初中物理力和机械计算题

如图所示，OB为轻质杠杆，OA＝60cm，AB＝20cm．在杠杆的B端挂一个所受重力为60N的重物，要使杠杆在水平位置上平衡，应在A点加一个多大的竖直向上的拉力？

如图所示为我国首辆 “玉兔号”月球车。登月前，在水平地面上进行了测试，月球车匀速直线行驶180 m用时60min，若车的质量为140kg，受到地面的摩擦阻力为500N，网状轮子与地面接触的总面积为0.02m²。求：

（1）月球车在测试过程中的速度；
（2）月球车受到的重力；
（3）月球车对水平地面的压强；
（4）月球车在测试过程中所做的功和功率。(g＝10牛/千克)

如图所示是一种起重机的简图，用它把质量为4×10³㎏，底面积为1㎡的货物G匀速提起。(取g=10N／㎏)问：

(1)若把货物匀速吊起10m，则起重机对货物做了多少功?
(2)若起重机在此过程中，用了20s的时间，则起重机对货物的拉力的功率多大？
(3)吊起货物时，为使起重机不翻倒，其右边至少要配一个质量为多大的物体?已知OA=10m，OB="5m" (起重机本身重力不计)

张强同学利用如图所示的滑轮组将货物运送到楼上，图中每个滑轮等重，不计绳子重和摩擦。如果所送货物重G从200N开始逐渐增加，直到绳子被拉断。每次均匀速拉动绳子，且提升高度都为10m。图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物的重力的增加而变化的图像。请根据有关信息完成以下问题：

（1）每个滑轮的重是多少？
（2）当货物重为1000N时，张强同学所做的总功为多少？
（3）绳子能承受的最大拉力是多少？
（4）当绳子的拉力最大时，滑轮组的机械效率是多少?

如图所示是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。已知货物的质量为600kg，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍，滑轮组的机械效率为75%。若人以0.5m/s的速度匀速前行，经100s将货物拉出仓库，g取10N/kg。

求在此过程中：(1)人做的有用功为多大？  (2)人的拉力为多大？  (3)人拉力的功率为多大？

新型材料“气凝胶”因其密度极小，具有超快、超高的吸附力，有望在海上漏油、空气净化等环境治理上发挥重要作用。2013年，浙江大学的科学家们研制的“全碳气凝胶”密度仅为0.16千克／米³，刷新了世界“最轻材料”的纪录。图为科学家将一块体积约为1.0×10^-5米³的“气凝胶”放置在鲜花上的图片。求：

①这块“气凝胶”的质量m；
②它对鲜花的压力F。

质量为79g的铁块，密度是7.9g/cm³，这个铁块的质量是多少?重多少?将这个铁块浸没于水中，排开水的质量是多少?所受浮力是多少?（g取10N/kg）

如图所示用滑轮组提起重为630N的物体，绳子自由端的拉力为300N，重物以0.2m/s的速度匀速上升，不计摩擦和绳重，求：

(1)拉力做功的功率；
(2)滑轮组的机械效率；
(3)若绳子能承受的最大拉力为400N,则滑轮组的最大机械效率是多大?

(6分)装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升重1200N的货物，所用的拉力F为750N，重物在50s内被提升2m，在此过程中求：

（1）人所做的有用功 （2）滑轮组的机械效率 （3）人做功的功率

如图所示，杠杆MN可能绕O点转动，A、B、C、D是四个供人娱乐的吊环、B环到O点距离为D环O点距离的一半，父子俩在吊环上做游戏，质量为40kg的儿子吊在B环上，父亲站在地面上抓着D环，用250N竖直向下的力在4s内把儿子拉高了0.5m．求：（g=10N/kg）

（1）父亲做的总功；
（2）父亲做功的功率；
（3）该器材的机械效率．

如图所示，杠杆放在钢制水平凹槽BC中，杠杆AD能以B点或C点为支点在竖直平面内转动，BC=0.2m。细绳的一端系在杠杆的A端，另一端绕过动滑轮固定在天花板上，物体E挂在动滑轮的挂钩上。浸没在水中的物体H通过细绳挂在杠杆的D端，与杠杆D端固定连接的水平圆盘的上表面受到的压力为Ｆ。已知60N≤F≤200N，动滑轮的质量ｍ_０＝1kg，物体Ｈ的密度ρ＝2×10^３kg/m^３，AD＝0.8m，CD＝0.2m，杠杆、圆盘、细绳的质量及摩擦均忽略不计，g取10N/kg。为使杠杆AD保持水平平衡，求：

