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专项提升练习:简单机械的综合计算
杠杆的计算
1.如图所示,一根轻质杠杆在O点用细线悬挂起来,在C处挂上的物体GB=27N,在右侧D点施加一个竖直向下的拉力F,使杠杆在水平位置静止,OC=6cm、OD=18cm,求:
(1)拉力F大小;
(2)细线OA对杠杆拉力大小。
2. 如图所示,一根长为1.2米的轻质杠杆可绕固定点转动,,点处悬挂一重为牛的物体。
(1)若在点用竖直向上的力使杠杆在水平位置平衡,求这个力的大小。
(2)若在点施加一个力使杠杆在水平位置平衡,小明同学认为该杠杆一定是费力杠杆。你赞同他的观点吗?请说明理由。
3.将重力为20N的物体甲放在水平地面上,用细绳系在杠杆的A端,细绳呈竖直状态,把重力为4N的物体乙悬挂在杠杆的B端,此时杠杆在水平位置平衡,如图所示。已知: OA =10cm、 OB=20cm,不计杠杆和细绳的质量。求:
(1)杠杆A端受到的绳子的拉力;
(2)地面对甲的支持力。
4.如图1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2所示。轻质杠杆的支点O到左端距离l1=0.5米,到右端距离l2=0.2米,当在杠杆左端悬挂质量为2千克的物体A,右端挂边长为0.1米的正方体B。杠杆水平位置平衡时,正方体B对地面的压力为19.6牛。求:
①此时杠杆左端所受拉力大小F左;
②正方体B的密度ρB;
③该轻质杠杆最多能够提升重物A的质量mA。
杠杆与压强、浮力的计算
5.码头上的工作人员利用如图所示的轻质杠杆将一桶淡水从地面转移到船上。如图所示,此时杠杆刚好保持水平,挂在A端的桶重100N,内部底面积为0.05m2。一桶内装有800N的水,水深1m,重660N的工作人员用绳子竖直拉住B端,工作人员的脚与地面的接触总面积为0.04m2,OA∶OB=1∶3。𝜌水=1.0×103kg/m3。g取10N/kg。求:
(1)水对桶底的压强;
(2)水对桶底的压力;
(3)人对杠杆B端的拉力;
(4)人对地面的压强。
6.如图所示,轻质杠杆AB可绕O点转动,OA:OB=3:2,小明在轻质杠杆的A端施加竖直向下的拉力,使杠杆水平平衡。已知小明的拉力为120N,浸没在液体中的物体M的重力为300N,体积为,(g=10N/kg),求
(1)杠杆B点受到的拉力;
(2)物体M受到的浮力;
(3)液体的密度。
7.小越设计了用轻质杠杆打捞一匀质规则圆柱体重物M(如图所示)。物体M重为60N,高为10cm,悬挂在杠杆左端A点。g取10N/kg,求:
(1)当M的上表面与水面相平时,水对M下表面的压强是多少?
(2)小越在右端B点施加竖直向下25N的拉力时,杠杆水平平衡则绳子对M的拉力为多少?
(3)杠杆水平平衡时,物体M受到的浮力为多少?
(4)物体M的底面积是多少?
斜面的计算
8.为了发展文化旅游事业,常州市正在兴建方特文化主题园。园区建设中需把重1200N的木箱A搬到高h=2m,长L=10m的斜面顶端。如图所示,工人站在斜面顶端,沿斜面向上用时50s将木箱A匀速直线从斜面底端拉到斜面顶端,已知拉力F的功率为80W。求:
(1)拉力F的大小;
(2)该斜面的机械效率是多少;
(3)木箱A在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力是多大。
9.工人用平行于斜面向上的500N的推力将重800N的物体匀速推上高1.5m的车厢,所用的斜面长是3m,求:
(1)推力做的功;
(2)斜面的机械效率;
(3)斜面对物体的摩擦力。
滑轮的计算
10. 如图所示,物体重为100牛,在10秒内被匀速提升5米。若不计滑轮自重和摩擦。求:
(1)拉力大小;
(2)拉力做的功;
(3)拉力的功率。
11. 工人师傅用如图所示的滑轮组把的物体匀速提升了,物体上升的速度是,此时该滑轮组的机械效率为,不考虑绳重及摩擦,取。求:
(1)绳子自由端受到的拉力是多少?
(2)拉力的功率是多少?
(3)当用该滑轮组匀速提升重的物体时,机械效率是多少?
12.如图所示,用滑轮组提升所受重力为900N的物体A,滑轮组绳子自由端在拉力F作用下竖直匀速移动了12m,同时物体A被竖直匀速提升了4m,用时40s,滑轮组的额外功是400J(不计绳子重和摩擦)。求下列物理量:
(1)动滑轮所受的重力。
(2)拉力F的功率。
(3)滑轮组的机械效率。
13.利用图甲所示滑轮组提升重力为960N的物体A时,拉力F随时间t的变化关系如图乙所示,物体上升的速度v随时间t变化的关系如图丙所示,不计绳重和一切摩擦。
(1)在0~1s内物体A上升了0.5m,求此过程中拉力做的功;
(2)求在1~3s内拉力做功的功率;
(3)求在1~3s内滑轮组的机械效率。
滑轮与压强、浮力的计算
14.如图,是一次牵引处置车辆故障过程装置简化图。为了尽快疏通道路,交警只用了t=30s的时间,指挥拖车