初中物理杠杆机械效率的测量实验计算题

水平地面上的圆桶装有体积为0.01m³的水，圆桶与地面接触面积为0.2m²，g取10N/kg，ρ_水=1.0×10³kg/m³，桶自重忽略不计，求：

⑴这桶水的质量．
⑵这桶水对地面的压强．
⑶如图，若用动滑轮将此桶水匀速提升1m，所用拉力60N，求动滑轮的机械效率．

随着社会的发展，人们生活水平的提高，人们的住房条件也得到了很大的改善．小明家最近购置了一套新房，为了帮助爸爸将重600N的装修材料运送到6m高的楼上，小明利用物理课上学过的滑轮组，设计了如图20甲所示的材料搬运方案(其中每个滑轮重30N，绳子足够长，所能承受的最大拉力为250N，不计绳重及摩擦)．
(1)计算说明绳子的拉力是否超过绳子的最大承受力?
(2)小明爸爸观察了该装置后，他想如果将该装置的滑轮位置颠倒(图20乙)是否会更省力一些，请你按照小明爸爸的想法，用笔画线在乙图绕上绳子并说明小明爸爸的想法是否正确．
(3)求两种方案的机械效率之比?
(4)综合分析评估两个方案，你认为哪个方案更好一些?说明理由．

(12分)我国南宋远洋商贸船“南海一号”于2007年成功打捞出水.为复原我国海上丝绸之路历史提供了极其珍贵的实物资料，采用沉井包裹沉船的整体打捞方式，在世界水下考古也是一大创新。某同学为了体验“南海一号”的打捞过程，特利用滑轮组从水下打捞一重物。
如图所示，用一个底面积S=0.05m²、高h=0.2m的长方体形状的重物模拟“南海一号”，该同学站在岸边拉动绳子自由端，使重物从水底开始向上运动,假定重物一直做竖直向上的匀速直线运动，并经历三个运动阶段：第一阶段，从重物在水度开始运动到重物的上表面面刚露出水面，绳对重物的拉力 F₁="140" N, 用时t₁=40s,第二阶段,从重物上表面刚露出水面到其下表面刚离开水面，用时t₂=4s，第三阶段，从重物下表面离开水面后在空中上升, 已知动滑轮所受重力G₀="60" N, ρ_水=1.0×10³kg/m³, g=10N/g,不计绳重、轮与轴之间的摩擦及水的阻力，不考虑重物出水前后质量的变化。求：

①在第一阶段运动中，水对重物的浮力F_浮为多大?
②在第一阶段运动中，绳对重物做功W₁为多大?
③滑轮组在第一阶段运动中的机械效率η₁和第三阶段运动中的机械效率η₃分別为多大?

湛江港一装卸工人用如图1l所示的滑轮组匀速提升质量为80 kg的货物，所用的拉力F为500N，绳子自由端在50s内被匀速拉下4m，求：(g取10N／kg)
(1)提升前货物静止在地面上，与地面的接触面积为0．04m²，求货物对地面的压强．
(2)提升时绳子自由端的速度．
(3)拉力F的功率．
(4)此滑轮组的机械效率．

如图所示装置，绳重及摩擦不计.装卸工人将重为800N的货物提至高处，人对绳的拉力F₁为500N，货物在1min内匀速上升了5m..

（1）请在图上画出绳子的绕法；
（2）求滑轮组的机械效率；
（3）如果重物是600N，要把重物提升5m，求拉力做的功.

利用如图所示的滑轮组把重180N的物体匀速提高10m，已知滑轮组机械效率是80％(不计绳重和摩擦)，求：
(1)提升重物时做的有用功为多少?
(2)作用在绳子自由端的拉力为多大?   
(3)用此滑轮组匀速吊起重为455N的物体时，滑轮组的机械效率是多大?
                   

