專題02\o"第11章簡單機械和功"簡單機械和功作圖實驗計算專題TOC\o"1-1"\h\u【作圖1力和力臂的畫法】 1【作圖2滑輪組的設(shè)計與組裝】 6【實驗3探究杠桿的平衡條件的實驗】 10【實驗4測量滑輪組的機械效率的實驗】 16【實驗5斜面機械效率的測量實驗】 22【實驗6杠桿的平衡條件的計算】 25【實驗7滑輪相關(guān)計算】 28【題型8功的簡單計算】 32【題型9功率的計算】 36【題型10功率的推導(dǎo)式P＝Fv】 39【題型11功、功率的圖像問題】 42【題型12機械效率的簡單計算】 45【題型13斜面機械效率的計算】 48【題型14含有滑輪組的復(fù)雜裝置機械效率的計算】 52【作圖1力和力臂的畫法】 1．（2024??？谌＃┤鐖D甲所示，桔槔是我國古代汲水的一種器具，可看作杠桿，并畫出力F1的力臂l1?！敬鸢浮俊窘獯稹拷猓簭腛點做F1的垂線，該垂線段為動力的力臂l1，如圖所示：2．（2024秋?碑林區(qū)校級期中）如圖所示，活塞式抽水機AOB部分可視為杠桿，桿在動力F1的作用下繞O點勻速轉(zhuǎn)動，請在圖中畫出F1的力臂l1?！敬鸢浮俊窘獯稹拷猓簭闹cO向動力F1的作用線作垂線段，即為動力臂l1，如圖所示：3．（2024秋?江都區(qū)校級月考）如圖是小張用笤帚在水平地面掃地，以O(shè)為支點，作用在A點的動力為F1請在圖中畫出作用在笤帚上B點摩擦力的示意圖及其力臂L2【答案】【解答】解：由圖可知，動力F1的作用是使杠桿沿順時針方向轉(zhuǎn)動，所以摩擦力F2的作用是阻礙其轉(zhuǎn)動，方向與F1相反，從B點開始，沿水平向左的方向畫出摩擦力F2的示意圖；從支點O作摩擦力作用線的垂線，垂線段為其力臂L2，如圖所示：4．（2024春?順德區(qū)期末）如圖所示，釣魚竿可視為以O(shè)為支點的杠桿，請在A點畫出動力F1，在B點畫出阻力F2，并畫出阻力臂L2?！敬鸢浮俊窘獯稹拷猓悍謩e從A、B點開始，沿垂直于OA向上、豎直向下的方向畫一條帶箭頭的線段，并在線段末尾標(biāo)上相關(guān)字母，即為動力和阻力示意圖；從支點O向阻力F2的作用線作垂線，支點到垂足的距離為動力臂L2。如圖所示：5．（2024春?安溪縣期末）如圖，O是輕杠桿OA的支點，A為動力作用點。請在圖中畫出動力的力臂L1及阻力F2的示意圖?！敬鸢浮俊窘獯稹拷猓鹤枇2作用點在點B，方向豎直向下；定滑輪改變力的方向，所以動力作用點為A點，動力臂為支點O到動力F作用線的距離，標(biāo)出L1，如圖所示：6．（2024秋?新城區(qū)校級期中）如圖甲所示是一名中學(xué)生用笤帚清掃落葉的情景，圖乙是其簡化示意圖，O為支點，請在圖乙中畫出阻力F的力臂l?！敬鸢浮俊窘獯稹拷猓簭闹cO向動力F的作用線作垂線段，即為動力臂l，如圖所示：7．（2024春?肇慶期末）如圖甲是《天工開物》中的舂米工具圖，如圖是其結(jié)構(gòu)示意圖，請在圖乙中畫出舂米工具腳踏板上的動力F1的力臂L1及A點所受阻力F2的示意圖。【答案】【解答】解：從支點O向動力F1的作用線作垂線段，垂線段的長即為其力臂L1；動力F的作用是使杠桿沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，而阻力F2的作用是阻礙其轉(zhuǎn)動，所以F2的方向與F1相反，即豎直向下，作用點在A點，如圖所示：【作圖2滑輪組的設(shè)計與組裝】8．（2023秋?溧陽市期末）工人用滑輪組把重物提升，請在如圖所示的滑輪組上畫出最省力的繞線方法并標(biāo)上F?！敬鸢浮俊窘獯稹拷猓焊鶕?jù)題意知道，使拉力為物體重的時最省力，所以滑輪組由3段繩子承擔(dān)物重。需要從動滑輪上端的掛鉤繞起，滑輪組繞法如圖所示：9．（2024春?涼山州期末）如圖所示，站在地面上的小明利用滑輪組將放在水平地面上的重物G提起，請畫出最省力的繩子繞法?！敬鸢浮俊窘獯稹拷猓河深}意和圖示可知，人站在地面拉繩子，因此人對繩子的拉力方向應(yīng)向下，從而確定繩子的自由端，然后依次向內(nèi)繞過動滑輪、再繞過另一只定滑輪，最后將繩子系在動滑輪的上面掛鉤上。如下圖所示：10．（2023秋?秦淮區(qū)期末）要利用滑輪組把物體吊上樓，請在圖中畫出最省力的繞線方式?！敬鸢浮俊窘獯稹拷猓簣D中滑輪組有兩種繞線方法，一種是由兩段繩子承擔(dān)物重，另一種是由三段繩子承擔(dān)物重；要想最省力，應(yīng)選用三段繩子承擔(dān)的繞法，即繩子先系在動滑輪的固定掛鉤上，然后依次繞線，如圖所示：11．（2024春?沙坪壩區(qū)校級期末）如圖所示為輸電線牽引裝置的簡化圖，為使輸電線繃直，請你在乙圖中畫出滑輪組的繞線方式?！敬鸢浮俊窘獯稹拷猓簣D中滑輪組由一個定滑輪和一個動滑輪組成，為使輸電線繃直，應(yīng)使拉力的方向向下，故繩子首先系在定滑輪右邊的掛鉤上，然后依次繞過動滑輪、定滑輪，如圖所示：12．（2024春?沈陽期末）如圖所示，汽車陷入淤泥中，要用滑輪組將汽車?yán)鰜?，請在圖中畫出最省力的繞繩方式?！敬鸢浮俊窘獯稹拷猓褐挥幸粋€動滑輪，要求最省力，繩子先系在動滑輪的固定掛鉤上，然后繞過左邊的定滑輪，再繞過動滑輪。如圖所示：【實驗3探究杠桿的平衡條件的實驗】13．（2024春?內(nèi)丘縣期末）小明利用鐵架臺、杠桿、鉤碼和彈簧測力計等器材探究杠桿的平衡條件，實驗使用的鉤碼質(zhì)量均相等，杠桿上每格長度均相等。（1）實驗前，發(fā)現(xiàn)杠桿如圖甲所示，則應(yīng)將杠桿平衡螺母向右（選填“左”或“右”）端適當(dāng)調(diào)節(jié)，使杠桿水平平衡。（2）多次改變鉤碼的個數(shù)和位置，并使杠桿在水平位置平衡（如圖乙所示），得到如下實驗數(shù)據(jù)。實驗次數(shù)動力F/N動力臂l/cm阻力F2/N阻力臂l/cm11.0100.52021.5101.01532.0151.520①分析數(shù)據(jù)可總結(jié)出杠桿的平衡條件是F1l1＝F2l2（用符號表示）。②第3次實驗的杠桿類型屬于費力（選填“省力”“費力”或“等臂”）杠桿，日常生活中經(jīng)常會用到這類杠桿，請舉一例：掃帚。（3）課后小明制作了一個簡易杠桿，調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，然后在它兩邊恰當(dāng)位置分別放上不同數(shù)量的同種硬幣，使其在水平位置再次平衡，如圖丙所示，則力臂l1：l2＝2：1，若兩邊同時各取走一枚硬幣，則杠桿的右（選填“左”或“右”）端將下沉?！敬鸢浮浚?）右；（2）①F1l1＝F2l2；②費力；掃帚；（3）2：1；右?！窘獯稹拷猓海?）如圖甲所示，杠桿左端下沉，根據(jù)左偏右調(diào)可知，應(yīng)將杠桿的平衡螺母向右調(diào)節(jié)；（2）①通過分析實驗數(shù)據(jù)，可知杠桿的平衡條件是動力×動力臂＝阻力×阻力臂，可寫作F1l1＝F2l2；②第3次實驗的杠桿動力臂小于阻力臂的杠桿，屬于費力杠桿，例如掃帚，原因是掃帚使用時，動力臂小于阻力臂；（3）根據(jù)杠桿的平衡條件，F(xiàn)1l1＝F2l2，設(shè)每個硬幣的重力為G，則由圖可得，2Gl1＝4Gl2，則l1：l2＝2：1；若兩邊同時各取走—枚硬幣，則左邊為：Gl1＝2Gl2，右邊為3Gl2，由于2Gl2＜3Gl2，所以杠桿的右端將下沉。故答案為：（1）右；（2）①F1l1＝F2l2；②費力；掃帚；（3）2：1；右。14．（2024春?興寧區(qū)校級期末）小明在“探究杠桿平衡條件的實驗”中：（1）實驗前，杠桿靜止時如圖甲所示，此時杠桿是（選填“是”或“不是”）平衡狀態(tài)，應(yīng)將平衡螺母向右（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，直到杠桿在水平位置平衡；（2）實驗過程中也要使杠桿在水平位置平衡，這樣操作的目的是為了便于讀出力臂大小，避免杠桿自身重力對實驗結(jié)果的影響；（3）如圖乙所示，杠桿上的刻度均勻，在A點掛4個鉤碼，應(yīng)在B點掛6個相同的鉤碼；（4）如圖丙所示，用彈簧測力計由a到b的過程中，其示數(shù)大小將變大；（5）探究過程中必須多次實驗，這是為了使實驗結(jié)論具有普遍性；（6）如圖丁所示，是小明設(shè)計的利用實驗室的砝碼和一支圓柱形鉛筆測量刻度尺的質(zhì)量的實驗，實驗步驟如下：①先將刻度尺（上面沒放砝碼）垂直放置在圓柱形鉛筆上左右移動，直至刻度尺在鉛筆支撐下在水平位置平衡，讀出刻度尺重心位置對應(yīng)的刻度為d1；②如圖丁，再在刻度尺的某刻度處放置砝碼，旋動鉛筆，使刻度尺重新在水平位置平衡；③讀出砝碼底面中心所在位置的刻度為d2，再讀出鉛筆中心所在位置的刻度為d3；④若砝碼的質(zhì)量為m，則刻度尺的質(zhì)量為：?m（用d1、d2、d3及m表示）。【答案】（1）是；右；（2）便于讀出力臂大小，避免杠桿自身重力對實驗結(jié)果的影響；（3）6；（4）變大；（5）使實驗結(jié)論具有普遍性；（6）?m?！窘獯稹拷猓海?）