进阶中考机械效率多知识点综合计算物理拓展练习.docx
- 文档编号:17480875
- 上传时间:2023-07-26
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:459.85KB
进阶中考机械效率多知识点综合计算物理拓展练习.docx
《进阶中考机械效率多知识点综合计算物理拓展练习.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《进阶中考机械效率多知识点综合计算物理拓展练习.docx(16页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
进阶中考机械效率多知识点综合计算物理拓展练习
机械效率(多知识点综合计算)拓展练习
1.如图所示的滑轮组提升重物,已知物体重为200N,人用125N的拉力向下拉动绳子,5s内可使物体匀速上升2m,求:
(1)拉力所做的功和拉力的功率
(2)滑轮组的机械效率
2.图甲是建造长江大桥是使用起吊装置(图中未画出)的钢缆绳拉着实心圆柱体A距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降,在下降到江底之前,始终保持0.2m/s的速度不变.图乙是A下降到江底之前钢缆绳对A的拉力F的随时间t变化的图像(取江水的密度为ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg).求:
(1)圆柱体A下降过程中,重力的功率?
(2)圆柱体A的密度
(3)当圆柱体A下降到江(江底视为水平),卸下钢缆绳后,圆柱体A对江底的压力?
3.如图所示,斜面长10m,高4m,用沿斜面方向的推力F,将一个质量为50kg的货物由斜面底端匀速推到顶端,运动过程中克服摩擦做功500J。
已知货物放在水平地面上时与地面的接触面积是0.5m2,g取10N/kg。
求:
(1)货物对水平地面的压强是多少?
(2)斜面的机械效率是多少?
4.电动蛙式打夯机(图甲)是利用冲击和冲击振动来夯实、平整场地的机械,由电动机、皮带轮、偏心块、夯架、夯锤等组成(图乙)。
启动电动机,在旋转着的偏心块离心力作用下,夯架绕后轴上下摆动,当夯架向下摆动时夯锤就夯击土层,向上摆动时使打夯机前移,故每夯击一次,机身即向前移动一次。
右表是某型号电动蛙式打夯机的部分参数(设夯锤夯击土层的能量全部用于夯实土层)。
(1)若打夯机以10m/min的平均速度沿直线前进,则10min前进了多少米?
(2)为了估算某次夯锤夯击土层时的冲击力,小明将重为4N、底面积为1cm2的圆柱体竖直平放在被夯击土层上,土层被压下的深度与夯锤夯击的深度相同,则此次夯击时的平均冲击力为多少牛?
(3)施工时,若打夯机前移消耗的能量为200J/次,则打夯机的机械效率是多少?
5.如图甲所示,是建筑工地上工人利用滑轮组将底面积0.05m2、质量100kg的方形重物A在1min匀速提高5m.如果工人实际拉力是625N,(g=10N/kg)求:
①物体A受到的重力是多少?
按图乙将A放在水平地面时,对地面压强多大?
②用滑轮组提起物体A,工人所做功的功率是多少?
③该滑轮组的机械效率是多少?
6.如图所示为一种蓄水箱的人工放水装置,AOB是以O点为转轴的轻质杠杆,AO呈水平状态,A、O两点间的距离为40cm.B、O两点间的水平距离为10cm,竖直距离为7cm,K是一轻质、横截面积为100cm2的盖板(恰好堵住出水口),它通过细绳与杠杆的A端相连,在水箱右侧水平地面上,重为600N的人通过滑轮组拉动系在B点呈竖直状态的绳子,可以控制出水口上盖板,若水箱水深为50cm,当盖板恰好要被拉起时,水平地面对人的支持力为490N,人对绳子的拉力为F1,绳子对B点的拉力为F2,滑轮组的机械效率为η,盖板的厚度、绳重与滑轮间的摩擦均可忽略不计,人对绳的拉力与人所受重力在同一直线上(g取10N/kg)。
求:
(1)水箱中水深为50cm时,盖板上表面所受水的压强和压力.
(2)人对绳子的拉力F1和绳子对B点的拉力F2.
(3)滑轮组的机械效率η.
