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中考物理力学综合计算题分享 配详细答案 中考物理力学综合计算题分享 配详细答案 中考物理力学综合计算题分享 配详细答案 中考物理力学综合计算题分享 配详细答案 1 如图 24 所示 质量为 60kg 的工人在水平地面上 用滑轮组把货物运到高处 第一次运送货 物时 货物质量为 130kg 工人用力F1匀速拉绳 地面对工人的支持力为N1 滑轮组的机械 效率为 1 第二次运送货物时 货物质量为90 kg 工人用力F2匀速拉绳的功率为P2 货箱以 0 1m s 的速度匀速上升 地面对人的支持力为N2 N1与N2之比为 2 3 不计绳重及滑轮 摩擦 g 取 10N kg 求 1 动滑轮重和力F1的大小 2 机械效率 1 3 功率P2 1 解 1 第一次提升货物时 以人为研究对象 11 F 人 GN 绳对人的拉力与人对绳的拉力相等 11 FF 1 分 4 1 1 动 GG F 第二次提升货物时 以人为研究对象 22 F 人 GN 绳对人的拉力与人对绳的拉力相等 22 FF 1 分 4 2 2 动 GG F 3 2 N N 2 1 N1 G人 F1 N2 G人 F2 图 24 把数据分别带入以上 5 个式子 解得 N1 分300 动 G F1 400N1 分 F2 300N 2 第一次运送货物时滑轮组的机械效率 1 分81 25 4J400 1300J 4hF hG W 1 1 1 总 有 W 3 第二次货物上升速度为 0 1m s 人匀速拉绳的速度为 1 分smsmv 4 0 1 04 2 WsmNvFP120 4 0300 222 2 火车与公路交叉处设置人工控制的栏杆 图 22 是栏杆的示意图 栏杆全长AB 6m 在栏 杆的左端安装配重 使栏杆和配重总体的重心位于O点 栏杆的P点安装转轴 转轴与支 架C连结 使栏杆能绕P在竖直平面无摩擦转动 支架C用两块木板做成 中间空隙可以 容纳栏杆 栏杆的B端搁置在支架D上 当支架D上受到压力为FD时 栏杆恰好在水平位 置平衡 当体重为G人的管理人员双脚站在水平地面时 他对地面的压强是p1 当他用力F1 竖直向下压A端 使栏杆的B端刚好离开支架 此时人双脚对地面的压强是p2 管理人员 继续用力可使栏杆逆时针转动至竖直位置 并靠在支架C上 火车要通过时 他要在A端 用力F2使栏杆由竖直位置开始离开支架C 使栏杆能顺时针转动直至栏杆B端又搁置在支 架D上 已知AP OP 1m PE m O点到栏杆下边缘的距离OE 0 5m p1 p2 2 1 2 3 栏杆与配重的总重G杆 240N 3 求 1 FD 2 G人 3 F2的最小值 此时F2的方向 计算和结果可带根号 6 分 O 图 22 B A 支架C 支架D PE 3 小文的体重为 600 N 当他使用如图 24 所示的滑轮组匀速提升水中的体积为 0 01m3的重 物A时 重物始终未出水面 他对地面的压强为 8 75 103Pa 已知小文与地面的接触面积为 400 当他用此滑轮组在空气中 2 cm 匀速提升重物B时 滑轮组的机械效率是 80 已知重物A重物B 所受重力之比GA GB 5 12 若不计绳重和摩擦 g 10N kg 求 1 提升重物A时小文对地面的压力 2 物体A的密度 3 在水中提升重物A时滑轮组的机械效率 4 重物A完全出水面后 以 0 2m s 的速度匀速上升 小文拉绳的功率P 图 24 解 1 支架 D 受到的压力FD与支架 D 对杆的支持力FB是一对相互作用力 FD FB 根据杠杆平衡条件F1 l1 F2 l2 得到 G杆 PE FD PB FD G1杆 PE PB 240N 2 m 5m 72N33 G杆 PE F1 AP F1 G1杆 PE PA 240N 2 m 1m 360N33 2 人站在水平地面对地面的压强P1 G人 S S为人与地面的接触面积 用力F1后 F1 F1 对地面的压强P2 G人 F1 S P1 P2 2 1 即 G人 S G人 F1 S 2 1 2 G人 360N G人G人 720N 3 当栏杆在竖直位置时 栏杆重力的力臂为 OE 在 A 点沿水平方向向右 可以使力臂 最长 最省力 根据杠杆平衡条件 G杆 OE F2 PA F2 G1杆 OE PA 240 3N 0 5m 1m 120N3 注 其他解法正确 可相应给分 4 图22 是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图 起重机总重G 