中考物理一轮复习浮力和机械效率综合计算题练习有答案和解析共16题

1、中考物理一轮复习浮力和机械效率综合计算题练习有答案和解析共16题1 .如图所示是用滑轮组从水中匀速提升物体的情景(注：物体一直浸没在水中).已知物体重G=400N,动滑轮重 G=50N,忽略绳重和摩擦，人对绳子拉力F=100N.求：(1)物体浸没在水中受到浮力的大小；(2)物体的密度大小；(3)滑轮组的机械效率.2 .重力为5500N、体积为0.1m3的一只密封箱子沉没于水面下 5m深处，工人们用如图所示的滑轮组打捞箱子，求：(1) 5m深处水产生的压强；(2)箱子完全浸没在水中时受到的浮力；(3)箱子在水中被匀速提起时，所用的拉力F为2X 103N求滑轮组的机械效率。3 .如图，物体重100

2、N,圆柱形容器底面积为 400cnf,内盛有65cm深的水，当用图中滑轮组将物体浸没在水中后，容器中水面上升到70cm,物体完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为80%(不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦及水的阻力).p水=1.0 x 103kg/m3,g 取 10N/kg.求:(1)物体浸没在水中后，水对容器底增加的压强(2)物体浸没在水中时受到的浮力.(3)若把物体完全拉出水面后，滑轮组的机械效率4 .如图所示，实心物体 A漂浮在水面上，现利用电动机通过滑轮组拉动A,使A向下运动。已知 A的体积为1m3,密度为0.5 x 103kg/m3.动滑轮重为1X103N,电动机工作 时拉绳子的功率为 1.2

3、 X103W且保持不变，不计绳重、摩擦和水的阻力，求：(1) A的重力；(2) A浸没在水中受到的浮力；(3) A向下运动的最小速度；(4) A向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值。(5) .某桥梁施工队用如图所示的滑轮组打捞沉在水底的工件。已知工件的体积是 0.16m3,密度是3.5 X103kg/m3,滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，人在绳子的自由端施加的拉力F=1700N=(不考虑摩擦及水的阻力，g取10N/kg)求：(1)工件的质量是多少千克？工件浸没在水中时，受到的浮力是多少？(2)滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，机械效率是多大？(3)工件从水里升到水面上的过程中，滑轮

4、组的机械效率将如何变化，并分析原因。(6) .小群利用如图甲所示的滑轮组将水底的物体匀速提升到空气中.他所用的拉力F与绳子自由端移动的距离 s的关系图像如图乙所示.物体在空气中匀速上升过程中，滑轮组的机械效率为 85%每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和水的阻力，g取10 N/kg .求：M乙(1)物体的重力及单个动滑轮的重力；(2)物体浸没在水中时受到的浮力；(3)水底的深度及水对水底的压强；(4)物体的密度.7 .人们利用如图所示的滑轮组将浸没在河底的实心物体A打捞上来，物体A的重9000N,体积为0.1m3在5000N的拉力F作用下，物体A在2s内匀速竖直上升 2m(物体未露出水 面)，不计水

5、的阻力，g= 10N/kg求：(1)物体A受到的浮力。(2)拉力F做功的功率。(3)滑轮组的机械效率。8 .井水中的石头重力是 1000N,体积是0.04m3, g=10N/kg.求:(1)石头在水中受到的浮力是多大？(2)如图，若工人站在井边的地面上，直接从水中拉升石头(未出水面)，所需拉力至少要多大？(3)如图乙，若利用两个滑轮组成的滑轮组，匀速拉升石头(未出水面)，工人所用的拉力为400N,此装置的机械效率是多少？9 .如图所示，某施工队利用滑轮组从水中提取物体，上升过程中物体始终不接触水底.已 知物体质量为4t ,体积为1m3.(1)物体完全浸没在水中时，求物体所受浮力的大小；(2)物

