初中物理力和机械计算题

【改编】一辆装有6m³河沙的卡车经从合浦运河沙到北海，该运沙车车轮与地面接触的总面积为0.3m²，空载时车的质量为6t.(河沙的密度ρ_沙=2.6×10³kg/m³ ,g取10N/kg)．求：
（1）该运沙车装有6m³河沙的质量为多少吨?
（2）该运沙车对水平地面的压力是多少？
（3）该运沙车对水平路面的压强是多少？

“海宝”是2010年世博会的吉祥物，如右图所示的“海宝”的质量为3t，体积为2m³
 假设“海宝”是实心的且质地均匀，取g=10N/kg。求：
(1)“海宝”的重力是多少？
(2)“海宝”的密度是多少？

如图所示，定滑轮重2N，动滑轮重1N。物体A在拉力F的作 用下，1s内将重为9N的物体A沿竖直方向匀速提高了0.2m。不计绳重和摩擦，求：

（1）拉力F的功率
（2）滑轮组的机械效率
（3）如果将重为4N的物体B也沿竖直方向匀速提高了0.2m，滑轮组的机械效率又是多少？

我国设计的“中华月球车”今年将登陆月球，图为该车的模型．物体在月球表面附近受到的重力仅为在地球表面附近所受重力的1／6，月球车的质量为120kg，它在月球表面受到的重力为________N．若它在月球表面上方竖直下落4m，则重力对它做的功为________J．（地球表面g取10N／kg）

如图所示，小机车通过滑轮组提升重物，机车的最大输出功率为10kW， 重物重3500N，动滑轮重500N．机车所受摩擦阻力不计，绳重及滑轮转动时摩擦忽略不计．

（1）假设要将重物匀速提升5米，则小机车对滑轮组做的总功有多少？
（2）滑轮组的机械效率是多少？
（3）若要求重物以1m/s匀速提升，则机车能提升重物的最大重量为多少？

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?

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。

为响应国家提出的"节能减排，低碳生活"的号召。质量为 $60\mathit{kg}$ 的小明同学每天坚持骑自行车上学，他所骑自行车质量为 $15\mathit{kg}$ ，轮胎与水平地面的总接触面积为 $30c{m}^2$ ，在水平路面上匀速骑行时所受阻力为总重力的0.02倍 $(g$ 取 $10N/\mathit{kg})$ 。求：

（1）小明和自行车的总重力；

（2）他骑行时自行车对地面的压强；

（3）若他在水平路面上 $5\mathit{min}$ 内匀速骑行了 $1500m$ ，则他骑行时的功率是多大。

2017年5月5日 $C919$在浦东机场成功起飞，这是我国最新自主研发的中型民航客机，打破了欧美国家民航技术的长期垄断，成为我国“大国制造”的标志之一。该机在某次试飞时飞机以 $300\mathit{km}/h$的速度水平匀速飞行了 $2h$；估计该机质量为 $40t$，着陆后静止在水平地面时轮子与地面的总接触面积为 $4m^2$．求：

（1）飞机在这 $2h$内水平飞行的路程；

（2）飞机水平匀速飞行时受到的升力；

（3）飞机静止在水平地面时对地面的压强。

如图所示的滑轮组，在60N的拉力F作用下，将重为100N的物体匀速提起1m，所用时间是5s．求：

（1）拉力F做功的功率．
（2）滑轮组匀速提升该重物时的机械效率．
（3）若不计绳重和摩擦，动滑轮重为多少？

高速公路已广泛应用 $\mathit{ETC}$收费系统，这种系统是对过往车辆无需停车即能实现收费的电子系统。如图是某高速公路入口处的 $\mathit{ETC}$通道示意图。现有一辆总质量 $M=1500\mathit{kg}$的汽车，在进入 $\mathit{ETC}$收费岛区域前 $s_1=50m$处开始减速，经 $t_1=4s$后运动至 $\mathit{ETC}$收费岛（图中阴影区域）边界，然后再经 $t_2=6s$匀速通过 $\mathit{ETC}$收费岛，其长 $s_2=36m$。不计车长，取 $g=10N/\mathit{kg}$。

（1）求汽车的重力大小；

（2）求汽车从减速开始到离开 $\mathit{ETC}$收费岛全过程的平均速度大小；

（3）若汽车在 $\mathit{ETC}$收费岛匀速行驶所受阻力为车重力的0.2倍，求汽车通过 $\mathit{ETC}$收费岛牵引力所做的功和功率。

用如图所示的滑轮组匀速提起重物，已知重量为60N的物体在3 s内上升1 m，所用的拉力是24N（不计绳重和摩擦）。求：

（1）滑轮组做的有用功；
（2）拉力做功的功率；
（3）此过程中滑轮组的机械效率（结果保留1个百分点）；
（4）若提升的重物为78N，作用在绳上的拉力是多少？

工人用如图所示装置从水井中匀速吊起一个重为 $800N$ 的物体，所用拉力 $F$ 为 $250N$ ， $20s$ 内物体上升了 $6m$ （物体的上表面始终未露出水面），已知动滑轮重 $20N$ ，绳重及摩擦均忽略不计。求：

（1） $20s$ 内绳子自由端 $A$ 移动的距离；

（2）拉力 $F$ 做功的功率；

（3）物体在水中所受浮力的大小。

小明用如图所示的滑轮组进行探究实验，用F＝50N的拉力在3s内将重为120N的物体匀速提高了10cm.请问：

⑴拉力F所做的功是多少？
⑵拉力F的功率是多少？
⑶滑轮组的机械效率为多大？

如图是某品牌自动咖啡机及其结构示意图，其工作原理为：当盛水器内的水温升高至一定温度时，水沿导管进入盛有咖啡粉的玻璃杯中，在平衡球作用下，原来水平的平衡杆绕 $O$点转动，盛水器抬升。冷却一段时间后，玻璃杯中的咖啡液体又倒吸进入盛水器，咖啡冲泡完成。

（1）当密封的盛水器内水温升高到一定程度时，其内部的热水开始自动沿导管进入玻璃杯，则此时盛水器内的压强 $p_{内}$与外接大气压 $p_0$的大小关系为： $p_{内}$　 $>$　 $p_0$。

（2）该咖啡机的平衡球重2.4牛，盛水器自重5牛，以 $O$为支点，平衡球与盛水器重力的力臂之比为 $5:2$．当盛水器内的水为多少牛时，盛水器开始抬升？（写出计算过程，平衡杆和导管的质量不计）

（3）打开出水开关，使0.2千克的咖啡流入重为1牛的水杯中，若水杯底部与水平桌面的接触面积为20厘米 ${}^2$，则水杯对桌面的压强是多少帕？（写出计算过程， $g$取 $10N/\mathit{kg})$