初中物理力和机械计算题

不计自重的钓鱼杆ABCD，在钓鱼时杆的前段CD部分自然弯曲，杆的后部ABC部分保持直线状态（情景如图甲）。物理模型分析图如图乙，一个金属鱼模型（重力F_G＝20N）系在钓鱼线DE的下端，当模型鱼浸没在水中静止时钓线的拉力F_D＝18N，此时杆ABC部分与水平面成30°角，钓鱼者一手握在B点，一手握在A端，A端到竖直钓线的距离AP＝3.75m，钓鱼者对A端施加竖直向下的力记作F_A，已知。

（1）求金属鱼模型所受到的浮力：

（2）将钓鱼杆ABCD当作杠杆研究，若以B点为支点，画出动力臂BA′（l₁）和阻力臂BP′（l₂），计算出F_A的大小；

（3）若以A端为支点研究杠杆ABCD，判断人手对B点的“拉抬力”F_B与钓线的拉力F_D的大小关系并说明理由。

2017年5月荆州市申办2019年湖北省园博会获得成功，届时美丽的纪南生态文化旅游区内又将增加一道美丽的风景。如图所示，是旅游区内某工地工人用汽车通过滑轮组将深井中的重物A拉至井口的装置图。已知井深15m，汽车重G_车＝4×10⁴N，车轮与地面的总接触面积为160cm²，汽车受到地面对它的阻力是车重的0.1倍，重物A重G_A＝7.2×10³N．现在汽车向右匀速运动使重物A以0.5m/s的速度匀速上升，汽车拉绳子的力为F，此时滑轮组的机械效率为80%。

求：

（1）将重物A从井底拉至井口需要多长时间？

（2）汽车对水平地面的压强是多少？

（3）此时汽车拉绳子的力F是多少？

（4）使汽车前进的牵引力做功的功率是多少？

常用机器人潜入水下打捞沉船上的物体，，

（1）某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为、密度为的实心物体静止不动，该力的大小是多少？

（2）若机器人在水下处将该物体匀速竖直向上运至水面需时间，物体竖直上升所需要的动力与物体运动速度的关系如图所示，求：

①物体上升的速度是多少？

②这个过程动力对物体做了多少功？

如图是现代家庭使用的升降衣架的结构示意图，它可以很方便晾起洗好的衣服，其实就是通过一些简单机械的组合来实现此功能的。已知晾衣架上所挂衣服质量为，动滑轮、杆和晾衣架总质量为。小燕同学用力拉动绳子自由端，在时间内使衣服匀速上移，不计绳重和摩擦）求：

（1）绳子自由端拉力的大小；

（2）拉力所做的功；

（3）拉力的功率；

（4）整个过程中机械效率。

如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体。已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，物体被匀速拉动的距离为1m。当物体质量为2kg时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力。求：

（1）物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力；

（2）动滑轮的重力；

（3）物体质量为10kg，以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率。

正方体塑料块A边长l_A＝0.1m，它所受的重力G_A＝6N．另一圆柱体B高h_B＝0.1m，底面积S_B＝5×10^﹣3m²，它的密度ρ_B＝1.6×10³kg/m³．已知水的密度ρ_水＝1.0×10³kg/m³，取g＝10N/kg。

（1）圆柱体B所受的重力是多少？

（2）将塑料块A浸没在水中，通过计算说明释放后它上浮还是下沉？

（3）如图所示，将圆柱体B置于塑料块A正上方，放入一个水平放置的水槽中，向水槽缓慢注水，请写出塑料块A对水槽底部的压强p。

如图所示，轻质杠杆可绕O点转动，杠杆左端A处挂了一物块，右端B处施加一个F＝3N的拉力，此时杠杆在水平位置平衡，得OA＝30cm，OB＝20cm。

（1）求绳子对杠杆A端的拉力。

（2）若物块的体积为10cm³，求物块在水中所受到的浮力。

小明用阿基米德原理测某物体密度的操作过程如图所示，他用细绳将物体悬挂在弹簧测力计的挂钩上，然后把物体浸没在盛满水的溢水标中，此时弹簧测力计示数为F＝0.3N，接着再分别用弹簧测力计测出小桶与排开水的总重为G₁＝0.5N和空小桶的重为G₂＝0.2N。

求：（1）物体浸没水中所受的浮力。

（2）物体的重力。

（3）物体的密度。

我国南海海底存储着丰富的”可燃冰“资源。可燃冰被视为21世纪新型绿色能源，可燃冰的主要成分是甲烷，1m³的可燃冰可转化生成164m³的甲烷气体和0.8m³的水。已知甲烷气体的热值是3.6×10⁷J/m³．我市公交车以天然液化气为燃料，其主要成分就是甲烷。如果一辆公交车满载乘客时总质量是6000kg，那么1m³可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧产生的能量可供公交车满载时以36km/h的速度匀速行驶1640min。匀速行驶中公交车受到的平均阻力为车重的0.05倍。求：

（1）公交车满载乘客时的重力；（g＝10N/kg）

（2）这段时间内公交车牵引力所做功的功率；

（3）1m³的可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧所产生的能量能将多少千克的水从20℃加热到沸腾。（标准大气压，c_水＝4.2×10³J/（kg•℃），结果保留整数）

（4）这段时间内公交车发动机的效率是多大？

利用如图所示的滑轮组匀速拉动水平地面上重为30N，边长为10cm的正方体物体。拉力F的大小为3N，物体在水平地面上匀速运动时，受到地面对它的摩擦力为4.5N．求：

（1）A处拉力大小；

（2）正方体物体对地面的压强是多少？

（3）若拉力F以0.5m/s的速度匀速拉了4s，求A处拉力所做的功是多少？

小华用如图所示的滑轮组拉动货箱，已知货箱的质量为60Kg，在F＝50N的拉力作用下，货箱以0.1m/s的速度做匀速直线运动，地面对货箱的滑动摩擦力f为货箱重的0.2倍。求：

（1）货箱的重力是多少？

（2）拉力F的功率是多少？

（3）货箱运动了1min，克服摩擦所做的功是多少？

（4）此滑轮组的机械效率是多少？

用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，已知被提升的物体M质量为76kg，M的体积为3×10^﹣3m³，在M物体未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小。求：（g＝10N/kg）

（1）求物体M的重力？

（2）求动滑轮下端挂钩上的绳子拉力？

（3）求滑轮组提升重物的机械效率？

凯里市环卫部门为了保持城市的清洁，环卫洒水车常在主干道进行洒水保洁。已知洒水车自重5吨，满载时装水10吨，共有6个轮胎，在某水平直线路段匀速行驶，其受到的摩擦力是其总重力的0.1倍，当汽车满载且未洒水时，g取10N/kg．求：

（1）洒水车与水共重多少牛顿？

（2）洒水车在3分钟内行驶1440米，洒水车牵引力做功的功率。

如图所示，用一个动滑轮将质量为10kg，体积为4×10^﹣3m³的沙子运上三楼，所用拉力为60N，求：

（1）沙子所受的重力；

（2）沙子的密度；

（3）动滑轮的机械效率。

目前，全州中小学正在进行合格校建设，一建筑工地的升降机用20s将1000kg的材料匀速提升至8m高的施工现场（g＝10N/kg）．问：

（1）这些材料的重力是多少？

（2）升降机的功率至少是多大？