6、体下表面与水面距离为3m时，求物体下表面所受水的压强；(3)若不计动滑轮的自重、绳重和摩擦，当浸没在水中的物体被匀速提升时，求电动 机对绳子的拉力；(4)物体离开水面后，在电动机作用下匀速上升，若电动机功率为9kW对绳子的拉力为1.5 X104N,求物体上升的速度和滑轮组的机械效率(机械效率精确到0.1%).10 .某工程队在一次水下施工作业中，用如图所示的滑轮组将浸没在河底的实心物体从深水中吊起。物体的密度为2.6 X 103kg/m3,体积是1.5m3,所用的拉力F是2.0 X 104N, 物体在20s内匀速上升了 2m (未露出水面)，不计水的阻力。求：(1)物体受到的重力；(2)物体受

7、到的浮力；(3)拉力F做功的功率；(4)滑轮组的机械效率。11 .质量为550kg、体积为0.1m3的一只密封箱子沉没于水面下5m深处，工人们用如图所示的滑轮组打捞箱子.求:(1) 5m深处水产生的压强；(2)箱子在水中被匀速提起时，所用的拉力 F为2X103N,滑轮组的机械效率是75%请用两种方法计算箱子完全浸没在水中时受到的浮力.(p水=1.0 X 103kg/m3,g取10N/kg )12.用如图所示的滑轮组从水中提升物体A,物体A完全在水面下匀速竖直上升的过程中，卷扬机在绳子自由端竖直向下的拉力为F,滑轮组的机械效率为 曜.已知：F=400N,= =80%物体A的体积V=9dnm, g

8、取10N/kg ,绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均忽略不 计.求：K(1)物体A的浮力F浮；(2)物体A所受的重力G.13 .图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m=644kg.定滑轮和动滑轮的 质量均为m>.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刀1 ,配重E对地面的压力为 N; 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刀2 , 配重E对地面的压力为 N2.已知：G=950N, r 2=9

9、5% N：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)F 1F2 的值(3)"的大小.M,动滑轮A所受重力为G,物体M完全在14 .用如图甲所示的滑轮组提升水中的物体水面下以速度 v匀速竖直上升的过程中，卷扬机加在绳子自由端的拉力为F1,拉力F1做功的功率为Pi,滑轮组的机械效率为 彷；为了提高滑轮组的机械效率，用所受重力为G的动滑轮B替换动滑轮A,如图乙所示，用替换动滑轮后的滑轮组提升水中的物体M,物体M2完全在水面下以相同的速度v匀速竖直上升的过程中，卷扬机加在绳子自由端的拉

10、力为F2,拉力F2做功的功率为P2,滑轮组的机械效率为17t.已知：G G=30N,%一口=5%,M、M两物体的质量相等,绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均可忽略不计.体积 V均为 4X10-2mf, g 取 10N/kg,求：(1)物体M受到的浮力F浮；(2)拉力F1与F2之比；(3)物体M受到的重力G.15 .质量为550kg、体积为0.1m3的一只密封箱子沉没于水面下5m深处，工人们用如图所示的滑轮组打捞箱子.求：(1) 5m深处水产生的压强；(2)箱子完全浸没在水中时受到的浮力；(3)箱子在水中被匀速提起时，所用的拉力 F为2X 103N滑轮组的机械效率？16.如图所示，轻质、薄壁圆柱形容

11、器底面积为400cm2,内盛有65cm深的水，当用图中滑轮组将重为100N物体浸没在水中后，容器中水的深度变为70cm,已知物体浸没在水中时滑轮组的机械效率为 80%不计绳重、绳重与滑轮间的摩擦、水的阻力，求:(1)物体浸没在水中时受到的浮力大小；(2)物体浸没在水中时容器对桌面的压强；(3)把物体完全拉出水面后，滑轮组的机械效率(计算结果保留一位小数)试卷第7页，总7页参考答案1 . (1) 150N; (2) 2.67 X 103kg/m3 (3) 83.3%【解析】【详解】(1)由图可知，n=3,忽略绳重和摩擦，滑轮组对物体的拉力：F拉=3F-G=3X 100N-50N=250N, 因为

