物理力学习题

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资源描述

1、小李的质量为50kg,可以举起80kg的杠铃;小胖的质量为70kg,可以举起60kg的杠铃。他们两人通过如图所示的装置来比赛,双方都竭尽全力,看谁能把对方拉起来。比赛结果应是()A、小李把小胖拉起B、小胖把小李拉起C、两个都拉不起D、两个都拉起解析:使用定滑轮不省力,当两个人用力拉绳的一端时,若想把对方提起,则所用的拉力不能小于对方的重力,而自己站在地面上所能提供的拉力不会大于自己的重力,由于小胖的重力大,小李的重力小,所以小胖能把小李拉起。B选项正确。B小胖小李2、如图所示,物体A重20N,滑轮重1N,绳重不计,弹簧秤示数为25N,则物体B重为N.123、如图所示,轻绳连接质量为m1和m2的两个物体,处于静止状态。已知m1<m2,k为放在水平地面上的磅秤(不计滑轮摩擦)。求:(1)绳F的拉力为(2)磅秤读出的质量为ABkFm1m2m1gm2-m14、一根粗细均匀的木棒重500N,一头着地,求刚好抬起另一端需多大的力?F解:F阻=G=500N由题意得由杠杆的平衡条件:FL=F阻L/2得F=F阻/2=500N/2=250N5、甲、乙两人用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的a、b两个滑轮组,把相同物体提升了相同的高度,则两个滑轮组的机械效率ηa和ηb及甲、乙两人所用的力Fa和Fb的比分别为(不计摩擦和绳重)()abA、2:32:3B、3:23:2C、1:13:2D、1:12:3C6、工人用如图所示的滑轮组提升重物,在10s内将200N物体匀速提升2m,已知工人的拉力为80N。则下面说法中错误的是()A、所做有用功是400JB、工人所做的总功是480JC、工人做功的总功率是48WD、滑轮组的机械效率为62.5%DAF7、如图所示,定滑轮重2N,动滑轮重1N。物体A在拉力F的作用下,1s内将重为8N的物体A沿竖直方向匀速提高了0.2m。如果不计绳重和摩擦,则下列说法正确的是()A、绳子自由端移动速度为0.6m/sB、滑轮组的机械效率为80%C、拉力F的功率为1.8WD、拉力F的大小为5NCGF甲GF乙8、用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,不计绳子与滑轮的摩擦,则()A、甲较省力且机械效率较高B、乙较省力且机械效率较高C、两个滑轮组省力程度不同,机械效率相同D、两个滑轮组省力程度相同,机械效率不同CGF9、如图所示,用滑轮组把一个物体匀速拉起,不计摩擦,则下列说法中正确的是()A、拉起的物体质量越大,机械效率越高B、动滑轮的质量越大,机械效率越高C、拉起物体的速度越大,机械效率越高D、物体被拉起的越高,机械效率越高A10、如图所示,不计绳重和摩擦,拉力F是125N,在10s门内将重物匀速提升2m,此时滑轮组的机械效率是80%,则下列说法正确的是()FGA、动滑轮重是50NB、物体重是375NC、拉力F的功率是25WD、拉力F做的功是750JD11、如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。已知货物的质量为600kg,所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍,滑轮组的机械效率为75%。若人以0.5m/s的速度匀速前行,经100s将货物拉出仓库,g取10N/kg。求在此过程中:(1)人做的有用功为多大?(2)人的拉力?(3)人拉力的功率为多大?解:m=600kgn=0.1η=75%v=0.5m/st=100sg=10N/kg由题意得(1)货物与地面的摩擦力为:f=nmg=0.1×600kg×10N/kg=600N货物移动的距离为:h=S/2=vt/2=(0.5m/s×100s)/2=25m人做的有用功为:W有=fh=600N×25m=15000N(2)机械做的总功为:W总=W有/η=15000N/75%=2×104N由W总=FS=Fvt得拉力:F=W总/vt=2×104N/(0.5m/s×100s)=400N(3)人拉力的功率为:P=Fv=400N×0.5m/s=200W12、湛江港一装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升质量为80kg的货物,所用的拉力F为500N,绳子自由端在50s内被匀速拉下4m,g取10N/kg。