（1）物体E的最小质量m；
（2）物体H的最小体积V。

某工地施工时，用固定在水平工作台上的卷扬机（其内部有电动机提供动力）通过滑轮组提升货物如图甲所示，卷扬机及其工作台的总重为500N。为监测卷扬机的工作情况，将固定卷扬机的工作台置于水平轻质杠杆的A端，地面上的重为400N配重C与杠杆B端相连接，杠杆AB可绕转轴O在竖直平面内自由转动。当卷扬机以速度v₁匀速提升重为G₁=800N的货物上升时，卷扬机的拉力为F₁，配重C对地面的压强为p₁，滑轮组的机械效率为η₁；当卷扬机以速度v₂匀速提升重为G₂的货物上升时，卷扬机的拉力为F₂，配重C对地面的压强为p₂，滑轮组的机械效率为η₂；卷扬机的拉力F₁、F₂做功随时间变化的图像分别如图乙中①、②所示。已知：υ₁:υ₂ =1:3, η₁:η₂=16:15， OA:OB=2:5。忽略所有连接绳索的质量及各处摩擦。G取10N/kg.求：

（1）卷扬机提升重物G₁上升12s做的功；
（2）动滑轮的质量；
（3）p₁与p₂的比值。

如图所示是某科技小组设计的打捞水中物体的装置示意图。A是动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机。卷扬机转动拉动钢丝绳通过滑轮组AB竖直提升水中的物体。在一次模拟打捞水中物体的作业中，在物体浸没水中匀速上升的过程中，船浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂物体时变化了2dm3；在物体全部露出水面匀速上升的过程中，船浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂物体时变化了3dm3，卷扬机所做的功随时间变化的图像如图2所示。物体浸没在水中和完全露出水面后卷扬机对钢丝绳的拉力分别为T1、T2，且T1与T2之比为5∶7。钢丝绳的重、滑轮与轴的摩擦及水对物体的阻力均忽略不计。（g取10N/kg）

求：（1）物体的重力G；
（2）物体浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组AB的机械效率η；
（3）物体全部露出水面后匀速上升的速度v物。

用如图甲所示的滑轮组提升水中的物体M₁，动滑轮A所受重力为G₁，物体M₁完全在水面下以速度v匀速竖直上升的过程中，卷扬机加在绳子自由端的拉力为F₁，拉力F₁做功的功率为P₁，滑轮组的机械效率为；为了提高滑轮组的机械效率，用所受重力为G₂的动滑轮B替换动滑轮A，如图乙所示，用替换动滑轮后的滑轮组提升水中的物体M₂，物体M₂完全在水面下以相同的速度v匀速竖直上升的过程中，卷扬机加在绳子自由端的拉力为F₂，拉力F₂做功的功率为P₂，滑轮组的机械效率为。已知：G₁－G₂=30N，－=5%，，M₁、M₂两物体的质量相等，体积V均为4×10^-2m³，g取10N/kg，绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均可忽略不计。

求：（1）物体M₁受到的浮力F_浮；
（2）拉力F₁与F₂之比；
（3）物体M₁受到的重力G。

如图所示，工人站在水平工作台D上使用滑轮组提升重物M，滑轮A、B的质量均为3kg，滑轮C的质量与A、B不同，工人的质量为57kg。该工人利用滑轮组匀速提升重物M时，对绳端的拉力为F₁，功率为P，滑轮A对工作台向下的拉力为F_A，工人对工作台的压强为p₁；若重物M浸没于水中，该工人利用滑轮组匀速提升水中的重物M，在M出水面之前，工人对工作台的压强为p₂，滑轮组的机械效率为η，重物M在水中上升的速度为0.5m/s。已知重物M的质量为120kg，密度为2×10³kg/m³，上升的速度始终为0.5m/s，p₁:p₂=16:11。（不计绳重、滑轮轴摩擦及水的阻力，g取10N/kg）求：

（1）重物M浸没在水中时所受的浮力F_浮；
（2）重物M在空中被匀速提升时，滑轮A对工作台向下的拉力F_A和绳端拉力F₁的功率P；
（3）重物M在水中被匀速提升时，滑轮组的机械效率η（结果保留一位小数）。