（2）杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動時，處于平衡狀態(tài)，故此時杠桿靜止，處于平衡狀態(tài)；如圖甲，杠桿右端高，所以應(yīng)向右調(diào)節(jié)平衡螺母，直至杠桿在水平位置靜止，這樣便于讀出力臂大小，還能避免杠桿自身重力對實驗結(jié)果的影響，提高實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。（3）設(shè)杠桿分度值是L，一個鉤碼重是G，設(shè)在B處掛了n個鉤碼，則4G×3L＝nG×2L，解得：n＝6，應(yīng)在B點掛6個鉤碼；（4）由圖丙可知，彈簧測力計由豎直方向逐漸向右轉(zhuǎn)動過程中，動力臂變短，而杠桿在水平位置始終保持平衡，由于阻力和阻力臂不變，根據(jù)杠桿平衡條件可知，測力計示數(shù)將變大；（5）探究過程中必須多次實驗，是為了得出普遍結(jié)論，避免偶然性；（6）設(shè)刻度尺質(zhì)量m尺，尺子水平平衡時，由杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可得：mg（d3﹣d2）＝m尺g（d1﹣d3）；整理得出：m尺＝?m。故答案為：（1）是；右；（2）便于讀出力臂大小，避免杠桿自身重力對實驗結(jié)果的影響；（3）6；（4）變大；（5）使實驗結(jié)論具有普遍性；（6）?m。15．（2024春?中江縣期末）小張同學(xué)為“探究杠桿的平衡條件”，設(shè)計了如圖所示的實驗。（1）實驗前，杠桿在如圖甲所示的位置靜止，此時杠桿處于平衡（選填“平衡”或“非平衡”）狀態(tài)，為了使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將平衡螺母向右（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)。（2）調(diào)節(jié)好杠桿后，為了獲取實驗數(shù)據(jù)，在圖乙、丙兩個方案中，按乙（選填“乙”或“丙”）方案進行實驗?zāi)芨臃奖愕販y出力臂。（3）圖乙所示杠桿一直處于水平位置平衡，此時彈簧測力計的示數(shù)為1.5N，當(dāng)彈簧測力計由圖乙旋轉(zhuǎn)至圖丙所示位置時，彈簧測力計的示數(shù)變大（選填“變小”、“變大”或“不變”）。【答案】（1）平衡；右；（2）乙；（3）1.5；變大?！窘獯稹拷猓海?）杠桿的平衡狀態(tài)包括靜止?fàn)顟B(tài)、勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)，所以圖甲中杠桿處于平衡狀態(tài)；若要使杠桿在水平位置平衡，根據(jù)“左高左調(diào)、右高右調(diào)”的原則，應(yīng)當(dāng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié)；（2）力臂等于支點到力的作用線的距離，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來，圖乙所示實驗，測力計拉力與杠桿垂直，可以直接從杠桿上讀取測力計拉力力臂，圖丙所示實驗，拉力與杠桿不垂直，不便于測量測力計拉力力臂，圖乙中豎直向上拉動實驗操作更方便；（3）彈簧測力計的分度值為0.1N，指針在1和2之間的第5格，讀數(shù)為1.5N；保持杠桿一直處于水平位置平衡，當(dāng)彈簧測力計由圖乙逐漸旋轉(zhuǎn)至圖丙所示位置時，動力臂變小，根據(jù)杠桿的平衡條件，因阻力和阻力臂不變，故彈簧測力計的示數(shù)變大。故答案為：（1）平衡；右；（2）乙；（3）1.5；變大。16．（2024春?梁溪區(qū)校級期末）如圖所示是同學(xué)們探究杠桿的平衡條件的實驗過程，實驗中所用鉤碼的規(guī)格均相同。（1）將安裝好的杠桿放在水平桌面上，靜止時如圖甲所示，此時杠桿處于平衡（選填“平衡”或“非平衡”）狀態(tài)。（2）為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿左端的平衡螺母向左（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡的目的是消除杠桿自重的影響，便于測量力臂。（3）如圖乙所示，在調(diào)節(jié)好的杠桿左端A點處掛三個鉤碼，為使杠桿繼續(xù)在水平位置保持平衡，則應(yīng)該在杠桿右端B點處掛2個鉤碼，杠桿平衡后，將杠桿兩端的鉤碼向遠(yuǎn)離支點的方向同時移動一格，則杠桿將左端下沉（選填“保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”）。（4）如圖丙所示，若將右側(cè)的鉤碼換成彈簧測力計進行實驗，依次將彈簧測力計掛在從1到5的位置豎直向下施加拉力，始終保持杠桿在水平位置平衡，彈簧測力計的示數(shù)會逐漸變?。ㄟx填“變大”、“變小”或“不變”）。（5）如圖丁所示，用彈簧測力計豎直向上拉杠桿，當(dāng)鉤碼懸掛在杠桿上B（選填“A”、“B”、“C”或“D”）點，且杠桿在圖示的位置處于平衡狀態(tài)時，彈簧測力計的示數(shù)最小?！敬鸢浮浚?）平衡；（2）左；消除杠桿自重的影響，便于測量力臂；（3）2；左端下沉；（4）變??；（5）B?！窘獯稹拷猓海?）圖中杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，因而該杠桿處于平衡狀態(tài)；（2）杠桿不在水平位置平衡，右端向下傾斜，則重心應(yīng)向左移動，故應(yīng)向左調(diào)節(jié)左端或右端的平衡螺母；使杠桿在水平位置平衡的目的是消除杠桿自重的影響，便于測量力臂；（3）設(shè)杠桿一個格的長度是L，一個鉤碼重是G，設(shè)在B處掛了n個鉤碼，則3G×2L＝nG×3L，解得：n＝2，應(yīng)在B點掛2個鉤碼；若將兩邊的鉤碼同時朝遠(yuǎn)離支點方向移動一格，則左邊＝3G×3L＝9GL，右邊＝2G×4L＝8GL，因為9GL＞8GL，所以杠桿不能平衡，左端下沉，右端上升；（4）根據(jù)杠桿平衡條件F1L1＝F2L2，左邊鉤碼重力與力臂的乘積不變即F1L1不變，彈簧測力計對杠桿的拉力F2＝，按1到5的順序L2逐漸增大，故彈簧測力計的示數(shù)會逐漸變??；（5）由圖知，O為支點，動力（測力計豎直向上的拉力）作用在B點，若鉤碼掛在C點或D點，則動力和阻力都會使杠桿順時針轉(zhuǎn)動，則杠桿不能處于平衡狀態(tài)；由圖可知，杠桿平衡時，動力臂大小不變，阻力（等于鉤碼的重力）的大小不變，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，當(dāng)阻力臂最小時，動力是最小的；當(dāng)鉤碼掛在B點時，根據(jù)力臂的定義可知，此時的阻力臂是最小的，則此時動力最小，測力計的示數(shù)最小。故答案為：（1）平衡；（2）左；消除杠桿自重的影響，便于測量力臂；（3）2；左端下沉；（4）變??；（5）B。17．（2024春?陵城區(qū)期末）某實驗小組在“探究杠桿平衡條件”的實驗中所用的實驗器材有：質(zhì)量和刻度均勻的杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細(xì)線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個。（1）為排除杠桿自重對實驗的影響，實驗前，把杠桿中心支在支架上，杠桿靜止在圖1（a）所示位置，此時杠桿是（是/不是）平衡狀態(tài)；為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿右端的平衡螺母向右調(diào)節(jié)（左/右）；（2）如圖1（b）所示，在A點掛2個重力均為0.5N的鉤碼，在B點用彈簧測力計豎直向下拉杠桿，使其還在水平位置平衡，目的是便于直接從杠桿上讀出力臂，彈簧測力計的示數(shù)為1.5N；（3）如圖1（c），左邊的鉤碼個數(shù)和位置保持不變，彈簧測力計的作用點固定，只改變其與水平方向的夾角θ，仍使杠桿水平方向平衡，能描述測力計示數(shù)F與θ關(guān)系的大致圖像是圖2中的B。（4）若要使圖1（d）狀態(tài)下的彈簧測力計讀數(shù)減小，可將彈簧測力計繞B點順時針（順時針/逆時針）方向轉(zhuǎn)動一個小角度；（5）如圖1（e），小剛實驗時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)杠桿水平平衡時，與其他小組得出的杠桿平衡條件不相符，可能的原因是杠桿自重對實驗有影響?！敬鸢浮浚?）是；右；（2）便于直接從杠桿上讀出力臂；1.5；（3）B；（4）順時針；（5）杠桿自重對實驗有影響?！窘獯稹拷猓海?）