中考物理力学综合计算题含答案
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1、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v1匀速提起质量为m1的建筑材料时,滑轮组的机械效率为η1,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η2,卷扬机拉力的功率为P2。
若η2-η1=5%,P1: P2=2:3,m1=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:(1)提起质量为m1的建筑材料时卷扬机对绳的拉力F1;(2)两次工作过程中,建筑材料上升的速度v1与v2之比。
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v1匀速上升时,卷扬机对滑轮组绳端的拉力为F1,天车对卷扬机的支持力为N1,拉力为F1的功率为P,滑轮组的机械效率为η;当卷扬机通过滑轮组提升质量为80kg 的玻璃并使玻璃以速度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N2。
已知拉力F1所做功随时间变化的图像如图22乙所示,卷扬机的质量为120 kg,滑轮A、B的质量均为4kg,3v1=5v2,η=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:(1)P的大小;(2)v2的大小;(3)N1与N2的比值。
图31建筑材料卷扬机乙240W/J4807209600t/s1.02.00.5 1.5卷扬机ABC玻璃吸盘甲图22天车解:(1)由题中W -t 图像解得P =2s960J=t W =480W …………………(2分)(2)根据η =%75W480N 600111=⨯===v P gv m PP W W 有总有………………………(1分) 解得:v 1 =0.6m/s 已知:3v 1=5v 2解得:v 2=0.36m/s ……………………………………………………………(1分)(3)设动滑轮C 所受重力为G 0,卷扬机提升60kg 玻璃时,滑轮组的机械效率为η=75% 所以有 η =%753B 011=++=gm G g m gm W W 总有,代入数据解得G 0=80 N ………(1分) 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5(1)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。
中考物理一轮复习力学热学综合计算题练习二有答案和解析1.某柴油叉车,其水平叉臂的总面积为0.2m2,如图甲所示,某工作中,叉车托着质量为1380kg、底面积为1.2m2的货物,如图乙所示,10s内托着货物水平移动了5m,然后将货物匀速举高2m,求:(1)货物对叉臂的压强。
(2)在整个过程中,叉车对货物做功的功率。
(3)若柴油机的效率为30%,此次叉车举高货物时需要完全燃烧多少千克柴油?(柴油热值q=4.6×107J/kg )2.如图所示是一款新型四轮沙滩卡丁车,其满载时的质量为600kg,每个车轮与沙滩接触的面积为500cm2,卡丁车满载时在水平沙滩上匀速直线运动,10min行驶6km,它的发动机功率恒为11.5kW。
(1)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时,它对沙滩的压强为多少帕?(2)此次行驶中卡丁车所受的阻力为多少牛?(3)该卡丁车以汽油为燃料,若在这次行驶中消耗汽油0.6kg,求该卡丁车汽油机的效率。
(q汽油=4.6×107J/kg)3.我国自主研发的某品牌汽车进行技术测试,已知该车在某段长1.2km的水平路面做匀速直线运动,用时40s,汽车在行驶过程中受到的阻力为400N,汽车在此过程中发动机热机效率为48%,汽油的热值q=4.6×107J/kg。
在该段测试过程中:(1)汽车的功率为多少?(2)燃烧了多少汽油?(计算结果保留两位小数)4.一辆汽车为某高速公路做通车测试。
汽车以120km/h的速度匀速通过60km的水平路段,消耗汽油3kg,发动机的效率是30%.求:(g取10N/kg,汽油的热值q=4.6×107J/kg)(1)汽车行驶时间;(2)汽油完全燃烧释放的热量;(3)汽车牵引力做功的功率。
5.如图所示是利用5G网络实现远程驾驶的汽车,其质量为1.5t,车轮与地面接触的总面积为750cm2,该车在水平路面上匀速直线行驶13.8km,用时10min,消耗汽油2kg,这一过程中汽车发动机的输出功率为46kW.求:(汽油热值为q汽=4.6×107J/kg,g取10N/kg)(1)汽车静止在水平地面上时,对地面的压强。
中考物理总复习《力学综合计算题》专项测试题(附带答案)学校:___________班级:___________姓名:___________考号:___________1.汽车遇到意外情况时紧急停车要经历反应和制动两个过程,汽车在反应过程做匀速直线运动,在制动过程中做减速直线运动,如图所示,若汽车以108km/h速度行驶,制动距离为60m,制动时间为4s,求:(1)司机正常反应时间为0.2s,则从发现紧急情况到开始刹车,反应距离为多少米?(2)从开始刹车到停止,汽车行驶的平均速度为多少?(3)若汽车经落石区域路段时仍以108km/h的速度行驶,司机发现前方80m处有一块巨石横在路面,若司机疲劳驾驶后会导致反应时间延长0.8s,问汽车是否能安全停车?2.小明用滑轮组提升物体,绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图线a所示,物体上升的高度随时间变化的关系如图线b所示。
已知物体的质量为500g,物体与地面的接触面积为100cm2,所用动滑轮的总重为1N,绳子自由端的拉力F为2N。
(g取10N/kg)在0~2s的过程中,求∶(1)拉力F的功率;(2)滑轮组的机械效率;(3)若不计绳重及摩擦,小明用1N拉力拉绳子时,物体对地面的压强。
3.如图所示,底面积为2100cm的圆柱形容器内盛有一定量的水,将一重力为6N的木块A 放入水中,静止后A露出水面部分是木块总体积的五分之二,再将合金块B放在木块A的上方,静止后A露出水面部分是木块总体积的五分之一,求:(1)单独将木块A放入水中,木块A受到的浮力大小;(2)木块A的体积;(3)放上合金块B后,水对容器底部的压强增加了多少。
4.工人用如图所示的滑轮组运送建材上楼,每次运送量不定,滑轮与钢绳间的摩擦力及绳重忽略不计。
若某一次工人将重800N的建材匀速竖直向上提升了6m,所用的拉力为300N 工人的体重为600N。
求:(1)动滑轮的重力;(2)当所运送建材的重为1100N时,工人作用在绳子上的拉力;(3)工人用此滑轮组运送建材时,最大的机械效率是多少。
中考压轴练习之力学的综合计算1、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3.5×103kg/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=1800N.(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?(2)动滑轮重多少牛?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,滑轮组的机械效率将如何变化,并分析原因.2、2015年10月5日考古学家在黄海海域发现甲午海战沉船“致远舰”的消息轰动了整个考古界,随着水下考古工作的进行,一些重要文物近日陆续出水重见天日,关于这艘在海水中沉睡了120余年的战舰是如何被打捞起的谜题也逐步解开.现某课外活动小组,照此设计了如图所示的简单机械,模拟打捞沉船,实验中用实心立方体A代替沉船,已知A的体积为0.1m3,质量为280kg(设整个过程A均为匀速直线运动状态,忽略钢缆绳重及滑轮摩擦,不考虑风浪,水流等因素的影响)(1)A完全浸没在水中时受到的浮力是多大?