内容正文:
专题08 功和功率与简单机械计算专题
【考点1 功的相关计算】 1
【考点2 功率的相关计算】 2
【考点3 杠杆平衡条件的计算】 6
【考点4 滑轮和滑轮组绕线的计算】 7
【考点5 机械效率相关计算】 10
功的相关计算
1.小明的家住在三楼,一天,他把装有30个鸡蛋的塑料袋从一楼提到家里,提鸡蛋的力所做的功大约是( )
A.15J B.90J C.180J D.450J
2.小明将掉在地上的物理课本捡起来放在课桌上。他对物理课本所做的功最接近( )
A.0.2J B.2J C.200J D.2000J
3.(多选)某同学用100N的水平力推一辆重1500N的小车。下列说法中正确的是( )
A.只要他用了力,他就做了功
B.车若前进了1m,他做的功就为1500J
C.车沿推力方向前进1m,他做的功就为100J
D.松手后即使小车继续前进他也不做功
4.如图是目前一些学校为中小学生提供的校车,方便学生的上下学同时也保证了学生的安全。校车的总质量为4.2t,校车静止时与水平地面的总接触面积为,问:
(1)校车的重力是多少?
(2)校车静止在水平地面时对地面压强是多少?
(3)若校车以一定的速度在水平地面上匀速行驶1000m,校车受到的阻力是车的重力的0.1倍,在这过程中校车牵引力做的功是多少?
功率的相关计算
5.如图甲所示,水平地面上的一个物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系及物体的速度v与时间t的关系如图乙所示,0~2s物体所受摩擦力的大小为 N,4~6s水平拉力F做功的功率为 W。
6.一名运动员骑着自行车沿着平直的水平路面匀速直线行驶了300m,用时60s,骑行过程中人和车受到的阻力为20N。求:
(1)自行车的速度?
(2)匀速直线行驶60s牵引力所做的功?
(3)牵引力做功的功率?
7.一辆汽车在平直公路上行驶,30s时间内匀速前进了600m,汽车发动机的牵引力为800N。求:
(1)牵引力所做的功;
(2)牵引力做功的功率。
8.新能源汽车以其环保和节能的特点逐渐获得人们的青睐。在平直的公路上,某新能源汽车在1000N牵引力作用下匀速行驶了1800m,耗时60s。求该新能源汽车在这段时间内:
(1)牵引力所做的功;
(2)汽车发动机的功率。
9.无人机技术的应用为物流配送带来了快速、高效的服务,各城市无人机快递配送航线进入常态化运营。如图所示,若无人机提着5kg的快递20s内上升了120m。求该过程中:
(1)无人机对快递的拉力;
(2)无人机对快递所做的功;
(3)无人机对快递做功的功率。
10.中国高铁技术世界领先,高铁总里程世界第一。如图为运行的某列“复兴号”高铁列车,它的总质量约为。列车在水平轨道上以的速度匀速直线行驶,所受阻力是重力的0.02倍。求列车匀速直线行驶时:
(1)所受牵引力的大小;
(2)牵引力的功率。
11.夏天,洒水车在路面洒水可以起到调节气温的作用。某洒水车装满水后总重为洒水车沿平直公路匀速行驶3000m,用时300s。行驶过程中,洒水车所受余引力为总重的0.1倍。求:
(1)洒水车行驶的速度。
(2)此过程中牵引力做的功。
(3)牵引力做功的功率。
12.近年中国电动汽车产销量迅猛增长,某款智能电动汽车的整车质量是1200kg,在一次测试过程中,该车以恒定的功率在水平地面上匀速直线行驶了8km,用时300s,牵引力做功4.8×106J。求该电动汽车:
(1)所受的重力;
(2)在测试过程中的功率;
(3)牵引力的大小。
13.如图所示,某品牌新能源轿车,在平直公路上匀速行驶4.5km用了5min,牵引力为800N。求:
(1)轿车在这段时间内做的功;
(2)轿车做功的功率。
14.如图所示为一辆无人驾驶清扫车,空车重力为4000N,它集激光雷达、摄像头、超声波雷达等传感器于一体,可自主作业。空车静止在水平地面时,与地面总受力面积为200cm²,某次空车以1.5m/s的速度匀速行驶10s的过程中,牵引力的功率值为900W。求:
(1)空车静止时,对水平地面的压强?
(2)该清扫车在10s内牵引力所做的功?
(3)清扫车匀速行驶时受到的牵引力?
15.如图是一辆无人驾驶清洁车,在一次测试中,无人驾驶清洁车在平直路面上用时100s匀速行驶了500m,车所受阻力为240N,求测试过程中:
(1)车受到的牵引力;
(2)牵引力做的功;
(3)牵引力的功率。
16.用50N的水平拉力拉着重200N的物体沿着水平面匀速直线运动了10m,时间为5s,求:
(1)物体运动的速度为多少m/s?
(2)拉力做了多少功?
(3)拉力做功的功率为多少?
杠杆平衡条件的计算
17.一根杠杆两端分别挂着质量不等的两铁块,如图所示,此时杠杆静止。若将两铁块同时浸没于水中()
A.保持平衡 B.左边下降 C.右边下降 D.无法判断
18.如图是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图。杠杆AB可以在竖直平面内绕固定点O转动,已知AB=120 cm,AO∶OB=2∶1,悬挂在A端的桶与沙土的总质量为10kg,悬挂在B端的配重所受重力为50N。求:
(1)悬挂在A端的桶与沙土的总重力大小;
(2)当杠杆AB在水平位置平衡时,求竖直向下的拉力F的大小;
(3)将配重取下并保持原来的拉力F的大小和方向都不变,若要使杠杆AB仍在水平位置平衡,应将O点向左移动多少距离?
滑轮和滑轮组绕线的计算
19.(多选)如图所示的滑轮组提升的重物,两个相同的滑轮的重力均为,不计绳重和轮与轴的摩擦,则下列说法正确的是( )
A.自由端拉力F为
B.若物体上移,则自由端移动
C.顶部与定滑轮相连的绳子拉力为
D.若自由端拉绳子的速度为,物体移动的速度为
20.(多选)如图,物体A、B重分别为40N、20N,动滑轮重为10N。物体A在水平面上向右以2m/s的速度做匀速直线运动,忽略绳重、滑轮与轴间的摩擦,下列说法正确的是( )
A.物体A所受摩擦力为15N,方向水平向左
B.物体B下落速度为 4m/s
C.若用30N的水平力向左拉物体A,则 A 向左做加速直线运动
D.若用30N的水平力向左拉物体A,则 A向左做匀速直线运动
21.如图所示,用滑轮组匀速提升物体A时,弹簧测力计的示数为 N,当物体升高1m时,绳子自由端移动 m。
22.“由物及理,思维建模”。如图所示,这是一种利用滚轴和绳子组装的特殊提升装置,该提升装置相当于 (选填“杠杆”、“滑轮组”或“轮轴”)模型;若某同学所用的拉力为420N,不计摩擦和装置的自重,则摩托车的质量为 kg。
23.如图,重为100N的物体M,在的拉力作用下,以0.2m/s的速度在水平面上做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数为 N,拉力F在5s内做的功 J(不计滑轮重和绳与滑轮的摩擦)。
24.如图所示,如果绳重和摩擦不计,动滑轮重不计,物重G =600N ,则图中的拉力F = N;如果不计绳重及摩擦,动滑轮的重力为30N,物重G = 600N,拉力 = N 。
25.如图,通过滑轮组用200N的拉力将重为480N的物体匀速提高2m。不计绳重和摩擦,求:
(1)绳自由端移动的距离;
(2)动滑轮的重力;
(3)若要匀速提升重为600N的物体,绳自由端的拉力。
26.如图甲,大人利用滑轮将重物吊到二楼,孩子想帮忙,却把自己吊了上去。已知每层楼的高度为3m,滑轮重30N,重物重600N,不计绳重,不计绳与滑轮间的摩擦。
(1)孩子的最大体重不超过多少?
(2)再增加一个相同的滑轮,组成如图乙所示的滑轮组,孩子成功吊起了重物。通过计算判断孩子的体重在什么范围内;
(3)孩子将重物吊到二楼,绳子自由端被拉下的距离是多少?
27.如图所示,重500N的小红用滑轮组提升质量为50kg的物体,物体在10s内匀速上升了2m,所用拉力为300N。小红拉物体时双脚与地面的接触面积为400cm2(不计绳子的质量,忽略绳子间的摩擦)求:
(1)动滑轮的重;
(2)小红拉物体时对地面的压强;
(3)若绳子能承受的最大拉力为2000N,则小红能拉起的物体最重是多少N?
