2013年北京各区初三物理二模力学大题总结_含详细解析wo.doc

资料来源网上，共分享。（海淀二）39图23是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。C是卷扬机，E是液压机的柱塞，能够竖直向上支撑起重臂OMB。在起重臂的两端分别固定有定滑轮，图中虚线框内是悬挂在起重臂B端的滑轮组（未画完整，其中A是定滑轮），卷扬机经O点和B点的定滑轮拉动滑轮组的钢丝绳自由端K，使重物始终以恒定的速度匀速上升。当重物完全浸没在水中上升的过程中，地面对起重机的支持力N1为1.225105N，柱塞E对起重臂的支撑力为F1，卷扬机对钢丝绳自由端K的拉力T1为6.25103N，滑轮组的机械效率为；重物被完全拉出水面后上升的过程中，地面对起重机的支持力N2为1.375105N，柱塞E对起重臂的支撑力为F2，卷扬机的输出功率P2为5kW，对钢丝绳自由端K的拉力为T2。已知定滑轮A的质量mA为200kg，虚线框内动滑轮的总质量mD为250kg，F1：F2=9：14。若不计起重臂、钢丝绳的质量及滑轮组的摩擦，g取10N/kg，求：（1）被打捞的重物浸没在水中时受到的浮力F浮； CEOMBAK图23（2）滑轮组的机械效率； （3）卷扬机拉动钢丝绳的速度v。GF浮N1G0N2G0 答图6 甲 乙G39解： （1）设液压汽车起重机（包括滑轮组）受到的重力为G0，被提升物体受到的重力为G，以起重机和被提升物体整体做为研究对象，物体在水中和在空气中的受力分析分别如答图6甲和乙所示。 图1分 G0+G= N1 + F浮 G0+G= N2 1分 联立得出：F浮= N2- N1=1.375105N-1.225105N=1.5104N 1分（2）把吊臂作为一个杠杆，设吊臂B端受到的总拉力为FB、对应的力臂为l1，柱塞E的支撑力对应的力臂为l2。吊臂的受力分析如答图7甲和乙所示。OMBF2FB2乙OMBF1FB1甲 答图7根据杠杆平衡条件得出：FB1l1= F1l2FB2l1= F2l2 则 FB1:FB2= F1:F2=9:14GF浮FB1GDFB2GD 答图8 甲 乙GGAGA把滑轮组和物体作为一个整体进行受力分析，如答图8甲和乙所示。 G+GD+GA= FB1 + F浮 G+GD+GA= FB2 联立得出： FB1:FB2=（G+GD+GA- F浮）:（G+GD+GA）=9:14 则（G+mDg+mAg）:F浮=14:5 （G+250kg10N/kg+200 kg10N/kg）:1.5104N =14：5 解得 G=3.75104N 1分GDF浮nT1GnT2G 答图9 甲 乙GD 1分（3）以动滑轮和物体作为一个整体进行受力分析，如答图9甲和乙所示。 G + GD =n T1 + F浮 G + GD = nT2 1分 由得出：n =（G + mDg - F浮）/ T1 =（3.75104N+250kg10N/kg-1.5104N）/6.25103N=4 由得出：T2=（G + mDg）/ n =（3.75104N+250kg10N/kg）/4=104N 由功率公式P2=T2v得出v =P2/T2=5103W/104N=0.5m/s 1分（其它解法正确也得分）图26电动机滑轮组绳子自由端滑轮组挂钩AB（西城二）39.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：来源:学_科_网（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。39. 解：F浮1F浮2T1GAT2GAAA 图7 甲 乙（1）当物体A浸没在水中时，以物体A为研究对象，受力分析如图7甲所示；当物体A有的体积露出水面时，以物体A为研究对象，受力分析如图7乙所示。 由图7甲、乙得： T1GAF浮1 ； T2GAF浮2 （受力分析图或两个方程） -（1分）当物体A浸没在水中时，吊运设备对横杆B点拉力比不挂物体时增大N1当物体A有的体积露出水面时，吊运设备对横杆B点拉力比不挂物体时增大N2因此，N1= T1 = GAF浮1 ；N2= T2 = GAF浮2已知：N2=3N1 ； 所以： 解得： -（1分）已知：物体A的体积为80dm3则：F浮11103kg/m310N/kg8010-3m3800N nF2GAA 乙G动nF1GAA甲G动 图8F浮1F浮2所以：GA F浮1800N960N -（1分）（2）当物体A浸没在水中时，以物体A和动滑轮的整体为研究对象，受力分析如图8甲所示。