中考物理機械效率專題

滑輪組及斜面

1

片理量單位

「----動力N

TGw——總重N（當不計滑輪重及摩擦時，G^=G）

Ln一一承擔物重的繩子段數

物理量單位

Is——動力通過的距離m

----重物被提升的高度m

b——承擔物重的繩子段數

繩子的股數：

甲圖n=2股，乙圖n=3股

甲

機械功公式：圖8

監尸s物理量單位

］W一一動力做的功J提示：克服重力做功或重

［F----動力N力做功：W=G/1

L——物體在力的方向上通過的距離m

功率公式：

W1物理量單位

單位換算：

cP----功率W

p=I

w—功J1W=1J/S1馬力=735W

36

1------時間slkW=10W1MW=1OW

機械效率:

二%用物理量單位提示：機械效率〃沒有單位，用百

W百xl00%［__機械效率分率表示，且總小于1

一一有用功JW『GM對于所有簡單機械］

—總功JWa=Fs［對于杠桿和滑輪］

W小P”對于起重機和抽水機］

達標測試

1、如圖3所示，物重G為600N,用滑輪組將重物勻速提升5m,所用的拉力F為250N,滑輪組的機

械效率為.若不計摩擦，被提升的物重增加時，滑輪組的機

械效率將（選填“變大”、“變小”或“不變”）。

2、一人師傅常利用斜面把重物搬運到汽車上。如圖5,汽車車廂高度h=1.5m,斜面長度s=3m,現

用力F沿斜面把重夢筐G=1800N的重物勻速拉到車上。若不計摩擦，拉力F為N：若實際拉

力F'=1200N,則該斜面的機械效率是%。

3、如圖6所示，用一動滑輪拉一物體A以0.5m/s的速度在水平面上作勻速直線運動，物體A重為

20N,受到的摩擦阻力是物重的0.2倍，水平拉力為2.5N,則在2s內拉力做的功是,滑輪

的機械效率是（不計滑輪重力）

4、下列關于功率和機械效率的說法中，正確的是（）

A.功率大的機械，做功一定多B.做功快的機械，功率一定大

C.效率高的機械，功率一定大D.做功多的機械，效率一定高

5、關于機械效率，下列說法正確的是（）

A.有用功越大，機械的機械效率就越高B.額外功越大，機械的機械效率就越低

C.總功越大，機械的機械效率就越低

D.有用功與總功的比值越大，機械的機械效率就越高

6、甲乙兩機械，甲的機械效率是70%、乙的機械效率是50%,下列說法中正確的是：

A、使用甲機械做功省力B、甲機械做功快

C、相同時間內，甲機械完成的功多D、乙機械的額外功在總功中占的比例大。

7、小雪和小紅在“測滑輪組機械效率”的實驗中，一起組裝好如圖8所示的實驗裝置，他們分別記

下了鉤碼和彈簧測力計的位置。

（1）小紅向上拉動彈簧測力計，使鉤碼升高，并由彈簧測力計讀出拉力為0.5N,同時

小雪用用刻度尺測出鉤碼提升的高度為以上測量準確無誤，其他被測物理量和計算的

數據如下表：三

鉤碼重（N）彈簧測力計提升的高度（m）有用功（J）總功（J）機械效率由

20.40.20.2100%必

（2）小雪和小紅測得滑輪組的機械效率為100%,他們意識到出現了錯誤，請你幫助找出原住

因￡

（3）該滑輪組的機械效率實際為@

（4）若提升的鉤碼重增加到6N,則該滑輪組的機械效率將（選填變大、變小、不變）

8、如圖9所示，物體重180N,動滑輪重20N,繩重和摩擦不計.在拉力F的作用下，物體正以0.lm/s

的速度勻速上升.求：

（1）拉力F；（2）拉力做功的功率；（3）動滑輪的機械效率.

9、如圖10所示，建筑工地上的吊車是靠電動機來提升貨物，貨物重10%,電動機的額定電流為4A,

電阻為20C；電動機正常工作時，作用在繩子上的拉力為500N,1分鐘內將貨物勻速提升了6m。求:

（1）滑輪組的機械效率是多少？（2）電動機的額定功率是多

少？

10、某人在河岸上，借助岸邊的大樹，利用滑輪組通過拉繩使停泊在水中的船勻速靠岸.已知滑輪組

是由一個定滑輪和兩個動滑輪組成的（滑輪和拉繩自重不計），船的總質量為7.92X103kg,

船勻速移動時受到水的阻力是船重的0.01倍，船受到滑輪組的拉力與人拉繩子的力始終水平，若人

的拉力是220N,船靠岸的速度是0.3m/S,（g=10N/kg）求：

（1）滑輪組的機械效率.

（2）人拉繩的功率.

