2025年中考物理复习专题：简单机械计算题、实验题

2025年中考物理复习专题：简单机械计算题、实验题 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、实验题 1．小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和重为0.5N的相同钩码若干。 （1）如图甲所示，小明用一根硬棒制作一个可绕O点转动的可变形杠杆AOB，在两侧分别挂M、N两个质量不同的物体，杠杆刚好在水平位置平衡。用手将OB以O为折点弯折，放手后杠杆至如图乙位置平衡，由图猜想：杠杆的平衡条件可能与下列因素有关： ①支点到力作用点的距离 ②支点到力的作用线的距离 （2）小明在实验室取来刻度均匀的杠杆放在水平放置的支架上，如图丙所示，将杠杆两端的平衡螺母向 调节，使杠杆在水平位置平衡； （3）杠杆在水平位置平衡后，小明在支点左侧不同位置挂钩码，在同一侧用弹簧测力计沿竖直向上（P所示）或斜向上（Q所示）方向拉弹簧测力计，使杠杆在水平位置平衡，如图丁所示。收集实验数据见下表（钩码对杠杆的拉力为动力，弹簧测力计对杠杆的拉力为阻力）： 实验次数 动力/N 支点到动力作用点的距离/m 支点到动力作用线的距离/m 阻力/N 支点到阻力作用点的距离/m 支点到阻力作用线的距离/m 拉力的方向 1 2 0.15 0.15 3 0.10 0.10 竖直向上 2 3 0.20 0.20 2 0.30 0.30 ① 3 1 0.10 0.10 0.5 0.20 0.20 竖直向上 4 1 0.10 0.10 1 0.20 0.10 斜向上 a．表格①处应填入的内容是 ； b．由表中数据可得出杠杆的平衡条件： ； c．验证猜想 是正确的； （4）若在图丁所示的情况下，不用弹簧测力计，只用1个钩码使杠杆在水平位置平衡，应将其挂在杠杆右端的 刻度处； （5）一根粗细均匀的跷跷板静止在水平方向上，支点在跷跷板的中点。小明和爸爸同时从支点分别向跷跷板的两端匀速行走，若爸爸体重是小明的2倍，小明的行走速度为0.2m/s，为使在两人行走的过程中跷跷板在水平方向始终保持平衡，爸爸可采取的方法是 。 2．同学们用一个滑轮、钩码、弹簧测力计等器材分别做了以下实验 探究定滑轮工作时的特点 （1）如图甲，为了使弹簧测力计的示数尽可能接近绳子受到的实际拉力，实验中提升的钩码质量应取 （选填“大”或“小”）些； （2）测动滑轮的机械效率 ①实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置； ②某同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为她的想法是 （选填“正确”或“不正确”）的，因为她没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响。如果这样做，测得的机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； （3）另一组用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，正确操作，实验数据如下。 实验 序号 钩码重G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm ① 1.0 20.0 0.7 40.0 ② 2.0 20.0 1.2 40.0 ③ 3.0 20.0 1.7 40.0 a第①次实验测得动滑轮的机械效率为 ，第②次实验的有用功是 J； b第③次实验时，钩码上升的速度为0.05m/s，则拉力的功率为 W； c由表中实验数据分析可知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）； d要研究动滑轮机械效率高低是否与物体提升高度有关，应该选用 （选填“同一”或“不同”）滑轮，提升 （选填“相同”或“不同”）的高度去研究。 3．