8 104N A是动滑轮 B是定滑轮 C是卷扬机 D是油缸 E是柱塞 通过卷扬机转动使钢丝绳带动A上升 打 捞体积V 0 5m3 重为G物的重物 若在打捞前起重机对地面的压强p1 2 107Pa 当物体 在水中匀速上升时起重机对地面的压强为p2 重物完全出水后匀速上升时起重机对地面的压 强p3 2 5 107Pa 假设起重时E沿竖直方向 重物出水前 后E对吊臂的支撑力分别为N1 和N2 重物出水前滑轮组的机械效率为 80 重物出水后卷扬机牵引力的功率为 11875W 吊臂 定滑轮 钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计 g取 10N kg 求 1 重物在水中匀速上升时起重机 对地面的压强p2 2 支撑力N1和N2之比 3 重物出水后匀速上升的速度 3 解 1 F支 F压 P人S人 8 75 103Pa 400 10 4m2 350N 2 F拉 G人 F支 600N 350N 250N F浮 水gVA 1 103kg m3 10N kg 0 0 1 m3 100N GA G动 2F拉 F浮 2 250N 100N 600N GA G动 600N B 在空气中 B 80 hGG hG B B 动 GA GB 5 12 由 式可得 GA 375NG动 225 N A 3 A 01 0 10 375G mkgN N gVA 3 75 103kg m3 3 A 在水中 A 55 hF hFG A 2 拉 浮 N NN 2502 100375 4 P F 拉 v拉 2v物 2 动 GGA 2 0 2m s 120W 2 225375NN A B DC E F 图 22 4 7 分 解 1 2 重物浸没在水中上升时 滑轮组的机械效率 G动 3750N 设钢丝绳上的力在出水前后分别为F1 F2 柱塞对吊臂支撑力的力臂为L1 钢丝绳对吊臂 拉力的力臂为L2 根据杠杆平衡条件可知 N1L1 3F1L2 N2L1 3F2L2 F1 G物 F浮 G动 F2 G物 G动 2 1 N N 2 1 F F 3 1 3 1 2 1 N N 动物 动浮物 GG GFG 20000N5000N3750N 20000N3750N 19 15 3 出水后钢丝绳上的力 F2 G物 G动 3 重物上升的速度v物 钢丝绳的速度v绳v绳 3v物 P F2v绳 v绳 1 5m s 2 11875W 1 20000N3750N 3 P F 4 32 7 1 73244 3 333 44 7 2 32 8 10 N 4 10 m 2 10 Pa 2 5 10 Pa4 10 m8 10 N2 10 N 10 kg m10N kg0 5m5000N 8 10 N2 10 N5000N 2 375 10 Pa 4 10 m G S p Gp SG FgV GGF p S 物 浮水排 浮物 11 1 5m s0 5m s 33 vv 绳物 44 0 0 44 210 N0 510 N 80 210 N0 510 N WGFhGF WGFGGFGh G 浮浮有物物 总浮动物浮动物 动 1 分 1 分 1 分 1 分 1 分 1 分 1 分 5 如图 25 所示 某工地用固定在水平地面上的卷扬机 其内部有电动机提供动力 通过 滑轮组匀速提升货物 已知卷扬机的总质量为 120kg 工作时拉动绳子的功率恒为 400W 第一次提升质量为 320kg 的货物时 卷扬机对绳子的拉力为F1 对地面的压力为N1 第二 次提升质量为 240kg 的货物时 卷扬机对绳子的拉力为F2 对地面的压力为N2 已知N1 与N2之比为 5 7 取g 10N kg 绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计 求 1 卷扬机对绳子的拉力F1的大小 2 第一次提升货物过程中滑轮组的机械效率 3 前后两次提升货物过程中货物竖直向上运动的速度之比 5 解 根据题意可得 图 25 F1 N1 G1 F2 N2 G2 11 22 11 22 1 2 1 2 11 1 1 5 1 1 5 5 7 1 5 1 1 5 8001 1 32010 8 5 NGF NGF FGG FGG N N m gm gG m gm gG GN Fm gGkgN kg 机 机 动 动 动机 动机 动 动 分 分 以上四式联立并代入 5 可得 分 7 将已知条件代入上式计算得 分 1 5 1 1 1 2 112 21 1 2 00 8001 32010 80 1 