11.“5.7”大連空難飛機的黑匣子已經找到，潛水員在出事地點從10m深的海底將它勻速托出水面。

它是體積約為50X20XIOcn?、質量為20kg、表面橘紅色的長方體。黑匣子防護要求很高，必須經

受1000C的高溫而不被燒壞,平放時能經受2.5X10%的擠壓而不變形,在海水（設P海水=1.OX103kg

/n?）中浸泡36h而不滲水。黑匣子的平均密度是多少？黑匣子平放時能承受的壓強是多大？黑匣子

在海水中受到的浮力是多大？

12.若TY160型履帶式推土機的功率是120kW,質量為L7X10'kg,每條履帶與地面的接觸面積為

1.25才。求：（D推土機對水平地面的壓強；（2）當推土機進行推土作業時，在平直的場地上以5.4km

/h的速度勻速前進了15m,求推土機受到的阻力及推土機所做的功.（取g=10N/kg）

13.圖的裝置主要由長木板甲、物塊乙和丙、定滑輪S和動滑輪P、水箱K、配重C和D及杠桿AB

組成.C、D分別與支架固連在AB兩端，支架與AB垂直，AB可繞支點0在豎直平面內轉動.C通過

細繩與P相連，繞在P上的繩子的一端通過固定在墻上的S連接到乙上，乙的另一端用繩子通過固

定在桌面上的定滑輪與丙連接，乙置于甲上，甲放在光滑的水平桌面上.已知C重100N,D重10N,

丙重20N,0A：0B=l：2,在物體運動的過程中，杠桿始終保持水平位置平衡,若在D上施加豎直向

下Fo=2ON的壓力，同時在甲的左端施加水平向左的拉力F,甲恰好向左勻速直線運動，乙相對桌面

恰好靜止；若撤去拉力F改為在甲的右端施加水平向右的拉力F'時，甲恰好在桌面上向右勻速直線

運動，要繼續保持乙相對桌面靜止，則此時在D上施加豎直向下的壓力為若移動K,將丙浸沒

阻力做了多少焦耳的功？

(3)小明騎自行車與地面總的接觸面積為20cm2,則該同學騎車行駛時對地面的壓強為多少？

(取^=10N/kg)

16.在我市書院南路道路改擴建工程中，推土機發揮了重要作用.如圖是某型號履帶式推土機，其

發動機的額定功率為150kW,質量為2.0X104kg,履帶與地面刑一片.的總

接觸面積為2.5-(取g=10N/kg).求：5舞

(1)推土機靜止時對水平地面的壓強；盟瀛耨

(2)若推土機在平直場地上以額定功率作業，在其以1.5m/sG陛子房除七陽的速

度勻速前進10m的過程中，它受到的阻力及阻力所做的功.”2：匚..

17.在災后重建中，村民住房重建所用磚的承壓是必須考慮的一個重要指標。用磚砌墻修房時，考

慮各種因素砌墻的最大實際高度只能是最大理論高度的30%o紅星村村民在住房重建中，使用的是

一種本村生產的長方體實心磚，這種磚長為0.24m,寬為0.12m,高為0.05m,重為36N,所

能承受的最大壓強是5X105Pao(g取10N/kg)求：

(1)用這種磚來修房砌墻，墻實際最高可以多高？

(2)如果將100匹這種磚從地面搬到5m高的平臺上，最少要做多少功？

18.小柯積極參加體育鍛煉。他的身體可看作為一個杠桿，0點是支點.他的質量為60kg,所受重力

可視為集中在A點.求：(取g=10N/kg)

(1)他的重是多少？

(2)將身體撐起時，地面對雙手的支持力至少多大？

(3)若撐起時肩部上升0.如，他至少克服重力做多少功？

(4)如果他Imin能做30次，則他做功的功率是多少？他的身體可看作為一個杠桿，0點是支點.他

的質量為60kg,所受重力可視為集中在A點.求：(取g=10N/kg)

0.S

19.滬杭高速鐵路日前正式開工建設，嘉興一村民的別里正好位于規劃線路上，為了節約拆遷成本,

他采用了整體平移的新技術，為“高鐵”建設讓路，見右圖。

(1)平移過程中，用推力為4X106牛的機械推動別墅緩慢平移了50米，機械對別墅做了多少功?

(2)這幢別墅質量達2X1()6千克，而地面能承受的最大壓強不能超過5X105帕，為防止房屋下

陷，支承面至少要多大面積？(g=10牛/千克)

20.某電動觀光車的技術參數如下表:

空車質量1180kg車身長度3.8m

滿載人員12人電動機額定電壓48V

滿載時輪胎與地接觸4X最大車速45km/h

面積250cm2

電動機效率80%平路連續行駛里W80km

程

根據以上技術參數，解答下列問題：(g取10N/kg)

(1)設乘員質量平均為60kg,求滿載時車對水平路面的壓強？

(2)求觀光車在水平路面上以最大速度勻速行駛5X10%所用的時間？

(3)若觀光車在水平路面勻速行駛時受到的阻力為2X103N,求觀光車勻速行駛

5X1()31n過程中，牽引力所做的功？

21.磁懸浮列車是一種新型交通工具，如圖所示，列車受到磁力作用而浮起，使列車與軌道

間的摩擦力減小到零，上海磁懸浮列車線路長是30km?

