專項綜合訓練（四）力學綜合
1）如圖1所示，張偉利用平行于斜面F=200N的推力，在5秒內將質量為30kg的物體勻速推到1m高的平臺上。 斜面長度s=2m。 （g取10N/kg）則（）
圖1
A.推力功率40W
B、斜面機械效率75%
C.推力所做的總功為300J
D、斜面對物體的摩擦力為100N
答案B
總功：W總計=Fs=200N×2m=400J； 推力功率：P==80W，故A、C錯誤； 有用功：W有用=Gh=mgh=30kg×10N/kg×1m=300J，斜面機械效率：η==75%，故B正確； 附加功W=W總計-W有用=400J-300J=100J，摩擦力f==50N，所以D是錯誤的。
2、如圖2所示，斜面長6m，高3m。 沿斜面向上施加100N的拉力F，使物體在5s內沿斜面移動2m。 下列說法正確的是（）
圖2
A、滑輪組機械效率40%
B、物體重300N
C、拉力F所做的功為600J
D、拉力F的功率為40W
答案C 物體沿斜面移動2m。 根據滑輪組的特點，繩索自由端沿斜面移動6m。 拉力F所做的總功W=Fs=100N×6m=600J。 C正確； 拉力的功率FP==120W，D錯誤； 根據題中給出的條件無法計算出物體的重力，因此無法計算出有用功的量，也無法計算出滑輪組的機械效率，所以A、B都是錯誤的。
3、為了將放置在水平地面上的重100N的物體提升到一定高度，設置如圖3所示的滑輪組裝置。 當用如圖4A所示的隨時間變化的垂直向下拉力F拉動繩子時，物體的速度v與物體上升的高度h隨時間的關系分別如圖4B和C所示。 （不包括繩索的重量和軸與輪之間的摩擦力）下列計算結果正確的是（）
圖3
圖4
A、0~1s內地面對物體的支撐力為10N
B、1~2s內，拉力F所做的功為187.5J
C、2~3s內斜面放置的滑輪組的機械效率，拉力F的功率為100W
D. 2~3s內，滑輪組機械效率為62.5%
答案B
從圖像信息來看，2~3s內，當物體勻速提升時，拉力F3為40N，則動滑輪的重力G=3F3-G=3×40N-100N=20N； 0~1s內，滑輪組對物體的向上拉力F Pull = 3F1-G move = 3×30N-20N=70N，則此時地面對物體的支撐力為100N-70N= 30N，故A錯誤； 1~2s內，拉力所做的功W=F2s=50N×3×1.25m=187.5J，故B正確； 2~3s內，拉力的功率P=F3v=40N×3×2.5m/s=300W，滑輪組的機械效率η===≈83.3%，故C、D誤差。
4、（2016年河南模擬）跳繩是一種簡單易行的鍛煉方式。 如圖5所示，小明跳繩時重心移動的高度h隨時間t變化。 從圖中可以看出，他的重心移動的最大高度為厘米。 如果學生的體重為50kg，那么他一跳克服重力做的功為J，1分鐘克服重力做的功為W。（g取10N/kg）
圖5
答復 63075
通過分析，從圖像中可以看出，小明的重心最大高度為h=6cm=0.06m； 其重力為G=mg=50kg×10N/kg=500N，一跳克服重力做功：W=Gh=500N×0.06m=30J； 從圖像分析可以看出，跳一跳的時間為0.4s，所以小明在1分鐘內跳了150次。 1分鐘完成的總功為：W總計=W×150=30J×150=4500J。 1分鐘對抗重力所做的功功率：P===75W。
5、（2016年重慶中考試卷B）采用圖6所示的滑輪組（不含繩重和摩擦力），工師傅用40N的拉力將質量為5kg的空吊籃A提起，底部區域勻速至二樓平臺。 該滑輪組的機械效率為％； 如果在二樓平臺上固定的吊籃內安裝一塊1020N的磚，則繩索B和C所能承受的最大拉力分別為1000N和6??00N。 當質量為50kg的工人拉動繩索C時，二樓平臺吊籃的最小壓力為Pa。
圖6
答案62.5625
分析題圖動滑輪上有2根繩子，η====62.5%
人對C繩的最大拉力為FC=G人=500N，G運動=2F-G籃=2×40N-50N=30N，則G總=G磚+G籃+G運動=1020N+50N +30N =1100N
那么吊籃對平臺的壓力F壓力=G總-2FC=1100N-2×500N=100N