(ρ水=1.0×103kg/m3)(2)若A完全浸没在水中时,滑轮组的机械效率为60%,那么A完全打捞出水面后,岸上钢绳的拉力F为多大?(3)若A完全打捞出水面后,以0.1m/s的速度被匀速提升,求岸上钢绳拉力F 的功率.3、为了营救落入井中的叶子姐姐,小雨找来一只圆柱形木桶,当空木桶放入水中漂浮时,桶底所受水的压强为500Pa.通过如图滑轮组将空木桶匀速缓慢地放入井中,已知木桶的底面积为0.2m2,动滑轮重30N.(不计绳重和摩擦)(1)木桶底部受到的水的压力多大?(2)在桶入水前,滑轮组的机械效率多大?(3)叶子姐姐爬进水桶中,为了安全起见,小雨用75N的力拉着绳子使木桶保持静止,此时木桶浸入水中的深度为0.25m.小雨用力将木桶拉出水面,使木桶在空中匀速上升到达井口,将叶子姐姐救上来.已知小雨的体重为500N,两脚与地的接触面积为0.04m2,求木桶离水后在上升过程中,小雨对地面的压强.(画出小雨受力的示意图)中的物体A匀速上升时,滑轮组的机械效率为80%;当物体A离开水面后,以0.1m/s的速度匀速上升时,电动机的功率为P,已知物体A的体积V=0.2m3,质量m=0.5t,不计绳重、滑轮轴摩擦及水的阻力,g取10N/kg.求:(1)动滑轮重G动;(2)电动机的功率P.5、如图所示,是一个健身器示意图.配重物A重力350N,底面积5×10﹣2m2,动滑轮重20N,杠杆的OC=3OB,杠杆和细绳重及装置间摩擦力均忽略不计.当质量为60kg的小明通过细绳在B点施加竖直向下150N的拉力时,求:(1)物体A对地面的压强多大?(分别画出物体A和小明的受力示意图)(2)当小明通过细绳在B点施加一个竖直向下的拉力使物体A离开地面时,小明对地面的压力多大?(写出该小题的解题思路,不用求解)6、某科技小组设计的提升重物的装置如图所示.C都是定滑轮,B 是动滑轮;杠杆DE可绕O点在竖直平面内转动,OD:OE=1:2.小轩的质量为55kg,他通过细绳在E点施加竖直向下的拉力T为150N时,杠杆在水平位置平衡,小轩对地面的压力为F,物体A对地面的压强p为3×103Pa.已知:物体A的质量为100kg,其底面积为5×10﹣2m2,杠杆DE和细绳的质量均忽略不计.求:(1)小轩对地面的压力为F;(2)动滑轮B受到的重力G;(3)小轩通过细绳在E点施加竖直向下的拉力为多大时,物体A对地面的压强恰好为零.密度是3.5×103kg/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=1600N.(不考虑摩擦及水的阻力,g取g=10N/kg)求:(1)工件的质量是多少?工件浸没在水中时,受到的浮力是多少?(2)求动滑轮的重力。
《力学综合题》一、计算题1.如图1所示,小明用弹簧测力计吊着一重为3.2N的实心圆柱体,将它竖直逐渐浸入水中,记下圆柱体下表面浸入水中的深度h和对应的浮力F浮,并画出F浮-h的图象(如图2所示),g取10N/kg。
求:(1)圆柱体的质量;(2)圆柱体浸入水中的深度h=10cm处,静止时弹簧测力计的示数;(3)圆柱体的密度。
2.如图所示,物体A是正方体金属块,边长是20cm,在拉力F的作用下物体A恰好做匀速直线运动.已知,每个滑轮重20N,金属块的密度ρ金=5×103kg/m3,物体A 运动时受到地面的阻力是物体重的0.3倍,在2s内被拖动5m,不计绳重及绳与滑轮、轮与轴之间的摩擦(g=10N/kg).试求:(1)物体A对地面的压强;(2)拉力F做功的功率;(3)该滑轮组的机械效率.(计算结果保留1位小数)3.近年来,独轮电动平衡车深受年轻人的喜爱,如图所示,它采用站立式的驾驶方式,人通过身体的前倾、后仰实现驾驶,如表为某型号独轮电动车平衡车的部分数据,则:(1)该车充满电后,若以最大速度行驶,能行驶的最长时间是多少?(2)质量为50kg的人驾驶该车,在水平地面上匀速行驶。
若所受阻力为总重力的0.2倍,此时该车受到的牵引力是多大?(g取10N/kg)(3)质量为50kg的人驾驶该车时,车对水平地面的压强是多大?4.如图所示,一个瓶子里有不多的水,乌鸦喝不到水。
聪明的乌鸦想,如果衔很多的小石块填到瓶子里,水面上升就能喝到了水。
若瓶子的容积为500mL,内有0.2kg的水。
请你帮乌鸦计算:(1)瓶内水的体积是多少?(2)使水到达瓶口,要放入的石块质量是多少。
(石块密度为2.6×103kg/m3)5.如图所示,某工人重600N,站在水平面上,用100N的拉力向下匀速拉动绳子,提起一浸没在水中体积为1.2×10-2m3,重360N的物体。
(物体始终浸没在水中,且忽略水对物体的阻力,ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)求:(1)已知工人双脚与地面的总接触面积是3×10-2m2,工人没有拉动绳子时对地面的压强;(2)物体浸没在水中时受到的浮力;(3)提起物体时滑轮组的机械效率。
中考物理专题复习《力学综合》测试卷(附参考答案) 学校:___________班级:___________姓名:___________考号:___________一、单选题1.下列关于足球比赛中涉及到的物理知识,分析错误的是()A.踢球时脚会痛,是因为物体间力的作用是相互的B.蹋出去的足球能在空中继续运动,这是由于足球具有惯性C.角球射门延弧线飞行的原因是流体压强与流速关系的结果D.运动员用脚踢球,球飞出去,说明力是维持物体运动的原因2.把一铁块浸没在盛满水的杯中,从杯中溢出10克水,若将该铁块浸没在盛满酒精的杯中,从杯中溢出的酒精的质量为(注:ρ铁=7.9×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3)()A.10g B.8g C.79g D.9g3.下图中没有受到浮力的物体是()A.太空中的中国天和核心舱B.航行中的“辽宁号”航母C.飞行中的“歼20”战斗机D.下潜的“蛟龙号”潜水器4.体育中考前九年级的同学都在认真的加强排球训练,如图排球离开手后,经过A、B、C 三点,到达最高点O,然后下落回到A点。
其中AB段和BC段的距离相等。
若不计空气阻力,下列说法中正确的是()A.上升过程中手对排球的力在做功B.上升过程中动能转化为重力势能C.下落时,重力在BA段的功率比CB段小D.A点的机械能大于O点的机械能5.如图所示,小丽同学撑一把雨伞在雨中行走,当一阵大风吹来,伞面被欣翻,“吸”得严重变形。
下列有关这一现象及其解释正确的是()A.伞面被向下“吸”,伞上方的空气流速小B.伞面被向上“吸”,伞上方的空气流速大C.伞面被向下“吸”,伞上方的空气压强大D.伞面被向上“吸”,伞上方的空气压强大6.如图是“探究水的沸腾”的实验图像,下列说法正确的是()A.在t时=4min时,水开始沸腾B.在t时=6min后停止加热,水温仍会保持100℃C.在实验中,水的沸点是100℃D.实验时,气压值低于1标准大气压7.弹簧测力计竖直悬挂一个圆柱体,圆柱体在水中静止时如图所示。
中考物理力学综合计算题(共17题共18页有答案)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F 1匀速拉绳,地面对工人的支持力为N 1,滑轮组的机械效率为η1;第二次运送货物时,货物质量为90 kg,工人用力F 2匀速拉绳的功率为P 2,货箱以0.1m/s 的速度匀速上升,地面对人的支持力为N 2, N 1与 N 2之比为2:3。
(不计绳重及滑轮摩擦, g 取10N/kg)求:(1)动滑轮重和力F 1的大小; (2)机械效率η1; (3) 功率P 2。
2.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,使栏杆和配重总体的重心位于O 点。
栏杆的P 点安装转轴,转轴与支架C 连结,使栏杆能绕P 在竖直平面无摩擦转动,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F D 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p 1;当他用力F 1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p 2。