單向運行時間440so

(1)求列車單向運行的平均速度是多少，

(2)假設一節車廂總質量是20t,磁懸浮列車行駛時，

強大的磁力使車廂勻速上升10m%求上升過程中磁力對

該車廂做的功是多少？(g取ION/kg)

22.一輛質量為1500kg的小汽車在成雅高速公路上以90km/h的速度勻速直線行駛，所受的阻力是

2X10%,雅安至成都約135km,車輪與地面的接觸面積共0.06n)2,(成雅高速公路視為平直路

面；取g=10N/kg)則：

(1)汽車從雅安到成都需要多長小時？

(2)從雅安到成都汽車克服阻力做功為多少？

(3)汽車對地面的壓強是多少？

23.質量為30kg的小車裝載了150kg的貨物，工人推動小車在水平路面上沿直線勻速行進，用了

2(hnin前行1.2km將貨物送到商場，工人對小車做功1.02X103J。求：

(1)小車受到的摩擦力；

(2)小車運動的速度。

24.汽車已成為現代交通工具不可缺少的一部分，在衡陽市的很多地方，小轎車已進入普通家庭.最

近小明家買了一輛節能汽車，試車時，小明的爸爸在平直的公路上以72km/h的平均速度行駛了

求：(1)這段時間小轎車行駛的路程.

(2)如果這輛轎車的牽引力是4X10%,這段時間牽引力做的功.

25.俯臥撐是一項常見的體育健身活動。如圖11所示是小明同學做俯臥撐時的示意圖。小明重600N,

lmin鐘內做俯臥撐30個，每做一次肩膀升高50cm。小明身體可視為杠桿，。為支點，A為重心，

0A=lm,B至IJO點的星巨離OB=L5m。求：

(1)地面對手的支持力；

(2)若每個手掌的面積為0.016m3,求雙手對地面的壓強；幺“y7

(3)lmin鐘內小明所做的功；<

⑷小明做功的功率。丘》一i

26.如圖16所示是世界上最長的跨海大橋——杭州灣跨海大

橋，全長36km。若某轎車以25m/s的速度勻速駛過大

橋，問：

(1)轎車通過整座大橋需要多少時間？

(2)如果轎車行駛在橋面時的牽引力是2000N,轎車的功

率是多大?

27.一輛重6X104N的載重汽車以10ms的速度勻速在平直公路上行駛了2min,已知汽車的牽引

力為4.8X103No求：

(1)汽車在2min內通過的路程。(2)汽車發動機的功率。

28.上海自主研發了一種氫燃料汽車，它使用氫氣代替汽油。在一次測試中，汽車在水平路面受到

2400N的水平牽引力，5min內勻速直線行駛了9000m。

(1)汽車受到水平方向的阻力是多少？

(2)汽車牽引力所做的功和功率是多少？

29.改革開放以來，我國城鄉面貌發生了日新月異的變化，民眾的住房條件得到了很大的改善。建

造某幢公寓樓，所用建筑材料的總重為6X108牛。此公寓樓樓頂到地面的高度為40米。求：

(1)若此公寓樓房基與地面的接觸面積為1XIO,米2,該樓對地基產生的壓強為多少帕？

(2)若每天要把1.2X106牛的水從地面送到樓頂，至少應對這些水做多少功，若送1.2X106牛的水

從地面到樓頂所用的時間為8000秒，送水的功率至少為多少瓦？

30.在地震災區全面恢復重建的熱潮中，推土機發揮了重要作用。現有一履帶式推土機，其發動機額

定功率為120kw,質量為1.5XIO,kg.,每條履帶與地面的接觸面積為1.25m2,求：

(1)推土機對水平地面的壓強；

(2)若推土機的牽引力用F表示，速度用u表示，發動機的功率用P表示；請你推導出

F、。和P之間的關系式：P=Fu；

(3)當推土機以額定功率進行推土作業時，在平直的場地上以5.4km/h的速度勻速前進了15m,

推土機受到的阻力和推土機所做的功是多少？

31.小吳在60s內用50N的水平拉力沿水平方向拉一個重為100N的物體在水平地面前進了120nl.求:

(1)小吳的平均速度；(2)拉力對物體所做的功；(3)拉力做功的功率。

32.如圖所示，鐵明同學向上跳臺階進行晨練，鐵明重500N,在

10s內勻速連跳12個臺階，每個臺階的高度為0.2m,在這個過

程中，已知鐵明克服摩擦做功為2800J,求在此過程中：

(1)鐵明豎直向上跳的平均速度是多大？

(2)鐵明克服重力做功是多少？

(3)鐵明做功的總功率是多大？

33.學校新近買了30套總質量為300kg的物理實驗器材，每套一80

箱。現在，某實驗員需要把這批實驗器材搬運到14m高的物理實驗60

室。40

(1)該實驗員需要做多少功？(不考慮他克服自身重力所做的20「二二二二二F二

功，取10N/kg)VIIllir

(2)假設他身體可以提供的功率尸如圖14那樣取決于所搬運物02。4060咽

體的質量人若要盡可能快地把這批器材搬上去，那么他每次搬運的

箱子數應為個。

(3)不考慮搬起箱子、放下箱子和下樓的時間，求他搬運這批實驗器材的最短時間。

34.湘桂鐵路擴能改造工程于2008年12月11日啟動，設計列車速度達200km/h。

(1)若工程竣工后，列車按設計標準運行，從柳州到南寧均需1.1h,則柳州至南寧的鐵路線長

約為多少？

(2)假設質量為4000t的列車在平直軌道上勻速運行時，受到的阻力為列車重的所有車輪

跟鐵軌接觸的總面積約為0.8m2o列車對鐵軌的壓強為多大?從柳州到南寧，機車共做了多少

功？(取g=10N/kg)

