2020年中考物理《简单机械》计算题专题训练(精选解析版) (7)

2020年中考物理《简单机械》计算题专题训练7

1.如图甲所示是武汉市地铁站修建时用到的起重机，如图乙是起重机的示意图，起重

机重包括悬臂，重心为，为了使起重机起吊重物时不致倾倒，在其右侧配有配重M，重心为，现测得AB为10m，BO为1m，BC为4m，CD为。

通过计算说明不加配重时，起重机最多能吊起多重的货箱不计动滑轮与绳重？

计算说明配重不得超过多少？在不吊货物时的情境中计算

如图丙是它的滑轮组装置示意图。起重机悬臂的底部有由一台电动机带动的两台相同的转扬机，这两台转扬机一起同向转动回收钢绳，从而吊起物体。在某次吊起质量为2t的建筑材料时，起吊装置的效率为，电动机的输出功率即为滑轮组获得的总功率为1kW，则右转扬机拉绳的速度是多少？

2.在斜面上将一个质量为的物体，从底端沿斜面匀速拉到顶端如图所示，

所用时间为4s，斜面长、高，该斜面的机械效率为

求：

物体受到的拉力

物体在斜面上受到的摩擦力

3.如图所示，实心物体A漂浮在水面上，现利用电动机通

过滑轮组拉动A，使A向下运动。已知A的体积为，

密度为动滑轮重为，电动机

工作时拉绳子的功率为且保持不变，不计绳

重、摩擦和水的阻力，求：

的重力；

浸没在水中受到的浮力；

向下运动的最小速度；

向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值。

4.如图是利用电子秤监控水库水位的模拟装置，由长方体A和B、滑轮组、轻质杠杠

CD 、电子秤等组成。杠杠始终在水平位置平衡。已知OC：：2，A的体积为，A重为400N，B重为150N，动滑轮重100N，不计绳重与摩擦

。求：

的密度；

单独使用该滑轮组在空气中匀速提升A时的机械效率；

水位上涨到A的上表面时，A受到的浮力；

水位上涨过程中，电子秤所受的最大压力。

5.工人用图示装置在10s内将质量为45kg的货物匀速提升2m，此过

程中拉力的功率为取求：

有用功；

滑轮组的机械效率；

若工人用此装置匀速提升其他货物，测得拉力大小为300N，

额外功占总功的，工人提升货物的重。

6.小峰利用滑轮组将一个正方体金属块A从某溶液池内匀速提出液面，当金属块A

浸没在液面下，上表面距液面的距离为h时开始计时，如图甲，计时后调整滑轮组绳端竖直向上拉力F的大小使金属块A始终以大小不变的速度匀速上升，提升过程中拉力F与金属块A向上运动时间关系如图乙。已知金属块A被提出液面后，滑轮组的机械效率为，，假设溶液池足够大，金属块被提出液面前后液面高度不变，不计绳重及摩擦，。求：

金属块A的重力；

动滑轮的总重；

正方体A的体积；

溶液的密度。

7.如图所示，用力F提升重为60N的物体，物体在1s内匀速上升，

然后保持所提物体重力不变，将自由端拉力F减小到7N时，物体落到

地面，物体的底面积为不计绳重、机械间摩擦及动滑轮重求：物体匀速上升时绳自由端移动的速度v。

当物体落地时，动滑轮对物体的拉力。

物体落地时对水平地面的压强P。

8.3月12日，我国自主研发建造的“天鲲号”绞吸挖泥船正式投产首航，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。取，取

