内容正文:
专题06 简单机械及机械效率重难点专项突破
目 录
刷考点 精准巩固,扫清盲区
考点1 杠杆的平衡的动态分析
考点2 利用杠杆平衡公式的简单计算
考点3 杠杆机械效率的计算
考点4 滑轮组的工作及其特点
考点5 竖直滑轮组及机械效率的计算
考点6 水平滑轮组及机械效率的计算
考点7 斜面模型及机械效率的计算
考点8 多机械的组合及效率的计算
练思维 聚焦过程,优化策略
测综合 跨界融合,挑战创新
■刷考点
考点1 杠杆的平衡的动态分析
1.(2025·辽宁丹东·二模)如图,杠杆的A端与滑块M相连,OA始终在水平位置保持静止,滑块M在圆弧形支架上缓慢滑动的过程中,绳对A端拉力逐渐减小。下列说法正确的是( )
A.滑块可能从Q点滑至P点 B.滑块可能从M点滑至Q点
C.滑块可能从P点滑至M点 D.滑块可能从P点滑至Q点
【答案】C
【详解】A.滑块从Q点滑至P点时,阻力和阻力臂不变,动力臂先变长后变短,根据杠杆平衡条件,绳对A端拉力先变小后变大,故A不符合题意;
B.滑块从M点滑至Q点时,阻力和阻力臂不变,动力臂变短,根据杠杆平衡条件,绳对A端拉力变大,故B不符合题意;
C.滑块从P点滑至M点时,阻力和阻力臂不变,动力臂变长,根据杠杆平衡条件,绳对A端拉力变小,故C符合题意;
D.滑块从P点滑至Q点时,阻力和阻力臂不变,动力臂先变长后变短,根据杠杆平衡条件,绳对A端拉力先变小后变大,故D不符合题意。
故选C。
2.(2025·山东济南·二模)小明发现学校走廊的窗户可以从底部推开(如图甲),在他沿水平方向用力将窗户缓慢推开的过程中(如图乙),所用水平推力的大小将( )
A.逐渐变小 B.先变小后变大 C.逐渐变大 D.先变大后变小
【答案】C
【详解】由图乙可知,沿水平方向推开窗户的过程中,动力臂逐渐减小,窗户的重力是阻力,阻力臂逐渐增大,此时阻力不变,根据杠杆平衡条件可知动力逐渐变大,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.(2025·安徽合肥·一模)如图所示,一根木棒在一个始终竖直向上的拉力F作用下绕转轴O自由转动(不计摩擦),使木棒的下端由A处缓慢地抬升到B处。这一过程中,下列说法正确的是( )
A.拉力F的力臂不断增大,F值逐渐变小
B.重力G的力臂逐渐增大,F大小不变
C.F先变大后变小,重力和重力力臂的乘积逐渐增大
D.F先变小后变大,F和F的力臂乘积不变
【答案】B
【详解】一根木棒在一个始终竖直向上的拉力F作用下绕转轴O自由转动,在转动的过程中,阻力(杠杆的重力)大小不变,动力臂变大,阻力臂变大,根据三角形知识可知,动力臂和阻力臂的比值不变,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知,动力的大小不变。故B正确,ACD错误。
故选B。
4.(2025·安徽淮南·二模)如图所示,一根轻质杠杆的支点为O点,在A端悬挂物体C,在B端用始终竖直向下的拉力F,使B端缓慢下降一小段距离,在此过程中,拉力F的变化情况是 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】不变
【详解】一根轻质杠杆的支点为O点,在A端悬挂物体C,拉力竖直向下,在B端用始终竖直向下的拉力F,动力臂和阻力臂都在水平方向,动力臂与阻力臂的比值等于OB∶OA保持不变,根据杠杆平衡条件可知,阻力一定时,动力大小不变。
5.(24-25九年级上·广东揭阳·期末)如图所示,轻质杠杆OA的中点处悬挂重为200N的物体,在A端施加一竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则力F的大小为 N。保持F的方向始终与OA垂直,将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中,力F的力臂将 ,F的大小将 。(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 100 不变 变小
【详解】[1]轻质杠杆OA的中点处悬挂重为200N的物体,杠杆在A位置时,动力臂与阻力臂的关系为,即,由杠杆平衡条件可知,则力F的大小为
[2][3]将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中,保持F的方向始终与OA垂直,则动力F的力臂都是,即力F的力臂将不变;在该过程中,动力臂不变,阻力大小等于物体的重力,即阻力不变,由图可知转动过程中阻力臂会变小,根据杠杆的平衡条件知,动力F会变小。
考点2 利用杠杆平衡公式的简单计算
6.(2025·新疆阿克苏·三模)如图所示,轻质杠杆AB长为L,O是杠杆AB的支点,杠杆两端各挂重力为G的物体时处于水平平衡状态。将支点向B端移动时,在B端再增加重力为的物体,杠杆仍可在水平位置平衡;若将支点再向B端移动,要使杠杆在水平位置平衡,须在B端再增加的物体的重量为,则及分别为( )
A.10:1及2:5 B.5:1及5:2 C.10:1及1:4 D.5:1及4:1
【答案】A
【详解】将支点向B端移动时,在B端再增加重力为的物体,杠杆仍可在水平位置平衡,根据杠杆平衡条件,有
则
将支点再向B端移动,使杠杆在水平位置平衡,在B端再增加的物体的重量为,根据杠杆平衡条件,有
,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.(2025九年级·河北·专题练习)如图所示,是《天工开物》中记载的我国传统汲水工具“桔槔”,用绳子系住一根直的硬棒的O点作为支点,A端挂有重为40N的石块,B端挂有重为20N的空桶,OA长为1.2m,OB长为0.6m。使用时,人向下拉绳放下空桶,装满重为100N的水后向上拉绳缓慢将桶提起。硬棒质量忽略不计。下列说法中正确的是( )
A.向下拉绳放下空桶时桔槔为省力杠杆
B.桔槔平衡时,A、B两点所受的拉力之比为2∶1
C.为了减小人向上提水所需的拉力,应将石块靠近O点
D.向上拉绳提起装满水的桶时拉力至少为40N
【答案】D
【详解】A.向下拉绳放下空桶时,阻力臂lOA=1.2m,动力臂lOB=0.6m,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2,动力臂小于阻力臂时,是费力杠杆,故A错误;
B.杠杆两侧的力臂之比,根据杠杆平衡条件FA×lOA=FB×lOB
即,故B错误;
C.向上提水时,有G石×lOA=(G桶+G水-F拉)×lOB
在G石、G桶、G水、动力臂lOB不变时,将石块靠近O点,阻力臂lOA减小,则F拉会增大,故C错误;
D.向上拉绳提起装满水的桶时,有G石×lOA=(G桶+G水-F拉)×lOB
即40N×1.2m=(20N+100N-F拉)×0.6m
解得F拉=40N,所以拉力至少为40N,故D正确。
故选D。
8.(2025·四川达州·模拟预测)建筑工人利用如图所示的杠杆吊起一桶水(杠杆始终保持水平)。挂在端的桶重,内部底面积为,桶内装有的水,水深。重的工作人员用绳子竖直拉住端,工作人员的双脚与地面的接触面积,。下列计算结果错误的是(,g取)( )
A.水对桶底的压强为 B.水对桶底的压力为
C.人对地面的压力为 D.人对地面的压强为
【答案】C
【详解】A.水对桶底的压强,故A正确,不符合题意;
B.由可得,水对桶底的压力,故B正确,不符合题意;
C.OA∶OB=1∶3,即;由杠杆平衡条件可得
代入数据有
解得
人对地面的压力
地面对人的支持力和人对地面的压力是相互作用力,大小相等,故C错误,符合题意;
D.人对地面的压强;故D正确,不符合题意。
故选C。
9.(2025·河南信阳·二模)杆秤是我国劳动人民的一项发明,某杆秤的示意图如图所示,处是秤纽,处是秤钩,处为秤砣。在秤钩处挂待测物体,秤砣移动至处时,秤杆在水平位置平衡。如果秤砣的质量为,,,忽略秤杆的质量,则待测物体的质量 (用、、表示);在秤钩的位置和秤砣的质量以及秤杆的长度都不变时,要想增大此杆秤的称量,需要将秤纽的位置 (选填“向左”或“向右”)移动适量的距离即可。
【答案】 向左
【详解】[1]根据杠杆平衡条件则有,解得待测物体的质量。
[2]在秤钩的位置和秤砣的质量以及秤杆的长度都不变时,根据,将秤纽的位置向左移动适量的距离时,增大,减小,对应物体的质量变大,所以可以增大此杆秤的称量。
10.(2025·江苏镇江·二模)如图一轻质杠杆悬挂于铁架台并保持水平平衡,已知,。在A点通过细线连接质量为9kg、边长为10cm的实心立方体甲,此时甲静止于水平地面,B点悬挂质量为3kg的物体乙,则甲物体重G= N,对地面的压力F= N,对地面的压强p= Pa。(g=10N/kg)
【答案】 90 70 7000
【详解】[1]在A点通过细线连接质量为9kg的甲物体,则甲的重力为
