《2022年中考物理复习综合性试题汇编之机械与功.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年中考物理复习综合性试题汇编之机械与功.pdf（57页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2022年中考物理复习综合性试题汇编之机械与功一.滑轮组绳子拉力的计算（共 1小题）1.（2022江阴市校级模拟）如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物 体 M 为 重 5000N的配重，杠杆A B的支点为O,已知OA：OB=1：2,滑轮下面挂有建筑材料P,每个滑轮 重 100N,工人体重为700N,杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计，当工人用300N的力竖直向下以lm/s的速度匀速拉动绳子时（）A.A 点受到700N的拉力B.建筑材料P 重为600NC.建筑材料P 上升的速度为3m/sD.物体M 对地面的压力为4500N二.杠杆的平衡条件（共 6 小题）2.（2021 镇平县模拟）如图所示，一
2、重力不计的木板可绕点无摩擦转动，OA=lm,OB 3m,A 端挂有一边长为10cm的正方体物块P,一个重为500N的人站在B 点时，P 对地面的压力恰好为零。下列说法正确的是（）A.物块P 的重力为1000NB.人向左运动1m后，物块P 对地面的压力等于其本身的重力C.人向左运动1m后，物块P 对地面的压强为SXIo,PaD.人向左运动2m 后，木板A 端开始下沉（多选）3.（2021 无棣县二模）重 为 100N的甲物体静止在水平地面上时，对地面的压强为 6X l（）5pa。现将甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A 端，杠杆的B 端悬挂乙物体，乙物体的质量为3 k g,杠杆在水平位置平衡时。如图所示
3、。OA：AB=2：7,g 取 10N/kg。要使甲物体恰好被细绳拉离地面，则（）A Q B“H=I E甲A.甲物体对地面的压力只需减少25NB.甲物体的底面积应小于6X 10-5/C,杠杆B 端所挂物体的质量至少增加至4kgD.可以移动支点O 的位置，使 AO：AB=1：44.（2020碑林区校级三模）如图所示，在杠杆C 点挂上钩码，在转轴O 上套有半径大小为R 的圆形纸板，纸板圆心也在。点。在杠杆上先后施加与纸板边缘相切的拉力FA、FB，杠杆都能在水平位置保持平衡。杠杆平衡时，拉 力 FB的 力 臂 大 小 为,拉 力 FA（选 填“、=”或“”）FB；如图2 所示，物 体 M 重 G=5
4、0 牛，当滑轮在恒力F的 作 用 下 以 0.25m/s的速度匀速上升时，物 体 M 的速度 m/s,作 用 力 F=5.（2021 长沙一模）小宇同学发现了一个金属块，他想知道它的重力和密度.但他手中只有一只量程较小的弹簧秤，当他用此弹簧科测量此金属块的重力时，发现已超过弹簧秤的最大量程，于是他设计了如图所示的装置进行测量.已知OA：OB=1：3,用细绳把小石块悬挂于A 点，用弹簧秤在B 点施加一个竖直向上的力，当轻质杠杆OB在水平位置静止时，弹簧秤的读数为L 8N；然后向容器中加水，当金属块浸没于水中后，保持轻质杠杆 O B 仍然在水平位置静止，弹簧秤的读数为1.2N,则金属块的重力为 N
5、；金属块的密度是 kg/m3.（g 取 lON/kg,p 水=L OX 103kg/m36.（2021 河南模拟）如图甲所示，是小区内的一种新型健身器械，叫单人坐拉器，它的简化模型如图乙所示，坐在坐拉器座椅上的人，当双手用力向下拉动手柄A 时，操作杆AB会绕着转轴O 转动，连杆BD拉动杆O C 绕转轴0,转动，将座椅向上抬起，（g 取 10N/kg）甲 乙（1）该坐拉器有两个杠杆，其 中 O D C 杠杆是 杠杆，该坐拉器使用过程中（选 填“省功”或“不省功”）。（2）已知手臂拉动A 端竖直向下移动30cm时，座椅竖直升高9 cm,用时5 s,若人的质量为60kg,利用坐拉器抬起人的机械效率为
6、90%,则抬起人的过程所做功的功率为多少？（3）已知图乙中OA：OB=6：1,OC：OD=2：1,此时A B杆处于水平位置，BD杆垂直于杆A B和 OC,BD杆对A B和 O C 杆的拉力均沿着B D,且大小相等，若手臂对手柄A 的拉力方向和人的重力方向视作同一直线，物体间相互作用力的大小相等、方向相反，忽略坐拉器的自重、转动时的摩擦和座椅的尺度。若小红的质量为4 0 k g,则此时小红让自己保持图乙的状态，需要对手柄A 施加竖直向下的拉力为多大？7.（2021吴江区二模）如图甲所示是一种塔式起重机上的滑轮组。已知在匀速吊起600kg的货物时，滑轮组的机械效率是8 0%,不计摩擦和绳重，g 取