(4)若与杠杆A、B两端选接的细绳足够结实,当水位至少达到多高时,人将无法拉起盖板.
7.小明跟爸爸去鱼塘钓鱼,爸爸告诉小明:
当钓到大鱼时,不要立即把鱼拉出水面,要握着鱼杆不动,与鱼“相持”一段时间后,再把鱼拉出水面。
试求:
(1)若小明爸爸的质量为60kg,一只脚的底面积为120cm2。
当他站在旁边观看小明钓鱼时,对地面的压强为多少?
(2)鱼主要是通过“鱼鳔”来改变自身体积实现上浮和下沉的。
若一条鱼的质量为4kg,当它自由悬浮在水中时,鱼的体积为多少?
(3)小明钓到一条大鱼时,在与鱼“相持”的某段时间内,鱼杆静止不动,如图所示。
小明左手的拉力F1=200N,力臂l1=0.4m,l2=4m。
此时钓鱼线对鱼杆的拉力F2为多少(鱼杆所受重力不计)?
8.在建的杨泗港长江大桥是武汉市第十座长江大桥,大桥的两个桥塔均为钢沉井基础,其中2号桥塔的钢沉井在距桥位上游约20公里的工厂拼装完成后,采用气囊法整体下水,是世界上同类方法下水质量最大的钢沉井.
(1)如图甲所示,在钢沉井的底部两侧塞满气囊,松开固定钢沉井的钢索后,钢沉井便顺着倾斜的江滩滑入水中.钢沉井入水后能自己滑行数百米,这是由于__________.托在钢沉井底部的气囊充气成圆筒状是为了_______________.
(2)钢沉井下水后,依靠拖船将其拖行至指定位置.当拖船对钢沉井输出的总功率为5000kW时,1min内将钢沉井匀速拖行了120m,试估算这段时间内江水对钢沉井的阻力.
(3)工人们将钢板焊接成有18个大小相同的方形孔的钢沉井,其俯视图如图乙所示.钢沉井的长、宽和高分别为77m、40m和23m,质量为6225t.经测算,这样的钢沉井自行滑入江中稳定后,水面下的高度会达到7.5m.为了让钢沉井在江中被拖行时能顺利通过一些浅滩,下水前用质量为31t的钢板在钢沉井底部将一些方形孔密封起来,使钢沉井水面下的高度降到了3.2m.请求出钢沉井底部被密封的方形孔个数.
答案
1.如图所示的滑轮组提升重物,已知物体重为200N,人用125N的拉力向下拉动绳子,5s内可使物体匀速上升2m,求:
(1)拉力所做的功和拉力的功率
(2)滑轮组的机械效率
答案:
(1)拉力移动距离:
s=nh=2×2m=4m
拉力所做的功:
W=Fs=125N×4m=500J
拉力的功率:
P=W/t=500J/5s=100W
(2)滑轮组的机械效率:
η=G物/(nF)=200N/(2×125N)=80%
2.图甲是建造长江大桥是使用起吊装置(图中未画出)的钢缆绳拉着实心圆柱体A距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降,在下降到江底之前,始终保持0.2m/s的速度不变.图乙是A下降到江底之前钢缆绳对A的拉力F的随时间t变化的图像(取江水的密度为ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg).求:
(1)圆柱体A下降过程中,重力的功率?
(2)圆柱体A的密度
(3)当圆柱体A下降到江(江底视为水平),卸下钢缆绳后,圆柱体A对江底的压力?
答案:
(1)江面上匀速下落过程中:
拉力F1=mg;由图可知F1=3×104N
重力的功率P=mgv=3×104N×0.2m/s=6×103W
(2)圆柱体浸没在水中后,拉力F2=1×104N
F2+F浮=mg;F浮=G-F2=3×104N-1×104N=2×104N
F浮=ρ水gV排
因浸没V排=V物=F浮/ρ水g=2×104N/(1×103kg/m3×10N/kg)=2m3
ρ物=m/V物=1.5×103kg/m3
圆柱体高位h,由乙可知A的下表面接触江面到刚好浸没的时间t=0.5s
所以h=vt=0.2m/s×5s=1m
A的底面积为S=V物/h=2m3/1m=2m2
A落入江底后压力F′N等于支持力FN
对A:
FN+F浮=mg;FN=G-F浮=3×104N-2×104N=1×104N
压强p=F′N/S=5×103Pa
3.如图所示,斜面长10m,高4m,用沿斜面方向的推力F,将一个质量为50kg的货物由斜面底端匀速推到顶端,运动过程中克服摩擦做功500J。
已知货物放在水平地面上时与地面的接触面积是0.5m2,g取10N/kg。
求:
(1)货物对水平地面的压强是多少?