当物体A有的体积露出水面时，以物体A和动滑轮的整体为研究对象，受力分析如图8乙所示。nF1GA + G动F浮1 ； nF2GA + G动F浮2 （受力分析图或两个方程）-（1分） 由式得：n（F2 F1）F浮1F浮2F浮1800N320N所以：n -（1分）将F1100N ；n4，代入式解得：G动240N -（1分）（3）当物体完全出水后匀速上升时： （1分）说明：解题过程中缺少必要的文字说明的扣1分；计算过程中缺少单位的扣1分。（东城二）40废弃空矿井的底部固定一减震弹簧，弹簧上端与装有监控仪器的长方体空心铁盒A相连，A放在弹簧上平衡时，弹簧被压缩了10cm。当在井中注满水的过程中，A缓慢上升20cm后就不再升高。此时将另一个体积形状与A相同的有磁性的盒子B用绳子系住释放到水下，B碰到A的上表面后二者在磁力作用下吸在一起。与此同时，A与弹簧脱开，绳子的另一端与如图29所示的滑轮组相连，工人站在水平地面上，将A和B一起完全拉出水面，此过程中滑轮组的机械效率随时间t变化的图象如图30所示，已知铁盒A的高度l为30cm，减震弹簧的弹力大小F弹随注水时A上升的高度h变化的图象如图31所示，不计绳重，滑轮轴处的摩擦和水的阻力， g=10N/kg。求：（1）铁盒A的体积。（2）动滑轮的总重。（3）假设人拉绳的速度保持恒定，求、出水前人的拉力F的功率。/t/s图311020200400h/cmF弹/N0图29AB6020图300 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10100804040.解：（1）A在弹簧上平衡时受力分析如答图5甲 GA=F弹，由F弹-h图象知上升高度h=0时， F弹=200N GA=200N1分当A上升了20cm后不再升高，说明此时A全部浸没在水中，受力分析如答图5乙，此时有F浮=GA+F弹，由图象知上升高度h=20cm时，F弹，=200N，F浮=400N，1分答图 5甲乙F弹F浮GAF弹GA答图 6答图 72F浮+T1GA+ GBT2GA+ GB受力分析图正确1分（2）由-t图象可知t1=4s时，1= 40%，对应B的上表面刚到达水面的状态，A、B的受力分析如答图6， 绳的拉力， 代入数据有 由-t图象可知t2=7s时，2= 80%，对应A的下表面刚离开水面的状态，A、B的受力分析如答图7， 绳的拉力， 代入数据有 1分联立解得, 1分（3）由-t图象可知t1=4s到t2=7s是A、B出水的过程，这段时间内上升的距离为2l=0.6m，所以人拉绳的速度， 1分出水前人的拉力，功率80W 1分（丰台二）39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）20P/W4060800v/(m/s)0.20.40.10.3（2）实心物体丙的密度。OAB乙丙图22甲图22乙39解：图1G02T1G甲F A 13T1图2图3ABDOFB1N1G乙图4G0F A 1F B 1（1）当用动滑轮提升物体甲时，以物体甲和动滑轮为研究对象，受力分析如图1所示；以定滑轮为研究对象，受力分析如图2所示；杠杆A点、B点受力分析如图3所示；配重乙受力分析如图4所示.2T1 =G甲+ G0 FA1 =G0 +3 T1 N1+ FB1 = G乙 T1 = T1 , FA1 = FA1, FB1 = FB1可得G乙G0=1300N 图5F A 23T2图6图7ABDOFB2N2G乙图8G0F A 2F B 2G02T2G丙F浮当物体丙浸没在水中匀速上升时，以物体丙和动滑轮为研究对象，受力分析如图5所示，以定滑轮为研究对象，受力分析如图6所示；杠杆A点、B点受力分析如图7所示；配重乙受力分析如图8所示.FA2=G0 +3 T2 N2+ FB2= G乙 T2 = T2 , FA2 = FA2 , FB2 = FB2由图像可求可得5G乙2G0=6800N 解得G0=100N，G乙=1400N（2）G丙= 5G0=500N2T2+ F浮= G0+ G丙 可得F浮= 200N 图25CADEM（石景二）39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。