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F 2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 端又搁置在支架D 上。
已知AP =OP =1m ,PE =23m ,O 点到栏杆下边缘的距离OE =0.5m ,p 1∶p 2=2∶1,栏杆与配重的总重G 杆=2403N 。
求:(1)F D(2)G 人(3)F 2的最小值,此时F 2的方向。
(计算和结果可带根号)(6分)图243.小文的体重为600 N ,当他使用如图24所示的滑轮组匀速提升水中的体积为0.01m 3的重物A 时(重物始终未出水面),他对地面的压强为8.75×103Pa 。
力学计算题(必考)类型1交通工具类(2010.37)1. (2019甘肃省卷)“节能减排,低碳生活”旨在倡导节约能源和减少二氧化碳排放.李明同学坚持骑自行车上下学,他的质量为50 kg,所骑自行车质量为15 kg.(g=10 N/kg)求:(1)若他在平直公路上5 min内匀速行驶了1 500 m,则这段时间他骑行的速度是多大?(2)若他骑行时的牵引力恒为60 N,则他骑行这5 min内克服阻力做了多少功?(3)若他骑行时自行车两轮与地面总的接触面积为25 cm2,则他骑行时自行车对地面的压强为多少?2. (2019金华改编)2019年4月15日起正式实施电动自行车新国家标准,小金买了一辆按新国标生产的电动自行车(如图),部分参数如表所示.已知小金质量为60千克,假定电动自行车在水平骑行过程中受到的阻力始终为总重的0.08倍.第2题图(1)小金在水平地面骑行时,对地面的压强是2×105 Pa,则轮胎与地面接触的总面积是多少?(2)小金在水平公路上骑电动自行车,匀速行驶10千米过程中克服阻力做了多少功?(3)若小金骑行过程中电动车以最大功率输出,匀速行驶时的车速为多少?3. (2019青岛)一辆大鼻子校车在水平路面上行驶,车和人总质量为8 000 kg,轮胎与地面的总接触面积为0.32 m2.(1)求校车对路面的压强.(2)校车以36 km/h的速度匀速行驶时,柴油发动机的输出功率为50 kW.求此过程中校车受到的阻力.(3)如果校车行驶过程中,司机控制油门,使发动机的输出功率为25 kW,并保持此功率不变继续行驶10 min.这段时间内柴油燃烧释放能量的30%转化为有用机械能,在数值上等于发动机牵引力做的功.求这段时间内发动机柴油燃烧释放的能量.类型2压强、浮力类(10年3考)1. (2018上海)相同的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平桌面上.甲中盛有水,乙中盛有另一种液体,水的质量为5千克.(g取9.8 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)①求甲容器中水的体积V水.②分别从甲、乙两容器中抽出相同体积的液体,下表为抽出液体前后两容器底部受到液体的压强.(a)求抽出液体后甲容器中水的深度h水;(b)问抽出液体前乙容器中液体的质量m液,并说明理由.2. (2019张家口宣化区一模)现有一正方体塑料块,边长10 cm,密度ρ塑料=0.9×103 kg/m3.容器的底面积为400 cm2,将容器放置在水平桌面上,如图甲所示.(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)(1)甲中塑料块对容器底面的压强是多少;(2)往容器中加水,直到塑料块对容器没有压力,求应加水的质量;(3)将塑料块下端用一细线固定于容器底部,继续往容器加水直至塑料块浸没在水中,如图乙所示.然后将细线剪断,塑料块静止后,求剪断细线前后水对容器底压强的改变量Δp.第2题图3. (2019张家口桥西区三模)如图所示,甲、乙分别为实心正方体A和B,已知A为木块(不吸水),其棱长为20 cm,密度为0.5 g/cm3;B为铝块,其质量为2.7 kg,铝的密度为2.7 g/cm3.(g取10 N/kg)(1)物体A的质量为多大?(2)物体B放置在水平地面上时,对水平地面的压强是多少?(3)若将A沿水平方向切去n厘米,按图丙所示方式放置在水中时,A刚好能浸没,求:n的值.第3题图4.如图所示,均匀实心正方体甲、乙放在水平地面上,甲的底面积为4×10-2 m2,质量为16 kg,乙的体积为1×10-3 m3.g取10 N/kg.求:(1)甲对地面的压强p;(2)若将乙叠放在甲的上方中央位置处,乙对甲的压强为p1,若将甲叠放在乙的上方中央位置处,甲对乙的压强为p2,已知p2=4p1.求乙的密度;(3)当甲、乙分别平放在水平地面上时,若分别沿水平方向切去相同的体积V,则求甲、乙对地面压强变化量Δp甲与Δp乙的比值.第4题图6. (2019重庆A卷)小杨选择了两个高度分别为10 cm和6 cm,底面积S A∶S B=1∶3的实心均匀的圆柱体A、B进行工艺品搭建,A、B置于水平桌面上,如图甲所示.他从A的上表面沿水平方向截取高为h的圆柱块,并将截取部分平放在B的中央,则A、B对桌面的压强随截取高度h的变化关系如图乙所示.求:(1)圆柱体A的密度;(2)从A截取h=6 cm的圆柱块平放在B的中央,B对桌面的压强增加量;(3)图乙中a的值.甲乙第6题图6.(2019成都)如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器内水的质量为1 kg,水的深度为10 cm.实心圆柱体A质量为400 g,底面积为20 cm2,高度为16 cm.实心圆柱体B质量为m x g(m x取值不确定),底面积为50 cm2,高度为12 cm.实心圆柱体A和B均不吸水,已知ρ水=1.0×103 kg/m3,常数g取10 N/kg.(1)求容器的底面积.(2)若将圆柱体A竖直放入容器内,求静止时水对容器底部的压强p1.(3)若将圆柱体B竖直放入容器内,求静止时水对容器底部的压强p2与m x的函数关系式.第6题图7.如图甲,一个圆柱体A,底面积和体积分别为20 cm2和2×10-4 m3,将A放在底面积为5×10-3m2的圆柱形容器中(容器足够高),A的质量为0.1 kg.现向容器内缓慢注水.(g=10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3).求:(1)向容器中倒入一定体积的水,待液面稳定后,A受到大小为0.8 N的浮力,求倒入水的体积;(2)继续向容器中倒入质量为280 g的水后A漂浮,待液面稳定后,此时水对容器底部的压强.(3)如图乙所示,若将画斜线部分截取下来并取出(其体积为浸入水中体积的一半),待剩余部分再次静止后,容器底部受到压强减小了多少?第7题图8. (2019遂宁)如图甲,将一重为8 N的物体A放在装有适量水的杯中,物体A漂浮于水面,浸入水中的体积占总体积的错误!,此时水面到杯底的距离为20 cm.如果将一小球B用体积和重力不计的细线系于A下方后,再轻轻放入该杯水中,静止时A上表面与水面刚好相平,如图乙.已知ρB=1.8×103 kg/m3,g=10 N/kg.求:(1)在甲图中杯壁上距杯底8 cm处O点受到水的压强.(2)甲图中物体A受到的浮力.(3)物体A的密度.(4)小球B的体积.第8题图类型3杠杆类(10年3考)1.如图所示,用长为1 m,重为5 N的杆来提升重物,杆可绕O点自由转动,现将重G=50 N的物体用轻绳悬挂在杆的中点处.在杆的右端用竖直向上的拉力F,使杆从水平位置缓慢转至图中虚线位置处,重物从位置①缓慢匀速提升至位置②,拉力F作用点上升的高度为0.2 m.(1)若不考虑杆重和摩擦,根据题述在图中画出①位置力F的动力臂L,并计算力F的大小.(2)若考虑杆重和O处的摩擦,则在题述过程中:①求拉力所做的有用功W有;②若拉力F克服O处摩擦所做的额外功为0.5 J,求拉力F的大小及该装置的机械效率η.(结果保留一位小数)第1题图2. (2019唐山路南区二模)如图所示,一根足够长的轻质杠杆水平支在支架上,OA=20 cm,G1是边长为10 cm的正方体,G2重为20 N.当OB=10 cm时,G1对水平面的压强为2×103 Pa.