初中物理力学压轴综合题

1.如图 5 所示轻质滑轮组恰处于静止状态。甲、乙的密度分 别为甲、乙，质量比是 45。下列说法正确的是 A装置静止时，甲、乙受到的合力都为零 B乙对水平地面压力和甲的重力之比为 43 C乙如图放置和单独放在水平地面上时相比， 对地面的压强之比为 35 D甲如图放置和甲浸没在水中时，乙受到的拉力之比为 人人 人 2如图 7 所示，质量是 2kg 的平底水桶底面积为 800cm2，放在 水平地面上，桶内装有 50cm 深、体积是 45dm3的水。小萍 同学用竖直向上的力 F 提水桶，但是没有提起来。这时，如 果水对桶底的压强和桶对地面的压强相等。小萍同学提水桶 的力 F_N。 （g10N/kg） 3体积相同的 A、B 两种液体的质量之比为 45。把它们分别倒入两个容器中。在 A 液 体中放入小球甲，B 液体中放入小球乙，且两球体积相同。在下述各个状态中，比较 两球受到浮力的大小，一定正确的是 A甲漂浮，乙沉底时，甲受浮力小 B都悬浮时，受浮力相等 C都沉没在液体底部时，甲受浮力大 D都漂浮时，乙受浮力大 4科技小组的同学们在薄壁平底试管中装入一些细沙后，制成一个“土密度计” 。把它放 入水中漂浮时，试管露出水面的高度为 3cm；把它放入豆浆中漂浮时，试管露出液面 的高度为 4cm。若试管和细沙总质量为 20g，试管横截面积为 1.6cm2。 求：在水中漂浮时，水对试管底部的压强； 豆浆的密度。 （g10N/kg，最后结果保留两位小数） 5质量是 10kg 的物体 A 放在水平桌面上，利用图 6 所示的装置使物体 A 以 0.5m/s 的速 度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，不计绳重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩 擦，则 A作用在绳端的拉力 F 为 3.6N B水平桌面对物体 A 的摩擦力为 10.8N C在 1s 内拉力 F 做功 5.4J D拉力 F 的功率为 10.8W 6如图 19 所示，重力不计的一木板可绕 O 点无摩擦转动，在 A 端挂一正方体 P，一个 体重为 500N 的中学生站在 B 点时，P 对水平地面的压力刚好为零，且 OA=1m，OB=3m。计算：(1)正方体 P 的重力； (2)当人向 O 点移动的平均速度是多少米/秒时，10s 后正方体对地面的压力是自身重力 的三分之一 图 6 P OA B 7 7在体操比赛的“鞍马”项目中，运动员上“马”前要踩踏板，如图 4 所示，当脚接触 跳板 M 直至弹簧 K 被压缩至最短的过程中，下列有关运动员动能变化情况正确的是 A先增大后减小 B不断增大 C先减小后增大 D不断减小至零 8高压锅的锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅镶嵌旋紧，锅盖与锅之间有橡皮制的密封圈， 不会漏气。锅盖中间有一排气孔，上面套着类似砝码的限压阀将排气孔堵住，当加热高压 锅（锅内有水、食物） ，锅内气体压强增加到一定程度时，气体就会把限压阀顶起来，蒸气 即可从排气孔排出锅外，这样就不会因为锅内压强过大而造成爆炸，以确保安全，如图 18 所示。已知高压锅的限压阀的质量为 50.4g，排气孔的面积为 7mm2。求：（5 分） （1）锅内气体的压强最大可达多少？ （2）设锅内压强每增加 3.6103Pa，水的沸点就相应的增加 1，则锅内的最高温度可达 多高？（g 取 10N/kg；外界大气压强为 1 标准大气压，计算时取 1105Pa） 9某单位设计的一种供牲畜饮水的装置如图 20 所示。A 是储水箱，K 为出水口，它的横 截面积为 6104m2，出水口处有活塞，受到水的压强为 5103Pa，细杆 OC 可绕 O 点转动，从 O 点到浮球球心的距离是 O 点到 B 点距离的 2 倍，当浮球的体积浸入水 中 13 时，细杆 OC 水平，K 处的活塞就可将出水口关闭。 （g 取 10N/kg）求： （1）活塞受到水的压力 （2）若不考虑活塞杆 KB，细杆 OC 及 浮球的重力时，应选择多大体积的浮 球？ 10如图 8，实心铝块，( 铝2.7g/cm3) B、C 的 体积均为 10cm3，当 B 浸没在水中时，木 块 A 恰能在水平桌面上向左匀速运动。若用铝 块 D 替换 C ，使 A 在桌面上向右匀速运动， 则 D 的质量 应为：（铝块 B 始终在水中，水 与 B 之间的摩擦及滑轮处的摩擦均忽略不计） A7g B10g C17g D27g 11如图 14 所示，当物体 B 重 2N 时，物体 A 恰能沿水平桌面向 右匀速运动。欲使物体 A 沿桌面向左匀速运动，需对 A 施加水 K M 图 4 限压阀 排气孔 图 18 图 8 图 14 F G G G G0 0 平向左的拉力_N。 （不计绳重和滑轮轴摩擦） 12如图 28 所示，工人用滑轮组缓慢地打捞沉没在水中的重物，当重 物全部在水中时，拉力 F 为 180 N，滑轮组的机械效率为 80。当重物离开 水面后拉力 F为 480N。整个装置的摩擦和绳重不计，求重物的密度。 13.如图 6 所示，甲、乙两个立方体（V甲V乙）分别放在水平地面 上，它们对地面的压强相等。若把乙放在甲上面，甲对地面压强增加 P1；若把甲放在乙上面，乙对地面压强增加 P2。则 P1、P2的大小关 系为（ ） AP1P2 BP1=P2 CP1P2 D无法判断 14如图 12 甲所示，在水面上方匀速提升密度为 3103kg/m3的物体时，绳端所用的拉力为 300N，滑轮组 的机械效率为 60。如果将物体全部浸没在水中，如图 12 乙所示，匀速提升该物体，在绳端所用的拉力为 240N，此时滑轮组的机械效率是 。 （g 取 10N/kg） 15.如图 21 甲是一个空水池，底部的排水口已用塞子塞住，放水至虚线处， （1）现将一质量为 60g，体积为 750ml 的空心密闭瓶放入水中，试计算该瓶静止后所受的 浮力；（2 分） （2）如用弹簧测力计向上逐渐用力拉塞子，如图乙，当弹簧测力计的示数为 5N 时，塞子 恰好被拔出。如用（1）中所用的空心密闭塑料瓶 代替弹簧测力计，同样使池中水位达到相同位置时 恰好将塞子拔出，如图丙，试计算塑料瓶排开水的 体积为多大时能把塞子拔出。 （g10Nkg） （3 分） 16如图 5 所示，滑轮组的下面挂一重 1200N 的木箱 A， 当拉力 F 增大到 300N 时，木箱仍静止在水平地面上，不 计滑轮重,此时地面对木箱的支持力是 图 28 图 6 图 12 甲 乙 图 21 甲乙丙 A1500N B900N C600N D300N 17如图 7 所示，一个两端开口的弯管形容器， 从粗端向容器中灌水，在细端用一个横截面是 0.01m 2 质量为kg 的活塞堵住，活塞可在细管中无摩擦的滑动。 当 H=30cm，h=lOcm 时，在活塞上放置一个质量是 lkg 的砝码，活塞静止。由此可知 水对活塞的压强等于砝码对活塞的压强 水对活塞的压力大小等于砝码所受重力的 2 倍 砝码对活塞的压强相当于 20cm 深的水产生的压强 撤去砝码，当两侧液面相平时，活塞再次静止 图 7 18如图 8 所示，在拉力 F 的作用下，重 80N 的物块 A 正以 0.2 m/s 的速度在水平面 上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为 20N，该装置的机械效率为 80%，则： A2s 内，拉力 F 移动的距离为 0.4 m B拉力 F 的大小为 40N C2s 内，弹簧测力计的拉力对 物块 A 所做的功 6J D拉力 F 做功的功率为 5W 19水的沸点与水面上方气体的压强有关，气体压强越大水的沸点越高。 下表给出了水面上方气体压强与沸点的对应关系。技术员小陈利 用这一关系，设计了如图 23 所示的锅炉水温控制装置，图 中 OC 为一可绕 O 点旋转的横杆（质量不计） ，在横杆上的 B 点下方连接着阀门 S，阀门的底面积为 3cm2，OB 长度为 20cm，横杆上 A 点处挂着重物 G，OA 长度为 60cm。对水 加热时，随着水温升高，水面上方气体压强增大。当压强增大到一定值时，阀门 S 被 顶开，使锅炉内气体压强减小，水开始沸腾。当重物 G 挂在不同位置时，锅炉内水面 上方气体压强可达到的最大值不同，从而控制锅炉内水的最高温度。 压强（Pa）1.01051.41052.01052.7105 沸点（）100110120130 （1）当锅炉内水的温度达到 120沸腾时，锅炉内气体的压强是多少? （2）当大气压强为 1.0105Pa 时，将 G 挂在 A 位置，锅炉内水沸腾时的温度为 120， 求此时阀门底部受到的气体压力和上部受到的大气压力的差值是多少?（计算时可认为阀门 上、下底面积相等） （3）当大气压强为 1.0105Pa 时，要使锅炉内水的温度达到 110时沸腾，应将 G 挂 在离 O 点多远处? 图 5 F A A 图 8 F 图 23 O 图 22 20同一个正方体先后放入a、b、c 三种液体中，静止时如图6 所示，下列判断正确的是 A物体受到的浮力 FaFbFc B物体上下表面所受的压力差不等 C物体下表面受到液体的压强 papbpc D液体的密度abc 21如图 22 所示，在建筑工地上有一台塔式起重机，其部分 技术参数如下表所示。 （1）该起重机一次最多能吊起的建筑材料重力为多少？ 吊起的建筑材料达到最大起重量时，建筑材料到塔的距离是最 近还是最远？（g 取 10N/kg） （2）该起重机将重为 1104N 的建筑材料以最大提升速度 吊起 7m，起重机对建筑材料做了多少有用功？如果起重机的 实际总功率为 14kW，起重机的机械效率是多大？