7、 10N/kg。（1）绳端的拉力F 是多大？（2）货物在10s内匀速上升5 m,绳端拉力的功率是多大？（3）图乙中悬吊货物所用动滑轮与图甲中相同，若配重质量为3 t,平衡臂长h=5 m,起重臂长12=1 5 m,当把货物送至最右端且塔臂在水平位置平衡时，求此时货物的质量。三.杠 杆 的 应 用（共1小题）8.（2022河南二模）如图所示，轻质杠杆O P长2 m,能 绕O点转动，P端用细绳悬于N点。现有一质量为1kg的物体A通过滑环挂在M点（滑环和绳子的质量可忽略），OM的长度为0.2m,由于杆OP与水平方向成3 0 角倾斜，滑环刚好能由M向P端匀速滑动，滑动速度为0.02m/s,细强能承受的最
8、大拉力为9N（g取10N/kg）.请计算：（1）滑环从M点开始滑动，经过多少秒后细绳会断裂。（2）从滑环自M点滑动到细强PN断裂时，A在竖起方向上下落的高度为多少米，A所受重力做的功是多少焦。四.滑 轮（组）的机械效率（共4小题）9.（2022深圳校级模拟）渔民利用如图所示的滑轮组把水中的小渔船拖上岸进行维护，当渔民作用在绳子自由端的拉力为150N时，小渔船在河水中以0.2m/s的速度匀速向右运动，每个滑轮重为6 0 N,不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，下列说法正确的是（）A.拉力的功率为30WB.小渔船在水中受到的阻力为180NC.滑轮组的效率为80%D.小渔船从水中被拖上岸后滑轮组的效率变低（
9、多选）10.（2021绿园区二模）如图甲所示，用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组提升重物A。拉力F 随时间I 的变化关系如图乙所示，重物上升的速度v 随时间t 变化的关系如图丙所示 不计一切摩擦和绳重，已知在1s 3 s内，滑轮组的机械效率为7 5%,下列说法错误的是（）A.0 1s内重物A 受到了非平衡力的作用B.1 3 s内拉力F 的功率为400WC.动滑轮的重力为300ND.若将A 的重力减小为600N,则提升A 匀速上升时，滑轮组的机械效率将变为66.7%11.（2021 青秀区校级模拟）用如图甲所示的滑轮组在同一平面上均以0.2m/s的速度匀速拉动不同物体。根据测量结果画出了该滑轮
10、组机械效率与物体受到摩擦力大小变化的关系图像，如图乙所示。若不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，当物体向右运动0.3 m,绳子自由端移动 m,动滑轮的重力为 N,当滑轮组的机械效率为60%时，拉力Fb的功率是 Wo甲 乙12.(2021 碑林区校级二模)某施工队利用图1所示海上打捞平台装置打捞物体，使用电动机和滑轮组将物体从海底竖直匀速吊起。图 2 所示，物体到水面的距离为15m,A、B、C、D 四个点是物体从海底竖直向上匀速吊起过程经过的4 个位置。图 3 是物体所受拉力F 随时间t 变化的图像。(2)若不计摩擦、水的阻力及绳重，单个滑轮的重力为5000N,则物体A 完全浸没时电动机对绳子的拉力为多
11、大？(3)当物体A 完全离开水面后，上升过程中滑轮组对物体做功的功率为多少？(4)物体离开水面后从C 被匀速提升到D,若电动机此时提供给滑轮组绳子自由端的动力为2X1()4N,且已知10s内绳子自由端移动的距离是10 m,求滑轮组的机械效率。五.功 率 的 计 算(共 2 小题)13.(2022绍兴模拟)在某次跳伞训练过程中，一体重为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，速度与时间的关系如图，经 15s下落210m后，开始做匀速直线运动直至落地，整个过程用时30s。在这个过程中运动员()v/(ms-1)A.受到的重力小于阻力B.下落的平均速度20m/sC.机械能先增加再减小最
12、后保持不变D.运动员的重力做功的平均功率为5X 1（）3W14.（2021大庆）小明同学设计了如图甲所示的滑轮组装置，当施加图乙所示随时间变化的水平拉力F 时，重物的速度v 随时间t 变化的关系如图丙所示。不计绳与滑轮的重量及滑轮转动时的摩擦，绳对滑轮的拉力方向近似看成水平方向。在 0-1 s 内，重物受到地15.（2021苏州）如图，质量为2m 的物块P 下方连接有一个质量为m 的钩码，上端通过细线绕过轻质定滑轮连接一质量为2 m 的物块Q,将它们由静止释放。在物块P 下落到地面的过程中，P,Q 间细线拉力大小为F,（细线重力及各处的摩擦均不计，钩码落地后不弹起）（）A.钩码落地前F=3mg