解（1）FB浮=液gVB=液g2VA = 120N （2）当物体A在水中匀速上升时，受力分析如答图3甲所示，当物体B在水中匀速上升时，受力分析如答图3乙所示。FA23FM2MFA2GMGBFB浮GEEGAAFA浮FA1M3FM1FA1 GMGE2F1 E2F2B答图3甲 答图3乙 将 FA浮=液GVA VA=610-3m3 GA:GB=4：5 GB=150N 代入上式，解出： G动=15N （3） （朝阳二）40. “华天龙号”从海底吊起沉箱后，吊着沉箱航行到半潜驳船“重任1601号”旁，把沉箱缓慢放到它的甲板上。半潜驳船启动气泵，把水箱里的海水逐渐排出，沉箱逐渐露出海面。如图22甲所示。沉箱的长、宽、高分别36m、15m、7m，自重为5107N，半驳船的甲板对沉箱的支持力是F支。沉箱完全露出海面后，把沉箱固定在甲板上，卸去华天伦号拉着沉箱的钢丝绳，通过牵引船把半驳船拉至岸边，安装在岸上的两台绞盘机，把沉箱拉上岸，并继续运到水晶宫。为了保证运输的平稳和减小摩擦，在整个过程中沉箱底部垫着圆柱形的气囊，如图22乙所示。移动时26个气囊交替使用，把后边不吃力的气囊放气，运到前边垫在沉箱底部后再充气，承担压力。沉箱底部总保持有16个气囊。每个气囊都相同，长15m、直径1m，能够承受的最大压强是6105Pa，沉箱处于水平状态时压在每个气囊的受力面积为S。两台绞盘机拉动两根钢丝绳，通过滑轮组拉动沉箱的两个吊点，匀速水平向水晶宫运动。若每台绞盘机拉动钢丝绳自由端的拉力为F拉=2.5105N ，动滑轮的吊钩对沉箱吊点的拉力是F吊，钢丝绳自由端移动S自由端 =21m，沉箱移动S沉箱 =1m，拉动过程的机械效率=20%，沉箱移动的阻力是f。若海水的密度取1.0103kg/m3,g取10N/kg,钢丝绳重不计，求：F支，S和f。若不能整除，结果保留1位小数。（7分）吊点吊钩半驳船的水箱半驳船的水箱沉箱吊钩动滑轮气囊沉箱图22乙甲G沉箱F拉F浮F支图140解：沉箱露出海面2m静止时，沉箱受重力G沉箱、浮力F浮、吊钩拉力F拉和甲板支持力F支，如图1所示。 F浮 G排 =V排海水g 1分 36m15m5m1.0103kg/m310N/kg2.7103N-1分 F支 G沉箱F浮F拉 5107N2.7103N2107N 3106 N -1分 在运送过程中，水平匀速运动，沉箱对气囊的压力F压G沉箱， 每个气囊承受压力F压0G沉箱/165107N/163.125106 N 每个气囊能承受最大压强为P气囊06105Pa 由压强公式P =F/S，得到： SF压0/P气囊03.125106N/（6105Pa）5.2m2 - -1分在拉动过程中，拉力做的总功是W总2 F拉S自由端 - 1分 拉动沉箱做的有用功W有用2F吊S沉箱 由机械效率W有用/W总得到： 2F吊2F拉S自由端/S沉箱2.5105N21m0.2/1m1.05106N -1分沉箱水平方向受到F吊和阻力f，并且匀速直线运动，2F吊f。 f 1.05106N -1分BCO图21EA（门头二）39. 图21是某科研小组设计的在岸边打捞水中物品的装置示意图。O为杠杆BC的支点，CO:OB=1:4。配重E通过绳子竖直拉着杠杆C端，其质量mE=644kg。定滑轮和动滑轮的质量均为m0。人拉动绳子，通过滑轮组提升浸没在水中的物品。当物体A在水面下，小明以拉力F1匀速竖直拉动绳子，滑轮组的机械效率为1，配重E对地面的压力为N1；当物体A完全离开水面，小明以拉力F2匀速竖直拉动绳子，滑轮组的机械效率为2，配重E对地面的压力为N2。已知：GA=950N，2=95%，N1:N2=6:1，绳和杠杆的质量、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对物体A的阻力均可忽略不计，g取10N/kg。求：(1)物体在水面下受到的浮力；(2)F1:F2的值(3) 1的大小。39.