杠杆滑轮浮力综合计算题

1、图&400N的重物，需杠杆、滑轮、浮力综合计算题1、 图1是一种新型吊运设备的简化模型示意图，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。工人师傅用该吊运设备匀速打捞落入水 中的圆柱形物体 A。物体A的底面积为200cmi，高为8m。 当物体A露出水面2m时，绳子用竖直向上 T1的力拉物 体A,电动机对滑轮组绳子自由端的拉力Fi为2400N,当物体A露出水面4m时，绳子用竖直向上 Ti的力拉物 体A,，电动机对滑轮组绳子自由端的拉力为Fi,机械效率为82%拉力Fi的功率为600w,已知TI : Ti=39: 41。不计绳的质量，不计滑轮与轴的摩擦。求：（1）此滑轮组匀速上

2、升的速度 V；（ 2）此滑轮组最高的机械效 率。2、如图2用滑轮组拉动重 500N的物体在水平支持面上以2m/s的速度做匀速直线运动，且物体所受摩擦 力是物重的倍，问：（1）若不计机械自重及滑轮与轴之 间的摩擦，则拉力 F是多大（2）若滑轮组的机械效率 是90%则F的大小是多大（保留一位小数）（3）可见， 使用滑轮组时可以省力不能省功，在物理学中这一原理称为 。3、一名工人用如图 3的滑轮组提起450N的重物，绳自由端的拉力F为200N,重物在5s内匀速上升了 1m 不计绳子与滑轮间摩擦，则（1）滑轮组所做的有用功是多少（2）拉力做功的大小拉力的功率是多少（3）动滑轮的重。4、装卸工人用如图

3、4的装置将重为800N的货物提 至高处，人对绳的拉力为 500N，货物在1min内匀速上 升了 5m,在此过程中求：（1 ）有用功；（2）拉力做功 的功率；（3）滑轮组的机械效率.5、5月12日，四川汶川发生 8级大地震，震后立即开展了紧急救援。在救援过程中，常看到救援工作者 使用的这种起重机械，利用这种机械吊起坍塌的混凝土 结构的吊板。如所示是这种起重机吊臂上的滑轮组，它在50s内将重为x 104N的吊板匀速提高10m已知拉力 F为104N。则这个过程中：（1）拉力F做了多少功拉力 F的功率多大（2）滑轮组的机械效率多大6、如图18的装置中，重 30 N的物体 A,在拉力 F的作用下以s的速

4、度沿水平桌面做匀速直线运动5s,此时弹簧测力计的示数为2 N（不计机械内部摩擦和机械自重）。求：（1）物体A受到的摩擦力；（2）拉力所做 的功；（3）拉力的功率。7、建筑工地上，工人用如图 7的装置将重为 500N 的建材从地面匀速送到 6m高处，所用拉力为 300N,时 间为20s.不计摩擦和绳重，求：（1）工人做的有用功；（2）工人做功的功率；（3）此过程中该装置的机械效 率；（4）如果用这个滑轮组匀速提起 要用多大的拉力8、某人用图8所示的滑轮组匀速提升 500N的重物 所用的拉力F为200N,绳子自由端被拉了 2m,在此过 程中，求：（1）拉力做的功（2）滑轮组的机械效率 （3） 滑轮

5、组中动滑轮的重 （4）若现提升800N的重物时，滑 轮组的机械效率又是多少（不计绳重和摩擦）9、 一根平直的杠杆（图9）,本身的质量不计，支 点为O, 0A=20B在B点挂了一个体积为 10立方厘米 的实心铜球，在A点最少应用多大的力，杠杆才能平衡33（p 铜=x 10 kg/m ,g 取 10N/kg）10、如图10所示，要把一个质量是 450kg的贵重物品A沿水平地面移动100m为保护该物品，工人把它 放在一个质量是 50kg的木板B上，然后用了 F=400N的 水平拉力将木板 B沿直线匀速拉动，直至终点。（提示： 滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比 ）（1）在匀速拉动B的过程中，A、B之