32010 800 1 24010 8004 5 1 1 32010 8005 5 NN GkgN kg GGkgN kgN P GG vFFkgN kgN P vFkgN kgN GG F 动 动 动 分 分 分 6 小林设计了一个由蓄水罐供水的自动饮水槽 如图 18 所示 带有浮球的直杆 AB 能绕 O 点转动 C 为质量与厚度不计的橡胶片 AC 之间为质量与粗细不计的直杆 当进水口 停止进水时 AC 与 AB 垂直 杆 AB 成水平静止状态 浮球 B 恰没于水中 浮球 B 的体 积为 1 10 4m3 此时橡胶片恰好堵住进水口 橡胶片 C 距槽中水面的距离为 进m1 0 水管的横截面积为4cm2 B点为浮球的球心 OB 6AO 不计杆及浮球的自重 g取10N kg 求 1 平衡时细杆对橡胶片C的压力大小 2 蓄水罐中水位跟橡胶片处水位差应恒为多少米 解 1 以杠杆为研究对象 受力分析如图 5 所示 图 18 O F浮 FA C F2 F1 FA 图 5 图 6 杠杆处于水平平衡状态 所以有 FALA F浮LB FALA 水gVB6LA 1 分 FA 1 0 103kg m3 10N kg 10 4m3 6 6N 1 分 因为橡胶片 C 受到的压力 FC与FA为相互作用力 大小相等 所以 FC 6N 2 以橡胶片 C 为研究对象 受力分析如图 6 所示 其中 水槽中水对橡胶片 C 的压力为F1 蓄水罐中水对物体 C 的压力为F2 橡胶片 C 处于静止状态 所以有 F2 FA F1 1 分 F1 p1Sc 水gh1Sc 1 0 103kg m3 10N kg 0 1m 4 10 4m2 0 4N 1 分 F2 p2Sc 水gh2Sc 1 0 103kg m3 10N kg h水 4 10 4m2 因为FA 与FA大小相等 所以有 1 0 103kg m3 10N kg h水 4 10 4m2 6N 0 4N 1 分 解得 h水 1 6m 1 分 其他答案正确均可得分 7 如图 23 所示 质量为 70kg 的工人站在岸边通过一滑轮组打捞一块沉没在水池底部 的石材 该滑轮组中动滑轮质量为 5kg 当工人用 120N 的力拉滑轮组 的绳端时 石材仍沉在水底不动 工人继续增大拉力将石材拉起 在 整个提升过程中 石材始终以 0 2m s 的速度匀速上升 在石材还没有 露出水面之前滑轮组的机械效率为 1 当石材完全露出水面之后滑轮 组的机械效率为 2 在石材脱离水池底部至完全露出水面的过程中 地面对人的支持力的最大值与最小值之比为 29 21 绳重及滑轮的摩 擦均可忽略不计 石材的密度 石 2 5 103kg m3 取g 10N kg 求 1 与打捞前相比 当人用 120N 的力拉绳端时 水池底部对石 材的支持力变化了多少 2 1与 2的比值 3 当石材完全露出水面以后 人拉绳子的功率 解 1 池底部对石材的支持力的变化等于滑轮组下端绳子拉石材的拉力 变化 F T 3F G动 3 120N 50N 310 2 石材浸没在水中时 人拉绳端的力 3 1 浮动石 拉 FGG F 图 23 9 如图 21 所示 某工地用固定在水平工作台上的卷扬机 其内部有电动机提供动力 通过 滑轮组匀速提升货物 已知卷扬机的总质量为 120kg 工作时拉动绳子的功率恒为 400W 第一次提升质量为 320kg 的货物时 卷扬机对绳子的拉力为F1 对工作台的压力为N1 第 二次提升质量为 240kg 的货物时 卷扬机对绳子的拉力为F2 对工作台的压力为N2 已知 N1与N2之比为 25 23 取g 10N kg 绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计 6 分 求 1 卷扬机对绳子的拉力F1的大小 2 第一次提升货物过程中滑轮组的机械效率 3 前后两次提升货物过程中货物竖直向上运动的速度之比 其中石材所受浮力F浮 水g 排 G石 水 石 石材在空气中时 人拉绳端的力 3 2 动石 拉 GG F 设石材浸没在水中被拉起时地面对人的最大支持力为N1 石材在空气 中时地面对人的最小支持力为N2 所以对于石材浸没在水中和在空气中分 别有 G人 N1 F拉1 G人 N2 F拉2 因为F拉1 与F拉1大小相等 F拉2 与F拉2大小相等 又因N1 N2 29 21 代入数据解得G石 1000 F浮 400 石材浸没在水中时滑轮组的机械效率 1 浮动石 浮石 FGG FG 石材完全露出水面之后滑轮组的机械效率 2 动石 石 GG G 所以 2 1 浮动石 浮石 