實驗前，把杠桿中心支在支架上，杠桿靜止在圖甲所示位置，此時杠桿是平衡狀態(tài)；為排除杠桿自重對實驗的影響，實驗前把杠桿中心支在支架上，杠桿靜止在圖甲所示位置，杠桿右端偏高，應(yīng)將杠桿右端的螺母向右端移動，使杠桿在水平位置平衡；（2）調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，目的是便于測量力臂大??；一鉤碼重為0.5N，設(shè)杠桿的分度值為L，根據(jù)杠桿平衡條件由甲圖可知：2×0.5N×3L＝FB×2L，所以FB＝1.5N；（3）當(dāng)測力計和杠桿的角度從0°逐漸增加到90°時，動力臂越來越大，動力越來越小，當(dāng)測力計和杠桿垂直時，此時動力臂最大，動力最小，當(dāng)測力計和杠桿的角度從90°逐漸增加到180°時，角度越大，動力臂越小，動力越大；由于θ達(dá)到180°時，動力臂為0，杠桿不可能平衡，90°時，動力臂最長，但必須有動力才能平衡，故拉力不可能為0，故ACD錯誤，B正確，故選：B；（4）由杠桿平衡條件可知，在阻力和阻力臂不變時，增大動力臂可使動力減小，將彈簧測力計繞B點順時針轉(zhuǎn)動一個小角度，可以增大它對杠桿拉力的力臂，這樣彈簧測力計的示數(shù)將減小；（5）圖（e）中，杠桿的重心不在支點上，杠桿的重力對杠桿轉(zhuǎn)動產(chǎn)生了影響，導(dǎo)致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計算出來的數(shù)值偏大。故答案為：（1）是；右；（2）便于直接從杠桿上讀出力臂；1.5；（3）B；（4）順時針；（5）杠桿自重對實驗有影響?！緦嶒?測量滑輪組的機械效率的實驗】 18．（2023秋?金寨縣期末）某同學(xué)用如圖所示的實驗裝置測量滑輪組的機械效率，相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在下表中。實驗次數(shù)鉤碼重G/N鉤碼上升高度h/cm拉力F/N繩端移動距離s/cm機械效率η11.0100.63055.6%22.0101.03034.0101.63083.3%（1）第二次實驗中，滑輪組的機械效率為66.7%（保留一位小數(shù)）；（2）分析1、2、3次實驗數(shù)據(jù)可知，使用同一滑輪組提升重物時，重物越重（選填“重”或“輕”），滑輪組的機械效率越高?！敬鸢浮浚?）66.7%；（2）重?！窘獯稹浚?）由表中數(shù)據(jù)可得，第二次實驗中滑輪組的機械效率為：η＝＝＝≈66.7%；（2）縱向分析數(shù)據(jù)可得結(jié)論：用同一滑輪組，提升的物體的重力越大，滑輪組的機械效率越高。故答案為：（1）66.7%；（2）重。19．（2023秋?利辛縣期末）小明用如圖甲所示的滑輪組進行“測定滑輪組機械效率”實驗，實驗數(shù)據(jù)如下表：實驗次數(shù)物重G/N物體上升的高度h/cm測力計的示數(shù)F/N測力計移動的距離s/cm1632.592652.5153682.527（1）在測量測力計移動的距離時，有一個數(shù)據(jù)的記錄錯誤，錯誤的數(shù)據(jù)是27；（2）如圖乙所示，小紅在小明的實驗基礎(chǔ)上多使用一個滑輪做實驗，當(dāng)他們使用各自的滑輪組提升相同的重物時，若忽略繩重及摩擦，它們的機械效率相同。（選填“相同”或“不同”）【答案】（1）27；（2）相同?！窘獯稹拷猓海?）由圖甲所示滑輪組可知，滑輪組承重繩子的有效股數(shù)n＝3，由表中實驗數(shù)據(jù)可知，第23實驗時，鉤碼上升高度為8cm，測力計移動距離s＝nh＝3×8cm＝24cm，而表中實驗數(shù)據(jù)是測力計移動距離為27cm，則數(shù)據(jù)27錯誤，正確的數(shù)據(jù)為24；（2）小紅在小明的實驗基礎(chǔ)上多使用一個滑輪做實驗，當(dāng)他們使用各自的滑輪組提升相同的重物時，若忽略繩重及摩擦，他們做的有用功相同，額外功也一樣，因此總功相同，也就是機械效率不變。故答案為：（1）27；（2）相同。20．（2023秋?禮泉縣期末）提高機械效率可以充分發(fā)揮機械設(shè)備的作用，對節(jié)能減排、提高經(jīng)濟效益有重要的意義。某科技創(chuàng)新小組根據(jù)生活經(jīng)驗和客觀事實，對影響滑輪組機械效率的因素作出如下猜想：猜想I：滑輪組的機械效率與物體被提升的高度有關(guān)；猜想Ⅱ：滑輪組的機械效率與動滑輪的重力有關(guān)；猜想Ⅲ：滑輪組的機械效率與所提物體的重力有關(guān)。根據(jù)猜想，運用如圖甲、乙、丙所示的裝置進行了實驗探究，測得的實驗數(shù)據(jù)如表所示。實驗次數(shù)鉤碼的重力G/N鉤碼上升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動的距離s/m機械效率η120.10.900.374.1%240.11.500.388.9%340.11.250.4440.21.500.588.9%（1）實驗時應(yīng)沿豎直方向勻速緩慢向上拉動彈簧測力計；（2）分析表中數(shù)據(jù)可知：第3次實驗是利用了圖丙的裝置完成的，它的機械效率η＝80%；（3）比較2、4兩次實驗數(shù)據(jù)，可驗證猜想1是錯誤（選填“正確”或“錯誤”）的；（4）通過比較1、2（填實驗序號）兩次實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論：同一滑輪組提升重物時，物重越大，滑輪組的機械效率越高；（5）通過比較2、3兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率低?！敬鸢浮浚?）勻速；（2）丙；80%；（3）錯誤；（4）1、2；（5）低【解答】解：（1）實驗中要豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使物體勻速升高，此時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，測力計示數(shù)才等于拉力大小；（2）由表中數(shù)據(jù)可得，鉤碼移動的距離為0.1m時，繩子端移動的距離為0.4m，則繩子的股數(shù)為n＝＝＝4，即動滑輪上有4股繩，所以丙圖符合題意，由表中數(shù)據(jù)可得，有用功為：W有＝G3h3＝4N×0.1m＝0.4J總功為：W總＝F3s3＝1.25N×0.4m＝0.5J，機械效率為：η＝×100%＝×100%＝80%。（3）對比2、4的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，其它條件不變，只改變物體提升的高度，機械效率是不變的，所以猜想一是錯誤的。（4）根據(jù)繩子自由端移動的距離與物體升高的高度的關(guān)系：s＝nh，在實驗1、2、3中，繩子的有效段數(shù)分別為3、3、4，通過比較1、2兩次實驗數(shù)據(jù)，繩子段數(shù)不同，提升的重物相同，效率相同，可得出結(jié)論：使用同一滑輪組提升同一重物時，滑輪組的機械效率與繩子段數(shù)無關(guān)；比較第2、3次的實驗數(shù)據(jù)，同一滑輪組提升不同重物，物重不同，機械效率不同，可得出結(jié)論：同一滑輪組，物重越大，滑輪組的機械效率越高；（5）比較第2、3次的實驗數(shù)據(jù)，不同滑輪組提升相同重物，動滑輪重不同，機械效率不同，可得出結(jié)論：不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越低。故答案為：（1）勻速；（2）丙；80%；（3）錯誤；（4）1、2；（5）低。21．（2023秋?泗陽縣期末）在“測量滑輪組的機械效率”的實驗中，小雨和小明用如圖所示的滑輪組進行了三次實驗，實驗數(shù)據(jù)如下表所示。實驗序號物重G/N物體上升高度h/m拉力F/N繩端移動距離s/m機械效率η110.20.70.471.4%220.21.30.476.9%330.21.80.4——（1）小雨是用圖中的乙（選填“甲”或“乙”）滑輪組完成實驗的；（2）實驗中用到的測量工具有彈簧測力計和刻度尺；（3）在第3次實驗中，滑輪組的機械效率是83.3%；（4）分析數(shù)據(jù)可得結(jié)論：使用同一滑輪組，不計繩重和摩擦，滑輪組的機械效率與物重的關(guān)系可能是A；（5）小明同學(xué)發(fā)現(xiàn)實驗過程中邊拉動邊讀數(shù)，彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，應(yīng)該靜止讀數(shù)，你認(rèn)為他的想法是錯誤（選填“正確”或“錯誤”）的，如果這樣做，測得的機械效率將偏大（選填“偏大”、“偏小”或“更準(zhǔn)確”）?！敬鸢浮浚?）乙；（2）刻度尺；（3）83.3%；（4）A；（5）錯誤；偏大?！窘獯稹拷猓海?）