13、,Q 的机械能增大B.钩码落地前F2mg,P 的机械能减小2022年中考物理复习综合性试题汇编之机械与功参考答案与试题解析滑轮组绳子拉力的计算（共 1 小题）1.（2022江阴市校级模拟）如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物 体 M 为 重 5000N的配重，杠杆A B的支点为O,已知OA：OB=1：2,滑轮下面挂有建筑材料P,每个滑轮 重 100N,工人体重为700N,杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计，当工人用300N的力竖直向下以lm/s的速度匀速拉动绳子时（）A.A 点受到700N的拉力B.建筑材料P 重为600NC.建筑材料P 上升的速度为3m/sD.物体M 对地面的压力为4500N
14、【考点】滑轮组绳子拉力的计算；杠杆的平衡条件；压力及重力与压力的区别.【专题】压强、液体的压强；简单机械；分析、综合能力.【分析】（1）对定滑轮进行受力分析，定滑轮受向下的重力、3 段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力，从而可求出A 点受到的拉力；（2）由图可知n=2,且滑轮组摩擦均不计，由 F=2（G+G动）可求得建筑材料P 重；2（3）物重由2 段绳子承担，建筑材料P 上升的速度v=1 v 绝，2（4）分析A 点受到的力和杠杆的平衡条件分析出B 点的拉力，对 M 受力分析得出地面对物体的支持力即物体M 对地面的压力。【解答】解：（1）由于定滑轮受向下的重力、3 段绳子向下的拉力、杠杆对
15、定滑轮向上的拉力，由力的平衡条件可得：FA=3F+G*=3 X 300N+100N=1000N,故 A 错误；B、由图可知n=2,且滑轮组摩擦均不计，由 F=1（G+G动）可得，建筑材料P 重：G2=2 F-G 动=2X300N-100N=500N,故 B 错误；C、物重由2 段绳子承担，建筑材料P 上升的速度v=2 v 纯=工X lm/s=0.5m/s,故 C 错2 2误；D、杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等，即 FA=FA=1 0 0 0 N；根据杠杆的平衡条件：FA X O A=FBX O B,且 OA：OB=1：2,所以，FB=FA X空=1 0 0 0
16、 NXJL=50 0 N；O B 2因为物体间力的作用是相互的，所以杠杆对物体M 的拉力等于物体M 对杠杆的拉力，即 FB =FB=50 0 N；物体M 受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力，则物体M 受到的支持力为：FM支 持=GM-FB =5000N-500N=4500N,因为物体间力的作用是相互的，所以物体M 对地面的压力：FM（E=FM支 持=4500N,故 D 正确。故选：D。【点评】本题是综合性很强的题目，考查了物体受力的分析、使用滑轮组拉力的计算，其中对物体受力分析是难点。二.杠杆的平衡条件（共 6 小题）2.（2021 镇平县模拟）如图所示，一重力不计的木板可绕点
17、无摩擦转动，OA=lm,OB=3m,A 端挂有一边长为10cm的正方体物块P,一个重为500N的人站在B 点时，P 对地面的压力恰好为零。下列说法正确的是（）A.物块P 的重力为1000NB.人向左运动1m后，物块P 对地面的压力等于其本身的重力C.人向左运动1m后，物块P 对地面的压强为5X l（）4paD.人向左运动2m 后，木板A 端开始下沉【考点】杠杆的平衡条件；压强的大小及其计算.【专题】应用题；压强、液体的压强；简单机械；分析、综合能力.【分析】（1）人站在B点时，P对地面的压强刚好为零，说明绳对物体的拉力等于物体的重力，根据杠杆平衡条件FILI=F2L 2 可计算物体P的重力；（
18、2）当人向左运动1 m 时，人的力臂变小，绳对正方体P的拉力变小，正方体P对地面的压力等于重力减去拉力，根据压强公式可计算P对地面的压强；（3）当人向左运动2 m后，人的力臂变小，根据杠杆平衡条件可知杠杆的状态。G 人 x 0 B【解答】解:A、由杠杆平衡条件可得:G人 X OB=GPX O A,则Gp=q_=500N 6 X 1 0 5m 2,S P 6 X 1 05pa故B错误；C.甲物体恰好被细绳拉离地面时，A端受到绳子的拉力FA=G.fl=1 0 0 N,由杠杆平衡条件可得：FA-OA=FB-OB,则杠杆 B 端受到的拉力 FB=-FA=FA=QA FA=X 1 0 0 N=4 0 N