小亮利用杠杆做“探究杠杆的平衡条件”实验 (1)安装好实验装置后，杠杆在图甲所示位置静止，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态；为使杠杆在水平位置平衡；应将杠杆的平衡螺母向 （选填”左”或“右”）调节；使杠杆在水平位置平衡的目的是 。 (2)实验中，小亮多次调节左端钩码的位置，并移动右侧钩码的位置，如图乙所示，使杠杆保持水平平衡，记录多组数据，这样做了后，小亮认为实验结论就具有普遍性了，他这样的操作， （填“完全”或“不完全”）符合实验要求； (3)保持左侧悬挂钩码的位置和数量不变，调节右侧悬挂钩码的数量和位置，使杠杆始终在水平位置平衡，记录对应的力F和力臂大小，绘制成图像如图丙所示。图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积（F与的乘积） （选填“相等”或“不相等”）。 (4)如图丁所示，已知每个钩码的质量均为50g，用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，实验中始终保持杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计在a位置竖直向下拉时，测力计的示数为 N；弹簧测力计由图中a位置移至b位置时，其示数将 （填“变大”、“不变”或“变小”），原因是 。（g取10） 4．在“探究杠杆的平衡条件”的实验中： （1）在没有挂钩码时杠杆的位置如图(甲)所示．为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端螺母向 边旋一些(选填“左“或“右”)． （2）调节杠杆在水平位置平衡后，第一组按图(乙)进行实验，第二组按图(丙)进行实验．你认为第 组实验更为方便，理由是 ． （3）某小组同学进行了三次实验，得出杠杆的平衡条件为“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”．我们只要利用图 (选填“乙“或“丙”)进行实验，即可说明该结论 (选填“具有”或“不具有”)普遍性． 5．小明在探究杠杆平衡条件的过程中，发现在阻力与阻力臂保持不变的条件下，当杠杆平衡时动力和动力臂之间有一定的关系．为此他进行了规范的实验探究，并正确记录了如下表所示的实验数据，请对表中数据进行分析、归纳出动力F1跟动力臂L1的关系式为：F1＝ ． L2/m 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 F2/N l 1 1 l 1 1 L1/m 0.3 0.25 0.15 0.1 0.06 0.05 F1/N 1 1.2 2 3 5 6 6．小强在验证杠杆平衡条件的实验中．   （1）实验前没有挂钩码和弹簧测力计时，发现杠杆右端高左端低（如图中甲所示），要使其在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向 调节，这一调节过程的目的是为了使杠杆的重力对杠杆平衡 （填“产生”或“不产生”）影响，这时重力的力臂为 ．     （2）如图乙所示，杠杆水平平衡后，左边钩码的个数为3个（每个钩码重0.5牛），则F2= N，读出F1=1.2N，测出OA=30cm，OB=20cm．他将所得数据直接代入杠杆平衡条件的公式中，发现F1×OA和F2×OB （填“相等”或“不相等”），从而认为杠杆的平衡条件不一定是F1×l1=F2×l2．小强的失误是 ．     （3）在图丙中，若B处的钩码不变，小强将弹簧测力计由A处移到C（OC=10cm）处，施加一个竖直方向的力，使杠杆在水平位置平衡则这个力的方向应 ，大小为 N．     （4）在图乙中，若B处的钩码不变，小强不用弹簧测力计，在A处挂 N的钩码，杠杆在水平位置仍然平衡． 7．在探究“杠杆的平衡条件”的实验中： (1)若实验前，杠杆静止在图甲所示位置，此时杠杆是 （平衡/不平衡）的，此时若要使杠杆在水平位置平衡，可将杠杆左端的平衡螺母向 调节； (2)如图乙所示，杠杆在水平位置处于平衡状态，杠杆上每格均匀等距，每个钩码的质量都相    同，下列四项操作中，会使杠杆左端下倾的是 ； ①杠杆的两侧同时各减掉一个钩码； ②在两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码； ③将两侧的钩码同时各向外移动相同距离； ④将两侧的钩码同时各向内移动相同距离。 (3)如图丙，在右边用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是 ；若左边钩码离支点20cm，右边挂钩离支点15cm，每个钩码重为0.5N，则    此时弹簧测力计示数应为 N； (4)小明对原来装置进行改装如图戊，与图丁比较，同样用竖直向上的力，将两个相同的钩码，提升相同的高度，不计摩擦，则机械效率高的是图 （丁/戊）。若利用图戊，小明先后将钩码悬挂点由A点改为C点，但保持钩码上升高度相同，不计摩擦，那么机械效率 （变大/不变/变小）。 8．在“探究影响滑轮组机械效率高低因素”的实验中： （1）实验时应 向上缓慢拉动测力计来测量拉力； （2）小明用a、b、c三个实验装置收集到的数据如下表： 实验次数 钩码重G/N 钩码提升高度h/m 拉力F/N 拉力通过距离s/m 机械效率η 1 2.0 0.1 1.0 0.3 2 3.0 0.1 1.35 0.3 74% 3 3.0 0.1 1.0 0.5 60% 请计算出表中第1次实验滑轮组机械效率η1= 。从图中数据分析，第3次实验是利用 装置做的实验； （3）分析1、2两次实验数据可得出的结论：同一滑轮组，所提重物越重， ； （4）表中2、3两次实验数据发现η2>η3，分析两次实验装置，第3次滑轮组机械效率低的原因是：第3次实验时绳重、摩擦及动滑轮重力都比第2次 。从而得出实验结论：不同滑轮组， 。 二、计算题 9．在体育运动竞赛中，帆板是帆船运动中一个级别的比赛，是一项新兴的体育运动，可实际上是一个独立的体育项目．如图所示，某种帆板由板体、帆杆、面积为6m2的三角帆和带有万向节的桅杆组成，没有舵和坐舱，全部质量仅为20kg，依靠风力在湖面上行驶．g取10N/kg，求： （1）体重为50kg的运动员登上帆板时，帆板排开水的体积是多少？ （2）查相关资料可知，当湖面风速为8m/s时，风压为40Pa，此时风对三角帆的最大推力是多大？ （3）下表给出了在不同风速下，风能强度值（即每秒时间内，每平方米的面积上获得的能量）．经测算，当风速为10m/s时，帆板受到风的推力是280N，并且以6m/s的速度在湖面上匀速行驶，求帆板的风能利用率． 平均风速（m/s） 5 10 15 20 25 30 风能强度［×102J/（m2·s）］ 4 8 12 16 20 24 10．如图1所示为某型号车装转盘式回转钻机，其配备有液压双卷扬机、塔架滑轮组、水龙头两侧吊环联动辅助加压装置，遇到泥岩、强风化、基岩等地层结构可以辅助加压钻进，以提高成孔效率；其主要技术参数如表、塔架简化图如图—2所示。（g取10N/kg） 电动机单绳最大拉力（×103N） 40 大钩最大提升能力（×103N） 100 钻塔高度（mm） 15000 空载重量（kg） 27500 发动机 额定输出功率（×103W） 194 与地面接触的总面积（m2） 0.4 转速（r/min） 2300 水平路面行驶最大速度（km/h） 72 （1）整个机械空载在水平路面上以最大速度匀速行驶时，受到的阻力是？ （2）当大钩以0.2m/s的速度匀速吊起质量为1.5×103kg的钻头时，此时单绳的拉力为2.1×104N。求单绳拉力的功率和滑轮组的机械效率。（计算结果保留整数） （3）请你提出一条提高此类机器机械效率的措施（合理即可） 11．用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象．（不考虑绳重和摩擦） （1）运送一件货物，滑轮组的机械效率为多少？ （2）动滑轮的重为多大？ （3）当某次运送3件货物时，绳子的拉力F为多大？ （4）当某次运送3件货物时，滑轮组的机械效率为多少？ 12．如图甲所示，将一个底面积为200cm2、重10N的薄壁型容器放到压力传感器上，在容器内放入一定量的水，将一个底面积为0.01m2的物体放入水中，用一个滑轮连接物体，在绳子自由端拉力F的作用下，物体由静止变为缓慢上升。