2025届中考物理二轮复习专练：压轴题 含压强、浮力、杠杆、滑轮的机械效率的综合计算（含答案）

专题16压轴题：含浮力、杠杆、滑轮组的机械效率的综合

计算

目录

01题型综述

02解题攻略

攻略一：怎样解含浮力和杠杆类问题

攻略二：怎样解含浮力和滑轮组类问题

攻略三：怎样解含杠杆和滑轮组类问题

攻略四：怎样解杠杆与压强类问题

攻略五：怎样解滑轮组与压强类问题

03中考练场

攻略一：怎样解含浮力和杠杆类问题

【提分秘籍】

此类题型综合性较强，难度偏大，解答此类题型需要注意一下几个方面：

（1）在浮力方面，需注意阿基米德原理和重力公式相结合解方程组；

（2）在杠杆方面，需要注意作用力和反作用力，利用杠杆平衡条件公式建立方程求解；

【特别提示】

（1）阿基米德原理：F9=G9=psgKs

（2）杠杆平衡条件公式：FILI=F2L2（只有一个动力和阻力）

（3）若有多个动力和阻力构成的杠杆，沿顺指针转动的力和力臂的乘积之和等于沿逆时针

转动的力和力臂的乘积之和。

【典例剖析】

【典例11（2024•四川遂宁•中考真题）

1.遂宁大英的卓筒井被誉为“世界近代石油钻井之父”，是手工制盐的活化石。从井中提取

盐卤水是制盐过程中的关键环节，其装置如甲图所示。某科创小组制作了一个模型来模拟提

取过程，如乙图所示，图中的竹制汲卤筒顶端开口，底部装有硬质单向阀门；竹条具有韧性,

对汲卤筒可以产生压力或拉力。汲卤筒在盐卤水中下降时单向阀门绕。点转动打开，盐卤

水进入筒中；当汲卤筒上升时，单向阀门绕。点转动关闭。已知汲卤筒的高2m,质量

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2.4kg,密度0.6x1（）3kg/m',盐卤水的密度l.lxl（）3kg/m3（汲卤筒底和阀门厚度及质量不计;

g取10N/kg）。求：

（1）汲卤筒实心部分的体积；

（2）汲卤筒浸没在盐卤水中时受到的浮力大小；

（3）汲卤筒浸没在盐卤水中静止时，竹条对它所施加力的大小和方向；

（4）取出装满盐卤水的汲卤筒后，在竖直状态下，要将阀门刚好顶开至少需用多大的力（筒

的取水口与单向阀门均看作面积为30cm2的圆形；盐卤水对阀门压力的作用点等效在阀门圆

【变式演练】

【变式1-1］（2024•山东济宁•二模）

2.桔棒是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具。如图所示，硬杆用细绳悬挂在树上,

杆可绕。点自由旋转且与树之间无作用力，用细绳将重力为20N、容积为2.8xl（f2m3的桶

悬挂在3端，在/端重120N的拗石辅助下，人可轻松将一桶水从井中提起，OA：OB=3：2；

悬挂桶的绳子始终保持在竖直方向上，忽略杆和绳的重力。（g=10N/kg,

0水=l.Ox103kg/m3)

（1）桶装满水时，求水的重力;

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(2)空桶在井中漂浮时，求桶排开水的体积；

(3)一重力为480N的人用桔棒将装满水的桶提出水面后(忽略桶外壁沾水)，桔棒处于水平

平衡状态时，人与地面的受力面积为0.05m2,求人对地面的压强。

【变式1-2](2024•黑龙江绥化•二模)

3.如图所示，一个重力为6N、密度为6xl()3kg/m3的合金块，悬挂在轻质杠杆左端的/点,

。为支点，。/长10cm,此时合金块浸没在某种液体中。杠杆右端8点吊着重力为0.7N的

物体，长70cm,杠杆在水平位置平衡。不计绳重及转轴处摩擦，求：

/////////-//////////////////////

(1)合金块的体积；

(2)杠杆左端/点受到绳子的拉力；

(3)该液体的密度。

攻略二：怎样解含浮力和滑轮组类问题

【提分秘籍】

此类题型综合性较强，难度偏大，解答此类题型需要注意一下几个方面：

(1)在浮力方面，需注意阿基米德原理和重力公式相结合解方程组；

(2)在滑轮组方面，需要注意在竖直面上机械效率的计算方法，特别注意物体在液体中时,

有用功的来源；

【典例剖析】

【典例2】(2024•四川达州•中考真题)