[2]由二力平衡可知,B点绳子拉力为
由可知,A点绳子拉力为
对甲受力分析可知,甲受竖直向下的重力,竖直向上的支持力和绳子的拉力,即
则支持力为
甲对地面的压力与地面对甲的支持力是一对相互作用力,大小相等,压力为
[3]甲的面积为
甲对地面的压强为
考点3 杠杆机械效率的计算
11.如图所示,用始终竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆,使重的物体缓慢升高,拉力大小为,拉力移动的距离为。将物体从该位置拉到水平位置时,杠杆的机械效率为 。若将物体移到B点,用同样大小的力把物体提升到相同的高度,机械效率 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 90% 变大
【详解】[1]拉力所做的总功为
克服物体重力做的有用功为
所以杠杆的机械效率为
[2]物体从A点移动到B点,用同样大小的力提升到相同的高度,即物体重心还升高相同的高度,有用功不变,而杠杆上旋的角度减小,拉力F上升的高度变小,则总功变小,根据可知,机械效率变大。
12.(2025·江苏南通·一模)小明用图甲所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。
(1)已知OC=3OA,钩码总重为1.0N,实验中,弹簧测力计的示数为 N,钩码上升高度为0.1m,杠杆的机械效率为 %(精确到0.1%);
(2)若只将钩码的悬挂点由A移至B,仍将钩码提升相同的高度,则弹簧测力计的示数将 。杠杆的机械效率将 ;(变大/不变/变小)
(3)如图乙,用始终竖直的力把重物提升至虚线所示的位置,拉力F的大小将 (变大/不变/变小)。
【答案】(1) 0.5 66.7
(2) 变大 变大
(3)不变
【详解】(1)[1][2]由图可知,弹簧测力计的分度值是0.1N,所以它的示数是0.5N。在实验过程中,有用功W有=Gh=1.0N×0.1m=0.1J
已知OC=3OA,根据相似三角形对应边成比例可得,弹簧测力计上升的距离等于钩码上升高度的3倍,即s=3h=3×0.1m=0.3m
总功W总=Fs=0.5N×0.3m=0.15J
杠杆的机械效率
(2)[1][2]钩码的悬挂点在A点时,由杠杆的平衡条件得G×OA=F×OC
悬挂点移至B点时,由杠杆的平衡条件得G×OB=F×OC,经对比发现,由OA到OB力臂变大,所以拉力F也变大,如果仍使钩码提升相同的高度,那么杠杆提升的高度就会减小,额外功减小,因此杠杆的机械效率变大。
(3)如图乙,用始终竖直的力把重物提升至虚线所示的位置,新的动力臂和新的阻力臂之比不变,则根据杠杆平衡条件可得,力臂之比不变,则力之比不变,因为重物重力不变,所以拉力F的大小将不变。
13.(2025·安徽六安·一模)小刚用如图所示的均匀杠杆将重为的物块匀速提升。经测量,,小刚所用拉力,且方向始终竖直向上,小刚所用杠杆的机械效率是 。
【答案】62.5%
【详解】支点为O点,动力臂为OB=OA+AB=0.4m+2m=2.4m
根据相似比的知识,拉力方向上移动的距离为
拉力所做的总功为W总=Fs=4N×0.6m=2.4J
克服重力所做的有用功为W有=Gh=15N×0.1m=1.5J
杠杆的机械效率为
14.因为杠杆在使用时的摩擦非常小,所以杠杆是一种机械效率非常高的简单机械。如图所示,大石块重720N。
(1)若手对杠杆向下的力为200N,则杠杆的动力臂与阻力臂的比值为多少?
(2)若用一根机械效率为90%的杠杆将该石块提升5cm,则有用功为多少?需要做多少总功?
【答案】(1)
(2)36J,40J
【详解】(1)由题知,杠杆受到的阻力为N
动力N,由杠杆的平衡条件可得,杠杆的动力臂与阻力臂的比值
(2)使用杠杆做的有用功为
由得,使用杠杆做的总功为
15.(2024·江苏泰州·二模)研学实践活动时,小明在农家乐看到一种农具(如图甲),他查阅资料后知道,这种农具叫“舂”,农民捣谷用的,其工作原理图如图乙,AOB为碓杆,O为支点,A处连接着碓头,脚踏碓杆的B处可使碓头升高,抬起脚,碓头会落下去击打稻谷,若碓头的重力为40N,每踩一次碓头上升的高度为60cm,AO长1.6m,OB长0.4m。
(1)不计碓杆的重力和摩擦,脚至少用多大的力才可以将碓头抬起?
(2)每踩一次对碓头做的功是多少?
(3)若1min将B踩下30次,春的机械效率为60%,则人做功的功率是多大?
【答案】(1)160N;(2)24J;(3)20W
【详解】解:(1)不计碓杆的重力和摩擦,根据力与力臂的垂直关系可知,脚沿垂直于OB向下方向可以用最小力将石球抬起;由杠杆平衡条件可得
F1×OB=G×LG
(2)每踩一次对碓头做的功
W=Gh=40N×0.6m=24J
(3)春的机械效率为60%,人做的功
若1min将B踩下30次,则人做功的功率
答:(1)不计碓杆的重力和摩擦,脚至少用160N的力才可以将碓头抬起;
(2)每踩一次对碓头做的功是24J;
(3)若1min将B踩下30次,春的机械效率为60%,则人做功的功率是20W。
考点4 滑轮组的工作及其特点
16.(2025·河北石家庄·三模)如图所示,某人将物体沿水平方向匀速拉动了,所用时间为。物体和地面之间的摩擦力320N,滑轮组的机械效率为80%,不计绳重和滑轮组的摩擦,下列说法中正确的是( )
A.、、处绳子受力的大小关系是
B.绳子A处向上的速度为
C.动滑轮重为
D.拉力做功的功率为
【答案】B
【详解】A.由图可知,A与C都是在同一根绳子上,受到的力大小相等,故A错误;
B.由图可知,承担动滑轮绳子段数,且物体运动速度,所以绳子自由端移动速度,因为A在绳子上,所以绳子A处向上的速度为,故B正确;
C.由题可知,不计绳重和滑轮组的摩擦,此时拉着物体做匀速直线运动,即物体处于平衡状态,在水平方向上,绳子B对物体的拉力等于物体的摩擦力,所以滑轮组所做的有用功为克服物体受到的摩擦力所做的功,根据滑轮组工作规律有
即,故C错误;
D.由图可知,承担动滑轮绳子段数,不计绳重和滑轮组的摩擦,根据滑轮组工作规律有
所以拉力做功的功率,故D错误。
故选 B。
17.(2025·广东汕头·一模)小白设想着自己设计一个工地上使用的能够用较小力拉起较重物体的装置,如图是甲、乙两种固体物质的图像,把体积相等的甲、乙两种物质挂在图中的滑轮组上滑轮重不计,如果要保持静止状态,则下列说法中正确的是( )
A.Ⅰ处挂3个乙物质,Ⅱ处挂个甲物质
B.Ⅰ处挂6个乙物质,Ⅱ处挂个甲物质
C.Ⅰ处挂2个乙物质,Ⅱ处挂个甲物质
D.Ⅰ处挂1个乙物质,Ⅱ处挂个甲物质
【答案】B
【详解】由图1知,体积相等的甲、乙的质量大小关系是,即;由图2知,动滑轮上的绳子段数,则Ⅱ处受到的拉力等于Ⅰ处重力的,即。根据和可知,如果要滑轮组保持静止状态,在Ⅰ处挂的乙物质个数需是Ⅱ处挂的甲物质个数的6倍,故B正确,ACD错误。
故选B。
18.(2025·河南驻马店·三模)如图所示,湖面上有一艘小船,在时间t内,站在岸上的人通过滑轮用大小为F 的水平拉力拉绳子的自由端,使小船向岸边匀速直线移动的距离为s。不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.绳子自由端向左移动的距离是 B.船受到的拉力大小为F
C.拉力F的功率是 D.木桩受到的拉力大小为
【答案】C
【详解】A.由图可知,该滑轮为动滑轮,且绳子的有效段数为2,当船移动距离为s时,绳子自由端移动的距离是船移动距离的2倍,即2s,故A错误;
B.不计绳重和摩擦,动滑轮可以省一半的力,但这里是用动滑轮拉船,船受到的拉力是绳子拉力的2倍,即2F,故B错误;
C.拉力F做的功为拉力乘以绳子自由端移动的距离,即W= F×2s=2Fs
拉力F的功率是功与时间的比值,即
故 C 正确;
D.在同一根绳子上,各处的拉力大小是相等的。当用大小为F的水平拉力拉绳子自由端时,绳子对木桩的拉力与手拉绳子的拉力属于同一根绳子上的力,所以木桩受到的拉力大小也为F,故D错误。
故选C。
19.(2025·海南·一模)小明利用滑轮组将一个重物匀速提升一定高度,如图所示。该滑轮组有 段绳子承担物重。不计绳重与摩擦,若小明将重物以更大的速度匀速提升相同高度,则小明做的有用功将 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 2 不变
【详解】[1][2]由图可知,提着动滑轮的有两股绳,所以有2段绳子承担物重。已知该过程中不计绳重与摩擦,设重物的重力为G,重物上升的高度为h,则小明做的有用功可表示为,因此将重物以更大的速度匀速提升相同高度不会改变有用功的大小。