求:(1)绳子的拉力;(2)正方体G1的密度;(3)现用一水平拉力使G2以5 cm/s的速度向右匀速直线运动,若使G1对地面的压力恰好为零,求需要经过的时间.(g取10 N/kg)第2题图3.(2019唐山路北区二模)如图所示是建筑工地上的起重机示意图.起重机的电动机功率为3×103 W,当它把质量为1t的重物匀速提起24 m时,用时100 s.(g=10 N/kg)求:(1)在这段时间内起重机提起重物做功的功率是多少?机械效率是多少?(2)若起重机AB长为20 m,吊起重物时B端的配重质量为4t,为使起重机不翻倒,则OB长为多少?(不计摩擦和起重机自重)第3题图4.如图是踩踏式翻盖垃圾桶的图片.若桶盖质量为500 g,是质量分布均匀的方形,桶盖重力作用点在重心,重心在方盖的几何中心.脚踏杆AO1=10 cm,O1B=18 cm,连接杆O2C =5 cm,桶盖O2E=60 cm.(g取10 N/kg,BC杆竖直)求:(1)画出桶盖的阻力臂.(2)若要把桶盖顶起,脚掌对踏板的压力至少为多大?(3)将桶盖翻开30°时,桶盖克服重力做了多少功?第4题图类型4滑轮类(2013.37,2012.37)1. (2019石家庄28中一模)搬运工人站在水平高台上,用如图所示的滑轮组匀速竖直向上提升重物,不计绳重和摩擦,工人的重力为640 N,与地面接触的总面积为4×10-2 m2,提升时间为20 s,重物上升高度为2 m.求:(1)若拉力F的大小为150 N,则拉力的功率为多少;(2)若上述过程中所提货物重力为360 N,则滑轮组的机械效率为多少;(3)若仍用该滑轮组提升另一货物,当提升过程中该工人对高台的压强为2.0×104 Pa,则所提升货物的重力为多少.第1题图2.如图所示,A、B物块的质量分布均匀,长度分别是a、b,重力分别是G A、G B;A、B两长方体底面积S A∶S B=3∶2,滑轮下的绳子挂在两物体结合部位恰好A、B水平静止,且在拉力F=62.5 N作用下匀速竖直向上运动,滑轮的机械效率η=80%.求:(1)A、B两物块的总重力G0;(2)若G A=60 N,则a∶b的比值是多少;(3)A、B两物块的密度ρA∶ρB的比值是多少.第2题图3.(2019保定一模)如图所示,是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图,已知井深10 m,物体重G=4.2×103 N,汽车重G车=3×104 N,汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103 N,汽车受到的阻力为车重的0.05倍.请计算:(1)若汽车运动的速度为1.2 m/s,则物体由井底拉至井口,需要多长时间?(2)滑轮组的机械效率是多少?(3)若汽车发动机效率为25%,则将物体拉至井口需消耗多少汽油?(汽油的热值为4.2×107 J/kg)第3题图4. (2019河北定心卷)为改善老旧住宅楼的保温效果,某小区开展“暖房子工程”,如图为施工现场使用的提升装置,现需要将物体A运送到施工楼层,A与地面的接触面积为0.14 m2,当绳端未施加力时,物体A对地面的压强为3 000 Pa.用滑轮组匀速提升物体A时,滑轮组的机械效率是84%(不计绳重和摩擦,g=10 N/kg).求:第4题图(1)物体A的质量m A.(2)动滑轮的重力.(3)用此滑轮组使物体A以0.2 m/s的速度匀速上升,在5 s的时间内,拉力做的功是多少?5.(2017保定莲池区二模)用如图所示的装置运送建筑材料A.在电动机对绳子的拉力F的作用下,使重800 N的建筑材料A在50 s的时间里,匀速竖直上升了10 m.在这个过程中,电动机对绳子拉力做功的功率为200 W,动滑轮的效率与整个装置的效率之比η1∶η2=5∶4,绳重忽略不计.(g取10 N/kg)求:第5题图(1)电动机对绳子的拉力做的功;(2)运送建筑材料A的过程中,电动机消耗的电能;(3)若质量为100 kg电动机与钢架的接触面积为0.05 m2,求电动机对钢架的压强.6.(2019河北逆袭卷)工人用如图甲所示的滑轮组利用箱子运送建材上楼,已知箱子重为50 N,每次运送量不定,滑轮组的机械效率随建材重量变化的图像如图乙所示,不计绳重及摩擦,人的重量为750 N,双脚的总面积500 cm2(g取10 N/kg).(1)若某次运送建材的质量为10 kg,求此时的拉力是多少?(2)若工人在1 min内将建材匀速竖直向上提升了12 m,作用在钢绳上的拉力为200 N,拉力做功的功率是多大?(3)当滑轮组的机械效率为60%时,人对地面的压强为多少?类型5斜面类(2016.37)1.如图所示,斜面的倾角为30°,高度h=2 m.某人沿斜面向上用F=400 N的力,将质量m=50 kg的物体向上匀速拉至斜面顶端.(g=10 N/kg).求:(1)拉力所做的有用功;(2)该斜面的机械效率;(3)物体在斜面上受到的摩擦力.第1题图2. (2019定州二模)如图所示,建筑工人通过滑轮装置将质量是100 kg、底面积为0.1 m2的物件沿光滑斜面由底端匀速地拉到顶端,工人所用的拉力F始终与斜面平行,斜面长是10 m,高为5 m,物件对斜面的压强为8 660 Pa,不计绳重及滑轮与绳之间的摩擦,g取10 N/kg,求:(1)物件对斜面的压力F压;(2)若工人所用拉力F的大小为312.5 N,求此时装置的机械效率和动滑轮的重力;(3)若某工人的拉力最大为500 N,则他能拉起最大重力为多少N的物体.第2题图力学计算题答案及解析类型1 交通工具类1. 解:(1)骑行的速度为v =s t =1 500 m5×60 s=5 m/s(2)因自行车在平直公路上匀速行驶,故自行车受到的阻力为f =F =60 N 李明克服阻力所做的功W =fs =60 N ×1 500 m =9×104 J(3)骑自行车行驶时对地面的压力F =G =(m 1+m 2)g =(15 kg +50 kg)×10 N/kg =650 N 自行车与地面总的接触面积S =25 cm 2=2.5×10-3 m 2李明骑自行车行驶时对地面的压强p =F S =650 N2.5×10-3 m 2=2.6×105 Pa2. 解:(1)骑行的电动车对地面的压力为F =G =mg =(40 kg +60 kg)×10 N/kg =1 000 N 骑行的电动车对地面的压强为2×105 Pa ,则受力面积为S =F p =1 000 N 2×105 Pa =5×10-3 m 2=50cm 2(2)W =Fs =fs =0.08Gs =0.08×1 000 N ×10×103 m =8×105 J(3)由(2)可知小金骑行过程中所受的牵引力为F 牵=0.08G =0.08×1 000 N =80 N 由v =s t ,P =W t ,W =Fs 可得P =F v ,则v =P F 牵=400 W 80 N =5 m/s3. 解:(1)校车对路面的压力F =G =mg =8 000 kg ×10 N/kg =8×104 N 校车对路面的压强为p =F S =8×104 N 0.32 m2=2.5×105 Pa (2)由P =W t =Fs t =F v 得,牵引力F =P v =5×104 W363.6 m/s =5×103 N由于校车匀速行驶,所以f 阻=F =5×103 N (3)由题意可知,η=WQ 放×100%=30%这段时间内发动机柴油燃烧释放的能量Q 放=W 30%=Pt 30%=25×103 W ×10×60 s30%=5×107 J类型2 压强、浮力类1. 解:①甲容器中水的体积V 水=m 水ρ水=5 kg 1.0×103 kg/m3=5×10-3 m 3 ②(a)水的深度h 水=p 水ρ水g =980 Pa1.0×103 kg/m 3×9.8 N/kg=0.1 m (b)m 液=m 水=5 kg理由:两容器底面积S 相等,抽出液体前两容器底部受到液体的压强均为1960 Pa ,根据F =pS ,可知两容器底部受到液体的压力F 相等.圆柱形容器相同,则两液体受到的重力G 相等,m =Gg ,即两液体的质量相等,即m 乙=m 水=5 kg.2. 