（共 5 分） 12物体 A 放在水平桌面上，利用图 7 所示的 装置使物 体 A 以 0.1m/s 的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保 持水平，不计绳重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦，则 A.绳子自由端的拉力 F=3.3N B.物体 A 受到的摩擦力 f4.4N C.在 1s 内拉力 F 做功 0.99J D.滑轮组对物体 A 做功的功率 P0.44W 23.如图 35 所示，物体 C 重 100N，在不计摩擦和绳重的情况下，要匀速提 起重物时，需加力 F 为 28N，若滑轮的规格都相同，则每个滑轮的重 为 N 24.有一种厕所便桶水箱结构如图 38 所示（图中略去了向水箱中注水的装置） ，出水口上的 橡胶盖是空心的放水时橡胶盖浮起，水从出水口流出，随着水的流出，水面降低， 直到橡胶盖盖住出水口，放水过程结束注水过程中和注满水后，橡胶盖都盖住出水 口，盖紧时橡胶盖上表面与池底相平若水箱内水面高 h 是 20cm，空心橡胶盖的面积 是 70cm2，橡胶盖和连杆的总质量为 100g，总体积是 150cm3，橡胶盖内部空心体积为 40cm3，固定轴到尼龙绳头的距离 OB 是 25cm，手柄左端到固定轴的距离 AO 是 15cm（AB 杆和尼龙绳的质量不计） ，试求： （1）橡胶盖盖紧时，水对橡胶盖的压力是多少？ 吊臂前端起重质量（kg）700 最大起重质量（kg）3000 最大提升速度（m/s）0.7 独立使用高度（m）30.5 平衡块质量（kg）6000 总功率（kW）24 图 6 a b c 图 7 图 35 F C （2）根据图中数据，试求出手作用在手柄上的力至少为多大时，能把橡胶盖提起？ （3）这种装置的一个重要缺点是，每次冲便桶都要用掉一箱水为节约用水，请你对橡 胶盖做些改造，使得按下手柄时橡胶盖抬起放水，放开手柄后橡胶盖能立即盖上出 水口，停止放水请通过计算得出具体数据(g 取 10N/kg) 25.如图所示，正方体合金块 A 的边长为 0.2m ，把它挂在以 O 为支点的轻质杠杆的 M 点处，在 A 的下 方放置一个同种材料制成的边长为 0.1m 的立方体 B，物体 B 放置在水平地面上；OM：ON=1：3一个 重为 640N 的人在杠杆的 N 点通过定滑轮用力 F1使杠杆在水平位置平衡，此时 A 对 B 的压强为 1.4104Pa，人对水平地面的压强为 1.45104Pa；若人用力 F2=80N 仍使杠杆在水平位置平衡，此时物体 B 对地面的压强为 p已知人单独站在水平地面上，对地面的压强为 1.6104Pa （g 取 10N/kg）求： （1）力 F1的大小； （2）合金块的密度； （3）压强 p 的大小 h 固定轴 出水口 空心橡胶盖 橡胶盖 定位器 手柄 细尼龙绳 A OB 图 38 连杆 37图 25 的装置主要由长木板甲、物块乙和丙、定滑轮 S 和动滑轮 P、水箱 K、配重 C 和 D 及杠杆 AB 组成。C、D 分别与支架固连在 AB 两端，支架与 AB 垂直，AB 可绕支点 O 在竖直平面内转动。C 通过细绳与 P 相连，绕在 P 上的绳子的一端通过固定在墙上的 S 连接到乙上，乙的另一端用绳子通过固定在桌面上的定滑轮与丙连接，乙置于甲上，甲放 在光滑的水平桌面上。已知 C 重 100N，D 重 10N，丙重 20N，OA:OB=1:2，在物体运动的 过程中，杠杆始终保持水平位置平衡。若在 D 上施加竖直向下的压力，同时在甲 0 20NF 的左端施加水平向左的拉力 F，甲恰好向左匀速直线运动，乙相对桌面恰好静止；若撤去 拉力 F 改为在甲的右端施加水平向右的拉力时，甲恰好在桌面上向右匀速直线运动，要 F 继续保持乙相对桌面静止，则此时在 D 上施加竖直向下的压力为；若移动 K，将丙浸没 1 F 水中，在拉力作用下，甲仍向右匀速直线运动且乙相对桌面静止，则此时在 D 上施加竖 F 直向下的压力为。已知，。杠杆、支架和不可伸缩细绳 2 F 33 2 10 kg/ m 丙12 :3:4FF 的质量、滑轮与轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计。g 取 10N/kg。 求：（1）丙浸没在水中后受到的浮力；F浮 （2）拉力 F。 36.36. 图图 2121 是一个建筑工地提升物体的装置示意图，其中是一个建筑工地提升物体的装置示意图，其中ABAB是一个以是一个以O O为支点的杠杆，为支点的杠杆， 且且AOAO: :OBOB=3:4=3:4，D D是一个系在杠杆是一个系在杠杆B B端的配重物体，重为端的配重物体，重为 2580N2580N。人可以通过固定在杠。人可以通过固定在杠 杆杆A A端的滑轮组提升物体。有一质量为端的滑轮组提升物体。有一质量为 60kg60kg 的工人站在水平地面上，他对地面的压强的工人站在水平地面上，他对地面的压强 p p0 0=1.210=1.2104 4PaPa。他利用该装置匀速提升一块木材时，配重物体。