12、G=F浮+F拉，所以尸浮=64拉=400N-250N=150N;(2)根据F浮=p水gV排可知，V排150N1 103kg/m3 10N/kg0.015m3,3物体的体积：V=V排=0.015m ,物体的质量:G1g400N10N / kg40 kg ,物体的密度:m 40kgV0.015m32.67 103kg/m3；(3)滑轮组的机械效率:W F拉hF拉hW SsF 3h250N3 100N83.3%。答案第10页，总12页答：(1)物体浸没在水中受到浮力的大小为150N;(2)物体的密度为 2.67 X 103kg/m3；(3)滑轮组的机械效率 83.3%。2. (1) 5X 104Pa

13、(2) 1000N(3) 75%【解析】(1) 5m深处水产生的压强：p= p gh=1.0 x 103kg/m3x 10N/kg x 5m=5X 104Pa； (2)由题可知,箱子完全浸没，Fs= p gV=1.0 x 103kg/m3x 10N/kg x 0.1m3=1000N;(3)由图可知n=3,箱子在水中被匀速提起时，滑轮组对物体的拉力:F' =G F 浮=mg F 浮=550kg x 10N/kg-1000N=4500N ,滑轮组的机械效率:F'h F'h F 'W息Fs Fnh nF4500N53 75% 3 2 103N答：(1) 5m深处水产生

14、的压强为 5X104Pa；(2)箱子完全浸没在水中时受到的浮力为1000N;(3)箱子在水中被匀速提起时，所用的拉力 F为2X103N,滑轮组的机械效率为 75%3. ( 1) 500Pa (2) 20N(3) 83.3%【解析】(1)液体压强计算公式 p gh,深度从65cm增加到70cm,33Pgh1.0 10kg/m10N /kg0.65m6500pa33F2gh1.0 10 kg/m10N /kg0.70m7000pa增加的压强为p p2 p 500pa(2)物体浸没液体中所受浮力计算公式F gv排开水的体积 v 400 10 4 m270 65 10 2 m 0.002m3带入浮力计

15、算公式 F gv 1.0 103kg /m3 10N /kg 0.002m3 20N(3)物体完全浸没在水中时 W用=(G F) H，总功W总=(G G动F) H机械效率=Wk = (G F)H =80% W总(G G动 F) H带入计算G动=20N把物体完全拉出水面后=GH =83.3%W总(Ga)H番-视频D4. ( 1) 5000N; (2) 1X104N; (3) 0.2m/s ; (4)答案见解析 【解析】【详解】(1)由？?=却得，A的质量：?= ?= 0.5 x 103kg/m 3 X1m3 = 500kg ；A的重力：?= ?= 500kg X10N/kg = 5000N ;(

16、2) A浸没在水中？ = ?= 1m3,A浸没在水中受到的浮力：? = ?条?= 1.0 X103kg/m 3 x 10N/kg x 1m3 = 1 x 104N;(3)由图知，3段绳子拉着动滑轮，当 A完全浸没时绳子对物体 A拉力最大，电动机对绳 子的拉力：?= 1(?绿？?+ ?初)=1 (1 X104N- 5000N + 1 X103N) = 2000N , 33由？?二 ?领得，绳端移动的最小速度:?1.2 x iOw?霾=?=2000N = 0.6m/s ；则A向下运动的最小速度:11?= w? = - x 0.6m/s = 0.2m/s ;33(4)当A完全浸没时绳子对物体 A拉力

17、最大，效率最高;A向下运动过程中的有用功:?有用=(?W? ?，总功为：？总=? 3?所以最高机械效率为:?二(?津-？ ?1X 104N 5000N3?3X 2000N=83.3%。重点是重力、浮力、功率、效率的计算,要用到滑轮组拉力与绳子段数的关系，以及效率什么时候最高的知识， 求效率时要理解,动滑轮拉物体做的是有用功，动力对动滑轮做的功为总功，然后可得效率。5. (1) m=560kg; F浮=1600N; (2)引=78.43%; (3)机械效率将变大，由机械效率的公式可知，在额外功不变的情况下，有用功变大，所以有用功占总功的比值就变大，即机械效率变 大。【解析】(1)工件的质量：m=