4.如图所示，一重为200N底面积为0.4n?的方形玻璃缸(玻璃缸壁的厚度忽略不计)，玻

璃缸中装有重1000N的水。上方有一轻质杆。4,在绳子NC的拉力作用下可绕竖直墙上。

点转动，现在04的中点3处悬挂一滑轮组。已知每个滑轮重20N,滑轮组上悬挂着重300N

的物体甲，将浸没的重物甲缓慢拉离水面后，玻璃缸中水位下降了5cm,(忽略物体带出的

水，夕水=lxl()3kg/m3,g取10N/kg)求：

(1)当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强；

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(2)重物甲浸没在水中时所受的浮力；

(3)滑轮组的绳子不会断裂，当NC4O=30。时，杆04刚好水平，若绳子/C能承受的最

大拉力工=620N时，利用此装置将重物拉离水面后缓慢上升过程中的最大机械效率是多少。

(不计杆。/和绳子的重力及绳与滑轮间的摩擦)

【变式演练】

【变式2-1](2024•广东东莞•二模)

5.小雨通过如图所示滑轮组将水中物体匀速提升至空中，在物体露出水面之前他所用拉力

150N»物体在空中匀速上升过程中所用拉力为300N,其中物体在空中匀速上升过程中滑轮

组的机械效率为90%。不计绳重、摩擦和水的阻力。求：

(1)物体在空中上升2m,小雨做的功是多少；

(2)动滑轮的重力是多少；

(3)物体的密度是多少。

【变式2-2](2024•山东荷泽•一模)

6.如图甲所示，拉力厂通过动滑轮，将质量为2.5xl()3kg的实心正方体物体从图中位置以

O.lm/s的速度匀速拉至水面上方一定高度。图乙是拉力厂随时间f变化的关系图像，不计动

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滑轮的重力、摩擦及水和空气对物体的阻力，已知2水=L°xl()3kg/m3,g取10N/kg。求:

甲乙

(1)物体的密度；

(2)物体未拉动时，水对其上表面的压强大小；

(3)物体浸没在水中时受到的浮力大小；

(4)提升过程中，在物体上表面未露出水面前，拉力下的大小。

攻略三：怎样解含杠杆和滑轮组类问题

【提分秘籍】

解答此类题型时，需要注意一下几点:

(1)在杠杆方面，需要注意杠杆平衡条件公式的应用，需要注意作用力与反作用力的应用;

(2)在滑轮方面，需要多受力分析，特别是绳子的股数问题，研究对象是动滑轮还是定滑

轮。

【典例剖析】

【典例3】(2024・四川凉山•模拟预测)

7.在大型基础建设过程中常常用到“塔吊”进行吊装作业，塔吊在工作过程中涉及到的物理

知识往往比较复杂，今天我们将塔吊进行一些理想化的处理后计算一些简单的物理规律。如

图可视为修建杭州湾海底隧道的吊装作业简化图，为横臂，横臂可绕C水平转动，通过

牵引绳与起重电机B相连，在。端放置一平衡配重M,测得/C：8=2:1。在一次沉管吊

3

装作业中，需将体积为10m密度为2.5xlO3kg/m3的混凝土沉管G以0.1m/s的速度竖直提出

海中。忽略绳重和摩擦，g取10N/kg、p^=lxlO3kg/m3,请回答下列问题：

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(1)本次吊装作业中，离开水面后若要保证支架CE只对海底有竖直向下的压力，则配重M

的质量是多少？

(2)沉管G离开水面之前，AB段绳子的拉力为6.25xlO4N滑轮组的机械效率是多少？

(3)离开水面后，继续以O.lm/s的速度提升G,起重电机的功率至少是多少？

【变式演练】

【变式3-1](2024・湖南•三模)

8.如图的“塔吊”是建筑工地上普遍使用的起重设备，是竖直支架，CD是水平臂，其上

OC段叫平衡臂，C端装有配重体，。。段叫吊臂，E处装有滑轮组，可在。、。两点间移动,

不计“水平臂”的重力、滑轮的重力、绳重及摩擦。g取10N/kg。

(1)已知:0c=10m,OE=15m,=30m,若在。点用止匕“塔吊”能起吊起重为I.SXK/N

的货物，求：①此货物的质量；②C端配重体的质量；

(2)“塔吊”通过功率为5kW的电动机带动如图乙所示的滑轮组竖直吊起物体。某次将重为

1(/N的货物G匀速提高20m,求：电动机对滑轮组钢丝上水平拉力尸的大小及电动机工作

的时间。

■

甲乙

【变式3-2](2024•四川南充•二模)

9.为了建设绿色生态城市，每到春天园林工人要在过街天桥图上放置花草，为城市增添一

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抹绿色。如图所示，工人用长木棒、滑轮、轻绳组装提升装置。木棒放置在天桥栏杆上始终