19、,A B A B A B-O A 7-2因杠杆B端受到的拉力等于物体乙的重力,G F所以，由6=0 可得，物体乙的质量m 4=，=第=4ON.=4kg,g gg lON/kg则杠杆B端所挂物体的质量至少增加至4 k g,故C正确；D.设甲物体恰好被细绳拉离地面时迪=k,AB由杠杆的平衡条件可得：FAOA=FBO B,即100NXkAB=30NX（AB-kAB）,解得：k=且，即AO：A B=3：1 3,故D错误。13故选：AC【点评】本题考查了学生对杠杆平衡条件、压强公式的掌握和运用，能根据杠杆平衡条件、压强公式得出关于物体甲的重力是本题的关键。4.（2020碑林区校级三模）如图所示，在杠杆C
20、点挂上钩码，在转轴。上套有半径大小为R的圆形纸板，纸板圆心也在O点。在杠杆上先后施加与纸板边缘相切的拉力FA、FB.杠杆都能在水平位置保持平衡。杠杆平衡时，拉力FB的力臂大小为_ E _，拉力FA=（选填”或“OA；则 FG=FI 丝=1.8N xS=5.4N；0A 1因金属块受重力和拉力而处于平衡状态，故此金属块的重力G=FG=5.4 N；（2）浸没水中后，杠杆平衡，由杠杆的平衡条件可知：F20B=F 0A；F，=F2 坦=1.2NX g=3.6N；OA 1金属块此时受重力G、浮力F 浮及拉力F 而处于平衡状态，故有：G=F 浮+F；则浮力 F 浮=G-F =5.4N-3.6N=1.8N；（
21、3）由 F Lp is g V 排得，排开的水的体积即金属块的体积为：V=V F*=-1.8N-=8 X jo 4m3；P 水g 1.OX 1 03kg/m3X lQN/kg金属块质量 m=-.=0.54kg；g lON/kg则金属块的密度p=r54k卷=3X103kg/mV 1.8X 104m3故答案为：5.4；3 X 1（）3。【点评】本题综合了杠杆的力矩平衡关系、浮力公式、密度公式及受力分析等，对学生要求较高；学生应通过受力分析将以上知识点加以综合利用，才能准确求解。6.（2021 河南模拟）如图甲所示，是小区内的一种新型健身器械，叫单人坐拉器，它的简化模型如图乙所示，坐在坐拉器座椅上的
22、人，当双手用力向下拉动手柄A 时，操作杆AB会绕着转轴O 转动，连杆BD拉动杆O C 绕转轴CT转动，将座椅向上抬起，（g 取 10N/kg）甲乙（1）该坐拉器有两个杠杆，其中ODC杠杆是 费力 杠杆,该坐拉器使用过程中 不省功（选 填“省功”或“不省功”）。（2）已知手臂拉动A 端竖直向下移动30cm时，座椅竖直升高9cm,用时5 s,若人的质量为60kg,利用坐拉器抬起人的机械效率为90%,则抬起人的过程所做功的功率为多少？（3）已知图乙中OA：OB=6：1,OC：OD=2：1,此时A B 杆处于水平位置，BD杆垂直于杆A B 和 OC,BD杆对A B 和 O C 杆的拉力均沿着B D,且
23、大小相等，若手臂对手柄A 的拉力方向和人的重力方向视作同一直线，物体间相互作用力的大小相等、方向相反，忽略坐拉器的自重、转动时的摩擦和座椅的尺度。若小红的质量为40kg,则此时小红让自己保持图乙的状态，需要对手柄A 施加竖直向下的拉力为多大？【考点】杠杆的平衡条件；功率的计算.【专题】计算题；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力.【分析】（1）根据动力臂和阻力臂的大小关系判断杠杆的分类；使用任何机械都不能省功；（2）先求出人的重力，然后根据W=G h求出有用功，再利用）=_ 旦 旦 乂 100%求出坐拉器抬起人所做的总功，最后根据p=上求出抬起人所做功的功率；t（3）根据杠杆平衡条件，对于杠
24、杆AOB来说有：FAXOA=FBX O B,对于杠杆O CD来说有：（G-FA）XO;C=FDXO D,结合题意二者联立即可得出答案。【解答】解：（1）由图可知，杠杆O DC中，D 点的拉力FBD是动力，C 点人对C 的压力是阻力；因为动力臂小于阻力臂，所以它是费力杠杆；根据功的原理可知，使用任何机械都不能省功；（2）人的重力为：G=mg=60kgX 1 ON/kg=600N,有用功：W?（=Gh=600NX0.09m=54J,W有用由n=-5 -x 100%得，抬起人所做的总功：Wts心W&=W 有用=四;=6OJ,T 1 90%则抬起人所做功的功率为:P=I L=60J=12W；t 5s(
25、3)小红的重力为：G=m g=40kgX10N/kg=400N,对于杠杆AOB来说，根据杠杆平衡条件可得：FAX O A =FBXOB,即：区=强=工-FB OA 6对于杠杆O CD 来说，根据杠杆平衡条件可得：（G-FA ）XO C=FDXO D,即：_4_0_0_N_-F_ 4 7=x 0 _n _1-（2）FD O C 2由题意知，FB=FD，由于物体间相互作用力的大小相等，即 FA=FA,由契可得，=,400N-FA 3解得：FA=1 0 0 N。答：（1）费力；不省功；（2）抬起人的过程所做功的功率为12W；（3）需要对手柄A 施加竖直向下的拉力为100N。【点评】本题以生活中的健身