18、 p V= 3.5 x 103kg/m3X0.16m3= 560kg,工件浸没在水中时,=?有=福受到的浮力：5浮=0液gV排=1X 103kg/m3x 10N/kg X0.16m3= 1600N; (2)滑轮组对工件的拉力：f ' = G-F 浮=mg-F 浮=560kg X 10N/kg-1600N = 5600N-1600N= 4000N,机械效率：刀=寒=共=78.43%(3)工件从刚露出水面到完全露出水面的过程中，工件排开水的 体积减小，工件受到的浮力减小，滑轮受到的拉力增大，拉力做的有用功增大，额外功几乎 不变，由此可知动滑轮的机械效率变大.6. ( 1) 680N; 60

19、N; (2) 400 N; (3) 1.5m； 1.5X104 Pa； (4) 1.7X103 kg/m 3W有Gh G GL(1)物体在空气中时，滑轮组的机械效率 ，滑轮组有4段W息Fs F nh nF绳子承担总重，即 n=4,由图乙可知，物体在空气中时绳端的拉力：F2=200N,物体的重力：G=4F2Tl =4X 200NX 85%=680N由力的平衡关系可知 4F2=G2G动，单个动滑轮重力为-4F2 G 1G动 一2 4 200N 680N60N ;22(2)由图乙可知，物体浸没在水中匀速上升时绳端的拉力Fi=100 N,由力的平衡关系可知 4Fi+Fs= G2G动，则物体浸没在水中受

20、到的浮力：F浮=G2G动-4 Fi= 680 N+2 X 60 N-4 X 100 N = 400 N ;(3)由图乙可知，物体刚离开水面时，绳子自由端移动的距离s = 6 m,由s= nh可得，水底的深度： h - 6m 1.5m ,n 4水对水底的压强：p=p 水gh=1.0x 103 kg/m3x10 N/kg x 1.5 m =1.5 x 104 Pa.(4)由Fs = p液gV排可得，物体的体积：400N1 103kg/m3 10N/kg0.04m3,由G= mg= p Vg可得，物体的密度:_ G680N物=3V物g 0.04m3 10N / kg1.7 103kg/m3.答：(1

21、)物体的重力是 680 N,单个动滑轮的重力是 60 N;(2)物体浸没在水中时受到的浮力是400 N;(3)水底的深度为1.5 m ,水对水底的压强为 1.5 X104 Pa；(4)物体的密度是 1.7 X 103 kg/m 3,7. ( 1) 1000N; (2) 10kVV (3) 80%【解析】【详解】(1) .物体A受到的浮力F浮为：尸浮= 水 gV 排=1.0103kg/m3 10N/kg 0.1m3=1000N;(2) .拉力F移动的距离s为：s=2h=2 2m=4m拉力F所做的总功 W总为:W总=Fs=5000N 4m=20000J,则拉力F做功的功率P为：W 总20000J

22、,P= = =10kW(3) .滑轮组的机械效率为：Wr用 cc。/G F浮 hG F9000N 1000N ,=- 100%= 仔 100%=- 100%= 100% =80%答：(1).物体A受到的浮力为1000N；(4) .拉力F做功的功率为10kW;(5) .滑轮组的机械效率为 80%.8. ( 1) 400N; (2) 600N; (3) 50%【解析】【详解】(1)物体排开水的体积：Vfe=V=0.04m3,333物体浸没水中时所受的浮力：= gV排=1.0 10kg/m 10N/kg 0.04m =400N ；(2)设物体在水中受到的拉力为F1,贝UF, 5浮=G , F1 G

23、F浮=1000N 400N =600N(3)设工人将石头匀速升高了h,由图知，n=3,所以绳子自由端移动了 s=3h,物体上升的有用功： W有用=F,h,总功：W= Fs=F拉3h,机械效率为：4 W 100%=Fh 100%600N100% 50%W% 3h400N 39. (1) 1X104N; (2) 3X104Pa； (3) 1X104N; (4) 88.9%.【解析】【详解】(1)物体完全浸没在水中， V排=丫物，物体受到的浮力：5浮=6排=p水V排g=1.0 X103kg/m3 x 1m3x 10N/kg= 1X104N; (2)物体下表面所受的压强： p= p 水 gh= 1.0