FGG FG 石 动石 G GG N400N50N1000 N400N1000 N1000 N50N1000 65 63 3 人拉绳的功率 P F拉2 nv G物 G动 v物 1000N 50 0 2m s 210W 说明 其他解法正确的同样得分 1 1 1 2 解 1 由题意可知 卷扬机重为m机g 被提升货物重为mg 设动滑轮重为G动 对卷扬机 进行受力分析可知 F支 m机g F拉 压力N F支 画图也可 1 分 对滑轮组进行受力分析 因绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计 所以有 F 拉 mg G动 5 1 由题意可得 1 分 23 25 5 1 5 1 2 1 2 1 gmGgm gmGgm N N 机动 机动 解得动滑轮重G动 800N F1 m1g G动 5 1 1 分 800N 800N10N kgkg320 5 1 2 第一次提升货物过程中滑轮组的机械效率 1 分 3 由第 1 问可得F2 m2g G动 640N 1 分 5 1 因P Fv 且卷扬机拉动绳子的功率恒为 400W 所以前后两次提升货物过程中 t Fs t W 货物竖直向上运动的速度之比为 1 分 2 1 v v 1 2 F F 5 4 10 如图所示 AB 是一杠杆 可绕支点 O 在竖直平面内转动 AO OB 2 3 OD DB 1 1 滑轮重为 100N 当在 B 点施加大小为F的竖直向下的拉力时 杠杆在水平位置平衡 边长为 0 2m 的正方体 M 对水平地面的压强为 7500pa 当在 D 点施加大小为F的竖直 向下的拉力时 杠杆在水平位置平衡 正方体 M 对水平地面的压强为 15000pa 不计 杠杆重 绳重和摩擦 图中各段绳子所受拉力均沿竖直方向 求 1 正方体 M 的受到的重力 2 拉力F的大小 0 0 1 1 80 500N8 10N kgkg320 5 hF ghm W W 总 有 DABO M 第 38 题图 F 解 当F作用 B 点时 A 点受拉力为F1 正方体 M 受拉力为f1 受重力为G 受支持力 为N1 F1 2k F 3k1 分 F1 1 5F f1 3F 100N1 分 N1 P1S 7500 pa 0 04m2 300N1 分 N1 G 3F 100N 200N G 3F 1 分 当F作用 D 点时 A 电受拉力为F2 正方体 M 受拉力为f2 受重力为G 受支持力为 N2 F2 2k F 1 5k F2 0 75F f2 100N 1 5F N2 P2S 15000pa 0 04m2 600N 600N f2 G 500N G 1 5F 1 分 由 两式得 F 200N1 分 G 800N1 分 BA F1 F O F1F1 G轮 f1 G M f1 N1 BA F2 F O F2F2 G轮 f2 G M f2 N2 D 图 24 12 体重为 510N 的人 站在水平地面上对地面的压强为 p1 如图 20 所示 用滑轮组拉 物体 A 沿水平方向做匀速运动 此时人对地面的压强为 p2 压强 变化了 2750pa 已知人一只脚的面积是 200cm2 滑轮组的机械 效率为 80 不计绳重和摩擦 地面上的定滑轮与物体 A 相 连的绳子沿水平方向 地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿 竖直方向 人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在 同一直线上 求 1 绳对人的拉力 2 物体 A 与地 面的摩擦力 3 若在物体 A 上再放一个物体 B 滑动摩擦力增 大了 30N 此时该装置的机械效率是多少 7 分 解 解 1 F F PS 27505 Pa 4 10 2m2 110 2 分N 2 F2 f f 80 2 110 176 1 分F2NN 3 F f 2 1 动 G f 2 110N 176 44 1 分 动 GF2NN 176 30 206 1 分 f NNN 82 4 2 分 f f 动 GNN N 20644 206 13 图24是某水上打捞船起吊装置结构示意简图 某次打捞作业中 该船将沉没于水下 深处的一只密封货箱以0 1m s的速度匀速打捞出水面 已知该货箱体积为50 m3 质量 是200t g取10N kg 忽略钢缆绳重及其与滑轮间的 摩擦 不考虑风浪 水流等因素的影响 1 货箱完全浸没在水中时受到的浮力是多少 2 货箱完全出水后 又被匀速吊起1 m 已知此 