中考物理力学综合计算题分享(配详细答案)

1、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Fi匀速拉绳，地面对工人的支持力为Ni,滑轮组的机械效率为凡第二次运送货物时，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,轮摩擦,g取10N/kg)求：(1)动滑轮重和力F1的大小；(2)机械效率印；(3)功率P2。Ni与N2之比为2:3。(不计绳重及滑图241 .解：(1)第一次提升货物时，以人为研究对象F FfM G人 F1N N1绳对人的拉力与人对绳的拉

2、力相等，F1 F1G1 G动G人F1 1分4第二次提升货物时，以人为研究对象F2N N2 rG人N2 G人 F2绳对人的拉力与人对绳的拉力相等，F2 F2旦旦1分4N12N23把数据分别带入以上 5个式子，解得：G动300 NFi=400N1 分F2=300N(2)第一次运送货物时滑轮组的机械效率：W J 81.25%W总 Fi4h 400 4J(3)第二次货物上升速度为0.1m/s,人匀速拉绳的速度为4 0.1m/s 0.4m /sP2 F2v2 300N 0.4m/s 120W2.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

3、配重总体的重心位于。点。栏杆的P点安装转轴，转轴与支架C连结，使栏杆能绕 P在竖直平面无摩才转动，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端又搁置在一，一 一-.3支架D上。已知AP=OP=1m, PE

4、= m,。点到栏杆下边缘的距离 OE=0.5m , p1 ： p2=2 : 1,栏杆与配重的总重 G杆=240 J3 N。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)图22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 Fi . 11 = F2 12,得到：G 杆.PE = Fd - PBFd = Gi 杆.PE/PB =240 V3 N - ( J3/2) m/5m = 72NG 杆.PE = Fi - APFi = Gi杆.PE/PA =240 2X 0.2m/s = 120W4

5、.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 = 8M04N, 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p = 2M07Pa,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弓虽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

6、：(1)重物在水中匀速上升时起重机对地面白压强P2；(2)支撑力N1和N2之比;图22(3)重物出水后匀速上升的速度。4. （7分）4 . 解：（1）S G _80rN 4 10 3m2 （1 分）p12 10 PaG 物p3s G 2.5 107 Pa 4 10 3m2 8 104N 2 104NF浮P2333水 gV排 10 kg/m 10N/kg 0.5m5000N_4_48 104N 2 104N 5000NL22.375 107 Pa（1分）(2)重物浸没在水中上升时，滑轮组的机械效率:W有（G物 F浮）hW总G物 F浮 G动h_ 4_ 42 10 N - 0.5 10 N2 104

7、N-0.5104NGG物 F浮G动80 00（1分）G 动=3750N设钢丝绳上的力在出水前后分别为Fi、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L2O根据杠杆平衡条件可知：NiLi=3FiL2 ;N2Li=3F2L2(1 分)N1= FiN2 F11 “ 一、Fi二一 （G 物- F 浮 + G 动）F2= （G 物 + G 动）NiN2GwF 浮 G动 20000N 5000N 3750N 15G物G动20000N 3750N19（1分）4 10 m(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Pv绳=一F2P=

8、F2 v 绳11875W =1.5m/ s 13（20000N 3750N）（1分）1 , 1.5m/s 0.5m/s3图255 .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Fi,对地面的压力为 Ni;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Ni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F i的大小；(2)第一

9、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AFiF F2八2八NiN2“Gi%N1FiN2FiF25%25G动）GJ以上四式联立并代入NjN1一 5可得：571,m机g（mg5G动）1 , 一、 m机 g （m2g G动） 5将已知条件代入上式计算得:G动 800NF11、1-（mig G动）=-（320kg 10N /kg 800N）55 v v 800NV1V2G1G1G动320kg 10N/kg 80%320kg 10N/kg 800N0FPF2F2F11 一 一、5 （G2 G 动） trr （G1 G动） 5240k