24、 x 103kg/m3x 10N/kg x 3m= 3x 104Pa； (3)物体的质量：m= 4t = 4 x 103kg ,物体的重力：G= mg= 4x 103kg x 10N/kg =4X 10加 物体被匀速提升时，受力平衡，动滑轮对物体的拉力：F1 = G- F浮=4X 104N- 14 一X104N= 3X 104NI,由图可知n = 3,则电动机对绳子的拉力：F2= _1= 3 10 N =1 x 104N;33(4)由 P= W=Fs = Fv 得,t t电动机拉动绳子的速度为:_3P _ 9 10 W一4F 1.5 10 N=0.6m/s物体上升的速度为：v= 1 vm= 1

25、 x 0.6m/s = 0.2m/s ,滑轮组的机械效率为：刀=33W =W单心、GhGhG=FsF3h 3F44 10 N3 1.5 104 Nx 100% 88.9%.(1) V排=丫物，物体受到的浮力：5浮=6排=p水V排g; (2)物体下表面所受的压强：p= p水gh; (3)物体被匀速提升时，受力平衡，动滑轮对物体的拉力：F1=G- F浮，电动机对绳 F1子的拉力：F2=；(4)由P=Fv求电动机拉动绳子的速度，物体上升的速度为：v= - vm,33据刀= 且求滑轮组的机械效率.3F10. 3.9X104N 1.5 X 104N 4 X103W 60%【解析】(1)物体的密度为2.6

26、 x 103kg/m3,体积是1.5m3,所受重力为：?= ?= ?2.6 X103kg/m 3 x 1.5m3 X10N/kg = 3.9 X104N(2)物体受到的浮力为：?等=?灰?= 1 X103kg/m 3 X10N/k? X1.5m3 = 1.5 x 104N(3)物体在20s内匀速上升了 2m,如图有两段绳子承担物重，所以拉力移动的距离为4m,则拉力做功为:?总=? 2.0 X 104N X4m = 8 X 104J拉力做功的功率为:?总 ?= ?8 X 10 J= 4 X103W20s(4)对物体的拉力为:?苴=?- ? = 3.9X104N- 1.5 X 104N = 2.4

27、 X104N做的有用功为:?有用=?立?= 2.4 X104N X2m = 4.8 X104J滑轮组的机械效率为:?有用4.8 X 104J?=_?_ X100% =47X100% = 60%点睛：重点是阿基米德原理、功的计算、机械效率的计算，关键是要理解根据重力和浮力的 差计算有用功，再计算机械效率。11. (1) 50000Pa. (2) 1000NI.【解析】试题分析：(1)已知箱子在水中的深度，根据公式P= p gh可求产生的压强.(2)已知箱子的体积，根据公式F - pgV排可求箱子完全浸没在水中时受到的浮力，已知箱子的质量，还知箱子做匀速运动，箱子的重力等于浮力和向上的拉力之和，根

28、据公式刀=萼更="拉卜可求向上的拉力,进一步求出所受的浮力.网总3Fh解：(1) 5m深处水产生的压强 P=p gh=1000kg/m3x 10N/kg x 5m=50000Pa答：5m深处水产生的压强为 50000Pa.(2)箱子所受的浮力 F 浮=p gV排=1000kg/m3x10N/kg x 0.1m3=1000NI.W有用F什h机械效率Y =-=_拉所以对箱子向上的拉力F拉=3Fr =3X2X 103NX 75%=4500NW总3h所以 F 浮=6 F产mg- F1=550kg x 10N/kg 4500N=1000N.答：箱子完全浸没在水中时受到的浮力1000N.【点评】