机械效率相关计算
28.如图所示,某工人用滑轮组在5s内把重240N的物体提高1m,所用的拉力为150N,下列说法正确的是( )
A.绳子移动的速度0.2m/s B.克服物体重力所做的功300J
C.该滑轮组的机械效率80% D.拉力做功功率48W
29.在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处(如图),沿斜面向上的拉力为1.8N,斜面长1.2m、高0.3m。把重物直接提升h所做的功作为有用功,下列说法中正确的是( )
A.有用功是5.4J B.总功是0.54J
C.机械效率是62.5% D.减小斜面坡度可以提高机械效率
30.如图所示,在斜面上将一个重5N的物体匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力为2N,斜面长s=1.5m、高h=0.3m;下列选项正确的是( )
A.把重物直接提升h所做的功为1.5J
B.这个斜面的机械效率是80%
C.此过程所做的额外功为2J
D.木块受到的摩擦力是3N
31.(多选)如图所示,利用滑轮组将重为80N的物体在30s内匀速提升3m,已知拉力F为 50N,若不计绳重和摩擦。下列说法正确的是( )
A.绳端移动的速度为0.3m /s B.动滑轮重力为20N
C.滑轮组的机械效率为80% D.拉力做功的功率为5W
32.(多选)平陆运河建设中用到了许多大型机械。如图甲是某型号起重机,其C处安装的滑轮组如图乙所示,滑轮组将重1500N的货物匀速提升了2m,已知动滑轮重为300N,不计绳重和摩擦。下列说法正确的是( )
A.绳子自由端移动的距离是6m
B.绳子自由端施加的拉力F=600N
C.滑轮组的机械效率为83.3%
D.增大货物重力时,滑轮组机械效率不变
33.(多选)如图所示,用滑轮组提升重600N 的物体在10s 内匀速上升1m, 已知拉绳子自由端的拉力F=400N,不计绳重和摩擦,在提升重物的过程中说法正确的是( )
A.绳子自由端移动的距离为3m B.做的有用功是600J
C.用该滑轮组提升物体可以省功 D.滑轮组的机械效率是75%
34.斜面是一种简单机械,在生活和生产中随处可见。如图所示,小明用平行于斜面的推力将货物从底端匀速推到顶端,已知推力为500N,斜面的长3m、高1m,机械效率为60%。则推力做的总功为 J,货物的重力为 N。
35.如图所示,斜面长5m,高2m。小南用绳子将重100N的木箱由斜面底端匀速拉到顶端,拉力大小为80N,不计绳重,使用斜面 省力(选填“能”或“不能”),木箱受到的摩擦力大小为 N。
36.在老旧小区改造中,工人利用滑轮组将重380N的建筑材料提升到楼顶,如图所示。已知工人对绳子的拉力为200N,建筑材料在5s内匀速上升5m,不计绳重及摩擦。此过程中:动滑轮所受重力为 N;滑轮组的机械效率为 。
37.某建筑工人用大小为600N的拉力F,通过定滑轮将重500N的重物匀速提升2m。求:
(1)这名建筑工人做的有用功是多少?
(2)这名建筑工人做的总功是多少?
(3)此定滑轮的机械效率是多少?
38.南宁港是一个重要的交通枢纽,担负着西南地区及南昆铁路大量货物的转运,如图甲所示,起重机正在对货物进行作业,该货物的质量是1.2×103kg,起重臂下滑轮组的简化结构如图乙所示,钢丝绳上的拉力F为5000N,货物被匀速向上吊起2m,所用时间为4s,绳重和摩擦不计,求:
(1)货物的重力?
(2)拉力F所做的功?
(3)滑轮组的机械效率?
39.某建筑工地上一台升降机的厢体连同货物的质量为1.5t,在2min内从楼的1层上升到21层,每层楼高3m,升降机电动机的功率为15kW。求:
(1)升降机厢体上升的速度;
(2)升降机提升厢体和货物所做的功;
(3)升降机的机械效率。
40.课外活动小组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,若小富用250N的拉力在20s内将400N的材料提升了10m(不计绳重和摩擦,g=10N/kg)。求:
(1)拉力的功率是多少?
(2)此滑轮组的机械效率是多少?
41.如图所示,利用斜面将箱子推进车厢,通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力多了,某同学用100N的力沿斜面向上匀速推动箱子,已知箱子质量为20kg,斜面长3m,斜面高1.2m,g=10N/kg 。求:
(1)箱子受到的重力;
(2)推力所做的功;
(3)斜面的机械效率。
42.如图所示,利用斜面将箱子推进车厢,通常要比徒手把箱子直接从地面搬进车厢省力多了,某工人用160N的力沿斜面向上匀速推动箱子,已知箱子质量为30kg,斜面长3m, 斜面高1.2m,(取g=10N/kg)。求:
(1)箱子受到的重力;
(2)斜面的机械效率;
(3)工人克服摩擦力做的额外功;
(4)箱子受到的摩擦力。
43.工人师傅常用斜面把重物搬运到汽车上,如图所示,斜面高为1m,长为3m,工人沿斜面向上用400N的推力将重力为900N的箱子从斜面底端匀速推到车上,求:
(1)推力做的功;
(2)斜面的机械效率;
(3)箱子受到斜面的摩擦力。
44.如图所示,体重50kg的小磊通过滑轮组用200N的拉力将质量是48kg合金块匀速提高2m。(不计绳重及摩擦)求:
(1)物体所受的重力;
(2)此过程滑轮组的机械效率;
(3)小磊利用此滑轮组能提起的最大物重。
45.用如图所示滑轮组将货物缓慢提升3m,已知货物重850N,所用拉力F为300N(不计摩擦和绳重带来的影响),求:
(1)有用功;
(2)动滑轮的重力;
(3)滑轮组的机械效率η。(计算结果百分数保留一位小数)
1.如图所示,一辆纯电动公交车在平直的公路上匀速行驶600m,所用时间为40s,轮胎与地面的总接触面积为0.2m²,该公交车的总重为,公交车匀速行驶时受到的阻力是公交车总重的0.2 倍。求;
(1)公交车静止时对水平地面的压强;
(2)公交车行驶时牵引力的大小;
(3)公交车的牵引力做功的功率。
2.如图,李慧同学每天骑自行车上学,已知她的质量为40kg,她在一条平直公路上匀速行驶时的牵引力为25N,经过5min,行驶了1200m的路程,g取10N/kg。求:
(1)该过程自行车的行驶速度;
(2)骑行过程中受到的阻力;
(3)该过程骑自行车的功率。
3.如图所示,小明的质量为60kg,他在30s内完成了10个引体向上,每次重心上升50cm,他站在水平地面上时双脚与地面接触面积为,取,求:
(1)小明双脚站在水平地面上对地面的压强?
(2)完成一个引体向上克服重力做的功?
(3)30s内克服重力做功的功率?
4.人工智能逐渐融入我们的生活,一些餐厅、饭店等餐饮场所使用送餐机器人送餐。如图所示是某餐厅的送餐机器人,其总重力约为500N,在60s内匀速直线运动了60m到达送餐点。已知机器人受到的摩擦力约为其总重力的0.08倍。求:
(1)送餐过程中,送餐机器人的速度大小;
(2)送餐过程中,送餐机器人牵引力所做功的大小;
(3)送餐过程中,送餐机器人牵引力的功率大小。
5.南宁为助力乡村振兴,将生态农业和旅游观光相结合,打造美丽乡村。图中是风景区乡村游时用的观光艇。如图所示,人和观光艇的总质量为800kg,观光艇在试运行过程中匀速行驶,受到水的阻力为人和观光艇总重力的0.2倍,并匀速行驶200m,所用时间为200s,在此过程中。求:
(1)人和观光艇所受的总重力;
(2)此过程中观光艇匀速行驶时所受到的牵引力;
(3)此过程中观光艇的功率。
6.如图,将边长为10cm的正方体物块用细线挂在轻质杠杆的A点处,在杠杆的B端施加竖直向上的力F1=30N时,物块刚好离开地面,杠杆在水平位置平衡,已知OA=0.3m,OB=0.9m,转轴O光滑且不可移动,求:
(1)物块的重力;
(2)物块的密度;
(3)现将B端的力F1撤去换成F2=20N,方向与水平方向成30°角斜向左上方,杠杆再次在水平位置平衡,求物块对地面的压力。(注:30°对应的直角边是斜边的一半)
7.如图甲,为了保证起重机在吊起重物时不会翻倒,在起重机左边配有一个重物 ,已知AB=1m,BC=2m,CD=9m。现用起重机把货物匀速提起,不计绳重、摩擦和起重机本身重力,g取10N/kg。
(1)起重机可吊起货物的最大重力是多少?
(2)起重机吊臂前端的滑轮组如图乙所示(不考虑起重机倾倒),已知每个滑轮质量为200kg,若要匀速提起第(1)问中的货物,则拉力F是多少?
