时滑轮组的机械效率为75%.求液体密度是多少?
9.如图所示,在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重G=9×104N的货物A沿斜面向上匀速运动。
货物A的速度为v=2m/s,经过t=10s,货物A竖直升高h=10m。
已知汽车对绳的拉力F的功率P=120kW,不计绳、滑轮的质量和摩擦,求:
(1)t时间内汽车对绳的拉力所做的功;
(2)汽车对绳的拉力大小;
(3)斜面的机械效率。
10.如图所示,小张站在地面上用杠杆和滑轮组构成的装置匀速提升水中的物体A.已知小张体重为600N,双脚着地面积为400cm2,OC:
OD=1:
2.物体A的体积为0.2m3,密度为2.1×103kg/m3.装置中滑轮重、杠杆重、绳子与滑轮间的摩擦、杠杆转动的摩擦均忽略不计。
已知ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg。
求:
(1)A受到的重力;
(2)A浸没在水中时绳子对A的拉力大小;
(3)小张对地面的最小压强(假设装置能使A上升足够高度)。
11.2019年某日,太平洋某海域,“蛟龙号”完成了下潜前的准备:
腹部挂好压载铁块;舱内科考队员均就位;舱门封闭如图甲所示.此时“蛟龙号”的工作参数如表格所示.(g取10N/kg)
状态
满载
整体体积
22.3m3
整体质量
24.95t
海水密度
1.1×103kg/m3
问:
(1)在海中1.2km深处完成科考任务后,发现液压系统故障、无法抛掉压载铁块,只得启动“蛟龙号”两侧的螺旋桨旋转.两侧的螺旋桨共同作用使“蛟龙号”获得竖直向上的推力F推,帮助“蛟龙号”匀速上升.不计海水对“蛟龙号”的阻力,匀速上升过程中,F推有多大?
(2)上升过程耗时2h,F推做功的功率有多大?
(3)为保障电动机驱动螺旋桨用电,舱内其他用电器都被关闭,仪表显示上升过程耗电2kW·h.此过程中,电能转化为F推做功的效率有多大?
(4)接近水面时,关闭两侧螺旋桨.轮船用滑轮组将“蛟龙号”从水中匀速吊离水面至高处,如图乙、丙所示.已知动滑轮总质量为50kg,不计绳重及轮、轴间摩擦,此过程中,滑轮组绳端拉力的最大值为多大?
与之对应的滑轮组机械效率的最大值为多大?
12.如图所示,是某汽车起重机打捞货箱示意图,货箱的升降使用的是滑轮组,滑轮组钢丝绳的收放是由卷扬机来完成的。
该起重机将沉没于水下深处的一只密封货箱匀速打捞出水面,已知该货箱体积为50m3,质量是200t。
(g=10N/kg)
(1)货箱完全浸没在水中时受到的浮力是多少?
(2)货箱完全出水后,又被匀速吊起1m,此时钢丝绳拉力F为1×106N,则在此过程中拉力F所做的功是多少?
(3)若货箱在水下被拉起到完全出水的过程是被匀速提升的,则该货箱浸没在水中时的滑轮组机效率和货箱完全出水面后的滑轮组机械效率之比为多少?
(不考虑风浪、水流以及滑轮间摩擦和绳子的重力等因素的影响)
中考第一轮复习专题训练:
67、简单机械综合计算练习答案
1.如图,轻质杠杆AB可绕O点转动,在A、B两端分别挂有边长为10cm,重力为8N的完全相同的两正方体C、D,OA:
OB=4:
3;圆柱形容器的底面积为200cm2,装有深 20cm的水,物体C浸入水中且露出水面的高度为5cm时,杠杆恰好水平静止,A、B两端的绳子均不可伸长且均处于张紧状态.(g=10N/kg) 求:
(1)物体C的密度;
(2)杠杆B端受到绳子的拉力;
(3)剪断与物体C相连的细绳后(水未碎出),物体C受到的浮力和物体C底部受到的水的压强.
答案:
(1)物体C的密度为0.8×103kg/m3;
(2)杠杆B端受到绳子的拉力为4N;
(3)物体C受到的浮力为8N;物体C底部受到的水的压强为800Pa.
2.如图甲是小区内的健身器械坐拉器,图乙是结构模型图。
坐在座椅上的人,用力向下拉动手柄A时,操作杆AB会绕着转轴01转动,连杆BD拉动杆O)C绕转轴O2转动,将座椅向上抬起。
图乙中O1A:
O1B=6:
1,O2C:
O2D=2:
1,此时AB杆处于水平位置,BD杆垂直于杆AB和O2C,BD杆对AB和O2C杆的拉力均沿着BD。
某同学想估算坐在坐拉器上抬起自己的拉力大小。
若手臂对手柄A的拉力方向和人的重力方向在同一直线,忽略坐拉器的自重、转动时的摩擦和座椅的尺度。
(1)杠杆AO1B可视作一种杠杆(填“省力”)。
(2)若该同学的质量为50kg,此时他让自己保持在图乙的状态,需要对手柄A施加竖直向下的拉力为多大?