他利用该装置匀速提升一块木材时，配重物体D D受到的支持力为受到的支持力为N N1 1， 工人对地面的压强工人对地面的压强p p1 1=0.810=0.8104 4PaPa；他利用该装置匀速提升一块钢材时，配重物体；他利用该装置匀速提升一块钢材时，配重物体D D受受 到的支持力为到的支持力为N N2 2，工人向下的拉力为，工人向下的拉力为F F2 2；已知；已知N N1 1: : N N2 2=7:6=7:6，提升木材时滑轮组的机械效，提升木材时滑轮组的机械效 率率=90%90%，每个滑轮质量都相等，绳重及滑轮与轴的摩擦不计，不计杆的重力，每个滑轮质量都相等，绳重及滑轮与轴的摩擦不计，不计杆的重力，g g取取 10N/kg10N/kg。求：。求： （1 1）工人提升木材时向下的拉力）工人提升木材时向下的拉力F F1 1； （2 2）工人提升钢材以）工人提升钢材以 0.3m/s0.3m/s 的速度匀速上升需要的功率。的速度匀速上升需要的功率。 37.小刚同学的体重为 600 N，当他使用如图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 8.75103 Pa。已知每只鞋底与地面 的接触面积为 200 2 cm 。当他用此滑轮组匀速提升空气中另一个重 物 B 时，滑轮组的机械效率是 90%。已知重物A重物B所受重力之 比 GA：GB=5：9，若不计绳重和摩擦，g=10N/Kg。 求：（1）物体 A 的密度? （2）提升重物A时滑轮组的机械效率？ （5 分） A B O 图图 21 D A 第题图 图 24 A B DC E O F 36图 24 是液压汽车起重机提升重物的示意图。A是动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机，D 是油缸，E是柱塞。卷扬机转动使钢丝绳带动动滑轮上升，同时提升重物。提升重物前， 起重机对地面的压强 p11.8107Pa，当提升重物甲匀速上升时，起重机对地面的压强 p22.175107Pa，当提升重物乙匀速上升时，起重机对地面的压强p32.3107Pa。假 设起重时柱塞沿竖直方向，提升重物甲、乙柱塞对吊臂的支撑力分别为N1和 N2，N1=3.6104N、N2=4.5104 N。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：（7 分） （1）被提升两物体的重力之比； （2）提升重物乙匀速上升时，滑轮组AB的机械效率； （3）如果匀速提升重物甲时卷扬机牵引力的功率为 4. .56kw，重物甲上升的速度为 0.4m/s，那么物甲的重力是多少？ 36如图 27 所示的装置中，物体A的质量为 100kg，其底面积为 5102m2， B、E是定 滑轮，C、D是相同的动滑轮；杠杆MN可绕O点在竖直平面内转动，OMON12小文 受到的重力为 600N，他在N点施加竖直向下的拉力T1时，杠杆在水平位置平衡，小文对地 面的压力为F1，物体A受到的拉力为FA1，物体A对地面的压强p1为 6103Pa；当小文在 N点施加竖直向下的拉力T2时，杠杆仍在水平位置平衡，小文对地面的压力为F2，物体A 受到的拉力为FA2，物体A对地面的压强p2为 4103Pa。杠杆MN和绳的质量、轴处的摩擦 均忽略不计。g取 10N/kg。 求：(1) 物体A受到的拉力FA1； 2) 小文施加的拉力T2； (3) 小文对地面的压力之比F1F2 图 27 图 27 （海淀区）38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=2.5103kg/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。 41工人用滑轮组提升水中物体A，如图27所示。当物体A完全在水面下被匀速提升的过程 中，工人 对绳子竖直向下的拉力为F1，水平地面对工人的支持力为N1；滑轮组的机械效率1为 60%。当 物体A完全打捞出水面后被匀速提升的过程中，滑轮组的机械 效率为2，工人对绳子竖直向下的拉力为F2，水平地面对工人 的支持力为N2。已知工人所受重力为500N，N1N2=72；物 体A所受重力为1000N。不计绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻 力，g取10N/kg 。求： （1）动滑轮所受重力G动 ；（2）物体A的密度A ； （3）滑轮组的机械效率2 ； (4) 当物体A完全在水面下时，以 0.1m/s 的速度被匀速提升时， 滑轮组做功的功率P1。 （请画出相关受力分析图） 图 23 39.质量为 80kg 的工人利用滑轮组按如图 23 所示的方式把货物和人运到高处。