6、间的摩擦力是多 少（2）计算拉力F做的总功是多少焦耳（3）在拉力F做功的过程中，机械效率是多少11、电气化铁路的高压输电线，无论在严冬还是盛夏都要绷直，才能使高压线与列车的电极接触良好，这就必须对高压线施加恒定的拉力。 为此，工程师设计了 如图所示的恒拉力系统，其简化原理图如图 11所示。 实际测量得到每个水泥块的体积为x10-2m，共悬挂20个水泥块。（已知水泥块的密度为x103kg/m3, g取10N/kg。（1）请指出图中的动滑轮和定滑轮分别是哪个（2）每个水泥块的重力是多少（3）滑轮组对高压线的拉力是多大13、如图13是一个上肢力量健身器示意图。配重 A 受到的重力为1200 N;杠杆

7、EH可绕O点在竖直平面内 转动，OE： 0H= 2 : 5。小成同学受到的重力 为600N, 他通过细绳在 H点施加竖直向下的拉力为F1时，杠杆在水平位置平衡，配重 A刚好拉起来。杠杆 EH和细绳的 质量均忽略不计；所有摩擦也忽略不计。求：（1）判断滑轮B C、D分别是定滑轮还是动滑轮 答：滑轮 B是滑轮；滑轮 C是滑轮；滑轮D是滑轮。（2）不考虑动滑轮的重时， 拉力F1多大（3）若考虑动 滑轮的重时，作用在H点竖直向下的拉力为 F2,其大小 是260 N，则动滑轮受到的重力 G动为多大1114、用如图14所示滑轮组提升重物. 人用拉力F的 大小为50N 15s内使重为90N的物体匀速上升了

8、3m.不 计绳重和摩擦，求：（1）动滑轮的重.（2）人拉绳子做 功的功率.（3 ）滑轮组的机械效 率.1 I b I15、有一种测量人的体重和身高的电子秤，其测体 重部分的原理如图 15中的虚线框所示，它主要由三部 分构成：踏板和压力杠杆 AB0压力传感器 R （电阻值 会随所受压力大小发生变化的可变电阻），显示体重大小的仪表A （实质是电流表）。其中AO： BO= 5： 1，压 力传感器R表面能承受的最大压强为 2X 106Pa,且已知 压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示。S1212、在大型场馆和高楼建设工地上，常用起重机吊 起建材。起重机吊臂上的滑轮组是由一个动滑轮和两个 定滑轮

9、组成，其结构简图如图12所示，钢丝绳拉力 F由电动机提供，大小为 2 x 104N，起重机在60s内将重 为x 104N的建材匀速提高了 12m试求：在此过程中 做的有用功为多少拉力F的功率是多大滑轮组的机械效率是多大S13设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，接通电源后,压力F/N050100150200250300电阻R/30272421181512Q0000000压力传感器两端的电压恒为。请回答：（1）踏板空载时，电流表读数是多少 mA（ 2）若压杆与压力传感器之间的一 42接触面积是2X 10 m,则该秤的最大称量值是多少 （3） 为了把电流表 A的表盘改装成电子秤表盘， 我们需要确 定

10、踏板上人的体重 G与电流表的示数I的关系。请你写 出这个关系式16、如图16甲所示装置中，物体甲重 G甲=150N, 动滑轮重6轮=50N,人重G人=650N。轻杆AB可以绕 O点转动，且OA： OB= 5 : 9。不计轴摩擦和绳重， 当轻 杆AB在水平位置时，整个装置处于平衡状态，地面对轮摩擦，g取ION/kg）求：（1）货箱和动滑轮的总质量m （2）功率P1； （3）机械效率n 2。19、如图19所示，一个质量 60kg，底面积为物 块，通过滑轮组在 25N拉力作用下作匀速直线运动。 已知物块受到的滑动摩擦力为物重的倍。（g取10N/kg ）。求：（1）在图上作出物体对水平地面压力的 示意