(3)若绳子以0.1m/s的速度匀速收紧,则3min内可以把货物提升多高?
8.工人用如图甲所示的滑轮组和箱子运送建材上楼,每次运送量不定。滑轮组的机械效率随建材重量变化的图像如图乙所示,滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计。求:
(1)工人用200N的拉力将建材匀速提升了5m,则拉力所做的功为多少J?
(2)动滑轮和箱子的重力是多少N?
(3)当滑轮组的机械效率为80%时,运送建材的重力是多少N?
9.如图所示是一辆汽车通过滑轮组提升重物的装置,汽车自身质量为3000kg,车轮与地面的总受力面积为0.1m2。利用该装置提升重1200N的物体,使其以2m/s的速度匀速上升,汽车拉绳的力为500N。不计汽车所受的摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦。求:
(1)汽车对水平地面的压强。
(2)滑轮组的机械效率。
(3)汽车拉绳的力做功的功率。
10.如图是一种用于河道清淤的绞吸挖泥船,其工作原理是利用转动的绞刀绞松河底的淤泥和土壤,与水混合成泥浆,经吸泥泵吸入泵体并经过排泥管送至高处的排泥区。某型号绞吸挖泥船部分技术参数如表所示。
船体总质量/t
吸泥泵额定功率P/kW
最大排泥流量Q/(m3·min-1)
最大扬程h/m
吃水深度/m
80
30
3
20
1.8
(1)求吸泥泵正常工作时船底受到水的压强;
(2)求在非工作状态下静止在水面的绞吸挖泥船浸入水中的体积;
(3)某次吸泥泵以额定功率工作时,每分钟把4t泥浆抽到18m高处,求吸泥泵此次工作时的机械效率。
11.为了建设绿色生态城市,园林工人要在过街天桥上放置花草,为城市增添一抹绿色。如图所示,工人用长木棒、滑轮、轻绳组装提升装置。木棒放置在天桥栏杆上始终保持水平,与栏杆M接触点为O;用沙袋将木棒B端压在栏杆N上,在木棒A端吊装滑轮组。OA∶OB=1∶2,每个沙袋重400N,每个滑轮重40N。(木棒和绳的重力、滑轮与轴的摩擦均忽略不计)
(1)若A点受到竖直向下的拉力为1000N,为了保持木棒水平平衡,在B端至少需要放置几个沙袋?
(2)若某次工人利用滑轮组竖直向下拉绳子,将重为360N的花架匀速提升5m。求工人所做的功和滑轮组的机械效率。
12.如图,乐乐站在水平高台上,用滑轮组将重为360N的货物匀速竖直向上提升2m,所用拉力F的大小为150N。若乐乐的质量为64kg,与地面接触的总面积为4×10-2m2,已知动滑轮重90N,不计绳重和摩擦,求:
(1)乐乐的重力;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)若仍用该滑轮组提升另一货物,提升过程中乐乐对水平高台的压强为2.0×104Pa,求所提升货物的重力。
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专题08 功和功率与简单机械计算专题
【考点1 功的相关计算】 1
【考点2 功率的相关计算】 3
【考点3 杠杆平衡条件的计算】 10
【考点4 滑轮和滑轮组绕线的计算】 13
【考点5 机械效率相关计算】 19
功的相关计算
1.小明的家住在三楼,一天,他把装有30个鸡蛋的塑料袋从一楼提到家里,提鸡蛋的力所做的功大约是( )
A.15J B.90J C.180J D.450J
【答案】B
【来源】广西南宁市横州市2023-2024学年八年级下学期期末学业质量监测物理试题
【详解】提起一个鸡蛋的力约为0.5N,30个鸡蛋的总重力
G=30×0.5N=15N
小明从1楼到3楼上升的高度
h=2×3m=6m
对鸡蛋做的功
W=Gh=15N×6m=90J
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2.小明将掉在地上的物理课本捡起来放在课桌上。他对物理课本所做的功最接近( )
A.0.2J B.2J C.200J D.2000J
【答案】B
【来源】广西来宾市忻城县2023-2024学年八年级下学期期末教学质量调研物理试题
【详解】一本物理课本的质量约为
m=200g=0.2kg
物理课本受到的重力
课桌高度约为1m,人对课本做的功
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3.(多选)某同学用100N的水平力推一辆重1500N的小车。下列说法中正确的是( )
A.只要他用了力,他就做了功
B.车若前进了1m,他做的功就为1500J
C.车沿推力方向前进1m,他做的功就为100J
D.松手后即使小车继续前进他也不做功
【答案】CD
【来源】广西上思县2023-2024学年八年级下学期学习成果监测(二)物理试卷
【详解】A.物体在力的方向上有移动距离,力才会对物体做功,所以不是只要用了力,他就一定做了功,故A错误;
BC.车沿推力方向前进1m,他做的功为
故B错误,C正确;
D.做功的必要条件是有力作用在物体上,且物体在力的方向上有移动距离,松手后,他对车不再有力的作用,所以即使小车继续前进他也不做功,故D正确。
故选CD。
4.如图是目前一些学校为中小学生提供的校车,方便学生的上下学同时也保证了学生的安全。校车的总质量为4.2t,校车静止时与水平地面的总接触面积为,问:
(1)校车的重力是多少?
(2)校车静止在水平地面时对地面压强是多少?
(3)若校车以一定的速度在水平地面上匀速行驶1000m,校车受到的阻力是车的重力的0.1倍,在这过程中校车牵引力做的功是多少?
【答案】(1);(2);(3)
【来源】广西壮族自治区梧州市苍梧县2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】解:(1)校车的重力是
(2)校车静止在水平地面时对地面压强是
(3)校车做匀速直线运动时,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,牵引力大小为
在这过程中校车牵引力做的功是
答:(1)校车的重力是;
(2)校车静止在水平地面时对地面压强是;
(3)在这过程中校车牵引力做的功是。
功率的相关计算
5.如图甲所示,水平地面上的一个物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系及物体的速度v与时间t的关系如图乙所示,0~2s物体所受摩擦力的大小为 N,4~6s水平拉力F做功的功率为 W。
【答案】 1 8
【来源】广西壮族自治区南宁市青秀区南宁市二中大学区2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】[1]由v与时间t的关系图知, 0~2s物体处于静止状态,由图可知,此时拉力为1N,拉力和静摩擦力是一对平衡力,则
[2]由乙图可知,4~6s物体运动的速度为4m/s,拉力为2N,则4~6s 内推力F对物体做功的功率为
6.一名运动员骑着自行车沿着平直的水平路面匀速直线行驶了300m,用时60s,骑行过程中人和车受到的阻力为20N。求:
(1)自行车的速度?
(2)匀速直线行驶60s牵引力所做的功?
(3)牵引力做功的功率?