图乙为拉力F与物体下表面到容器底部距离h的变化图像。（不计滑轮重、绳重及摩擦，ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求： （1）物体受到的重力； （2）物体完全浸没时受到的浮力； （3）物体的体积； （4）物体出水后，压力传感器受到的压力。    13．如图所示，利用轻质滑轮组沿水平方向匀速拉动水平地面上的物体。已知物体重为300N，地面对它的摩擦力为45N，拉力F为30N，物体在10s内移动的距离为1.5m。求： (1)拉力F做功的功率； (2)滑轮组的机械效率。 14．工人用如图所示装置提升一物体，物体重为800N。若工人在绳端用500N的拉力使物体在2s内沿竖直方向匀速上升了4m（不计摩擦力和绳重）。求： （1）工人的拉力的功率； （2）匀速提升物体的过程中滑轮组的机械效率。 15．如图所示，工人师傅在30s的时间内将重为900N的物体匀速提升了5m，拉力大小为400N（不计绳重及摩擦，g取10N/kg）。在此过程中，求： (1)工人师傅对物体所做的有用功； (2)工人师傅做功的功率； (3)该滑轮组的机械效率。 16．用如图所示的滑轮组提升重物，当作用在绳子自由端的拉力为100N时，能匀速提起重力为240N的物体．不计摩擦和绳重，求： （1）动滑轮重为多少？ （2）若绕绳能承受的最大拉力为200N，则该滑轮组的最大机械效率为多大？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2025年中考物理复习专题：简单机械计算题、实验题》参考答案 1． 左 竖直向上 见解析 ② d 见解析 【详解】（2）[1]要使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的一端移动，图丙中杠杆左端翘起，将平衡螺母向左调节，杠杆在水平位置平衡。 （3）a．[2]由表中第2次数据可知，支点到动力作用点的距离和支点到动力作用线的距离相等，说明拉力的方向竖直向上。 b．[3]由表中数据可知 2N×0.15m=3N×0.10m 3N×0.20m=2N×0.30m 1N×0.10m=0.5N×0.20m 1N×0.10m=1N×0.10m 可以得到动力×动力臂=阻力×阻力臂。 c．[4]由表中第4次数据可知 1N×0.10m≠1N×0.20m 1N×0.10m=1N×0.10m 所以杠杆的平衡条件与支点到力的作用线的距离有关，验证猜想②正确。 （4）[5]设一个钩码的重力为G，杠杆一格长为L，由杠杆平衡条件得到 2G×2L=G×nL n=4 用1个钩码使杠杆在水平位置平衡，应将其挂在杠杆右端的d刻度处。 （5）[6]一根粗细均匀的跷跷板静止在水平方向上，支点在跷跷板的中点，说明跷跷板的重心过支点，自重不影响杠杆的平衡；两人同时从支点附近分别向跷跷板的两端匀速运动，人通过的距离即为人的重力的力臂，若保持跷跷板平衡，根据杠杆的平衡条件得到 G1L1=G2L2 m1gL1=m2gL2 m1L1=m2L2 m1v1t=m2v2t m1v1=m2v2 2m2×v1=m2×0.2m/s v1=0.1m/s 爸爸的行走速度为0.1m/s。 2． 大 不正确 摩擦力 变大 71.4% 0.4 0.17 增大 同一 不同 【详解】（1）[1]钩码越重时，摩擦力和绳子重力在总重中占的比例越小，弹簧测力计的示数越接近绳子受到的实际拉力，故应该取质量较大的钩码。 （2）[2][3][4]在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服绳与轮之间的摩擦，所以测得的拉力偏小，她的想法是不正确的，因为她没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响，如果这样做，摩擦力小，额外功少，总功较小，则测得的机械效率变大。 （3）[5]由表中实验数据可知，第①次实验测得动滑轮的机械效率 [6]第②次实验的有用功 [7]连接动滑轮绳子的段数为 则拉力端移动的速度 第③次实验时拉力的功率 [8]根据表格数据，由机械效率公式可得，后面两次动滑轮的机械效率分别为83.3%与88.2%，根据三次的机械效率及物重的变化知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将增大。 [9][10]要研究滑轮组机械效率高低是否与物体提升高度关系时，应在其它条件相同情况下，只改变物体被提升高度来研究，所以应该选用同一滑轮组。 3．(1) 平衡 右 便于测量力臂的大小，消除杠杆自重对实验的影响 (2)不完全 (3)相等 (4) 0.4 变大 见解析 【详解】（1）[1]此时杠杆保持静止，处于平衡状态。 [2][3]如图甲所示，杠杆左端下沉，其右端偏高，应将平衡螺母向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡；挂钩码前，调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，是为了便于测量力臂的大小，消除杠杆自重对实验的影响。 （2）小亮多次测量只是改变了钩码的位置，即改变了力臂的大小，但没有改变力的大小，因此实验结论并不具有普遍性，他这样的操作，不完全符合实验要求。 （3）由于此题中的阻力和阻力臂不变，利用图像中任意一组数据都能得出 图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积相等，其原因是阻力和阻力臂保持不变，根据杠杆的平衡条件可知，动力与动力臂的乘积保持不变。 （4）[1][2][3]每个钩码的质量为50g 设杠杆上一小格的长度为L，通过杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2，即FALA=FBLB，代入公式：1N×2L=FB×5L，解得：FB=0.4N，保持B点不变，弹簧测力计由图中a位置移至b位置时，动力臂变小，由杠杆平衡条件可知，当阻力与阻力臂不变时，动力臂变小，动力变大，所以弹簧测力计的示数将变大。 4． 右 二 便于测量力臂 乙 不具有 【详解】(1)[1]为了便于测量力臂，应使杠杆在水平位置平衡，由图知，右端偏高，为使杠杆在水平位置平衡，需要将平衡螺母向右调节． (2)[2][3]力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来，因此第二组实验设计的好，此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直，便于测量力臂． (3)[4][5]杠杆平衡条件探究“动力×动力臂”与“阻力×阻力臂”之间的关系，力臂不一定是支点到力作用点的距离．当杠杆在水平位置平衡，但是力没有竖直作用在杠杆上，力臂就不在杠杆上，力臂不等于支点到力作用点的距离，这个结论不具有普遍性，所以结论是错误的；为了验证这一观点，可利用图乙进行实验，保持拉力作用点到支点的距离不变，改变拉力的方向，仍使杠杆在水平位置平衡，即可该结论不具有普遍性． 5． 【详解】由表中数据得 1N×0.3m=0.3N·m 1.2N×0.25m=0.3N·m 2N×0.15m=0.3N·m 3N×0.1m=0.3N·m 5N×0.06m=0.3N·m 6N×0.05m=0.3N·m 故可得 F1L1= 0.3N·m 所以 F1= 6． 右 不产生 0 1.5 不相等 把OA当成F1的力臂了(把F1的力臂弄错了) 竖直向上 3 1 【详解】（1）[1]实验前杠杆右端高左端低，说明杠杆右端轻、左端重，要使其在水平位置平衡，不论哪端的平衡螺母，都应向右调节． [2]调节杠杆在水平位置平衡的目的是使杠杆自身重力作用在支点上，此时杠杆的重力对杠杆平衡没有影响． [3]此时杠杆自身重力作用在支点上，即支点到重力作用线的距离为0，则重力的力臂为0． （2）[4]由乙图可知，F2大小等于左端3个钩码的重力，每个钩码重0.5牛，则F2=1.5N． [5]读出F1=1.2N，测出OA=30cm，OB=20cm．