26、器材为情景，考查了重力公式、功的公式、效率公式、功率公式以及杠杆平衡条件的应用，关键是杠杆模型的建立，两次利用杠杆平衡条件即可正确解题，有一定的难度。7.（2021吴江区二模）如图甲所示是一种塔式起重机上的滑轮组。已知在匀速吊起600kg的货物时，滑轮组的机械效率是8 0%,不计摩擦和绳重，g 取 10N/kg。（1）绳端的拉力F 是多大？（2）货物在10s内匀速上升5 m,绳端拉力的功率是多大？（3）图乙中悬吊货物所用动滑轮与图甲中相同，若配重质量为3 t,平衡臂长h=5 m,起重臂长12=1 5 m,当把货物送至最右端且塔臂在水平位置平衡时，求此时货物的质量。【考点】杠杆的平衡条件；滑 轮
27、(组)的机械效率；功率的计算；滑轮组绳子拉力的计算.【专题】计算题；重力、弹力、摩擦力；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力.【分析】(1)利用G=m g计算货物的重力，由图可知n=3,利用口=3亘=01=W 总 F s F n h且 求绳端拉力F；n F(2)绳子自由端移动的距离$=而，利用W=F s求拉力做的总功，利用P=必求拉力的t功率；(3)利用不计绳重和摩擦时F=JL(G+G动)求动滑轮的重力；利用G=m g计算配重的n重力，根据杠杆平衡条件求货物和动滑轮的总重，进而求出货物的重力，最后 利 用G=m g求货物的质量。【解答】解：(1)由图可知n=3,货物的重力：G=m g=6 0
28、 0 k g X 1 O N/k g=6 0 0 0 N,因为 n=_ 5 _=L=&L=_ 2 _,所以绳端拉力：F=_ 2 _=6 0 0 0 N =2 5O O N；W 总 F s F n h n F n T 3 X 8 0%(2)绳子自由端移动的距离：s=n h=3 X 5 m=1 5 m,拉力做的总功：W总=F s=2 5 0 0 N X l 5 m=3 7 5 0 0 J,则拉力的功率：P=_ I =3 7 5 0 0 J =3 7 5 0 W；t 1 0 s(3)因为不计绳重和摩擦时F=工(G+G动)，所以动滑轮的重力：G动=n F-G=3 X 2 5 0 0 Nn-6 0 0
29、0 N=1 5 0 0 N；配重的重力：G 配=m 配8=3 I C p k g x i 0 N/k g=3 X 1 04N,根据杠杆平衡条件有：G/I=F2L 2，代入数据有：3X104NX5m=F2X15m,解得：F2=1X1O4N,所以此时货物的重力：G=F2-G 动=1X 1（）4N-1500N=8500N,所以此时货物的质量：m=-=-2 2 1 L=850kgog 10N/kg答：绳端的拉力F 是 2500N；（2）货物在10s内匀速上升5 m,绳端拉力的功率是3750W；（3）此时货物的质量为850kg。【点评】本题考查了重力的计算、杠杆的平衡条件、使用滑轮组时有用功、总功、功率
30、和机械效率的计算，利用不计绳重和摩擦时F=JL（G+G动）是解题的关键。n三.杠杆的应用（共1小题）8.（2022河南二模）如图所示，轻质杠杆O P 长 2 m,能 绕 O 点转动，P 端用细绳悬于N点。现有一质量为1kg的物体A 通过滑环挂在M 点（滑环和绳子的质量可忽略），OM的长度为0.2m,由于杆O P与水平方向成30。角倾斜，滑环刚好能由M 向 P 端匀速滑动，滑动速度为0.02m/s,细强能承受的最大拉力为9N（g 取 10N/kg）.请计算：（1）滑环从M 点开始滑动，经过多少秒后细绳会断裂。（2）从滑环自M 点滑动到细强PN 断裂时，A 在竖起方向上下落的高度为多少米，A 所受
31、重力做的功是多少焦。【考点】杠杆的应用；功的计算.【专题】定量思想；简单机械；功、功率、机械效率.【分析】（1）设滑环从M 开始滑动起，经过时间t 后细绳断裂，可列出关于时间t 的方程 OP=O M+vt,根据杠杆平衡的条件，可求P 点最大拉力时时间t 的大小。（2）根据W=G h=m gh即可求出重力做的功；【解答】解：（1）已知O 为支点，设绳子对P 点的拉力为动力，A 物体对M 点的拉力为阻力，分别作出它们的力臂。如图所示：绳子断裂时即细绳承受的拉力达到最大，设此时滑环滑到B 点（图中未画出）,由杠杆平衡条件有：FPOPCOS30=FA*OBCOS30；由于 FA=mg=1 kg X 1
