初二物理简单机械计算专题及答案.docx
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初二物理简单机械计算专题及答案
简单机械滑轮组初中物理组卷
一．计算题（共30小题）
1．建筑工地上，需要利用拖拉机和滑轮组（如图所示）将质量为1.2×103kg的物体，拉到长100m，高50m的斜面
顶端，测得拉动一个物体沿斜面匀速上升时拖拉机的水平拉力为4×103N，g=10N/kg，不计绳重及滑轮与绳、轴间
的摩擦．
（1）在图中画出物体对斜面压力F的示意图；
（2）对物体做的有用功，以及此时滑轮组与斜面组合的机械效率；
（3）若动滑轮重1000N，物体所受摩擦力的大小；
（4）若拖拉机的最大输出功率为12kW，求拖拉机在水平地面上匀速拉动物体过程中的最大速度．
2．工人利用如图所示的斜面，把质量为50kg的货物沿斜面由底部匀速推到顶端，所用时间为10s，沿斜面向上的
推力为300N．斜面长10m，高5m．g=10N/kg，求：
（1）把货物推上斜面做的有用功是多少？
（2）此过程推力做了多少功？
（3）斜面的机械效率是多少？
3．工人想把重1000N的木箱A搬到高h=5m，长L=10m的斜面上，如图所示．他站在斜面上，沿斜面向上用F=625N的拉力使木箱A以v=0.2m/s的速度匀速从斜面底端拉到斜面顶端．
（1）工人拉木箱的功率是多大？
（2）该斜面的机械效率是多少？
（3）木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多大？
4．工人用平行于斜面向上的500N的推力将重800N的物体匀速推上高1.5m的车厢，所用的斜面长是3m．求：
1）推力做的功；
2）斜面的机械效率；
3）斜面对物体的摩擦力．
5．如图是用滑轮组提升物体A的示意图，物体A受到的重力大小为GA．在匀速竖直提升物体A的过程中，物体A上升的速度大小为vA，滑轮组的机械效率为η．已知：
GA=400N，vA=0.4m/s，η=08%，绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计．求：
（1）绳子自由端的速度大小v绳；
（2）动滑轮所受的重力大小G动；
（3）拉力F做功的功率P．
6．如图是某校体育器械进行臂力训练的示意图，运动员通过拉力F的作用下来提升配重，以达到锻炼臂力的目的．在一次训练时，运动员加配重的质量为30kg，拉力F的作用下，配重在5s的时间里，匀速竖直上升了50cm．在这个
过程中，动滑轮提升配重所做的有用功为W有，运动员对绳子的拉力F做功的功率为40W．忽略绳重和摩擦．（g
取10N/kg）求：
1）在此次训练中运动员对绳子的拉力F的大小；
2）动滑轮的重力．
m=80kg，卷扬机向下拉绳子的力
g取10N/kg．求：
7．如图所示，建筑工地上有一批建筑材料需要运往高处，已知建筑材料的质量
F=500N，建筑材料上升的速度是1m/s，不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦，
1）动滑轮所受的重力G动；
2）滑轮组的机械效率η；
3）卷扬机向下拉力F的功率．
8．如图所示，工人用250N的力F将质量为40kg的物体在10s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，g取10N/kg，求：
（1）重物受到的拉力大小和动滑轮重；
（2）拉力做功的功率；
（3）滑轮组的机械效率．
9．如图所示，是小型建筑工地上使用的罐笼式提升机，提升机机械由两个定滑轮、一个动滑轮和罐笼几个部件构成，用它能把建筑材料从低处匀速提升到高处．如果罐笼和动滑轮的总质量为120kg，一次提升建筑材料360kg，提
升高度为l0m，不计滑轮的轮与轴之间的摩擦和钢丝绳子所受的重力，（g取10N/kg）求：
（1）钢丝绳的拉力；
2）该提升机此次提升建筑材料的机械效率．
10．用如图所示的滑轮组，将重1200N的物体A在100s的时间里匀速竖直提升10m，已知在这个过程中，拉力F做功的功率为150W．不计绳重和滑轮与轴的摩擦．
求：
（1）拉力F所做的有用功
（2）滑轮组的机械效率η
11．用如图所示的滑轮组提升重1200N的物体A，在匀速竖直提升物体A的过程中，作用在绳子自由端竖直向上的拉力F为500N，如果物体A上升的速度vA为0.1m/s，不计绳重和滑轮与轴的摩擦．
求：
（1）动滑轮所受的重力G动；
2）拉力F做功的功率P．
3）滑轮组的机械效率η．