主要参数如下表。

项目参数

总长度140

宽度

吸排管径

满载排水量

满载吃水深度

泥泵输送功率

满载时，求“天鲲号”受到水的浮力是多少？

满载时，求“天鲲号”底部受到水的压强是多少？若船底需要安装探测仪器，其面积为，求探测仪器受到水的压力是多少？

“天鲲号”去某水域执行任务，其工作量相当于将的淤泥输送至15m高的台田上。假设“天鲲号”绞吸挖泥船泥泵的机械效率为，求完成此任务需要的时间是多少？

9.如图所示，一个质量600kg、体积的箱子沉入5m深

的水底，水面距离地面2m，若利用滑轮组和电动机组成

的打捞机械，以的速度将箱子从水底匀速提到地

面，每个滑轮重不计绳重、摩擦和水的阻力，

，。求：

箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强；

箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力；

物体完全露出水面后，继续上升到地面的过程中，滑

轮组的

机械效率；

整个打捞过程中请你分析哪个阶段电动机的输出功率最大，并计算出这个最大值。

10.汽车的发动机工作时，吸入汽缸的汽油和空气的比例，决定了汽车的动力性能和经

济性能。某汽车四冲程汽油发动机的汽缸总排量为发动机每个工作循环吸入或排出的流体体积称为汽缸排量，发动机工作时，吸入汽缸的是由汽油和空气所形成的混合物，混合物的密度，汽油和空气的质量比为1：15，汽油的热值如果发动机曲轴在1min转动转，发动机的效率为，那么，在这种情况下：

汽车在1min做的有用功是多少？

汽车在平直的公路上匀速行驶时受到的阻力为，汽车行驶的速度是多少？

-------- 答案及其解析 --------

1.答案：解：

若起重机不加配重，在起吊货箱时，支点为B，设起重机最多能吊起的货箱重为G，根据杠杆平衡条件有：，

即：，

解得：。

不起吊物体时，支点为C，

起重机自重的力臂：；配重的力臂：。根据杠杆平衡条件可得：，

即：，

解得最大配重：，

所以配重不得超过。

建筑材料的重力：

，

由图丙可知，连接动滑轮绳子的股数，

由得，滑轮组绳子的拉力：

，

由于电动机的输出功率即为滑轮组获得的总功率为1kW，

则右转扬机拉绳的功率为，

由得，右转扬机拉绳的速度：

。

答：通过计算说明不加配重时，起重机最多能吊起3000N的货箱；

配重不得超过；

右转扬机拉绳的速度是。

解析：若起重机不加配重，在起吊货箱时，支点为B，利用杠杆平衡条件求对货箱的最大重力；

不起吊物体时，支点为C，起重机自重的力臂为；配重的力臂为CD，根据杠杆平衡条件可求出配重；

先求出建筑材料的重力，然后根据求

出滑轮组绳子的拉力，

由题意知，右转扬机拉绳的功率为总功率的一半，根据求出右转扬机拉绳的速度。

本题为一道力学综合题，考查了重力公式、效率公式、功率公式和杠杆平衡条件的应用，确定两种情况下的支点、利用杠杆平衡条件是正确解题的关键，难点是杠杆模型的建立。

2.答案：解：

此过程做的有用功：；

由得总功：；

由得拉力：；

此过程做的额外功：；

由得摩擦力为：；

答：物体受到的拉力为；

物体在斜面上受到的摩擦力为。

解析：根据求出有用功；然后根据机械效率的计算公式变形可求出总功。再根据功的计算公式变形可求出拉力。

根据总功与有用功的差得出额外功，再根据，变形后可求摩擦力f。

熟练运用计算功、机械效率的公式和变形公式；明确额外功是用来克服斜面上的摩擦；是解答此题的关键。

3.答案：解：由可得，A的质量：

；

A的重力：

；

浸没在水中，

A浸没在水中受到的浮力：

；

当A完全浸没时绳子对物体A拉力最大，电动机对绳子的拉力：

，

由可得，绳子端向下运动的最小速度：

；

则A向下运动的最小速度；

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：

，

总功，

滑轮组机械效率的最大值：

。

答：的重力为5000N；

浸没在水中受到的浮力为；

向下运动的最小速度为；

向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值为。

解析：已知A的体积和密度可求得其质量，利用可求得其重力；

已知A的体积，利用可求得A浸没在水中受到的浮力；

由图知当绳子对物体A拉力最大时A向下运动的速度最小；对A做受力分析可得，

当A完全浸没时绳子对物体A拉力最大：发动机对绳子的拉力，由

可求得绳子下运动的最小速度，然后可知A向下运动的最小速度；

由题意知A向下运动过程中，利用可求得滑轮组机械效率

的最大值。

本题涉及到滑轮组绳子拉力的计算、浮力的计算、滑轮组的机械效率等，考查的知识点多，用到的公式多，难点是求最大拉力，明确滑轮组有3段绳子承担，当A完全浸没时绳子对物体A拉力最大是关键。