32、 ON/kg=1 ON,所以08=*=,则滑环从M 开始滑动所滑过的路程s=OB-OM=1.8m-0.2m=1.6m,由丫=且可得，所用时间为t=亘=士理=80s；t v 0.0 2 m/s（2）滑动过程中物体A 下降的高度为h=ssin30=1.6mX _ l=0.8m,2则重力做的功：WG=mgh=10NX0.8m=8J。答：（1）滑环从M 点开始滑动，经过80s后细绳会断裂。（2）从滑环自M 点滑动到细强PN 断裂时，A 在竖直方向上下落的高度为0.8m,A 所受重力做的功是8J。【点评】此题主要考查的是学生对杠杆平衡条件的应用、功的计算公式的理解和掌握，知识点较多，难度很大四.滑 轮（
33、组）的机械效率（共 4 小题）9.（2022深圳校级模拟）渔民利用如图所示的滑轮组把水中的小渔船拖上岸进行维护，当渔民作用在绳子自由端的拉力为150N时，小渔船在河水中以0.2m/s的速度匀速向右运动，每个滑轮重为6 0 N,不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，下列说法正确的是（）A.拉力的功率为3 0 WB.小渔船在水中受到的阻力为1 8 0 NC.滑轮组的效率为8 0%D.小渔船从水中被拖上岸后滑轮组的效率变低【考点】滑轮(组)的机械效率；功率的计算；力的合成与应用；滑轮组绳子拉力的计算.【专题】应用题；运动和力；功、功率、机械效率；分析、综合能力.【分析】(1)根据图示可知滑轮组绳子的有效股数n
34、=2,根 据v =n v股求出绳子自由端移动的速度，根据P=乜=%_=F v求出拉力的功率；t t(2)不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，根据F=(F拉+G动)求出小渔船受到的拉力；再2根据小渔船匀速行驶时受到的拉力和阻力是一对平衡力可知阻力的大小；(3)小渔船受到拉力做的功为有用功，根据亘=5拽求出滑轮组的效率;W 总 F s 2 F(4)小渔船从水中被拖上岸后，小渔船受到的阻力变大，即克服小船受到阻力做的有用功增大，在额外功不变时，有用功在总功中所占的比例增大，据此判断机械效率的变化。【解答】解:A、由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2,则绳子自由端移动的速度：v=2 v船=2 X0.2 m/s
35、=0.4 m/s,拉力的功率：p=y=E _=Fv=1 5 0 NX0.4 m/s=6 0 W,故 A 错误；t tB、不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，小渔船受到的拉力与动滑轮重、自由端拉力的关系：F=1 （F 叔+G 动）,2即 1 5 0 N=2（FJ；,+60N）,2解 得 F 拉=240N,由于小渔船匀速行驶时受到的拉力和阻力是一对平衡力，所以小渔船受到的阻力f=F 扭=2 4 0 N,故 B 错误；C、滑轮组的效率：n%s _ 240N_X 100%=80%,故 C 正确；W 总 F s 2F 2X150ND、不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，小渔船从水中被拖上岸后，克服小船受到阻力做的有用功
36、增大，在额外功不变时，有用功在总功中所占的比例增大，因此滑轮组的机械效率变大，故 D 错误。故选：Co【点评】此题主要考查了滑轮组绳子拉力计算公式、滑轮组的机械效率和功率计算公式的应用，综合性强，难度不大，属于中档题。（多选）10.（2021绿园区二模）如图甲所示，用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组提升重物A 拉力F 随时间t 的变化关系如图乙所示，重物上升的速度v 随时间t 变化的关系如图丙所示。不计一切摩擦和绳重，已知在1s 3 s内，滑轮组的机械效率为7 5%,下列说法错误的是（）A.0 1s内重物A 受到了非平衡力的作用B.1 3 s内拉力F 的功率为400WC.动滑轮的重力为300
37、ND.若将A 的重力减小为600N,则提升A 匀速上升时，滑轮组的机械效率将变为66.7%【考点】滑 轮（组）的机械效率；功率的计算；滑轮组绳子拉力的计算.【专题】计算题；运动和力；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力.【分析】（I）物体静止或做匀速直线运动时处于平衡状态，受到的力为平衡力，否则为非平衡状态，受到的力为非平衡力；（2）利用P=*=1 9=FV可求拉力的功率；t t（3）在 Is 3 s内，根据图甲读出滑轮组绳子的有效股数，根据图乙读出拉力F,根据图丙可知物体匀速上升，利 用 n=生=生=里=_ 可 求 出 物 体 的 重 力，不计一切摩W 总 Fs Fnh nF擦和绳重，根据