解:(1)塑料块的体积:V =(0.1 m)3=1×10-3m 3质量:m =ρ塑料V =0.9×103 kg/m 3×1×10-3 m 3=0.9 kg 重力:G =mg =0.9 kg ×10 N/kg =9 N 对容器底的压强:p =F S =G S =9 N0.01 m 2=900 Pa(2)加入水后,塑料块受到水的浮力,当塑料块所受浮力等于重力时,对容器底没有压力,此时F 浮=G =9 N ;排开水的体积:V 排=F 浮ρ水g =9 N 1×103 kg/m 3×10 N/kg=9×10-4 m 3 塑料块浸入水的深度:h =V 排S =9×10-4 m 30.01 m 2=0.09 m加入水的体积:V 水=(S 容器-S )h =(400-100)×10-4 m 2×0.09 m =2.7×10-3 m 3 加入水的质量:m =ρ水V 水=1×103 kg/m 3×2.7×10-3 m 3=2.7 kg(3)将细线剪断,塑料块上浮,最后漂浮在水面上,此时塑料块受到的浮力等于其重力9 N ,排开水的体积为9×10-4 m 3将细线剪断前后,排开水的体积变化:ΔV 排=1×10-3 m 3-9×10-4 m 3=10-4 m 3 液面下降高度:Δh =ΔV 排S =10-4 m 3400×10-4 m2=2.5×10-3 m 压强的改变量:Δp =ρ水g Δh =1×103 kg/m 3×10 N/kg ×2.5×10-3 m =25 Pa 3. 解:(1)物体A 的质量m A =ρA V A =0.5 g/cm 3×(20 cm)3=4 000 g =4 kg (2)物体B 的重力:G B =m B g =2.7 kg ×10 N/kg =27 N 物体B 的体积: V B =m BρB =2 700 g 2.7 g/cm 3=1 000 cm 3=1×10-3 m 3 物体B 的边长L B =0.1 m 物体B 对水平地面的压强p B =G S B =ρB V B g S B =ρB L 3B g L 2B=ρB gL B =2.7×103 kg/m 3×10 N/kg ×0.1 m =2.7×103 Pa(3)若将A 沿水平方向切去n ,按图丙所示方式放置在水中时,A 刚好能浸没,则有F 浮=G A ′+G B即ρ水gL 2A (L A -n )=m A g ·(L A -n )L A+G B 代入数据:1×103 kg/m 3×10 N/kg ×(0.2 m)2×(0.2 m -n )=4 kg ×10 N/kg ×(0.2 m -n )0.2 m +27 N解得:n =0.065 m =6.5 cm5. 解:(1)甲对水平面的压力等于其重力,即F =G =m 甲g =16 kg ×10 N/kg =160 N 甲对地面的压强p =F S 甲=G 甲S 甲=160 N4×10-2 m 2=4 000 Pa (2)若将甲叠放在乙的上方中央位置处,甲与乙的接触面积为S 乙=(3V 乙)2=(31×10-3 m 3)2=0.01 m 2,则甲对乙的压强为p 2=F S 乙=160 N0.01 m 2=16 000 Pa若将乙叠放在甲的上方中央位置处,乙对甲的压强为 p 1=14×16 000 Pa =4 000 Pa则乙对甲的压力即乙的重力为G ′=F ′=p 1S 乙=4 000 Pa ×0.01 m 2=40 N 乙的密度为ρ乙=G ′gV 乙=40 N10 N/kg ×1×10-3 m 3=4×103 kg/m 3 (3)甲的体积为V 甲=(S 甲)3=(0.2 m)3=0.008 m 3 甲的密度为ρ甲=m 甲 V 甲=16 kg0.008 m 3=2×103 kg/m 3当甲、乙分别平放在水平地面上时,若分别沿水平方向切去相同的体积V ,则甲对地面压强的变化量 Δp 甲=ρ甲gVS 甲乙对地面压强的变化量Δp 乙=ρ乙gVS 乙,则Δp 甲∶Δp 乙=ρ甲gV S 甲∶ρ乙gV S 乙=ρ甲 ρ乙×S 乙 S 甲=1 2×14=1∶8 6. 解:(1)由图可知:A 被截取前,A 对地面的压强为2 000 Pa , 则圆柱体A 的密度:ρA =p Agh A=2 000 Pa10 N/kg ×0.1 m=2 000 kg/m 3(2)从A 截取h =6 cm 的圆柱块的重力: G 截=m 截g =ρA V 截g =ρA S A hg 此时B 对桌面的压强增加量:Δp =ΔF S B =G 截S B =ρA S A hg S B =ρA S A hg 3S A =ρA hg 3=2 000 kg/m 3×0.06 m ×10 N/kg 3=400 Pa(3)从A 截取高度为a 的圆柱块后,A 对桌面的压强: p A ′=ρA g (h A -a )由图可知:A 被截取前,B 对地面的压强为1 200 Pa 则圆柱体B 的密度:ρB =p Bgh B=1 200 Pa10 N/kg ×0.06 m=2 000 kg/m 3所以ρA =ρB ,从A 截取高度为a 的圆柱块的重力: G 截′=m 截′g =ρA V 截′g =ρA S A ag B 的重力:G B =m B g =ρB V B g =ρB S B h B g 将截取部分放至B 上,此时B 对桌面的压强:p B ′=F B ′S B =G 截′+G B S B =ρA S A ag +ρB S B h B g S B =ρA S A ag +ρB 3S A h B g 3S A =ρA ag +3ρB h B g 3由于p A ′=p B ′,ρA =ρB 即:ρA g (h A -a )=ρA ag +3ρA h B g3化简得:h A -a =a +3h B3代入数据得:10 cm -a =a +3×6 cm3解得:a =3 cm7. 解:(1)水的体积:V =m ρ=1 000 g 1 g/cm 3=1 000 cm 3容器的底面积等于水柱的横截面积:S 容=V h =1 000 cm 310 cm =100 cm 2(2)圆柱体A 的密度:ρA =m A V A =400 g320 cm 3=1.25 g/cm 3>ρ水所以,将圆柱体A 竖直放入容器内,A 将沉底, 假设A 竖直放入后,没有被水淹没,且水深度为h 1 由体积关系得(S 容-S A )h 1=1 000 cm 3代入数据解得:h 1=12.5 cm ;而h A =16 cm>h 1,假设成立,则A 沉底后没有被水淹没 所以水对容器底的压强为p 1=ρ水gh 1=1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×0.125 m =1.25×103 Pa(3)当ρB ≥ρ水时,B 竖直放入容器内会沉底或悬浮,假设B 被水浸没,且深度为h 2 由体积关系得S 容h 2-V B =1 000 cm 3代入数据解得:h 2=16 cm ;h 2=16 cm>h B =12 cm ,假设成立,B 沉底或悬浮时会被水浸没 所以此时水对容器底的压强为p 2=ρ水gh 2=1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×0.16 m =1.6×103 Pa 此时m B =ρB V B ≥ρ水V B =600 g 即当m x ≥600 g 时,p 2=1.6×103 Pa 当0<ρB <ρ水时,B 竖直放入容器中会漂浮 由体积关系得S 容h 2-V 排=1 000 cm 3①由阿基米德原理和漂浮条件可得F 浮=ρ水gV 排=m B g =m x g ② 而由液体压强公式可得p 2=ρ水gh 2③由①②③联立并代入数据可得:p 2=1 000+m x Pa即当0<m x <600 g 时,p 2=1 000+m x Pa综上所述,静止时水对容器底部的压强与m x 的函数关系为:p 2=⎩⎪⎨⎪⎧(1 000+m x )Pa , 0<m x <600 g 1.6×103 Pa , m x ≥600 g. 8. 