求(1)提升前货物静止在地面上,与地面的接触面积为0.04m2,求货物对地面的压强;(2)提升时绳子自由端的速度;(3)拉力F的功率;(4)此滑轮组的机械效率。解:F=500Nm=80kgt=50sΔS=4mS=0.04m2g=10N/kgn=3由题意得(1)货物堆地面的压强为:ΔP=F/S=500N/0.04m2=1.25×104Pa(2)提升时绳子自由端的速度为:v=ΔS/t=4m/50s=0.08m/s(3)拉力F的功率为:P=FV=500N×0.08m/s=40W(4)重物上升的距离为:h=ΔS/n=4m/3=1.11mGF滑轮做的有用功为:W有=Gh=mgh=80kg×10N/kg×1.11m=888J滑轮做的总功为:W总=F·ΔS=500N×4m=2000J则此滑轮的机械效率为:η=W有/W总=888J/2000J=44.4%F0.5m13、底面积为S=0.4m2的大木箱原放在水平地面上。如图所示,现某人用小车将它从斜面底端匀速推上斜面顶端,整个过程历时10s。已知木箱重G箱=400N,人体重G人=600N,人推车的推力F=75N,斜面长L=4m,斜面高h=0.5m,求(1)木箱对水平地面的压强;(2)木箱沿斜面运动的速度;(3)推力对木箱所做的功;(4)这种情况下的机械效率。解:S=0.4m2t=10sG箱=400NG人=600NF=75NL=4mh=0.5m由题意得(1)木箱对地面的压强为:P=F箱/S=G箱/S=400N/0.4m2=1000Pa(2)木箱沿斜面的速度为:V=L/t=4m/10s=0.4m/s(3)推力对木箱所做的功为:W总=F·L=75N×4m=300J(4)人对木箱所做的有用功为:W有=G箱h=400N×0.5m=200J则在这种情况下的机械效率为:η=W有/W总=200J/300J=66.67%F14、体积为2m3、密度为2.6×103kg/m3的古代石像沉在河底,考古工作者用动滑轮将石像缓慢提升,如图所示,在没有将石像提出水面前,若不计摩擦和滑轮重力,g取10N/kg。求:(1)石像的重力;(2)石像在水中受到的浮力;(3)作用于绳自由端的拉力F;(4)若缓慢将石像提升3m,拉力F做的功是多少?解:V=2m3ρ物=2.6×103kg/m3g=10N/kgn=2ρ水=1.0×103kg/m3h=3m由题意得(1)石像的质量为:m=ρV=2.6×103kg/m3×2m3=5.2×103kg则石像的重力为:G=mg=5.2×103kg×10N/kg=52000N(2)石像在水中受到的浮力为:F浮=ρ水gV=1.0×103kg×10N/kg×2m3=20000NFO(3)石像在水中受到绳子的拉力为:F0=G-F浮=52000N-20000N=32000N则绳子自由端的拉力F为:F=F0/n=32000N/2=16000N(4)绳子自由端上升的距离为:S=nh=2×3m=6m则拉力做功为:W=FS=16000N×6m=96000J15、如图所示,重物A是体积为10dm3,密度为7.9×103kg/m3的实心金属块,将它完全浸没在水中,始终未提出水面。若不计摩擦和动滑轮重,要保持平衡,求:①作用于绳端的拉力F是多少?②若缓慢将重物A提升2m,拉力做的功是多少?③若实际所用拉力为400N,此时该滑轮的机械效率是多少?(g取10N/kg)解:VA=10dm3=10-2m3ρ=7.9×103kg/m3h=2mρ水=1.0×103kg/m3F0=400Nn=2g=10N/kg由题意可得①金属块A在水中受到的浮力为:F浮=G排=ρ水gVA=1.0×103kg/m3×10-2m3×10N/kg=100NFAGF拉F浮金属块A的重力为:G=mAg=ρVAg=7.9×103kg/m3×10-2m3×10N/kg=790N则作用在绳端的拉力F为:F=—F拉=—(G-F浮)=—×(790N-100N)=345N1n1n1215、如图所示,重物A是体积为10dm3,密度为7.9×103kg/m3的实心金属块,将它完全浸没在水中,始终未提出水面。