11、图；（2）物体的重力是多少（3 ）物体静止时对水 平地面的压强是多少（4）该滑轮组的机械效率是多少物体乙的支持力为 R = 210N。求：物体乙受到的重力 G乙。若用物体丙替换物体甲，并在物体乙的下方连接 一个弹簧，如图乙所示，当轻杆AB在水平位置时，整个装置处于平衡状态，弹簧对物体乙的作用力为F2=780N。求：此时地面对人的支持力F3。20、在如图20所示，用滑轮组拉着重 600N的物体 A沿水平方向匀速移动， 在40s内移动了 8m,绳子自由 端拉力F的大小为20N。请你根据已知条件提出 3个问 题并进行解答。（不计摩擦和动滑轮重）机械效率为n 2。N与N2之比为15 ： 19。（不计绳

12、重及滑17、如图17是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿 水平轨道拉出的示意图。已知货物的质量为600kg，所受轨道的摩擦力为其重力的倍，滑轮组的机械效率为 75%。若人以s的速度匀速前行，经 100s将货物拉出 仓库，g取10N/kg,。求在此过程中：（1）人做的有用 功为多大（2 ）人的拉力为多大（3）人拉力的功率为多大18、如图18所示，质量为70kg的工人站在水平地 面上，用带有货箱的滑轮组把货物运到高处。第一次运送货物时，放入货箱的货物质量为160kg ,工人用力F匀速拉绳的功率为 R,货箱以/ s的速度匀速上升，地 面对工人的支持力为 N。第二次运送货物时， 放入货箱 的货物质量为1

13、20kg,工人用力F2匀速拉绳，货箱以/ s的速度匀速上升，地面对工人的支持力为Nb,滑轮组21、如图21均匀细长棒AB,其质量为 m A端用 细线悬挂起来且悬线竖直，B端无阻碍地斜向浸没在水 池中，当它稳定静止时，棒被浸没部分的长度是全长的 3/5 ,棒的密度是多少22、如图22所示，杠杆处于平衡状态，其中OA长1米，OB长米，重物P重牛，滑轮和杠杆的质量不计， 求：（1）重物G重多少牛（2）滑轮悬挂点D、C各受多 大的力图2123、.如图23甲所示，某工人用滑轮组从水深为H=5m的井底匀速提起高为 2m底面积为的实心圆柱体 M（圆 柱体底部与井底不密合），该物体的密度为x 103kg/m3

14、, 如果动滑轮挂钩用钢丝绳与物体相连，绕在滑轮上的绳子能承受的最大的拉力F=500N。当工人作用在绳端竖直向下的拉力为Fi时，实心圆柱体受到井底的支持力为 N;从实心圆柱体刚刚离开井底到刚好要露出水面前始 终以某一速度匀速上升时，工人作用在绳端竖直向下的 拉力为F2,工人做功与时间的图像如图23乙所示。已知:Fi? F2=2? 5。不计摩擦和绳重及水的阻力， g=10N/kg。求：（1）当实心圆柱体在水中匀速上升时（未露出水面） 所受的浮力；（2）当作用在绳端的拉力为Fi时，实心圆柱体受到井底的支持力N; （3）实心圆柱体上表面刚刚露出水面后继续上升，当绳子刚好能被拉断时，实心 圆柱体M所受的

15、拉力F。1024、在水井清淤工程中， 工人用如图24所示的装置 来起吊井底的一块石头。如果石头的重力是500N,体积是。（1）此装置 （选填“能”或“不能”）省力，其带来的好处是 。（ 2）请通过计算说明，当石头浸没在水中时和完全离开水面后，要把石头匀速吊起，工人分别需要多大的拉力。注：不计摩擦、水的 阻力和绳的重力等。02625、如图25是利用电子称显示水库水位装置的示意 图。该装置主要由不计重力的滑轮C、D,长方体物体A、B以及轻质杠杆 MN组成：物块 A通过细绳与滑轮 C相 连，物块B通过细绳与杠杆相连。杠杆可以绕支点0在 竖直平面内转动，杠杆始终在水平位置平衡，且M0：0N=1： 2。