38、F=（G+G动）求出动滑轮的重力;nW有 W有（4）若将重物A 的重力减小为600N,提升重物匀速上升时，根据n=3=-W总W有+W额外Gh _ GGh+G 动 h G+G 动求出滑轮组的机械效率。【解答】解：A.由图丙可知，物体在0 1 s 内做变速运动，运动状态发生改变，由此可知物体A 受到了非平衡力作用，故 A 正确，不符合题意;B,在 1s 3 s内，由图甲可知n=3,图乙可知拉力F=5 0 0 N,图丙可知物体上升的速度v 物=1 m/s,拉力端的速度：v=3v物=3 义lm/s=3m/s,所以拉力的功率：P=.=Fv=500N X 3m/s=1500W,故 B 错误，符合题意；t
39、tC.在 Is 3 s内，由图乙可知拉力F=5 0 0 N,由图丙可知物体匀速上升，则滑轮组的机械效率n=!亘=与 且=巫=g=一 一X 100%=75%,解得：G=W 总 Fs Fnh nF 3X500N1125N,不计一切摩擦和绳重，由 F=1 （G+G动）可得，动滑轮的重力G a j=nF-G=3X 500Nn-I125N=375N,故 C 错误，符合题意；W有 W有 卜 rD.不计一切摩擦和绳重时o=-2=-=，W总W有+W额 外 Gh+G动h G+G动若将重物A 的重力减小为600N,则提升重物匀速上升时，滑轮组的机械效率n=幽一心61.5%,故 D 错误，符合题意。G+G动 600
40、N+375N故选：BCDo【点评】本题考查了力与运动的关系、滑轮组机械效率公式、滑轮组拉力公式的应用，从图像中获取有用的信息是关键。1 1.（2 0 2 1 青秀区校级模拟）用如图甲所示的滑轮组在同一平面上均以0.2 m/s 的速度匀速拉动不同物体。根据测量结果画出了该滑轮组机械效率与物体受到摩擦力大小变化的关系图像，如图乙所示。若不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，当物体向右运动0.3 m,绳子自由 端 移 动 0.9 m,动 滑 轮 的 重 力 为 1 0 0 N,当滑轮组的机械效率为6 0%时，拉力Fb的 功 率 是 5 0 W。【考点】滑 轮（组）的机械效率；功率的计算；滑轮组绳子拉力的计算；
41、滑轮组及其工作特点.【专题】应用题；图析法；简单机械；功、功率、机械效率；分析、综合能力.【分析】（1）根据图示滑轮组可知绳子的有效股数，当物体向右运动0.3m,根 据 s=nh求出绳子自由端移动的距离；（2）由图乙可知，当物体与地面间摩擦力为1 0 0 N时，滑轮组的机械效率为50%；通过滑轮组拉动水平面上的物体时，有用功为克服物体与地面间摩擦力做的功，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，克服动滑轮的重力做的功为额外功，拉力做的功等于有用功加上额外功，利用n=曳表示出滑轮组的机械效率即可求出动滑轮的重力；（3）当滑轮组的机械效率为60%时，根据1 1=一W 有9=f 生u 一=f求出摩擦力，W 总f
42、s+G 动s f+G 动利用F=1 （f+G 动）求出此时拉力，利用v 绳=”物求出绳子自由端移动的速度，利用Pn=旦=匡=F v 求出拉力F b的功率。t t【解答】解：（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3,当物体向右运动0.3m,绳子自由端移动的距离:s 绳 於 物=3 X 0.3m 0.9m；(2)由图乙可知，当f i =1 0 0 N时，滑轮组的机械效率ni =50%,通过滑轮组拉动水平面上的物体时，有用功：W有i=fi s,不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，额外功：W额=6动$,则总功：怂1=172+6动5,所以，r|i=.有=-=X 1 0 0%=50%,W总1 f 1 s+G z
43、 j h s 片+G 动 1 0 0 N+G 动解得：G动=1 0 0 N：(3)当滑轮组的机械效率口2=60%时，有：W 有2 f?S f 9 f on2=-=-=-x too%=60%,W 总2 f?s+G动s f?+G动 f2+100N解得：f2=1 50 N,此时拉力：Fb=A(f2+G 动)=Ax(1 50 N+1 0 0 N)=J M,n 3 3绳子自由端移动的速度：v 绳=nv 物=3X 0.2m/s=0.6m/s,拉力F b的功率：P=总 2.=,F bS 绳尸氏丫绳=25NX 0.6m/s=50 W。t t 3故答案为：0.9；1 0 0；50 o【点评】本题考查了滑轮组的特