则： F1×OA=1.2N×30cm=36N•cm， F2×OB=1.5N×20mc=30N•cm， 发现F1×OA和F2×OB不相等”． [6]由乙图可知，弹簧测力计是斜向下拉（拉力没有与杠杆垂直），则F1的力臂就不是OA，所以出现了以上错误的计算结果． （3）[7]由丙图可知，将弹簧测力计由A处移到C处后，动力和阻力就在支点的同侧，钩码对杠杆的力向下，则C处拉力要竖直向上． [8] F2=1.5N，OB=20cm，OC=10cm，根据F1×OC=F2×OB，则C处弹簧测力计；拉力F1大小为： F1===3N． （4）[9]在A处挂钩码，则钩码对杠杆拉力的力臂就为OA，根据G×OA=F2×OB，则钩码重力为： G===1N． 7．(1) 平衡 右 (2)②④ (3) 便于测量力臂 2 (4) 丁 变大 【详解】（1）[1]杠杆平衡是指杠杆在力的作用下处于静止状态或匀速转动状态，图甲中杠杆静止，是平衡状态。 [2]若要调节杠杆在水平位置平衡，由图得，杠杆右端偏高，则平衡螺母应向上翘的右端移动。 （2）设每个钩码重为G，杠杆每格长为L，由杠杆的平衡条件可知，当 时，就会满足杠杆左端下倾，现在杠杆处于平衡状态 ①杠杆两侧同时减掉一个钩码，则 故右边下倾。 ②在两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码，则 故左边下倾。 ③将两侧的钩码同时各向外移动相同距离（假设为1格），则 故右边下倾。 ④将两侧的钩码同时各向内移动相同距离（假设为1格），则 故左边下倾，所以符合要求的是②④。 （3）[1]杠杆在水平位置平衡，并且力竖直作用在杠杆上，此时力臂正好了杠杆重合，所以这样做的好处是便于测量力臂。 [2]根据杠杆平衡条件得 解得 F2＝2N （4）[1]图戊与图丁相比，同样用竖直向上的力，将两个相同的钩码，提升相同的高度时，图戊需要克服杠杆重力做更多额外功，所以机械效率高的是图丁。 [2]钩码上升高度相同，挂在A点时，弹簧测力计上升的高度更大，克服杠杆的重力做功更多，机械效率更低，挂在C点时的机械效率更高，故将钩码悬挂点由A点改为C点，机械效率变大。 8． 匀速竖直 67% c 滑轮组的机械效率越高 大 提升相同重物时，绳重、摩擦及动滑轮重力越大，滑轮组的机械效率越低 【详解】（1）[1]为了使拉力的测量更准确，实验时应匀速竖直向上缓慢拉动测力计来测量拉力。 （2）[2]滑轮组做的有用功为 使用滑轮组拉力F做的总功为 所以滑轮组的机械效率为 [3]分析表中数据可知，第3次实验中，钩码提升高度为0.1m，拉力通过距离为0.5m，由此可知滑轮组的绳子段数为5段，所以第3次实验是利用c装置做的实验。 （3）[4]分析表中数据可知，第1、2两次实验中，滑轮组相同，第2次实验中提升的重物的重力较大，机械效率也更高，由此可得出的结论：同一滑轮组，所提重物越重，滑轮组的机械效率越高。 （4）[5]分析表中数据可知，第2、3两次实验中提升的物体重力相同，提升的高度也相同，则滑轮组做有用功是相同的，第3次实验的机械效率小于第2次实验的机械效率，所以第3次实验的额外功大于第2次实验的额外功，由于绳重、摩擦及动滑轮重力做的功都属于额外功，所以第3次实验时绳重、摩擦及动滑轮重力都比第2次大。 [6]根据机械效率公式可知，当滑轮组做的有用功相同时，额外功越大，滑轮组的机械效率越小，额外功就是由绳重、摩擦及动滑轮重力来做的功，从而得出实验结论：不同滑轮组，提升相同重物时，绳重、摩擦及动滑轮重力越大，滑轮组的机械效率越低。 9．（1）0.07m3； （2）240N； （3）35% 【详解】试题分析：（1）∵帆船漂浮，∴小方他登上帆船时，△F浮 =G=mg=（50kg+20kg）×10N/kg=700N， ∵△F浮 =ρ水 △V排 g，排开水的体积增加值：△V排 =△F浮/ρ水g=700N/1×103kg/m3×10N/kg=0.07m3； （2）∵p=F/S，∴风对船帆的最大推力：F=pS=40Pa×6m2 =240N； （3）在时间t内风对帆船做的功：W有用 =FS=Fvt=280N×6m/s×t， 时间t内帆船获得的能量：W总 =8×102 J/（m2•s）×6m2×t， 帆船的风能利用率：η=W有用/W总=280N×6m/s×t/8×102J/(m2•s)×6m2×t=35%． 考点：阿基米德原理；能量利用效率 10．