解:由于倒入一定水后受到的浮力为0.8 N<G A , 圆柱体还没有漂浮,此时排开水的体积: V 排1=F 浮1ρ水g =0.8 N 1×103 kg/m 3×10 N/kg=8×10-5 m 3 水的深度:h 1=V 排1S A =8×10-5 m 320×10-4 m 2=0.04 m倒入水的体积:V 水1=(S 容-S A )h 1=(5×10-3 m 2-20×10-4 m 2)×0.04 m =1.2×10-4 m 3 (2)继续向容器中倒入质量为280 g 的水后A 漂浮,此时受到的浮力F 浮=1 N ,排开水的体积:V 排2=F 浮ρ水g = 1 N 1×103 kg/m 3×10 N/kg=1×10-4 m 3 开始时倒入水的质量:m 水1=ρ水V 水1=1×103 kg/m 3×1.2×10-4 m 3=0.12 kg =120 g 容器内水的体积:V 水=m 水ρ水=120 g +280 g 1 g/cm 3=400 cm 3=4×10-4 m 3 容器内水和排开水体积之和:V =V 水+V 排=4×10-4m 3+1×10-4 m 3=5×10-4 m 3 由V =S 容h 得容器内水深:h =V S 容=5×10-4 m 35×10-3 m 2=0.1 m 水对容器底部的压强:p =ρ水gh =1×103 kg/m 3×10 N/kg ×0.1 m =1 000 Pa (3)由题意可得,取出的那部分物体的体积: V ′=12V 排2=12×1×10-4 m 3=0.5×10-4 m 3物体的密度:ρA =m A V A =0.1 kg 2×10-4m 3=0.5×103 kg/m 3由ρ=mV得,取出的那部分物体的质量m ′=ρA V ′=0.5×103 kg/m 3×0.5×10-4m 3=2.5×10-2 kg取出的那部分物体的重力:G ′=m ′g =2.5×10-2 kg ×10 N/kg =0.25 N 待剩余部分再次静止后,容器底部受到压力减少量:ΔF =G ′=0.25 N 所以,容器底部受到压强减小量: Δp =ΔF S 容=0.25 N 5×10-3 m 2=50 Pa 9. 解:(1)p 水=ρ水gh =1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×(0.20 m -0.08 m)=1 200 Pa (2)因为A 漂浮在水中,所以F 浮=G A =8 N(3)当A 漂浮在水中时,G A =F 浮,即ρA gV =ρ水gV 浸,所以ρA =V 浸V ρ水=45×1.0×103 kg/m 3=0.8×103 kg/m 3(4)当A 浸没在水中时,小球B 对A 的拉力F =15ρ水gV =14ρ水g (45V )=14F 浮=14×8 N =2 N ,小球B 受到的力:G B =F B 浮+F ,即ρB gV B =ρ水gV B +F ,则V B =F(ρB -ρ水)g =2 N (1.8×103 kg/m 3-1×103 kg/m 3)×10 N/kg=2.5×10-4 m 3. 类型3 杠杆类1. 解:(1)如答图所示第1题答图杠杆在水平位置①时,根据杠杆平衡条件可知: 拉力F ×L OA =G ×12L OA ,解得F =25 N(2)若考虑杆重和O 处的摩擦, ①重物上升的距离h =12s =0.1 m拉力所做的有用功W 有=Gh =50 N ×0.1 m =5 J②拉力克服杠杆重力所做的额外功W 额1=G 杆h =5 N ×0.1 m =0.5 J W 额=W 额1+W 额2=0.5 J +0.5 J =1 J拉力所做的总功W 总=W 有+W 额=5 J +1 J =6 J F =W 总s =6 J 0.2 m=30 N该装置的机械效率η=W 有W 总×100%=5 J6 J ×100%≈83.3%2. 解:(1)绳子的拉力为F A根据杠杆平衡条件:F 1L 1=F 2L 2可得,F A ·OA =G 2·OB F A =G 2·OB OA =20 N ×10 cm20 cm=10 N (2)由于p =F S 即F 支=F 压=pS =2×103 Pa ×100×10-4 m 2=20 N重物G 1受重力、绳子向上的拉力F A 及地面对它的支持力F 支 G 1=F A +F 支=10 N +20 N =30 N m =G 1g =30 N 10 N/kg=3 kgρ=mV =3 kg(0.1 m )3=3×103 kg/m 3 (3)设物体G 2运动到距离O 点为L 处时,G 1对地面的压力刚好为零,此时绳子上的拉力为F A ′=G 1根据杠杆平衡条件,可得F A ′·OA =G 2·L ,则L =F A ′·OAG 2=30 N ×20 cm20 N=30 cm 物体G 2运动的距离s =L -OB =30 cm -10 cm =20 cm 物体G 2运动的时间t =s v =20 cm5 cm/s=4 s3. 解:(1)根据二力平衡,起重机匀速提起重物的力: F =G =mg =1.0×103 kg ×10 N/kg =1×104 N起重机对重物所做的功:W =Gh =1×104 N ×24 m =2.4×105 J 起重机对重物所做的功率P =W t =2.4×105 J100 s =2.4×103 W机械效率η=WW 总×100%= 2.4×105 J 3×103 W ×100 s ×100%=80 %(2)根据杠杆平衡条件:F 1L 1=F 2L 2,即m A g ×(AB -OB )=m B g ×OB 则OB =m A ×AB m A +m B =1×103 kg ×20 m1×103 kg +4×103 kg =4 m4. (1)如答图所示第4题答图解:(2)根据题图可知:杠杆AO 1B ,支点为O 1;杠杆O 2CE ,支点为O 2;设脚对A 点的作用力为F ,顶杆对B 点的作用力为F 1,顶杆对桶盖上C 点的作用力为F 2,根据杠杆平衡条件有:F ×AO 1=F 1×O 1B ① G ×DO 2=F 2×CO 2 ② 由于F 1=F 2,G =mg ,所以有①②得F ×AO 1G ×DO 2=O 1B CO 2,又O 2D =12O 2E =30 cm则F =O 1B ×DO 2CO 2×AO 1×mg =18 cm ×30 cm5 cm ×10 cm ×0.5 kg ×10 N/kg =54 N(3)桶盖在竖直方向上移动的距离h =O 2D sin30°=30 cm ×12=15 cm桶盖克服重力做的功W =Gh =mgh =0.5 kg ×10 N/kg ×0.15 m =0.75 J类型4 滑轮类1. 解:(1)重物上升的高度h =2 m ,绳的自由端上升s =6 m拉力做的功:W 总=Fs =150 N ×6 m =900 J 拉力的功率P =W 总t =900 J20 s =45 W(2)有用功W 有=Gh =360 N ×2 m =720 J 滑轮组的机械效率:η=W 有 W 总×100%=720 J900 J ×100%=80%(3)额外功:W 额外= W 总-W 有=900 J -720 J =180 J 动滑轮的重:G 动=W 额外h =180 J2 m=90 N 人对地面的压力:F ′=pS =2.0×104 Pa ×4×10-2 m 2=800 N 人拉绳的力:F ″= F ′-G 人=800 N -640 N =160 N 物重G 物,不计绳重和摩擦,则有:3F ″=G 物+G 动 G 物=3F ″-G 动=160 N ×3-90 N =390 N2. 解:(1)由η=W 有W 总×100%得:此滑轮组的机械效率η=G 02F ×100%=G 02×62.5 N×100%=80%,解得G 0=100 N(2)由于A 的重力已知,则B 的重力为G B =G 0-G A =100 N -60 N =40 N ,根据杠杆平衡条件,G A ×12a =G B ×12b ,代入数据得60 N ×12a =40 N ×12b解得a ∶b =2∶3 (3)由密度计算公式得ρA =G A S A ×a ×g ,ρB =G BS B ×b ×g将a ∶b =2∶3,S A ∶S B =3∶2代入解得ρA ∶ρB =3∶23. 