由表中數(shù)據(jù)可知，繩子的有效段數(shù)為：n＝＝＝2；小皇是利用圖中的乙滑輪組完成實驗的；（2）因表中要測量長度，故實驗中用到的測量工具有彈簧測力計和刻度尺；（3）在第③次實驗中，滑輪組的機械效率是：η＝＝＝×100%≈83.3%；（4）動滑輪的重力不可忽略，則克服動滑輪的重和繩與滑輪間的摩擦所做的功為額外功，從摩擦角度考慮，隨著物體重力的增加，滑輪與繩子間摩擦?xí)欢ǔ潭仍龃螅煌瑫r，物重增大，有用功逐漸增大，有用功占總功的比值在增大，所以機械效率逐漸增大，但由于摩擦也在增大，故機械效率η與物體重力G的關(guān)系并不成正比，故滑輪組的機械效率與物重的關(guān)系可能比較符合的圖是A；故選：A；（5）實驗中應(yīng)勻速緩慢豎直拉動測力計，此時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，測力計示數(shù)等于作用在繩子自由端的拉力大小。樂樂同學(xué)發(fā)現(xiàn)實驗過程中邊拉動邊讀數(shù)，彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，若該靜止讀數(shù)，沒有測量出機械之間的摩擦力，測量值偏小，她的想法是錯誤，如果這樣做，求出的總功偏小，測得的機械效率將偏大。故答案為：（1）乙；（2）刻度尺；（3）83.3%；（4）A；（5）錯誤；偏大。22．（2024春?泊頭市期末）某實驗小組在測滑輪組機械效率的實驗中得到的數(shù)據(jù)如表所示，實驗裝置如圖所示。（每個滑輪的質(zhì)量相等）實驗次數(shù)123鉤碼重G/N446鉤碼上升的高度h/m0.10.10.2繩端拉力F/N1.81.62.4繩端上撐的距離s/m0.30.4機械效率74.1%62.5%（1）通過表中數(shù)據(jù)可分析出第2次實驗是用圖乙（選填“甲”或“乙”）所示裝置做的實驗；（2）通過第1次實驗和第2次實驗的數(shù)據(jù)分析可得出結(jié)論：使用不同的滑輪組提升相同的重物時，動滑輪的質(zhì)量越大，滑輪組的機械效率越低（選填“越高”、“不變”或“越低”）；（3）該小組同學(xué)再用第1次實驗中使用的裝置做第3次實驗，表中第3次實驗中空缺的數(shù)據(jù)應(yīng)為：繩端上移的距離s＝0.6m，機械效率η＝83.3%（結(jié)果保留一位小數(shù)）；（4）采用圖丙裝置，改變動滑輪重G動，提升同一物體進行多次實驗，獲得數(shù)據(jù)并繪制出如圖丁的圖像。分析圖像中的A點可知，被提升物體所受的重力為12N。（忽略繩重和摩擦）【答案】（1）乙；（2）越低；（3）0.6；83.3%；（4）12。【解答】解：（1）實驗2中，物體升高0.1m，繩端移動距離為0.4m，，物體和動滑輪的總重由4段繩子承擔(dān)，所以第2次實驗是用乙滑輪組做的實驗；（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，由n＝可知，實驗1中n＝3，實驗2中n＝4，實驗1是選擇甲圖進行實驗的，實驗2是選擇乙圖進行實驗的，乙圖動滑輪的個數(shù)多，動滑輪的質(zhì)量大，且提升物體的重力相同，實驗1的機械效率大于實驗2的機械效率，故可得出的結(jié)論是：使用不同的滑輪組，提升相同的重物時，動滑輪的質(zhì)量越大，滑輪組的機械效率越低；（3）由圖得，第1次實驗的滑輪組n＝3，繩端上移的距離為：s＝nh＝3×0.2m＝0.6m；滑輪組的機械效率為：η＝＝＝×100%≈83.3%；（4）忽略繩重和摩擦，根據(jù)η＝＝＝＝可知，則A點被提升物體所受的重力為：。故答案為：（1）乙；（2）越低；（3）0.6；83.3%；（4）12?！緦嶒?斜面機械效率的測量實驗】 23．（2024春?盧龍縣期末）如表是李明用如圖所示裝置探究斜面機械效率的實驗數(shù)據(jù)。實驗次數(shù)物塊重力G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面長s/m機械效率/η140.32160%280.3413120.36160%480.45164%580.55.6171.4%（1）在第2次實驗中，斜面的機械效率為60%，物塊與斜面間的摩擦力為1.6N。（2）實驗1、2、3是探究斜面機械效率與物體重力的關(guān)系。由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)斜面粗糙程度和傾斜程度不變時，沿斜面向上均勻拉動不同重力的物體，機械效率不變（填“變大”、“變小”或“不變”）。（3）實驗2、4、5是探究斜面機械效率與斜面傾斜角度的關(guān)系。由表中數(shù)據(jù)可知，在斜面粗糙程度相同時，斜面越陡，機械效率越大?！敬鸢浮浚?）60%；1.6。（2）物體重力；不變。（3）2、4、5；越大?！窘獯稹拷猓海?）在第2次實驗中，做的有用功是：W有用＝Gh＝8N×0.3m＝2.4J；做的總功是：W總＝Fs＝4N×1m＝4J；所以機械效率為：η＝×100%＝×100%＝60%。額外功W額＝W總﹣W有用＝4J﹣2.4J＝1.6J，根據(jù)W額＝fs知，摩擦力為f＝＝＝1.6N。（2）對比實驗1、2、3中的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，三次的物重不同，但斜面長和高均相同，說明這三次實驗是探究斜面機械效率與物重的關(guān)系；而三次的機械效率都是60%，說明當(dāng)斜面粗糙程度和傾斜程度不變時，機械效率與物重大小無關(guān)。（3）在實驗2、4、5中，物塊的重力都是8N，但斜面長相同而高度不同，說明斜面傾斜角度不同，因此這三次實驗是探究機械效率與斜面傾斜角度的關(guān)系；比較三次的機械效率可知，斜面越陡，機械效率越大。故答案是：（1）60%；1.6。（2）物體重力；不變。（3）2、4、5；越大。24．（2024春?瑞金市期末）如圖所示，某實驗小組的同學(xué)們在探究“斜面的機械效率”實驗時，用彈簧測力計沿斜面勻速向上拉動物塊A，收集了表中的實驗數(shù)據(jù)：次數(shù)斜面的傾斜程度物塊重力G/N斜面高度h/m拉力F/N斜面長度s/m機械效率η1較緩50.22.4141.7%2較陡50.53.2178.1%3最陡50.74.3181.4%（1）實驗時要使木板的傾斜角變大，應(yīng)該把木板下面的木塊向左移動（選填“左”或“右”）。分析表中的數(shù)據(jù)可得出：斜面越緩越省力（選填“省”或“費”），斜面的機械效率越??；（2）該小組又進行了第4次實驗，他們在斜面上鋪上棉布，使斜面變粗糙，保持斜面高和長分別是0.5m和1m，用彈簧測力計拉動同一物塊沿斜面向上做勻速直線運動，讀出此時彈簧測力計的示數(shù)為4.0N，與第二次實驗相比，有用功相同（選填“相同”或“不同”）、而拉力做的總功變大（選填“變大”或“變小”），這種情況下斜面的機械效率將變變?。ㄟx填“變大”或“變小”）；（3）把第4次實驗數(shù)據(jù)與表中數(shù)據(jù)綜合分析可得出：斜面的機械效率與斜面的傾斜程度和粗糙程度有關(guān)?！敬鸢浮浚?）左；??；??；（2）相同；變大；變小；（3）粗糙程度?！窘獯稹拷猓海?）實驗時要使木板的傾斜角變大，即斜面長度不變，h變大，故應(yīng)該把木板下面的木塊向左移動；分析表中第2列與第5列，對比斜面坡度與沿斜面拉力的變化情況可知，斜面越緩越省力；對比第2列與第7列數(shù)據(jù)可知，斜面越緩，斜面的機械效率越小；（2）第4次實驗與第2次實驗相比，保持斜面高和長分別是0.5m和1m，兩次實驗做的有用功為：W有＝Gh＝5N×0.5m＝2.5J，即兩次實驗有用功相同；與第2次實驗相比拉力變大，由W總＝Fs可知，拉力做的總功變大；有用功相同，總功變大，由可知，斜面的機械效率將變?。唬?）分析表格中的第2列和第7列可知，斜面的機械效率與傾斜程度有關(guān)，分析第2次和第4次實驗數(shù)據(jù)可知斜面的機械效率與接觸面的粗糙程度有關(guān)；故斜面的機械效率與斜面傾斜程度和斜面粗糙程度有關(guān)。故答案為：（1）左；??；?。唬?）相同；變大；變??；（3）粗糙程度。25．（2024春?西崗區(qū)期末）小華同學(xué)猜想影響斜面機械效率的因素有：a.物體的重力：b.斜面的傾斜程度：c.斜面的粗糙程度。小華同學(xué)在探究斜面的機械效率與物體的重力和斜面傾斜程度是否有關(guān)時，他利用同一塊木板組成如圖所示的裝置，在不同條件下分別測出了斜面的機械效率，并對所測數(shù)據(jù)進行了分析論證。（1）在實驗操作過程中，為了增大斜面的傾斜程度，應(yīng)將墊木向左移動。（2）小華同學(xué)記錄的部分實驗數(shù)據(jù)如表。實驗次數(shù)頻角θ物塊重力G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面長W有/JW總/J械效率①305.00.64.21.23.05.0②303.00.62.51.21.83.060%③453.00.82.81.22.43.471%（2）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可知：第①次實驗斜面的機械效率為60%，第②次實驗中物塊所受的摩擦力為1N。