壓力p===625Pa
6、長沙地鐵2號線施工現場，一臺“塔吊”正準備吊起一個底面積為0.8平方米、質量為的圓柱形重物； 如圖7所示，A為塔式起重機的配重，OB為塔式起重機的起重臂，C為可在臂架上移動的承載小車。 裝載小車下方懸掛滑輪組，OB=25m。 當小車位于B點時，能安全舉起重物的最大質量為。 此時承載小車位于距O點10m處的起重臂上，準備起吊圓柱形重物（不包括吊鉤、滑輪組和鋼絲繩的重量和摩擦力。g=10N/kg）。 問：
圖7
(1) 舉升前，重物對地面施加的壓力是多少？
（2）起升后，重物勻速上升時，小車下方各段鋼絲繩的拉力為多少？
(3) 如果將重物勻速提升20m，則拉力做多少功？
（4）“塔吊”將重物吊離吊點20m后，承載小車最多能向B點方向移動多少米，才能保證安全作業？
答(1)3.0×104Pa(2)6×103N(3)4.8×105J
(4)2.5m
分析（1）重物對地面的壓力：
p=====3.0×104Pa
(2)每段鋼絲繩拉力：F===6×103N
(3) 拉力所做的功：W=Fs=6×103N×4×20m=4.8×105J
或W=Gh=×20m=4.8×105J
(4)×25m=Lx×
長x=12.5m
ΔL=12.5m-10m=2.5m
7.（2015年陜西中考）如圖8A所示，工人們沿著斜坡將一箱貨物從底部拉入車廂。 貨物移動的距離s與時間t的關系如圖B所示。在此期間，工人沿斜面勻速拉動箱體貨物時的拉力為594N。 這個斜坡的長度是5m，高度是1m，這箱貨物的重量是1500N。
第一的
第二
圖8
(1) 0~5s內，這箱貨物處于狀態，工人所做的功為J。
（2）5到30秒內，這箱貨物的速度是多少？ 拉力的力量有多大？
(3) 該斜坡的機械效率是多少？
答案 (1) 還是 0
(2)0.2m/s118.8W
(3)50.5%
分析（1）從圖B可以看出，0~5s內，貨物的移動距離為0，處于靜止狀態。 根據W=F·s，可知工人對貨物所做的功為0。
(2) 5到30秒內，這箱貨物的移動速度
v===0.2m/s
拉力所做的功
W=Fs=594N×5m=2970J
拉力的力量
功率===118.8W
(3) 對這箱貨物所做的有用工作
W有用=Gh=1500N×1m=1500J
拉力所做的功就是總功，W總計=W=2970J
坡口機械效率
η==≈50.5%
8、（2016年山東煙臺中考）課外科技組學生對自動沖水裝置進行研究（如圖9）。 該裝置主要由水箱、浮子B、蓋板C和繞O點自由轉動的硬桿OB組成。AC是連接硬桿與蓋板的繩子。 隨著水位的上升，蓋C上的壓力和浮子B上的浮力逐漸增大。 當浮子B剛剛沒入水中時，硬桿OB處于水平狀態，蓋C恰好打開，水箱內的水通過排水管排出。 根據現場測量，浮球B的體積為1×10-3m3，蓋子的橫截面積為6×10-3m2，O點到浮球中心的距離為3倍O點到A點的距離，忽略硬桿、蓋板、浮球的重力以及蓋板的厚度，求：（g=10N/kg）
圖9
(1)水箱可注入的最大水深；
(2) 在上面的計算中，您忽略了硬桿、蓋板和浮球的重力。 如果考慮它們的重力，您認為設計時應采取哪些措施才能保證自動沖水裝置正常工作？ （寫下方法）可以采取的措施）
答案（1）0.5m （2）適當增大浮子的體積（其他說法也正確）
分析 (1) 當水箱內的水到達最深處時，浮子B剛好被淹沒。 由阿基米德原理可知
F浮力=ρ水gV流量=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N
從杠桿平衡條件可以看出，F·OA=F float·OB
F=F浮點=×10N=30N
水對蓋板的壓力為p====5×103Pa
根據液體壓力公式p=ρgh，水箱內水的最大深度為
高===0.5m
(2)考慮硬桿、蓋板和浮球的重力時，繩索對蓋板的拉力較小。 要打開蓋板，應加大繩索的拉力。 可以適當增大浮球的體積，以增加浮力。 尺寸（或使杠桿的OB段比OA段長等）。