44、点和机械效率公式、滑轮组拉力公式、做功公式、功率公式的应用，利用好公式!=&=盘=是关键。W总fs+G动s f+G动1 2.(20 21碑林区校级二模)某施工队利用图1所示海上打捞平台装置打捞物体，使用电动机和滑轮组将物体从海底竖直匀速吊起。图2所示，物体到水面的距离为1 5m,A、B、C、D四个点是物体从海底竖直向上匀速吊起过程经过的4个位置。图3是物体所受拉力F随时间t变化的图像。D图1图2(1)图1中物体受到的浮力是I X I O,N。(2)若不计摩擦、水的阻力及绳重，单个滑轮的重力为50 0 0 N,则物体A完全浸没时电动机对绳子的拉力为多大？(3)当物体A完全离开水面后，上升过程中滑
45、轮组对物体做功的功率为多少？(4)物体离开水面后从C被匀速提升到D,若电动机此时提供给滑轮组绳子自由端的动力为2X 1 0 4N,且已知1 0 s内绳子自由端移动的距离是1 0 m,求滑轮组的机械效率。【考点】滑轮(组)的机械效率；功率的计算；滑轮组绳子拉力的计算；浮力大小的计算.【专题】信息给予题；运动和力：长度、时间、速度；机械与功：简单机械；分析、综合能力；获取知识解决问题能力.【分析】(1)分析图2、3,确定物体在不同阶段的状态及受到浮力情况，物体从C点以后，脱离水面，物体受到的拉力即物体重力G大小；物体从A点到B点，物体浸没水中可知物体受到的拉力大小，由力的平衡得出物体受到的浮力；(
46、2)由图知绳子的有效段数，若不计摩擦、水的阻力及绳重，根据F=F2+G动 得出物n体A完全浸没时电动机对绳子的拉力；(3)知道物体到水面的距离和时间，利用速度公式求物体从A到B起吊过程中的速度,因物体做匀速直线运动，可 知A完全离开水面后的速度，根 据P=V=0 l=G v求出上t t升过程中滑轮组对物体做功的功率；(4)绳子自由端移动的距离s=2 h,根 据n=一更=型 乂1 0 0%得出滑轮组的机械效率。W总F s【解答】解：(1)由图2、3可知，物体从A、B、C到D,一开始全浸入，后来部分露出，再后来离开水面，物体受到的浮力先不变、后变小，最后受到的浮力为0,由力的平衡，拉力F=G-F浮
47、，物体从C点以后，脱离水面，物体受到的拉力F i =3 X 1 04N,即物体重力G=F i=3 X 1 04N；物体从A点到B点，物体浸没水中，物体受到的拉力F2=2X1()4N,由力的平衡，物体受到的浮力：-F2=3 X 1 04N-2 X 1 04N=1 X 1 04N；(2)由图知绳子的有效段数：n=2,若不计摩擦、水的阻力及绳重，单个滑轮的重力为5 0 0 0 N,则物体A完全浸没时电动机对绳子的拉力为：F=2=2X IOWOON=L2 5 X 1 O4N;2 2(3)物体到水面的距离s=1 5 m,t=3 0 s,物体从A到B起吊过程中的速度：v=5 m=O 5 m/s,因物体做匀
48、速直线运动，A完全离开水面后速度保持不变；30s升过程中滑轮组对物体做功的功率：.=G v=3 X 1 04NX 0.5 m/s=1.5 X 1 04W；t t(4)物体离开水面后从C被匀速提升到D,若电动机此时提供给滑轮组绳子自由端的动力F=2X1()4N,由图知，n=2,绳子自由端移动的距离s=2 h,滑轮组的机械效率：=生=Gh=_ 2 _=_3X-X 1 0 0%=7 5%；w 总 Fs FX2h 2F 2X2X1Q4N答：1XIO4N(2)物体A完全浸没时电动机对绳子的拉力为1.2 5 X 1 04；(3)上升过程中滑轮组对物体做功的功率为1.5 X 1 04W；(4)滑轮组的机械效
49、率为7 5%。【点评】本题为力学综合题，考查了速度公式、功率公式、效率公式和力的平衡的运用，分析题图，从中得出相关信息是关键。五.功 率 的 计 算(共2小题)1 3.(2 0 2 2绍兴模拟)在某次跳伞训练过程中，一体重为5 0 0 N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，速度与时间的关系如图，经1 5 s下落2 1 0 m后，开始做匀速直线运动直至落地，整个过程用时30s。在这个过程中运动员()A.受到的重力小于阻力B.下落的平均速度20m/sC.机械能先增加再减小最后保持不变D.运动员的重力做功的平均功率为5X1()3W【考点】功率的计算；机械能的概念；变速运动与平均速度.【专
50、题】计算题；功、功率、机械效率；应用能力.【分析】(1)做匀速直线运动时，受到的重力等于阻力，加速下落时，受到的重力大于阻力，减速下落时，受到的重力小于阻力；(2)根据图象中的体现形状，分析物体的运动状态，再根据速度公式丫=且求运动员下t落的平均速度；(3)由图像分析运动员的速度和高度变化，结合影响动能和重力势能大小的因素判断运动员的动能、重力势能、机械能的变化；(4)由 C 可知，运动员通过的总路程，由6=1!可求得30s内重力做的功，根据P=Vt计算重力做功的平均功率。【解答】解：A、由图像可知，整个过程中，不都是减速下落，做匀速直线运动时，受到的重力等于阻力，加速下落时，受到的重力大于阻