保持水平，与栏杆M接触点为。；用沙袋将木棒8端压在栏杆N上，在木棒/端吊装滑

轮组。。/：。8=1：2,每个沙袋重400N,每个滑轮重40N。（木棒和绳的重力、滑轮与轴的摩

擦均忽略不计）

（1）若/点受到竖直向下的拉力为1000N,为了保持木棒水平平衡，在2端至少需要放置

几个沙袋？

（2）若某次工人利用滑轮组竖直向下拉绳子，将重为360N的花架匀速提升5m。求：

①滑轮组的机械效率；

②滑轮组对绳AC的拉力。

攻略四：怎样解杠杆与压强类问题

【典例剖析】

【典例4】（2024•青海西宁•中考真题）

10.如图是小宁同学利用健身器材进行锻炼的示意图，其中横杆可绕固定点。在竖直平

面内转动，长1m,。2长0.6m,在杆的/端用绳子悬挂质量为15kg的配重，他在2端

施加竖直向下的拉力与时，杆N8在水平位置平衡。已知小宁重为450N,两只脚与地面接

触的总面积为0.04m2,不计杆重与绳重，g取10N/kg。求此时：

（1）配重的重力;

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⑵拉力K；

(3)小宁同学对地面的压强。

【变式演练】

【变式4-1](2024,河北邯郸•模拟预测)

11.杠杆的历史，如同一部波澜壮阔的史诗，诉说着人类智慧与技术的不断进步。自从古希

腊科学家阿基米德首次提出杠杆原理，这一简单机械便以其独特的魅力，引领着人类探索物

理世界的奥秘。如图所示，是一根长为1.6m的不计质量的杠杆，可以绕。点转动，在

距。点40cm的2端悬挂有一质量为12kg,边长为20cm的匀质正方体合金块M,杠杆恰

好在水平位置平衡。求：

FAM

(1)合金块M的密度；

(2)/端施加的竖直向下的拉力工多大；

(3)若将M完全浸没在某种液体中，杠杆仍在水平位置平衡，此时A端施加的竖直向下拉力

工=16N,求该液体的密度。浪.

【变式4-2](2024•河北保定•二模)

12.如图所示，N8为轻质杠杆，。为悬点，放在水平地面上的正方体M用细线悬挂在杠杆

A端,当2端未悬挂物体时，杠杆水平平衡，此时细线恰好伸直。己知04:03=1:2,

正方体M的密度为4xl03kg/m3,边长为0.2m。(g取10N/kg)

⑴求M受到的重力；

⑵在图中画出M受到重力的示意图(“O'”点为其重心)；

(3)当B端悬挂一个质量为15kg的重物时，求M对水平地面的压强；

(4)若在2端悬挂重物时，杠杆始终保持水平，求在3端悬挂重物的质量范围。

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攻略五：怎样解滑轮组与压强类问题

【典例剖析】

【典例5】（2024•内蒙古•中考真题）

13.某同学设计了如图甲所示的船只升降实验模型。模型中的船厢A和所盛水的总重为

4N,圆柱形浮筒B底面积为lOOcm?,重为18N。电路中电源电压恒定，a为定值电阻，压

敏电阻尺（表面绝缘，厚度不计）固定于容器C底部，尺上表面面积为50cm2,凡阻值随

所受水的压力变化关系如图乙所示。关闭排水阀，向C中注入适量水后关闭进水阀，装置

静止时，测得C中水深为10cm,B浸入水中的深度为8cm（未浸没），闭合开关S,止匕时电

流表示数/尸20mA；再次打开进水阀，向C中缓慢注入一定质量的水，浮筒B上升，使A

下降60cm,稳定后，B浸入水中的深度仍为8cm,电流表示数A=12mA。不计绳重和摩擦,

水的密度/产LOxl()3kg/m3,g取10N/kg。求:

（1）B浸入水中的深度为8cm时所受的浮力；

（2）动滑轮的重力；

（3）C中水深为10cm时当所受水的压力；

（4）&的阻值。

【变式演练】

【变式5-1]（2024•河北石家庄•一模）

14.工人师傅用如图所示的滑轮组将货物A提升到高处，已知每个滑轮质量相同。工人重

650N,双脚与地面接触的总面积为500cm2。工人师傅在20s内把900N的货物A匀速提高

T2m,在此过程中，拉力所做的功是2400J（不计绳重及滑轮轴处的摩擦）。求：

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(1)滑轮组的机械效率；

⑵该装置中动滑轮的重力G动；

(3)匀速提升货物A时工人师傅对地面的压强。

【变式5-2](2024・四川资阳•一模)