答案:
(1)杠杆AO1B可视作一种省力杠杆。
(2)若该同学的质量为50kg,此时他让自己保持在图乙的状态,需要对手柄A施加竖直向下的拉力为125N。
3.如图甲所示是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔,其示意图如图乙所示。
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?
答案:
(1)20N
(2)7×103kg/m3(3)12N
4.如图所示是一种起重机的示意图。
起重机重2.4×104N(包括悬臂),重心为P1,为使起重机起吊重物时不致倾倒.在其右侧配有重M(重心为P2).现测得AB为10m,B0为1m,BC为4m,CD为1.5m.(g取10N/kg)
(1)若该起重机将重物吊升6m.用时50s,则重物上升的平均速度是多少?
(2)现在水平地面上有重为2.44×104N的货箱,它与地面的接触面积是3m2.
①若起重机不加配重,在起吊货箱时,最大可使货箱对地面的压强减少多少?
②若要吊起此货箱,起重机至少需加多少牛的配重?
(3)有人认为起重机的配重越重越好,这样就能吊起更重的重物,这起重机能配8t的配重吗?
请说明理由.
答案:
(1)重物上升的平均速度是0.12m/s;
(2)在起吊货箱时,最大可使货箱对地面的压强减少800Pa;若要吊起此货箱,起重机至少需加重量为4×104N的配重.(3)不能,因为最大配重质量为4.8t,若配重8t,在不起吊货物时,起重机将向右侧倾翻.
5.图是某种升降电梯工作原理图,它由轿箱、配重、缆绳、滑轮和电动机等部件组成,连接等部件组成,连接轿箱的两根缆绳非常靠近,轿箱空载时的重量是3100N,配重的重量为1000N。
某次电梯载货物的重量是1000N,当电梯匀速上升15m,所用的时间为10s,不计缆绳重力和一切摩擦阻力,在此运动过程中,求:
(1)轿箱的速度大小
(2)配重重力对配重做的功(3)电动机的功率至少是多大
答案:
(1)轿厢速度1.5m/s
(2)配重重力对配重做的功4.5×104J
(3)电动机的功率至少为1650W
6.如图所示利用汽车液压起重机从矿井中提升重物。
起重机起动时滑轮组将重物竖直向上匀速提起,其中N是柱塞,可向上支撑起起重臂ODC.重物和动滑轮总重为15000N,不计摩擦和滑轮组上钢丝绳重。
问:
(1)钢丝绳自由端上作用力F的大小为。
(2)当柱塞向上支撑起起重管绕固定端O转动时,起重臂ODC是力杠杆。
(3)当重物以0.4m/s的速度匀速上升时,钢丝绳自由端上作用力F的功率是多少?
答案:
(1)钢丝绳自由端上作用力F的大小为5000
(2)当柱塞向上支撑起起重管绕固定端O转动时,起重臂ODC是费力杠杆(3)当重物以0.4m/s的速度匀速上升时,钢丝绳自由端上作用力F的功率是6000W
7.如图是工人将重160N的物体匀速放下的过程,已知物体下降的距离为3m,用时3s,工人的拉力为50N,工人质量为50kg.(物体未浸入水中,且不计绳重及摩擦)
(1)求工人放绳的速度。
(2)求滑轮组的效率η1
(3)如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为η2,已知η1:
η2=4:
3(物体在水中仍匀速下降,动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦,g=10Nkg).求当物体完全浸没水中后,工人对地面的压力.
答案:
(1)4m/s.
(2)80%;(3)525N
8.小雨用滑轮组提升重物.每个滑轮等重,不计绳重、摩擦和水的阻力.请画出与解题过程相应的受力分析示意图.
(1)物体A的质量为50kg,求物体A的重力是多少?
(2)如图甲所示,小雨对绳子自由端的拉力为150N时,地面对物体A的支持力是100N.为了提起物体A,他增加了滑轮个数,组装了如图乙所示的滑轮组,并利用它将物体A在空气中匀速提升了2m,求小雨做的功是多少?
(3)小雨用图乙所示的滑轮组,将另一密度为1.5×103kg/m3的物体B从某液体中匀速向上拉至空气中,拉力F随时间t变化的图象如图丙所示.已知F2与F1之差为50N,在空气中提升B时滑轮组的机械效率为75%.求液体密度是多少?