35.如圖所示，拉力后80N,物體重a120N,若繩子自由端勻速拉動的

距離廣4m,物體被提高的距離加2皿求：

(1)拉力所做的有用功；

(2)拉力所做的總功W.&；

(3)該滑輪組的機械效率〃。

36.小明做“測滑輪組機械效率”實驗時，用圖18中所示的滑輪，組裝成滑輪組,

請在圖中畫出使用該滑輪組時最省力的繞法。用此滑輪組將重為3.6N

了

的物體勻速提起時，拉力的功率為0.36W,滑輪組的機械效率為75%。(忽

略摩擦及繩重)

求：(1)繩子自由端移動的速度和動滑輪的總重。

(2)若用此滑輪組提起小于3.6N的重物時，其機械效率將如何改變？說明理由。

37.如圖所示，用滑輪組勻速提起一個重為400N的物體，物體在5s內豎直上升了2m,人拉繩的力

為250N),(不汁繩重及摩擦)

(1)對重物做的有用功是多少？

(2)人拉繩子做功的功率是多少？

(3)如果用此滑輪組勻速提升一個重為300N的物體，則拉力是多少？滑輪組的機械效率是多

少？

圖23

答案及解析

達標測試

1、如圖3所示，物重G為6O0N,用滑輪組將重物勻速提升5m,所用的拉力F為250N,滑輪組的機

械效率為幽；若不計摩擦，被提升的物重增加時，滑輪組的機械效

率將變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）。

分析；由圖知，承擔物重的繩子股數"3,則s=3h,

利用W有用二Gh求有用功，

求出拉力端移動的距離，利用W/Fs求拉力做功，

2、一人師傅常利用斜面把重物搬運到汽車上。如圖5,汽車車廂高度h=L5m,斜面長度s=3m,現

用力F沿斜面把重蘿筐G=1800N的重物勻速拉到車上。若不計摩擦，拉力F為曬N；若實際拉力『

=1200N,則該斜面的機械效率是在％。

分析：知道斜面高h、斜面長s、物體重G,沿斜面勻速推物體，利用W=Gh求提升物體做功（有用

功），若不計摩擦，利用功的原理甲=Fs=W,求拉力；若知道實際拉力，利用竹Gh求有用功，利用

收Fs求總功，再利用效率公式計算斜面的機械效率.

3、如圖6所示，用一動滑輪拉一物體A以0.5m/s的速度在水平面上作勻速直線運動，物體A重為

20N,受到的摩擦阻力是物重的0.2倍，水平拉力為2.5N,則在2s內拉力做的功是皿，滑輪的機

械效率是邈（不計滑輪重力）

分析：圖中使用的是動滑輪，知道物體A以0.5m/s的速度運動，利用（―

速度公式可以求出物體2s移動的距離s,則拉力移動的距離s'=2s,利I、才-A

用功的公式求拉力做功；知道物體重，求出物體A受到的摩擦阻力，又“”/富'

知道拉力F,利用機械效率的公式計算滑輪的機械效率.田

4、下列關于功率和機械效率的說法中，正確的是（C）

A.功率大的機械，做功一定多B.做功快的機械，功率一定大

C.效率高的機械，功率一定大D.做功多的機械，效率一定高

5、關于機械效率，下列說法正確的是（A）

A.有用功越大，機械的機械效率就越高B.額外功越大，機械的機械效率就越低

C.總功越大，機械的機械效率就越低

D.有用功與總功的比值越大，機械的機械效率就越高

6、甲乙兩機械，甲的機械效率是70%、乙的機械效率是50%,下列說法中正確的是：（D）

A、使用甲機械做功省力B、甲機械做功快

C、相同時間內，甲機械完成的功多D、乙機械的額外功在總功中占的比例大。

7、小雪和小紅在“測滑輪組機械效率”的實驗中，一起組裝好如圖8所示的實驗裝置，他們分別記

下了鉤碼和彈簧測力計的位置。“孑一

（1）小紅勻速豎直向上拉動彈簧測力計,使鉤碼升高，并由彈簧測力計讀出拉力為0.5N,ffiI

同時小雪用用刻度尺測出鉤碼提升的高度為0.1m,以上測量準確無誤，其他被測物理量和7/

計算的數據如下表：耶/

8

鉤碼重（N）彈簧測力計提升的高度（m）有用功（J）總功（J）機械效率

20.40.20.2100%

（2）小雪和小紅測得滑輪組的機械效率為100%,他們意識到出現了錯誤，請你幫助找出原因—強

簧測力計提升的高度測量錯誤

（3）該滑輪組的機械效率實際為80%

（4）若提升的鉤碼重增加到6N,則該滑輪組的機械效率將變大（選填變大、變小、不變）

考點：滑輪（組）機械效率的測量實驗

分析：（1）測力計不是勻速地移動會造成測力計的讀數不準確；

（2）滑輪組在使用中，動滑輪被幾根繩子承擔，拉力移動的距離就是物體和動滑輪移動距離的幾倍;

使用滑輪組時，做的額外功不變，增加鉤碼的重，增大了有用功，因此機械效率會變大；甲圖中與

動滑輪相連的繩子有2段，要研究與繩子繞法的關系，應控制其余條件不變，只改變繩子的繞法，畫

成與動滑輪相連的繩子為3段.

