江苏省 苏科版 初三物理 上学期第十一章 简单机械和功 计算专练

江苏省 苏科版 初三物理 上学期第十一章 简单机械和功 计算专练1 / 9江苏省苏科版初三物理上学期 第十一章简单机械和功计算专练一、计算题 1. 如图所示，工人用滑轮组提升重为400N 的货物所用拉力恒为240N ，货物被匀速提升10m 。

求 （1）工人做的功（2）滑轮组的机械效率2. 杠杆在工业生产中有广泛的应用，如图为某杠杆示意图，物体C 为边长为50cm 的正方体，其质量为65kg ，杠杆AB 可绕O 点转动，AO ：OB =2：1，一个体重为600N 的人用竖直向下的力拉绳子，对杠杆B 端产生一个竖直向下的拉力，杠杆在水平位置保持静止，且物体C 对地面的压强为2000Pa ，杠杆自重、绳重及摩擦均不计。

（1）地面对物体C 的支持力是多少？ （2）人对绳子的拉力是多少？（3）若人与地面的接触面积为400cm 2，则人对地面的压强是多少？3. 如图是滑轮组提起重物装置的示意图，物体重G =6×104N 滑轮组的机械效率为80%，拉力F 的功率为2.5KW ，要把重物匀速提升1m 求： （1）有用功和额外功分别是多少？ （2）需要的拉力F 为多大？ （3）需要多长时间？4.为了将放置在水平地面上、重G=84 N的重物提升到高处。

小明同学设计了图（甲）所示的滑轮组装置。

当小明用图（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度υ和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图（丙）和（丁）所示。

若重物与地面的接触面积S=5×10-2 m2，不计摩擦和绳重，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。

求：（1）在2~3s内，拉力F的功率P（2）在2~3s内，滑轮组的机械效率η（3）在1~2s内，拉力F做的功W（4）在0~1s内，重物对地面的压强p5.我国某种新型坦克，其质量为20t．（g=10N/kg）．求：（1）坦克受到的重力；（2）坦克以36km/h的速度行驶5min通过的路程；（3）在某次任务中坦克发动机以500kW的功率工作了0.5h，求这次任务中发动机所做的功．6.如图所示为工地上利用卷扬机和滑轮组提升重物的情形。

卷扬机对绳的拉力为400N，用1min的时间将重900N的物体匀速提升5m。

不计绳重和摩擦，求：求：（1）动滑轮所受重力（2）滑轮组的机械效率（3）卷扬机拉力做功的功率江苏省 苏科版 初三物理 上学期第十一章 简单机械和功 计算专练 3 / 97. 一辆卡车在平直公路上匀速行驶时发动机的功率为2×105W ，速度为20m /s 。

若汽车行驶600s ，求： （1）发动机做的功； （2）卡车的牵引力8. 如图所示，斜面高为2m ，小兵同学用绳子在1min 内将重为450N 的木箱沿斜面由底端匀速拉到顶端，物体沿斜面移动了4m ，拉力大小为300N ，绳重不计。

求： （1）小兵对木箱做的有用功； （2）拉力做的功； （3）斜面的机械效率； （4）拉力做功的功率。

9. 如图所示，用滑轮组匀速提起放在地面上边长为20cm ，质量为100kg的重物，拉力做功的功率为1200W ，重物上升的速度为1m /s 。

（不计绳重和摩擦力）求：（1）当物体静止在地面上时对地面的压强； （2）作用在绳子自由端的拉力为多大； （3）滑轮组的机械效率为多大；（4）若用此滑轮组匀速提起2200N 的重物，作用在绳子自由端的拉力为多少。

10. 如图所示，某同学在做俯、卧撑运动，可将他视为一个杠杆，支点在O 点，他的重心在A 点，重力为500N ．求： （1）他将身体撑起时，地面对双手的支持力至少多大？ （2）若他在1min 内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m ，则他的功率至少为瓦？答案和解析1.【答案】解：（1）由图知，n=2，则绳子自由端移动的距离：s=2h=2×10m=20m，工人做的功：W总=Fs=240N×20m=4800J；（2）提升物体做的有用功：W有=Gh=400N×10m=4000J，则滑轮组的机械效率：×100%=×100%≈83.3%。

η=有总答：（1）工人做的功为4800J；（2）滑轮组的机械效率83.3%。

【解析】（1）根据s=nh求出绳子自由端移动的距离，然后根据W=Fs求出拉力做的总功，×100%（2）根据s=nh求出物体上升的高度，然后根据W=Gh求出有用功，最后根据η=有总求出滑轮组的机械效率；本题考查使用滑轮组功、机械效率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，重点知道根据动滑轮上绳子的段数求绳子自由端移动的距离，属于常考题型。

2.【答案】解：（1）地面对物体C的支持力等于物体C对地面的压力，即：F支=F压=pS=2000Pa×（0.5m）2=500N（2）物体C对A端的拉力F A=G物-F支=65kg×10N/kg-500N=150N由题知，AO：OB=2：1由杠杆的平衡条件有：F A•AO=F B•OB150N×2=F B×1解得：F B=300N所以人对绳子自由端的拉力F拉=F B=300N（3）人对地面的压力大小等于地面对人的支持力，即：F压=G人-F拉=600N-300N=300N；。