解:分别对物体A、动滑轮B、人进行受力分析，如图所示：GAF浮FA1GA = F浮+ FA1 GAFA2GA = FA2 GEF支1= N1FC1GE= N1+ FC1 EG0+FA1=2F1 2F1FA1G0G0+3F1=FB1 FB1G03F1FB1 OB= FC1 OC BCOFB1FC1G0+FA2=2F2 2F2FA2G0G0+3F2=FB2 FB2G03F2BCOFB2FC2FB2 OB= FC12OC GEF支2= N2FC2GE= N2+ FC2 E 由-式，GA=950N，2=95%，N1:N2=6:1，CO:OB=1:4, GE=6440N， 解得：G0=50NF浮=200N；FA1=750N；FA2=950N；F1=400N；F2=500NF1:F2=4:5 （房山二）40如图 23所示，容器内装有适量水，滑轮组的动滑轮质量为 m0，质量为 m1 的物体 A 经一轻质弹簧与下方浸没在水中的质量为 m2 的物体 B 相连，弹簧每受到 10N 的拉 力，弹簧伸长 1cm，物体 B 的体积为 VB。滑轮组绳子自由端挂一轻钩，在挂钩上挂 一质量为 m3 的物体 C，弹簧伸长 2cm，物体 B 恰好与容器底无作用力。将物体 C 换另一个质量为（m1m3）的物体D，物体 B 离开水面后，恰能以 0.1m / s 的速度匀速上升，滑轮组的机械效率为 。已知：m3=1.6kg，VB2dm3。（绳与挂钩的质量，滑轮与轴的摩擦，水对物体的阻力均忽略不计，弹簧的伸长始终在弹性范围内，g 取 10N/kg）求：（7 分）（1）滑轮组的机械效率 （百分号前保留整数）；（2）重力 GD 所做功的功率 P。40解：（1）图略（通州二）图24重物39如图24所示（滑轮组的绕绳未画出），质量为60kg的工人师傅利用最省力的方式先后搬运水平地面上的圆柱形物体A和物体B。物体A的底面积为，密度为，高度为；物体B的底面积为SB，密度为，高度为。运送货物A时，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；运送货物B时，工人用力F2匀速拉绳的功率为P2，物体B以0.1m/s的速度匀速上升，地面对工人的支持力为N2，机械效率2 = 80%。已知：5N1=4N2，不计绳的质量，不计滑轮与轴的摩擦。（g10N/kg）求：（1）动滑轮重和力F1的大小；（2）功率P2。图1 图2 图3 图43F1GAG动3F2GBG动vB=0.1m/sG人F1N1G人F2N239解：2分由得，GB=4G动 1分 来源:学_科_网由得，GA=7G动 1分由图1、3分别有3F1=GA+G动=8G动3F2=GB+G动=5G动 由图2、4分别有F1+ N1=G人F2+ N2=G人 1分F1= F1，F2= F2 N1=G人- F1=G人- 8G动 N2=G人- F2 =G人- 5G动 解、式组成的方程组得G动=90N，F1=240N 1分v2=3 vB=0.3m/s，F2= P2= F2 v2=150N0.3m/s=45W 1分（昌平二）36.如图22甲所示是一个装置示意图，正方体A作为配重使用，保证杠杆EOF始终在水平位置平衡。某同学用这个装置和一个圆柱形密闭容器D提取水中的圆柱体B；该同学用力拉动滑轮组绕绳自由端，手拉绳的功率和密闭容器D匀速被提升的距离关系如图22乙所示；在提升全过程中，密闭容器D上升速度始终保持不变，配重A始终没有离开地面，每个滑轮的质量都相等。已知密闭容器D的底面积为SD=1.210-2m2,质量为mD=3kg；正方体A单独放在水平地面上，对地面的压强为p0=3104Pa,密闭容器D未被提出水面匀速上升和完全提出水面后匀速上升，A对地面的压强分别为p1=2.1104 Pa,p2=1.3104 Pa。(不计绳的重力，滑轮与轴的摩擦及水的阻力,不考虑水面高度变化，g取10N/kg)求：（1）密闭容器D浸没在水中时所受的浮力； （2）动滑轮受到的重力G0； （3）圆柱体B受到的重力； （4）密闭容器D完全提出水面后，滑轮组提升圆柱体B的机械效率。（百分号前保留整数）乙0123456h/m3691215P/WOEFDBA图22甲36. （1）由图像可得hD=1mVD=SDhD=1.210-2m21m=1.210-2m3F浮=水gVD=1103kg/m310N/kg1.210-2m3=120N （1分）（2）由图像可得P1=6W，P2=12W当D在水中匀速上升时，动滑轮及物体B和D整体、杠杆、定滑轮的受力分析FF1FE1FEO 2G0FF1=FF14F1GD G03F1F浮GB图（1）图（2）图（3）当D在空气中匀速上升时，动滑轮及物体B和D整体、杠杆、定滑轮的受力分析图（4）图（5）图