(1)9700N  (2) 1.26×104W，24%  (3) 减小滑轮间的摩擦，增大提升物体的质量 【详解】(1)由表中数据知，发动机的额定输出功率为P=194×103W，整个机械空载在水平路面匀速行驶最大速度为 v=72km/h=20m/s 由 得整个机械空载在水平路面匀速行驶受到的牵引力为 由于整个机械空载在水平路面上以最大速度匀速行驶，受到的阻力等于牵引力，即9700N。 (2)由图2知绳子股数n=3，钻头的速度为0.2m/s，则单绳拉力的速度为 单绳的拉力为，故单绳拉力的功率为 滑轮组的机械效率为 (3)可以通过减小滑轮间的摩擦，增大提升物体的质量，提高此类机器的机械效率。 答：(1)整个机械空载在水平路面上以最大速度匀速行驶时，受到的阻力是9700N； (2)单绳拉力的功率为1.26×104W，滑轮组的机械效率为24%； (3) 减小滑轮间的摩擦，增大提升物体的质量。 11．（1）50%（2）100N（3）200N（4）75% 【详解】解：（1）由图乙可知，运送一件货物，滑轮组的机械效率η=50%． （2）由可得，， 根据得，动滑轮重 一次运送3件货物时，绳子的拉力 运送3件货物时，滑轮组的机械效率 答：（1）运送一件货物，滑轮组的机械效率为50% ．（2）动滑轮的重为100N．（3）某次运送3件货物时，绳子的拉力F为200N．（4）当某次运送3件货物时，滑轮组的机械效率为75%． 12．（1）18N；（2）10N；（3）1×10-3m3；（4）30N 【详解】解：（1）根据图乙可知，物体完全出水后，绳子自由端的拉力为9N，不计滑轮重、绳重及摩擦，根据动滑轮上有2股绳子，物体的重力 G=2F=2×9N=18N （2）物体浸没在水中时，物体上方的绳子的拉力为F'，此时绳子自由端的拉力为4N，根据动滑轮的特点可得，绳子的拉力 F'=2×4N=8N 物体浸没在水中时受到的浮力 F浮=G-F'=18N-8N=10N （3）根据阿基米德原理，物体的体积 （4）根据图乙可知，物体离开水面时，水的深度为0.1m，则容器内水的体积 水的质量 水的重力 G水=m水g=2kg×10N/kg=20N 物体出水后，压力传感器受到的压力 F压=G器+G水=10N+20N=30N 答：（1）物体受到的重力为18N； （2）物体完全浸没时受到的浮力为10N； （3）物体的体积为1×10-3m3； （4）物体出水后，压力传感器受到的压力为30N。 13．(1)9W  (2)75% 【详解】(1)根据图示可知，n=2，拉力F移动的距离为 s绳=2×1.5m=3m 拉力F所做的功 W总＝Fs绳＝30N×3m＝90J 拉力F所做功的功率为 ＝9W (2)有用功为 W有＝fs物＝45N×1.5m＝67.5J 滑轮组的机械效率为 答：(1)拉力F做功的功率为9W； (2)滑轮组的机械效率为75%。 14．（1）；（2）80% 【详解】解：（1）图中看出，绳子承重股数为n=2，绳子自由端移动的距离为 工人的拉力做的功为 工人的拉力做功的功率为 （2）物体重力所做的功为有用功，即 机械效率为 答：（1）工人的拉力的功率为； （2）匀速提升物体的过程中滑轮组的机械效率为80%。 15．(1)4500J (2)200W (3)75% 【详解】（1）工人师傅对物体所做的有用功 （2）由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3，绳端移动的距离 工人师傅做的功 工人师傅做功的功率 （3）该滑轮组的机械效率 16．（1）60N；（2）90% 【详解】解：（1）不计绳重和摩擦，承担物重的绳子的股数 n=3 对滑轮组受力分析可得 nF=(G动+G物) 即 3×100N=(G动+240N) 动滑轮的重 G动=60N （2）若绳能承受的最大拉力为200N，则 3F最大=(G轮+G最大) 即 3×200N=(60N+G最大) 解得滑轮所能挂的物体最大重力 G最大=540N 则滑轮组的最大机械效率 答：（1）动滑轮的重力为60N； （2）若绕绳能承受的最大拉力为200N，则该滑轮组的最大机械效率为90%。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$