【答案】(1)5m/s;(2)6000J;(3)100W
【来源】广西南宁市江南区多校联考2023-2024学年八年级下学期期末物理试题
【详解】解:(1)自行车的速度
(2)因为运动员骑着自行车匀速直线行驶,所以,牵引力
牵引力所做的功
(3)牵引力做功的功率
答:(1)自行车的速度为5m/s;
(2)匀速直线行驶60s牵引力所做的功为6000J;
(3)牵引力做功的功率为100W。
7.一辆汽车在平直公路上行驶,30s时间内匀速前进了600m,汽车发动机的牵引力为800N。求:
(1)牵引力所做的功;
(2)牵引力做功的功率。
【答案】(1)4.8×105J;(2)16kW
【来源】广西南宁市横州市2023-2024学年八年级下学期期末学业质量监测物理试题
【详解】解:(1)牵引力所做的功
W=Fs=800N×600m=4.8×105J
(2)牵引力做功的功率
P===1.6×104W=16kW
答:(1)牵引力所做的功4.8×105J;
(2)牵引力做功的功率16kW。
8.新能源汽车以其环保和节能的特点逐渐获得人们的青睐。在平直的公路上,某新能源汽车在1000N牵引力作用下匀速行驶了1800m,耗时60s。求该新能源汽车在这段时间内:
(1)牵引力所做的功;
(2)汽车发动机的功率。
【答案】(1)1.8×106J;(2)3×104W
【来源】广西壮族自治区南宁市宾阳县2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】解:(1)牵引力做功为
(2)汽车发动机的功率
答:(1)牵引力所做的功为1.8×106J;
(2)汽车发动机的功率是3×104W。
9.无人机技术的应用为物流配送带来了快速、高效的服务,各城市无人机快递配送航线进入常态化运营。如图所示,若无人机提着5kg的快递20s内上升了120m。求该过程中:
(1)无人机对快递的拉力;
(2)无人机对快递所做的功;
(3)无人机对快递做功的功率。
【答案】(1)50N;(2)6000J;(3)300W
【来源】广西壮族自治区贵港市港南区2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】解(1)无人机对快递的拉力
(2)无人机对快递所做的功
(3)无人机对快递做功的功率
答:(1)无人机对快递的拉力为50N;
(2)无人机对快递所做的功为6000J;
(3)无人机对快递做功的功率为300W。
10.中国高铁技术世界领先,高铁总里程世界第一。如图为运行的某列“复兴号”高铁列车,它的总质量约为。列车在水平轨道上以的速度匀速直线行驶,所受阻力是重力的0.02倍。求列车匀速直线行驶时:
(1)所受牵引力的大小;
(2)牵引力的功率。
【答案】(1);(2)
【来源】广西壮族自治区北海市2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】解:(1)列车做匀速直线运动时,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,所受牵引力的大小为
(2)牵引力的功率为
答:(1)所受牵引力的大小为;
(2)牵引力的功率为。
11.夏天,洒水车在路面洒水可以起到调节气温的作用。某洒水车装满水后总重为洒水车沿平直公路匀速行驶3000m,用时300s。行驶过程中,洒水车所受余引力为总重的0.1倍。求:
(1)洒水车行驶的速度。
(2)此过程中牵引力做的功。
(3)牵引力做功的功率。
【答案】(1);(2);(3)
【来源】广西壮族自治区贵港市平南县2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】解:(1)洒水车行驶的速度
(2)洒水车所受牵引力为总重的0.1倍,则牵引力
牵引力做的功
(3)牵引力做功的功率
答:(1)洒水车行驶的速度是10m/s;
(2)此过程中牵引力做的功是4.5×107J;
(3)牵引力做功的功率1.5×105W。
12.近年中国电动汽车产销量迅猛增长,某款智能电动汽车的整车质量是1200kg,在一次测试过程中,该车以恒定的功率在水平地面上匀速直线行驶了8km,用时300s,牵引力做功4.8×106J。求该电动汽车:
(1)所受的重力;
(2)在测试过程中的功率;
(3)牵引力的大小。
【答案】(1)12000N;(2);(3)600N
【来源】广西钦州市直属初中2023~2024学年八年级下学期期末物理试题
【详解】解:(1)电动汽车所受的重力
(2)在测试过程中的功率
(3)牵引力
答:(1)电动汽车所受的重力为12000N;
(2)测试过程中的功率为;
(3)电动汽车牵引力为600N。
13.如图所示,某品牌新能源轿车,在平直公路上匀速行驶4.5km用了5min,牵引力为800N。求:
(1)轿车在这段时间内做的功;
(2)轿车做功的功率。
【答案】(1);(2)
【来源】广西壮族自治区贺州市2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】解:(1)轿车在这段时间内做的功
(2)轿车做功的功率
答:(1)轿车在这段时间内做的功为;
(2)轿车做功的功率为。
14.如图所示为一辆无人驾驶清扫车,空车重力为4000N,它集激光雷达、摄像头、超声波雷达等传感器于一体,可自主作业。空车静止在水平地面时,与地面总受力面积为200cm²,某次空车以1.5m/s的速度匀速行驶10s的过程中,牵引力的功率值为900W。求:
(1)空车静止时,对水平地面的压强?
(2)该清扫车在10s内牵引力所做的功?
(3)清扫车匀速行驶时受到的牵引力?
【答案】(1);(2);(3)
【来源】广西南宁市第十四中学2023-2024学年八年级下学期期末物理试题
【详解】解:(1)空车静止时,对水平地面的压强
(2)该清扫车在10s内牵引力所做的功为
(3)清扫车匀速行驶时受到的牵引力为
答:(1)空车静止时,对水平地面的压强为;
(2)该清扫车在10s内牵引力所做的功为;
(3)清扫车匀速行驶时受到的牵引力为。
15.如图是一辆无人驾驶清洁车,在一次测试中,无人驾驶清洁车在平直路面上用时100s匀速行驶了500m,车所受阻力为240N,求测试过程中:
(1)车受到的牵引力;
(2)牵引力做的功;
(3)牵引力的功率。
【答案】(1)240N:(2)1.2×105J;(3)1200W
【来源】广西壮族自治区南宁市青秀区南宁市二中大学区2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】解:(1)因为车水平匀速行驶,牵引力和阻力是平衡力,牵引力的大小为
F牵=f=240N
(2)牵引力做的功为
W=F牵s=240N×500m=1.2×105J
(3)牵引力的功率为
答:(1)牵引力的大小为240N:
(2)牵引做的功为1.2×105J;
(3)牵引力的功率为1200W.
16.用50N的水平拉力拉着重200N的物体沿着水平面匀速直线运动了10m,时间为5s,求:
(1)物体运动的速度为多少m/s?
(2)拉力做了多少功?
(3)拉力做功的功率为多少?
【答案】(1)2m/s;(2)500J;(3)100W
【来源】广西上思县2023-2024学年八年级下学期学习成果监测(二)物理试卷
【详解】解:(1)物体运动的速度
(2)拉力做功
(3)拉力做功的功率
答:(1)物体运动的速度为2m/s;
(2)拉力做功为500J;
(3)拉力做功的功率为100W。
杠杆平衡条件的计算
17.一根杠杆两端分别挂着质量不等的两铁块,如图所示,此时杠杆静止。若将两铁块同时浸没于水中( )
A.保持平衡 B.左边下降 C.右边下降 D.无法判断
【答案】A
【来源】广西贵港市桂平市2023-2024学年八年级下学期期末物理试题
【详解】如图所示:
在杠杆的两端挂质量不等的两铁块,杠杆处于平衡状态,因为都为铁(设其密度为ρ),且杠杆平衡,所以由杠杆平衡条件可得
结合重力和密度公式可得
所以
若将两铁块同时浸没在水中,则左端拉力与力臂的乘积为
右端拉力与力臂的乘积为
又因为
所以
则
即左端拉力与力臂的乘积仍等于右端拉力与力臂的乘积,因此杠杆仍然平衡。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
18.如图是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图。杠杆AB可以在竖直平面内绕固定点O转动,已知AB=120 cm,AO∶OB=2∶1,悬挂在A端的桶与沙土的总质量为10kg,悬挂在B端的配重所受重力为50N。求:
(1)悬挂在A端的桶与沙土的总重力大小;
(2)当杠杆AB在水平位置平衡时,求竖直向下的拉力F的大小;
(3)将配重取下并保持原来的拉力F的大小和方向都不变,若要使杠杆AB仍在水平位置平衡,应将O点向左移动多少距离?