20.(2025·广东潮州·二模)如图所示,小王站在水平地面上,将一个重为450N的货物A,在10s内沿竖直方向匀速提升了2m。小王所用的拉力是300N。不计绳重和摩擦,小王做功的是 J,滑轮组的机械效率为 ,如果小王所受的重力为500N,则小王利用该滑轮组可匀速提升物体的最大重力为 N。
【答案】 1200 75% 850
【详解】[1]由图可知,滑轮组承担重物绳子的段数
小王做的功为
[2]滑轮组的机械效率
[3]不计绳重和摩擦,由可得,动滑轮的重力为
小王在绳端的拉力最大等于其重力,即
由可知小王能提起物体的最大重力
考点5 竖直滑轮组及机械效率的计算
21.(2025·河南安阳·一模)修建房屋时工人用如图所示的滑轮组提升建材,在15s内将重为950N的建材匀速提升了3米,已知每个滑轮重50N,不计摩擦和绳重,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.工人拉绳的速度为0.2m/s
B.工人对绳子拉力的功率为50
C.滑轮组的机械效率为95%
D.工人的质量不可能小于95kg
【答案】C
【详解】A.由图可知,承担动滑轮重的绳子段数。在15s内将重为950N的建材匀速提升了3m,则绳子自由端移动的距离
工人拉绳的速度为
故A错误;
B.不计摩擦和绳重,拉力
工人对绳子拉力的功率为
故B错误;
C.滑轮组的机械效率
故C正确;
D.工人对绳子的拉力最大等于工人自身重力,已知拉力大小,则工人重力
工人质量
故D错误。
故选C。
22.(2025·河南安阳·二模)用如图所示的装置提升重力为1000N的物体A,卷扬机对绳子的拉力F为600N,滑轮组绳子自由端在拉力F的作用下匀速向下移动10m,所用时间为50s,若不计绳重和摩擦。下列说法不正确的是( )
A.动滑轮所受的重力为200N
B.物体A上升的速度为0.2m/s
C.拉力F的功率为120W
D.滑轮组的机械效率约为83.3%
【答案】B
【详解】A.滑轮组有效绳子段数,若不计绳重和摩擦,则动滑轮所受的重力为,故A正确,不符合题意;
B.物体A上升的高度为
则物体A上升的速度为,故B错误,符合题意;
C.拉力F做功为
则拉力F的功率为,故C正确,不符合题意;
D.有用功为
则滑轮组的机械效率为,故D正确,不符合题意。
故选B。
23.(2025·陕西·模拟预测)麦子收割后需要晾晒,小明用如图所示装置运麦子到楼顶。每袋麦子的质量为60kg,在不计绳重和摩擦的情况下,小明竖直拉绳将一袋麦子匀速提高,他所用的拉力为250N,则动滑轮的重力为 N,该过程中滑轮组的机械效率为 %;若麦子在20s内上升了4m,则小明拉绳子的速度为 m/s。
【答案】
【详解】[1]先明确滑轮组的绕线方式:由图可知,承担物重的绳子段数,麦子的重力:
不计绳重和摩擦时,拉力公式为,变形得
[2]机械效率
[3]麦子上升速度
绳子自由端速度
24.(2025·陕西渭南·模拟预测)小亮给在建筑工地工作的爸爸送工具时,看到爸爸用如图所示的装置提升地板砖,使用该装置 (选填“能”或“不能”)省功。已知该装置的托盘重100N,容量足够大,滑轮每个重80N,地板砖每块重120N,若不计摩擦和绳重,重650N的小亮爸爸站在地面上用此装置将6块地板砖匀速提升2m的过程中,小亮爸爸对绳子竖直向下的拉力为 N;此装置的机械效率为 ;小亮爸爸用此装置一次最多能提升 块地板砖。取
【答案】 不能 450 9
【详解】[1]由功的原理使用任何机械都不省功可知,使用该装置不能省功。
[2]由图可知连在动滑轮上绳子段数,因为不计绳重和摩擦,所以小亮爸爸对绳子竖直向下的拉力
[3]此装置对地板砖做的功为有用功,则此装置的机械效率
[4]小亮爸爸对绳子竖直向下的最大拉力
由不计绳重和摩擦时可知,小亮爸爸用此装置一次最多能提升地板砖的重力
则一次最多能提升地板砖的块数
故一次最多能提升9块地板砖。
25.(2025·安徽合肥·三模)利用一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置如图所示。已知物体重,汽车重,汽车匀速行驶时受到的摩擦力为汽车重力的0.03倍,物体匀速上升的速度始终为0.5m/s,汽车对绳子的拉力,不考虑绳重及绳子与滑轮及滑轮轴的摩擦。求:
(1)上述过程中,滑轮组的机械效率;
(2)汽车匀速行驶过程中,汽车牵引力做功的功率大小。
【答案】(1)80%
(2)6000W
【详解】(1)滑轮组的机械效率为
(2)由题意可知,汽车匀速行驶时受到的阻力
在水平方向上对汽车进行受力分析可知,汽车受到三个力分别为:牵引力和摩擦阻力f及绳子对汽车的拉力,由于汽车沿水平方向做匀速直线运动,其所受的三个力是平衡力,故有
由图可知绳子股数,则汽车的运动速度
则汽车牵引力做功功率大小
考点6 水平滑轮组及机械效率的计算
26.(2025·黑龙江大庆·三模)如图所示,在水平面上的物体重为200N,与水平面的滑动摩擦力的大小为48N,用滑轮组水平匀速拉动物体时,绳端拉力F为20N。若绳子自由端移动的速度为0.6m/s,则下列说法正确的是( )
A.滑轮组的机械效率是80% B.绳端拉力F做功的功率为4W
C.物体的速度大小是0.3m/s D.拉力F在5s内做的额外功为10J
【答案】A
【详解】A.对滑轮组进行分析,滑轮组承担摩擦力的绳子段数,根据分析(为物体移动距离,为滑动摩擦力),(是绳子自由端移动的距离),因为绳子段数,所以
根据公式可知,滑轮组的机械效率
故A正确;
B.绳端拉力做功的功率,根据已知条件,绳端拉力F做功的功率
故B错误;
C.因为,,根据公式可知,物体的速度
故C错误;
D.通过分析,拉力F在5s内做的总功
有用功
因为,拉力F在5s内做的额外功
故D错误。
故选A。
27.(2025·河北石家庄·二模)如图甲所示,重为G的物体A在水平拉力F1(F1< G)。的作用下在水平路面上匀速直线移动一段距离s,所用时间为t,改用如图乙所示滑轮组拉动物体A在同一水平路面上用相同时间匀速直线移动相同距离,拉力为F2,每个滑轮的重力为G0。此过程中( )
A.拉力F1的功率为
B.拉力F2做的总功为F2S
C.滑轮组的机械效率为
D.使用滑轮组时克服绳重和摩擦所做的额外功占总功的比例为
【答案】D
【详解】A.由图甲可知,物体A在水平拉力F1的作用下在水平路面上匀速直线移动一段距离s,所用时间为t,则拉力F1的功率为
故A不符合题意;
B.由图乙可知,滑轮组拉动物体A在同一水平路面上用相同时间匀速直线移动相同距离,拉力为F2;由对滑轮组分析可得,动滑轮上绳子股数,所以滑轮组动力端移动的距离为
则拉力F2做的总功为
故B不符合题意;
C.因为滑轮组拉动物体A在同一水平路面上用相同时间匀速直线移动相同距离,所以利用滑轮组所做的有用功与图甲中F1所做的功相同,即
因此滑轮组的机械效率为
故C不符合题意;
D.由题意可知,在使用滑轮组拉动物体A的过程中,额外功来源于克服摩擦所做的功、克服绳重和动滑轮自重所做的功,所以本题中克服绳重和摩擦所做的额外功为
则所求克服绳重和摩擦所做的额外功占总功的比例为
故D符合题意。
故选D。
28.(2025·湖南衡阳·模拟预测)如图所示,重100N的物体A在20N水平拉力F的作用下10s内沿直线匀速运动了1m的距离,滑轮组的机械效率为。则拉力F做功的功率是 W,物体A受到的摩擦力是 N。若增大拉力F,则物体A受到的摩擦力 选填“变大”“变小”或“不变”。
【答案】 4 32 不变
【详解】[1]由图可知,动滑轮上的绳子段数为,绳子自由端移动的距离
拉力做的总功
拉力做功的功率
[2]根据可得,有用功
水平匀速直线拉动物体A时,克服物体A受到的摩擦力做的功为有用功,根据可得,物体A受到的摩擦力
[3]滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与其它因素无关,由于增大拉力F时,物体A对水平面的压力不变,接触面的粗糙程度也不变,所以物体A受到的摩擦力不变。
29.(2025·四川南充·一模)一辆汽车不小心开进了泥水坑中,司机取来一套滑轮组将汽车从泥水坑中拉出,如图所示。若汽车重为,受的阻力为车重的倍,司机用的拉力,经过拉着滑轮组自由端,车匀速前进了,则司机做功的功率是 ,司机拉动该滑轮组的机械效率是 。
【答案】 160 70%
【详解】[1]由图可知动滑轮上的绳子段数为
绳子自由端移动的距离
司机做的总功
司机做功的功率
[2]水平使用滑轮组,克服车所受阻力做的功为有用功,根据题意可知,车所受的阻力
有用功
司机拉动该滑轮组的机械效率
30.(2024·湖北·三模)如图,是某工地工人用四轮汽车通过滑轮组将深井中的重物A拉至井口的装置图。已知井深15m,汽车重,每个车轮与地面的有效接触面积为,汽车受到地面对它的阻力是车重的0.1倍,重物A重。现在汽车向右匀速运动使重物A以0.5m/s的速度匀速上升,汽车拉绳子的力为F,此时滑轮组的机械效率为80%。求:
(1)汽车对水平地面的压强是多少?
