第十一章《机械功与机械能》计算专题训练 2023-2024学年沪粤版九年级物理上册

第十一章《机械功与机械能》计算专题训练 1．如图是中国某型号的水陆两用坦克，它的总质量为22t，配备发动机的功率恒为420kW，陆地最大速度15m/s（人与其他物体质量忽略），求： （1）水陆两用坦克在水上航行时，其所受的浮力多大？ （2）该坦克停在水平地面上时，履带着地总面积为4m2，则其对地面的压强多大？ （3）该坦克在陆地上以最大速度匀速行驶时，受到的牵引力多大？（发动机正常工作） 2．为了丰富学生的课余生活，某学校开设了“实验拓展课”。图（甲）是某一学习小组设计的“测量滑轮组机械效率”的实验装置图，图（乙）是物体上升高度h随时间t变化的关系图象，已知物体的重力G＝36N，不计绳重及摩擦，手对绳自由端施加的拉力F＝15N，求： （1）0～2s内，滑轮组所做的有用功； （2）该滑轮组的机械效率； （3）0～2s内，拉力F的功率。 3．如图甲所示，质量为2.5t的电动叉车托着质量为1000kg的货物，在30s内沿水平方向匀速直线行驶60m；如图乙所示，叉车在5s内把货物匀速竖直提升1m。 （1）若货物与货叉的总接触面积为0.25m2，求货物对货叉的压强是多少？ （2）叉车水平匀速直线行驶的过程中，叉车的功率为200kW，求叉车的牵引力是多少？ （3）叉车匀速竖直提升货物的过程中，求叉车克服货物重力做功的功率是多少？ 4．如图所示是可以在导轨AB上移动的天车。天车上的卷扬机（其内部有电动机提供动力）通过滑轮组提升重物。导轨AB长15m。现用此天车匀速提升水下一质量为0.81t的货物。货物浸没在水中时受到的浮力为2700N，卷扬机对钢绳的拉力为2300N。不计钢绳重及摩擦，不考虑水对货物的阻力。 （1）货物的密度是多少？ （2）图中天车（含滑轮组）的重心所在位置距A端的水平距离为3m，物体浸没在水中时，支架对导轨A端的支持力为8000N，求天车和滑轮组的总重力是多少？ （3）当卷扬机将货物提升离开水面后，天车中滑轮组的机械效率是多少？ 5．往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，已知箱子重900N，斜面长3m、高1m。工人用400N沿斜面方向的力将箱子匀速推到车上。在这过程中，求： （1）该过程中工人做的总功； （2）该过程中工人做的额外功； （3）该装置的机械效率。 6．重量为600N的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计，问： （1）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，拉力的功率是多大； （2）动滑轮受到的重力； （3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，若要工人不被拉离地面，此滑轮组机械效率最大值是多少？ 7．如图所示，某工人利用滑轮组将一个工件沿水平地面匀速拉动到加工点。拉动过程中，工人对绳的拉力始终沿竖直方向，工人双脚始终与水平地面接触且接触面积为300cm2，工人对地面的压强为2.0×104Pa；此工人的质量为70kg，两个动滑轮的质量共为10kg，绳重、绳与滑轮之间的摩擦均忽略不计，g取10N/kg。求： （1）工人的手对绳的拉力大小； （2）工件移动过程中，地面对工件摩擦力的大小； （3）滑轮组在此次工作中的机械效率。 8．如图所示，工人站在水平台面上用滑轮组提货物。工人竖直向上拉动绳子，使货物匀速上升。已知工人体重为600N，货物重为810N，动滑轮重为90N。不计滑轮组的绳重和摩擦，求： （1）工人拉绳子的过程中，工人的拉力F； （2）工人拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率η； （3）工人拉绳子的过程中，工人对水平台面的压力F压。 9．如图的“天鲲号”是亚洲最大的重型绞吸船，其智能化水平以及挖掘系统、输送系统的高功率配置均为世界之最。“天鲲号”去某水域执行任务，其工作量相当于将1.2×104t的淤泥输送至15m高的台田上。“天鲲号”的泥泵输出功率恒为1×104kW，泥泵的机械效率为30%。求： （1）完成此任务泥泵克服淤泥重力所做的功； （2）完成此任务需要的时间； （3）若排泥管的横截面积为0.7m2，排泥量为1.4m3/s，泥泵对排泥管内淤泥的推力。 10．在九年级物理拓展课上，李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情景，设置了如图所示的滑轮组来提升装修材料，若他用250N的拉力在20s内将450N的材料提升了10m（不计绳重和摩擦，g取10N/kg）。求： （1）拉力做的有用功是多少？ （2）拉力的功率是多少？ （3）提升450N材料时，此滑轮组的机械效率是多少？ 11．如图甲所示的装置，A是质量为1.2kg的物体，绳子自由端能承受的最大拉力为24N，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间t变化关系如图丙所示，忽略绳重及摩擦，g取10N/kg。问