1、读未来百家号简单机械的综合计算专项训练1、如图所示，某考古队用滑轮组将重4.8103N，体积为100dm3的文物打捞出水，定滑轮重100N滑轮组上共有三根绳子a，b和c，其中a是悬挂定滑轮，b绕在定滑轮和动滑轮上，c悬挂文物，整个打捞过程始终缓慢匀速提升文物，文物完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为95%（水1103kg/m3，g10N/kg，绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计）。请解答下列问题：（1）文物浸没在水中时受到的浮力是多大？（2）动滑轮的重力是多大？（3）在整个打捞过程中，a、b、c三根绳中哪根绳承受的拉力最大？该绳至少要承受多大的拉力？2、3月12日，我国自主研发建造的“
2、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。（g取10N/kg，水取1.0103kg/m3）主要参数如下表。（1）满载时，求“天鲲号”受到水的浮力是多少？（2）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40cm2，求探测仪器受到水的压力是多少？（3）“天鲲号”去某水域执行任务，其工作量相当于将1.36104t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30%，求完成此任务需要的时间是多少？3、解放前，我国经济很落后，一些地区过着极其原始的生活。如图所示，就是为了解决饮水问题，需要到很远地
3、方挑水的示意图。为了防止道路不好水溅出桶外，在水面上覆盖木板（如图）。若一个木板质量为500g，密度为0.8103kg/m3，每个桶内水深30cm（水=1.0103kg/m3。求（1）桶底受到的水产生的压强；（2）一个木板受到的浮力及静止时露出水面的体积；（3）扁担与绳质量忽略不计，扁担长度1.5m，每桶水总重180N，扁担与肩接触点距离扁担右端55cm，支撑手距扁担左端也是55cm，则支撑手受到的扁担产生的压力。4、如图所示，一轻质杠杆AB长1m，支点在它中点O将重分别为10N和2N的正方体M、N用细绳系于杆杆的B点和C点，已知OC：OB1：2，M的边长l0.1m。（1）在图中画出N受力的示
4、意图。（2）求此时M对地面的压强。（3）若沿竖直方向将M左右两边各切去厚度为h的部分，然后将C点处系着N的细绳向右移动h时，M对地面的压强减小了60Pa，求h为多少。5、如图甲，有一轻质杆，左右各挂由同种金属制成、质量分别为m1和m2（m1m2）的实心物块后恰好水平平衡。（1）求左右悬挂点到支点O的距离L1与L2之比。（2）将两物分别浸没于水中（如图乙），杆将会_（选填“左端下降”“右端下降”或“仍然平衡”），试通过推导说明。6、图甲是某起重船的示意图，A处为卷扬机，吊臂前端滑轮组如图乙所示。在一次吊装施工中，当起重船从运输船上吊起重物时，起重船浸入海水中的体积增加了18m3，重物在空中匀速竖
5、直上升了3m，所用时间为30s。已知动滑轮总重为2104N，不计钢丝绳重及摩擦。（海水1.0103kg/m3）（1）求该重物的重力是多少？（2）求钢丝绳拉力F做功的功率是多少？（3）求该重物在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率。7、如图所示，图甲是使用滑轮组从水中打捞一正方体物体的简化示意图，在打捞过程中物体始终以0.1m/s的速度匀速竖直上升，物体未露出水面前滑轮组的机械效率为75%，图乙是打捞过程中拉力F随时间t变化的图象。（不计绳重，忽略摩擦和水的阻力，g取10Nkg）求：（1）物体的边长；（2）物体浸没在水中时受到的浮力；（3）物体的重力。8、利用如图所示的滑轮组，将一边长为0.2m，