(2)此时汽车拉绳子的力F是多少?
(3)使汽车前进的牵引力做功的功率是多少(提示:“汽车拉绳子的力F”与“牵引力”是不同的两个力)?
【答案】(1)2.5×105Pa;(2)3×103N;(3)1.05×104W
【详解】解:(1)汽车对水平地面的压力为
汽车与地面的接触面积为
汽车对水平地面的压强为
(2)由图可知绳子股数n=3,由
可得,汽车拉绳子的力为
(3)根据题意可知,摩擦力为
汽车向右匀速运动,则汽车受到的牵引力、绳子拉力和摩擦力是平衡力,即
故使汽车前进的牵引力为
牵引力移动的距离,则牵引力做功的功率为
答:(1)汽车对水平地面的压强是2.5×105Pa;
(2)此时汽车拉绳子的力F是3×103N;
(3)使汽车前进的牵引力做功的功率是1.05×104W。
考点7 斜面模型及机械效率的计算
31.(2025·四川达州·模拟预测)如图所示,斜面长、高,固定在水平地面上,小丽用平行于斜面向上的拉力,在内把重的物体沿斜面向上匀速拉动了,在此过程中( )
A.使用斜面不仅省力,而且省功 B.斜面的机械效率是
C.斜面对物体的摩擦力为 D.该同学对物体做功的功率是
【答案】B
【详解】A.斜面是省力机械,不能省功,任何机械都不省功,故A不符合题意;
B.由图知,若物体沿斜面向上匀速拉动了,则物体升高的高度为,此过程所做有用功为
对物体所做总功为
机械效率,故B符合题意;
C.额外功为
由得,摩擦力为,故C不符合题意;
D.该同学对物体做功的功率,故D不符合题意。
故选B。
32.(2025·广东广州·二模)A、B质量均为,是两个完全相同的物体。如图甲,小白同学分别将A、B两物体匀速拉到斜面顶端对物体做功情况如图乙所示,下列分析不正确的是(g取)( )
A.斜面的高度是 B.对物体A做的有用功是
C.对物体B做的额外功是 D.两次的机械效率
【答案】D
【详解】AB.据乙图可知,小白同学对A物体做的有用功为
则斜面的高度为
故AB正确,不符合题意;
C.由于A、B两物体的质量相同,提升的高度相同,则做的有用功相同,因此对物体B做的额外功是
故C正确,不符合题意;
D.由于对A、B两物体做的有用功相同,总功不同,根据可知,两次的机械效率不同,故D错误,符合题意。
故选D。
33.(2025·陕西西安·二模)如图所示,小明用沿斜面向上的拉力,将的小车从斜面底端匀速拉到顶端,小车沿斜面移动的距离,上升的高度,由拉力与的关系可知,使用斜面可以 ,斜面的机械效率是 。
【答案】 省力 90%
【详解】[1]因为沿斜面向上的拉力,小车的重力为,即,所以使用斜面时的拉力小于直接提升小车时克服小车的重力,故可以省力。
[2]有用功为
总功为
斜面的机械效率是
34.(2025·青海西宁·一模)《墨经·经下》记载了一种斜面引重车如图所示。系紧在后轮轴上的绳索,绕过斜面顶端的滑轮与斜面上的重物相连。已知该引重车的斜板长2m、高0.8m,若将重2000N的大箱从斜板底端匀速拉到顶端,后轮轴施加在绳子上的力为1000N(不计绳重、滑轮与轮轴间的摩擦)则此木箱与斜面之间的摩擦力是 N,该斜板的机械效率为 %。
【答案】 200 80
【详解】[1]对木箱做的有用功为
拉力做的总功为
克服摩擦力做的功为
木箱与斜面之间的摩擦力是
[2]斜板的机械效率为
35.(2025·四川眉山·模拟预测)如图所示,为《墨经·经下》里记载的一种斜面引重车,该车前轮矮小,后轮高大,前后轮之间装上木板,在后轮轴上系紧绳索,通过斜板高端的滑轮将绳索的另一端系在斜面重物上,只要轻推车子前进,就可以将重物拉举至一定高度。若用该引重车将质量为200kg的木箱从斜面底端匀速拉到顶端,已知斜面长2m,高0.8m,此过程中后轮轴施加在绳子上的力恒为1000N,不计绳重、滑轮与绳间的摩擦,g取10N/kg。求:
(1)该过程中绳子对木箱所做的有用功;
(2)斜面的机械效率;
(3)木箱受到的摩擦力。
【答案】(1)1600J
(2)80%
(3)200N
【详解】(1)该过程中绳子对木箱所做的有用功
(2)该过程中拉力做的总功为
斜面的机械效率
(3)额外功
由可知木箱受到的摩擦力
考点8 多机械的组合及效率的计算
36.(2025·安徽六安·一模)工人用如图所示装置把重的物体,从斜面底部匀速拉到高的平台上(斜面与水平地面的夹角为),用时。工人对绳子的拉力为,动滑轮重,不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦,求:
(1)绳子对物体做的功;
(2)物体克服摩擦力所做的功;
(3)整个装置的机械效率。
【答案】(1)3120J
(2)1120J
(3)62.5%
【详解】(1)从图中可知绳子的股数,工人对绳子的拉力,不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦,根据可知,绳子对物体的拉力
斜面与水平地面的夹角为,平台高,根据数学知识可知斜面的长
则绳子对物体做的功
(2)重物沿斜面移动到高台上拉力的有用功
物体克服摩擦力做的功
(3)工人对绳子的拉力做的总功
整个装置的机械效率
37.(2025·四川宜宾·模拟预测)小明利用如图所示装置提升重物P。他将配重Q用绳系于杠杆的B端,杠杆AB的支点为O,OA:OB=5:3,在杠杆的A端悬挂滑轮组,定滑轮重150N,动滑轮重90N,物体P重210N,物体P以0.4m/s的速度匀速上升。当杠杆恰好在水平位置平衡时,配重Q对水平地面的压强为1×105Pa。取下系于配重Q的绳子,使配重Q单独置于水平地面上时,配重Q对水平地面的压强为3×105Pa。杠杆与绳的重量、滑轮组的摩擦均不计,g=10N/kg。求:
(1)小明作用在绳子末端的拉力;
(2)拉力做功的功率;
(3)滑轮组的机械效率;
(4)配重Q的重力。
【答案】(1)150N
(2)120W
(3)70%
(4)1500N
【详解】(1)由图可知,该滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成,承担物重的绳子段数n=2。不计绳重和摩擦,小明作用在绳子末端的拉力为
(2)绳子末端移动的速度为
拉力做功的功率为
(3)滑轮组的机械效率为
(4)杠杆A端受到的向下的拉力等于整个滑轮组(包括定滑轮、动滑轮、物重P)的总重力以及人对绳子的拉力之和,则A端的拉力为
根据杠杆平衡条件 ,可求得B端绳子对杠杆的拉力为
当杠杆恰好在水平位置平衡时,配重Q受到地面的支持力为
当杠杆恰好在水平位置平衡时,配重的重力等于杠杆的拉力和地面的支持力之和,即①
配重Q单独置于水平地面上时,配重Q对水平地面的压强为3×105Pa,则配重Q的重力等于此时地面的支持力为②
联立①②解得。
38.(2025·广东广州·二模)课外活动小组设计一个打捞沉船的模拟装置,用物体代替沉船。如图所示,使物体从位置匀速直线上升到位置,的高度,物体受到的重力,体积是,作用在绳子的拉力为,作用在绳子的拉力,(整个过程不考虑风浪、水流等因素的影响),,求:
(1)物体所受浮力的大小;
(2)的大小;
(3)使物体从M位置匀速直线上升到N位置,滑轮组的机械效率。
【答案】(1)1000N
(2)2100N
(3)50%
【详解】(1)由于物体从M到N的过程中完全浸没在水中,所以排开水的体积等于物体的体积,即
物体所受的浮力为
(2)物体在水中匀速上升,处于平衡状态。物体受到竖直向下的重力,以及竖直向上的浮力和绳子a的拉力。
根据力的平衡条件有
的大小
(3)在此过程中,滑轮组做的有用功为提升物体所做的功,即克服物体的视重(重力与浮力的差值)做的功
由图可知,承担动滑轮的绳子段数,绳子b端移动的距离为
拉力F2做的总功为
滑轮组的机械效率为
39.(2025·四川南充·模拟预测)如图所示,实心物体A漂浮在水面上,现质量为60kg的小明用如图所示的装置缓慢匀速拉动细绳,一端与轻质杠杆A端相连。轻质杠杆AB可绕O点转动,OA:OB=5:3:轻质杠杆B端悬挂一滑轮组,定滑轮、动滑轮各重100N。当人用力拉滑轮组匀速的绳端时,恰能使物块从漂浮状态逐渐浸没入水中且物块不接触滑轮,整个过程杠杆始终保持水平静止。已知A的体积为,密度为0.5×103kg/m3,小明拉绳子的功率为1.2×103W且保持不变,不计绳重、摩擦和水的阻力(g取10N/kg)。求:
(1)A漂浮在水面上时,A受到的浮力;
(2)A向下运动过程中,滑轮组机械效率的最大值;
(3)当滑轮组机械效率的最大值时,人对地压力。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)A的质量为
A受到的重力为
A漂浮在水面上时,A受到的浮力
(2)物体完全浸没时,受到的浮力为
当A完全浸没时绳子对物体A拉力最大,A向下运动过程中的有用功最大,为
总功
滑轮组机械效率的最大值
(3)由图可知,提升动滑轮绳子段数为,当滑轮组机械效率的最大值时,B端绳对滑轮组的拉力
