浙教版科学九年级上册重难点突破专题训练七简单机械计算7含答案Word下载.docx
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(1)当绳子a对货箱的拉力Fa为600N时,货箱未离开地面,此时货箱对地面的压强是多大?
(g取10N/kg)
(2)在匀速拉起货箱的过程中,电动机把绳子b匀速收起了12m,绳子b的拉力Fb做了2.4×
104J的功,拉力Fb是多大?
(3)在上述匀速拉起货箱的过程中,使用滑轮组所做的额外功是9.6×
103J,滑轮组的机械效率是多大?
5.某楼房修缮时使用如图所示的提升装置将物体A运送到施工楼层,A与地面的接触面积为0.14m2,将物体A放置在水平地面静止时,对地面的压强为3000Pa.用滑轮组匀速提升物体A时,滑轮组的机械效率是84%(不计绳重和摩擦,g取10N/kg).
(1)该提升装置中定滑轮的作用是____________.
(2)物体A的质量mA是多少?
动滑轮的重为多少?
(3)用此滑轮组使物体A以0.2m/s的速度匀速上升,在5s的时间内,拉力做的功是多少?
6.如图甲所示是箱式电梯的工作原理图.若轿厢和动滑轮的总质量为200kg,某次电梯运送一质量为330kg的货物上楼,轿厢上升高度h与时间t的关系如图乙所示,电动机输出拉力的功率P拉与时间t的关系如图丙所示(g取10N/kg,不计绳重和摩擦),解答下列问题:
(1)电梯在这次上升中的平均速度为________m/s,匀速上升时,货物对电梯的压力为________N.
(2)4~16s内,电动机施加在钢丝绳上的拉力为多少牛?
(3)4~16s内,电动机运送货物的机械效率为多少?
7.在某厂房建设中,需要利用牵引机把重为1×
105N的材料沿与水平地面成30°
角的斜坡以1m/s的速度匀速从底部拉上坡顶.如图所示,已知斜坡长度为15m,牵引机的牵引功率为6×
104W.
(1)斜面是一种________(选填“省力”“省距离”或“省功”)的简单机械.
(2)牵引机把材料从斜面底拉到斜面顶的时间是多少?
(3)牵引机把材料拉上斜面顶的过程中的机械效率是多少?
(计算结果精确到0.1%)
(4)斜面对物体的摩擦力是多少?
8.在修建天水市体育中心的施工过程中,起重机在4s内将质量为5×
103kg的钢材沿竖直方向匀速提升了2m,而它的电动机做的功是2×
105J(g取10N/kg).求:
(1)钢材上升过程中的速度.
(2)起重机对钢材所做的有用功.
(3)起重机的机械效率.
9.在更换家用轿车的轮胎时,剪式千斤顶是一种常用工具,图甲是某型号剪式千斤顶的结构示意图.使用时,将底部支撑台置于水平地面,保持千斤顶竖直,将顶升置于汽车车身下,用手摇动扳手使扳手绕O点不断旋转,带动丝杆转动,通过丝杆水平拉动左端铰链,使支架向内收缩,顶升升高,从而将汽车车身顶起.丝杆上刻有梯形扣,图乙是梯形扣的实物图.
(1)该型号的剪式千斤顶是由一些简单机械组合而成的.在顶起车身的过程中,丝杆上的梯形扣属于下列哪一种简单机械?
________.
A.滑轮 B.滑轮组C.杠杆D.斜面
(2)现使用该剪式千斤顶更换轮胎,顶起汽车车身后,若顶升受到车身竖直向下的压力大小始终为10000N,且等于顶升对车身的支持力,千斤顶自身重量忽略不计.
①若底部支撑台与地面接触面积为0.04m2,顶起汽车车身后手不再用力,则千斤顶对地面产生的压强是多大?
②顶起汽车车身后,为了方便更换轮胎,需要继续摇动扳手,使顶升继续升高一段距离.若人揺动扳手使顶升在1min内升高12cm,用千斤顶顶起车身时的机械效率为80%,则人做功的功率是多大?