6、密度为2.5103kg/m3的正方体石块，匀速从水中提起，已知动滑轮重力为40N，（不计纯重、摩擦和水的阻力）。求：（1）物体浸没在水中时所受到的浮力大小；（2）物体浸没在水中匀速上升时，动滑轮下端挂钩处绳对物体的拉力F0的大小；（3）物体完全离开水面后，继续匀速向上提升，此时滑轮组的机械效率大小。（计算结果保留一位小数）9、小夏利用如图所示的滑轮组，将重量为280N的物体匀速提升了2m。已知他自身的重量为500N，对绳子施加的拉力F=200N，两脚与地面接触的总面积S=400cm2。求此过程中：（1）小夏对地面的压强；（2）拉力F做的功；（3）该滑轮组的机械效率。10、如图所示，工人准备用一
7、根最多能承受400N力的绳子（若超过绳子将断裂）绕成的滑轮组先后打捞水中材料相同、体积不同的实心物体A和B完全露出水面的物体A被此装置匀速提起时绳子达到最大拉力。已知动滑轮的质量为20kg（绳的质量、绳与滑轮的摩擦、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均不计，连接动滑轮与物体间的钢绳不会断裂，g10N/kg）。求： （1）物体A完全露出水面后以0.5m/s的速度匀速上升时，物体A的重力和工人拉力的功率分别是多少。（2）在物体A浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率为75%，物体A的密度是多少。（3）若用该滑轮组打捞体积为50dm3的物体B时，物体B最多露出多少体积时绳子将断裂。11、如图，杠杆在水
8、平位置平衡，物体M重为500N，OA：OB=2：3，每个滑轮重为20N，滑轮组的机械效率为80%，在拉力F的作用下，物体M，以0.5m/速度匀速上升了5m。（杠杆与绳的自重摩擦均不计）求： （1）物体M2的重力；（2）拉力F的功率；（3）物体M1对水平面的压力。12、(7分)如图甲所示，柳叶湖大桥让常德市区交通变得便捷的同时也成为了一道亮丽的风景。小洋暑假里在常德欢乐水世界游玩后乘小汽车返回市区，需要从平直的道路驶上柳叶湖大桥。已知小汽车(含乘客)总质量为2.5103kg，以18m/s的速度在的引桥上匀速行驶，如图乙所示，此过程中小汽车的功率为36kW，可以将引桥近似看成一个倾角较小的斜面，此
9、斜面的长度为400m，高度为12m。（1）如果小汽车与地面的接触面积为0.05m2，它静止在水平路面上对地面的压强为多大?（2）大桥引桥的机械效率为多大?（3）小汽车在引桥上行驶时所受路面的摩擦力(空气阻力忽略不计)为多大?13、如图是用滑轮组提升建筑材料A的示意图，在水平向右的拉力F作用下，使重900N的建筑材料A在5s的时间里被匀速提升，绳自由端水平移动了2m，拉力F为500N不计绳重和摩擦，求： （1）拉力F的功率P；（2）滑轮组的机械效率。14、如图所示，工人利用滑轮组提升重物，在30s内将静止在水平地面上质量为90kg，底面积为200cm2的长方体物块匀速提升5m，此时工人的拉力为4
10、00N（g=10N/kg）。求： （1）提升前物块对水平地面的压强；（2）工人拉力做功的功率；（3）滑轮组提升该物块的机械效率。15、小段用如图17所示装置，使用一根杠杆AB和滑轮的组合将一合金块从水中提起，滑环C可在光滑的滑杆上自由滑动。已知合金密度=1.1104kg/m3：所用拉力F为500N，且始终竖直向下；O为支点，且AO=4OB：动滑轮的机械效率为75%。若杠杆质量、杠杆与支点间摩擦不计，整个过程中合金块始终未露出水面。求：（1）当拉力F向下移动距离为l.2m时，拉力F对杠杆所做的功？此时绳子对杠杆B点的拉力？（2）合金块的体积？ 16、如图是某科技小组设计的在岸边打捞水中金属块的装
11、置示意图，每个滑轮重为100N，均匀实心金属块的密度为8103kg/m3，金属块的质量为80kg。绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计，金属块一直匀速上升。（水的密度水1.0103kg/m3，g取10N/kg）（1）在金属块还未露出水面时，求此时金属块所受到的浮力；（2）在金属块未露出水面时，求人的拉力F；（3）金属块在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，求人的拉力所做的功。 17、如图是某科技小组设计的在岸边打捞水中金属块的装置示意图，每个滑轮重为100N，均匀实心金属块的密度为8103kg/m3，金属块的质量为80kg。绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩
12、擦、水对金属块的阻力均忽略不计，金属块一直匀速上升。（水的密度水1.0103kg/m3，g取10N/kg）（1）在金属块还未露出水面时，求此时金属块所受到的浮力；（2）在金属块未露出水面时，求人的拉力F；（3）金属块在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，求人的拉力所做的功。 18、在修建天水市体育中心的施工过程中，起重机在4s内将质量为5103kg的钢材沿竖直方向匀速提升了2m，而它的电动机做的功是2105J（g取10N/kg）求：（1）钢材上升过程中的速度。（2）起重机对钢材所做的有用功。（3）起重机的机械效率。19、某物理研究小组设计了一个压力报警装置，工作原理如图13甲所示。OBA为
13、水平杠杆、OA长100cm，O为支点，OB：BA1；4；已知报警器R0的阻值恒为10，压力传感器R固定放置，压力传感器受到的压力F与R的阻值变化的关系如图.13乙所示。当托盘空载时，闭合开关S，电压表的示数为1V；当托盘所受的压力增大，电压表的示数达到2V时，报警器R0开始发出报警信号。托盘、压杆和杠杆的质量均忽略不计，电压表的量程为03V。 求：（1）电源电压；（2）当报警器开始报警时，压力传感器受到的压力；（3）当托盘受到的压力为120N时，报警器是否报警：（4）当电路输出的电功率与电路在安全状态下输出的最大电功率的比值为5：6时，托盘受到的压力。20、如图所示，一个质量600kg、体积0
14、.2m3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0.5m/s的速度将箱子从水底匀速提到地面，每个滑轮重100N（不计绳重、摩擦和水的阻力，水=1.0103kg/m3，g=10N/kg）。 求：（1）箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强；（2）箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力；（3）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；（4）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。21、一木块重480N体积为0.08m3，用力F将木块沿斜面匀速拉到高处，如图甲所示。已知拉力F做的功W与木块沿斜面运动距离s的关系
15、如图乙所示。整个过程的额外功是320J（g10N/kg）求：（1）木块的密度；（2）拉力F大小；（3）斜面的机械效率。22、如图所示，是考古工作队在贵港罗泊湾码头用起重机沿竖直方向匀速向上打捞一个体积为0.5m3、质量为1.2t的圆柱体文物的情景。B为起重机的配重，OA为起重机的起重臂，AB=25m，OB=5m，若在整个打捞过程中，文物始终保持0.3m/s的速度不变（江水的密度为=1.0103kg/m3，g取10N/kg，起重机横梁重力和滑轮重力及摩擦均不计）。求：（1）文物从开始上升直到刚露出江面的过程中受到的浮力大小。（2）在整个打捞文物的过程中，起重机的拉力做功的最小功率。（3）为了使起
16、重机不翻倒，起重机的配重B的质量至少是多少？简单机械的综合计算参考答案：1、如图所示，某考古队用滑轮组将重4.8103N，体积为100dm3的文物打捞出水，定滑轮重100N滑轮组上共有三根绳子a，b和c，其中a是悬挂定滑轮，b绕在定滑轮和动滑轮上，c悬挂文物，整个打捞过程始终缓慢匀速提升文物，文物完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为95%（水1103kg/m3，g10N/kg，绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计）。请解答下列问题：（1）文物浸没在水中时受到的浮力是多大？（2）动滑轮的重力是多大？（3）在整个打捞过程中，a、b、c三根绳中哪根绳承受的拉力最大？该绳至少要承受多大的拉力？解