15.新冠疫情期间，为更好的收治重症患者，武汉市集结了约4万名建设者，仅用10天左

右时间就使火神山、雷神山医院成功交付使用，再次让世界见证了“中国速度”。如图所示,

工人用滑轮组装置沿水平轨道运送建筑工件，用力厂拉绳使工件沿水平轨道匀速运动的速

度v=0.2m/s,经Z=20s将工件送到目的地。已知工件的质量M=500kg,与轨道的接触面积

S=0.8m2,运动过程中所受阻力/是重力的0.2倍；若滑轮组的绳保持竖直方向，不计绳重和

滑轮与绳间的摩擦，滑轮组装置的机械效率〃=80%,取g=10N/kg。求：

(1)工件在轨道上匀速前进时对轨道的压强p；

⑵工人拉力厂做功的功率尸；

(3)动滑轮的质量加。

03中考练场

(2024•西藏・中考真题)

16.建筑工地上工人用如图所示的装置提升重为760N的物体。在拉力尸作用下，物体在

8s内竖直匀速上升了2m。如果动滑轮重为240N,不计绳重和摩擦。求：

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/777777777Z

(1)物体上升的速度;

(2)滑轮组的有用功；

(3)滑轮组的机械效率。

(2024•内蒙古呼和浩特・中考真题)

17.杠杆是一种让人类突破自身力量极限的简单机械。如图所示，。/长20cm,08长

120cm,张宇同学竖直下压8端，重物被竖直匀速顶起10cm,已知重物质量为270kg,求:

(1)若不计杆重和摩擦，上述过程在8端施加多大的力；

(2)若实际使用600N的力，则这个过程的机械效率。

(2024•江苏镇江•中考真题)

18.如图1所示，用动滑轮将重力为5N的木块匀速提升1m,所用拉力厂为4N。

图1图2

(1)求此过程中的有用功。

(2)求该动滑轮的机械效率。

试卷第11页，共16页

(3)将木块取下放置于水平地面上，如图2所示，木块底面积为0.0In?,求木块对地面的压

强。

(2023•山东青岛•中考真题)

19.“国之重器”中的起重船在我国很多伟大的工程中发挥着重要作用。起重船的工作就是将

重物起吊移至指定位置。如图甲所示，一艘起重船自身质量"“=100003要吊装的重物质量

mj=1000to(取g=10N/kg,p^=1.0><103kg/m3)

(1)起重船带着重物一起漂浮在水面上时，排开水的体积是多少？

(2)起重机将该重物匀速提升了30m,它的电动机所做的功是7.5xl08j,则起重机的机械

效率是多少？

(3)为了防止起重船吊装重物时发生倾斜，在起重船的船体两侧建造了由许多小舱室组成

的水舱。起重船吊起重物后，就通过抽水机将一侧水舱里的水抽向另一侧水舱来保持起重船

平衡，示意图如图乙所示。

小海设计了一种用力传感器感知抽水量的长方体水舱模型，其底面积为2m2,示意图如图丙

所示，其中A是固定的力传感器，能够显示B对它的压力或拉力的大小；B是质量和体积

均可忽略的细直杆，B的上端固定在A上，下端固定在物体C上；物体C是质量为20kg、

高度为2m的圆柱体。水舱中装有4.2m3的水，抽水机将水抽出的过程中，力传感器示数尸

的大小随抽出水的体积「变化的图象如图丁所示。当力传感器示数为0时，剩余的水对舱

底的压强是多少？

甲

(2023•内蒙古呼和浩特・中考真题)

试卷第12页，共16页

20.人类在漫长的历史长河中，创造了各种各样的工具，以无穷的智慧弥补了人类有限的力

量，使工作更省力、更便捷，这些工具统称为机械。杠杆便是其中最简单的机械之一。如图

所示，是一根长为1.6m的不计质量的杠杆，可以绕。点转动，在距。点0.4m的8端

悬挂一质量为90kg,边长为30cm的匀质正方体合金块M,杠杆恰好在水平位置平衡。求:

（1）合金块M的密度为多少kg/n?；

（2）/端施加的竖直向下拉力工的大小。

2AM

（2023•黑龙江大庆•中考真题）

21.新时代中国科技飞速发展，激发了广大学生学习和研究的热情。某兴趣小组在实验室中

模拟深水打捞过程。装置如图甲所示，A为封闭的圆柱金属罐，横截面积S为250cm2,B

滑轮重力为50N,横截面积为2s的圆柱槽中装有某种未知密度的液体。现将金属罐A从槽

底匀速捞起，在向上捞起过程中，绳索拉力7与金属罐底面到槽底的距离h关系如图乙所示,

图丙为金属罐顶面刚到液面的位置，图丁为金属罐底面离开液面的位置（已知g=10N/kg,

不计绳重和摩擦及液体的阻力，不计物体表面附着液体的影响，捞起过程中金属罐不与槽侧

壁接触）。求：

（1）〜鱼过程中滑轮组的机械效率;