（3）通過對比實驗①、②數(shù)據(jù)，可知斜面的機械效率與物體的重力無關(guān)（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）；通過對比實驗②、③數(shù)據(jù)，可以得出的探究結(jié)論是在其他條件相同時，斜面傾角越大，機械效率越高。（4）若將物塊換成等質(zhì)量的有輪小車做實驗，則該裝置的機械效率將變大。（選填“變大”“變小”或“不變”）【答案】（1）左；（2）60；1；（3）無關(guān)；在其它條件相同時，斜面傾角越大，機械效率越高；（4）變大?！窘獯稹拷猓海?）斜面的傾角靠長木板下面的墊木左右移動來改變，所以木塊向左移，傾角變大；（2）第①次實驗斜面的機械效率為：η＝×100%＝×100%＝60%，第②次實驗中的額外功為：W額＝W總﹣W有＝3.0J﹣1.8J＝1.2J，則摩擦力為：f＝＝＝1N；（3）通過對比實驗①、②數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)兩次實驗傾角相同，物塊重力不同，機械效率都是60%，所以可知斜面的機械效率與物體的重力無關(guān)，通過對比實驗②、③數(shù)據(jù)，控制物體的重力相同，改變的是斜面的傾角，且傾角越大機械效率越高，故可得結(jié)論：在其它條件相同時，斜面傾角越大，機械效率越高；（4）滑動摩擦力大于滾動摩擦力，若將物塊換成等質(zhì)量的有輪小車做實驗，小車受到的摩擦力變小，每組數(shù)據(jù)中測力計的示數(shù)將變小，所做的額外功變小，有用功不變，有用功占總功的比例增大，則機械效率變大。故答案為：（1）左；（2）60；1；（3）無關(guān)；在其它條件相同時，斜面傾角越大，機械效率越高；（4）變大?！緦嶒?杠桿的平衡條件的計算】 26．（2024春?徐匯區(qū)校級期末）如圖所示，質(zhì)量為9kg，棱長為5cm的正方體物塊A置于水平地面上，通過細(xì)繩系于輕質(zhì)杠桿BOC的B端，杠桿可繞O點轉(zhuǎn)動，且CO＝3BO，在C端用F＝20N的力豎直向下拉杠桿，使杠桿在水平位置平衡，且細(xì)繩被拉直。（細(xì)繩重力不計，g取10N/kg）求：（1）B端細(xì)繩的拉力F拉；（2）物體A對地面的壓強；（3）當(dāng)F等于多少牛時，物體A對地面的壓力恰好為零？【答案】（1）B端細(xì)繩的拉力F拉是60N；（2）物體A對地面的壓強是1.2×104Pa；（3）當(dāng)F等于30N時，物體A對地面的壓力恰好為零?！窘獯稹拷猓海?）在C端用F＝20N的力豎直向下拉杠桿，動力臂的長為OC，由杠桿平衡條件得F拉×OB＝F×OC，且CO＝3BO，則B端細(xì)繩的拉力；（2）物體A的質(zhì)量為m＝9kg，重力G1＝mg＝9kg×10N/kg＝90N；物體A對地面的壓力F壓＝G1﹣F拉＝90N﹣60N＝30N；物體A與地面的接觸面積，即受力面積S＝5cm×5cm＝25cm2＝2.5×10﹣3m2物體A對地面的壓強；（3）物體A對地面的壓力恰好為零，物體剛剛被拉起，它受到的拉力F拉′＝G1＝90N由杠桿平衡條件得F拉′×OB＝F′×OC，則此時右側(cè)的拉力。答：（1）B端細(xì)繩的拉力F拉是60N；（2）物體A對地面的壓強是1.2×104Pa；（3）當(dāng)F等于30N時，物體A對地面的壓力恰好為零。27．（2024春?重慶期末）桿秤是我國古老且至今仍在使用的一種衡量工具，如圖的桿秤可視為杠桿，提紐處為支點O，若不計桿和秤盤自重，當(dāng)在秤盤處放置被稱物體后處于平衡狀態(tài)，已知AO＝2cm，OB＝20cm，秤砣的重力為10N。求：（1）秤砣的質(zhì)量；（2）被稱物體的重力；（3）若這桿秤所稱量物體的最大重力為200N，求這桿秤OC至少多長。【答案】（1）秤砣的質(zhì)量為1kg；（2）被稱物體的重力為100N；（3）若這桿秤所稱量物體的最大重力為200N，則桿秤OC的長至少為40cm。【解答】解：（1）秤砣的質(zhì)量：m砣＝＝＝1kg；（2）不計桿和秤盤自重，F(xiàn)1＝G砣＝10N，根據(jù)杠桿的平衡條件可得，F(xiàn)1×OB＝F2×OA，即：10N×20cm＝F2×2cm，解得，F(xiàn)2＝100N，即被稱物體的重力：G物＝F2＝100N；（3）根據(jù)杠桿的平衡條件可知，物重最大時，F(xiàn)1的力臂最大，此時有：F1×OC＝F2′×OA，即：10N×OC＝200N×2cm，解得，桿秤OC的長：OC＝40cm。答：（1）秤砣的質(zhì)量為1kg；（2）被稱物體的重力為100N；（3）若這桿秤所稱量物體的最大重力為200N，則桿秤OC的長至少為40cm。28．（2024春?義安區(qū)期末）圖甲是小浩同學(xué)做俯臥撐時的情形，可將身體等效為杠桿如圖乙所示，點A為重心，已知小明雙手支撐力F為350N，他自身的重力為G，利用圖甲中的數(shù)據(jù)，計算他的重力G的大小?！敬鸢浮縂的大小為560N?！窘獯稹拷猓簭闹c到力的作用線的距離叫做力臂；由圖可知，動力和阻力都是豎直方向，因而力臂都是水平方向，根據(jù)杠桿平衡條件F1L1＝F2L2；由GL2＝FL1，G×1m＝350N×（1m+0.6m）；解得：G＝560N。答：G的大小為560N。29．（2024春?玉田縣期末）如圖所示，一輕質(zhì)杠桿水平支在支架上，OA＝20cm，G1是邊長為5cm的正方體，G2重為20N．當(dāng)OC＝10cm時，G1對水平地面的壓強為2×104Pa。（1）求G1的重力。（2）現(xiàn)用一水平拉力使G2以5cm/s的速度向右做勻速直線運動，求經(jīng)過多長時間后，可使G1對水平地面的壓力恰好為零。【答案】（1）G1的重力是60N；（2）經(jīng)過10s，可使G1對水平地面的壓力恰好為零?！窘獯稹拷猓海?）當(dāng)OC＝10cm時，由平衡條件知道G2×OC＝F×OA即20N×10cm＝FA×20cm解得FA＝10N，故F拉＝FA＝10N又因為G1對地面的壓強為2×104Pa，即＝2×104Pa，根據(jù)題意知道，物體與地面的接觸面積S＝0．05m×0．05m＝2．5×10﹣3m2解得G1＝60N（2）當(dāng)G1對地面的壓力為零時，G1×OA＝G2×L，即60N×20cm＝20N×L解得L＝60cm根據(jù)題意知道OC+vt＝L即10cm+5cm/s?t＝60cm解得t＝10s答：（1）G1的重力是60N；（2）經(jīng)過10s，可使G1對水平地面的壓力恰好為零?！緦嶒?\o"11.2滑輪"滑輪相關(guān)計算】30．（2024春?涼州區(qū)期末）如圖所示，工人用滑輪組吊起質(zhì)量為10kg的箱子，動滑輪重為10N，箱子10s內(nèi)被勻速豎直提升了2m，不計繩重和摩擦，g取10N/kg。求：（1）工人所施加的拉力是多少？（2）繩子自由端移動的速度是多少？（3）若人的重力為600N，那么人使用該滑輪組能夠提升的最大重物為多少N？【答案】（1）工人所施加的拉力是55N；（2）繩子自由端移動的速度是0.4m/s；（3）若人的重力為600N，那么人使用該滑輪組能夠提升的最大重物為1190N?！窘獯稹拷猓海?）箱子質(zhì)量為10kg，箱子的重力為G物＝mg＝10kg×10N/kg＝100N，由圖可知，繞過動滑輪的繩子段數(shù)為2段，所以工人所施加的拉力為；（2）繩子自由端移動的距離為s繩＝ns物＝2×2m＝4m，繩子自由端移動的速度為；（3）人對繩子施加的最大拉力為600N，所以人使用該滑輪組能夠提升的最大重物為G最大＝2F最大﹣G動＝2×600N﹣10N＝1190N。答：（1）工人所施加的拉力是55N；（2）繩子自由端移動的速度是0.4m/s；（3）若人的重力為600N，那么人使用該滑輪組能夠提升的最大重物為1190N。31．（2024春?博羅縣期末）體重600N的李師傅在裝修施工時，利用如圖所示的滑輪組來提升裝修材料。他用200N的拉力在20s內(nèi)將500N的材料提升了10m，不計繩重及摩擦。求：（1）繩子自由端移動的速度；（2）動滑輪的重力；（3）他最多可以提起多重的物體。【答案】（1）繩子自由端移動的速度是1.5m/s；（2）動滑輪的重力是100N；（3）他最多可以提起1700N的物體?！窘獯稹拷猓海?）由圖可知，連接動滑輪繩子的股數(shù)n＝3，繩子自由端移動的距離：s＝nh＝3×10m＝30m；拉繩子的速度v＝＝1.5m/s；（2）不計繩重及摩擦，由根據(jù)F＝（G+G動）得，動滑輪的重力：G動＝nF﹣G＝3×200N﹣500N＝100N；（3）重600N的李師傅最大拉力F＝G＝600N；由根據(jù)F＝（G+G動）得，他最多可以提起物體重力：G'＝nF﹣G動＝3×600N﹣100N＝1700N。答：（1）繩子自由端移動的速度是1.5m/s；（2）動滑輪的重力是100N；（3）他最多可以提起1700N的物體。32．（2024春?