(2)斜面的机械效率是多少?
答案:
(1)1000Pa
(2)80%
4.电动蛙式打夯机(图甲)是利用冲击和冲击振动来夯实、平整场地的机械,由电动机、皮带轮、偏心块、夯架、夯锤等组成(图乙)。
启动电动机,在旋转着的偏心块离心力作用下,夯架绕后轴上下摆动,当夯架向下摆动时夯锤就夯击土层,向上摆动时使打夯机前移,故每夯击一次,机身即向前移动一次。
右表是某型号电动蛙式打夯机的部分参数(设夯锤夯击土层的能量全部用于夯实土层)。
(1)若打夯机以10m/min的平均速度沿直线前进,则10min前进了多少米?
(2)为了估算某次夯锤夯击土层时的冲击力,小明将重为4N、底面积为1cm2的圆柱体竖直平放在被夯击土层上,土层被压下的深度与夯锤夯击的深度相同,则此次夯击时的平均冲击力为多少牛?
(3)施工时,若打夯机前移消耗的能量为200J/次,则打夯机的机械效率是多少?
答案:
(1)100m
(2)2400N(3)40%
5.如图甲所示,是建筑工地上工人利用滑轮组将底面积0.05m2、质量100kg的方形重物A在1min匀速提高5m.如果工人实际拉力是625N,(g=10N/kg)求:
①物体A受到的重力是多少?
按图乙将A放在水平地面时,对地面压强多大?
②用滑轮组提起物体A,工人所做功的功率是多少?
③该滑轮组的机械效率是多少?
答案:
G=mg=100kg×10N/kg=103N
∵物体A放在水平面上∴F=G=103N
∴P=
=
=2×104Pa
s=2h=2×5m=10m
W总=Fs=625N×10m=6250J
P=
=
≈104.2W
W有=Gh=103N×5m=5×103J
=
×100%=
×100%=80%
6.如图所示为一种蓄水箱的人工放水装置,AOB是以O点为转轴的轻质杠杆,AO呈水平状态,A、O两点间的距离为40cm.B、O两点间的水平距离为10cm,竖直距离为7cm,K是一轻质、横截面积为100cm2的盖板(恰好堵住出水口),它通过细绳与杠杆的A端相连,在水箱右侧水平地面上,重为600N的人通过滑轮组拉动系在B点呈竖直状态的绳子,可以控制出水口上盖板,若水箱水深为50cm,当盖板恰好要被拉起时,水平地面对人的支持力为490N,人对绳子的拉力为F1,绳子对B点的拉力为F2,滑轮组的机械效率为η,盖板的厚度、绳重与滑轮间的摩擦均可忽略不计,人对绳的拉力与人所受重力在同一直线上(g取10N/kg)。
求:
(1)水箱中水深为50cm时,盖板上表面所受水的压强和压力.
(2)人对绳子的拉力F1和绳子对B点的拉力F2.
(3)滑轮组的机械效率η.
(4)若与杠杆A、B两端选接的细绳足够结实,当水位至少达到多高时,人将无法拉起盖板.