17、：（1）文物浸没在水中时排开水的体积：V排V100dm30.1m3，则文物受到的浮力：F浮水gV排1.0103kg/m310N/kg0.1m31103N；（2）因绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计，则文物完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率：95%，即：95%，解得动滑轮重力：G动200N；（3）由图知，n2，文物完全浸没在水中时，绳子自由端的拉力：F（GF浮+G动）（4.8103N1103N+200N）2103N，即b绳承受的拉力：FbF2103N；a绳承受的拉力：Fa2F+G定22103N+100N4.1103N；c绳承受的拉力：FcGF浮4.8103N1103N3.8103N；可见
18、，a、b、c三根绳中a绳承受的拉力最大，该绳至少要承受4.1103N的拉力。答：（1）文物浸没在水中时受到的浮力是1103N；（2）动滑轮的重力是200N；（3）在整个打捞过程中，a、b、c三根绳中a绳承受的拉力最大，该绳至少要承受4.1103N的拉力。2、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。（g取10N/kg，水取1.0103kg/m3）主要参数如下表。（1）满载时，求“天鲲号”受到水的浮力是多少？（2）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40cm2，求探测仪器受到
19、水的压力是多少？（3）“天鲲号”去某水域执行任务，其工作量相当于将1.36104t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30%，求完成此任务需要的时间是多少？解：（1）“天鲲号”受到的浮力为：F浮G排m排g1.7104103kg10N/kg1.7108N；（2）“天鲲号”底部受到水的压强为：p水gh水1.0103kg/m310N/kg6.5m6.5104Pa，由p得，探测仪器受到水的压力为：FpS6.5104Pa40104m2260N；（3）淤泥的质量为：m1.36104t1.36104103kg1.36107kg，淤泥所受的重力为：Gmg1.36107kg10
20、N/kg1.36108N，“天鲲号”绞吸挖泥船泥泵做的有用功为：W有用Gh1.36108N15m2.04109J，“天鲲号”绞吸挖泥船泥泵做的总功为：W6.8109J，“天鲲号”绞吸挖泥船泥泵需用时间为：t400s；答：（1）“天鲲号”受到水的浮力是1.7108N；（2）“天鲲号”底部受到水的压强是6.5104Pa，面积为40cm2探测仪器受到水的压力是260N；（3）完成此任务需要的时间是400s。3、解放前，我国经济很落后，一些地区过着极其原始的生活。如图所示，就是为了解决饮水问题，需要到很远地方挑水的示意图。为了防止道路不好水溅出桶外，在水面上覆盖木板（如图）。若一个木板质量为500g，
21、密度为0.8103kg/m3，每个桶内水深30cm（水=1.0103kg/m3。求（1）桶底受到的水产生的压强；（2）一个木板受到的浮力及静止时露出水面的体积；（3）扁担与绳质量忽略不计，扁担长度1.5m，每桶水总重180N，扁担与肩接触点距离扁担右端55cm，支撑手距扁担左端也是55cm，则支撑手受到的扁担产生的压力。解：（1）水的深度为h=30cm=0.3m；桶底受到水产生的压强：=1.0103kg/m310N/kg0.3m=3103Pa；（2）木板漂浮在水面上，根据漂浮条件可知一个木板受到的浮力：=0.5kg10N/kg=5N，根据可得木板排开水的体积（即浸入水中的体积）：；根据可得木板