时钢缆绳拉力F为6 25 105N 起吊装置的滑轮 组机械效率是多少 3 货箱未露出水面时 钢缆绳拉力的功率为多少 A 图 20 14 某桥梁施工队的工人用如图 18 所示的滑轮组匀速打捞沉在水中的工件 A 已知工件的 质量为 100kg 工人的质量为 70kg 工件 A 打捞出水面之前与工件完全被打捞出水后 工人对地面的压力之比为 15 2 工件在水中时 滑轮组的机械效率为 60 若不计 摩擦 绳重及水的阻力 g 取 10N kg 求 1 工件A浸没在水中时所受的浮力 浮 F 2 工件 A 完全打捞出水面后 滑轮组的机械效率 2 3 工件 A 完全打捞出水面后 以 0 2m s 的速度被匀速提升 工人拉绳的功率 2 P 7 分 解 1 F浮 液V排g 1 0 103kg m3 50m3 10N kg 5 105N 2 露出水面后 80 1025 64 1010200 5 3 N kgNkg nF gm nF G W W 拉 物 拉 物 总 有 3 露出水面后 由F 可得 4 动物 GG G动 4F G物 4 6 25 105N 2 106N 5 105N 露出水面前 N NNNFGG F 5 55 105 4 105105102 4 浮动物 v钢缆 n v物 4 0 1 m s 0 4 m s P F v钢缆 5 105N 0 4 m s 2 105W A 图 18 1 以人为研究对象 其受力情况如图甲 乙所示 1 分 11 NFG 人11 FGN 人 22 NFG 人22 FGN 人 工人受到地面的支持力与工人对地面的压力大小相等 绳对 人的拉力与人对绳的拉力大小相等 1 分 2 15 2 1 2 1 2 1 FG FG N N N N 人 人 又 60 2 11 1 F FG SF hFG W W 浮物浮物 总 有 2 1 浮动物 FGG F 1 分 2 2 动物 GG F 将 式代入 式 并且将和NkgNkggmG700 1070 人人 代入后可解得 1 分 NkgNkggmG1000 10100 物物 NG320 动 由 式得 60 3201000 1000 浮 浮 浮动物 浮物 FNN FN FGG FG 解得 则 1 分 NF520 浮 NFNF660400 21 2 1 分 76 3201000 1000 2 2 2 NN N GG G F G W W 动物 物物 总 有 3 1 分 WsmNvFvFP264 2 013202 2222 物 15 在图 23 所示装置中 甲物重G甲 10N 乙物重G乙是动滑轮重G轮的 8 倍 物体乙跟 地面的接触面积为 1 5 10 2m2 轻杆 AB 可以绕 O 点转动 且OA OB 2 1 不计 轴摩擦 装置如图所示处于平衡状态时 乙对水平地面的压强P 2 103Pa 求 此时 动滑轮对物体乙的拉力F拉 若在物体甲下面再加挂物体丙 恰使物体乙对地面的压强 为零 求 丙的物重G丙 39 题答图 图 23 杠杆平衡 G甲 OA FB OB FB G甲 10N 20N 1 分 OB OA 1 2 对动滑轮进行受力分析如图甲 3FB F拉 G轮 1 分 G轮 3FB F拉 对物体乙进行受力分析如图乙 G乙 F拉 F支 1 分 乙 轮 G G 支拉 拉 FF FF B 3 8 1 24FB 8F拉 F拉 F支 F拉 24FB F支 24FB pS 9 1 9 1 24 20N 2 103Pa 1 5 10 2m2 50N 1 分 9 1 G轮 3FB F拉 3 20N 50N 10N G乙 8G轮 8 10N 80N 物体乙对地面的压强为零时 即地面对物体乙的支持力F支 为零 此时物体乙受力F拉 G乙 80N 1 分 动滑轮受力 3FB F拉 G轮 FB F拉 G轮 80N 10N 30N 3 1 3 1 杠杆平衡 FA OA FB OB 对杠杆 A 端进行受力分析如图丙 FA G甲 G丙 G丙 FB G甲 30N 10N 5N 1 分 OA OB 2 1 16 如图 25 所示 是一个上肢力量健身器示意图 配重A受到的重 力为 350N 其底面积为 5 10 2m2 B C都是定滑轮 D是动 滑轮 杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动 OE 3OH 小明 受到的重力为 500N 当他通过细绳在H点分别施加竖直向下 的拉力T1 T2时 杠杆两次都在水平位置平衡 小明对地面的 O 图 25 B A C D HE G G G G F F F F浮浮浮浮 F F F