（2）金属罐A浸没在液体内部时受到浮力的大小;

（3）金属罐A在厉位置时液体对容器底部的压强。

（2023•辽宁大连•中考真题）

22.将重力为1680N的建筑材料放在工地的水平地面上，与地面的接触面积为0.4n?。用如

图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升了3m,滑轮组的机械效率是84%。试求：

试卷第13页，共16页

(1)将建筑材料放在地面上时，对地面的压强是多少？

(2)滑轮组做的有用功是多少？

(3)电动机对钢丝绳的拉力尸是多少？

(2023•黑龙江绥化•中考真题)

23.水平桌面上有一个底面积为200cm2的圆柱形容器，容器中水的深度为15cm。如图所示，

用细线将一质量忽略不计的杠杆悬挂起来，把质量为0.3kg的物体A用细线悬挂在杠杆C

处，再把体积为400cm3的物体B(不吸水)用细线悬挂在杠杆。处，当物体B浸没在水中

静止时，杠杆恰好在水平位置平衡，此时C、。两点到支点。的距离分别为10cm、15cm。

求：

(1)物体B受到的浮力；

(2)物体B浸没在水中静止时，水对容器底部的压强；

(3)细线对物体B的拉力及物体B的密度。

(2023•四川广元•中考真题)

24.如图所示，某工人利用滑轮组将一个工件沿水平地面匀速拉动到加工点。拉动过程中,

工人对绳的拉力始终沿竖直方向，工人双脚始终与水平地面接触且接触面积为300cm2。工

人对地面的压强为2.0xl()4pa；此工人的质量为70kg,两个动滑轮的质量共为10kg,绳重、

绳与滑轮之间的摩擦均忽略不计，g10N/kg»求：

(1)工人的手对绳的拉力大小；

(2)工件移动过程中，地面对工件摩擦力的大小；

(3)滑轮组在此次工作中的机械效率。

试卷第14页，共16页

25.邛海湿地公园湖边的一个圆台形花岗石墩（形状如图甲）不慎落入1.9m深的湖底，该

石墩的上表面积为0.9nf,下表面积为0.4m2,高为0.9m,质量为1.482/。工人师傅用起重

机将其匀速吊出水面，起重机的功率为440W。石墩从刚好脱离湖底上升到上表面与水面相

平共耗时50s（如图乙）。花岗石密度夕石=2.6xl（）3kg/m3,不考虑石墩在水中运动受到的阻

力。求：

（1）石墩的体积；

（2）石墩上升过程中，起重机的效率；

（3）若起吊前石墩与平整的湖底紧密接触（如图丙），湖底对石墩的支持力。

（2023•重庆•中考真题）

26.图甲是《天工开物》里记载的一种捣谷的舂，“横木插碓头，硬嘴为铁，促踏其末而舂

之“。若碓头质量为20kg,不计横木的重力和转动摩擦，捣谷人双手与扶手之间的作用力为

0。

（1）求碓头的重力；

（2）碓头竖直下落0.5m,用时0.4s,求重力做功的功率；

（3）质量为72kg的捣谷人，左脚与地面的接触面积为200cm"当他右脚在8点用最小力

试卷第15页，共16页

踩横木使其刚好转动时，示意图如图乙，已知0408=3:2,求人左脚对地面的压强。

试卷第16页，共16页

1.(1)4xl0-3m3；(2)44N；(3)20N,竖直向下；(4)33N

【详解】解：（1）根据夕=，可得，汲卤筒实心部分的体积为

2.4kg

=4xl03m3

p0.6xl03kg/m3

（2）根据阿基米德原理可得，汲卤筒浸没在盐卤水中时受到的浮力大小为

/=矗卤水gO=/；卤水g「=LlxlO'kg/n?xlON/kgx4xlO-,m3=44N

（3）汲卤筒的重力为

G=mg=2AkgxlON/kg=24N

小于浮力，汲卤筒浸没在盐卤水中静止时，处于平衡状态，受到平衡力作用，此时竹条对它

所施加力为压力，故有

耳孚=G+七

所以竹条对它所施加力的大小为

F&=耳孚-G=44N-24N=20N

方向与重力方向相同，为竖直向下。

（4）盐卤水对阀门的压强为

夕=「盐卤水g〃=1.1x103kg/m3x1ON/kgx2m=2.2x104Pa

根据〃=与可得，盐卤水对阀门的压力为

F'=pS=2.2x104Pax30x10«m2=66N

单向阀门相当于一个杠杆，根据杠杆平衡条件可知，当顶开阀门的力作用在与。点关于圆

心对称的点上时，此时动力臂最大，阻力与阻力臂的乘积不变，动力最小，有

F"x2r=F'xr

所以将阀门刚好顶开的力最少为

F„=£xr=66N=33N

2r2

答：（1）汲卤筒实心部分的体积为4xl（y3m3；

（2）汲卤筒浸没在盐卤水中时受到的浮力大小为44N；