10、g 10N/kg800N4320kg 10N /kg 800N56 .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1X10-4m3,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 0.1m。进 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？蓄水

11、腐饮外掩 一进水首L图18一水位自动控制槽解：（1）以杠杆为研究对象，受力分析如图5所示。F2杠杆处于水平平衡状态，所以有:Fa La= F 浮 LbFa La= p水 gVB6LA （1 分）Fa =1.0X103 kg/m3X 10N/kg x10-4m3X6=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= p水 ghSc=1.0 X 103 kg

12、/m3 x 10N/kg x 0. 1m x 4 x 10-4 m2 = 0.4 N （1 分）F2 = p2Sc= p水 gh2Sc= 1.0 x 103 kg/m3 x 10N/kg x h 水 x 4 x 10-4 m2因为f a与F a大小相等，所以有：1. 0X 103 kg/m3X10N/kg Xh 水X4X 10-4 m2=6N+ 0.4 N（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图23的石材，该滑轮组中动Vt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

13、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小当石材完全露出水面之后滑轮组的机械效率为 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p石=2.5 x 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）邛与峰的比值；（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

14、：AF = AT=3F-G 动=3X 120N-50N=310 N。（2）石材浸没在水中时，人拉绳端的力GS G动F孚F拉1其中石材所受浮力F浮=p水g V flf= G石p 7k/ p石。石材在空气中时，人拉绳端的力设石材浸没在水中被拉起时地面对人的最大支持力为Ni,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=Ni+F 拉 1 , G 人=N2+F 拉2 ,因为F拉i与F拉i大小相等，F拉2与F拉2大小相等，又因 Ni： N2=29: 21,代入数据解得G石= 1000N, F浮=400N。1石材浸没在水中时滑轮组的机械效率邛=G石F浮,G石G动F

15、浮G石石材完全露出水面之后滑轮组的机械效率砰=,1G石 G动小、1 1G石F浮G石G动所以- X 2G石 G动F浮G石1000N 400 N 10OON 50 N=X = 63。1000N 50N 400N1000N651(3)人拉绳的功率P=F 拉 2Xnv= (G 物 + G 动)v 物=(1000N+50N) X 0.2m/s=210W。2说明：其他解法正确的同样得分。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

16、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)(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。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）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由

17、题意可得:N1N21 ,一5（m1g G动）m 机 g 25T723二（m2 g G动）m 机 g “ 5解得动滑轮重G 动=800NL 1八、F1= （ m1g+ G 动）51=-（320kg 10N/kg 800N） 800N。5（2）第一次提升货物过程中滑轮组的机械效率:W 总F15h320 kg 10N/kg8 00N580 0 0（3）由第（1）问可得F2=1 （m2g+G 动）=640N5 W因P=tFs=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,货物竖直向上运动的速度之比为X= F2 =4v2 F1510.如图所示，AB是一杠杆，可绕支点 O在竖直平面

18、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的大小解：当F作用B点时，A点受拉力为Fi。正方体M受拉力为fi,受重力为G,受支持力 为NiNi引F1 山MFiFTG 轮寸fiGFix 2k=FX 3k i 分Fi = i.5Ffi=

19、 3F-i00N i 分N i= PiS= 7500 paX 0.04m2 = 300N i 分N i= G - (3F-i00N)200N = G -3F i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N2f2MN2F2f2F2X 2k=FX i.5kF2=0.75Ff2+i00N = i.5 FN2=P2s=i5000paX 0.04m2=600N600N+ f2= G500N= G -i.5F -i 分由两式得F = 200Ni 分G = 800N i 分12体重为510N的人，站在水平地面上对地面的压强为pi,物体A沿水平方向做匀速运动， 此时人对地

20、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）.如图20所示，用滑轮组拉解：(1) F=AF = APSJ= 27505 PaX 4X 10 2m2= 110 N 2 分2Ff = - 2F =80%x 2