南丹縣期末）如圖，通過滑輪組用200N的拉力將重為480N的物體勻速提高2m。不計繩重和摩擦，求：（1）繩自由端移動的距離；（2）動滑輪的重力；（3）若要勻速提升重為600N的物體，繩自由端的拉力?！敬鸢浮浚?）繩自由端移動的距離為6m；（2）動滑輪的重力為120N；（3）若要勻速提升重為600N的物體，繩自由端的拉力為240N?！窘獯稹拷猓海?）由圖可知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n＝3，則繩子自由端移動距離s＝nh＝3×2m＝6m（2）不計繩重和摩擦，動滑輪的重力G動＝3F﹣G＝3×200N﹣480N＝120N（3）不計繩重和摩擦，若G1＝600N，作用在繩自由端的拉力答：（1）繩自由端移動的距離為6m；（2）動滑輪的重力為120N；（3）若要勻速提升重為600N的物體，繩自由端的拉力為240N。33．（2024春?涼州區(qū)期末）一輛質(zhì)量為2×103kg的汽車陷入泥潭中，救援隊現(xiàn)用如圖所示裝置勻速拉動汽車移動2m，汽車移動過程中受到地面的摩擦力是車重的0.12倍。（g取10N/kg）求：（1）繩頭需要拉動多少距離？（2）汽車受到的摩擦力是多少？（3）至少要用多大的拉力才能拉動汽車？【答案】（1）繩頭需要拉動距離為6m；（2）汽車受到的摩擦力是2400N；（3）至少要用800N的拉力才能拉動汽車?！窘獯稹拷猓海?）由圖知，通過動滑輪繩子的段數(shù)n＝3，繩頭需要拉動的距離：s＝ns車＝3×2m＝6m；（2）汽車移動過程中受到地面的摩擦力是車重的0.12倍，所以f＝0.12G車＝0.12m車g＝0.12×2×103kg×10N/kg＝2400N；（3）不計繩重、滑輪重和摩擦?xí)r，拉力最小，所以拉動汽車的最小拉力：F＝f＝×2400N＝800N。答：（1）繩頭需要拉動距離為6m；（2）汽車受到的摩擦力是2400N；（3）至少要用800N的拉力才能拉動汽車?！绢}型8功的簡單計算】34．（2024春?薩爾圖區(qū)校級期末）2023年10月1日，杭州亞運會田徑鐵餅賽場上，來來回回運送鐵餅的電子機器狗成了“顯眼包”，這是世界上首次使用機器狗在賽場運輸鐵餅。如圖甲所示，工作人員將質(zhì)量為2kg的鐵餅裝在機器狗背部后，機器狗在1min內(nèi)的運動圖象如圖乙所示。若機器狗的質(zhì)量為14kg，四條腿與地面的總接觸面積為64cm2，運動過程中所受水平阻力為6N，g取10N/kg，求：（1）裝上鐵餅的機器狗靜止在水平地面上時，對地面產(chǎn)生的壓強。（2）機器狗在1min內(nèi)的平均速度。（3）1min時間內(nèi)機器狗的牽引力所做的功?！敬鸢浮浚?）機器狗對地面的壓強為2.5×104Pa；（2）機器狗在1min內(nèi)的平均速度為0.92m/s；（3）1min時間內(nèi)機器狗的牽引力所做的功為331.2J?！窘獯稹拷猓海?）機器狗對地面的壓力等于總重力，即F＝G＝mg＝（14kg+2kg）×10N/kg＝160N，機器狗對地面的壓強：p＝＝＝2.5×104Pa；（2）機器狗在1min內(nèi)的行駛的路程：s＝s1+s2＝v1t1+v2t2＝1m/s×0.6×60s+0.8m/s×（1×60s﹣0.6×60s）＝55.2m；機器狗在1min內(nèi)的平均速度：v＝＝＝0.92m/s；（3）機器狗勻速運動過程中所受牽引力水平等于阻力大小為6N；1min時間內(nèi)機器狗的牽引力所做的功：W牽＝F牽s＝6N×55.2m＝331.2J。答：（1）機器狗對地面的壓強為2.5×104Pa；（2）機器狗在1min內(nèi)的平均速度為0.92m/s；（3）1min時間內(nèi)機器狗的牽引力所做的功為331.2J。35．（2024春?曲靖期末）某地區(qū)連續(xù)干旱，政府派出抗旱送水車為某校師生送水。如果一輛送水空車的質(zhì)量是6t，水罐容積為5m3。裝滿水后，車輪與地面的總接觸面積為0.5m2，汽車受到的阻力為車總重的0.06倍，學(xué)校距取水處12km，汽車勻速直線行駛20min到達(dá)學(xué)校。（）求（1）該車裝滿水后，水的質(zhì)量？（2）汽車取滿水送到學(xué)校，汽車的牽引力做的功？（3）裝滿水時，車對地面的壓強？【答案】（1）該車裝滿水后，水的質(zhì)量為5×103kg；（2）汽車取滿水送到學(xué)校，汽車的牽引力做的功為7.92×107J；（3）裝滿水時，車對地面的壓強為2.2×105Pa?！窘獯稹拷猓海?）該車裝滿水后，水的質(zhì)量為（2）水的重力為汽車的重力為總的重力為汽車受到的阻力為車總重的0.06倍，由于汽車勻速直線行駛，則牽引力大小等于汽車受到的阻力汽車的牽引力做的功（3）裝滿水時，車對地面壓力為車對地面壓強為答：（1）該車裝滿水后，水的質(zhì)量為5×103kg；（2）汽車取滿水送到學(xué)校，汽車的牽引力做的功為7.92×107J；（3）裝滿水時，車對地面的壓強為2.2×105Pa。36．（2024春?章貢區(qū)期末）如圖甲所示，是一款無人智能四輪配送車，某次配送過程0～8min的速度與時間圖像如圖乙所示，配送車在第5min時剛好到達(dá)0～8min行駛總路程的中點。已知配送車勻速行駛過程所受阻力為車總重的0.1倍。配送車總重為2×103N，單個輪子與地面的接觸面積為1×10﹣2m2。求：（1）配送車的總質(zhì)量是多少？（2）配送車在0～8min內(nèi)的總路程是多少？（3）配送車對水平地面的壓強是多少？（4）5﹣8min勻速行駛過程中配送車牽引力所做的功是多少？【答案】（1）配送車的總質(zhì)量是200kg；（2）配送車在0～8min內(nèi)的總路程是3600m；（3）配送車對水平地面的壓強是5×104Pa；（4）5﹣8min勻速行駛過程中配送車牽引力所做的功是3.6×105J?！窘獯稹拷猓海?）配送車的總質(zhì)量為；（2）由圖乙可知，5～8min內(nèi)配送車做勻速直線運動，速度為v＝10m/s，則此時間段配送車行駛的路程s＝vt＝10m/s×3×60s＝1800m，結(jié)合題意，0～8min內(nèi)的總路程是s總＝2s＝2×1800m＝3600m；（3）配送車對水平地面的壓力F＝G＝2×103N，配送車與地面的受力面積S＝4×1×10?2m2＝4×10?2m2，配送車對水平地面的壓強；（4）配送車勻速行駛過程所受阻力f＝0．1G＝0．1×2×103N＝200N，因為配送車勻速行駛，所以受到的牽引力和阻力是一對平衡力，大小相等，即F牽＝f＝200N，則5～8min勻速行駛過程中配送車牽引力所做的功W＝F牽s＝200N×1800m＝3.6×105J。答：（1）配送車的總質(zhì)量是200kg；（2）配送車在0～8min內(nèi)的總路程是3600m；（3）配送車對水平地面的壓強是5×104Pa；（4）5﹣8min勻速行駛過程中配送車牽引力所做的功是3.6×105J。37．（2024春?邯鄲期末）常用機器人潛入水下打撈沉船上的物體。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）（1）若機器人在水下30m處將該物體勻速豎直向上運至水面需時間150s，物體豎直上升所需要的動力與F物體運動速度v的關(guān)系如圖所示，求：①物體上升的速度是多少m/s？②這個過程動力F對物體做了多少功？（2）機器人在水下用豎直向上的力舉著體積為0.03m3、密度為2.5×103kg/m3的實心物體靜止不動，該力的大小是多少？【答案】（1）①物體上升的速度是0.2m/s；②這個過程動力F對物體做了15000J功；（2）該力的大小是450N。【解答】解：（1）①物體上升的速度：v＝＝＝0.2m/s；②由圖像可知，當(dāng)速度為0.2m/s時，動力F＝500N，則這個過程動力F對物體做的功：W＝Fs＝500N×30m＝15000J；（2）物體受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.03m3＝300N，物體受到的重力：G＝mg＝ρVg＝2.5×103kg/m3×0.03m3×10N/kg＝750N；對物體受力分析可知，物體受豎直向下的重力G、豎直向上的浮力F浮、機器人向上的舉力F舉作用處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以，機器人對物體的舉力：F舉＝G﹣F?。?50N﹣300N＝450N。答：（1）①物體上升的速度是0.2m/s；②這個過程動力F對物體做了15000J功；（2）該力的大小是450N。38．（2024春?鯉城區(qū)校級期末）小華利用斜面搬運水下重物。如圖所示，重物沉在水中的斜面上（斜面與水平面的夾角為30°），此時重物受到的浮力為150N。在沿斜面向上的拉力作用下，重物以0.2m/s的速度沿斜面移動了0.4m后仍浸沒在水中。水的密度為1.0×103kg/m3。求：（1）重物沿斜面移動0.4m所需的時間。（2）重物的體積。（3）這段時間浮力做的功?！敬鸢浮浚?）重物沿斜面移動0.4m所需時間是2s；（2）重物的體積為0.015m3；（3）浮力做的功為30J。