（3）汲卤筒浸没在盐卤水中静止时，竹条对它所施加力的大小为20N,方向为竖直向下；

（4）取出装满盐卤水的汲卤筒后，在竖直状态下，要将阀门刚好顶开至少需用33N的力。

2.（l）280N

答案第1页，共23页

（2）2x10—

（3）12000Pa

【详解】（1）桶装满水时，水的重力为

G水=机水g=夕水匕赭=1x103kg/m3x2.8xlO-2m3xlON/kg=280N

（2）空桶在井中漂浮时，浮力为

^¥=Gtt=20N

则桶排开水的体积为

F售20N

噎==2xl0-3m3

水glxl03kg/m3xION/kg

（3）根据杠杆平衡条件，则有"xO/=%xOB,则用桔棒将装满水的桶提出水面后，桔

棒处于水平平衡状态时，8端受到的拉力为

守"NX.180N

则人受到的拉力为

%=G水+G桶-4=280N+20N-180N=l20N

则人对地面的压强为

F_G人+F拉480N+120N

P==12000Pa

3=-S0.05m2

3.(l)lxl0~4m3

(2)4.9N

(3)l.lxl03kg/m3

【详解】（1）由G=mg可得，合金块的质量

G6N

m=——=0.6kg

gION/kg

由p=^可得，合金块的体积

0.6kg

V=—==lxl0-4m3

p6xl03kg/mT

（2）设4点受到绳子的拉力为巴，6点受到绳子的拉力为乙，由受力分析可知，因杠杆

处于水平平衡状态，故由杠杆的平衡条件可得

FAXOA=FDRXOB

答案第2页，共23页

代入数据有

FAx0.Im=0.7Nx0.7m

解得工=4.9N,即杠杆左端N点受到绳子拉力的大小为4.9N。

(3)对合金块受力分析可知，合金块受到向下的重力G,向上的绳子拉力尸，大小等于/

点受到的绳子拉力工=4.9N,向上的浮力因合金块处于平衡状态，由力的平衡可得合

金块所受浮力

%=G-F=6N-4.9N=1.1N

因为合金块浸没在液体中，所以合金块排开液体的体积

^=K=lxlO_4ni3

由4字=0液g喉可得，该液体的密度

=l.lxl03kg/m3

-43

gV910N/kgxlxl0m

4.(1)3000Pa；(2)200N；(3)95%

【详解】解：(1)玻璃缸对地面的压力等于玻璃缸的重力加上水的重力，即

心=6缸+6水=200N+1000N=1200N

则当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强为

(2)将浸没的重物甲缓慢拉离水面后，玻璃缸中水位下降了5cm,则重物甲排开水的体积

曝=SAh=0.4m2x0.05m=0.02m3

重物甲浸没在水中时所受的浮力为

F谆=夕水g%=1.0xl()3kg/m3xlON/kgxO.O2m3=200N

(3)先做出绳/C拉力的力臂如图，直角三角形AD。中，ZA=3O°,OD=^OA,B

是。/的中点，=OB=OD

答案第3页，共23页

根据杠杆平衡条件

FAXOD=FBXOBFB^FA,绳子AC能承受的最大拉力K=620N,5点最大拉力a=620N；

滑轮组绳子的最大拉力

%=1x（620N-20N）=200N

〜=；（G物+G动）

物体最大重力

G物=2月*-G动=2x200N-20N=380N

滑轮组的最大机械效率

物巾=X=95%

G物f+G动380N+20N

答：(1)当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强3000Pa；

(2)重物甲浸没在水中时所受的浮力200N；

(3)滑轮组的绳子不会断裂，当NCAO=30。时，杆0A刚好水平，若绳子AC能承受的最

大拉力K=620N时，利用此装置将重物拉离水面后缓慢上升过程中的最大机械效率是95%o

5.(1)18OOJ

(2)90N

(3)1.8x103kg/m3

【详解】(1)由图可知，3段绳子承重，物体在空中上升2m,小雨做的功为

%=Fs=300Nx3x2m=l800J

(2)则物体在空中上升2m所做的有用功

W^=77%=1800Jx90%=1620J

由少=G〃可得，物体的重力

答案第4页，共23页

G=&=胆工81ON

h2m

不计绳重、摩擦，根据尸=各士9，可得动滑轮重力为

n

G动=3尸-G=3x300N—8ION=90N

(3)在物体露出水面之前他所用拉力

尸=g(G+G动一4字)