12．如图所示，是一辆小车通过滑轮组匀速提升物体的装置图．与小车连接的绳子能承受的最大拉力为6000N，小
车拉动绳子的最大功率为15KW．物体A重GA=1600N，动滑轮重G动=400N．不计小车所受摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦．则：
（1）物体A匀速提升2m的过程中，小车所做的有用功W有用为多少？
（2）滑轮组提升物体A时的机械效率η为多大？
（3）若要求被提升重物以v=1m/s的速度匀速上升，则整个装置工作过程中所能提升重物的最大重力Gm为多大？
13．如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中一个边长为50cm的正方体物体拉至井口的装置图．已知井深12m，
物体质量m=6×102kg，汽车重G车=3×104N，汽车匀速拉绳子时的力F=2.5×103N，汽车受到的阻力为车重的0.1
倍．（g=10N/kg）求：
（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？
（2）滑轮组的机械效率为多少？
（3）若汽车运动的速度为3m/s，汽车牵引力的功率为多少？
（4）物体被拉上来静置在井口地面上时，对地面的压强是多少？
14．工人用图所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重量变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计，g=10N/kg．
（1）从图乙中看出，建材重400N时，滑轮组的机械效率为50%，则动滑轮重为多少？
（2）若某次运送建材的质量为50kg，则建材的重力是多少？
3）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的拉力为300N，求拉力的功率；
4）当滑轮组的机械效率为60%时，运送建材的重力是多大？
5s内将物体匀速
18．底面积100cm2的物体静止在水平地面上，对地面的压强为2×105Pa，用如图所示的滑轮组在
竖直提升3m，已知滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦．（g=10N/kg）求：
（1）物体的质量；
（2）拉力F的功率；
（3）用此滑轮组匀速竖直提升250N的重物，需要多大的拉力．
19．一名质量为70kg的工人，用如图所示的装置提升一堆砖，已知托板重200N，每块砖重100N，不计滑轮的轮与
轴之间的摩擦和钢丝绳子所受的重力．当工人提升10块砖时，此装置的机械效率为80%，（g取10N/kg）求：
（1）动滑轮重力；
（2）利用此装置提升砖块的最高机械效率．
20．如图所示，滑轮组在拉力F的作用下，拉着重300N的物体A以1m/s的速度在水平面上匀速直线运动的过程中，物体A所受的滑动摩擦力为70N，拉力F的功率P=80W（不计绳重和摩擦）．求：
（1）物体A的质量．
（2）拉力F的值．
3）滑轮组的机械效率．
做的功随时间变化的图象．物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力f为物重G的0.2倍．求：
（1）物体A的速度．
（2）5s内拉力F对物体A做的有用功．
（3）滑轮组的机械效率η．
22．如图所示，每个滑轮重均为20N，用滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速移动，在20s内物体移动了4m，拉力F做的功为1280J．（不计绳重及机械内部摩擦）求：
（1）拉力F的功率
2）滑轮组的机械效率．
23．某科技小组设计了如图甲所示的装置，将水中长方体A匀速提升至空中，所用拉力F与绳子自由端移动的距离
s的关系图象如图乙所示．已知A的质量为68kg，底面积为0.08m2，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg，不计绳重、摩擦和水的阻力．求：
（1）A受到的重力；
（2）A离开水面后滑轮组的机械效率；
（3）动滑轮的总重；
24．小雨重600N，每只脚地面的接触面积是2×10﹣2m2．如图，他站在水平地面上用滑轮组提升重物（不计绳重和
摩擦）．
（1）如图甲所示，小雨将物体A匀速提高2m做的有用功为420J，滑轮组的机械效率为87.5%．求：
①物重GA是多少？
②小雨对水平地面的压强是多少？