答案:
(1)水深h=50cm时,盖板上表面所受水的压强
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa
由p=F/S得盖板上表面所受水的压力:
F=pS=5×103Pa×100×10﹣4m2=50N
(2)B、O两点间的水平距离为10cm
根据杠杆的平衡条件:
FALA=F2LB
即:
50N×40cm=F2×10cm
所以F2=200N
当盖板恰好要被拉起时,水平地面对人的支持力为490N
所以F1=G人﹣F支=600N﹣490N=110N
(3)B点下降,A点上升,如图所示:
根据三角形相似,
即:
,所以hA=28cm
由图滑轮组通过起滑轮绳子的段数n=2,绳重与滑轮间的摩擦均不计
滑轮组的机械效率:
η=
×100%=
×100%≈90.9%
(4)根据F1=1/2(F2+G动)
G动=2F1﹣F2=2×110N﹣200N=20N
人对绳子拉力最大等于人的重力,即绳子自由端最大拉力:
F1′=G人=600N
此时对B点的拉力:
F2′=2F1′﹣G动=2×600N﹣20N=1180N
根据杠杆的平衡条件:
FA′×LA=F2′LB
即:
FA′×40cm=1180N×10cm,解得FA′=295N
水对盖板压力F′=p′S=ρ水gh′S,且FA′=F′
所以h′=
=
=2.95m
7.小明跟爸爸去鱼塘钓鱼,爸爸告诉小明:
当钓到大鱼时,不要立即把鱼拉出水面,要握着鱼杆不动,与鱼“相持”一段时间后,再把鱼拉出水面。
试求:
(1)若小明爸爸的质量为60kg,一只脚的底面积为120cm2。
当他站在旁边观看小明钓鱼时,对地面的压强为多少?
(2)鱼主要是通过“鱼鳔”来改变自身体积实现上浮和下沉的。
若一条鱼的质量为4kg,当它自由悬浮在水中时,鱼的体积为多少?
(3)小明钓到一条大鱼时,在与鱼“相持”的某段时间内,鱼杆静止不动,如图所示。
小明左手的拉力F1=200N,力臂l1=0.4m,l2=4m。
此时钓鱼线对鱼杆的拉力F2为多少(鱼杆所受重力不计)?
答案:
(1)爸爸对地面的压力F=mg=60kg×10N/kg=600N
与地面的接触面积S=120×10-4m2×2=240×10-4m2
由P=
,得到P=
=2.5×104Pa
(2)鱼自由悬浮,则F浮=G鱼=4kg×10N/kg=40N
由阿基米德原理:
F浮=ρ水gV排
得:
V鱼=V排=
=
=4×10-3m3
(3)由F1l1=F2l2,得到F2=
=
=20N
8.在建的杨泗港长江大桥是武汉市第十座长江大桥,大桥的两个桥塔均为钢沉井基础,其中2号桥塔的钢沉井在距桥位上游约20公里的工厂拼装完成后,采用气囊法整体下水,是世界上同类方法下水质量最大的钢沉井.
(1)如图甲所示,在钢沉井的底部两侧塞满气囊,松开固定钢沉井的钢索后,钢沉井便顺着倾斜的江滩滑入水中.钢沉井入水后能自己滑行数百米,这是由于__________.托在钢沉井底部的气囊充气成圆筒状是为了_______________.
(2)钢沉井下水后,依靠拖船将其拖行至指定位置.当拖船对钢沉井输出的总功率为5000kW时,1min内将钢沉井匀速拖行了120m,试估算这段时间内江水对钢沉井的阻力.
(3)工人们将钢板焊接成有18个大小相同的方形孔的钢沉井,其俯视图如图乙所示.钢沉井的长、宽和高分别为77m、40m和23m,质量为6225t.经测算,这样的钢沉井自行滑入江中稳定后,水面下的高度会达到7.5m.为了让钢沉井在江中被拖行时能顺利通过一些浅滩,下水前用质量为31t的钢板在钢沉井底部将一些方形孔密封起来,使钢沉井水面下的高度降到了3.2m.请求出钢沉井底部被密封的方形孔个数.
答案:
(1)钢沉井具有惯性用滚动代替滑动可以减小摩擦
(2)拖船对钢沉井做的功:
江水对钢沉井的阻力:
(3)设钢沉井浸入水中实体部分的底面积为S实,钢沉井浸入水中的高度为7.5m时:
每个孔的面积:
当钢沉井浸入水中的高度为3.2m时:
密封的方形孔个数:
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 进阶 中考 机械效率 知识点 综合 计算 物理 拓展 练习