第一次运送 时，放入货箱的货物质量为 140kg，工人用力 F1匀速拉绳，货箱以 0.1m/s 的速度匀速上升， 货箱对工人的支持力为 N1，滑轮组的机械效率为 1 ；第二次运送时，放入货箱的货物质 量为 120 kg，工人用力 F2匀速拉绳的功率为 P2 ，货箱以 0.2m/s 的速度匀速上升，货箱对 工人的支持力为 N2 。N1与 N2之比为 4:5（不计绳重及滑轮摩擦，g 取 10N/kg）求： （1（货箱和动滑轮的总质量 m （2（功率 P2 （3（机械效率 1（计算结果保留到小数点后两位） . 38如图28所示装置，重为GM=100N的物体M放置在水平桌面上，两侧用水平细线拴住， 左侧水平细线通过定滑轮悬挂重为GA=80N的物体A，A浸没在一个足够大的盛水容器中，右 侧通过滑轮组拉着重为GB=150N的物体B，恰好使物体M在水平桌面上匀速向右运动（物体A 未露出水面） ；撤去盛水容器，用一个竖直向下的力F1拉物体A，使物体B匀速上升时，滑轮 组的机械效率为1 ；当把盛水容器放在右侧使物体B浸没在水中，此时在再用一个竖直向 下的力F2拉物体A，使物体B在5s内匀速上升10cm（物体B未露出水面）时，滑轮组的机械效 率为2；已知物体A、B和水的密度之比为AB水=251，两次拉力之比为 F1F2=32。若不计绳重、滑轮组装置的摩擦及物体A、B在水中的阻力，g取10N/kg。求： （1）物体B所受浮力；（2）1与2的比值；（3）物体B没有露出水面时，拉力F2的功率 P2 。 力学综力学综 合题合题 【1】（0808 崇文一模）如图崇文一模）如图 2525 所示所示 是起重机的结构示意图。用它是起重机的结构示意图。用它 把质量为把质量为 2102103 3kgkg，底面积为，底面积为 1m1m2 2的货箱的货箱G G匀速提起。匀速提起。 （取（取 g g10N/kg10N/kg）问：）问： （1 1）当货箱静止于水平地面时，）当货箱静止于水平地面时， 它对地面的压强是多少？它对地面的压强是多少？ （2 2）若把货箱匀速吊起）若把货箱匀速吊起 3m3m，起重机对货箱做了多少功？，起重机对货箱做了多少功？ （3 3）吊起货箱时，为使起重机不倾倒，在它右边加挂质量为多大）吊起货箱时，为使起重机不倾倒，在它右边加挂质量为多大 的铁块？的铁块？ 已知：已知：OAOA10m10m，OBOB5m5m。 （设起重机所受重力的作（设起重机所受重力的作 图 23 图 28 B A M 用线恰好通过用线恰好通过 O O 点。点。 ） 【2】(08(08 西城一模西城一模) )磅秤上有一个重磅秤上有一个重 1500N1500N 的木箱，小明的木箱，小明 站在地上，想用如图站在地上，想用如图 2929（甲）所示的滑轮组把这个（甲）所示的滑轮组把这个 木箱提升到楼上，可是他竭尽全力也没有提起，此木箱提升到楼上，可是他竭尽全力也没有提起，此 时磅秤的示数为时磅秤的示数为 40kg40kg。于是他改变滑轮组的绕绳方。于是他改变滑轮组的绕绳方 法如图法如图 2929（乙）所示，再去提这个木箱。当木箱匀（乙）所示，再去提这个木箱。当木箱匀 速上升时，小明对地板的压力为速上升时，小明对地板的压力为 100N100N，不计轴摩擦，不计轴摩擦 和绳重，取和绳重，取g g10N/kg10N/kg。求小明的体重和提升木箱。求小明的体重和提升木箱 时滑轮组的机械效率。时滑轮组的机械效率。 【3】（0808 昌平一模）昌平一模）如图如图 3030 所示，一正方体合金所示，一正方体合金 块块M M的边长为的边长为 20cm20cm，把它挂在以，把它挂在以O O为支点的为支点的 轻质杠杆的轻质杠杆的A A点处，一个重为点处，一个重为 640N640N 的人在杠的人在杠 杆的杆的B B点通过定滑轮用力点通过定滑轮用力F F1 1使杠杆在水平位使杠杆在水平位 置平衡，此时置平衡，此时M M对水平地面的压强为对水平地面的压强为 1.1101.1104 4PaPa，人对水平地面的压强为，人对水平地面的压强为 1.45101.45104 4PaPa；若把；若把M M浸没于水中浸没于水中( (M M与容器底与容器底 不接触不接触) )，人用力，人用力F F2 2仍使杠杆在水平位置平衡，仍使杠杆在水平位置平衡， 此时人对地面的压强为此时人对地面的压强为 1.15101.15104 4 PaPa；已知人；已知人 单独站在水平地面上，对地面的压强为单独站在水平地面上，对地面的压强为 1.6101.6104 4 PaPa （g g 取取 10N/kg10N/kg）求：）求： （1 1）力）力F F1 1的大小；的大小； （2 2）合金块）合金块M M的密度；的密度； （3 3）当）当 M M浸没于水中时，若剪断细绳，合金块浸没于水中时，若剪断细绳，合金块M M沉于容沉于容 器底，则器底，则M M 对容器底的压强为多大对容器底的压强为多大 （0808 朝阳一模）图朝阳一模）图 2323 是简易电动门式是简易电动门式 起重机的结构示意图。起重机的结构示意图。MNMN 为质量可以为质量可以 不计、长不计、长 4m4m 的横梁，行走装置可以把的横梁，行走装置可以把 提起的重物在横梁上左右移动。