绳对B端的拉力
根据杠杆平衡条件可知,左侧绳对A端的拉力
绳对人向上的拉力
人受到的重力
人处于平衡状态,则有地面对小明的支持力
根据相互作用力可知,人对地压力
40.(2025·四川南充·模拟预测)用如图所示装置匀速提升水中的物体(物体始终未露出水面)。第一次提升物体A,体积为VA=6×10-4m3,人对绳子竖直向下的拉力为F1,人拉力的功率为P1,A物体移动的速度为v1=0.4m/s,机械效率为η1;第二次提升重为GB=15N的物体B,人对绳子竖直向下的拉力为F2,人拉力的功率为P2,B物体移动速度为v2,机械效率为η2。已知:功率P1∶P2=7∶6,η1∶η2=8∶7,物体A、B的体积VA∶VB=1∶2,重力GA∶GB=4∶5,忽略绳重、绳与滑轮间摩擦及液体对物体的阻力,问:
(1)物体B所受的浮力FB浮;
(2)动滑轮的重G动;
(3)人提升物体B时,绳子自由端移动的速度。
【答案】(1)12N
(2)2N
(3)0.3m/s
【详解】(1)物体A、B的体积,则
因物体始终未露出水面,则物体B所受的浮力
(2)已知,则
物体A所受的浮力
对A和动滑轮进行受力分析,如下图所示:
忽略绳重、绳与滑轮间摩擦及液体对物体的阻力,有
同理,对B和动滑轮进行受力分析,
忽略绳重、绳与滑轮间摩擦及液体对物体的阻力,有
因
解得。
(3)匀速提升A、B物体时,人的拉力分别为,
根据可知
则
■测思维
1.(2025·江苏常州·二模)如图所示,用相同的滑轮组成甲、乙两个不同的滑轮组,分别将同一物体匀速提升相同高度,拉力分别为F甲、F乙,不计绳重及摩擦,则以下说法正确的是( )
A.拉力F甲大于F乙 B.F甲的功率一定等于F乙的功率
C.甲、乙做的有用功一样多 D.甲的机械效率大于乙的机械效率
【答案】C
【详解】A.滑轮组的省力情况要看挂动滑轮的绳子的段数,甲图为3段,乙图为2段,由于是相同的滑轮组且提升相同的物体,故此甲图更省力,拉力F甲小于F乙,故A错误;
B.功率, 拉力F甲小于F乙, 两次提升的速度不知,则F甲的功率与F乙的功率大小无法比较,故B错误;
C.有用功是克服重物重力提升一定的高度,根据题意“将同一物体匀速提升相同高度”,即甲、乙做的有用功一样多,故C正确;
D.由于是相同的滑轮组且提升相同的物体相同高度,故此有用功相同,克服动滑轮重力所做的额外功也相同,即总功相同,机械效率是指有用功占总功的比值,所以甲的机械效率等于乙的机械效率,故D错误。
故选C。
2.(2025·河南新乡·二模)建筑工地上,工人常运用简单机械提高工作效率。如图所示,用100N的拉力F向下拉轻绳,将重320N的物体从斜面底端匀速拉至顶端,共用时4s。不计空气阻力,忽略绳与滑轮间的摩擦,已知斜面长4m,高1m,则对于此过程,下列说法正确的是( )
A.图中的滑轮可以省力
B.拉力做功的功率为125W
C.物体受到的摩擦力大小为20N
D.此装置的机械效率为83.3%
【答案】C
【详解】A.图中的滑轮为定滑轮,可以改变力的方向,但不能省力,故A错误;
B.拉力做的功,即总功
则拉力做功的功率
故B错误;
C.额外功
则物体受到的摩擦力
故C正确;
D.此装置的机械效率
故D错误。
故选C。
3.(2025·吉林·模拟预测)如图甲是工人用工具抬起干木材的情景。则:
(1)已知干木材的重力为1000N,,那么工人在B点施加的拉力F至少为 N,干木材才能被抬起;
(2)改用图乙滑轮组匀速提起干木材,在此过程中干木材的动能 ,机械能 ;若绳子自由端的拉力为625N,那么该滑轮组的机械效率为 。(不计绳重和摩擦)
【答案】(1)250
(2) 不变 增加 80%
【详解】(1)由题意知,工人在B点竖直向下拉时所用的拉力最小,根据杠杆平衡原理可得F×OB=FA×AO
代入数据解得
即工人在B点施加的拉力至少需要250N。
(2)[1][2]干木材被匀速提起,质量不变,速度不变,动能不变;干木材被抬起,质量不变,高度增加,重力势能增加。机械能等于动能和势能之和,因此机械能增加。
[3]由图乙可知,动滑轮上有两段绳子承担物重,即n=2,则滑轮组的机械效率
4.(2025·安徽合肥·三模)港珠澳大桥如图甲所示,是世界上最长的跨海大桥,小林将大桥简化为如图乙所示的杠杆模型。OA为质量分布均匀的细杆,其重力,绳子AB与OA的夹角为,要使OA保持水平静止,绳子拉力F的大小为 N。(不计绳重与摩擦)
【答案】3
【详解】由杠杆的平衡条件得,则绳子拉力为
5.(2025·辽宁鞍山·三模)将物体A、B置于如图所示的装置中,物体B恰好匀速下降,已知A重60N,底面积为200cm2,B重10N,底面积为300cm2,则A对水平面的压强为 Pa;若对A施加一个水平向左的拉力F,刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动,则拉力F大小为 N。(不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦)
【答案】 3×103 40
【详解】[1]物体A对水平面的压力
物体A对水平面的压强
[2]物体B恰好匀速下降时,物体A受到的拉力
此时物体A受到的摩擦力
当对A施加一个水平向左的拉力F,使A匀速向左运动时,压力和接触面粗糙程度不变,摩擦力大小不变,方向变为向右,此时F与向右的摩擦力和向右的绳子拉力平衡,则向左的拉力
6.(2025·甘肃定西·三模)如图所示,F1=4N,F2=3N,此时物体A相对于水平地面静止,物体B在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦),则测力计示数为 N,物体A受到物体B的摩擦力为 N,如果只增大F2,物体A受到地面的摩擦力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 9 6 不变
【详解】[1]不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦,弹簧测力计的示数
[2]不计滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦,物体B受到滑轮组的拉力等于向左的拉力等于拉力F2的2倍,即为2F2=2×3N=6N
由于物体B做匀速直线运动,所以受平衡力的作用,即B受到A的摩擦力等于B受到的拉力,为6N。
[3]如果增大F2,B将做加速运动,B对A的压力和接触面的粗糙程度不变,B与A之间的摩擦力不变,A受到的摩擦力不变,F1不变,则A受到地面的摩擦力也不变。
■练综合
7.(2025·四川达州·模拟预测)如图所示,一种自动冲水装置,由水箱、注水管,排水管、浮子和塞子组成。轻质硬杆OA、AB、CD固定连接,可以围绕O点旋转,硬杆AB固定连接浮子,硬杆CD固定连接塞子,,。塞子重20N,浮子重10N。塞子和硬杆的体积及各种摩擦都忽略不计。水箱的底面积为1m2,塞子的上表面积和浮子的底面积约为0.05m2,图中水深40cm。此时注水管开始向水箱注水,当水刚好到达浮端时,浮子刚好带动硬杆,将塞子抬起来。(,)
(1)注水前,水箱底部的液体压强。
(2)注水前,硬杆AB对浮子的拉力。
(3)注水后,浮子带动硬杆将塞子刚好抬起时,塞子上表面受到的液体压力
【答案】(1)4000Pa (2)40N (3)340N
【详解】(1)注水前,水箱中水的深度,则水箱底部受到的液体压强
(2)由题知,塞子的上表面积和浮子的底面积均为,注水前,浮子浸入水中的深度
则浮子排开水的体积
浮子受到的浮力
浮子受到向下的重力、硬杆对浮子向下的弹力和向上的浮力而处于静止状态,则,则硬杆对浮子的拉力
(3)设浮子带动硬杆将塞子刚好抬起时水的深度为,此时浮子浸入水中的深度
则此时浮子受到的浮力①
注水后,浮子带动硬杆将塞子刚好抬起时,对杠杆的拉力等于塞子的重力与水对塞子的压力之和,即
根据杠杆平衡条件可得
其中为对杠杆的拉力。已知,则硬杆对杠杆的力
此时浮子受到向下的重力、硬杆对浮子向下的拉力和向上的浮力而处于静止状态,则此时浮子受到的浮力②
联立①②解得
塞子上表面受到的液体压力
8.(2025·江苏宿迁·三模)如图甲所示的装置由杠杆PQ、圆柱形物体a、b以及水箱、滑轮等组成。杠杆PQ只能绕O点在竖直平面内转动,PO:OQ=1:3;P端通过竖直绳连接a,a通过竖直轻杆固定在地面上;b浸没在水中,通过细绳、滑轮与杠杆Q端相连。开始时PQ水平,打开出水口阀门,轻杆对a的作用力F的大小随水面下降高度x变化的规律如图乙所示。已知a、b质量分别为ma=1.5kg、mb=1.08kg,滑轮、杠杆和绳的重力均忽略不计,忽略所有摩擦,g=10N/kg,水的密度。求:
(1)打开阀门前b受到的浮力;
(2)b的密度;
(3)当b受到的拉力大小为8.4N时,b下表面处的液体压强。
【答案】(1)4N (2)2.7×103kg/m3 (3)2.4×103Pa