9.（2016年山東省泰安市中考）如圖10A所示是利用汽車打撈水庫重物的示意圖。 小車通過定滑輪在水下拉動質量均勻的方形重物。 整個打撈過程中，汽車勻速行駛。 速度v=0.1m/s向右移動。 圖B是這個過程中小車的拉力F和時間t的變化示意圖。 假設t=0時小車開始舉起重物，忽略水的阻力和滑輪的摩擦力斜面放置的滑輪組的機械效率，取g為10N/kg。 求：
圖10
(1)水庫水深；
(2)重物的密度；
(3)整個打撈過程中汽車的最小功率。
五年中考三年模擬·初中物理·人民教育版·八年級第2冊—專項綜合練習
答(1)4m(2)4.5×103kg/m3(3)3.5×103W
分析 (1) 從圖中可以看出，水庫水深
h=vt1=0.1m/s×40s=4m
(2) 從圖像中可以看出，方形重物的重力為G=4.5×104N
正方形重物的邊長為l=vt2=0.1m/s×10s=1m
由公式G=mg，V=l3
得：ρ===4.5×103kg/m3
(3)當重物從水中出來時，拉力最小，這個過程的力量也最小。
F浮力=ρ水gV 流量=ρ水gV=1.0×104N
F=GF浮子=3.5×104N
P=Fv=3.5×103W
10、（2015年湖北孝感中考）如圖11所示，是小車通過滑輪組將深井中的物體拉至井口的裝置圖??。 已知井深為12m，物體重量G=6×103N，小車重量G=3×104N，小車勻速拉動繩索時的拉力F F=2.2×103N，則汽車所受到的阻力為汽車重量的0.1倍。 求：
圖11
（1）將物體從井底拉到井頂的過程中，小車繩索的拉力對滑輪組作了多少功？
(2) 滑輪組的機械效率是多少？ （四舍五入到小數點后一位）
（3）如果小車的速度為3m/s，將物體從井底拉到井頂需要多長時間？
(4)汽車的牽引力是多少？ 牽引力的功率有多大？
答案(1)7.92×104J(2)90.9%(3)12s
(4)5.2×103N1.56×104W
分析（1）從圖觀察可知，物體的重量由三段繩子承受，繩子末端移動的距離為s=3h=3×12m=36m，所做的功轎廂對滑輪上繩索的拉力為W=Fs=2.2×103N×36m=7.92×104J； (2)滑輪組機械效率η===≈90.9%； (3)將物體從井底拉至井口所需時間t物體=t車===12s； (4) 車時牽引力F拉=F’+f=F+0.1G車=2.2×103N+0.1×3×104N=5.2×103N，則牽引力P的功率=F拉v車= 5.2 × 103N × 3m/s = 1.56 × 104W。
11.（2014年山東青島中考）小宇所經歷的重力為640N。 當他站在水平地面上時，地面壓力為1.6×104Pa。
(1)他使用圖12A所示的滑輪組以恒定的速度提升物體A。 滑輪組的機械效率為90%（不包括繩重和摩擦力）。 此時，他對水平地面施加的壓力為6×103Pa。 那么物體A的重力GA=？
(2)如圖B所示，如果他用這套滑輪組將一個邊長為0.3m的立方體B從水下慢慢提起（不計算水的阻力、繩子的重量和摩擦力），當物體B下表面受到水的壓力為2×103Pa時，小雨對水平地面的壓力就是物體A勻速提升時對水平地面的壓力。 那么物體B的密度ρB=？
圖12
答(1)1080N(2)6×103kg/m3
分析（1）S====4×10-2m2
F壓力'=p'S=6×103Pa×4×10-2m2=240N=FN'
F拉=G人-FN'=640N-240N=400N
GA=nηF=3×90%×400N=1080N
(2)h向下===0.2m
V行=SBh下=(0.3m)2×0.2m=1.8×10-2m3
F浮力=ρ水gV流量=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.8×10-2m3=180N
F壓力″=p″S=p'S=×6×103Pa×4×10-2m2=120N=FN″
F拉'=G人-FN″=640N-120N=520N
G動=nF拉-GA=3×400N-1080N=120N
GB=nF拉'+F浮動-G動=3×520N+180N-120N=1620N
五年中考三年模擬·初中物理·人民教育版·八年級第2冊—專項綜合練習
毫巴===162公斤
ρB===6×103kg/m3
