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20**年新人教版（走进中考） 第十二章 第3节：机械效率(三)
（简单机械的功、功率、机械效率的计算）
1.（12玉林）如图所示是打捞沉船中一封闭货箱的模拟装置．己知货箱重6500N，动滑
轮总重500N，声音在海水中的传播速度是1500m/s．在海面上用超声测位仪向海底垂直发射声波，经过0.04s后收到回波（不计绳重和摩擦，g取10N/kg，ρ=1.0×103kg/m3)求： （1）沉船在水下的深度是多少?
（2）海水对沉船产生的压强是多少？（不计沉船的高度)
（3）货箱离开水面匀速上升过程中，该滑轮组的机械效率是多少？
（4）当货箱在水面下匀速上升时，如果绳子自由端的拉力为1000N，那么货箱的体积
是多少？（不计动滑轮体积）
海水
F G 解：
（1）沉船在水下的深度h=vt=1500m/s×0.04s×
1=30m 2（2）海水对沉船的压强p=ρgh=103kg/m3×10N/kg×30m=3×105Pa
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（3）若货物离开水面后匀速上升h
W有=Gh=6500h
此时拉力F1=
11(G货+G动)= （6500N+500N）=1400N 55W总=F1s=1400×5h=7000h
W有6500h????92.900
W总7000h（4）5F+ F浮=G货+ F浮= G货+ G动-5F=2000N
V?F浮2000N?=0.2m3
3?g10kg/m?10N/kg2.（12柳州）有一个粗细均匀、支点在中央的跷跷板．质量为m的小阳坐在上面（脚不
接触地面），接着质量为小阳3倍的妈妈坐到另一边的板上，小阳和妈妈到支点的距离相等，然后妈妈用力将小阳缓慢跷起至跷跷扳处于水平状态，此时妈妈的脚完全与地面接触，如图所示：
（1）若要探究在这个过程中，跷跷板对小阳做了多少功，需要用_____________测出小阳
被跷起的高度h，然后可计算出对小阳做的功为_____________。
（2）若要探究妈妈此时对地面的压强有多大，还需要测出的物理量是_____________（用
文字说明，并用符号表示出来），妈妈对地面的压强为_____________（用已知量表示）．
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（3）若小阳想将妈妈跷起，需要向_____________选填“左”或“右”）边移动从杠杆的
平衡条件去分析，这样做的目的是_____________。
答：（1）刻度尺 mgh （2）妈妈的鞋底跟地面的接触面积S = （3）右 增大力臂
3.（12随州）如图所示，有一粗细均匀，重为40N，长为4m的长木板AB，置于支架
上，支点为O，且AO=1m，长木板的右端B用绳子系住，绳子另一端固定在C处，当长木板AB水平时，绳与水平成30°的夹角，且绳子所能承受的最大拉力为60N．一个重为50N的体积不计的滑块M在F=10N的水平拉力作用下，从AO之间某处以
2mg Sv=1m/s的速度向B端匀速滑动，求：
①滑块匀速运动时所受的摩擦力的大小
M F C O 30° ②当滑块匀速运动时拉力F做功的功率
③滑块在什么范围内滑动才能使AB保持水平． 解：①滑块匀速运动，f=F=10N
②P=Fv=10N×1m/s=10W
A B ③当M在O点左侧离O点距离为l1处时，绳子的拉力为0 11
木板重力的力臂为l板= lAB—lOA= ×4m—1m=1m
22
Gl1= G板l板
40N×1m
l1= = =0.8m
G50N
G板l板
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当M在O点右侧离O点距离为l2处时绳子的拉力最大为F最大=60N， 111
拉力的力臂为l= lOB= ×（lAB—lOA）= ×3m=1.5m
222
Gl2 +G板l板= F最大l
F最大l—G板l板60N×1.5m—40N×1m
l2= = =1m
G50N
4.（12东营）以前，我国北方经常用辘轳将水从井里提上来，如下图所示。辘轳的本质
是可以连续转动的杠杆。已知吊桶的质量是2kg，容积是8×10-3m3；井中水面到地面的高度为5m，水的密度是1.0×103kg/m3。不计摩擦及绳和摇柄质量。（取g＝10N/kg）
（1）当人通过辘轳用20s的时间，将装满水的吊桶从水面匀速提升到地面时，人所做的
有用功是多少？人所做有用功的功率是多大？该机械的机械效率是多少？
（2）当人通过辘轳将装半桶水（体积为4×10-3m3）的吊桶匀速提升到地面时，该机械
的机械效率是多少？
（3）根据上面的计算结果，提出改进吊桶的办法，以提高该机械的机械效率。 （4）请列举使用该机械比人直接提升吊桶的好处。（答出两条即可）
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解：（1）满桶水的质量m1=ρV=1.0×103kg/m3×8×10-3m3=8kg 人所做的有用功W有=m1gh=8kg×10N/kg×5m=400J 人所做有用功的功率P有W有400J???20W
t20s提升吊桶所做总功W总=Fh=（m1+m2）gh=（8kg+2kg）×10N/kg×5m=500J 机械效率??W有400J??80% W总500J（2）半桶水的质量m1′=ρV′=1.0×103kg/m3×4×10-3m3=4kg 所做有用W有′=m1′gh=4kg×10N/kg×5m=200J
所做总功W总′=Fh=（m1′+m2）gh=（4kg+2kg）×10N/kg×5m=300J
W有?200J机械效率?????66.7%
?W总300J（3）减小吊桶的质量，增大吊桶的容积
（4）省力、改变施力方向，方便用力（或“方便”）、安全
5.（11辽阳）20**年1月加勒比岛国海地发生了强烈地震，中国救援队赶往海地提供人
道主义援助。中国救援队在搜救过程中，发现一名生还者被一块重约1.8×104Ｎ的建筑材料堵在一个狭小的空间里，材料与水平地面的接触面积均为1.5ｍ2。求： （1）建筑材料对地面的压强多大？
（2）救援队用如图所示的滑轮组将建筑材料匀速吊离地面1ｍ高，若在起吊过程中滑轮组的机械效率为80％，则此过程中作用在绳子自由端的拉力Ｆ多大？
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人教版初中物理第12章第3节：简单机械(3)简单机械的功、功率、机械效率计算精选试题及答案