（2）如图乙所示，重440N、高0.5m、密度为8.8×103kg/m3的实心物块B沉在水池底，池底受到水的压强为2×104Pa．小雨用此滑轮组将池底的物块B匀速缓慢地提升（不计水的阻力），直到其上表面与水面相平为止，用时30s．求：
他
拉绳的功率是多少？
25．如图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组（图中未画出）将实心长方体A从江底沿竖
直方向匀速吊起，图乙是钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图象．A完全离开水面后，电动机对绳的拉力F大小为6.25×103N，滑轮组的机械效率为80%，A上升的速度始终为0.1m/s．（不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重，不考虑风浪、水流灯因素的影响），求：
（1）长方体A的重力；
2）长方体A未露出水面时受到的浮力；
3）长方体A静止在江底时上表面受到的水的压强；
4）长方体A未露出水面时滑轮组的机械效率．
26．如图，轻质杠杆OA可绕O点转动，OA=0.3m，OB=0.2m．A处挂一个质量为2kg的物体G，B处加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则：
（1）物体G的重力大小为多少？
（2）F的大小为多少？
27．如图所示，质量为80kg，边长为20cm的正方体物块A置于水平地面上，通过绳系于轻质杠杆BOC的B端，
杠杆可绕O点转动，且BC=3BO．在C端用F=120N的力竖直向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，且绳被拉直：
（绳重不计，g取10N/kg）求：
此时
（1）绳对B端的拉力F拉；
（2）物体A对地面的压强p．
28．杠杆平衡时，动力F1的大小为2N，动力臂L1为0.5m，阻力臂L2为0.1m，求阻力F2的大小．
29．如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，杠杆长0.4米，在它的中点B处挂一重30牛的物体G．若在杠杆上A端施加竖直方向的力F，使杠杆在水平位置平衡，求F的大小为多少牛？
简单机械滑轮组初中物理组卷
参考答案与试题解析
一．计算题（共30小题）
1．建筑工地上，需要利用拖拉机和滑轮组（如图所示）将质量为1.2×103kg的物体，拉到长100m，高50m的斜面
顶端，测得拉动一个物体沿斜面匀速上升时拖拉机的水平拉力为4×103N，g=10N/kg，不计绳重及滑轮与绳、轴间
的摩擦．
（1）在图中画出物体对斜面压力F的示意图；
（2）对物体做的有用功，以及此时滑轮组与斜面组合的机械效率；
（3）若动滑轮重1000N，物体所受摩擦力的大小；
（4）若拖拉机的最大输出功率为12kW，求拖拉机在水平地面上匀速拉动物体过程中的最大速度．
F的示意图如图所示：
W有=Gh=mgh=1.2×103kg×10N/kg×50m=6×105J；由图可知，滑轮组中有两段绳子通过动滑轮，即n=2，
将物体拉上斜面时，拖拉机通过距离s=2L=2×100m=200m，
拉力总功：
W总=F拉s=4×103N×200m=8×105J，所以拉动物体时的机械效率：
=
×100%=
=
×100%=
η
×100%=75%；
3）根据W总=W有+W额可得额外功：
W额=W总﹣W有=8×105J﹣6×105J=2×105J，
答：
（1）见上图；
（2）对物体做的有用功为6×105J，此时滑轮组与斜面组合的机械效率为75%；
（3）物体所受摩擦力的大小为1.5×103N；
（4）拖拉机在水平地面上匀速拉动物体过程中的最大速度为3m/s．
2．工人利用如图所示的斜面，把质量为50kg的货物沿斜面由底部匀速推到顶端，所用时间为10s，沿斜面向上的
推力为300N．斜面长10m，高5m．g=10N/kg，求：
（1）把货物推上斜面做的有用功是多少？
（2）此过程推力做了多少功？
（3）斜面的机械效率是多少？
【解答】解：
（1）货物受到的重力为：
G=mg=50kg×10N/kg=500N；工人做的有用功为：
W有用=Gh=500N×5m=2500J；
（2）工人推力做的总功为：
W总=Fs=300N×10m=3000J；
（3）斜面机械效率为：
η==×100%≈83.3%；
答：
（1）把货物推上斜面做的有用功是2500J；
（2）此过程推力做了3000J；
（3）斜面的机械效率是83.3%．