参考答案及解析
1.解:
(1)A的重力G=mg=960kg×
10N/kg=9600N
地面水平,A对地面的压力F=G=9600N
对水平地面的压强p=
=
=19200Pa
(2)由图可知绳子股数n=2,A在运动过程中受到的摩擦力大小f=nF=2F=2×
500N=1000N
(3)绳子移动的距离s=2sA=2×
4m=8m
拉力F做的功W=Fs=500N×
8m=4000J
拉力F的功率P=
=200W
2.解:
(1)重物的密度ρ=
=8×
103kg/m3
(2)当检测片破损时:
FB=60N
物体重力为:
G=mg=8kg×
10N/kg=80N
横梁AB受力平衡:
FA=G-FB=80N-60N=20N
左边立柱对地面的压强为:
p=
=2000Pa
(3)当检测片破损时,以A为支点,建立杠杆平衡:
FCLAC=FBLAB,其中FC=G=80N代入可得:
LAC=
=0.75m
电动机牵引力所做的功
W=F′s=FLAC=10N×
0.75m=7.5J
3.解:
(1)由甲图知,承重绳子段数n=2,在t2~t3时间内:
2F2=G,则G=2×
108N=216N
在0~t1时间内:
2F1+F浮=G,则F浮=G-2F1=216N-2×
68N=80N
(2)根据F浮=ρ水gV排得,金属块排开水的体积
V排=
10-3m3
由G=mg、ρ=
可得:
ρ金=
=2.7×
(3)设正方体的边长为a,则V=a3即a=
=0.2m
S=a2=0.2m×
0.2m=0.04m2
=5400Pa=5.4×
103Pa
4.解:
(1)货箱的重力G=mg=360kg×
10N/kg=3.6×
103N
由题意知货箱静止在水平地面,所以货箱对地面的压力F=G-Fa=3.6×
103N-600N=3000N
压强p=
=1.2×
104Pa
(2)根据W=Fs可知,拉力Fb=
=2000N
(3)W有=W总-W额=2.4×
104J-9.6×
103J=1.44×
104J
机械效率η=
×
100%=
100%=60%
5.
(1)改变力的方向
解:
(2)由p=
可得,A对地面的压力
F压=pS=3000Pa×
0.14m2=420N
因为物体A静止在水平地面上
所以物体A的重力GA=F压=420N
物体A的质量mA=
=42kg
用滑轮组匀速提升物体A时,不计绳重和摩擦,则滑轮组的机械效率
η=
100%=84%
解得:
动滑轮重力G轮=80N
(3)用此滑轮组使物体A以0.2m/s的速度匀速上升5s,则物体A上升的高度h=vt=0.2m/s×
5s=1m
由图可知n=2,则拉力端移动距离s=2h=2×
1m=2m
不计绳重和摩擦,则绳端的拉力
F=
(GA+G轮)=
(420N+80N)=250N
拉力做的功W总=Fs=250N×
2m=500J
6.
(1)1.25 3300
(2)由图丙可知,在4~16s内,拉力的功率恒为P=9000W
由P=
得,W总=Pt=9000W×
12s=1.08×
105J
由图乙可知,在4~16s内,电梯上升的高度
h=20m-2m=18m
电动机端钢丝绳移动的距离s=nh=4×
18m=72m
由W=Fs得,F=
=1.5×
(3)在4~16s内,电梯克服货物重力做的功
W有用=G货h=330kg×
10N/kg×
18m=5.94×
电动机做的功W总=1.08×
电动机运送货物的机械效率
100%=55%
7.
(1)省力
(2)牵引机把材料从斜面底拉到斜面顶的时间
t=
=15s
(3)牵引机把材料从斜面底拉到斜面顶过程中,牵引机做的有用功W有用=Gh=1×
105N×
15m×
=7.5×
牵引机把材料从斜面底拉到斜面顶过程中,牵引机做的总功
W总=Pt=6×
104W×
15s=9×
100%≈83.3%
(4)牵引机做的额外功W额外=W总-W有用=9×
105J-7.5×
105J=1.5×
牵引机做的额外功用来克服摩擦力做功,由W额外=fs可得,斜面对物体的摩擦力
f=
=1×
104N
8.解:
(1)钢材上升的速度v=
=0.5m/s
(2)钢材受到的重力
G=mg=5×
103kg×
10N/kg=5×
起重机提升钢材所做的有用功
W有=Gh=5×
104N×
2m=1×
(3)起重机的机械效率
100%=50%
9.
(1)D
(2)①由于千斤顶自身重量忽略不计,故千斤顶对地面的压力F=10000N
千斤顶对地面的压强p=
=2.5×
105Pa
②千斤顶做的有用功
W有用=Gh=Fh=10000N×
0.12m=1200J
由η=
100%可知
人做功的功率P人=
=25W
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