人对地面的压强：压人故答案为：（1）地面对物体C的支持力是500N；（2）人对绳子的拉力是300N；（3）人对地面的压强是7500Pa。

【解析】（1）地面对物体C的支持力与物体对地面的压力是一对相互作用力，根据F支=F压=pS计算即可；（2）首先根据F A=G物-F支计算出杠杆上A点产生的拉力，然后再根据杠杆平衡条件计算人对绳子的拉力即可；（3）首先根据F压=G人-F拉=计算人对地面的压力，然后根据计算人对地面的压强。

掌握杠杆的平衡条件，能够正确的对物体进行受力分析是解答此类题目的关键。

江苏省苏科版初三物理上学期第十一章简单机械和功计算专练3.【答案】解：（1）有用功：W有=Gh=6×104N×1m=6×104J总功：W总=有==7.5×104J额外功：W额=W总-W有=7.5×104J-6×104J=1.5×104J．（2）读图可知，s=3h=3×1m=3m，需要的拉力F=总==2.5×104N．（3）绳端移动的速度：由公式P=Fv得，v===0.1m/s绳端需移动3m，则所需时间t===30s．答：（1）有用功为6×104J，额外功为1.5×104J；（2）需要的拉力F为2.5×104N；（3）需要的时间为30s．【解析】（1）在已知物重和提升高度的情况下，利用公式W=Gh可直接计算有用功的大小；根据有用功与机械效率可得出总功的大小，有用功占80%，则额功外占20%，可求出额外功；（2）求出总功的大小，再根据拉力移动的距离，可利用公式W=Fs的变形，求出拉力F 的大小；（3）知道功率，根据公式P=Fv的变形，可求出绳子自由端移动的速度，再根据提升的高度可得出提升的时间．本题主要考查了有用功、总功、额外功的求法，机械效率、功率、速度的计算等，虽然也用到的都是基本的常见公式，但考查的角度较为特殊，尤其最后的求提升物体的时间，有一定的新意，值得我们关注．4.【答案】解：（1）由图丙可知在2～3s内，重物做匀速运动，v=2.50m/s，由图乙知，拉力F=35N，从动滑轮上直接引出的绳子股数（承担物重的绳子股数）n=3，所以，拉力F′的作用点下降的速度v′=3v=3×2.50m/s=7.5m/s，拉力做功功率（总功率）：P总=总=Fv′=35N×7.5m/s=262.5W；（2）滑轮组的机械效率：η=；（3）由图乙知，在1～2s内，拉力F=40N，由图丁知，重物上升高度h=1.25m拉力F的作用点下降的距离s=3h=3×1.25m=3.75m，拉力做的功：W=Fs=40N×3.75m=150J；（4）在2～3s内，物体做匀速直线运动，根据F=（G+G动）得，动滑轮重G动=3F-G=3×35N-84N=21N，由F=（F拉+G动）得，在0～1s内，绳子对物体的拉力：F拉=3F″-G动=3×30N-21N=69N，物体对地面的压力：F压=G-F拉=84N-69N=15N，5 / 9重物对地面的压强：p=压Pa。

答：（1）在2～3s内，拉力F的功率262.5W；（2）在2～3s内，滑轮组的机械效率80%；（3）在1～2s内，拉力F做的功150J；（4）在0～1s内，重物对地面的压强300Pa。

【解析】本题是一道力学综合题，涉及到功、功率、机械效率、二力平衡和压强，能从题目提供的图中得出每秒内的相关信息是本题的关键。

由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n=3，则拉力F移动的距离s=3h。

（1）由F-t图象得出在2～3s内的拉力F，由v-t图象得出重物上升的速度，求出拉力F的作用点下降的速度，利用求拉力做功功率；（2）知道拉力F和物重G大小，以及s与h的关系，利用效率求滑轮组的机械效率；（3）由F-t图象得出在1～2s内的拉力F，由h-t图象得出重物上升的高度，求出拉力F的作用点下降的距离，利用W=Fs求此时拉力做功；（4）在2～3s内，物体做匀速直线运动，根据F=（G+G动）求出动滑轮重；再根据F=（F拉+G动）求出绳子对物体的拉力，进而求出物体对地面的压力，然后根据p=求出重物对地面的压强。

5.【答案】解：（1）坦克受到的重力：G=mg=20×103kg×10N/kg=2×105N；（2）v=36km/h=10m/s，t=5min=5×60s=300s，由v=得通过的路程：s=vt=10m/s×300s=3000m；（3）由P=可得，发动机所做的功：W=Pt′=500×103W×0.5×3600s=9×108J．答：（1）坦克受到的重力为2×105N；（2）坦克以36km/h的速度行驶5min通过的路程为3×103m；（3）这次任务中发动机所做的功为9×108J．【解析】（1）已知坦克的质量，利用G=mg可求得其重力；（2）已知坦克的速度和行驶的时间，利用速度公式变形可求得通过的路程；（3）已知坦克发动机的功率和时间，利用P=可求得这次任务中发动机所做的功．此题以新型坦克为载体，考查重力的计算，速度公式及其应用，功的计算等知识点，综合性较强，难度不大，属于基础知识．6.【答案】解：（1）由图可知，连接动滑轮绳子的股数n=3，不计绳重和摩擦，由F=（G+G动）得动滑轮所受重力：G动=nF-G=3×400N-900N=300N。