【解答】解：（1）由v＝得重物沿斜面移動0.4m所需時間是：t＝＝＝2s；（2）已知浮力大小F?。?50N，根據(jù)公式F浮＝ρ水gV排可知，V排＝＝＝0.015m3，由于重物完全浸沒在水中，所以重物的體積與重物排開水的體積相等，即V物＝V排＝0.015m3；（3）已知斜面的傾角為30°，所以重物上升的高度h＝s＝×0.4m＝0.2m，則這段時間浮力做的功為：W＝F浮h＝150N×0.2m＝30J。答：（1）重物沿斜面移動0.4m所需時間是2s；（2）重物的體積為0.015m3；（3）浮力做的功為30J?！绢}型9功率的計算】 39．（2024春?黔東南州期末）質(zhì)量為70kg的騎車者，騎著質(zhì)量為5kg自行車沿著平直的水平路面，以5m/s的速度勻速行駛1000米，騎行過程中受到的阻力為人和車總重力的0.02倍。（g＝10N/kg）（1）騎行過程中人和車受到的阻力是多少？（2）騎車者做功的功率是多少？【答案】（1）騎行過程中人和車受到的阻力是15N；（2）騎車者做功的功率是75W?！窘獯稹拷猓海?）由題意可得，人和車受到的阻力為：f＝0.02G總＝0.02m總g＝0.02×（70kg+5kg）×10N/kg＝15N；（2）自行車做勻速直線運動，人的動力與車和人受到的阻力平衡，二力大小相等，即F＝f＝15N，騎車者做功的功率為：P＝＝＝Fv＝15N×5m/s＝75W。答：（1）騎行過程中人和車受到的阻力是15N；（2）騎車者做功的功率是75W。40．（2024春?涼州區(qū)期末）如圖所示為我軍在一次軍事演習(xí)中，在滿載排水量為2萬噸的“昆侖山”號船塢登陸艦上，用直升機將一名重為600N的解放軍戰(zhàn)士勻速提升50m的過程，所用的時間為5s，取g＝10N/kg。通過計算回答：（1）該艦滿載時所受的浮力是多少？（2）此過程中，該直升機對這名解放軍戰(zhàn)士做的功是多少？（3）該直升機對解放軍戰(zhàn)士做功的功率是多少？【答案】（1）該艦滿載時所受的浮力是2×108N；（2）該直升機對這名解放軍戰(zhàn)士做的功是3×104J；（3）該直升機對解放軍戰(zhàn)士做功的功率是6×103W。【解答】解：（1）根據(jù)阿基米德原理可得，該艦滿載時所受的浮力：F?。紾排＝m排g＝2×104×103kg×10N/kg＝2×108N；（2）直升機克服這名解放軍戰(zhàn)士重力做的功：W＝Gh＝600N×50m＝3×104J；（3）該直升機對解放軍戰(zhàn)士做功的功率：P＝＝＝6×103W。答：（1）該艦滿載時所受的浮力是2×108N；（2）該直升機對這名解放軍戰(zhàn)士做的功是3×104J；（3）該直升機對解放軍戰(zhàn)士做功的功率是6×103W。41．（2023秋?金寨縣期末）如圖所示，水平地面上M點有一重量為60N的箱子，現(xiàn)用水平向左的推力將箱子沿直線勻速推至N點，所用時間30s，MN間的距離為15m。求：（1）箱子運動的速度；（2）若箱子在運動過程中所受阻力為自身重力的0.2倍，則從M點推至N點的過程中推力對箱子做功的功率?！敬鸢浮浚?）箱子運動的速度為0.5m/s：（2）從M點推至N點的過程中推力對箱子做功的功率60W?！窘獯稹拷猓海?）箱子運動的速度為：v＝＝＝0.5m/s；（2）箱子所受的重力為：G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N，箱子在運動過程中所受阻力為自身重力的0.2倍，則阻力為：f＝G×0.2＝600N×0.2＝120N；由于箱子做勻速直線運動，則水平方向上受力平衡，根據(jù)二力平衡條件可知，推力F＝f＝120N；則推力的功率為：P＝Fv＝120N×0.5m/s＝60W。答：（1）箱子運動的速度為0.5m/s：（2）從M點推至N點的過程中推力對箱子做功的功率60W。42．（2024春?鲅魚圈區(qū)期末）“綠色環(huán)保、低碳出行”的意識已經(jīng)深入人心。小楊的爸爸為盡量減少駕駛機動車，每天堅持騎自行車上下班。如果人和自行車的總質(zhì)量為90kg，自行車總的著地面積為0.005m2，當(dāng)他以5m/s的速度在水平的公路上勻速騎行時，所受阻力是人和自行車總重的0.03倍（g＝10N/kg）。求：（1）正常行駛的自行車對路面的壓強？（2）小楊爸爸以5m/s勻速騎行1000米，動力所做的功？（3）小楊爸爸的騎行功率？【答案】（1）正常行駛的自行車對路面的壓強為1.8×105Pa；（2）小楊爸爸以5m/s勻速騎行1000米，動力所做的功為27000J；（3）小楊爸爸的騎行功率為135W?！窘獯稹拷猓海?）人和車的總重力：G總＝m總g＝90kg×10N/kg＝900N，自行車對水平路面的壓力：F＝G總＝900N，正常行駛的自行車對路面的壓強：p＝＝＝1.8×105Pa；（2）當(dāng)他以5m/s的速度在水平的公路上勻速騎行時，動力與所受阻力平衡，大小相等，故動力：F動＝f＝0.03G總＝0.03×900N＝27N，動力做的功：W＝F動s＝27N×1000m＝27000J；（3）根據(jù)P＝＝＝Fv可得，小楊爸爸的騎行功率：P＝F動v＝27N×5m/s＝135W。答：（1）正常行駛的自行車對路面的壓強為1.8×105Pa；（2）小楊爸爸以5m/s勻速騎行1000米，動力所做的功為27000J；（3）小楊爸爸的騎行功率為135W?！绢}型10功率的推導(dǎo)式P＝Fv】 43．（2024春?鼓樓區(qū)校級期末）如圖是我國首艘國產(chǎn)大型郵輪“愛達(dá)?魔都號”。郵輪滿載時的總質(zhì)量約為1.36×108kg，某次該郵輪滿載，以10m/s的速度勻速行駛，所受阻力為船重的，此時吃水深度為8m。海水的密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求：（1）郵輪滿載時受到的浮力；（2）郵輪底部受到海水的壓強；（3）郵輪發(fā)動機的功率。【答案】（1）滿載時受到的浮力約為1.36×109N；（2）底部受到海水的壓強為8×104Pa；（3）發(fā)動機的功率為2.72×109W?！窘獯稹拷猓海?）滿載的郵輪在水上行駛時處于漂浮狀態(tài)，滿載時受到的浮力等于郵輪的重力，郵輪滿載時的浮力為F?。絤g＝1.36×108kg×10N/kg＝1.36×109N（2）吃水深度為8m，郵輪底部受到海水的壓強為p＝ρ海水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×8m＝8×104Pa（3）“愛達(dá)?魔都號”郵輪勻速運動時，牽引力大小等于阻力，即F＝f＝mg＝×1.36×108kg×10N/kg＝2.72×108N故“愛達(dá)?魔都號”郵輪發(fā)動機的功率為P＝＝＝Fv＝2.72×108N×10m/s＝2.72×109W。答：（1）滿載時受到的浮力約為1.36×109N；（2）底部受到海水的壓強為8×104Pa；（3）發(fā)動機的功率為2.72×109W。44．（2024春?興寧區(qū)校級期末）如圖所示為一輛無人駕駛清掃車，空車重力為4000N，它集激光雷達(dá)、攝像頭、超聲波雷達(dá)等傳感器于一體，可自主作業(yè)?？哲囲o止在水平地面時，地面的總受力面積為200cm2，某次空車以1.5m/s的速度勻速行駛10s的過程中，牽引力的功率為900W。求：（1）空車靜止時，對水平地面的壓強；（2）該清掃車在10s內(nèi)牽引力所做的功；（3）清掃車勻速行駛時受到的牽引力?！敬鸢浮浚?）空車靜止時，對水平地面的壓強為2×105Pa；（2）該清掃車在10s內(nèi)牽引力所做的功為9000J；（3）清掃車勻速行駛時受到的牽引力為600N?！窘獯稹拷猓海?）空車靜止時，對水平地面的壓力等于車的重力，即：F＝G＝4000N，空車靜止時，對水平地面的壓強：p＝＝＝2×105Pa；（2）該清掃車在10s內(nèi)牽引力所做的功：W＝Pt＝900W×10s＝9000J；（3）根據(jù)P＝＝＝Fv可得，清掃車勻速行駛時受到的牽引力：F牽＝＝＝600N。答：（1）空車靜止時，對水平地面的壓強為2×105Pa；（2）該清掃車在10s內(nèi)牽引力所做的功為9000J；（3）清掃車勻速行駛時受到的牽引力為600N。45．（2024春?夏縣期末）俗話說：科技要發(fā)展，全靠一個“懶”。掃地機器人（如圖所示）已經(jīng)成為居家生活的家用電器。它通過安裝在身體底部的三個輪子與地面接觸，清掃中利用軟毛刷和吸氣孔收集灰塵，遇到障礙物能夠自動改變方向繼續(xù)行進，某次機器人開始掃地1min后遇到障礙物旋轉(zhuǎn)20s，然后繼續(xù)掃地2min，總行駛路程為36m。已知機器人重38N，圓形身體半徑0.2m，三個輪子與地面接觸的總有效面積為2×10﹣4m2，行進中受地面的摩擦阻力大小恒為10N，忽略灰塵質(zhì)量、毛刷支撐以及氣流的影響，取g＝10N/kg。求：（1）機器人清掃工作中對地面的壓強；（3）若機器人某段時間以0.5m/s的速度做勻速直線運動，計算機器人該段時間內(nèi)牽引力的功率?！