提升提起的重物在横梁上左右移动。提升 电动机通过钢丝绳和滑轮组提起重物，电动机通过钢丝绳和滑轮组提起重物， 滑轮组的结构如图。当提起的重物质滑轮组的结构如图。当提起的重物质 量是量是 0.5t0.5t，钢丝绳重和轮、轴间摩擦，钢丝绳重和轮、轴间摩擦 不计时，滑轮组的机械效率是不计时，滑轮组的机械效率是 80%80%。当。当 以以 0.2m/s0.2m/s 的速度匀速竖直向上提起的速度匀速竖直向上提起 1.125t1.125t 重物时，滑轮组的机械效率是重物时，滑轮组的机械效率是 多多 少？电动机拉动钢丝绳的功率是多少？少？电动机拉动钢丝绳的功率是多少？ 若行走装置和提升电动机的总重是若行走装置和提升电动机的总重是 2.75102.75103 3N N，提起重物质量为，提起重物质量为 2t2t，行走装置使提起的重物沿横梁从中，行走装置使提起的重物沿横梁从中 点点 A A 移到移到 B B 点，以点，以 M M 点为轴，点为轴，N N 点向上点向上 的支持力增加了的支持力增加了 6106103 3N N，MBMB 的距离是的距离是 多少？（多少？（g g 取取 10N/kg10N/kg） 【4】（0808 海淀一模）图海淀一模）图 2525 是液压汽车起重是液压汽车起重 机从水中打捞重物的示意图。机从水中打捞重物的示意图。A A是动滑是动滑 A B DC E O F 图 25 图 30 M OAB 滑轮组 重物 行走装置 提升电动机 M N 图 23 轮，轮，B B是定滑轮，是定滑轮，C C是卷扬机，是卷扬机，D D是油缸，是油缸，E E是柱塞。作用在动滑轮是柱塞。作用在动滑轮 上共三股钢丝绳，卷扬机转动使钢丝绳带动动滑轮上升提取重物，上共三股钢丝绳，卷扬机转动使钢丝绳带动动滑轮上升提取重物， 被打捞的重物体积被打捞的重物体积V V0.5m0.5m3 3。若在本次打捞前起重机对地面的压强。若在本次打捞前起重机对地面的压强 p p1 12.0102.0107 7PaPa，当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强，当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强 p p2 22.375102.375107 7PaPa，物体完全出水后起重机对地面的压强，物体完全出水后起重机对地面的压强 p p3 32.5102.5107 7PaPa。假设起重时柱塞沿竖直方向，物体出水前、后柱假设起重时柱塞沿竖直方向，物体出水前、后柱 塞对吊臂的支撑力分别为塞对吊臂的支撑力分别为N N1 1和和N N2 2，N N1 1与与N N2 2之比为之比为 1919：2424。重物出。重物出 水后上升的速度水后上升的速度v v0.45m/s0.45m/s。吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与。吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与 绳的摩擦不计。绳的摩擦不计。 （g g取取 10N/kg10N/kg）求：）求： （1 1）被打捞物体的重力；）被打捞物体的重力； （2 2）被打捞的物体浸没在水中上升时，滑轮组）被打捞的物体浸没在水中上升时，滑轮组ABAB的机械效率；的机械效率； （3 3）重物出水后，卷扬机牵引力的功率。）重物出水后，卷扬机牵引力的功率。 【5】(08(08宣武一模宣武一模) )某桥梁施工队的工人用如图某桥梁施工队的工人用如图2424所示的滑轮组所示的滑轮组 匀速打捞沉在水中的工件。已知工件的质量为匀速打捞沉在水中的工件。已知工件的质量为100kg100kg工人的工人的 质量为质量为70kg70kg。工件打捞出水面前与工件完全被打捞出水后。工件打捞出水面前与工件完全被打捞出水后 工人对地面的压力之比为工人对地面的压力之比为1515：2 2，工件在水中时，滑轮组的，工件在水中时，滑轮组的 机械效率为机械效率为60%60% 。若不计摩擦、绳重及水的阻力，。若不计摩擦、绳重及水的阻力，g g取取 10N/kg10N/kg 。求：。求： （1 1）工件浸没在水中时所受的浮力）工件浸没在水中时所受的浮力浮 浮 ； ； （2 2）工件完全打捞出水面后，滑轮组）工件完全打捞出水面后，滑轮组的机械效率的机械效率2 2 ； （3 3）工件完全打捞出水面后，以）工件完全打捞出水面后，以 0.2m/s0.2m/s 的速度被匀速提的速度被匀速提 升，工人拉绳的功升，工人拉绳的功 率率P P2 2。 【6】（0808 石景山二模）石景山二模）如图如图 2424 所示，是使用所示，是使用 汽车从湖水中打捞重物的示意图。汽车通汽车从湖水中打捞重物的示意图。