22、体积为：；则静止时露出水面的体积：V露=V木-V排=6.2510-4m3-510-4m3=1.2510-4m3；（3）以肩膀为支点，则支撑手对左边的右边的扁担产生向上的托力； 则：L1=1.5m-0.55m=0.95m，L=1.5m-0.55m-0.55m=0.4m，L2=55cm=0.55m，则根据杠杆平衡条件得：，所以，。因支持力F与支撑手受到的扁担产生的压力是一对相互作用力，所以F压=F=180N。4、如图所示，一轻质杠杆AB长1m，支点在它中点O将重分别为10N和2N的正方体M、N用细绳系于杆杆的B点和C点，已知OC：OB1：2，M的边长l0.1m。（1）在图中画出N受力的示意图。（2
23、）求此时M对地面的压强。（3）若沿竖直方向将M左右两边各切去厚度为h的部分，然后将C点处系着N的细绳向右移动h时，M对地面的压强减小了60Pa，求h为多少。解：（1）对N进行受力分析，由于N在空中处于静止状态，则N受到的重力和细绳对它的拉力是一对平衡力，所以二力的大小相等（FG2N），方向相反；过N的重心分别沿力的方向各画一条有向线段，并标上力的符号及大小，注意两线段要一样长，图所示：（2）设B端受到细绳的拉力为FB，由杠杆平衡条件得，GNOCFBOB，已知OC：OB1：2，则有：FBGN2N1N；根据力的作用是相互的可知，细绳对M的拉力：FFB1N，此时M对地面的压力：F压F支GMF10N1
24、N9N，M与地面的接触面积：Sl2（0.1m）20.01m2，则此时M对地面的压强：p900Pa。（2）若沿竖直方向将M两边各切去厚度为h后，剩余M的底面积：Sl（lhh）l（lh），剩余M的体积：VSll2（lh），剩余M的密度不变，则剩余部分的重力与原来重力的比值：，所以剩余M的重力：GMGM10N剩余的物体M对地面的压强：ppp900Pa60Pa840Pa，剩余M的底面积：Sl（lh）0.1m（0.1mh），地面对剩余的物体M的支持力：F支F压pS840Pa0.1m（0.1mh）沿竖直方向将M两边各切去厚度为h后，将C点处系着N的细绳向右移动h，设此时B端受到细绳的拉力为FB，由杠杆平衡
25、条件得，GN（OCh）FBOB，则有：FB，即细绳对剩余M的拉力：FFB对剩余M进行受力分析，由力的平衡条件得，F支+FGM将式代入式得：840Pa0.1m（0.1mh）+10N，解得：h0.05m。答：（1）如上图所示；（2）此时M对地面的压强为900Pa；（3）h为0.05m。5、如图甲，有一轻质杆，左右各挂由同种金属制成、质量分别为m1和m2（m1m2）的实心物块后恰好水平平衡。（1）求左右悬挂点到支点O的距离L1与L2之比。（2）将两物分别浸没于水中（如图乙），杆将会_（选填“左端下降”“右端下降”或“仍然平衡”），试通过推导说明。解：（1） 杠杆平衡时有：F1L1=F2L2 m1gL
26、1=m2gL2 变形得到：L1L2=m2m1（2）仍然平衡以浸没于水的物体为研究对象进行受力分析：F拉+F浮=m物gF拉=m物gF浮=m物g水gV物=（1)m物g所以:F拉1L1=（1)m1gL1 F拉2L2=（1)m2gL2 m1gL1=m2gL2 F拉1L1=F拉2L2 因此杠杆仍然平衡6、图甲是某起重船的示意图，A处为卷扬机，吊臂前端滑轮组如图乙所示。在一次吊装施工中，当起重船从运输船上吊起重物时，起重船浸入海水中的体积增加了18m3，重物在空中匀速竖直上升了3m，所用时间为30s。已知动滑轮总重为2104N，不计钢丝绳重及摩擦。（海水1.0103kg/m3）（1）求该重物的重力是多少？
27、（2）求钢丝绳拉力F做功的功率是多少？（3）求该重物在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率。解：（1）起重船增大的浮力：F浮水gV排1103kg/m310N/kg18 m31.8105N，因为起重船始终漂浮，所以该重物的重力：GF浮1.8105N；（2）由图知，n4，不计钢丝绳重及摩擦，钢丝绳的拉力：F（G+G动）（1.8105N+2104N）5104N；拉力端移动距离s4h43m12m，拉力做的总功：W总Fs5104N12m6105J，拉力做功的功率：P2104W；（3）拉力做的有用功：W有用Gh1.8105N3m5.4105J，滑轮组的机械效率：100%90%。答：（1）该重物的重力是1.8