3．工人想把重1000N的木箱A搬到高h=5m，长L=10m的斜面上，如图所示．他站在斜面上，沿斜面向上用F=625N的拉力使木箱A以v=0.2m/s的速度匀速从斜面底端拉到斜面顶端．
（1）工人拉木箱的功率是多大？
（2）该斜面的机械效率是多少？
（3）木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多大？
解答】解：
（1）工人做的功：
W总=FL=625N×10m=6250J，将木箱从斜面底端拉到斜面顶端所用的时间：
工人拉木箱的功率：
W有=Gh=1000N×5m=5000J斜面的机械效率：
（3）摩擦力做的功：
Wf=W总﹣W有=6250J﹣5000J=1250J摩擦力的大小：
f===125N．
答：
（1）工人拉木箱的功率是125W．
（2）该斜面的机械效率是80%．
（3）木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是125N．
4．工人用平行于斜面向上的500N的推力将重800N的物体匀速推上高1.5m的车厢，所用的斜面长是3m．求：
【解答】解：
由题可知，推力F=500N，物体的重力G=800N，斜面长度s=3m，斜面高度h=1.5m，
（1）推力做的功：
W总=Fs=500N×3m=1500J；
（2）克服物体重力做的有用功：
W有用=Gh=800N×1.5m=1200J，斜面的机械效率：
η=×100%=×100%=80%；
（3）所做的额外功：
W额=W总﹣W有用=1500J﹣1200J=300J，因为W额=fs，
所以斜面对物体的摩擦力：
f===100N．
答：
（1）推力做的功为1500J；
（2）斜面的机械效率为80%；
（3）斜面对物体的摩擦力为100N．
5．如图是用滑轮组提升物体A的示意图，物体A受到的重力大小为GA．在匀速竖直提升物体A的过程中，物体A上升的速度大小为vA，滑轮组的机械效率为η．已知：
GA=400N，vA=0.4m/s，η=80%，绳重、轮与轴的摩擦均可忽
略不计．求：
（1）绳子自由端的速度大小v绳；
（2）动滑轮所受的重力大小G动；（3）拉力F做功的功率P．
解答】解：
1）由图知，n=2，绳子自由端移动的速度：
v=2vA=2×0.4m/s=0.8m/s；
（2）绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计，滑轮组的机械效率：
==
==
η
代入已知数值得：
80%=
解得动滑轮重力：
G动=100N；
（3）绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计，拉力F=（GA+G轮）
拉力做功的功率P===Fv=250N×0.8m/s=200W．
答：
（1）绳子自由端的速度大小为0.8m/s；
（2）动滑轮所受的重力大小为100N；
（3）拉力F做功的功率为200W．
6．如图是某校体育器械进行臂力训练的示意图，运动员通过拉力F的作用下来提升配重，以达到锻炼臂力的目的．在
一次训练时，运动员加配重的质量为30kg，拉力F的作用下，配重在5s的时间里，匀速竖直上升了50cm．在这个过程中，动滑轮提升配重所做的有用功为W有，运动员对绳子的拉力F做功的功率为40W．忽略绳重和摩擦．（g取10N/kg）求：
（1）在此次训练中运动员对绳子的拉力F的大小；
（2）动滑轮的重力．
解答】解：
（1）由图知，使用的滑轮组是两定、一动，承担物重的绳子股数n=2，拉力端移动的距离：
s=2h=2×50cm=100cm=1m，拉力端移动的速度：
v===0.2m/s，
拉力做功功率P===Fv，
则拉力F===200N；
（2）配重重力G=mg=30kg×10N/kg=300N，忽略绳重和摩擦，拉力F=（G+G轮），则动滑轮重力：
轮
G轮=2F﹣G=2×200N﹣300N=100N．
答：
（1）在此次训练中运动员对绳子的拉力的大小为200N；
（2）动滑轮的重力为100N．
m=80kg，卷扬机向下拉绳子的力
g取10N/kg．求：
7．如图所示，建筑工地上有一批建筑材料需要运往高处，已知建筑材料的质量F=500N，建筑材料上升的速度是1m/s，不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦，
（1）动滑轮所受的重力G动；
（2）滑轮组的机械效率η；
（3）卷扬机向下拉力F的功率．
F，根据动滑轮受力关系可
【解答】解：
（1）建筑材料的重力：
