北京物理力学压轴题集锦.doc

20P/W4060800v/(m/s)0.20.40.10.3OAB乙丙(2013丰台）1某提升装置中，杠杆AB能绕固定点O在竖直平面内转动，水平地面上的配重乙通过细绳竖直拉着杠杆B端。已知AO：OB=2：5，配重乙与地面的接触面积为S且S=200cm2。当用动滑轮速提升重1000N的物体甲时（甲未浸入水中），竖直向下拉绳子自由端的力为T1，杠杆在水平位置平衡，此时配重乙对地面的压强为P1且P1=3.5104Pa；如果在动滑轮下挂一个质量为动滑轮质量5倍的实心物体丙，并把物体丙浸没在水中匀速提升时，如图22甲所示，竖直向下拉绳子自由端的力为T2，T 2的功率随速度变化的关系图像如图22乙所示，杠杆始终保持水平平衡。此时配重乙对地面的压强为P2且P2=5.6104Pa。如果不计杠杆重、绳重和滑轮轴间摩擦，图中两个滑轮所质量相同，取g=10N/kg。求：（1）提升物体甲时滑轮组的机械效率；（保留一位小数）（2）实心物体丙的密度。图25CADEM（2013石景山）2.工作人员用如图25所示装置打捞水中的物体。第一次提体积VA= 610-3m3的物体A在水中匀速上升的过程中（A未露出水面），人对绳子竖直向下的拉力为F1，人拉力的功率为P1，绳端的速度为v1，机械效率为1；第二次提重为GB=150N的物体B在水中匀速上升的过程中（B未露出水面），人对绳子竖直向下的拉力为F2，人拉力的功率为P2，绳端的速度为v2，机械效率为2。已知：功率P1:P2=2:1，1:2=3:2，物体AB的体积VA:VB=1:2，重力GA:GB=4:5，四个滑轮质量相等，忽略绳重、绳与滑轮间摩擦及液体对物体的阻力（g取10N/kg）。求：（1）物体B所受的浮力F浮；（2）动滑轮的重G动；（3）速度v1、v2的比值。图26电动机滑轮组绳子自由端滑轮组挂钩AB(2013西城）3.图26是一种新型吊运设备打捞物体的简化模型示意图，图中虚线框里是滑轮组（未画出），滑轮组绳子的自由端由电动机拉动。物体A浸没在水中并悬挂在滑轮组挂钩下端的细绳下。当物体A浸没在水中时，电动机对滑轮组绳子自由端的拉力F1为100N，吊运设备对横杆B点的拉力比不挂物体时增大了N1。然后，将物体A竖直向上提升，当物体A有的体积露出水面静止时，电动机对滑轮组绳子自由端的拉力F2为180N，吊运设备对横杆B点的拉力比不挂物体时增大了N2。已知：物体A的体积为80dm3，N2=3N1。不计绳的质量，不计滑轮与轴的摩擦。g取10N/kg。求：（1）物体A的重力GA；（2）动滑轮的重力G动（3）物体完全出水后匀速上升时， 滑轮组的机械效率。（2014东城）4.如图19所示，体重为的小明利用滑轮组匀速提升重物时，他使用的最省力的绕绳方式，绕在滑轮组上的绳子（图中未画出）能承受的最大拉力为，动滑轮总重，连接重物与动滑轮挂钩的绳子能承受的最大拉力为。不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力，取。求：（1）小明用此滑轮组匀速地将物体全部提出水面，则物体的最大物重不能超过多少？（2）小明用此滑轮组匀速提升一个高为 ，底面积为 的圆柱体，若此过程中始终不露出水面，则的密度不能超过多少？（3）现有一个与圆柱体形状完全相同的圆柱体，其下表面距水面。小明用的拉力将其以的速度匀速提升了。在此过程中，拉力的功率和滑轮组的机械效率各是多少？（2013海淀）5.图20甲是某中学科技小组设计的打捞水池中物体出水面的装置示意图。BOE为一轻质杆，在其两端分别固定着以OB和OE为半径的两段圆弧形的凹槽ABC和DEF，支点O为这两段圆弧形凹槽对应的圆心。轻质绳G和H分别固定在圆弧形凹槽ABC的A点和DEF的D点，杆BOE旋转时细绳总能在凹槽中，绳G和H拉力的力臂始终保持不变。