汽车通 过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物，在整过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物，在整 个打捞过程中，汽车以恒定的速度个打捞过程中，汽车以恒定的速度v v=0.2=0.2 m/sm/s 向右运动。图乙是此过程中汽车拉动向右运动。图乙是此过程中汽车拉动 重物的拉力重物的拉力F F随时间随时间t t变化的图像。设变化的图像。设t t = = 0 0 时汽车开始提升重物，忽略水的阻力、绳重和滑轮的摩擦，时汽车开始提升重物，忽略水的阻力、绳重和滑轮的摩擦，g g 取取 10N10Nkgkg。求：。求： （1 1）重物露出水面前，汽车拉重物的功率；）重物露出水面前，汽车拉重物的功率； （2 2）圆柱形重物的密度；）圆柱形重物的密度； （3 3）水水对对湖湖底底的的压压强强（整整个个过过程程中中，湖湖水水深深度度不不变变）。 1 答案答案 （1 1） F p S 3 4 2 2 1010/ 2 10 1 kgN kg Pa m （2 2）W=FS=2W=FS=210103 3kg10N/kg3mkg10N/kg3m=610=6104 4J J （3 3） G GAOAO = = G G0 0OBOB2102103 3kgg10mkgg10m = = m m0 0g5mmg5mm0 0 = = 4104103 3kgkg 2 2 答案答案 F F拉 拉 G G人 人 图 24 乙 NF / s/ t 4000 3500 50600 AB CD 甲 木箱和动滑轮受力木箱和动滑轮受力 G G箱 箱 G G轮 轮 2 2F F拉 拉 F F支 支 2 2G G人 人 F F支 支 2 2G G人 人 mgmg 改变绕绳方式后，改变绕绳方式后， F F拉 拉 F F支 支 G G人 人， ， 木箱和动滑轮受力木箱和动滑轮受力G G箱 箱 G G轮 轮 3 3F F拉 拉 3(3(G G人 人 F F支 支 ) ) 所以所以 2 2G G人 人 mgmg3(3(G G人 人 F F支 支 ) ) F F支支 F F压 压 100N100N G G人 人 3 3F F支 支 mgmg3100N3100N40kg10N/kg40kg10N/kg700N700N F F拉 拉 G G人 人 F F支 支 700N700N100N100N600N600N 机械效率机械效率 83.3%83.3% 人 人人 W W sF hG 人 人 人 人 F G 3600N3 1500N 3 答案答案 （1 1） G p S 人 人 人 人 ， 2 4 640 0.04 1.6 10 G N Sm pPa 人 人 人 人 1 1 GF p S 人 人 F F1 1= =G G人 人 p p1 1S S=640N=640N1.45101.45104 4Pa0.04mPa0.04m2 2=60N=60N， 2 2 GF p S 人 人 F F2 2= =G G人 人 p p2 2S S=640N=640N1.15101.15104 4Pa0.04mPa0.04m2 2=180N=180N （2 2）杠杆在水平位置平衡时，有：）杠杆在水平位置平衡时，有： OA(GOA(GM MF FM M)=OBF)=OBF1 1 OA(GOA(GM MF F浮 浮)=OBF )=OBF2 2 由由可得，可得， 3 1 2 1 F F FG FG M MM 浮 F FM M=F=F压 压= =P PM MS SM M=1.110 =1.1104 4Pa(0.2m)Pa(0.2m)2 2=440N=440N F F浮 浮= = 水 水gV gVM M=110=1103 3kg/mkg/m3 310N/kg(0.2m)10N/kg(0.2m)3 3=80N=80N 将将F FM M= =440N440N、F F浮 浮=80N =80N 代入代入式，解得：式，解得： G GM M=620N=620N 3 3 620 7.75 10/ 10/(0.2) M M M GN kg m gVN kgm （3 3）当）当M M浸没于水中时，剪断细绳，合金块浸没于水中时，剪断细绳，合金块M M沉于容器底，沉于容器底， /4 2 62080 1.35 10 (0.2) M M M GF NN pPa Sm 人 人 4 答案答案 提起重物质量分别为提起重物质量分别为 0.5t0.5t 和和 2t2t， 重物重分别为重物重分别为G Gmgmg 0.5t10N/kg0.5t10N/kg 5105103 3N N，G G/ /m m/ /g g 2t10N/kg2t10N/kg 201020103 3N N 由滑轮组机械效率由滑轮组机械效率W W有用 有用/ /W W总总 G G物 物/ /（ （G G物 物 G G动 动） ） ，代入数据：，代入数据： 80%80% 5105103 3N/N/（5105103 3N NG G动 动） ） ，解出，解出 G G动 