29、本题考查机械效率、压强和浮力的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，还要学 会二力平衡条件的应用.12. (1) 90N; (2) 730N【解析】试题分析：(1)物体 A所受浮力：5浮=r 水 gVA=1 x 103kg/m3x 10N/kg x 9 x 10 3n3= 90N; (2) 在匀速提升水中物体 A的过程中，以动滑轮和物体 A为研究对象，受力分析如下图所示；滑轮组的机械效率刀=岫/Ww (G-F浮)/2F,代入数据得：80%=(G-900V) / (2X 400N),解 得：G=730N.G考点：浮力；滑轮组的机械效率13. (1)物体在水面下受到的浮力是200N;(2)F 1F2

30、 的值是 4:5(3)打1的大小93.75%.【解析】试题分析：分别对物体 A、动?t轮B、人进行受力分析，如图所示:由-式，G=950N, r 2=95% Ni：N2=6:1 , CO:OB=1:4, G e=6440N,嘘解得:G=50NF 浮=200N; Fai=750N; Fa2=950N; Fi=400N; F2=500NFi：F 2=4:5Ga-F学瓦-可+及考点：杠杆的平衡条件和机械效率点评：此类问题是一道复杂的综合题目，要会正确的对物体进行受力分析，结合平衡状态求解出各力的大小，进而利用杠杆的平衡条件和机械效率计算公式进行分析求解.14. (1) 400N; (2) 16: 1

31、5; (3) 760N.【解析】试题分析：通过读题发现，该题有两种情况，一是用动滑轮 A时，一是用动滑轮 B时；我们分别对其两种情况进行受力分析可得：将已知条件分别画出来，以加强对已知条件的印象，然后再看所求的问题.(1)欲求浮力，由于物体的体积是已知的，且它们还都浸没于水中，故由阿基米德原理可得：5浮=0水gV=1.0 X 103X 10X4X 10-2N=400N(2)欲求F1： F2,根据它们的功率之比可求出，设重物上升的速度为v,则拉力上升的速度都是2v,故P1=F1X2v, P2=F2X2v,16 再近故瓦=16,15，(3)欲求物体 M的重力，因为已知条件中就剩下两个了，我们要想办

32、法在这两个条件中做 又早.由于G G=30N; 又因为打2 Y 1 = 5%而滑轮组在忽略绳重与摩擦时，其机械效率刀G. 一心故当动滑轮为 G时，Y产二丁二 为 一七十G当动滑轮为G时，刀2=二；;, 一七十6所以存在:潭与一心+邑答案第14页，总12页三个未知数，只有两个方程，还不行，再找一个关系式,因为一=一,故根据平衡方程得：2Fi=G+ GF浮，2F2=G+ GF浮;巴15则在gm F浮G1162F2 Gm F 浮 G215一，Gi G21对于式，根据合比定理得：1一2一 一，Gm F 浮 G215将故G G=30N代入得 G1 F浮+G=450N, G F浮+G1=G- F浮+G+3

33、0N=480N将它们再代入到中得： GM一巨 GM一包 =5% 故解之得 G=760N.450N480N考点：力学综合题., 、_4_ _、 _、 _ 15. (1) 4.9X10 Pa； (2) 980N; (3) 73.5%.【解析】【分析】(1)已知箱子在水中的深度，根据公式p=p gh求出水产生的压强.(2)物体完全浸没时排开液体的体积和本身的体积相等，根据阿基米德原理求出箱子完全浸没在水中时受到的浮力.(3)由图可知绳子的有效股数为3,箱子在水中被匀速提起时，滑轮组对物体的拉力 F'等FnF求出滑轮组的机械效率.于箱子的重力G=m跳掉受到的浮力 F浮，根据滑轮组的机械效率公式W 有 F h F hFS Fnh心、【详解】(1) 5m深处水产生的压强：p= p gh=1.0 x 103kg/m3x 9.8N/kg x 5m=4.9X 104Pa；(2)箱子完全浸没时：尸浮=gV=1.0 x 103kg/m3X9.8N/kg X0.1m3=980N;箱子在水中被匀速提起时，滑轮组对物体的拉力：F' =G-F浮=mg-F浮=550kgX9.8N/kg-980N=4410N ,滑轮组的机械效率：W有 Fh Fh F 4410Nt=3 =73.5%.W总 Fs Fnh nF 3 2 103N【点睛】本题考查