2018年中考物理真题汇编—
功、功率、杠杆,滑轮计算题及答案
1.(2018?浙江)在拓展课上,小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景,设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在4秒内将一个重为100牛的物体,沿着水平地面匀速拉动了2米。人的拉力为18牛,物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍,不计绳重及机械的摩擦。求:
(1)人的拉力所做的功。 (2)人的拉力做功的功率。 (3)动滑轮受到的重力。
解:(1)由图知,n=2,则绳端移动的距离:s绳=ns物=2×2m=4m, 人的拉力所做的功:W=Fs绳=18N×4m=72J; (2)拉力F做功的功率: P==
=18W;
(3)因为物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍, 所以物体受到的摩擦力:f=0.35G=0.35×100N=35N;
因物体匀速移动时处于平衡状态,物体受到的拉力F拉和摩擦力是一对平衡力,
所以,滑轮组对物体的拉力:F拉=f=35N,
不计绳重及机械的摩擦,由F=(G动+F拉)可得,动滑轮的重力: G动=nF﹣F拉=2×18N﹣35N=1N。 答:(1)人的拉力所做的功为72J。
(2)人的拉力做功的功率18W。 (3)动滑轮受到的重力为1N。
2、(2018?烟台)如图是某汽车起重机静止在水平地面上起吊重物的示意图,重物的升降使用的是滑轮组,滑轮组上钢丝绳的收放是由卷扬机来完成的。提升重物前,起重机对地面的压强为2×105Pa,某次作业中,将重物甲以0.25m/s的速度匀速提升时,起重机对地面的压强为2.3×105Pa;若以相同的功率将重物乙以0.2m/s的速度匀速提升时,起重机对地面的压强为2.4×105Pa(不计钢丝绳重和摩擦) (1)起重机两次提升的重物质量之比。
(2)起重机两次提升重物时,滑轮组的机械效率之比。 (3)提升重物乙时,滑轮组的机械效率是多少?
解:(1)设起重机重为G,被提升重物甲重力为G甲,被提升重物乙重力为G乙;
提升物体前,起重机对地面的压力:G=P1S, 匀速提升重物甲时,起重机对地面的压力:G+G甲=P2S 匀速提升重物乙时,起重机对地面的压力:G+G乙=P3S 故G甲=(P﹣P)S,G乙=(P3﹣P1)S =G=mg
=
=
=﹣﹣﹣①
故==﹣﹣﹣﹣﹣②
=Fv,因以相同的功率将重物提升,故拉力与提升
(2)根据P==的速度成反比, =因η=
==
=,﹣﹣﹣﹣﹣﹣③ =
﹣﹣﹣﹣﹣④
由③④得:
起重机两次提升重物时,滑轮组的机械效率之比。
=
×
=×=
﹣﹣﹣﹣﹣⑤
(3)不计钢丝绳重和摩擦,F甲=F乙=
﹣﹣﹣﹣﹣⑥,
由⑤⑥代入③得:由①⑥得: G动=
﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑦
=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑥
因不计钢丝绳重和摩擦,提升重物乙时,滑轮组的机械效率是: 由⑦,η=
=
=
=
=80%。
答:(1)起重机两次提升的重物质量之比为3:4;
(2)起重机两次提升重物时,滑轮组的机械效率之比为15:16。 (3)提升重物乙时,滑轮组的机械效率是80%。
3、(2018?德阳)如图所示为一吊运设备的简化模型图,图中虚线框里是滑轮组(未画出),滑轮组绳子自由端由电动机拉动,现用该设备先后搬运水平地面上的物体A和B,已知两物体重GA=1.75GB当对A施以竖直向上的拉力FA=1500N时,物体A静止,受到地面支持力是NA当对B施以竖直向上的拉力FB=1000N时,物体B静止,受到地面支持力是NB;且NA=2NB
求:(1)物体A的重力GA和地面支持力NA大小;
(2)当电动机对滑轮组绳子的自由端施以F=625N的拉力时,物体B恰好以速度v被匀速提升,已知此时拉力F功率为500W,滑轮组机械效率力80%,不计各种摩擦和绳子质量,物体B的速度v为多少?
解:
(1)当对A施以竖直向上的拉力FA=1500N时,物体A静止,受到地面支持力是NA;
对A,由力的平衡条件可得:FA+NA=GA,即:1500N+NA=GA﹣﹣﹣① 已知两物体重GA=1.75GB,且NA=2NB,
所以①式可写为:1500N+2NB=1.75GB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 当对B施以竖直向上的拉力FB=1000N时,物体B静止,受到地面支
持力是NB;对B,由力的平衡条件可得:FB+NB=GB, 即:1000N+NB=GB﹣﹣③
②﹣③得,500N+NB=0.75GB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④ ③﹣④得,500N=0.25GB,解得GB=2000N, 代入解得:NB=1000N,GA=3500N;NA=2000N;
(2)已知绳子自由端的拉力F=625N,η=80%,物体B重为2000N,设承担物重的绳子段数为n, 则η=
=
=
=
=80%,
解得:n=4。
又因为拉力F做功的功率P=500W, 由P=Fv得,绳子自由端运动的速度为: v绳==
=0.8m/s,
则物体B匀速上升的速度为:v=v绳=×0.8m/s=0.2m/s。 答:(1)物体A的重力GA是3500N;地面支持力NA大小是2000N; (2)物体B的速度v为0.2m/s。
4、(2018?广东)如题19图所示是建筑工地上的起重机示意图,起重机的电动机功率为3×103W,当它把质量为1t的重物匀速提起24m时,用时100s。(g=10N/kg)