【详解】(1)由图乙可知,当水面下降高度x小于10cm时,轻杆对a的作用力F不变,则P端绳对a的拉力不变,Q端绳的拉力不变,绳对b的拉力不变,b受到的浮力不变,此时b完全浸没在水中;当水面下降高度x在10cm至50cm之间时,轻杆对a的作用力F方向先向上,大小逐渐减小,直至减小为零,之后F方向变为向下,大小逐渐增大,此时P端绳对a的拉力逐渐增大,Q端绳的拉力也逐渐增大,绳对b的拉力也逐渐增大,b受到的浮力逐渐减小,此过程为b上表面刚露出水面到b下表面刚露出水面的过程;当水面下降高度x大于50cm时,轻杆对a的作用力F不变,则P端绳对a的拉力不变,Q端绳的拉力不变,绳对b的拉力不变,b受到的浮力不变,此时b完全露出水面。打开阀门前轻杆对a的作用力F=4.8N,物体a处于静止状态,竖直方向受力平衡,则打开阀门前P端绳对a的拉力为FP拉=Ga-F=mag-F=1.5kg×10N/kg-4.8N=10.2N
由PO:OQ=1:3可知,打开阀门前Q端绳的拉力为
图中承重绳子股数n=2,滑轮、杠杆和绳的重力均忽略不计,此时绳子对b的拉力为Fb=2FQ拉=2×3.4N=6.8N
此时,物体b处于静止状态,竖直方向受力平衡,则打开阀门前b受到的浮力为Fb浮=Gb-Fb=mbg-6.8N=1.08kg×10N/kg-6.8N=4N
(2)由得,b的体积为
b的密度为
(3) 当b浸没时,受到的拉力为6.8N,b的重力不变,当b受到的拉力大小为8.4N时,浮力需减小,则此时b上表面露出水面,由得,,即b下表面处的液体压力等于浮力,当b受到的拉力大小为8.4N时,b下表面处的液体压力为
由图乙可知,当水面下降高度x小于10cm时,轻杆对a的作用力F不变,则P端绳对a的拉力不变,Q端绳的拉力不变,绳对b的拉力不变,b受到的浮力不变,此时b完全浸没在水中;当水面下降高度x在10cm至50cm之间时,轻杆对a的作用力F方向先向上,大小逐渐减小,直至减小为零,之后F方向变为向下,大小逐渐增大,此时P端绳对a的拉力逐渐增大,Q端绳的拉力也逐渐增大,绳对b的拉力也逐渐增大,b受到的浮力逐渐减小,此过程为b上表面刚露出水面到b下表面刚露出水面的过程;当水面下降高度x大于50cm时,轻杆对a的作用力F不变,则P端绳对a的拉力不变,Q端绳的拉力不变,绳对b的拉力不变,b受到的浮力不变,此时b完全露出水面。由此可知,b的高度为h=50cm-10cm=40cm
b的底面积为
b下表面处的液体压强为
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专题06 简单机械及机械效率重难点专项突破
目 录
刷考点 精准巩固,扫清盲区
考点1 杠杆的平衡的动态分析
考点2 利用杠杆平衡公式的简单计算
考点3 杠杆机械效率的计算
考点4 滑轮组的工作及其特点
考点5 竖直滑轮组及机械效率的计算
考点6 水平滑轮组及机械效率的计算
考点7 斜面模型及机械效率的计算
考点8 多机械的组合及效率的计算
练思维 聚焦过程,优化策略
测综合 跨界融合,挑战创新
■刷考点
考点1 杠杆的平衡的动态分析
1.(2025·辽宁丹东·二模)如图,杠杆的A端与滑块M相连,OA始终在水平位置保持静止,滑块M在圆弧形支架上缓慢滑动的过程中,绳对A端拉力逐渐减小。下列说法正确的是( )
A.滑块可能从Q点滑至P点 B.滑块可能从M点滑至Q点
C.滑块可能从P点滑至M点 D.滑块可能从P点滑至Q点
2.(2025·山东济南·二模)小明发现学校走廊的窗户可以从底部推开(如图甲),在他沿水平方向用力将窗户缓慢推开的过程中(如图乙),所用水平推力的大小将( )
A.逐渐变小 B.先变小后变大 C.逐渐变大 D.先变大后变小
3.(2025·安徽合肥·一模)如图所示,一根木棒在一个始终竖直向上的拉力F作用下绕转轴O自由转动(不计摩擦),使木棒的下端由A处缓慢地抬升到B处。这一过程中,下列说法正确的是( )
A.拉力F的力臂不断增大,F值逐渐变小
B.重力G的力臂逐渐增大,F大小不变
C.F先变大后变小,重力和重力力臂的乘积逐渐增大
D.F先变小后变大,F和F的力臂乘积不变
4.(2025·安徽淮南·二模)如图所示,一根轻质杠杆的支点为O点,在A端悬挂物体C,在B端用始终竖直向下的拉力F,使B端缓慢下降一小段距离,在此过程中,拉力F的变化情况是 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
5.(24-25九年级上·广东揭阳·期末)如图所示,轻质杠杆OA的中点处悬挂重为200N的物体,在A端施加一竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则力F的大小为 N。保持F的方向始终与OA垂直,将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中,力F的力臂将 ,F的大小将 。(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
考点2 利用杠杆平衡公式的简单计算
6.(2025·新疆阿克苏·三模)如图所示,轻质杠杆AB长为L,O是杠杆AB的支点,杠杆两端各挂重力为G的物体时处于水平平衡状态。将支点向B端移动时,在B端再增加重力为的物体,杠杆仍可在水平位置平衡;若将支点再向B端移动,要使杠杆在水平位置平衡,须在B端再增加的物体的重量为,则及分别为( )
A.10:1及2:5 B.5:1及5:2 C.10:1及1:4 D.5:1及4:1
7.(2025九年级·河北·专题练习)如图所示,是《天工开物》中记载的我国传统汲水工具“桔槔”,用绳子系住一根直的硬棒的O点作为支点,A端挂有重为40N的石块,B端挂有重为20N的空桶,OA长为1.2m,OB长为0.6m。使用时,人向下拉绳放下空桶,装满重为100N的水后向上拉绳缓慢将桶提起。硬棒质量忽略不计。下列说法中正确的是( )
A.向下拉绳放下空桶时桔槔为省力杠杆
B.桔槔平衡时,A、B两点所受的拉力之比为2∶1
C.为了减小人向上提水所需的拉力,应将石块靠近O点
D.向上拉绳提起装满水的桶时拉力至少为40N
8.(2025·四川达州·模拟预测)建筑工人利用如图所示的杠杆吊起一桶水(杠杆始终保持水平)。挂在端的桶重,内部底面积为,桶内装有的水,水深。重的工作人员用绳子竖直拉住端,工作人员的双脚与地面的接触面积,。下列计算结果错误的是(,g取)( )
A.水对桶底的压强为 B.水对桶底的压力为
C.人对地面的压力为 D.人对地面的压强为
9.(2025·河南信阳·二模)杆秤是我国劳动人民的一项发明,某杆秤的示意图如图所示,处是秤纽,处是秤钩,处为秤砣。在秤钩处挂待测物体,秤砣移动至处时,秤杆在水平位置平衡。如果秤砣的质量为,,,忽略秤杆的质量,则待测物体的质量 (用、、表示);在秤钩的位置和秤砣的质量以及秤杆的长度都不变时,要想增大此杆秤的称量,需要将秤纽的位置 (选填“向左”或“向右”)移动适量的距离即可。
10.(2025·江苏镇江·二模)如图一轻质杠杆悬挂于铁架台并保持水平平衡,已知,。在A点通过细线连接质量为9kg、边长为10cm的实心立方体甲,此时甲静止于水平地面,B点悬挂质量为3kg的物体乙,则甲物体重G= N,对地面的压力F= N,对地面的压强p= Pa。(g=10N/kg)
考点3 杠杆机械效率的计算
11.如图所示,用始终竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆,使重的物体缓慢升高,拉力大小为,拉力移动的距离为。将物体从该位置拉到水平位置时,杠杆的机械效率为 。若将物体移到B点,用同样大小的力把物体提升到相同的高度,机械效率 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
12.(2025·江苏南通·一模)小明用图甲所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。
(1)已知OC=3OA,钩码总重为1.0N,实验中,弹簧测力计的示数为 N,钩码上升高度为0.1m,杠杆的机械效率为 %(精确到0.1%);
(2)若只将钩码的悬挂点由A移至B,仍将钩码提升相同的高度,则弹簧测力计的示数将 。杠杆的机械效率将 ;(变大/不变/变小)
(3)如图乙,用始终竖直的力把重物提升至虚线所示的位置,拉力F的大小将 (变大/不变/变小)。
13.(2025·安徽六安·一模)小刚用如图所示的均匀杠杆将重为的物块匀速提升。经测量,,小刚所用拉力,且方向始终竖直向上,小刚所用杠杆的机械效率是 。
14.因为杠杆在使用时的摩擦非常小,所以杠杆是一种机械效率非常高的简单机械。如图所示,大石块重720N。
(1)若手对杠杆向下的力为200N,则杠杆的动力臂与阻力臂的比值为多少?