解答：解：(1)測量滑輪組的實驗中應該豎直勻速拉動彈簧測力計；

(2)動滑輪被5根繩子承擔，拉力移動的距離就是物體和動滑輪移動距離的5倍，因此彈簧測力計提

升的高度錯了，應為0.51n

(3)滑輪組的機械效率：n=80%；

(4)使用滑輪組時，做的額外功不變，增加鉤碼的重，增大了有用功，因此機械效率會變大：

(5)與動滑輪相連的繩子段數為3段時，根據“奇動偶定”的原則繞線，繩子的起始端系在動滑輪

的掛鉤上.，一故答案為：(1)勻速豎直；

(2)彈簧測力計提升的高度錯了，應為0.5叱(3)80%；

(4)增大；(5)見下圖:

8、如圖9所示，物體重180N,動滑輪重20N,繩重和摩擦不計.在拉力F的作用下,

物體正以0.lm/s的速度勻速上升.求：(1)—

拉力F；(2)拉力做功的功率；(3)動滑輪的機械效率.

考點：功的計算；功率的計算.

專題：功、功率、機械效率.

分析：使用動滑輪可省一半的力，根據功率的公式P=Fv可求拉力的功率.

9、如圖10所示，建筑工地上的吊車是養電動機來提升貨物，貨物重10%,陽9

電動機的額定電流為4A,電阻為20C；電動機正常工作時，作用在繩子上的

拉力為500N,1分鐘內將貨物勻速提升了6m。求：(1)滑輪組的機械效率是多少?(2)電動機的

額定功率是多少？

考點：滑輪(組)的機械效率；電功率的計算

分析：從圖知，滑輪組承擔物重的繩子股數"3,拉力F移動的距離s=3h；

解：(1)從圖知，滑輪組承擔物重的繩子股數n=3,拉力F移動

的距離s=3h；

滑輪組的機械效率：n^66.7%；

(2)電動機正常工作做的功：W=Fs=FX3h=500NX3X6m=9000J,電動

機的額定功率：P=150W

答：(1)滑輪組的機械效率是66.7%；

(2)電動機的額定功率是150W.

10、某人在河岸上，借助岸邊的大樹,利用滑輪組通過拉繩使停泊在水中的船勻速靠岸.已知滑輪組

是由一個定滑輪和兩個動滑輪組成的(滑輪和拉繩自重不計)，船的總質量為7.92X103kg,

船勻速移動時受到水的阻力是船重的0.01倍，船受到滑輪組的拉力與人拉繩子的力始終水平，若人

的拉力是220N,船靠岸的速度是0.3m/S,(g=10N/kg)求：

(1)滑輪組的機械效率.

(2)人拉繩的功率.

考點：功率的計算.

分析：要解決此題，首先要會組成滑輪組，最關鍵的是分清有用功和總功.在此題中克服水的阻力

做的功為有用功，拉力做的功為總功.

解答：解：(1)根據題意，此滑輪組由四段繩子承擔阻力.

有用功為克服水的阻力做的功，總功為拉力做的功.則n==90%答：滑輪組的機械效率是90%.

(2)人拉繩的功率為：P==Fv=220NX4X0.3m/s=264W

答：人拉繩的功率為264W.

點評：此題牽扯到滑輪組的機械效率和做功的功率.這道題與常規的求機械效率的題目有所不同，

有用功不是克服物體的重力做的功，而是克服水的阻力做的功.

11.“5.7”大連空難飛機的黑匣子已經找到，潛水員在出事地點從10m深的海底將它勻速托出水面。

它是體積約為SOXZOXIOcn?、質量為20kg、表面橘紅色的長方體。黑匣子防護要求很高，必須經

受1000-C的高溫而不被燒壞,平放時能經受2.5X10%的擠壓而不變形,在海水（設P海水=1.OX103kg

/凌）中浸泡36h而不滲水。黑匣子的平均密度是多少?黑匣子平放時能承受的壓強是多大？黑匣子

在海水中受到的浮力是多大？

考點：密度及其特性；液體的壓強的計算；浮力大小的計算.

專題：應用題；條件開放型.

分析：此題是一道開放題，要根據已知的條件，自行設定問題進而求解，那么就要看給出了哪些條

件，能夠求出哪些條件，從而選擇自己有把握的幾個知識點進行解答.

首先，題目己知的條件有：

①潛水員所處的水深h；②黑盒的體積V,質量叱③黑盒能承受的最大壓強Pmax；④海水的密度P

等.

那么這些數據涉及到的公式有：

重力公式：G=mg；密度公式液體壓強公式：P=Pgh；壓強定義式浮力公式：F=PgV等.