【答案】(1)100N;(2)150N;(3)8cm
【来源】广西防城港市2023-2024年学年八年级下学期期末考试物理试题
【详解】解:(1)悬挂在A端的桶与沙土的总质量为10kg,则总重力
G=mg=10kg×10N/kg=100N
(2)由题意知,AO∶OB=2∶1,则 AO=2OB,由杠杆平衡条件得
FA×AO=FB×OB
代入数据得
100N×2OB=(50N+F)×OB
解得:F=150N。
(3)设将O点向左移动到O',由杠杆的平衡条件得
FA×AO'= F×OB'
代入数据得
100N×OA'=150N×(1.2m-OA')
解得
OA'=0.72m=72cm
则O点向左移动的距离
答:(1)悬挂在A端的桶与沙土的总重力大小为100N;
(2)竖直向下的拉力F为150N;
(3)应将O点向左移动8cm。
滑轮和滑轮组绕线的计算
19.(多选)如图所示的滑轮组提升的重物,两个相同的滑轮的重力均为,不计绳重和轮与轴的摩擦,则下列说法正确的是( )
A.自由端拉力F为
B.若物体上移,则自由端移动
C.顶部与定滑轮相连的绳子拉力为
D.若自由端拉绳子的速度为,物体移动的速度为
【答案】AB
【来源】广西河池市宜州区2023-2024学年八年级下学期期末物理试题
【详解】A.由图可知,绳子的有效段数n=2,因为考虑动滑轮的重,不计绳重和轮与轴的摩擦,自由端拉力为
故A正确;
B.绳子自由端移动的距离为
故B正确;
C.对于定滑轮,其顶部与定滑轮相连的绳子拉力与定滑轮下端三段绳子的拉力及定滑轮自身重力平衡,所以顶部绳子拉力为
故C错误;
D.绳子自由端移动的速度与物体移动速度的关系为
v绳=nv物
若自由端拉绳子的速度为0.2m/s,则物体上升速度为
故D错误。
故选AB。
20.(多选)如图,物体A、B重分别为40N、20N,动滑轮重为10N。物体A在水平面上向右以2m/s的速度做匀速直线运动,忽略绳重、滑轮与轴间的摩擦,下列说法正确的是( )
A.物体A所受摩擦力为15N,方向水平向左
B.物体B下落速度为 4m/s
C.若用30N的水平力向左拉物体A,则 A 向左做加速直线运动
D.若用30N的水平力向左拉物体A,则 A向左做匀速直线运动
【答案】AD
【来源】广西壮族自治区崇左市宁明县2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】A.绳子和滑轮间的摩擦不计,由图知,滑轮组由2段绳子承担物重,所以A物体对绳子的拉力为
由物体间力的作用是相互的可知,物体A受到的拉力为
此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动,则物体A受到的摩擦力与拉力是一对平衡力,所以摩擦力的方向向左,其大小也为15N,故A正确;
B.由于滑轮组承重绳子为2根,绳子端移动的速度v绳=2v动,B物体下落速度为1m/s,故B错误;
CD.当物体A向左运动时,由于物体A对水平面的压力和接触面的粗糙程度均不变,则物体A受到的摩擦力不变,方向向右,要使物体A向左做匀速直线运动,则向左拉物体A的力为
F=f+FA'=15N+15N=30N
要使物体A向左做加速直线运动,则向左拉物体A的力F>30N,故C错误,D正确。
故选AD。
21.如图所示,用滑轮组匀速提升物体A时,弹簧测力计的示数为 N,当物体升高1m时,绳子自由端移动 m。
【答案】 5.4 3
【来源】广西河池环江县2023-2024学年八年级下学期期末检测物理试题
【详解】[1]由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,因此示数为5.4N。
[2]由图可知,动滑轮上绳子的根数n=3,因此绳子自由端移动的距离
s=nh=3×1m=3m
22.“由物及理,思维建模”。如图所示,这是一种利用滚轴和绳子组装的特殊提升装置,该提升装置相当于 (选填“杠杆”、“滑轮组”或“轮轴”)模型;若某同学所用的拉力为420N,不计摩擦和装置的自重,则摩托车的质量为 kg。
【答案】 滑轮组 210
【来源】广西壮族自治区贵港市港南区2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】[1]如图所示,该装置既可以省力,也可以省距离,故滑轮组。
[2]对动滑轮与摩托车整体受力分析,受到了向下的重力,向上的拉力,总拉力为
摩托车的质量为
23.如图,重为100N的物体M,在的拉力作用下,以0.2m/s的速度在水平面上做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数为 N,拉力F在5s内做的功 J(不计滑轮重和绳与滑轮的摩擦)。
【答案】 30 30
【来源】广西壮族自治区南宁市青秀区南宁市天桃实验学校2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】[1]拉力F=60N,所以每段绳子上的力为
则此时弹簧秤的示数为30N。
[2]物体在5s内移动的距离为
s=vt=0.2m/s×5s=1m
动力移动的距离为
s'=0.5s=0.5×1m=0.5m
拉力做的功
W=Fs'=60N×0.5m=30J
24.如图所示,如果绳重和摩擦不计,动滑轮重不计,物重G =600N ,则图中的拉力F = N;如果不计绳重及摩擦,动滑轮的重力为30N,物重G = 600N,拉力 = N 。
【答案】 200 210
【来源】广西上思县2023-2024学年八年级下学期学习成果监测(二)物理试卷
【详解】[1]由图可知,n=3,绳重和摩擦不计,动滑轮重不计,则拉力为
[2]绳重和摩擦不计,动滑轮重30N,则拉力为
25.如图,通过滑轮组用200N的拉力将重为480N的物体匀速提高2m。不计绳重和摩擦,求:
(1)绳自由端移动的距离;
(2)动滑轮的重力;
(3)若要匀速提升重为600N的物体,绳自由端的拉力。
【答案】(1)
(2)
(3)
【来源】广西河池南丹县2023-2024学年八年级下学期期末学情教情调研检测物理试题
【详解】(1)由图可知,承担物重的绳子股数,则绳子自由端移动距离
(2)不计绳重和摩擦,动滑轮的重力
G动=3F-G=3×200N-480N=120N
(3)不计绳重和摩擦,若,作用在绳自由端的拉力
26.如图甲,大人利用滑轮将重物吊到二楼,孩子想帮忙,却把自己吊了上去。已知每层楼的高度为3m,滑轮重30N,重物重600N,不计绳重,不计绳与滑轮间的摩擦。
(1)孩子的最大体重不超过多少?
(2)再增加一个相同的滑轮,组成如图乙所示的滑轮组,孩子成功吊起了重物。通过计算判断孩子的体重在什么范围内;
(3)孩子将重物吊到二楼,绳子自由端被拉下的距离是多少?
【答案】(1)600N;(2);(3)6m
【来源】广西壮族自治区柳州市2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】解:(1)图甲中是定滑轮,不省力也不费力,孩子想帮忙,却把自己吊了上去,则孩子的体重满足,即孩子的最大体重不超过600N。
(2)乙中滑轮组有效绳子段数,不计绳重,不计绳与滑轮间的摩擦,则绳子自由端拉力为
则孩子的体重满足。
(3)孩子将重物吊到二楼,重物上升高度,则绳子自由端被拉下的距离为
答:(1)孩子的最大体重不超过600N;
(2)孩子的体重范围为;
(3)孩子将重物吊到二楼,绳子自由端被拉下的距离为6m。
27.如图所示,重500N的小红用滑轮组提升质量为50kg的物体,物体在10s内匀速上升了2m,所用拉力为300N。小红拉物体时双脚与地面的接触面积为400cm2(不计绳子的质量,忽略绳子间的摩擦)求:
(1)动滑轮的重;
(2)小红拉物体时对地面的压强;
(3)若绳子能承受的最大拉力为2000N,则小红能拉起的物体最重是多少N?
【答案】(1);(2);(3)
【来源】广西崇左市2023-2024学年八年级下学期期末考试物理试题
【详解】解:(1)如图,由2段绳子吊着动滑轮,不计绳子的质量,忽略绳子间的摩擦,则动滑轮的重为
(2)小红拉物体时对地面的压强为
(3)若绳子能承受的最大拉力为2000N,小红重500N,则小红对绳子最大拉力为500N,小红能拉起的物体最重是
答:(1)动滑轮的重为;
(2)小红拉物体时对地面的压强为;
(3)小红能拉起的物体最重是。
机械效率相关计算
28.如图所示,某工人用滑轮组在5s内把重240N的物体提高1m,所用的拉力为150N,下列说法正确的是( )
A.绳子移动的速度0.2m/s B.克服物体重力所做的功300J
C.该滑轮组的机械效率80% D.拉力做功功率48W
【答案】C
【来源】广西 宣威市来宾街道第一中学2023-2024学年八年级下学期末复习物理试题
【详解】A.由图可知动滑轮上有两段绳子,则绳子移动的速度为物体移动速度的两倍,即
故A错误;
B.克服物体重力所做的功为
故B错误;
CD.由图可知动滑轮上有两段绳子,则绳子移动的距离为物体提升高度的两倍,所以拉力做的总功为
