机械与人
1．如图17所示，小刚用300N的力匀速竖直向上提升质量为50kg的重物，在10s内把物体提升了1m（不计绳重及摩擦）．根据这些数据，请求出五个相关的物理量．（5分）
图17
1、解：（1）G?mg?50kg?9.8N/kg?490N （2）S绳?2h?2?1m?2m （3）W有?Gh?490N?1m?490J （4）W总?FS绳?300N?2m?600J （5）P总?W总/t?600J/10s?60W
若求出v物、v绳、P有、G动、F合等，且计算正确可相应给分．
2、如图9是锅炉上的保险阀，当门受到的蒸汽压强超过安全值时，阀门被顶开，蒸汽跑出一部分，使锅炉内的蒸汽压强减小，已知杠杆重可以忽略不计，OA与AB长度的比值为
25
1：3，阀门的面积是3cm，要保持锅炉内、外气体的压强差是1.2×10Pa，试求应将质量为多大的生物挂在杠杆的B点？（g取10N/kg）
解：根据杠杆的平衡条件可知：F1L1=F2L2
5-4
即mgL1=PSL2带入得 m·10·4=1.2×10·3×10·1解得m= 0.9kg
3．如图16所示，质量不计的光滑木板AB长1.6m，可绕固定点O转动，离O点0.4m的B
端挂一重物G，板的A端用一根与水平地面成30°夹角的细绳拉住，木板在水平位置平衡时绳的拉力是8N。然后在O点的正上方放一质量为0.5kg的小球,若小球以20cm／s的速度由O点沿木板向A端匀速运动，问小球至少运动多长时间细绳的拉力减小到
零。（取g=10N/kg，绳的重力不计）
3．解：画出细绳的拉力F的力臂OA，OA=
′′1OA=0.6（m）…………………（1分） 2 根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2 可得：
′ F·OA=G·OB …………………………① …………………………（1分） 设小球运动到距O点L处细绳的拉力恰好为零 根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2 可得：
G球·L=G·OB …………………………② …………………………（1分） 由①、②得：
F·OA= G球·L ……………………………………………………………（1分）
′F·OA′ 则L= =
G球 t=
8?0.6=0.96（m）……………………………………（1分）
0.5?10sL0.96=4.8（s）…………………………………………………（1分） ??vv0.24、用如图15所示的滑轮组，将480N的物体以0.3m/s的速度匀速提起，绳子自由端的拉力为200N（不计摩擦和绳重） （1）滑轮组的机械效率 （2）拉力的功率
（3）若用该滑轮组将重600N的物体匀速提升2m时，拉力做的功。
5、一辆轿车在平直的高速公路上匀速行驶1.8km，轿车上的速度表如图17所示，在此过程中
80 ⑴轿车速度为多少km/h? 合多少m/s? 60 100 ⑵若轿车发动机的功率为40kW，则该车行驶中所受阻力多大？
40 120 ⑶若轿车消耗汽油0.25kg，其发动机的效率多大？（q汽油＝4.6×
20
0 图17
10J/kg）
5、解：⑴轿车的速度为90km/h …………………1分
7
90?1000m?25m/s
3600sP4000W⑵由P?Fv 得：F???1600N
v25m/s90km/h?因轿车匀速运动，受力平衡 所以阻力f=F=1600N
⑶汽油燃烧释放的热量为：
Q?mq?0.25kg?4.6?107J/kg?1.15?107J
牵引力做功为：W?Fs?1600N?1800m?2.88?10J ∴发动机效率为：
62.88?106J???100%??100%?25% 7W总1.15?10J
6、2003年10月15日9时整，中国第一艘载人飞船“神舟5号”由“长征二号F”运载火箭从甘肃酒泉卫星发射中心发射升空，10多分钟后，成功进入预定轨道。中国首位航天员杨利伟带着中国人的千年企盼梦圆浩瀚太空，中国成为世界上第三个独立开展载人航天活动的国家。