28、105N；（2）钢丝绳拉力F做功的功率是2104W；（3）该重物在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为90%。7、如图所示，图甲是使用滑轮组从水中打捞一正方体物体的简化示意图，在打捞过程中物体始终以0.1m/s的速度匀速竖直上升，物体未露出水面前滑轮组的机械效率为75%，图乙是打捞过程中拉力F随时间t变化的图象。（不计绳重，忽略摩擦和水的阻力，g取10Nkg）求：（1）物体的边长；（2）物体浸没在水中时受到的浮力；（3）物体的重力。解：（1）由图象可知正方体的边长：Lvt0.1m/s（110s100s）1m；（2）物体浸没在水中时受到的浮力为：F浮水gV排水gV1.0103kg/m310N/m
29、（1m）3104N；（3）滑轮组的机械效率：代入数据得：解得：G105N。答：（1）正方形边长L1m；（2）F浮104N；（3）G105N。8、利用如图所示的滑轮组，将一边长为0.2m，密度为2.5103kg/m3的正方体石块，匀速从水中提起，已知动滑轮重力为40N，（不计纯重、摩擦和水的阻力）。求：（1）物体浸没在水中时所受到的浮力大小；（2）物体浸没在水中匀速上升时，动滑轮下端挂钩处绳对物体的拉力F0的大小；（3）物体完全离开水面后，继续匀速向上提升，此时滑轮组的机械效率大小。（计算结果保留一位小数）解：（1）正方体物体的体积：V0.2m0.2m0.2m0.008m3，物体浸没在水中时所受
30、到的浮力：F浮水gV排水gV1.0103kg/m310N/kg0.008m380N；（2）物体重力：GmggV2.5103kg/m310N/kg0.008m3200N，物体静止在水中时，受到竖直向下的重力，竖直向上的拉力和浮力的作用，所以，GF浮+F0，则动滑轮下端挂钩处绳对物体的拉力：F0GF浮200N80N120N。（3）物体完全离开水面后，设物体升高h，滑轮组的有用功为：W有Gh200Nh，由图中，n3，不计绳重、摩擦，则绳子自由端的拉力：F（G+G动）（200N+40N）80N， 拉力F做得总功：W总Fs80N3h， 所以滑轮组的机械效率：83.3%。答：（1）物体浸没在水中时所受到的
31、浮力大小80N；（2）物体浸没在水中匀速上升时，动滑轮下端挂钩处绳对物体的拉力F0的大小是 120N；（3）物体完全离开水面后，继续匀速向上提升，此时滑轮组的机械效率是83.3%。9、小夏利用如图所示的滑轮组，将重量为280N的物体匀速提升了2m。已知他自身的重量为500N，对绳子施加的拉力F=200N，两脚与地面接触的总面积S=400cm2。求此过程中：（1）小夏对地面的压强；（2）拉力F做的功；（3）该滑轮组的机械效率。解：（1）人对地面的压力：人对地面的压强：（2）绳自由端向下移动的距离：拉力F做的功：（3）对重物做的有用功：滑轮组的机械效率：10、如图所示，工人准备用一根最多能承受40
32、0N力的绳子（若超过绳子将断裂）绕成的滑轮组先后打捞水中材料相同、体积不同的实心物体A和B完全露出水面的物体A被此装置匀速提起时绳子达到最大拉力。已知动滑轮的质量为20kg（绳的质量、绳与滑轮的摩擦、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均不计，连接动滑轮与物体间的钢绳不会断裂，g10N/kg）。求：（1）物体A完全露出水面后以0.5m/s的速度匀速上升时，物体A的重力和工人拉力的功率分别是多少。（2）在物体A浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率为75%，物体A的密度是多少。（3）若用该滑轮组打捞体积为50dm3的物体B时，物体B最多露出多少体积时绳子将断裂。解：（1）G动m动g20kg10Nkg