答案:
(1)500N;
(2)1200J;(3)1×103kg/m3.
9.如图所示,在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重G=9×104N的货物A沿斜面向上匀速运动。
货物A的速度为v=2m/s,经过t=10s,货物A竖直升高h=10m。
已知汽车对绳的拉力F的功率P=120kW,不计绳、滑轮的质量和摩擦,求:
(1)t时间内汽车对绳的拉力所做的功;
(2)汽车对绳的拉力大小;
(3)斜面的机械效率。
答案:
(1)1.2×106J;
(2)20000N;(3)75%。
10.如图所示,小张站在地面上用杠杆和滑轮组构成的装置匀速提升水中的物体A.已知小张体重为600N,双脚着地面积为400cm2,OC:
OD=1:
2.物体A的体积为0.2m3,密度为2.1×103kg/m3.装置中滑轮重、杠杆重、绳子与滑轮间的摩擦、杠杆转动的摩擦均忽略不计。
已知ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg。
求:
(1)A受到的重力;
(2)A浸没在水中时绳子对A的拉力大小;
(3)小张对地面的最小压强(假设装置能使A上升足够高度)。
答案:
(1)A受到的重力为4.2×103N;
(2)A浸没在水中时绳子对A的拉力为2.2×103N;
(3)小张对地面的最小压强为0。
11.2019年某日,太平洋某海域,“蛟龙号”完成了下潜前的准备:
腹部挂好压载铁块;舱内科考队员均就位;舱门封闭如图甲所示.此时“蛟龙号”的工作参数如表格所示.(g取10N/kg)
状态
满载
整体体积
22.3m3
整体质量
24.95t
海水密度
1.1×103kg/m3
问:
(1)在海中1.2km深处完成科考任务后,发现液压系统故障、无法抛掉压载铁块,只得启动“蛟龙号”两侧的螺旋桨旋转.两侧的螺旋桨共同作用使“蛟龙号”获得竖直向上的推力F推,帮助“蛟龙号”匀速上升.不计海水对“蛟龙号”的阻力,匀速上升过程中,F推有多大?
(2)上升过程耗时2h,F推做功的功率有多大?
(3)为保障电动机驱动螺旋桨用电,舱内其他用电器都被关闭,仪表显示上升过程耗电2kW·h.此过程中,电能转化为F推做功的效率有多大?
(4)接近水面时,关闭两侧螺旋桨.轮船用滑轮组将“蛟龙号”从水中匀速吊离水面至高处,如图乙、丙所示.已知动滑轮总质量为50kg,不计绳重及轮、轴间摩擦,此过程中,滑轮组绳端拉力的最大值为多大?
与之对应的滑轮组机械效率的最大值为多大?
答案:
(1)24.95t=2.495×104kg;G蛟=m蛟g=2.495×104kg×10N/kg=2.495×105N
∵浸没∴V排=V蛟=22.3m3;F浮=ρ海gV排=1.1×103kg/m3×10N/kg×22.3m3=2.453×105N
F推=G蛟-F浮=2.495×105N-2.453×105N=4.2×103N
(2)1.2km=1.2×103m;W推=F推s=4.2×103N×1.2×103m=5.04×106J2h=7.2×103s
P推=
=
=700W
(3)2kW·h=7.2×106Jη能源=
×100%=
×100%=70%
(4)G动=m动g=50kg×10N/kg=500N
F绳端=
=
=5×104N
η机械=
×100%=
×100%=
×100%=
×100%=
×100%=99.8%
12.如图所示,是某汽车起重机打捞货箱示意图,货箱的升降使用的是滑轮组,滑轮组钢丝绳的收放是由卷扬机来完成的。
该起重机将沉没于水下深处的一只密封货箱匀速打捞出水面,已知该货箱体积为50m3,质量是200t。
(g=10N/kg)
(1)货箱完全浸没在水中时受到的浮力是多少?
(2)货箱完全出水后,又被匀速吊起1m,此时钢丝绳拉力F为1×106N,则在此过程中拉力F所做的功是多少?
(3)若货箱在水下被拉起到完全出水的过程是被匀速提升的,则该货箱浸没在水中时的滑轮组机效率和货箱完全出水面后的滑轮组机械效率之比为多少?
(不考虑风浪、水流以及滑轮间摩擦和绳子的重力等因素的影响)
答案:
(1)货箱完全浸没在水中时受到的浮力是5×105N;
(2)在此过程中拉力F所做的功是4×106J;
(3)该货箱浸没在水中时的滑轮组机效率和货箱完全出水面后的滑轮组机械效率之比为6:
7。
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