⑴ 火箭在加速上升过程中机械能------------------------（选填：“增大”、“减小”或“不变”）， 这个能量是由----------------------能转化过来的。由于地球自西向东不停地自转，为节省燃料，火箭升空后应向--------------------方向飞行（选填：“偏东”或“偏西”）；
⑵ 杨利伟在太空中飞行21小时，绕地球14圈，在此过程中他能看到-----------次日出； ⑶ 在飞船的返回舱表面涂有一层特殊材料，这种材料在遇高温时要熔化、汽化而----------大量的热量，从而防止飞船在返回地面时与大气层摩擦而被烧坏。
⑷ 目前中国正在实施“嫦娥一号”登月工程，已知月球表面没有空气，没有磁场，引力为地球的1／6，假如登上月球，你能够---------------------（填代号）
A、用指南针判断方向 B、轻易将100kg物体举过头顶
C、放飞风筝 D、做托里拆利实验时发现管内外水银面高度差为76cm 6、解：⑴增大 内（化学） 偏东 ⑵14 ⑶吸收 ⑷B
7、某工人用滑轮组在20s内将3000N的物体匀速提高4m，已知这个滑轮组的机械效率是
80%．求：
(1)这名工人所做的总功是多少焦？ (2)他所做的额外功是多少焦？ (3)他的输出功率是多少瓦？ 7、解：∵W有=Gh=3000N×4m=12000J
W有
∴
W额=W总-W有=15000J-12000J=3000J
答：这名工人所做的总功为15000J，所做的额外功是3000J，输出功率是750W． 8、一质量为6 kg的石块，沉在装水的容器底部，某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起
1 m，但石块没有露出水面，如图21所示，已知绳的自由端拉力为25N。
求石块在上升过程中(1) 石块受到的浮力为多少？J(2)绳的自由端拉力做功为多少？(3)动滑轮的机械效率为多少？(ρ石=3×10kg/m 、g=10N/kg )
又V排=V F浮=G排=ρ水gV排=1.0×10 kg /m×10N/kg×2×1033
m=20N
(2)W总=F·S=F·2h=25N×2m=50J (3)G=mg=6kg×10N/kg=60N 又G′=G－F浮=60N－20N=40N W有=G′h=40N×1m=40J
3
3
﹣
3
3
、
9、春天农民需用水泵缺水灌溉农田，有一水泵铭牌如下： （1）水泵连续正常工作5小时，所做有用功多少J？ （2）此水泵总功率为多少？
（3）若此水泵用一柴油机带动，假设柴油完全燃烧所释放的内能有 40%转化为水泵轴的机械能，则每小时消耗多少kg柴油？(柴油
热值按3×10J/ kg计算，g=10N/kg)
9、解：(1)5小时抽水量
33 36
由ρ=m/V m=ρV=1.0×10 kg /m×300m/h×5h=1.5×10 kg
抽水机做的有用功
68
W有用功=Gh=mgh=1.5×10 kg×10N/kg×12m=1.8×10 J
7
型号 流量 扬程 质量 效率 8B13 300m/h 12m 111kg 80% 3
∵柴油完全燃烧放出热量的40%转化为水泵的机械能
W′=Q×40%=3×10J/kg×m×40%=0.45×10J ∴m=3.75kg
8
答：水泵正常工作5小时，所做有用功是1.8×10 J，水泵总功率为12.5KW，第小时消耗3.75kg柴油。
10、一静止在海面的潜水艇模型，在启动之后，4min内匀速竖直下潜20m，而后沿水平方向
做匀速直线运动，又运动4min. 请在图9中画出潜水艇模型8min之内所受海水压强和
时间的关系图像（?海?1.03?103kg/m3,g?10N/kg，潜艇模型体积和大气压均不计）.（2分）
10、解：（1）正确标出压强数据1分。 （2）准确画出图像1分。
11、如图所示，用一个动滑轮把重200N的物体提高了1m，所用的拉力为125N，则动滑轮所做的
有用功W有用=________J，它的机械效率η=__________。
7
8
中考物理计算题(30道)付答案