16、已知物块 A的密度为x 10 kg/m，底面积为， 高1m物块B的重力为100N。滑轮与转轴的摩擦、杠 杆与轴的摩擦均忽略不计，g取10N/kg。求：（1）当物块A的顶部刚没入水面时，底部受到水的压强大小；（2） 当物块A的顶部刚没入水面时，物块A所受的拉力大小；（3）若水位发生变化，当电子称的示数为55N时，求物块A浸入水中的深度。26、某中学“ STS课题小组到某工厂的锅炉车间进行实践活动，重点研究锅炉供水自动控制装置方面的问 题，如图15为冷水自控位置，小水箱与锅炉相连，当 杠杆呈水平状态时，浮球受到竖直向上的浮力，塞子B刚好顶住自来水的进口。已知OC= 25cm= OD= 1cm,塞子

17、B横截面积为1cm2,由此算出自来水对塞子 B的压强 为多大27、科技小组的同学用长方形泡沫塑料、三脚架和灯泡等制作了一个航标灯模型（如图27）,当航标灯静止时泡沫塑料浸入水中的深度始终为5cm,排开水的质.量为500g,（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦）（1）泡沫塑料底部受到水的压强是多大（2）航标灯静止受到的30浮力是多大甲乙28、某学校组织学生到某厂的锅炉车间进行实践活动.活动中锅炉技术师傅介绍了锅炉的一些配套设备及 工作原理，下面就一些设备的设计用我们所学的知识给 予计算或说明 (1)图28甲为锅炉保险阀，安全压强值 P=x 105Pa,当蒸汽压力超过安全值时，圆柱体铁锤 A被 顶起，排出

18、部分蒸汽已知A的底面积S=10cm2则铁锤 质量不能超过多少(p外=x 105Pa) (2)图28乙为锅炉的 冷水自控装置，小水箱与锅炉相连，它们组成了一个连 通器.浮球C和活塞B及连杆OC组成了一个杠杆来控制 进水管的水的流出当杠杆呈水平状态时，浮球一半的 体积浸入水中，塞子B刚好顶住自来水进口 已知浮球 体积为500cm3,0C=25cm，0D=1cm塞子B横截面积为1cm2, 由此算出进水管压强为多大(不计杠杆、塞子、浮球的质量,g=10N/kg) (3) 小水箱中的杠杆若以浮球受到的 浮力为动力，则此杠杆是省力还是费力若不用此杠杆，在进水管的水压不变的情况下，直接用浮球将活塞顶住，则活

19、塞的体积至少为多大329、如图29所示，重物 A是体积为10dm，密度为x 103kg/m3的实心金属块，将它完全浸没在水中，始终 未提出水面。若不计磨擦和动滑轮重，要保持平衡，求：31、如图31所示，一正方体合金块 M的边长为20cm, 把它挂在以 O为支点的轻质杠杆的A点处，一个重为640N的人在杠杆的B点通过定滑轮用力 F1使杠杆在水 平位置平衡，此时 M对水平地面的压强为x 104Pa,人 对水平地面的压强为x 104Pa；若把M浸没于水中(M与 容器底不接触)，人用力F2仍使杠杆在水平位置平衡， 此时人对地面的压强为x 104 Pa;已知人单独站在水平、.4地面上，对地面的压强为x

20、10 Pa. (g取10N/kg )求： (1)力F1的大小；(2)合金块 M的密度；(3)当 M浸 没于水中时，若剪断细绳，合金块 M沉于容器底，则M对容器底的压强为多大.32、如图32所示，质量分布均匀的长方形木板AB的长度L= 4m,中央支于支架 O上，A B端分别用细 绳AD BC系于天花板上，木板 AB水平时，绳 AD BC 刚好绷直，且AD绳竖直，BC绳与板AB成30角，已 知细绳承受的最大拉力均为360N.现有重为300N的小孩，从O点出发.(1)如果沿O A方向向A端缓慢行 走当小孩行走到距离 O点的E点时.AD绳上的拉力 是多大(2)如果沿O B方向向B端缓慢行走，在保证 细

