2022 年中考物理《简单机械》计算题专题练习 一、杠杆类相关计算 1．如图所示，水平地面上有一重 900N 的物体，现用细绳将其挂在轻质杠杆的 A 端，在 杠杆的 B 端竖直向下用力拉杠杆，杠杆在水平位置平衡，已知拉力 F1＝200N，AO： OB＝1：3，物体的底面积为 0.2m2．求： （1）细绳对杠杆的拉力 F2； （2）剪断细绳后，物体对地面的压力和压强。 2．如图所示，杆秤可视为杠杆，提钮处为支点 O，若不计其自重，当在挂钩悬挂被称物 体后处于平衡状态，已知 CO＝4cm，OD＝8cm，秤砣的重力为 10N。求： （1）这杆秤所能测物体的最大重力为 100N，求 OB 的长度。 （2）当秤砣处于 D 位置时，被称物体的质量为多少 kg？ （3）若有人换了一个质量为 0.8kg 的秤砣，售出杆秤刻度显示 2kg 的物品，则物品的 实际质量是多少？ 3．图甲是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔，其示意图如图乙所示。 轻质杠杆的支点 O 距左端 L1＝0.5m，距右端 L2＝0.2m。在杠杆左端悬挂质量为 2kg 的物体 A，右端挂边长为 0.1m 的正方体 B，杠杆在水平位置平衡时，正方体 B 对地面 的压力为 20N。求：（g＝10N/kg） （1）此时杠杆右端所受的拉力大小？ （2）正方体 B 的重力？ （3）若该处为松软的泥地，能承受的最大压强为 4×103Pa，为使杠杆仍在水平位置平 衡，物体 A 的重力至少为多少？ 4．杆秤是从我国古代沿用至今的称量工具。题图是小明制作的杆秤的示意图。使用时， 将待称物体挂在秤钩上，用手提起 B 或 C(相当于支点)处的秤纽，移动秤砣至秤杆上的 位置 D，使秤杆达到水平平衡时可读出待称物体的质量。此秤最大称量是 10 kg，秤 砣最远可移至 E 点。秤杆和秤钩的质量忽略不计，AB、BC、BE 的长度如图所示， 求： (1)提起哪处的秤纽，此秤的称量最大？ (2)秤砣质量为多少？ (3)当提起 C 处秤纽称一袋质量为 2 kg 的荔枝时，D 与 C 之间的距离为多少？ 5．甲为实心圆柱体，底面积为 10cm2，高为 18cm，重力为 5.4N，乙与甲完全相同。如 图所示，甲置于水平地面，将细绳一端系于甲上表面的中央，另一端竖直拉着轻质杠杆 的 A 端；将乙悬挂在杠杆的 B 端，并放入底面积为 40cm2 的薄壁圆柱形容器 M 中，现 将质量为 700g 的水注入容器，当水的深度为 20cm 时，杠杆在水平位置平衡，已知 AO：OB＝2：1，求： （1）圆柱体甲的密度是多少？ （2）圆柱体乙所受到的浮力是多少？ （3）加水前后，甲对水平地面压力的变化量？ 二、滑轮类相关计算 6．如图所示，通过滑轮组用 200N 的拉力在 20s 内将重为 480N 的物体匀速 提高 2m，（不计绳重和摩擦），求： （1）动滑轮重；（2）绳自由端的移动速度为多大？（3）若重物再增加 150N，要使重 物匀速上升，作用在绳自由端的拉力至少多大？ 7．体重为 800N 的人，双脚与地面的接触面积为 400cm2，用图甲所示的滑轮组提升物 体 M。已知被提升的物体 M 重为 900N，人加在绳子自由端的拉力 F 将物体 M 以 0.4m/s 的速度匀速提升到 8m 的高度，拉力做的功 W 随时间 t 的变化图象如图乙所 示。不计钢丝绳的重力、摩擦力，则： （1）滑轮组提升重物所做的有用功是多少？ （2）滑轮组提升重物的机械效率是多少？ （3）动滑轮的重力是多少？ 8．如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图，已 知井深 10m，物体重 G＝4×103N，汽车重 G 车＝3×104N，汽车匀速拉绳 子时的拉力 F＝2×103N，汽车受到的阻力为车重的 0.05 倍。请计算： （1）若汽车运动的速度为 1.2m/s，则将物体由井底拉至井口，需要多长时间？（2）滑 轮组的机械效率是多少？ （3）汽车的牵引力是多大？（4）将物体由井底拉至井口，汽车的牵引力做的功是多少？ 9．如图所示，用 200N 的拉力拉着物体 A 在水平面上匀速向左运动，物体 A 与滑轮相连的绳子所受的拉力为 A 所受摩擦力的 4 倍，若不计滑轮重，绳 重及滑轮装置摩擦，则物体 B 与底面间的摩擦力为多大？ 10．在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组。为 了尽快疏通道路，交警指挥拖车只用了 30s 时间，将水平路面上质量是 1.5t 的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是 5m/s，绳子自由 端的拉力 F 是 500N，地面对故障车的摩擦力为车重力的 0.08 倍。求： （1）拉力 F 在 30s 内所做的功；（2）整个装置的机械效率。 11．工人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运石材。