4.答案：解：长方体A的质量，根据可得：

，

长方体A的密度；

单独使用该滑轮组在空气中匀速提升A时，，根据可得：机械效率

；

当水位上涨到A的上表面时，因为A浸没水中，所以，

根据可得：

A受到的浮力：；

水位上涨过程中，因要求电子秤所受的最大压力，即A浸没水中，受到的浮力最大，

，根据力的平衡有：，

，

根据相互作用力大小相等可知，A对C端拉力与C对A物体拉力大小相等，

所以作用在杠杆C端的力，因杠杆始终在水平位置平衡，O为支点，

根据可得：

解得：

对B物体受力平衡，所以电子秤受到B物体对它的最大压力：

。

答：的密度为；

单独使用该滑轮组在空气中匀速提升A时的，机械效率为；

当水位上涨到A的上表面时，A物体浸没在水后所受浮力的大小为200N；

水库中的水刚好浸没物体A时，B物体对电子秤最大的压力是100N。

解析：本题为力学综合题，考查了浮力的计算、机械效率的计算、杠杆平衡条件的应用，难点在第四问，注意滑轮组不是由一股绳子缠绕而成，要准确判断出提升重物的拉力。

根据计算长方体的质量，再根据计算长方体的密度；

单独使用该滑轮组在空气中匀速提升A时，，根据可

求得机械效率；

已知物块A的体积物块A的顶部刚没入水面时排开水的体积，利用阿基米德原理求物块A所受的浮力；

对滑轮组进行受力分析，求出作用在C端的力，再利用杠杆平衡的条件求出D端的作用力，电子秤受到B的压力等于重力和拉力的合力。

5.答案：解：

货物的重力：；

有用功：；

拉力做的总功：；

滑轮组的机械效率：；

由图可知，

已知额外功占总功的，则此时的机械效率；

此时的机械效率：，

所以提升物体的重力：。

答：有用功为900J；

滑轮组的机械效率为；

工人提升货物的重为720N。

解析：知道物体的质量，根据计算出重力，再根据计算出有用功；

利用求出总功，根据计算机械效率；

根据机械效率，拉力F和，解得工人提升货

物的重。

本题考查做功、功率、机械效率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，重点是根据求出总功。

6.答案：解：

金属块A在水中时受到浮力作用，提出液面后不再受到浮力，所以滑轮组对它的拉力会变大，

读图象可知，金属块离开水面后，作用在绳子自由端上的拉力，

由图甲知，该滑轮组由四段绳子通过动滑轮，

滑轮组的机械效率：，

由此可得，金属块A的重力：

；

不计绳重及摩擦，提出液面后作用在绳子自由端上的拉力：

，

所以动滑轮的重力：

；

金属块A的上表面离液面至金属块A上表面与液面相平，金属块上升的距离，

由图象知，此过程中金属块上升的时间，

金属块A上升的速度：，

从金属块A的上表面与液面相平上升至金属块A下表面刚离开液面，此过程金属块上升高度等于金属块A的高，由图象知，此段时间，

所以金属块A的高：，

金属块A是正方体，所以金属块A的体积：；

金属块A浸没时，金属块A在液体中受到三个力作用：向下的重力G、向上的浮力、向上的拉力

且，

所以绳子对金属块A的拉力：，

由图象可知，金属块A浸没时，作用滑轮组绳子自由端的拉力，

，

金属块A浸没时受到的浮力：，由可得，溶液的密度：

。

答：金属块A的重力为48N；

动滑轮的总重为12N；

正方体A的体积为；

溶液的密度为。

解析：由图象得到金属块离开水面后绳子自由端拉力，由图甲知，通过动滑轮绳子

的段数，由可计算出金属块重力；

不计绳重及摩擦，由计算动滑轮重力；

先计算金属块在溶液中上升速度，再计算出从上面表面与液面相平到金属块离开水面的距离，即其边长，由体积公式计算金属块的体积；

对金属块A浸没时受力分析，根据滑轮组特点计算其受到的浮力，再根据阿基米德原理计算溶液的密度。

本题考查了滑轮组绳子自由端拉力、机械效率、阿基米德原理的应用等知识，认识、理解图象并能从中获取有用信息是解题的关键，注意物体在液面以下、露出液面过程中、露出液面以后的情况，并出找其中关键物理量的联系。