那么，可求出的物理量有：

①已知黑盒的質量，利用重力公式求出其重力的大小；

②已知黑盒的質量和體積，運用密度公式求其密度；

③已知海水的密度和潛水員所處的水深，根據液體壓強公式P=Pgh求出其所受的水壓；

④黑盒完全浸沒在水中，此時黑盒的體積即為其排開水的體積，由阿基米得原理可求得它受到的浮

力大小；等.

問題一：黑匣子的平均密度是多少？

解：黑匣子的質量m=20kg；

黑匣子的體積v=50X20X10cn=0.01m3；

黑匣子的密度P=2.0X103kg/m3

問題二：黑匣子在海底受到海水的壓強是多大？

解：海水的密度Pn.OXlO'g/n?；

海水的深度h=10m；

所以，黑匣子在海底受到海水的壓強P=Pgh=l.0X103kg/m3X10N/kgX10m=l.0X105Pa.

問題三：黑匣子在海底受的浮力有多大？

解：海水密度P=LOXJLO'g/m；

黑匣子排開海水的體積v=0.OLmJ；

黑匣子在海水中受的浮力F=Pgv=l.OX10：!kg/m3X10N/kgXO.01m=100N.

12.若TYL60型履帶式推土機的功率是120kW,質量為IJXlO,kg,每條履帶與地面的接觸面積為

L25m2。求：（1）推土機對水平地面的壓強；（2）當推土機進行推土作業時，在平直的場比上以5.4km

/h的速度勻速前進了15m,求推土機受到的阻力及推土機所做的功.（取g=10N/kg）

考點：壓強的大小及其計算；二力平衡條件的應用；功的計算；功率的計算

解答：已知:m=1.7X104kg,S=2X1.25m2=2.5m2,P=120kW,v=5.4km/h=l.5m/s,s=15m,g=10N/kg

求：P,f,W

解：（1）推土機對地面的壓力

F=G=mg=1.7X104kgX10N/kg=l.7X105N

推土機對地面的壓強

P=6.8X10'Pa.

（2）推土機受到的牽引力

F=8X104N

推土機受到的阻力

f=F=8X10%

推土機所作的功

W=Fs=8X10%X15m=l.2X106J.

答：（1）推土機對水平地面的壓強為6.8X10'Pa；

（2）推土機受到的阻力及推土機所做的功分別為8X10%,1.2X106J.

13.圖的裝置主要由長木板甲、物塊乙和丙、定滑輪S和動滑輪P、水箱K、配重C和D及杠桿AB

組成.C、D分別與支架固連在AB兩端，支架與AB垂直，AB可繞支點0在豎直平面內轉動.C通過

細繩與P相連，繞在P上的繩子的一端通過固定在墻上的S連接到乙上，乙的另一端用繩子通過固

定在桌面上的定滑輪與丙連接，乙置于甲上，甲放在光滑的水平桌面上.已知C重100N,D重10N,

丙重20N,0A：0B=l：2,在物體運動的過程中，杠桿始終保持水平位置平衡,若在D上施加豎直向

下FCF20N的壓力，同時在甲的左端施加水平向左的拉力F,甲恰好向左勻速直線運動，乙相對桌面

恰好靜止；若撤去拉力F改為在甲的右端施加水平向右的拉力F'時，甲恰好在桌面上向右勻速直線

運動，要繼續保持乙相對桌面靜止，則此時在D上施加豎直向下的壓力為R；若移動K,將丙浸沒

水中，在拉力F'作用下，甲仍向右勻速直線運動且乙相對桌面靜止，則此時在D上施加豎直向下的

壓力為Fz.已知P丙=2X103kg/m3,F1：F2=4：5.杠桿、支架和不可伸縮細繩的質量、滑輪與軸的摩

擦、杠桿與軸的摩擦均忽略不計.g取10N/kg.

求：（1）丙浸沒水中后受到的浮力F浮；

考點：浮力大小的計算；密度公式的應用；重力的計算；杠桿的平衡條件；阿基米德原理.

分析：（1）知道物體丙的重和密度，根據G=mg二PVg求物體丙的體積；再利用阿基米德原理求丙浸

沒水中受到的浮力；

（2）對第一個狀態受力分析，對于物體甲F=f,對于物體乙T0=G丙+f,對于動滑輪P和配重C：FA/

=GP+GC-2TO,對于杠桿FBO'=GP+FO,對于配重D：FAOXOA=FMXOB,聯立方程組求出Gp=2f；同理，對

第二、三個狀態受力分析，聯立方程組求出凡、F2,根據F1：F*4：5求f、F的大小.