如图所示（滑轮组的绕绳未画出），人以600N的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10秒，使绳端向下移动了1.5m、重物匀速上升了0.5m，已知滑轮组的机械效率为70%（g＝10N/kg）．
（1）人的拉力的功率多大？
（2）被吊起的重物质量多大？
（3）按题意画出滑轮组的绕绳．

小明同学在网上搜索到有关北京奥运会的相关资料：
八月的北京，将迎来世界各国前来参加奥运盛会的体育健儿。2008年的北京奥运会，是中国人民的骄傲和自豪！做为学生，我们有权利、更有义务了解和参与。
（1）“鸟巢”建筑工地为了搬运建材，采用的滑轮组示意图如图10所示。钢丝绳的拉力F由电动机提供。此滑轮组在30s内将质量为450kg的建材匀速提升了6m，拉力F所做的功为36000J，不计绳重和轴摩擦。试求：

①滑轮组的机械效率
②钢丝绳移动的速度
（2）为迎接 2008 年北京奥运会，我国体育健儿在紧张地备战。如图所示，该运动员在一次训练中，用0.7s的时间将140kg的杠铃举高1.7m，请你算一算。

①杠铃所受的重力为多少N?
②该运动员这一次举起杠铃的过程中至少做了多少J的功？

在农村常有家庭挖井取水，小明同学用如图（甲）所示的滑轮组提土，他用20s的时间把重为150N的土从井中匀速提升4m，拉力做的功W随时间t的变化图像如图（乙）所示．不计绳重和摩擦．

求：（1）有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）拉力的大小；
（4）动滑轮的重力．

在建筑工地上常看到这种起重机械，利用它吊起混凝土结构的吊板。现已知物重G＝600N，拉力F＝250N，求：


（1）重物升高0.5m的过程中，所做的额外功及机械效率为多大？
（2）若将重力为750N的重物提升到0.5m，拉力做的总功为多大？此时滑轮组的机械效率如何变化？（不计绳重和摩擦力）．

如图所示的滑轮组，将质量为1.6kg的重物匀速提升0.1m，所用拉力F=10N，不计绳子质量和所有摩擦，取g=10N/kg．求：

（1）滑轮组提升物体时做的总功；
（2）动滑轮的重力；
（3）若此滑轮组将另一个质重为2.0kg的重物提升0.1m，此时滑轮组的机械效率．

如图所示．工人用240牛的拉力拉绳使水中的小船匀速靠岸，用10分钟将绳子拉下60米，已知小船重1．8×10^４牛，小船行进中受到的阻力是它所受重力的0．01倍，求：

（1）小船受到的浮力  （2）工人拉绳时做功的功率； （3）此装置的机械效率．

“十一”假期，小明一家驱车外出旅游，如图。当汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时，汽车受到的阻力是整车重的0.08倍，效率为40％。已知汽车整车质量为1375kg，油箱加了25L汽油。（汽油热值q=3.3×10⁷J/L）

（1）油箱里的汽油完全燃烧释放的热量为多少？
（2）用完油箱中的汽油，汽车最多能做多少有用功？
（3）该车最多可以匀速直线行驶多远的路程？

有一根绳子，通过如图19甲所示的滑轮组，能够提起的最重的物体是A，物体再重绳子将断裂（不计绳重和摩擦）。求：

（1）将A匀速提高2m做的有用功为740J，则物重G_A为多少？
（2）若此时滑轮组机械效率为92.5%，人的体重为600N，每只脚与地的接触面积为2×10^-2m²，则人对地面压强为多少？绳子能承受的最大拉力为多少？
（3）若利用这根绳子和这些滑轮，组成图19乙所示滑轮组，利用它从水中缓慢提起（不计水的阻力）一个边长为3×10^-1m的正方体B，当提到B的下表面所受水的压强为2×10³Pa时绳子断裂。则正方体B的密度为多少？

用如图所示的滑轮组提升水中的物体M，A为动滑轮B、C为定滑轮。物体M高为3m，底面积为0.02m²，密度为4.5×10³kg/m³。物体M完全在水面下以0.2m/s速度匀速竖直上升的过程中，电动机加在绳子自由端的拉力为F，拉力F做功的功率为P，滑轮组的机械效率为η。已知电动机的输出功率为480W恒定不变，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M完全在水面下时的浮力；
（2）滑轮组的机械效率η。