固定在水平地面上的电动机M可以通过拉动绳子H带动杠杆和滑轮组将水池中物体捞出水面。电动机M的质量m为52.5kg。电动机M用力拉动绳子H使柱形物体K始终以速度v匀速上升。物体K浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率为1，电动机M对地面的压强为P1；物体K全部露出水面匀速竖直上升的过程中，滑轮组的机械效率为2，电动机M对地面的压强为P2；电动机M对地面的压强随时间变化的图象如图20乙所示。已知物体K的底面积S=0.1m2，高h=0.2m， OBOE=34，122728。细绳和杠杆的质量、滑轮及杠杆与轴的摩擦、细绳和凹槽的摩擦、水对物体的阻力均忽略不计，K出水前后水面高度的变化忽略不计，g取10N/kg。求：（1）物体K完全浸没时受到的浮力；（2）动滑轮的质量； （3）若用该装置以同样速度打捞质量为120kg的物体K，求K全部露出水面后，电动机M拉动绳H的功率。甲图20D电动机MKAOBEGFCH乙0. 5p/104Pa1. 01. 52. 00t/s1020515252. 5（2013怀柔）6.图20甲是某科研小组设计从井底打捞物体A的装置示意图。图中虚线框里是滑轮组（未画出），滑轮组绳子的自由端H由电动机拉动。该装置由悬挂机构和提升装置两部分组成。悬挂机构由支架AD和杠杆CB构成，CO:OB=4:1。配重E通过绳子竖直拉着杠杆B端，其质量mE=200kg。安装在杠杆C端的提升装置由支架、定滑轮K、动滑轮M及电动机Q构成。其中支架和电动机Q的质量mQ=6.2kg，定滑轮K和动滑轮M的质量均为mK。可利用遥控电动机拉动绳子，通过滑轮组提升物体。物体A完全在水中匀速上升的过程中，电动机Q的功率P1为60w，绳子自由端H的拉力F1为20N，物体A上升速度大小为v1，地面对配重E的支持力为N1，滑轮组的机械效率为1；物体A全部露出水面匀速竖直上升的过程中，电动机Q的功率为P2，绳子自由端H的拉力为F2，物体A上升速度大小为v2，地面对配重E的支持力为N2，滑轮组的机械效率2为95%；滑轮组提升物体A的过程中，杠杆CB在水平位置保持平衡。物体A上升的速度在水中以及完全出水后随时间的变化如图20乙所示。已知N1 =6 N2。细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦、水对物体A的阻力均忽略不计，g取10N/kg。求：（1）动滑轮M的质量mK；（2）物体A全部露出水面匀速上升时电动机的功率P2；（3）物体A的密度。乙甲图20乙240W/J4807209600t/s1.02.00.51.5卷扬机ABC玻璃 吸盘 甲图22天车 (2014海淀）7.在生产玻璃过程中，常用位于天车上的卷扬机（其内部有电动机提供动力）通过滑轮组和真空吸盘提升玻璃，如图22甲所示。当卷扬机通过滑轮组提升质量为60kg 的玻璃并使玻璃以速度v1匀速上升时，卷扬机对滑轮组绳端的拉力为F1，天车对卷扬机的支持力为N1，拉力为F1的功率为P，滑轮组的机械效率为；当卷扬机通过滑轮组提升质量为80kg的玻璃并使玻璃以速度v2匀速上升时，卷扬机对滑轮组绳端的拉力为F2，天车对卷扬机的支持力为N2。已知拉力F1所做功随时间变化的图像如图22乙所示，卷扬机的质量为120 kg，滑轮A、B的质量均为4kg，3v1=5v2，=75%，吸盘和绳的质量及滑轮与轴的摩擦均可忽略不计，g取10N/kg。求：（1）P的大小；（2）v2的大小；（3）N1与N2的比值。答案：1.（1）91%；2.（2）2.5103kg/m32.（1）物体B所受的浮力F浮为120N；(2）动滑轮的重G动为15N；（3）速度v1