则物体受到的浮力

4字=G+G轮一3尸'=81ON+90N-3xl50N=450N

根据%=夕液g%可得，物体的体积

450N

=0.045m3

l.OxlCP馆/nfxlON/炫

物体的质量

G810N

m=—=-------=--8--kg

gION/kg

则物体的密度

m81彷

p=­=1.8x103彷/m，

V0.045m3

6.(l)2.5xl03kg/m3

(2)5xlO4Pa

(3)1X104N

(4)7.5X103N

【详解】(1)由图可知，物体从50s物体开始露出水面，60s时物体下表面离开水面，则物

体的边长为

L=S2=v\t2=0.1m/sx(60s-50s)=Im

实心正方体物体的体积为

V=I}=(Im)3=Im3

物体的密度为

%=2.5x*kg=25xl03k/m3

VIm3

(2)物体未拉动时物体上表面所处的深度为

答案第5页，共23页

h=s,=vtt=0.Im/sx50s=5m

物体上表面受到的压强大小为

p=p水gh=1.0xl03kg/m3xl0N/kgx5m=5x104Pa

(3)物体浸没时排开水的体积为

=1m3

则浮力为

333

F浮=p7^gV^=1.0x10kg/mxlON/kgxlm=IxlO'N

(4)物体上表面未露出水面前，动滑轮对物体的拉力为

7^=2.5xl03kgxl0N/kg-lxl04N=1.5xl04N

不计动滑轮的重力、摩擦及水和空气对物体的阻力，则绳端的拉力

F=-F^=-xl.5xlO4N=7.5xlO3N

2拉2

7.(l)5xl04kg

(2)80%

(3)2.5xlO4W

【详解】(1)由题知

AC:CD=2：］

由杠杆平衡条件得

mgxAC=MgxCD

即

M=2m=2pV—2x2.5xl03kg/m3xl0m3=5xl08kg

(2)由图可知

n=3

当G离开水面前

%=%=l0m3

沉管G受到的浮力为

耳孚=0水8喉=1.OxlO3kg/m3xlON/kgxlOm3=lxlO5N

沉管G的重力为

答案第6页，共23页

G=pVg=25x103kg/m3xlOm3xlON/kg=2.5xlO5N

则滑轮组的机械效率为

GF

〃=坛x100%=(G-/"xioo%=*100%=~»x100%=2$><10飞-1*103*1QQ%=§0%

4

W&FsFxnhnF3x6.25xlON

(3)自由端移动的速度为

v~~HVQ~~3x0.5m/s=0.3m/s

忽略其他物体的质量和摩擦，离开水面后自由端的拉力为

EG2,5X105N

F=—=-------------

n3

则起重电机的功率为

P=F,v=2-5x10NxO.3m/s=2.5xlO4W

3

8.(1)1.5xlO3kg,4.5xlO3kg；(2)5xl03N,40s

【详解】解：(1)若在。点用止匕“塔吊”能起吊起重为1.5X104N的货物，则此货物的质量为

G1.5X1Q4N

=1.5xl03kg

g1ON/kg

由杠杆平衡条件可得

GXOC=FDXOD

加配x1ON/kgx10m=1.5xl04Nx30m

解得

加配=4500kg

(2)由图可知动滑轮上绳子股数为2,绳端移动的距离

s=nh=2x20m=40m

则钢丝绳上水平拉力

=-X104N=5X103N

2物2

拉力做的功

J7=F5=5000Nx40m=2xl05J

电动机工作时间

答案第7页，共23页

W_2xlO5J

=40s

P-5X103W

答：(1)此货物的质量为1.5xl()3kg,C端配重体的质量为4.5xl()3kg；

(2)电动机对滑轮组钢丝上水平拉力尸的大小为5xl()3N,电动机工作的时间为40S。

9.⑴2个；(2)①90%；②640N

【详解】解：(1)由杠杆平衡条件JU2可得

FI-OA=F2'OB

则

2J°°°NX1=500N

OB2

木棒水平平衡，沙袋的总重力等于压力，即

G,e=F2=500N

则在B端至少需要放置沙袋的数量

G总=500N

G400N

(2)①因为不计绳重和摩擦，故滑轮组的机械效率

〃=%x100%=———x100%==--—x100%=——x100%=90%

W总Gh+G*G+G动360N+40N