解：（1）VG=mg=pVg,

???物體丙的體積：

V丙=0.001m3,

???丙浸沒水中，

33

AF浮=P水8丫W=1X10kg/mX10N/kgX0.001m=10N,

（2）對第一個狀態受力分析：

網1國2國3困4困5

F-f,

To=G閃+f,

FAO'=Gp+Gc_2To,

FBO'=GD+FO,

FAOXOA=FBOXOB,

(GP+GC-2TO)X0A=(GD+FO)XOB

(Gp+100N-2Gw-2f)X0A=(G+F。)XOB

(G?+100N-2X20N-2f)Xl=(10N+20N)X2

解得：GP=2f,

對第二個狀態受力分析：

FAOXOA=FBOXOB,

(GP+GC-2TO)X0A=(GD+FO)XOB

G+100N-2G丙-2f)X0A=(G+F。)XOB

(Gp+100N-2X20N-2f)Xl=(10N+20N)X2

解得：GP=2f,

對第二個狀態受力分析：

F，=f,

Ti=G丙-f,

FAI'=GP+GC_2Ti,

FBJ=GD+FI,

FAIXOA=FBIXOB,

(Gp+Gc-2T1)X0A=(GD+FI)XOB

(GP+1OON-2G丙+2f)X0A=(GD+FDXOB

(Gp+100N-2X20N+2f)Xl=(lON+FOX2

Gp+60N+2f=(lON+Fi)X2

Fi=10N

對第三個狀態受力分析：

Ta=G丙-F浮-f,

FAZ'=GP+GL2T2,

FB2'=GD+F2,

FMX0A=FB2X0B,

(GP+GC-2T2)XOA=(GD+F2)XOB

(GP+1OON—2G丙+2F浮+2f)X0A=(GD+F2)XOB

(GP+100N-2X20N+2X10N+2f)Xl=(lON+Fi)X2

Gp+80N+2f=(lON+Fi)X2

解得：f=10N,

F=f=10N.

答：(1)丙浸沒水中后受到的浮力為20N；

(2)拉力F為10N.

14.推土機把質量為6t的石塊沿斜坡推到高5m的坡頂。求：(1)石塊受到的重力；(2)推土機對

石塊所做的功。(取g=10N/kg)

考點：重力；功的“算.

專題：計算題.

分析：(1)已知質量，根據G=mg求出重力即可；

(2)先確定推土機做的功等于克服重力做的功，再根據W=Gh求出做功的多少.

解答：已知：m=6t=6000kg,h=5m,g=10N/kg

求：G,W

解：(1)G=mg=6000kgX10N/kg=6XlO^N

(2)W=Gh=6X104NX5m=3X105J

答：石塊的重力為6X10%,推土機對石塊所做的功為3X101

點評：會熟練應用重力的計算公式，會根據功的計算公式計算做功的多少.

15.質量為40kg的小明同學騎著一輛質量為10kg自行車在平直公路上勻速行駛，在5min內行駛

了1500m的路程.求：

(1)小明騎自行車行駛的速度為多少m/s?d

(2)若小明騎車時受到的阻力為50N,該同學騎車行駛5min克服阻力做了多少討

焦耳的功？

(3)小明騎自行車與地面總的接觸面積為20cm2,則該同學騎車行駛時對地面的淌.

壓強為多少？(取產10N/kg)//濟”

圖16

考點：速度公式及其應用；壓強的大小及其計算.

專題：計算題.

分析：(1)知道小明騎自行車行駛的路程和時間，利用速度公式求行駛速度；

(2)知道人和車的總質量，利用重力公式求人和車的總重力；因為自行車在平直公路上，對地面的

壓力等于重力，又知道受力面積，利用壓強公式求騎自行車行駛時對地面的壓強.

解：(1)小明騎車速度為v=5m/s

答：小明騎車速度為5m/s；

(2)車對地面的壓力為F=G=(nu+mjg=(40kg+10kg)X10N/kg=500N

車對地面的壓強為P=2.5X105Pa.

答：車對地面的壓強為2.5XK)6pa.

點評：本題考查了學生對速度公式和壓強公式的掌握和運用，用所學知識分析解決身邊的問題，有

意義！計算時注意單位統一.

16.在我市書院南路道路改擴建工程中，推土機發揮了重要作用.如圖是某型號

履帶式推土機，其發動機的額定功率為150kW,質量為Z.OXIO'kg,履帶與地面

的總接觸面積為2.5-(取g=10N/kg).求：

(1)推土機靜止時對水平地面的壓強；

(2)若推土機在平直場地上以額定功率作業，在其以L5m/s的速度勻速前

進10m的過程中，它受到的阻力及阻力所做的功.

考點：壓強的大小及其計算；二力平衡條件的應用；功的計算.

專題：應用題.

分析：(1)關鍵是明確推土機對水平地面的壓力就是其本身的重力，然后根據壓強公式可直接得出

答案；

(2)因為是勻速前進，利用速度公式可以求時間3再利用功率公式P二

和功的公式W=Fs分析求解.

解答：解：(1)推土機靜止時對水平地面的壓強為8Xl(rpa；

(2)它受到的阻力1X10%,阻力所做的功1X1()6J.

17.在災后重建中，村民住房重建所用磚的承壓是必須考慮的一個重要指標。用磚砌墻修房時，考

慮各種因素砌墻的最大實際高度只能是最大理論高度的30%o紅星村村民在住房重建中，使用的是

一種本村生產的長方體實心磚，這種磚長為0.24m,寬為0.12m,高為0.05m,重為36N,所

能承受的最大壓強是5X105Pao(g取10N/kg)求：

(1)用這種磚來修房砌墻，墻實際最高可以多高？

(2)如果將100匹這種磚從地面搬到5m高的平臺上，最少要做多少功？

考點：壓強的大小及其計算；密度公式的應用；重力的計算；功的計算.

專題；應用題.

分析：本題考查壓強的計算、質量、重力、功的計算等.