G=mg=80kg×10N/kg=800N，由图知，滑轮组由两段绳子承担物重，设提起质量m的建筑材料时卷扬机对绳的拉力为得F=（G+G动），
G动=2F﹣G=2×500N﹣800N=200N；
（2）滑轮组的机械效率：
==
=
=
=
==
=
=
=
η
×100%=80%
3）卷扬机的速度，v=nv物=2×1m/s=2m/s，卷扬机向下拉力F的功率：
P=Fv=500N×2m/s=1000W．答：
（1）动滑轮所受的重力为200N；
（2）滑轮组的机械效率是80%；
3）卷扬机向下拉力F的功率是1000W．
8．如图所示，工人用250N的力F将质量为40kg的物体在10s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，g取10N/kg，求：
（1）重物受到的拉力大小和动滑轮重；
（2）拉力做功的功率；
3）滑轮组的机械效率．
【解答】已知：
拉力F=250N，时间t=10s，质量m=40kg，上升高度h=2m，n=2
求：
（1）重物受到的拉力F=？
动滑轮重G动=？
；
（2）拉绳子的功率P=？
；（3）滑轮组的机械效率η=？
解：
G=mg=40kg×10N/k=400N；
（1）因为重物被匀速提起，所以重物受到的拉力等于重物重力为因为F=（G+G动）
所以G动=2F﹣G=2×250N﹣40×10N/kg=100N；
（2）拉力移动距离：
s=2h=2×2m=4m，拉力做的总功：
W总=Fs=250N×4m=1000J，拉力做功的功率：
P===100W；
（3）拉力做的有用功：
W有=Gh=400N×2m=800J，滑轮组的机械效率：
答：
（1）重物受到的拉力为400N；动滑轮重为100N；
（2）拉力的功率为100W；
（3）滑轮组的机械效率为80%．
9．如图所示，是小型建筑工地上使用的罐笼式提升机，提升机机械由两个定滑轮、一个动滑轮和罐笼几个部件构成，用它能把建筑材料从低处匀速提升到高处．如果罐笼和动滑轮的总质量为120kg，一次提升建筑材料360kg，提
升高度为l0m，不计滑轮的轮与轴之间的摩擦和钢丝绳子所受的重力，（g取10N/kg）求：
（1）钢丝绳的拉力；
（2）该提升机此次提升建筑材料的机械效率．
解答】解：
（1）GA=mAg=120kg×10N/Kg=1200N
G物=m物g=360kg×10N/Kg=3600N
2）根据η======75%．
答：
（1）钢丝绳的拉力是2400N；
（2）该提升机此次提升建筑材料的机械效率是75%．
10．用如图所示的滑轮组，将重1200N的物体A在100s的时间里匀速竖直提升10m，已知在这个过程中，拉力F做功的功率为150W．不计绳重和滑轮与轴的摩擦．
求：
（1）拉力F所做的有用功
（2）滑轮组的机械效率η
【解答】解：
（1）提升重物过程中拉力F做的有用功：
W有用=Gh=1200N×10m=12000J；
（2）拉力做的总功：
W总=Pt=150W×100s=15000J，
滑轮组的机械效率：
答：
（1）提升重物过程中的有用功为12000J；
（2）滑轮组的机械效率为80%．
11．用如图所示的滑轮组提升重1200N的物体A，在匀速竖直提升物体A的过程中，作用在绳子自由端竖直向上的拉力F为500N，如果物体A上升的速度vA为0.1m/s，不计绳重和滑轮与轴的摩擦．
求：
（1）动滑轮所受的重力G动；
（2）拉力F做功的功率P．
（3）滑轮组的机械效率η．
解答】解：
由图可知，承担物重的绳子股数n=3，
所以动滑轮重力：
G动=3F﹣G=3×500N﹣1200N=300N；
（2）拉力端移动速度：
v=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s，拉力做功的功率：
P=Fv=500N×0.3m/s=150W；
==
=
=
=
==
=
=
=
3）滑轮组的机械效率：
η
×100%=80%．
答：
（1）动滑轮所受的重力为300N；
（2）拉力F做功的功率为150W；
（3）滑轮组的机械效率为80%．
12．如图所示，是一辆小车通过滑轮组匀速提升物体的装置图．与小车连接的绳子能承受的最大拉力为6000N，小
车拉动绳子的最大功率为15KW．物体A重GA=1600N，动滑轮重G动=400N．不计小车所受摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦．则：
（1
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