②由图可知，绳子的有效段数/2,因为不计绳重和摩擦，所以绳子自由端的拉力

F=-(G+Gs)])=1x(360N+40N)=200N

则滑轮组对绳AC的拉力

以c=3尸+G定=3x200N+40N=640N

答：(1)在2端至少需要放置2个沙袋；

(2)①滑轮组的机械效率为90%；

②滑轮组对绳AC的拉力为640N。

10.(l)150N

(2)250N

(3)5000Pa

【详解】(1)配重的重力为

G=wig=15kgxlON/kg=150N

(2)杠杆在水平位置平衡，根据杠杆平衡条件则有

答案第8页，共23页

Gx0A=片xOB

则拉力不为

GxOA150Nxlm

耳=二250N

OB0.6m

（3）拉力片=250N,根据相互作用力，小宁同学受到杆的3端对其向上的力E=250N,

小宁处于静止状态，受力分析可得

G/Fz+F；

力的作用是相互的，则小宁对地面的压力等于支持力为

尸=然=G人一£=450N-250N=200N

则小宁同学对地面的压强为

F200N

p=­=5000Pa

S0.04m-T

11.(l)1.5xl03kg/m3

(2)40N

(3)0.9xl03kg/m3

【详解】（1）合金块M的密度为

m12kg_12kg

p=—=1.5xl03kg/m3

V(20cm)3(0.2m)3

（2）由杠杆平衡条件可知

FAxOA=GMxOB

则

_GXOB_mgxOB_12kgxlON/kgx0.4m

MM=40N

OAOA1.6m-0.4m

（3）若将M完全浸没在某种液体中，杠杆仍在水平位置平衡，此时/端施加的竖直向下的

拉力F\=16N,则

F，AxOA=(GM_E浮)XOB=(mMg_F浮OB

即

16Nx1.2m=(12kgx1ON/kg-4孚)x0.4m

答案第9页，共23页

解得%=72N。将M完全浸没在某种液体中，M排开液体的体积等于自身体积，由公式

/=。液8喉可知，该液体的密度为

_//_72N

=O.9xlO3kg/m3

g除Fg^M10N/kgx(0.2m)3

(3)500Pa

(4)0〜16kg

【详解】(1)M的体积为

r=Z3=(0.2m)3=0.008m3

根据夕=彳可得，M的质量为

m=pV=4x103kg/m3x0.008m3=32kg

根据G=〃?g可得，M受到的重力为

G=mg=32kgxl0N/kg=320N

(2)重力的方向为竖直向下，因此在正方体M的重心向竖直向下的方向画出一条线段，在

末端回上箭头，大小为320N,用符号G来表不，如图所不：

(3)当3端悬挂一个质量为15kg的重物时，8端受到的拉力为

FB=G'=m'g=15kgxl0N/kg=l50N

答案第10页，共23页

根据杠杆平衡条件可得

FAxOA=FBxOB

所以Z端受到的拉力为

口FXOB150NX2

F.=-B---------=-----------=3OON

“OA1

根据物体间力的作用是相互的可知，正方体M受到细线的拉力为

七方=300N

对M受力分析可知，其受到竖直向下的重力、地面对其竖直向上的支持力以及细线向上的

拉力，则有

与+G=G

所以正方体M受到的支持力为

支

F=G-F&=320N-300N=20N

根据物体间力的作用是相互的可知，正方体M对地面的压力为

生=9=20N

受力面积为

S=Z2=(0.2m)2=0.04m2

F

根据，=《可得，M对水平地面的压强为

p=^=2°N=500Pa

S0.04m2

(4)根据题意可知，当M刚好被提起即对地面的压力为。时，8端所挂的重物质量最大,

由此可知，此时/端受到的拉力为

E=G=320N

根据杠杆平衡条件可得

FAAxOA=FDRxOB

此时5端受到的拉力为

“，FXOA320Nxl

F=-A------=-----------=160N

BROB2

所以，在8端悬挂重物的最大重力为

答案第11页，共23页

G大=R=160N

根据G=mg可得，在B端悬挂重物的最大质量为

由于当8端未悬挂物体时，杠杆45水平平衡，所以5端所挂重物的最小质量为0kg,所以,

在B端悬挂重物的质量范围是0〜16kg。

13.(1)8N

(2)2N

(3)5N

(4)60。

【详解】(1)当B浸入水中的深度为8cm时，浸入水中的体积

降营=腺水下=