石材放在水平地面上，在大小为 500N 的拉力 F 的作用下沿水平方向做匀速直线运动，其路程随时间变化的图象如图乙所示。 滑轮组和绳子的自重不计，滑轮组的机械效率为 80%。在此过程中石材移动了 8m， （g＝10N/kg） 求： （1）石材移动的速度； （2）工人做的总功； （3）石材在水平方向上受到的阻力 f。 12．建筑工地上，工人用图甲所示的滑轮组利用箱子送建材上楼，每次运送量不定。滑轮 组的机械效率随重力不同的建材变化的图像如图乙所示，滑轮与钢绳间的摩擦力及箱子 和绳重忽略不计。求： （1）若工人用 200N 的拉力将建材匀速竖直向上提升了 6m，拉力所做的总功； （2）动滑轮重为多少； （3）当滑轮组的机械效率为 80%时，所运送建材的重力。 三、斜面类相关计算 13．如图所示，工人分别沿着 AB、AC 两个斜面，把重 900N 的物体从斜面底部匀速拉到 高 h＝2m 的斜面顶端，斜面 AB 长 s1＝3m，斜面 AC 长 s2＝4m，不计空气阻力，请 解答下列问题： （1）如果斜面 AB 是光滑的，则工人沿斜面 AB 所用的拉力为多少？ （2）如果斜面 AC 是粗糙的，工人沿斜面 AC 所用的拉力为 500N，则斜面的机械效率 是多少？物体与斜面之间的摩擦力是多大？ 14．如图，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重 G＝9×104N 的货物 A 沿斜面向上匀速运动。货物 A 的速度为 v＝2m/s，经过 t＝10s，货物 A 竖 直升高 h＝10m。已知汽车对绳的拉力 F 的功率 P＝120kW，不计绳、滑 轮的质量和摩擦，求：（1）t 时间内汽车对绳的拉力所做的功；（2）汽车 对绳的拉力大小；（3）斜面的机械效率。 15．救援车工作原理如图所示，当车载电机对钢丝绳施加拉力 F 大小为 2.5×103N 时，小 车 A 恰能匀速缓慢地沿斜面上升，已知小车 A 的质量为 1t，斜面高为 2m，斜面长为 5m（不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦），在 小车 A 由水平路面被拖上救援车的过程中，求： （1）钢绳所做的有用功； （2）整个装置的机械效率； （3）小车 A 与斜面间的摩擦力。 四、水下打捞类相关计算 16．图甲所示是某地修建大桥时使用滑轮组打捞不慎落入水中的柱形石料 M 的示意图。在 整个打捞过程中，石料以恒定的速度 v＝0.1m/s 上升，石料离开水面之后绳子自由端 的拉力 F＝1000N。图乙是钢丝绳的拉力 T 随时间变化的图像，t＝0 时刻石料刚好离 开湖底，g 取 10N/kg。求：（不计水面变化） （1）石料的质量 m；（2）石料完全浸没在水中受到的浮力 F 浮； （3）湖底受到水的压强 p；（4）石料离开水面之后滑轮组的机械效率 η。 17．如图所示，用滑轮组提升浸没在水中的棱长为 1m 的正方体重物，重为 2.6×104N， 以 0.1m/s 匀速上升，重物在露出水面后，拉力 F 为 1×104N，不计绳重及摩擦，求： （g 取 10N/kg） （1）重物在露出水面前受到的浮力； （2）动滑轮的重； （3）当重物完全露出水面前，滑轮组的机械效率； （4）当重物完全露出水面后，滑轮组的机械效率。 18．如图是工人将重 160N 的物体匀速放下的过程，已知物体下降的距离为 3m，用时 3s，工人的拉力为 50N，工人质量为 50kg。（物体未浸入水 中，且不计绳重及摩擦）（1）求工人放绳的速度。（2）求滑轮组的效率 η1 （3）如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为 η2，已知 η1：η2＝4：3（物体在水中仍 匀速下降，动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦）。求当物体完全浸没水中后，工人对 地面的压力。 19．如图所示，体积为 10﹣3m3、重为 22N 的实心正方体 A 放置在装有水的容器底部，水 深 0.45m，容器底面积为 200cm2，现用图甲所示的滑轮组将其匀速提升（忽略绳 重、摩擦），滑轮组绳子自由端的拉力为 F，物体 A 下表面到容器底部的距离为 h，F 与 h 的关系如图乙所示。求： （1）浸没在水中的 A 受到的浮力 F 浮； （2）浸没在水中的 A 受到滑轮向上的拉力 F 拉； （3）A 未露出水面时，滑轮组的机械效率 η； （4）A 完全脱离水面后，水对容器底部的压强。 20．图甲所示是某地修建大桥时使用滑轮组打捞不慎落入水中的柱形石料 M 的示意图。在 整个打捞过程中，石料以恒定的速度 v＝0.1m/s 上升，石料离开水面之后绳子自由端 的拉力 F＝1000N。图乙是钢丝绳的拉力 T 随时间变化的图像，t＝0 时刻石料刚好离 开湖底，g 取 10N/kg。求：（不计水面变化） （1）石料的质量 m； （2）石料完全浸没在水中受到的浮力 F 浮； （3）湖底受到水的压强 p； （4）石料离开水面之后滑轮组的机械效率 η。