(1)磚對地面壓強等于磚對地面的壓力除以磚與地面的接觸面積,墻對地面的壓力等于磚的總重力.

(2)如果將這種磚從地面搬到51n高的平臺上，就是計算對這批磚做的功.

解：(1)用這種磚來修房砌墻，墻實際最高6nl.

(2)如果將100匹這種磚從地面搬到5m高的平臺上，最少要做1.8X10,J的功.

18.小柯積極參加體育鍛煉.的身體可看作為一個杠桿，0點是支點.他的質量為60kg,所受重力可

視為集中在A點.求：(取g=10N/kg)

(1)他的重是多少？

(2)將身體撐起時，地面對雙手的支持力至少多大？

(3)若撐起時肩部上升0.4m,他至少克服重力做多少功？

(4)如果他Imin能做30次，則他做功的功率是多少？

考點：重力的計算；杠桿的平衡條件；功的計算；功率的計算.

專題：計算題；簡單機械；功、功率、機械效率.

解：(1)G=mg=60kgX10N/kg=600N；

(2)將人體視為杠桿，支持力F的力臂為L尸1.2叱重力G的力臂L2為0.8m；由杠桿的平衡條件得:

FLFGLZ,BPFX1.2m=600NX0.8m；則F=400N；

(3)根據功的原理，克服重力做多少功等于支持力做的功；W=Fs=400NX0.4m=160J；

(4)Imin(即60s)能做30次，所做的功為W=160JX30=4800J；則功率為P=80W；

答：⑴他的重是600N；

(2)地面對雙手的支持力至少為400N；

(3)他至少克服重力做160J的功；

(4)他做功的功率是80W.

點評：此題是一道力學綜合題，考查了功、功率、杠桿平衡條件等知識；運用功和功率的計算方法,

杠桿的平衡條件可做出解答.

19.滬杭高速鐵路日前正式開工建設，嘉興一村民的別墅正好位于規劃線路上，為了節約拆遷成本,

他采用了整體平移的新技術，為“高鐵”建設讓路，見右圖。

(1)平移過程中，用推力為4XIO,牛的機械推動別墅緩慢平移了50米，機械對別墅做了多少功?

(2)這幢別墅質量達2X1(/千克，而地面能承受的最大壓強不能超過5XIO,帕，為防止房屋下

陷，支承面至少要多大面積？(g=10牛/千克)

考點：功的計算；壓強的大小及其計算.

專題：計算題；應用題.

解：(1)機械對別墅做功能FS=4X1()6NX501n=2X1(0.

(2)F=G=mg=2X106kgX10N/kg=2X107N.

所以S=40in2

答：機械對別墅做功2X1(/焦，支承面至少要401n2的面積.

點評：本題考查功和受力面積的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，要知道做功的條件是有力

作用在物體上和物體在力的方向上移動距離，還要知道影響壓強的因素是壓力和接觸面積，在水平

面上壓力等于物體自身的重力.

20.某電動觀光車的技術參數如下表:

空車質量1180kg車身長度3.8m

滿載人員12人電動機額定電壓48V

滿載時輪胎與地接觸4X最大車速45km/h

面積250cm2

電動機效率80%平路連續行駛里W80km

程

根據以上技術參數，解答下列問題：(g取10N/kg)

(1)設乘員質量平均為60kg,求滿載時車對水平路面的壓強？

(2)求觀光車在水平路面上以最大速度勻速行駛5XIO?1n所用的時間？

(3)若觀光車在水平路面勻速行駛時受到的阻力為2X1(13N,求觀光車勻速行駛5X10%過程中,

牽引力所做的功？

考點：功的計算；速度公式及其應用；二力平衡條件的應用.

專題：計算題；信息給予題.

分析：(1)由技術參數表知道最大車速，又知道行駛距離，利用速度公式求行駛時間；

(2)由于觀光車在水平路面勻速行駛，牽引力等于阻力，再利用W=Fs求牽引力做功；

(3)電動觀光車和以汽油為原料的汽車相比，具有安全、環保、效率高、經濟(節能)、易維護、

適應性強等方面的優點.

解答：解：(1)最大車速：v=45km/h=12.5m/s,

所用時間：t=400s；

(2);電動車勻速行駛，

."=￡=2X10%,

牽引力所做的功：

W=Fs=2X10%X5X103m=lX107J；

(3)電動觀光車具有環保、效率高的優點.

答：(1)觀光車在水平路面上以最大速度勻速行駛5Xl()3m所用的時間為400s、

(2)牽引力所做的功為IX10工

(3)電動觀光車與以汽油為原料的汽車相比，具有環保、效率高的優點.

點評：本題考查了學生對速度公式、二力平衡條件、功的公式的掌握和運用，能從技術參數表中得

出相關信息并利用好是本題的關鍵.

21.磁懸浮列車是種新型交通工具，如圖所示，列車受到磁力作用而浮起，使列車與軌道

間的摩擦力減小到零，上海磁懸浮列車線路長是30km,單向運行時間

440so

(1)求列車單向運行的平均速度是多少，

(2)假設一節車廂總質量是203磁懸浮列車行駛時，強大的磁力

使車廂勻速上升lOimn,求上升過程中磁力對該車廂做的功是多少？(g

取I