敬鸢浮恳娫囶}解答內(nèi)容【解答】解：（1）機器人對水平地面的壓力為：F＝G＝38N；機器人對地面的壓強為：p＝＝＝1.9×105Pa；（2）因為機器人做勻速直線運動，所以牽引力與阻力平衡，則F牽＝f＝10N；由P＝＝＝Fv＝Fv可得，機器人牽引力的功率為：P＝F牽v＝10N×0.5m/s＝5W。答：（1）機器人清掃工作中對地面的壓強為1.9×105Pa；（2）機器人牽引力的功率為5W。46．（2024春?臨沂期末）如圖所示，2024年1月1日，首艘國產(chǎn)大型郵輪“愛達(dá)?魔都號”在上海正式開啟商業(yè)首航。游輪全長323.6米，滿載排水量13.39萬噸。已知，g＝10N/kg，求：（1）“愛達(dá)?魔都號”滿載時受到的浮力和它浸在海水中的體積；（2）若“愛達(dá)?魔都號”的輸出功率為104kW，其勻速巡航180km，需要5個小時，計算此過程中它受到的牽引力?！敬鸢浮浚?）“愛達(dá)?魔都號”滿載時受到的浮力是1.339×109N，它浸在海水中的體積是1.3×105m3；（2）此過程中它受到的牽引力是106N?！窘獯稹拷猓海?）滿載時排開海水重，滿載時受到的浮力，滿載時浸在海水中的體積；（2）5小時做的功W＝Pt＝104×103W×5×3600s＝1.8×1011J，它的牽引力。答：（1）“愛達(dá)?魔都號”滿載時受到的浮力是1.339×109N，它浸在海水中的體積是1.3×105m3；（2）此過程中它受到的牽引力是106N?！绢}型11功、功率的圖像問題】 47．（2024春?連江縣期末）電梯的簡化模型如圖甲所示，考慮到安全、舒適等因素，電梯運行過程中拉力的大小會發(fā)生變化。某次電梯擠滿人（重約800kg），電梯所受拉力F隨上升高度h變化的圖像如圖乙所示，這個過程用時20s，求這個過程中：（1）電梯對人做的功；（2）拉力做的功；（3）拉力做功的功率。【答案】（1）電梯對人做的功為3.84×105J；（2）拉力做的功為9.6×105J；（3）拉力做功的功率為4.8×104W。【解答】解：（1）電梯擠滿人的總重力：G＝mg＝800kg×10N/kg＝8×103N；由圖像知，用時20s電梯上升高度h＝48m，電梯對人做的功：W＝Gh＝8×103N×48m＝3.84×105J；（2）由圖可知：電梯上升0～4m時，電梯所受拉力F1＝2.5×104N，拉力做功：W1＝F1h1＝2.5×104N×4m＝1×105J，電梯上升4～44m時，電梯所受拉力F2＝2.0×104N，拉力做功：W2＝F2h2＝2.0×104N×（44m﹣4m）＝8×105J；電梯上升44～48m時，電梯所受拉力F3＝1.5×104N，拉力做功：W3＝F3h3＝1.5×104N×（48m﹣44m）＝0.6×105J，這個過程中，拉力做的功W＝W1+W2+W3＝1×105J+8×105J+0.6×105J＝9.6×105J；（3）拉力做功的功率：P＝＝＝4.8×104W。答：（1）電梯對人做的功為3.84×105J；（2）拉力做的功為9.6×105J；（3）拉力做功的功率為4.8×104W。48．（2024春?商水縣校級期末）圖A是一艘依靠太陽能驅(qū)動的船，其排水量是60t，船的表面安裝有太陽能電池板。接收的太陽能用來驅(qū)動船前進。在一次航行中，從某一時刻開始，太陽能船受到水平方向的牽引力F隨時間：的變化關(guān)系如圖B甲所示，船的運動速度v隨時間t的變化關(guān)系如圖B乙所示，求：（g取10N/kg，）（1）該船漂浮在水面時，船艙某處距水面1.5m，水對該處產(chǎn)生的壓強。（2）這艘船滿載時船底受到液體的壓力。（3）船在航行過程中，第50﹣70s內(nèi)牽引力做的功及功率?！敬鸢浮浚?）水對該處產(chǎn)生的壓強1.5×104Pa；（2）這艘船滿載時受到液體的壓力為6×105N；（3）船在航行過程中，第50～70s內(nèi)牽引力做的功為8×105J，及功率分別4×104W?！窘獯稹拷猓海?）水對該處產(chǎn)生的壓強：p＝ρ水gh＝1×103kg/m3×10N/kg×1.5m＝1.5×104Pa；（2）船的排水量，即滿載時排開水的質(zhì)量：m排＝60t＝60×103kg＝6×104kg，根據(jù)阿基米德原理可得船滿載時受到的浮力：F?。紾排＝m排g＝6×104kg×10N/kg＝6×105N，這艘船滿載時船底受到液體的壓力等于船滿載時受到的浮力：F＝F浮＝6×105N；（3）由圖乙可知，在第50s～70s內(nèi)，船勻速行駛，速度v＝0.5m/s，行駛時間：t＝70s﹣50s＝20s，由可得船行駛的距離：s＝vt＝0.5m/s×20s＝10m，由圖甲可知，在第50s～70s內(nèi)，船的牽引力F＝8×104N，則牽引力做的功：W＝Fs＝8×104N×10m＝8×105J，牽引力做功功率：。答：（1）水對該處產(chǎn)生的壓強1.5×104Pa；（2）這艘船滿載時受到液體的壓力為6×105N；（3）船在航行過程中，第50～70s內(nèi)牽引力做的功為8×105J，及功率分別4×104W。49．（2024春?濉溪縣期末）2023年5月，世界智能大會在天津的成功舉辦，將進一步推動我國人工智能技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。圖甲為某款智能機器人，質(zhì)量為30kg，底部輪與地面接觸總面積為150cm2，它在某次引領(lǐng)接待工作中沿直線行走的速度隨時間變化的圖像如圖乙所示。（g取10N/kg）（1）求智能機器人靜止在水平地面上時，對地面產(chǎn)生的壓強；（2）在0～6s內(nèi)，智能機器人受到的水平阻力為重力的0.05倍，求此段時間內(nèi)智能機器人牽引力做功的功率。【答案】（1）智能機器人靜止在水平地面上時，對地面產(chǎn)生的壓強為2×104Pa；（2）此段時間內(nèi)智能機器人牽引力做功的功率為18W?！窘獯稹拷猓海?）智能機器人的重力G＝mg＝30kg×10N/kg＝300N，靜止在水平地面上時，對地面產(chǎn)生的壓強p＝＝＝＝2×104Pa；（2）在0～6s內(nèi)，智能機器人做勻速直線運動，速度v＝1.2m/s，所受牽引力F牽＝f＝0.05G＝0.05×300N＝15N，此段時間內(nèi)智能機器人牽引力做功的功率P＝F牽v＝15N×1.2m/s＝18W。答：（1）智能機器人靜止在水平地面上時，對地面產(chǎn)生的壓強為2×104Pa；（2）此段時間內(nèi)智能機器人牽引力做功的功率為18W?！绢}型12機械效率的簡單計算】 50．（2024春?阜陽期末）如圖甲所示，這是由滑輪和斜面組成的用來提升重物的一種簡單機械，工人通過該裝置向下施加拉力即可將放在斜面上的重物拉升。為測量該裝置提升重物時的機械效率，將一重為20N的物塊放在斜面的底端，輕繩跨過滑輪將物塊與沙桶相連，如圖2所示。當(dāng)沙子與桶的總質(zhì)量增加到1.2kg時，恰能將重物勻速拉動。求沙桶從斜頂端位置勻速下落至地面的過程中：（g取10N/kg，輕繩重及摩擦忽略不計）（1）輕繩對重物的拉力做的功；（2）該機械的機械效率。【答案】（1）輕繩對重物的拉力做的功是12J；（2）該機械的機械效率是55.6%。【解答】解：（1）輕繩重及摩擦忽略不計，輕繩的拉力：F＝G總＝m總g＝1.2kg×10N/kg＝12N，沙桶從斜頂端位置勻速下落至地面的過程中，拉力做的功：W總＝Fs＝12N×1m＝12J；（2）斜面頂端使用的是定滑輪，沙桶從斜頂端位置勻速下落至地面的距離是1m，重物移動的距離是1m，上升的高度為h′，則，解得，克服沙桶做的有用功：，該機械的機械效率：。答：（1）輕繩對重物的拉力做的功是12J；（2）該機械的機械效率是55.6%。51．（2024春?平頂山期末）如圖甲所示是某品牌掃地機器人，與地面接觸有四個萬向輪，機器人整體質(zhì)量為3kg。機器人在水平地面運動時，所受推力F與速度v關(guān)系如圖乙所示。g取10N/kg，求：（1）機器人每個輪子與地面接觸面積為2.5cm2，當(dāng)機器人靜止在水平地面上時，對地面的壓強；（2）該機器人在水平地面上以0.5m/s速度勻速運動時，水平推力的功率；（3）若該機器人的總功率恒為100W，當(dāng)機器人所提供的水平推力為120N時，在水平地面上勻速直線運動3m，此時機器人的機械效率?！敬鸢浮浚?）當(dāng)機器人靜止在水平地面上時，對地面的壓強3×104Pa；（2）該機器人在水平地面上以0.5m/s速度勻速運動時，水平推力的功率30W；（3）此時機器人的機械效率72%?！窘獯稹拷猓海?）機器人靜止在水平地面上時，壓力等于重力，而四個萬向輪，對地面的壓強；（2）該機器人在水平地面上以0.5m/s速度勻速運動時，由圖乙可知推力為60N，則水平推力的功率P＝＝＝Fv＝60N×0.5m/s＝30W；（3）當(dāng)機器人所提供的水平推力為120N時，由圖乙可知機器人的v＝0.6m/s，速度公式v＝知；機器人行駛的時間為；此時機器人的效率為。答：（1）當(dāng)機器人靜止在水平地面上時，對地面的壓強3×104Pa；（2）該機器人在水平地面上以0.5m/s速度勻速運動時，水平推力的功率30W；（3）此時機器人的機械效率72%。52