21、绳不被拉断的情况下， 小孩向右行走的最大距离是多 少m - a .-a - T - a 一厶-=-丄-一-一丄 KK-:_?:一_:一 F*二 一.貝亠二 TH-工空Z-HI L珀 aGIaE r.EWr:亮选用为多 际上活重力是考虑它为米取30、图30是小亮为村里的养牛场设计的牲畜自动饮水器的示意图，设计储水箱A的蓄水深度为，阀门K处 出水口的横截面积为 6X 10垢，支点O到浮球球心的 距离为O到B点距离的2倍，要求浮球浸入水中1/3时杠杆水平，K处的活塞即能将出水口关闭。(g取10NT kg) (1)若不考虑活塞、杆 KB OC及浮球的重力，小浮球的体积应 大实塞、杆及浮球的 需要考虑的

22、，若 们的重力，你认 哪些措施可保 证饮水器正常工作(答出一种措施即可)参考答案一、计算题1、图1分39 _ G-120QN41 (7-SOOX100%82% =&-备9000bT-S00N爲=1800 AT2400 护-g0QiJN-1200Sr+1800N?OO0N-8OON + lSQON巧=2500NG-F82% =至9OOON-SO0Nn x 2500N(2)W 总=FS=4OOX 100=4 x 104(J)(3) 滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比,OOON9000TT-F1200N= 83%2、(1) 50N(2)(3)功的原理。%3、75%120W 150w4、(1 )400

23、0J分；(2)2分(80%2分5、报佃J池亦环,(n A. B先J定滑轮* C炯碗伯、(刃 S-S*x(3) EWMd触6、 6N (2) bJ 1.2W7、解：(1) W有= Gh= 500NX 6m12、 (1)X 105J(2) X 104 W(3)90%13、 (1)疋疋动(各 1 分)(2) 240N(3分)(3) 100N14、(每问2分，共6分)(1 )10N(2 )20W(3) 90%15、解：(1 )空载时，电流为I=U/R=300 Q=3000J(2) P= W/t=300NX 12m/20s180W(3 )n= Gh /Fs = 3000J/(300Nx 12m)=% (

24、4 )由 F =( G物+ G 动)/n300N = ( 500N+ G 动)/2G 动 = 100N 当6物=400N时 由上式可得：F = 250N& (1) 4 0 0J(2)%(3) 100N(4) %9、(2分)(2) 压力传感器受到的最大压力为F=PS=2X 106PaX 2x 10-4m2=400N,则踏板上受到的最大称量为 GX LBO=F X LAO 即: G/F=LOA/LOB G/400N=5/1 ,解得 G=2000N(3) 设电路中电流为I时，则此时其电阻为 R=U/I=I ,因为表格中压力与电阻是呈线性关系， 所以F/ (300-R) =50/( 300-270 )

25、 =5/3，故 F/ ( I ) =5/3 ,所以F=500-8/l (2 分)而根据 GX LBO=FX LAO 可知 G/F=LOA/LOB=5/1，即 G=5F将代入得： G=2500-40/I o ( 2分)【解析】(1)由表中可知当压力为 0时，压力传感器电 阻为300 Q，根据欧姆定律I=U/R即可算出。(2)根据 F=PS代入相应数值即可计算出所能承受的最大压力， 再根据杠杆原理 GX LOB=FX LOA即可算出最大称量值。(3)由于需要求出体重与电流表示数I的关系，所以我们先设电路中电流为I，计算出相应的电阻，并计算出此时的压力，再根据杠杆原理求出人的体重Go16、 (1)1