7.答案：解：

由图知，，则物体上升时绳端移动的距离：；

绳自由端移动的速度：；

当，物体落地时，不计绳重、机械间摩擦及动滑轮重，

则动滑轮对物体的拉力：；

当时，物体对地面的压力为：，

物体最终对水平地面的压强：。

答：物体匀速上升时绳自由端移动的速度v等于。

当物体落地时，动滑轮对物体的拉力为21N；

物体落地时对水平地面的压强为。

解析：由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数，拉力端移动速度等于物体上升速度的3倍；

将自由端拉力F减小到7N时，物体落到地面，利用求动滑轮对物体的拉力；

当时，物体对地面的压力为：，再利用压强公式求解。

本题考查了使用滑轮组时速度公式、功率公式、机械效率的应用，有一定难度。

8.答案：解：“天鲲号”受到的浮力为：

；

“天鲲号”底部受到水的压强为：

，

由得，探测仪器受到水的压力为：

；

淤泥的质量为：，

淤泥所受的重力为：，

“天鲲号”绞吸挖泥船泥泵做的有用功为：

，

“天鲲号”绞吸挖泥船泥泵做的总功为：

，

“天鲲号”绞吸挖泥船泥泵需用时间为：

；

答：“天鲲号”受到水的浮力是；

“天鲲号”底部受到水的压强是，面积为探测仪器受到水的压力是260N；

完成此任务需要的时间是400s。

解析：物体所受浮力大小等于排开液体所受重力；

液体压强利用计算，再根据计算液体压力；

利用已知条件先求出任务的有用功，再根据计算总功，最后根据

计算时间；

本题是一道考查压强浮力以及机械效率等知识的综合题目，关键是将课本知识内容记忆清楚，仔细分析即可。

9.答案：解：箱子在水底时下表面的深度，

此处水产生的压强：。

箱子沉入水底，则，

则浮力。

物体完全露出水面后，在提升箱子过程中，不计绳重、摩擦和水的阻力，有用功是动滑轮对箱子的拉力所做的功，额外功是克服动滑轮重所做的功；

箱子的重力：；

出水后，根据可得：

机械效率：。

由于箱子从水底匀速提到地面，根据即可判断出拉力最大时，功率最大；箱子离开水面在空中时，对滑轮组的拉力最大，故此时电动机对滑轮组的拉力最大；

由于不计绳重、摩擦和水的阻力，则

；

电动机上绳子的提升速度为，

则。

答：箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强为；

箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力为；

物体完全露出水面后，继续上升到地面的过程中，滑轮组的机械效率为；

整个打捞过程中箱子离开水面在空中时电动机的输出功率最大，为。解析：已知箱子在水中的深度，根据公式可求产生的压强。

由于箱子沉入水底，则，利用即可求出浮力；

物体完全露出水面后，根据公式机械效率即可求出机械效率。

由于箱子从水底匀速提到地面，根据即可判断出拉力最大时，功率最大，所以求出最大拉力，然后即可求出最大功率。

本题考查滑轮组的使用、机械效率、压强、浮力和功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，还要学会二力平衡条件的应用。

10.答案：解：

根据可得，一次吸入混合物的质量：

，

因为曲轴每转动两周，完成一个工作循环，吸气一次，也做一次功，

所以，发动机曲轴在1min转动转，吸气和做功都为1500次，

汽油和空气的质量比为1：15，可见汽油占混合物总质量的；

则发动机在1min内吸入汽油的总质量：

；

这些汽油完全燃烧放出的热量：

，

根据可得汽车在1min做的有用功：

；

汽车在1min做的有用功的功率为：

。

因为汽车匀速行驶，

所以汽车受到的阻力与牵引力是一对平衡力，大小相等，即，

根据可得，汽车行驶的速度：

。

答：汽车在1min做的有用功是；

汽车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力为，汽车行驶的速度是。

解析：曲轴转动两周，完成一个工作循环，吸气一次，根据计算出燃料混合物的质量，根据空燃比计算出汽油的质量，从而可以计算出1min吸入的汽油量，根据算出燃料燃烧时放出的热量；根据热机效率算出有用功；

根据算出功率，根据算出汽车行驶的速度

此题考查了功、功率、机械效率、密度公式的应用及计算，要学会从表格中获取有用的信息，难度较大。