初中物理力学综合计算题(有答案)

1、2图311、图31是某建筑工地利用滑轮组和卷扬机提起重物的示意图。当以速度人匀速提起质量为m】的建筑材料时，滑轮组的机械效率为q卷扬机拉力的功率为P1；当以速度v2匀速提起质量为m2的建筑材料时,滑轮组的机械效率为n2,卷扬机拉力的功率为P2。若n2-n1=5%,P1：p2=2:3,mi=90kg，动滑轮受到的重力G动=100N。滑轮与轴的摩擦、细绳受到的重力忽略不计，g=10N/kg。求：提起质量为的建筑材料时卷扬机对绳的拉力F1;两次工作过程中，建筑材料上升的速度V1与V2之比。45,(1设提起质匡眄的建筑材料时卷扬机对绳的拉力为尺根据十G动Fi:(洌肓GG/2=(900N+100N)口-

2、500N.,.,2分设质量为叭5的建筑材料上升高度都为乩则耳尸和十宁匸巧”袈=1OON设捉起质量”吃的建筑材料时卷扬机对绳的拉力为Fz，根据动滑辛尸2=(阳進+G动)/2-(1900N4100N);2=1000N棍据P=Fv有P2F-22v2Pi/Pi=2/3yi/=4/32分2在生产玻璃过程中，常用位于天车上的卷扬机(其内部有电动机提供动力)通过滑轮组和真空吸盘提升玻璃，如图22甲所示。当卷扬机通过滑轮组提升质量为60kg的玻璃并使玻璃以速度人匀速上升时，卷扬机对滑轮组绳端的拉力为天车对卷扬机的支持力为叫，拉力为匚的功率为P，滑轮组的机械效率为n；当卷扬机通过滑轮组提升质量为80kg的玻璃并

3、使玻璃以速度v2匀速上升时，卷扬机对滑轮组绳端的拉力为F2，天车对卷扬机的支持力为叫。已知拉力匚所做功随时间变化的图像如图22乙所示，卷扬机的质量为120kg，滑轮A、B的质量均为4kg，3v1=5v2，n=75%，吸盘和绳的质量及滑轮与轴的摩擦均可忽略不计，g取10N/kg。求：P的大小；v2的大小；叫与叫的比值甲乙图222分)W960J解：(1)由题中wt图像解得P二厂古=480WWP(2)根据n二詁=卡WP总mgvii600Nxv480Wi二75%1分)解得：V=0.6m/s已知：3v1=5v2解得：V2=0.36m/s(1分)设动滑轮C所受重力为G。,卷扬机提升60kg玻璃时，滑轮组的

4、机械效率为n=75%Wmg1分)所以有n二話二1二75%，代入数据解得Go=80NWmg+G+3mg01)所示，动滑轮总10B第一次提升60kg玻璃的过程中，玻璃、动滑轮C受力分析如答图54)所示，动滑轮B受力分析如答图5(2)所示，卷扬机受力分析如答图5(3)所示。第二次提升80kg玻璃的过程中，玻璃、动滑轮C受力分析如答图5B受力分析如答图5(5)卷扬机受力分析如答图5(6)所示。3T12Fik*:G0m1g所示，mg1)2)FiN12F23):G。Tm2g(4)mg5)F2mg6)答图5由答图5的受力分析可知Ti=-m1g+G0)600N+80N)680因T，i=Tr由答图5可得Fi=2

5、680N+40N)400=N因F，i=Fi，由答图5可得NF/mg二罟4000N+1200N=1分)同理，由答图5(4)880=丁N11可得T2二3(m2g+G0)二-(800N+80N)11880500因T；二T2，由答图5(5)可得F2二2仃；+mBg)二(丁N+40N)二丁N,N40所以N1=石25004100因F；二F2,由答图5(6)可得N2二F；+mg二-yN+1200N=-N(1分)(其他解法正确均得分)3工人利用如图25所示的装置，在河边打捞水中的物体M。打捞过程中物体M在水中匀速上升的速度为0.2m/s,此时工人做功的功率为360W；当物体被打捞出水面后，工人对绳子施加最大的

6、拉力，恰好能使物体继续匀速上升。已知：工人的质量为70kg，物体M的密度为2.5x103kg/m3。不计绳重、轴摩擦及水对物体的阻力，g取10N/kg。求：物体M的重力Gm；动滑轮的重力G动；动物体离开水面后，滑轮组的机械效率n(结果请保留两位有效数字)图25=450Nm+G动甲图6乙物体M在水中，人对绳的拉力PP360WF二二二Tv4v40.2m/sM对物体M和动滑轮进行受力分析：物体M在水中匀速上升时，如图6甲所示。物体M全部露出水面匀速上升时，女口图6乙所示。G+G广F浮+4FG+G=4FTOC o 1-5 h zM动maxF二G人二m人gmax人人两个受力分析图或三个方程1分由式解得：