动=1.2510 =1.25103 3N N / /G G物 物/ / /（ （G G物 物/ / G G动 动） ）201020103 3N/N/（201020103 3N N1.25101.25103 3N N） 94%94% 钢丝绳拉力钢丝绳拉力F F= =（G G物 物/ / G G动 动） ）/3/3 = =（201020103 3N N1.25101.25103 3N N） /37.110/37.1103 3N N 匀速拉动时，电动机拉动钢丝绳的功率匀速拉动时，电动机拉动钢丝绳的功率 P P FvFv7.1107.1103 3N30.2m/s=4.2610N30.2m/s=4.26103 3W W 或或P P（G G物 物/ / G G动 动） ）v v物 物（ （201020103 3N N1.25101.25103 3N N） 0.2m/s=4.25100.2m/s=4.25103 3WW 把横梁把横梁 MNMN 看成杠杆，以看成杠杆，以 M M 点为轴，重物在点为轴，重物在 A A 点和点和 B B 点时，根据杠点时，根据杠 杆平衡条件：杆平衡条件： （G G物 物 G G行 行 G G动 动） ）MAMA F FA AMNMN （G G物 物 G G行 行 G G动 动） ）MBMB F FB BMNMN 两式相减得：两式相减得： （G G物 物 G G行 行 G G动 动） ）（MAMAMBMB） （F FA AF FB B）MNMN 当当F FA AF FB B6106103 3N N0 0，代入数据：，代入数据： （201020103 3N N1.25101.25103 3N N2.75102.75103 3N N） （2m2mMBMB）6106103 3N4mN4m 解出：解出： MBMB1m1m 当当F FA AF FB B6106103 3N N0 0，代入数据：，代入数据： （201020103 3N N1.25101.25103 3N N2.75102.75103 3N N） （2m2mMBMB）6106103 3N4mN4m 解出：解出：MBMB/ /3m3m 5 答案答案 （1 1）设起重机重为）设起重机重为G G，被打捞物体重力为，被打捞物体重力为G G物 物； ； 打捞物体前，打捞物体前，G G= =p p0 0S S 在水中匀速提升物体时：在水中匀速提升物体时：F F拉 拉= =G G物物 F F浮 浮 起重机对地面的压力：起重机对地面的压力：G G+ +F F拉 拉= =p p1 1S S F F浮 浮= = 水 水gV gV排 排=0.510 =0.5104 4N N 物体出水后：物体出水后：G G+ +G G物 物= =p p2 2S S， ，F F拉 拉= =（ （p p1 1- - p p0 0）S S；G G物 物= =（ （p p2 2- - p p0 0）S S 10 20 3 4 GFFpp GGpp 人 人人 人人 人 人 人人 人 可得物体重力为可得物体重力为 G G物 物=2.010 =2.0104 4N N。 （2 2）设钢丝绳上的力在出水前后分别为）设钢丝绳上的力在出水前后分别为F F1 1、F F2 2，柱塞对吊臂力的，柱塞对吊臂力的 力臂为力臂为L L1 1，钢丝绳对吊臂力的力臂为，钢丝绳对吊臂力的力臂为L L2 2。根据杠杆平衡条件。根据杠杆平衡条件 可知：可知： N N1 1L L1 1=3=3F F1 1L L2 2 ； N N2 2L L1 1=3=3F F2 2L L2 2，= =，F F1 1= = （G G物 物 F F浮 浮+ + G G动动） ） 2 1 F F 2 1 N N 3 1 F F2 2= = （G G物 物+ + G G动动） ） ，= = = = 3 1 2 1 F F 动物 动浮物 GG GFG 19 24 将数据代入得：将数据代入得： G G动 动=0.410 =0.4104 4N N 物体浸没在水中上升时，滑轮组物体浸没在水中上升时，滑轮组ABAB的机械效率：的机械效率： 44 00 444 210 N-0.510 N 78.9 210 N-0.510 N0.410 N WGFhGF WGFGGFGh 浮浮浮浮有有物物物物 浮浮动动总总物物 浮浮动动物物 （） （3 3）出水后钢丝绳上的力：）出水后钢丝绳上的力：F F2 2= = (G(G物 物+G +G动 动)/3=0.810 )/3=0.8104 4N N 物体上升的速度物体上升的速度v v，钢丝绳的速度，钢丝绳的速度 v v=3=3v v=3=3 0.45m/0.45m/ s s =1.35m/=1.35m/ s s P P= =F F2 2 v v=0.810=0.8104 4N N 1.35m/1.35m/ s s =1.0810=1.08104 4W W。 6 6 答案答案 （1 1）以人为研究对象，进行受力分析如图（以人为研究对象，进行受力分析如图（3