(2)若用一根机械效率为90%的杠杆将该石块提升5cm,则有用功为多少?需要做多少总功?
15.(2024·江苏泰州·二模)研学实践活动时,小明在农家乐看到一种农具(如图甲),他查阅资料后知道,这种农具叫“舂”,农民捣谷用的,其工作原理图如图乙,AOB为碓杆,O为支点,A处连接着碓头,脚踏碓杆的B处可使碓头升高,抬起脚,碓头会落下去击打稻谷,若碓头的重力为40N,每踩一次碓头上升的高度为60cm,AO长1.6m,OB长0.4m。
(1)不计碓杆的重力和摩擦,脚至少用多大的力才可以将碓头抬起?
(2)每踩一次对碓头做的功是多少?
(3)若1min将B踩下30次,春的机械效率为60%,则人做功的功率是多大?
考点4 滑轮组的工作及其特点
16.(2025·河北石家庄·三模)如图所示,某人将物体沿水平方向匀速拉动了,所用时间为。物体和地面之间的摩擦力320N,滑轮组的机械效率为80%,不计绳重和滑轮组的摩擦,下列说法中正确的是( )
A.、、处绳子受力的大小关系是
B.绳子A处向上的速度为
C.动滑轮重为
D.拉力做功的功率为
17.(2025·广东汕头·一模)小白设想着自己设计一个工地上使用的能够用较小力拉起较重物体的装置,如图是甲、乙两种固体物质的图像,把体积相等的甲、乙两种物质挂在图中的滑轮组上滑轮重不计,如果要保持静止状态,则下列说法中正确的是( )
A.Ⅰ处挂3个乙物质,Ⅱ处挂个甲物质
B.Ⅰ处挂6个乙物质,Ⅱ处挂个甲物质
C.Ⅰ处挂2个乙物质,Ⅱ处挂个甲物质
D.Ⅰ处挂1个乙物质,Ⅱ处挂个甲物质
18.(2025·河南驻马店·三模)如图所示,湖面上有一艘小船,在时间t内,站在岸上的人通过滑轮用大小为F 的水平拉力拉绳子的自由端,使小船向岸边匀速直线移动的距离为s。不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.绳子自由端向左移动的距离是 B.船受到的拉力大小为F
C.拉力F的功率是 D.木桩受到的拉力大小为
19.(2025·海南·一模)小明利用滑轮组将一个重物匀速提升一定高度,如图所示。该滑轮组有 段绳子承担物重。不计绳重与摩擦,若小明将重物以更大的速度匀速提升相同高度,则小明做的有用功将 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
20.(2025·广东潮州·二模)如图所示,小王站在水平地面上,将一个重为450N的货物A,在10s内沿竖直方向匀速提升了2m。小王所用的拉力是300N。不计绳重和摩擦,小王做功的是 J,滑轮组的机械效率为 ,如果小王所受的重力为500N,则小王利用该滑轮组可匀速提升物体的最大重力为 N。
考点5 竖直滑轮组及机械效率的计算
21.(2025·河南安阳·一模)修建房屋时工人用如图所示的滑轮组提升建材,在15s内将重为950N的建材匀速提升了3米,已知每个滑轮重50N,不计摩擦和绳重,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.工人拉绳的速度为0.2m/s
B.工人对绳子拉力的功率为50
C.滑轮组的机械效率为95%
D.工人的质量不可能小于95kg
22.(2025·河南安阳·二模)用如图所示的装置提升重力为1000N的物体A,卷扬机对绳子的拉力F为600N,滑轮组绳子自由端在拉力F的作用下匀速向下移动10m,所用时间为50s,若不计绳重和摩擦。下列说法不正确的是( )
A.动滑轮所受的重力为200N
B.物体A上升的速度为0.2m/s
C.拉力F的功率为120W
D.滑轮组的机械效率约为83.3%
23.(2025·陕西·模拟预测)麦子收割后需要晾晒,小明用如图所示装置运麦子到楼顶。每袋麦子的质量为60kg,在不计绳重和摩擦的情况下,小明竖直拉绳将一袋麦子匀速提高,他所用的拉力为250N,则动滑轮的重力为 N,该过程中滑轮组的机械效率为 %;若麦子在20s内上升了4m,则小明拉绳子的速度为 m/s。
24.(2025·陕西渭南·模拟预测)小亮给在建筑工地工作的爸爸送工具时,看到爸爸用如图所示的装置提升地板砖,使用该装置 (选填“能”或“不能”)省功。已知该装置的托盘重100N,容量足够大,滑轮每个重80N,地板砖每块重120N,若不计摩擦和绳重,重650N的小亮爸爸站在地面上用此装置将6块地板砖匀速提升2m的过程中,小亮爸爸对绳子竖直向下的拉力为 N;此装置的机械效率为 ;小亮爸爸用此装置一次最多能提升 块地板砖。取
25.(2025·安徽合肥·三模)利用一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置如图所示。已知物体重,汽车重,汽车匀速行驶时受到的摩擦力为汽车重力的0.03倍,物体匀速上升的速度始终为0.5m/s,汽车对绳子的拉力,不考虑绳重及绳子与滑轮及滑轮轴的摩擦。求:
(1)上述过程中,滑轮组的机械效率;
(2)汽车匀速行驶过程中,汽车牵引力做功的功率大小。
考点6 水平滑轮组及机械效率的计算
26.(2025·黑龙江大庆·三模)如图所示,在水平面上的物体重为200N,与水平面的滑动摩擦力的大小为48N,用滑轮组水平匀速拉动物体时,绳端拉力F为20N。若绳子自由端移动的速度为0.6m/s,则下列说法正确的是( )
A.滑轮组的机械效率是80% B.绳端拉力F做功的功率为4W
C.物体的速度大小是0.3m/s D.拉力F在5s内做的额外功为10J
27.(2025·河北石家庄·二模)如图甲所示,重为G的物体A在水平拉力F1(F1< G)。的作用下在水平路面上匀速直线移动一段距离s,所用时间为t,改用如图乙所示滑轮组拉动物体A在同一水平路面上用相同时间匀速直线移动相同距离,拉力为F2,每个滑轮的重力为G0。此过程中( )
A.拉力F1的功率为
B.拉力F2做的总功为F2S
C.滑轮组的机械效率为
D.使用滑轮组时克服绳重和摩擦所做的额外功占总功的比例为
28.(2025·湖南衡阳·模拟预测)如图所示,重100N的物体A在20N水平拉力F的作用下10s内沿直线匀速运动了1m的距离,滑轮组的机械效率为。则拉力F做功的功率是 W,物体A受到的摩擦力是 N。若增大拉力F,则物体A受到的摩擦力 选填“变大”“变小”或“不变”。
29.(2025·四川南充·一模)一辆汽车不小心开进了泥水坑中,司机取来一套滑轮组将汽车从泥水坑中拉出,如图所示。若汽车重为,受的阻力为车重的倍,司机用的拉力,经过拉着滑轮组自由端,车匀速前进了,则司机做功的功率是 ,司机拉动该滑轮组的机械效率是 。
30.(2024·湖北·三模)如图,是某工地工人用四轮汽车通过滑轮组将深井中的重物A拉至井口的装置图。已知井深15m,汽车重,每个车轮与地面的有效接触面积为,汽车受到地面对它的阻力是车重的0.1倍,重物A重。现在汽车向右匀速运动使重物A以0.5m/s的速度匀速上升,汽车拉绳子的力为F,此时滑轮组的机械效率为80%。求:
(1)汽车对水平地面的压强是多少?
(2)此时汽车拉绳子的力F是多少?
(3)使汽车前进的牵引力做功的功率是多少(提示:“汽车拉绳子的力F”与“牵引力”是不同的两个力)?