解:(1)由图可知,滑轮组中由3段绳子承担重物,则物体上升的速度为:v 物=13v =13×1.2 m/s =0.4 m/s物体由井底拉至井口需要的时间:t =s v 物=h v 物=10 m0.4 m/s =25 s(2)滑轮组的机械效率为:η1=W 有W ×100%=Gh Fs ×100%=Gh F 拉×3h ×100%=G3F 拉×100%=4.2×103 N3×2×103 N×100%=70%(3)由题意可知,汽车受到的阻力为:f =0.05 G 车=0.05×3×104 N =1 500 N汽车匀速直线运动,受到平衡力作用,在水平方向上,汽车受到向右的牵引力、向左的拉力、向左的阻力作用,由力的平衡条件可得牵引力:F 牵=F 拉+f =2×103 N +1 500 N =3 500 N 汽车运动的距离:s 车=3h =3×10 m =30 m牵引力做功为:W 牵=F 牵s 车=3 500 N ×30 m =1.05×105 J需要消耗的汽油完全燃烧放出的热量:Q =W 牵η2=1.05×105 J 25%=4.2×105 J消耗汽油的质量:m =Q q = 4.2×105 J 4.2×107 J/kg=0.01 kg 4. 解:(1)由p =F S可得,当绳端未施加力时,A 对地面的压力:F 压=pS =3 000 Pa ×0.14 m 2=420 N因为物体A 在水平地面上,所以物体A 的重力:G A =F 压=420 N物体A 的质量:m A =G A g =420 N 10 N/kg=42 kg (2)用滑轮组匀速提升物体A 时,不计绳重和摩擦,则滑轮组的机械效率:η=W 有W 总×100%=Gh (G +G 动)h ×100%=G G +G 动×100%=420 N 420 N +G 动×100%=84% 解得动滑轮重力:G 动=80 N(3)用此滑轮组使物体A 以0.2 m/s 的速度匀速上升5 s ,则物体A 上升的高度:h =v t =0.2 m/s ×5 s =1 m由图可知n =2,则拉力端移动距离:s =nh =2×1 m =2 m不计绳重和摩擦,则绳端的拉力:F =12(G A +G 动)=12×(420 N +80 N)=250 N 拉力做的功:W 总=Fs =250 N ×2 m =500 J5. 解:(1)根据公式P =W t得:电动机对绳子的拉力做的功 W =Pt =200 W ×50 s =1×104 J(2)装置所做的有用功: W 有=Gh =800 N ×10 m =8×103 J动滑轮的效率为η1=W 有W 总×100%=8×103 J 1×104 J×100%=80% 因动滑轮的效率与整个装置的效率之比为η1∶η2=5∶4所以η2=45η1=45×80%=64% 则电动机消耗的电能W 电=W 有η2=8×103 J 64%=1.25×104 J (3)由η1=G 物G 物+G 动×100%得: G 动=G A (1-η1η1)=800 N ×(1-80%80%)=200 N 电动机对钢架的压力F =m 电g +12(G A +G 动)=1 000 N +500 N =1 500 N 电动机对钢架的压强p =F S =1 500 N 0.05 m 2=3×104 Pa 6. 解:(1)建材的重力:G 1=m 1g =10 kg ×10 N/kg =100 N由甲图可知,n =2,由乙图像可知,当重物G 1=100 N 时,η1=50%由η=G nF 可得:F 1=G 1n η1=100 N 2×50%=100 N (2)由甲图可知,n =2,则1min 绳子自由端移动的距离s =2h =2×12m =24m ,拉力做的功:W =Fs =200 N ×24 m =4 800 J拉力的功率:P =W t =4 800 J 60 s=80 W (3)由(1)知,当提升100 N 重物时,拉力F 1=100 N由于机械间摩擦及绳重忽略不计,G 动=nF 1-G 箱-G 1=2×100 N -100 N -50 N =50 N当η2=60%时,由η=W 有用W 总×100%=W 有用W 有用+W 额×100%=G G +G 动+G 箱×100%可得,此时的物重:G 2=η2(G 动+G 箱)1-η2=60%×100 N1-60%=150 NF 拉=G 2+G 动+G 箱n =150 N +50 N +50 N 2=125 N p =F S =G 人-F 拉S =750 N -125 N 0.05 m 2=12 500 Pa 类型5 斜面类1. 解:(1)有用功:W 有用=Gh =mgh =50 kg ×10 N/kg ×2 m =1 000 J(2)斜面倾角为30°,斜面高为2 m ,所以斜面长为s =2h =2×2 m =4 m拉力做的总功:W 总=Fs =400 N ×4 m =1 600 J斜面的机械效率:η=W 有用W 总×100%=1 000 J 1 600 J ×100%=62.5% (3)使用斜面做的额外功:W 额=W 总-W 有用=1 600 J -1 000 J =600 J由W 额=fs 得摩擦力:f =W 额s =600 J 4 m=150 N 2. 解: (1)F 压=pS =8 660 Pa ×0.1 m 2=866 N(2)G =mg =100 kg ×10 N/kg =1 000 NW 有=Gh =1 000 N ×5 m =5 000 J当物体提升5 m 时,绳子末端移动的距离为s =2L =2×10 m =20 mW 总=Fs =312.5 N ×20 m =6 250 J ,W 额=W 总-W 有=6 250 J -5 000 J =1 250 J ,η=W 有W 总×100%=5 000 J 6 250 J×100%=80% 由于斜面光滑且不计绳重及滑轮与绳之间的摩擦,所以额外功就是克服动滑轮重力所做的功,则 G 动=W 额h =1 250 J 5 m=250 N (3)拉力所做的功用于提升物体和动滑轮,W 总′=F 最大s =500 N ×20 m =1×104 JW 有=W 总-W 额=1×104 J -1 250 J =8 750 JG 最大=W 有h =8 750 J 5 m =1 750 N。
《力学》一、计算题1.如图是一台火灾现场侦察、灭火的消防机器人,其质量为600kg,履带与地面接触的总面积为0.5m2,以3m/s的速度在水平地面沿直线匀速前进了1min,行驶时所受阻力为自重的0.02倍(g取10N/kg)。
求:(1)消防机器人在1min内通过的路程。
(2)消防机器人静止在水平地面时,对地面产生的压强。
(3)在水平地面匀速直线前进的过程中,消防机器人牵引力做功的功率。
2.如图所示,是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图,已知井深10m,物体重G=4×103N,汽车重G车=3×104N,汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103N,汽车受到的阻力为车重的0.05倍。
请计算:(1)若汽车运动的速度为1.2m/s,则将物体由井底拉至井口,需要多长时间?(2)滑轮组的机械效率是多少?(保留一位小数)(3)汽车的牵引力是多大?(4)将物体由井底拉至井口,汽车的牵引力做的功是多少?3.图甲是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔,其示意图如图乙。
轻质杠杆的支点O距左端l1=0.5m,距右端l2=0.2m。
在杠杆左端悬挂质量为2kg的物体A,右端挂边长为0.1m的正方体B,杠杆在水平位置平衡时,正方体B 对地面的压力为20N.求:(1)此时杠杆左端所受拉力大小为多少牛顿?(2)正方体B的密度为多少千克每立方米?(3)若该处为松软的泥地,能承受最大压强为4×103Pa,为使杠杆仍在水平位置平衡,物体A的重力至少为多少牛顿?4.如图,用质量5t的卡车和滑轮组(滑轮组不计绳重及摩擦,每个滑轮质量为175kg)将质量为1.2t的设备从深20m的矿井中匀速拉至水平地面。
卡车行驶时受到的阻力恒为车重的0.1倍,设备刚好完全露出地面用时10s并消耗汽油0.05kg。
(汽油的热值q=4.6×107J/kg,g取10N/kg)(1)全过程中,卡车对设备做的有用功是多少焦耳?(2)此时卡车发动机的效率是多少?(3)如果该卡车保持发动机功率不变,要匀速拉起另一套质量为4.075t的设备,这套设备的上升速度是多少?5.未来的广元将是全国绿色生态康养城市之一,提倡大家低碳出行,电动汽车比燃油汽车低碳环保并且能源利用率高,是今后交通工具的发展方向。