该滑轮组的机械效率
拉力做功的功率为
故C正确,D错误。
故选C。
29.在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处(如图),沿斜面向上的拉力为1.8N,斜面长1.2m、高0.3m。把重物直接提升h所做的功作为有用功,下列说法中正确的是( )
A.有用功是5.4J B.总功是0.54J
C.机械效率是62.5% D.减小斜面坡度可以提高机械效率
【答案】C
【来源】广西南宁市横州市2023-2024学年八年级下学期期末学业质量监测物理试题
【详解】A.根据题意,有用功为
故A错误;
B.总功为
故B错误;
C.斜面的机械效率为
故C正确;
D.减小斜面坡度,斜面的长度不变,斜面的高度减小,用斜面提升物体做的有用功减小,斜面越缓,物体对斜面的压力会增大,所以摩擦力会增大,克服摩擦力做的额外功就会增大,有用功减小,根据
此时的机械效率会减小,故D错误。
故选C。
30.如图所示,在斜面上将一个重5N的物体匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力为2N,斜面长s=1.5m、高h=0.3m;下列选项正确的是( )
A.把重物直接提升h所做的功为1.5J
B.这个斜面的机械效率是80%
C.此过程所做的额外功为2J
D.木块受到的摩擦力是3N
【答案】A
【来源】广西壮族自治区南宁市宾阳县2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】A.把重物直接提升h所做的功即为有用功,则
W有=Gh=5N×0.3m=1.5J
故A正确;
B.拉力所做的总功为
W总=Fs=2N×1.5m=3J
所以斜面的机械效率为
故B错误;
C.克服摩擦力所做额外功为
W额=W总-W有=3J-1.5J=1.5J
故C错误;
D.物体受到的摩擦力为
故D错误。
故选A。
31.(多选)如图所示,利用滑轮组将重为80N的物体在30s内匀速提升3m,已知拉力F为 50N,若不计绳重和摩擦。下列说法正确的是( )
A.绳端移动的速度为0.3m /s
B.动滑轮重力为20N
C.滑轮组的机械效率为80%
D.拉力做功的功率为5W
【答案】BC
【来源】广西玉林市博白县2023-2024学年八年级下学期期末教学质量监测物理 试题
【详解】A.由图知,承担物重绳子的股数是n=2,绳子自由端移动的距离为物体移动距离的两倍,则绳子自由端移动的速度为
故A错误;
B.不计绳重和摩擦,动滑轮上有两段绳子,则拉力
所以动滑轮的重力为
故B正确;
C.滑轮组的机械效率为
故C正确;
D.拉力做功的功率为
故D错误。
故选BC。
32.(多选)平陆运河建设中用到了许多大型机械。如图甲是某型号起重机,其C处安装的滑轮组如图乙所示,滑轮组将重1500N的货物匀速提升了2m,已知动滑轮重为300N,不计绳重和摩擦。下列说法正确的是( )
A.绳子自由端移动的距离是6m
B.绳子自由端施加的拉力F=600N
C.滑轮组的机械效率为83.3%
D.增大货物重力时,滑轮组机械效率不变
【答案】ABC
【来源】广西钦州市直属初中2023~2024学年八年级下学期期末物理试题
【详解】A.绳子自由端移动的距离是
故A正确;
B.绳子自由端施加的拉力
故B正确;
C.滑轮组的机械效率为
故C正确;
D.增大货物重力时,机械的有用功增加,额外功不变,有用功占的比列增加,机械效率增大,故D错误。
故选ABC。
33.(多选)如图所示,用滑轮组提升重600N 的物体在10s 内匀速上升1m, 已知拉绳子自由端的拉力F=400N,不计绳重和摩擦,在提升重物的过程中说法正确的是( )
A.绳子自由端移动的距离为3m B.做的有用功是600J
C.用该滑轮组提升物体可以省功 D.滑轮组的机械效率是75%
【答案】BD
【来源】广西防城港市2023-2024年学年八年级下学期期末考试物理试题
【详解】A.绳子承重段数为2,绳子自由端移动的距离为
故A错误;
B.滑轮组做的有用功是
故B正确;
C.所有机械,可以省力,但都不省功,故C错误;
D.滑轮组的机械效率是
故D正确。
故选BD。
34.斜面是一种简单机械,在生活和生产中随处可见。如图所示,小明用平行于斜面的推力将货物从底端匀速推到顶端,已知推力为500N,斜面的长3m、高1m,机械效率为60%。则推力做的总功为 J,货物的重力为 N。
【答案】 1500 900
【来源】广西钦州市直属初中2023~2024学年八年级下学期期末物理试题
【详解】[1]推力做的总功为
[2]斜面的机械效率
则货物的重力为
35.如图所示,斜面长5m,高2m。小南用绳子将重100N的木箱由斜面底端匀速拉到顶端,拉力大小为80N,不计绳重,使用斜面 省力(选填“能”或“不能”),木箱受到的摩擦力大小为 N。
【答案】 能 40
【来源】广西壮族自治区贵港市2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】[1]根据功的原理知道,使用任何机械都不省功;利用斜面可以省力,但费了距离。
[2]人做的有用功
W有=Gh=100N×2m=200J
人做的总功
额外功
木箱受到的摩擦力大小
36.在老旧小区改造中,工人利用滑轮组将重380N的建筑材料提升到楼顶,如图所示。已知工人对绳子的拉力为200N,建筑材料在5s内匀速上升5m,不计绳重及摩擦。此过程中:动滑轮所受重力为 N;滑轮组的机械效率为 。
【答案】 20 95%
【来源】广西壮族自治区南宁市2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【解析】【小题1】[1]由图知,承担物重绳子的股数为n=2,由可得,动滑轮重力
G动=2F-G=2×200N-380N=20N[2]滑轮组所做的有用功
W有=Gh=380N×5m=1900J工人所拉绳子移动距离
s=nh=2×5m=10m工人所用拉力的总功
W总=Fs=200N×10m=2000J滑轮组的机械效率
37.某建筑工人用大小为600N的拉力F,通过定滑轮将重500N的重物匀速提升2m。求:
(1)这名建筑工人做的有用功是多少?
(2)这名建筑工人做的总功是多少?
(3)此定滑轮的机械效率是多少?
【答案】(1)1000J;(2)1200J;(3)83.3%
【来源】广西贵港市桂平市2023-2024学年八年级下学期期末物理试题
【详解】解:(1)这名建筑工人做的有用功
W有=Gh=500N×2m=1000J
(2)使用定滑轮时,绳端移动的距离
s=h=2m
这名建筑工人做的总功
W总=Fs=600N×2m=1200J
(3)定滑轮的机械效率
答:(1)这名建筑工人做的有用功是1000J;
(2)这名建筑工人做的总功是1200J;
(3)此定滑轮的机械效率是83.3%。
38.南宁港是一个重要的交通枢纽,担负着西南地区及南昆铁路大量货物的转运,如图甲所示,起重机正在对货物进行作业,该货物的质量是1.2×103kg,起重臂下滑轮组的简化结构如图乙所示,钢丝绳上的拉力F为5000N,货物被匀速向上吊起2m,所用时间为4s,绳重和摩擦不计,求:
(1)货物的重力?
(2)拉力F所做的功?
(3)滑轮组的机械效率?
【答案】(1)1.2×103N;(2)3×104J;(3)80%
【来源】广西南宁市江南区多校联考2023-2024学年八年级下学期期末物理试题
【详解】解:(1)该货物的质量为1.2×103kg,则货物的重力为
(2)由图可知,绳子的有效股数有三根,绳子自由端移动的距离为
则拉力F所做的功
(3)该滑轮组的机械效率为
答:(1)货物的重力为1.2×104N;
(2)拉力F所做的功为3×104J;
(3)滑轮组的机械效率为80%。
39.某建筑工地上一台升降机的厢体连同货物的质量为1.5t,在2min内从楼的1层上升到21层,每层楼高3m,升降机电动机的功率为15kW。求:
(1)升降机厢体上升的速度;
(2)升降机提升厢体和货物所做的功;
(3)升降机的机械效率。
【答案】(1)0.5m/s;(2)9×105J;(3)50%
【来源】广西南宁市横州市2023-2024学年八年级下学期期末学业质量监测物理试题
【详解】解:(1)升降机厢体上升的速度
(2)升降机提升厢体和货物所做的功为
W有=Gh=mgh=1.5×103kg×10N/kg×(21-1)×3m=9×105J
(3)电动机做的功为
W总=Pt=15×103W×2×60s=1.8×106J
升降机的机械效率
答:(1)升降机厢体上升的速度为0.5m/s;
(2)升降机提升厢体和货物所做的功为9×105J;
(3)升降机的机械效率为50%。
40.课外活动小组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,若小富用250N的拉力在20s内将400N的材料提升了10m(不计绳重和摩擦,g=10N/kg)。求:
(1)拉力的功率是多少?
(2)此滑轮组的机械效率是多少?