若不计摩擦和动滑轮重,要保持平衡,求:①作用于绳端的拉力F是多少?②若缓慢将重物A提升2m,拉力做的功是多少?③若实际所用拉力为400N,此时该滑轮的机械效率是多少?(g取10N/kg)解:VA=10dm3=10-2m3ρ=7.9×103kg/m3h=2mρ水=1.0×103kg/m3F0=400Nn=2g=10N/kg由题意可得②拉力做的功为:③该滑轮组的机械效率为:W=Fs=Fnh=345N×2×2m=1380JFAGF拉F浮η=———=———=——————=————=———=86.25%W有用W总F拉hFs(G-F浮)hFnhG-F浮nF690N800N16、如图所示,用滑轮组将重力为G=1800N的金属块打捞出水面,不计绳重、摩擦和水对金属块的阻力,作用在绳自由端拉力的功率始终保持1680W,金属块浸没在水中时匀速提起的速度为v1=0.8m/s,金属块的密度为8×103kg/m3,g取10N/kg。求:(1)金属块未露出水面以前的机械效率η。(2)画出金属块被提出水面后匀速上升时的受力示意图,并计算提起金属块的速度v2。(计算结果保留到小数点后两位)F16、如图所示,用滑轮组将重力为G=1800N的金属块打捞出水面,不计绳重、摩擦和水对金属块的阻力,作用在绳自由端拉力的功率始终保持1680W,金属块浸没在水中时匀速提起的速度为v1=0.8m/s,金属块的密度为8×103kg/m3,g取10N/kg。求:(1)金属块未露出水面以前的机械效率η。(2)画出金属块被提出水面后匀速上升时的受力示意图,并计算提起金属块的速度v2。(计算结果保留到小数点后两位)F解:G=1800N,PF=1680W,v1=0.8m/s,ρ金=8×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,n=3由题意可得(1)金属块在水中所受的浮力为:GF浮F拉F浮=ρ水gV排=ρ水g——=ρ水g———=225Nmρ金Ggρ金滑轮组对金属块在水中的拉力为:F拉=G-F浮=1800N-225N=1575N则金属块未露出水面前的机械效率为:η=——=——=——=————————=75%W有用W总P有用tP总tF拉v1PF1575N×0.8m/s1680W16、如图所示,用滑轮组将重力为G=1800N的金属块打捞出水面,不计绳重、摩擦和水对金属块的阻力,作用在绳自由端拉力的功率始终保持1680W,金属块浸没在水中时匀速提起的速度为v1=0.8m/s,金属块的密度为8×103kg/m3,g取10N/kg。求:(1)金属块未露出水面以前的机械效率η。(2)画出金属块被提出水面后匀速上升时的受力示意图,并计算提起金属块的速度v2。(计算结果保留到小数点后两位)F解:G=1800N,PF=1680W,v1=0.8m/s,ρ金=8×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,n=3由题意可得(2)金属块被提出水面后匀速上升时,其机械效率为:GF拉G动金属块被提出水面后,绳子自由端的拉力为:F=————=775NG+G动n则提起金属块的速度为:v2=————≈0.72m/sPFnFη=————=————解得:G动=525NF拉F拉+G动W有用W总AMCNOFB17、如图所示,用轻质薄木板AB做成杠杆,OA=OB=1.8m,O为支点,地面上有一质量为2kg边长为0.1m的实心正方体物块M,用细绳系于C点,已知OA=3AC,此时AB静止于水平位置。将重为6N的小物块N放在木板O点正上方,对N施加3N的水平向右的推力F,使N沿OB向右做匀速直线运动。求:(1)物块N受到摩擦力的大小及方向。(2)当N从O点运动到某位置时,绳对杠杆的拉力为8N。此时M对地面的压强为多少?推力F做的功为多少?(g取10N/kg)F卷扬机A18、用如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