21、x 110 N = 176 N 1分一 1 一 .(3) F= - G动 f2G动 =2F f = 2x 110N 176 N = 44 N 1分206N44 N 206N=82.4%f = 176 N +30 N =206 N 1 分图2413 .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, 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？已知该货箱体积为50 m3,质量（2）货箱完全出水后，又被匀速吊起 1

22、m,已知此 时钢缆绳拉力F为6. 25X105 N,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？解：(1) F 浮=液丫 排g = 1.0X103 kg/m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P2O (7 分)x 50m3x 10N/kg=5X 105N(2)露出水面后：，-._ _ 3 _ _ _ _ _ _WWG物m物g 20010 kg10N/kgono/580 %W怠nF拉nF拉4 6.25 1 05 N(3)露出水面后：由F=G殳，可得：4G 动=4FG 物=4X6.25M05N2X 106N=5X105 N 露出

23、水卸前： _A55 G 物 G 动 F 浮2 10 N + 5 10 N 5 10 N5F = 5 10 N44v 钢 = n v 物=4X 0.1 m/s = 0.4 m/sP=F v 钢缆=5 X 105N X 0.4 m/s = 2 X 105WA。已知工件的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F浮；(2)工件

24、A完全打捞出水面后，滑轮组的机械效率 2 ；图19(3)(1)以人为研究对象，其受力情况如图甲、乙所示。（1分), G人F1N1， N1 G人F1；F2N2， N2G人F2 ；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。甲N2NiN2G人FiF215万一（1分）W心、F浮)h FSG物 F浮2F160%F1F2将、式代入、式，并且将G 人 m人 g 70kg100kg 10N /kg1000 N代入后可解得由式得:1000N F 浮，解得(2)(3)P215.在图W2 W心、F2v21000N 320N F浮F1 400 NF2 660N(161, 己

25、39题答图10N/kg 700N 和G 动 320N(1 分)60%分）G物2F21000NG物G动1000N320N76%(1 分)F2 2v物1320N0.2m/s264W(1分)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1.5X 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=2X103Pa。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 GIE图24杠杆平衡：G甲XOA=FbXOBFb= 0

26、A XG 甲=2X 10N= 20N0B11分图甲 图乙 图丙对动滑轮进行受力分析如图甲3Fb= F 拉+G 轮G 轮=3FbF 拉对物体乙进行受力分析如图乙G乙=F拉+ F支呈=3Fb F拉 _ 1GT F拉F支 824Fb-8FF 拉十 F 支11F 拉=-(24Fb-F 支)=-(24Fb- pS)99 1=X(24X20N 2X 103PaX 1,5 X 10 2m2)=50N 1分9G 轮=3FbF 拉=3X20N50N = 10NG 乙=8G 轮=8X 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

27、 = F拉+ G轮Fb = 1 (F 拉 +G 轮)=1 X (80N + 10N) = 30N 33杠杆平衡：Fa xOA = Fb X 0B对杠杆A端进行受力分析如图丙Fa = G甲+ G丙G 丙=OBX Fb G 甲=30N 10N = 5N 1分0A216 .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5X10-2m2o B、C都是定滑轮，D是 动滑轮；杠杆 EH可绕0点在竖直平面内转动，0E=30H。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Ti、T2时，杠杆两次都在水平位置平衡，小明对地面的压力分别为Fi、F2,配重A受到的拉力分别为 Fai、Fa2,配重A对地面的压弓II分别为 pi、p2,且两次A对 地面的压强相差 2X103Pa。已知Fi ： F2 = 4 ： 3, pi ： p2= 3 ： 2。杠杆EH和细绳的质 量及滑轮组装置的摩擦力均忽略不计。求：(i)拉力FA2与Fai之差；(2)小明对地面的压力 Fi ;(3)当小明通过细绳在 H点施加竖直向下的拉力 T 3时， 配重A匀速上升2cm,此时滑轮组的机械效率刀。(请画出相关受力分析图)答案：(i) Fa2-Fai=100N ;(2) Fi =400N ;(3)中87.5% 。17 .如图27所示，是利用器械提