【答案】(1)250W;(2)80%
【来源】广西贺州市富川县2023-2024学年八年级下学期期末考试物理试题
【详解】解:(1)绳子段数为n=2,自由端移动的距离为
s=2h=2×10m=20m
拉力做的总功为
W总=Fs=250N×20m=5000J拉力的功率为
(2)有用功为
W有=Gh=400N×10m=4000J
机械效率为
答:(1)拉力的功率是250W;
(2)此滑轮组的机械效率是80%。
41.如图所示,利用斜面将箱子推进车厢,通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力多了,某同学用100N的力沿斜面向上匀速推动箱子,已知箱子质量为20kg,斜面长3m,斜面高1.2m,g=10N/kg 。求:
(1)箱子受到的重力;
(2)推力所做的功;
(3)斜面的机械效率。
【答案】(1)200N;(2)300J;(3)80%
【来源】广西壮族自治区钦州市浦北县2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】解:(1)箱子受到的重力为
G=mg=20kg×10N/kg=200N
(2)推理所做的功为
W总=Fs=100N×3m=300J
(3)有用功为
W有=Gh=200N×1.2m=240J
机械效率为
答:(1)箱子受到的重力为200N;
(2)推力所做的功为300J;
(3)斜面的机械效率为80%。
42.如图所示,利用斜面将箱子推进车厢,通常要比徒手把箱子直接从地面搬进车厢省力多了,某工人用160N的力沿斜面向上匀速推动箱子,已知箱子质量为30kg,斜面长3m, 斜面高1.2m,(取g=10N/kg)。求:
(1)箱子受到的重力;
(2)斜面的机械效率;
(3)工人克服摩擦力做的额外功;
(4)箱子受到的摩擦力。
【答案】(1)300N;(2)75%;(3)120J;(3)40N
【来源】广西玉林市博白县2023-2024学年八年级下学期期末教学质量监测物理 试题
【详解】解:(1)箱子受到的重力为
G=mg=30kg×10N/kg=300N
(2)拉力做的有用功为
W有=Gh=300N×1.2m=360J
拉力做的总功为
W总=Fs=160N×3m=480J
斜面的机械效率
(3)工人克服摩擦力做的额外功为
W额=W总-W有=480J-360J=120J
(4)箱子受到的摩擦力为
答:(1)箱子受到的重力是300N;
(2)斜面的机械效率是75%;
(3)工人克服摩擦力做的额外功是120J;
(4)箱子受到的摩擦力是40N。
43.工人师傅常用斜面把重物搬运到汽车上,如图所示,斜面高为1m,长为3m,工人沿斜面向上用400N的推力将重力为900N的箱子从斜面底端匀速推到车上,求:
(1)推力做的功;
(2)斜面的机械效率;
(3)箱子受到斜面的摩擦力。
【答案】(1)1200J;(2)75%;(3)100N
【来源】广西壮族自治区贺州市2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】解:(1)推力做的功
(2)工人师傅做的有用功
斜面的机械效率
(3)克服摩擦做的额外功
箱子受到斜面的摩擦力
答:(1)推力做的功为1200J;
(2)斜面的机械效率为75%;
(3)箱子受到斜面的摩擦力为100N。
44.如图所示,体重50kg的小磊通过滑轮组用200N的拉力将质量是48kg合金块匀速提高2m。(不计绳重及摩擦)求:
(1)物体所受的重力;
(2)此过程滑轮组的机械效率;
(3)小磊利用此滑轮组能提起的最大物重。
【答案】(1);(2);(3)
【来源】广西南宁市第十四中学2023-2024学年八年级下学期期末物理试题
【详解】解:(1)物体所受的重力为
(2)由图可知,有效绳子段数,此过程滑轮组的机械效率为
(3)动滑轮重力为
小磊体重为
则绳子自由端施加的最大拉力为500N,此时能提起的物重最大为
答:(1)物体所受的重力为;
(2)此过程滑轮组的机械效率为;
(3)小磊利用此滑轮组能提起的最大物重为。
45.用如图所示滑轮组将货物缓慢提升3m,已知货物重850N,所用拉力F为300N(不计摩擦和绳重带来的影响),求:
(1)有用功;
(2)动滑轮的重力;
(3)滑轮组的机械效率η。(计算结果百分数保留一位小数)
【答案】(1)2550J;(2)50N;(3)
【来源】广西壮族自治区南宁市青秀区南宁市天桃实验学校2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】解:(1)有用功
W有=Gh=850N×3m=2550J
(2)不计摩擦和绳重带来的影响,因绳子的有效段数为3,作用在绳子自由端的拉为
动滑轮重
G动=3F-G=3×300N-850N=50N
(3)滑轮组的机械效率为
答:(1)有用功为2550J;
(2)动滑轮的重力为50N;
(3)滑轮组的机械效率η为。
1.如图所示,一辆纯电动公交车在平直的公路上匀速行驶600m,所用时间为40s,轮胎与地面的总接触面积为0.2m²,该公交车的总重为,公交车匀速行驶时受到的阻力是公交车总重的0.2 倍。求;
(1)公交车静止时对水平地面的压强;
(2)公交车行驶时牵引力的大小;
(3)公交车的牵引力做功的功率。
【答案】(1);(2);(3)
【来源】广西玉林市博白县2023-2024学年八年级下学期期末教学质量监测物理 试题
【详解】解∶(1)公交车对水平地面的压力为
F=G=2×105N
公交车静止时对水平地面的压强为
(2)因为公交车在平直的公路上匀速行驶,所以公交车受到的牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等
(3)此过程中牵引力做的功为
W=F牵s=4×104N×600m=2.4×107J
此过程中牵引力做功的功率为
答:(1)公交车静止时对水平地面的压强为1×106Pa;
(2)公交车行驶时牵引力的大小为4×104N;
(3)公交车的牵引力做功的功率为6×105W。
2.如图,李慧同学每天骑自行车上学,已知她的质量为40kg,她在一条平直公路上匀速行驶时的牵引力为25N,经过5min,行驶了1200m的路程,g取10N/kg。求:
(1)该过程自行车的行驶速度;
(2)骑行过程中受到的阻力;
(3)该过程骑自行车的功率。
【答案】(1)4m/s;(2)25N;(3)100W
【来源】广西壮族自治区钦州市浦北县2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】解:(1)该自行车行驶的时间为
t=5min=300s
路程为s=1200m,速度为
(2)由二力平衡知,骑行过程中受到的阻力等于牵引力,即
f=F牵=25N
(3)由知,该过程骑自行车的功率为
P=F牵v=25N×4m/s=100W
答:(1)该过程自行车的行驶速度为4m/s;
(2)骑行过程中受到的阻力为25N;
(3)该过程骑自行车的功率为100W。
3.如图所示,小明的质量为60kg,他在30s内完成了10个引体向上,每次重心上升50cm,他站在水平地面上时双脚与地面接触面积为,取,求:
(1)小明双脚站在水平地面上对地面的压强?
(2)完成一个引体向上克服重力做的功?
(3)30s内克服重力做功的功率?
【答案】(1);(2);(3)
【来源】广西玉林市玉州区2023-2024学年八年级下学期期末考试物理试题
【详解】解:(1)小明对地面的压力
则小明双脚站在水平地面上对地面的压强
(2)完成一个引体向上克服重力做的功
(3)30s内克服重力做的功
30s内克服重力做功的功率
答:(1)小明双脚站在水平地面上对地面的压强;
(2)完成一个引体向上克服重力做的功;
(3)30s内克服重力做功的功率。
4.人工智能逐渐融入我们的生活,一些餐厅、饭店等餐饮场所使用送餐机器人送餐。如图所示是某餐厅的送餐机器人,其总重力约为500N,在60s内匀速直线运动了60m到达送餐点。已知机器人受到的摩擦力约为其总重力的0.08倍。求:
(1)送餐过程中,送餐机器人的速度大小;
(2)送餐过程中,送餐机器人牵引力所做功的大小;
(3)送餐过程中,送餐机器人牵引力的功率大小。
【答案】(1)1m/s;(2)2400J;(3)40W
【来源】广西防城港市2023-2024年学年八年级下学期期末考试物理试题
【详解】解:(1)此次送餐过程中,机器人的速度
(2)机器人和物体的总重为此次送餐过程中,送餐机器人做匀速直线运动,大小相等,则
F牵引=f=0.08G总=0.08×500N=40N
送餐机器人牵引力的功为
W=F牵引s=40N×60m=2400J
(3)方法1:送餐机器人牵引力的功率为
方法2:送餐机器人牵引力的功率为
P=F牵引v=40N×1m/s=40W
答:(1)送餐过程中,送餐机器人的速度大小为1m/s;
(2)送餐过程中,送餐机器人牵引力所做功的大小为2400J;
(3)送餐过程中,送餐机器人牵引力的功率大小为40W。
5.南宁为助力乡村振兴,将生态农业和旅游观光相结合,打造美丽乡村。图中是风景区乡村游时用的观光艇。如图所示,人和观光艇的总质量为800kg,观光艇在试运行过程中匀速行驶,受到水的阻力为人和观光艇总重力的0.2倍,并匀速行驶200m,所用时间为200s,在此过程中。求:
(1)人和观光艇所受的总重力;
(2)此过程中观光艇匀速行驶时所受到的牵引力;
(3)此过程中观光艇的功率。
【答案】(1)8000N;(2)1600N;(3)1600W
【来源】广西壮族自治区南宁市青秀区南宁市天桃实验学校2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】解:(1)由题意可知,人和观光艇所受的总重力为
(2)观光艇匀速行驶时,所受到的牵引力等于水的阻力,大小为
(3)此过程中观光艇的功率为
答:(1)人和观光艇所受的总重力为8000N;
(2)此过程中观光艇匀速行驶时所受到的牵引力为1600N;
(3)此过程中观光艇的功率为1600W。
6.如图,将边长为10cm的正方体物块用细线挂在轻质杠杆的A点处,在杠杆的B端施加竖直向上的力F1=30N时,物块刚好离开地面,杠杆在水平位置平衡,已知OA=0.3m,OB=0.9m,转轴O光滑且不可移动,求:
(1)物块的重力;
(2)物块的密度;
(3)现将B端的力F1撤去换成F2=20N,方向与水平方向成30°角斜向左上方,杠杆再次在水平位置平衡,求物块对地面的压力。(注:30°对应的直角边是斜边的一半)
【答案】(1)90N;(2);(3)60N
【来源】广西来宾市忻城县2023-2024学年八年级下学期期末教学质量调研物理试题
【详解】解:(1)由杠杆平衡条件
知物块的重力
(2)物块的质量
物块的体积
物块的密度
(3)如图知与水平成30°的力的力臂是
因30°对应的直角边是斜边的一半,故有
根据杠杆平衡条件
知作用在点A上的拉力大小为
物块对地面的压力
答:(1)物块的重力90N;
(2)物块的密度9×103kg/m3;
(3)物块对地面的压力60N。
7.如图甲,为了保证起重机在吊起重物时不会翻倒,在起重机左边配有一个重物 ,已知AB=1m,BC=2m,CD=9m。现用起重机把货物匀速提起,不计绳重、摩擦和起重机本身重力,g取10N/kg。
(1)起重机可吊起货物的最大重力是多少?