33、200N物体有三段绳子承担，n3F（GA+G动）400N（GA+200N）GA1000N绳子自由端移动的速度：vnv30.5m/s1.5m/sPFv400N1.5m/s600W。（2）物体A浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组提起的力：FGAF浮1000N水gVA75%解得，VA4102m3GAAgVA1000NA10N/kg4102m3A2.5103kg/m3（3）GBBgVB2.5103kg/m310N/kg50103m31250NF（GBF浮+G动）400N（1250NF浮+200N）F浮250NV排2.5102m325dm3V露VBV排50dm325dm325dm3答：（1）物体A的重力
34、是1000N，工人拉力的功率是600W。（2）物体A的密度是2.5103kg/m3。（3）物体B最多露出25dm3时绳子将断裂。11、如图，杠杆在水平位置平衡，物体M重为500N，OA：OB=2：3，每个滑轮重为20N，滑轮组的机械效率为80%，在拉力F的作用下，物体M，以0.5m/速度匀速上升了5m。（杠杆与绳的自重摩擦均不计）求：（1）物体M2的重力；（2）拉力F的功率；（3）物体M1对水平面的压力。解：（1）因杠杆与绳的自重、摩擦均不计，故克服动滑轮重力做的功为额外功，则滑轮组的机械效率：即解得物体M2的重力：G80N；（2）由图知，绳子的有效段数为2，绳的自重、摩擦均不计，则作用在绳子
35、自由端的拉力：物体M2以0.5m/s速度匀速上升了h，绳子自由端移动的距离为：s2h，由可得绳子自由端的速度为：v绳2v20.5m/s1m/s；拉力F的功率：（3）由力的平衡条件可得，B端对定滑轮向上的拉力：FB3F+G定350N+20N170N，根据力的作用是相互的，则定滑轮对杠杆B端的拉力为：FBFB170N，根据杠杆的平衡条件可得：FAOAFBOB，故绳子对杠杆A端的拉力为：力的作用是相互的，则绳子对M1向上的拉力为FAFA255N，根据力的平衡，地面对M1的支持力：F支G1FA500N255N245N；由力的相互性可知，物体M1对水平面的压力：F压F支245N。12、(7分)如图甲所示
36、，柳叶湖大桥让常德市区交通变得便捷的同时也成为了一道亮丽的风景。小洋暑假里在常德欢乐水世界游玩后乘小汽车返回市区，需要从平直的道路驶上柳叶湖大桥。已知小汽车(含乘客)总质量为2.5103kg，以18m/s的速度在的引桥上匀速行驶，如图乙所示，此过程中小汽车的功率为36kW，可以将引桥近似看成一个倾角较小的斜面，此斜面的长度为400m，高度为12m。（1）如果小汽车与地面的接触面积为0.05m2，它静止在水平路面上对地面的压强为多大?（2）大桥引桥的机械效率为多大?（3）小汽车在引桥上行驶时所受路面的摩擦力(空气阻力忽略不计)为多大?解：（1）水平路面上，小汽车对地面的压力等于小汽车(含乘客)的
37、重力小汽车对地面的压强（2）汽车从引桥底部行驶到引桥顶部时由P=F v有 大桥引桥的机械效率（3）小汽车在引桥上行驶时克服路面摩擦力做功小汽车在引桥上行驶时所受路面的摩擦力有W摩=f s知 13、如图是用滑轮组提升建筑材料A的示意图，在水平向右的拉力F作用下，使重900N的建筑材料A在5s的时间里被匀速提升，绳自由端水平移动了2m，拉力F为500N不计绳重和摩擦，求：（1）拉力F的功率P；（2）滑轮组的机械效率。解：（1）拉力做的总功：W总Fs500N2m1000J，拉力功率：P200W。（2）由图可知，物体有2段绳子承担，则物体上升的高度h1m，有用功：W有用Gh900N1m900J；滑轮组
38、的机械效率：100%100%90%；答：（1）拉力F的功率P为200W；（2）滑轮组的机械效率为90%。14、如图所示，工人利用滑轮组提升重物，在30s内将静止在水平地面上质量为90kg，底面积为200cm2的长方体物块匀速提升5m，此时工人的拉力为400N（g=10N/kg）。求：（1）提升前物块对水平地面的压强；（2）工人拉力做功的功率；（3）滑轮组提升该物块的机械效率。解：（1）质量为90kg的物体的重力：G=mg=90kg10N/kg=900N。对地面的压力：F=G=900N，提升前物块对水平地面的压强：p=4.5104Pa；（2）由图知，绳子的有效段数n=3，则绳子自由端移动的距离为