26、0、(1)0II图11分杠杆两端受力如图1所示。根据杠杆平衡条件:0B0BFA=FB=亠 X (G 轮+ 2G 甲)=X (50N + 2X150N) = 630N物体乙受力如图2所示。G 乙=FA + F1630N+840N (2)加入弹簧后，物体乙受力如图 3所示。 FAC = G 乙 + F2 =840N+1620N根据杠杆平衡条件：210N1分780N1分FBC0AOB FAC5夕 X 1620N入数据得：P=200W解：(1)动滑轮和货箱总重为 G 次提升货物：18、第-人所受的重力为 运送的货物10N/kg=1600N绳对人的拉力F1 与人对绳的拉力 F1大小相等 图5以人为研究对

27、象，受力分析如图(甲)G人=m人 g=70kg x 10N/kg=700N 所受的重力为 G仁m1g=160kgXN仁G人F1第二次提升货物：以人为研究对象，受力分析如图(乙)运送的货物所受的重力为 G2=m2g=120kgx 10N/kg=1200N绳对人的拉力F2与人对绳的拉力 F2大小相等F；N2=G人一F215兀 19把数据分别代入解得:=400NG=400NF1 G _ 400900N 1 分物体丙替代物体甲后，滑轮受力如图4所示。FBC = 2G 丙+ G 轮G 丙=二(FB C G 轮)=二 X (900N 50N)=425N 1 分(2)第一次运送货物时，人匀速拉绳的力 F仁F

28、1=400N 货物匀速上升的速度 v1=s人匀速拉绳的速度 v1 =5 v1=5 X s=sP1=F1 v1 =400NX s=200W120027= 75%人受力分析如图5所示。G丙+ F3= G人F3 = G 人G 丙=650N 425N =225N 1分解题结果正确，但过程中缺少必要的文字说明的减1分；缺少公式的减1分；缺少单位的减1分。17、W有用=fs物(3 )第二次运送货物时滑轮组的机械效率代入数据得：W有用=X 104 JW風n =：-亠甲619、(1)图略(2)G=mg=60 kg X 10N/ kg=600 N代入数据得：F=400NP=或 P= Fv F=G=600N P=

29、-600N| 丄-=6x 103 Paf=N600-xl00% = 叫Fx3s20、(1) A受摩擦力为 40N(2) A受支持力为600N(3) 绳子自由端的速度为/ s(4) 绳子自由端移动了 16mxlOO% =S0%nIFirOb由(1) (2) (3)得:xlO21、22、23、(1)解:117. 6 牛(2)牛、牛。根据已知及图甲做受力分析%I GM =F浮 1 +N + FM2F1 = GD + FM -2F2 +F 浮 1= GD+ GM2F +F 浮 2= GD+ GM-由已知得：F 浮 1= p 水 g V 排=x 103kg/m3 x 10N/kg=400Nx 2mxGM

30、 = p g V= x 103kg/m3 x 10N/kg x=1000N由图像得：从实心圆柱体刚刚离开井底到刚好要露出水 面前始终以某一速度匀速上升时，尸上二型“6网t 5s=0.2m/s此时:2m x(1)时为F2时滑M对动滑轮及 M 动滑轮及F1(3)为(2)当拉力当绳子恰好被拉对动及断时对400NF1? F22? 5F1=160N由受力分析方程联立得=120N,N =480NGD =200N, FM石头完全离开水面后受重力和拉力:=G?=500N(3)，=_/= 八绳子刚好能被拉断时：F浮2=200N且 GM =F浮 2 + F0解得：F0=800N24、(1)不能 改变力的方向(2)解：石头浸没于水中时受到的浮力：F 浮=G 排=卩水 gV 排=x 103kg/m3 x 10N/kg x =200N 石头在水中时受到重力、浮力和拉力：F拉=G- F浮=500N-200N=300N25、( 1) P=p 水 gh= x 103kg/m3 x 10N/kg x 1m=x 104Pa(2) VA=Sh=x 1m=mA=p AVA=x 103kg/m3 x =60kgGA=mAg=60kx 10N/kg=600N由于物块A浸没入水，则有 V排=VAF 浮=卩水 gV排=x 103kg/m3 x 10N/kg x =400N当物块A的顶部刚没入水面