考点7 斜面模型及机械效率的计算
31.(2025·四川达州·模拟预测)如图所示,斜面长、高,固定在水平地面上,小丽用平行于斜面向上的拉力,在内把重的物体沿斜面向上匀速拉动了,在此过程中( )
A.使用斜面不仅省力,而且省功 B.斜面的机械效率是
C.斜面对物体的摩擦力为 D.该同学对物体做功的功率是
32.(2025·广东广州·二模)A、B质量均为,是两个完全相同的物体。如图甲,小白同学分别将A、B两物体匀速拉到斜面顶端对物体做功情况如图乙所示,下列分析不正确的是(g取)( )
A.斜面的高度是 B.对物体A做的有用功是
C.对物体B做的额外功是 D.两次的机械效率
33.(2025·陕西西安·二模)如图所示,小明用沿斜面向上的拉力,将的小车从斜面底端匀速拉到顶端,小车沿斜面移动的距离,上升的高度,由拉力与的关系可知,使用斜面可以 ,斜面的机械效率是 。
34.(2025·青海西宁·一模)《墨经·经下》记载了一种斜面引重车如图所示。系紧在后轮轴上的绳索,绕过斜面顶端的滑轮与斜面上的重物相连。已知该引重车的斜板长2m、高0.8m,若将重2000N的大箱从斜板底端匀速拉到顶端,后轮轴施加在绳子上的力为1000N(不计绳重、滑轮与轮轴间的摩擦)则此木箱与斜面之间的摩擦力是 N,该斜板的机械效率为 %。
35.(2025·四川眉山·模拟预测)如图所示,为《墨经·经下》里记载的一种斜面引重车,该车前轮矮小,后轮高大,前后轮之间装上木板,在后轮轴上系紧绳索,通过斜板高端的滑轮将绳索的另一端系在斜面重物上,只要轻推车子前进,就可以将重物拉举至一定高度。若用该引重车将质量为200kg的木箱从斜面底端匀速拉到顶端,已知斜面长2m,高0.8m,此过程中后轮轴施加在绳子上的力恒为1000N,不计绳重、滑轮与绳间的摩擦,g取10N/kg。求:
(1)该过程中绳子对木箱所做的有用功;
(2)斜面的机械效率;
(3)木箱受到的摩擦力。
考点8 多机械的组合及效率的计算
36.(2025·安徽六安·一模)工人用如图所示装置把重的物体,从斜面底部匀速拉到高的平台上(斜面与水平地面的夹角为),用时。工人对绳子的拉力为,动滑轮重,不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦,求:
(1)绳子对物体做的功;
(2)物体克服摩擦力所做的功;
(3)整个装置的机械效率。
37.(2025·四川宜宾·模拟预测)小明利用如图所示装置提升重物P。他将配重Q用绳系于杠杆的B端,杠杆AB的支点为O,OA:OB=5:3,在杠杆的A端悬挂滑轮组,定滑轮重150N,动滑轮重90N,物体P重210N,物体P以0.4m/s的速度匀速上升。当杠杆恰好在水平位置平衡时,配重Q对水平地面的压强为1×105Pa。取下系于配重Q的绳子,使配重Q单独置于水平地面上时,配重Q对水平地面的压强为3×105Pa。杠杆与绳的重量、滑轮组的摩擦均不计,g=10N/kg。求:
(1)小明作用在绳子末端的拉力;
(2)拉力做功的功率;
(3)滑轮组的机械效率;
(4)配重Q的重力。
38.(2025·广东广州·二模)课外活动小组设计一个打捞沉船的模拟装置,用物体代替沉船。如图所示,使物体从位置匀速直线上升到位置,的高度,物体受到的重力,体积是,作用在绳子的拉力为,作用在绳子的拉力,(整个过程不考虑风浪、水流等因素的影响),,求:
(1)物体所受浮力的大小;
(2)的大小;
(3)使物体从M位置匀速直线上升到N位置,滑轮组的机械效率。
39.(2025·四川南充·模拟预测)如图所示,实心物体A漂浮在水面上,现质量为60kg的小明用如图所示的装置缓慢匀速拉动细绳,一端与轻质杠杆A端相连。轻质杠杆AB可绕O点转动,OA:OB=5:3:轻质杠杆B端悬挂一滑轮组,定滑轮、动滑轮各重100N。当人用力拉滑轮组匀速的绳端时,恰能使物块从漂浮状态逐渐浸没入水中且物块不接触滑轮,整个过程杠杆始终保持水平静止。已知A的体积为,密度为0.5×103kg/m3,小明拉绳子的功率为1.2×103W且保持不变,不计绳重、摩擦和水的阻力(g取10N/kg)。求:
(1)A漂浮在水面上时,A受到的浮力;
(2)A向下运动过程中,滑轮组机械效率的最大值;
(3)当滑轮组机械效率的最大值时,人对地压力。
40.(2025·四川南充·模拟预测)用如图所示装置匀速提升水中的物体(物体始终未露出水面)。第一次提升物体A,体积为VA=6×10-4m3,人对绳子竖直向下的拉力为F1,人拉力的功率为P1,A物体移动的速度为v1=0.4m/s,机械效率为η1;第二次提升重为GB=15N的物体B,人对绳子竖直向下的拉力为F2,人拉力的功率为P2,B物体移动速度为v2,机械效率为η2。已知:功率P1∶P2=7∶6,η1∶η2=8∶7,物体A、B的体积VA∶VB=1∶2,重力GA∶GB=4∶5,忽略绳重、绳与滑轮间摩擦及液体对物体的阻力,问:
(1)物体B所受的浮力FB浮;
(2)动滑轮的重G动;
(3)人提升物体B时,绳子自由端移动的速度。
■测思维
1.(2025·江苏常州·二模)如图所示,用相同的滑轮组成甲、乙两个不同的滑轮组,分别将同一物体匀速提升相同高度,拉力分别为F甲、F乙,不计绳重及摩擦,则以下说法正确的是( )
A.拉力F甲大于F乙 B.F甲的功率一定等于F乙的功率
C.甲、乙做的有用功一样多 D.甲的机械效率大于乙的机械效率
2.(2025·河南新乡·二模)建筑工地上,工人常运用简单机械提高工作效率。如图所示,用100N的拉力F向下拉轻绳,将重320N的物体从斜面底端匀速拉至顶端,共用时4s。不计空气阻力,忽略绳与滑轮间的摩擦,已知斜面长4m,高1m,则对于此过程,下列说法正确的是( )
A.图中的滑轮可以省力
B.拉力做功的功率为125W
C.物体受到的摩擦力大小为20N
D.此装置的机械效率为83.3%
3.(2025·吉林·模拟预测)如图甲是工人用工具抬起干木材的情景。则:
(1)已知干木材的重力为1000N,,那么工人在B点施加的拉力F至少为 N,干木材才能被抬起;
(2)改用图乙滑轮组匀速提起干木材,在此过程中干木材的动能 ,机械能 ;若绳子自由端的拉力为625N,那么该滑轮组的机械效率为 。(不计绳重和摩擦)
4.(2025·安徽合肥·三模)港珠澳大桥如图甲所示,是世界上最长的跨海大桥,小林将大桥简化为如图乙所示的杠杆模型。OA为质量分布均匀的细杆,其重力,绳子AB与OA的夹角为,要使OA保持水平静止,绳子拉力F的大小为 N。(不计绳重与摩擦)
5.(2025·辽宁鞍山·三模)将物体A、B置于如图所示的装置中,物体B恰好匀速下降,已知A重60N,底面积为200cm2,B重10N,底面积为300cm2,则A对水平面的压强为 Pa;若对A施加一个水平向左的拉力F,刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动,则拉力F大小为 N。(不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦)
6.(2025·甘肃定西·三模)如图所示,F1=4N,F2=3N,此时物体A相对于水平地面静止,物体B在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦),则测力计示数为 N,物体A受到物体B的摩擦力为 N,如果只增大F2,物体A受到地面的摩擦力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
■练综合
7.(2025·四川达州·模拟预测)如图所示,一种自动冲水装置,由水箱、注水管,排水管、浮子和塞子组成。轻质硬杆OA、AB、CD固定连接,可以围绕O点旋转,硬杆AB固定连接浮子,硬杆CD固定连接塞子,,。塞子重20N,浮子重10N。塞子和硬杆的体积及各种摩擦都忽略不计。水箱的底面积为1m2,塞子的上表面积和浮子的底面积约为0.05m2,图中水深40cm。此时注水管开始向水箱注水,当水刚好到达浮端时,浮子刚好带动硬杆,将塞子抬起来。(,)
(1)注水前,水箱底部的液体压强。
(2)注水前,硬杆AB对浮子的拉力。
(3)注水后,浮子带动硬杆将塞子刚好抬起时,塞子上表面受到的液体压力
8.(2025·江苏宿迁·三模)如图甲所示的装置由杠杆PQ、圆柱形物体a、b以及水箱、滑轮等组成。杠杆PQ只能绕O点在竖直平面内转动,PO:OQ=1:3;P端通过竖直绳连接a,a通过竖直轻杆固定在地面上;b浸没在水中,通过细绳、滑轮与杠杆Q端相连。开始时PQ水平,打开出水口阀门,轻杆对a的作用力F的大小随水面下降高度x变化的规律如图乙所示。已知a、b质量分别为ma=1.5kg、mb=1.08kg,滑轮、杠杆和绳的重力均忽略不计,忽略所有摩擦,g=10N/kg,水的密度。求:
(1)打开阀门前b受到的浮力;
(2)b的密度;
(3)当b受到的拉力大小为8.4N时,b下表面处的液体压强。
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