39、：s=3h=35m=15m，工人拉力做功的功率：P=200W；（3）滑轮组提升该物块的机械效率：=100%=75%。答：（1）提升前物块对水平地面的压强为4.5104Pa；（2）工人拉力做功的功率为200W；（3）滑轮组提升该物块的机械效率为75%。15、小段用如图17所示装置，使用一根杠杆AB和滑轮的组合将一合金块从水中提起，滑环C可在光滑的滑杆上自由滑动。已知合金密度=1.1104kg/m3：所用拉力F为500N，且始终竖直向下；O为支点，且AO=4OB：动滑轮的机械效率为75%。若杠杆质量、杠杆与支点间摩擦不计，整个过程中合金块始终未露出水面。求：（1）当拉力F向下移动距离为l.2m时，
40、拉力F对杠杆所做的功？此时绳子对杠杆B点的拉力？（2）合金块的体积？解：（l）由题意知，拉力竖直向下为F=500N，其向下做的的功为W=FS=500N1.2m-600J；在AB杠杆向下移动过程中，动力臂与阻力臂维持，由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得绳子对杠杆B点的拉力（2） 设合金块的体积为Vs，合金块所受绳的拉力为F3，分析题意动滑轮的机械效率为75%可得= ，化简为75%= 代入数据得FB=3000N合金块在上升过程中，始终没有出液面，故对其受力分析得F3+F浮=G物代入数据3000N+水gV金=金gV金解得V金=0.03m3。16、如图是某科技小组设计的在岸边打捞水中金属块的装置示意
41、图，每个滑轮重为100N，均匀实心金属块的密度为8103kg/m3，金属块的质量为80kg。绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计，金属块一直匀速上升。（水的密度水1.0103kg/m3，g取10N/kg）（1）在金属块还未露出水面时，求此时金属块所受到的浮力；（2）在金属块未露出水面时，求人的拉力F；（3）金属块在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，求人的拉力所做的功。解：（1）因为金属块浸没水中，所以金属块排开水的体积：V排VA0.01m3；金属块所受的浮力：F浮水gV排1103kg/m310N/kg0.01m3100N；（2）由图知，使用的滑轮组n2，在金
42、属块未露出水面时，绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计，人的拉力：F（GAF浮+G动）（80kg10N/kg100N+100N）400N；（3）拉力端移动距离s2h22m4m，人的拉力所做的功：WFs400N4m1600J。答：（1）在金属块还未露出水面时，此时金属块所受到的浮力为100N；（2）在金属块未露出水面时，人的拉力F为400N；（3）金属块在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，人的拉力所做的功为1600J。17、如图是某科技小组设计的在岸边打捞水中金属块的装置示意图，每个滑轮重为100N，均匀实心金属块的密度为8103kg/m3，金属块的质量为80
43、kg。绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计，金属块一直匀速上升。（水的密度水1.0103kg/m3，g取10N/kg）（1）在金属块还未露出水面时，求此时金属块所受到的浮力；（2）在金属块未露出水面时，求人的拉力F；（3）金属块在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，求人的拉力所做的功。解：（1）因为金属块浸没水中，所以金属块排开水的体积：V排VA0.01m3；金属块所受的浮力：F浮水gV排1103kg/m310N/kg0.01m3100N；（2）由图知，使用的滑轮组n2，在金属块未露出水面时，绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计，人的拉力：F（GAF浮+G动）（80kg10N/