(2)起重机吊臂前端的滑轮组如图乙所示(不考虑起重机倾倒),已知每个滑轮质量为200kg,若要匀速提起第(1)问中的货物,则拉力F是多少?
(3)若绳子以0.1m/s的速度匀速收紧,则3min内可以把货物提升多高?
【答案】(1);(2);(3)6m
【来源】广西壮族自治区崇左市宁明县2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】解:(1)将起重机看成杠杆,C为支点,则动力为
动力臂为
阻力为
阻力臂为
根据杠杆的平衡条件
代入数据,求得
(2)由图知,滑轮组承担货物重力的绳子段数,绳重和摩擦不计,则
(3)3min内绳子自由端移动的距离为
货物被提升的高度为
答:(1)起重机可吊起货物的最大重力为;
(2)拉力F的大小为;
(3)3min内可以把货物提升的高度为6m。
8.工人用如图甲所示的滑轮组和箱子运送建材上楼,每次运送量不定。滑轮组的机械效率随建材重量变化的图像如图乙所示,滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计。求:
(1)工人用200N的拉力将建材匀速提升了5m,则拉力所做的功为多少J?
(2)动滑轮和箱子的重力是多少N?
(3)当滑轮组的机械效率为80%时,运送建材的重力是多少N?
【答案】(1)2000J;(2);(3)
【来源】广西壮族自治区百色市田阳区2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】解:(1)由图可知,有效绳子段数,则绳子自由端移动的距离为
s=2h=2×5m=10m
拉力所做的功为
W=Fs=200N×10m=2000J
(2)由图像可知,当建材重为G=400N时,滑轮组的机械效率η₁=50%,由于滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计,滑轮组的机械效率为
解得箱体和动滑轮的重力。
(3)当滑轮组的机械效率为80%时,则有
解得运送建材的重力。
答:(1)工人用200N的拉力将建材匀速提升了5m,则拉力所做的功为2000J;
(2)动滑轮和箱子的重力是400N;
(3)当滑轮组的机械效率为80%时,运送建材的重力是1600N。
9.如图所示是一辆汽车通过滑轮组提升重物的装置,汽车自身质量为3000kg,车轮与地面的总受力面积为0.1m2。利用该装置提升重1200N的物体,使其以2m/s的速度匀速上升,汽车拉绳的力为500N。不计汽车所受的摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦。求:
(1)汽车对水平地面的压强。
(2)滑轮组的机械效率。
(3)汽车拉绳的力做功的功率。
【答案】(1);(2);(3)
【来源】广西壮族自治区贵港市平南县2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】解:(1)汽车对水平地面的压力
则汽车对水平地面的压强
(2)由图可知滑轮组绳子的有效股数,滑轮组的机械效率
(3)汽车的速度
则汽车拉绳的力做功的功率
答:(1)汽车对水平地面的压强为;
(2)滑轮组的机械效率为;
(3)汽车拉绳的力做功的功率为。
10.如图是一种用于河道清淤的绞吸挖泥船,其工作原理是利用转动的绞刀绞松河底的淤泥和土壤,与水混合成泥浆,经吸泥泵吸入泵体并经过排泥管送至高处的排泥区。某型号绞吸挖泥船部分技术参数如表所示。
船体总质量/t
吸泥泵额定功率P/kW
最大排泥流量Q/(m3·min-1)
最大扬程h/m
吃水深度/m
80
30
3
20
1.8
(1)求吸泥泵正常工作时船底受到水的压强;
(2)求在非工作状态下静止在水面的绞吸挖泥船浸入水中的体积;
(3)某次吸泥泵以额定功率工作时,每分钟把4t泥浆抽到18m高处,求吸泥泵此次工作时的机械效率。
【答案】(1)1.8×104Pa;(2)80m3;(3)40%
【来源】广西壮族自治区北海市2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】解:(1)吸泥泵正常工作时船底的深度为h=1.8m,船底受到的压强为
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×1.8m=1.8×104Pa
(2)在非工作状态下静止在水面的绞吸挖泥船受到的浮力等于自身重力,即
F浮=G=mg=80×103kg×10N/kg=8×105N
由F浮=ρ液gV排知,此时绞吸挖泥船浸入水中的体积为
(3)吸泥泵此次工作时的有用功为
W有=G泥h=m泥gh=4×103kg×10N/kg×18m=7.2×105J
总功为
W总=Pt=30×103W×60s=1.8×106J吸泥泵此次工作时的机械效率为
答:(1)吸泥泵正常工作时船底受到水的压强为1.8×104Pa;
(2)在非工作状态下静止在水面的绞吸挖泥船浸入水中的体积为80m3;
(3)某次吸泥泵以额定功率工作时,每分钟把4t泥浆抽到18m高处,吸泥泵此次工作时的机械效率为40%。
11.为了建设绿色生态城市,园林工人要在过街天桥上放置花草,为城市增添一抹绿色。如图所示,工人用长木棒、滑轮、轻绳组装提升装置。木棒放置在天桥栏杆上始终保持水平,与栏杆M接触点为O;用沙袋将木棒B端压在栏杆N上,在木棒A端吊装滑轮组。OA∶OB=1∶2,每个沙袋重400N,每个滑轮重40N。(木棒和绳的重力、滑轮与轴的摩擦均忽略不计)
(1)若A点受到竖直向下的拉力为1000N,为了保持木棒水平平衡,在B端至少需要放置几个沙袋?
(2)若某次工人利用滑轮组竖直向下拉绳子,将重为360N的花架匀速提升5m。求工人所做的功和滑轮组的机械效率。
【答案】(1)2;(2)2000J,90%
【来源】广西壮族自治区贵港市港南区2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】解:(1)由杠杆平衡条件得
即
至少需要放置沙袋的总重为
需要放置沙袋的数量为
为了保持木棒水平平衡,在B端至少需要放置2个沙袋。
(2)根据题意可知,有
工人所做的功为
滑轮组的机械效率为
答:(1)若A点受到竖直向下的拉力为1000N,为了保持木棒水平平衡,在B端至少需要放置2个沙袋;
(2)若某次工人利用滑轮组竖直向下拉绳子,将重为360N的花架匀速提升5m。工人所做的功和滑轮组的机械效率为90%。
12.如图,乐乐站在水平高台上,用滑轮组将重为360N的货物匀速竖直向上提升2m,所用拉力F的大小为150N。若乐乐的质量为64kg,与地面接触的总面积为4×10-2m2,已知动滑轮重90N,不计绳重和摩擦,求:
(1)乐乐的重力;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)若仍用该滑轮组提升另一货物,提升过程中乐乐对水平高台的压强为2.0×104Pa,求所提升货物的重力。
【答案】(1)640N;(2)80%;(3)390N
【来源】广西壮族自治区南宁市青秀区南宁市二中大学区2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题
【详解】解:(1)乐乐的重力为
G乐=m乐g=64kg×10N/kg=640N
(2)由图知,n=3,提升货物时,绳子自由端移动的距离为
s绳=nh=3×2m=6m
拉力做的有用功为
W有=G物h=360N×2m=720J
拉力做的总功为
W总=Fs绳=150N×6m=900J
滑轮组的机械效率为
(3)提升另一货物时,由得,乐乐对高台的压力为
压力与支持力是一对相互作用力,大小相等,即
F支=F压=800N
对乐乐受力分析,绳子自由端的拉力为
F'=F支-G乐=800N-640N=160N
对动滑轮受力分析,提升货物的重力为
G'物=3F'-G动=3×160N-90N=390N
答:(1)乐乐的重力为640N;
(2)滑轮组的机械效率为80%;
(3)提升货物的重力为390N。
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