7、F浮=4m人g4Ft二4x70kgx10N/kg-4x450N二1000N1分F浮P水gVMF浮P水gVM物体M的体积：Vm二1000Nlx103kg/m3xION/kg二0.1m31分物体M受到的重力：GM二PMgVM二2-5x103kg/m3Xl0N/kgx0-1m3二2500N1分由式得:动滑轮受到的重力G动二4Fmax-GM=4m人g-GM二NOON-2500N=300N1分物体M出水后，滑轮组的机械效率：W、GMG+GM动2500N2500N+300N1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。4、图26是某科研小组设计的在岸边打捞水中物品的装置示意图

8、。该装置由悬挂机构和提升装置两部分组成。悬挂机构由固定杆OD和杠杆BC构成，O为杠杆BC的支点，C0:0B=4:1。配重E通过绳子竖直拉着杠杆B端，其质量mE=500kg。安装在杠杆C端的提升装置由支架、电动机Q、定滑轮K及动滑轮M构成。其中支架和电动机Q的总质量mQ=12kg,定滑轮K和动滑轮M的质量均为m。可利用遥控电动机拉动绳子，通过滑轮组提升浸没在水中的物品。在一次打捞一批实心金属材料过程中，金属材料浸没在水中匀速竖直上升，此时电动机Q牵引绳子的功率为匕，绳子H端的拉力为匚，金属材料上升速度大小为地面对配重E的支持力为叫，滑轮组的机械效率为q；在金属材料全部露出水面后匀速竖直上升的过程

9、中，绳子H端的拉力为F2，地面对配重E的支持力为叫，滑轮组的机械效率为n2。已知Fi=200N,V=0.2m/s,n2=95%,叫：叫二6:1，绳和杠杆的质量、捆绑金属材料的钢丝绳的质量和体积、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属材料的阻力均可忽略不计，g取10N/kg。求：金属材料浸没在水中匀速上升时电动机牵引绳的功率匕；动滑轮M的质量mo；被打捞金属材料的密度p金。oB住-电动机Q定滑轮K动滑轮M=1解:(1)金属材料浸没在水中匀速上升时，电动机牵引绳子匕二FX3V=200Nx3x0.2m/s=120W(2分)图261(2)金属材料浸没在水中匀速上升时，以支架、电动机Q、定滑轮K为研究对象

10、，受力分析图如图5所示，配重E的受力分析图如图6所示，杠杆上C点、B点受力分析图如图7所示。(说明：受力分析图正确得1分F=F，F二F，FCO二FOBC1C1B1B1C1B1FCiGq+G0图5FB1=5%FCl=3F1+GQ+G0COFb1=OBFci=4(3F1+GQ+G0)N=G-F=G4（3F+G+G）1EB1E1Q0杠杆上C点、B点受力分析图如金属材料离开水面后匀速上升的过程中，以支架、电动机Q、定滑轮K为研究对象,受力分析图如图8所示，配重E的受力分析图如图9所示，图10所示。F=F,F=F,FCO二FOBC2C2B2B2C2B2F；2=3F2+Gq+GCOFB2=OBFC2=4(

11、3F2+)N=G-F=G4(3F+G+G)2EB2E2Q0W3FG耳=有2=2o=95%2W3F总22NG4(3F+G+G)6十=E1Q0=NG4(3F+G+G)12E2Q0解得：G0=50N，m0=5kg(1分)3）金属材料浸没在水中匀速上升时，F，C2N2fFB2GQ+G02图8TmEg图9FC2图10FB21分）力分析图如图11所示，金属材料离开水面后匀速上升的过程中材料为研究对象，受力分析图如图12所示。F1=F2=F2F+3F=G+G浮103F=G+G20解得：F十二400N,G=950N（1分）浮以动滑轮和被提升的金属材料为研究对象，受以动滑轮和被提升的金属根据阿基米德原理F浮二p

12、,gV解得:V二昱=4x10-2m3浮水p水gmG金属材料密度p二V二gV=2.4x103kg/m3图11图12(或2.375x103kg/m35用如图20甲所示的滑轮组提升水中的物体M1,动滑轮A所受重力为G1,物体M完全在水面下以速度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拉力匚做功的功率为P1，滑轮组的机械效率为1；为了提高滑轮组的机械效率，用所受重力为g2的动滑轮B替换动滑轮A,如图20乙所示，用替换动滑轮后的滑轮组提升水中的物体m2,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力为f2，M1-甲图20乙P16拉力F2做功的功率为P2,滑轮组的机械效率为2。已知G1_G2=30N,，2-=5%,戸=15-2M、M2两物体的质量相等，体积V均为4xl0-2m3,g取10N/kg，绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均可忽略不计。求：物体M1受到的浮力F浮;1浮拉力卩与F2之比;物体M受到的重力G。解:(F浮二p水gV排=ixi03kg/m3xi0N/kgx4xi0-2m3=400NP=FuPi二Fu=2Fu1绳P=21F2U绳=2F2UFP1二1F二P221615在匀速提升水中物体Mi的过程