力学计算一、综合题(共3题;共41分)1.(2017•益阳)跳伞是一项极具挑战的运动,现在越来越受到人们的喜爱.在某次跳伞训练过程中,一体重为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下,其速度与时间的关系如图所示,经15s 下落210m后,开始做匀速直线运动直至落地,整个过程用时30s,求在这个过程中:(1)运动员下落的平均速度;(2)重力做的功;(3)匀速下降时重力做功的功率.2.(2017•威海)某实验小组在研究某种物质的属性时,日常需将物体浸没在煤油中保存,将体积为1×10﹣3m3、重6N的该物体用细线系在底面积为250cm2的圆柱形容器的底部,物体浸没在煤油中,如图所示,(g=10N/kg,ρ煤油=0.8×103kg/m3)(1)细线受到的拉力是多大?(2)若细线与物体脱落,待物体静止后煤油对容器底的压强变化了多少?3.(2017•襄阳)质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼,滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙,机械中摩擦力及绳重忽略不计.(g=10N/kg)(1)影响滑轮组机械效率的因素之一是________.(2)若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m,作用在钢绳上的拉力为400N,求拉力的功率.(3)求动滑轮受到的重力.(4)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,此滑轮组的机械效率最大值是多少?4.(2016•黔南州)用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M,已知被提升的物体M质量为76kg,M的体积为3×10﹣3m3,在M物体未露出水面的过程中,绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度,此过程中,拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示,不计绳重和摩擦力大小。
(g=10N/kg)求:①求物体M的重力?②求动滑轮下端挂钩上的绳子拉力?③求滑轮组提升重物的机械效率?答案解析部分一、综合题1.【答案】(1)解:由题可知,运动员在0﹣15s下落的路程为s前=210m,由图象可知,15s后运动员以6m/s的速度做匀速直线运动,则运动员在15﹣30s通过的路程为:s后=vt后=6m/s×15s=90m;运动员通过的总路程为:s=s前+s后=210m+90m=300m,总时间为t=30s,则整个过程中运动员下落的平均速度:v′= = =10m/s;(2)解:运动员下落的高度为:h=s=300m;重力做的功:W=Gh=500N×300m=1.5×105J;(3)解:匀速下降时,重力做功的功率:P=Fv=Gv=500N×6m/s=3×103W;【解析】【分析】根据图象中的体现形状,分析物体的运动状态,再根据速度公式v= 、功的公式W=Fs=Gh、功率公式P=Fv,代入数值可求速度、功和功率.2.【答案】(1)解:由题知,物体浸没煤油中,V=V排=1.0×10﹣3m3,受到的浮力:F浮=ρ煤油gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×1.0×10﹣3m3=8N;因为G+F拉=F浮,物体受到的拉力:F拉=F浮﹣G=8N﹣6N=2N(2)解:漂浮时,F浮′=G=6N,由F浮′=ρ煤油gV排′得:V排′= = =7.5×10﹣4m3,△V排=1×10﹣3m3﹣7.5×10﹣4m3=2.5×10﹣4m3,水深变化:△h= = =0.01m,△p=ρ水g△h=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.01m=80Pa.【解析】【分析】(1)物体浸没水中,排开水的体积等于物体的体积,利用阿基米德原理求受到的浮力,根据木块重加上绳子的拉力等于木块受到的浮力求出木块受到的拉力;(2)木块漂浮时所受的浮力等于它自身的重力,可得浮力的大小,根据阿基米德原理求排开水的体积,可求排开水的体积变化,知道容器底面积,可求水深的变化量,再利用液体压强公式求容器底所受压强改变量.3.【答案】(1)物重(或动滑轮重)(2)解:由图可知,n=3,则绳端移动的距离:s=nh=3×6m=18m,拉力做的功:W=Fs=400N×18m=7200J,拉力的功率:P= = =120W(3)解:由图乙可知,物重G=300N时,滑轮组的机械效率η=60%,因机械中摩擦力及绳重忽略不计,克服物重做的功为有用功,克服动滑轮重力和物重做的功为总功,所以,滑轮组的机械效率:η= = = = =60%,解得:G动=200N(4)解:已知工人的质量为60kg,则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,绳子的最大拉力:F大=G人=m人g=60kg×10N/kg=600N,由F= (G+G动)可得,提升的最大物重:G大=nF大﹣G动=3×600N﹣200N=1600N,则滑轮组的最大机械效率:η大= ×100%= ×100%≈88.9%【解析】【解答】解:(1)已知机械中摩擦力及绳重忽略不计,则影响滑轮组机械效率的因素有物重、动滑轮重;【分析】(1)影响滑轮组机械效率高低的因素主要有动滑轮的重力、提升物体的重力和绳子间的摩擦;(2)由图可知滑轮组绳子的有效股数,根据s=nh求出绳端移动的距离,根据W=Fs求出拉力做的功,利用P= 求出拉力的功率;(3)由图乙可知,物重G=300N时,滑轮组的机械效率η=60%,机械中摩擦力及绳重忽略不计,克服物重做的功为有用功,克服动滑轮重力和物重做的功为总功,根据η= = = 求出动滑轮受到的重力;(4)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,绳子的最大拉力等于人的重力,根据G=mg求出其大小,根据F= (G+G动)求出提升的最大物重,然后利用η= = = 求出滑轮组的最大机械效率.二、计算题4.【答案】解:①物体M的重力:G==76kg×10N/kg=760N;②物体M浸没在水中,则V排=V=3×10﹣3m3,物体M受到的浮力:F浮==1×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣3m3=30N,则动滑轮下端挂钩上的绳子拉力:F拉=G﹣F浮=760N﹣30N=730N;③由于物体未露出水面,物体受浮力作用,则滑轮组提升重物所做的有用功:W有==730N×10m=7300J;货物以0.5m/s的速度匀速提升到10m的高度,由v=可知,运动的时间:t= = =20s,由图乙可知,此时拉力做的总功是8000J,所以滑轮组提升重物的机械效率:η= ×100%= ×100%=91.25%.答:①物体M的重力为760N;②动滑轮下端挂钩上的绳子拉力为730N;③滑轮组提升重物的机械效率为91.25%.【解析】【分析】①利用G=计算物体M的重力;②物体M浸没在水中,则排开水的体积等于其自身体积,利用F浮=求出物体M受到的浮力,然后利用力的合成计算动滑轮下端挂钩上的绳子拉力;③根据公式W有=计算拉力F对所提升物体M做的有用功,由图乙可知此时拉力做的功,即总功,再据机械效率的计算公式计算即可。
中考物理力学综合测试题计算题1 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 1m 3,密度为 0.5×103kg/m 3.动滑轮重为 1×10 绳重、摩擦和水的阻力,求:3N,电动机工作时拉绳子的功率为 1.2× 10 3w 且保持不变,不计(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。
2.图是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。
C 是卷扬机,E 是液压机的柱塞,能够竖直向上支撑起重 臂 OMB 。
在起重臂的两端分别固定有定滑轮,图中虚线框内是悬挂在起重臂 B 端的滑轮组(未画完整,其 中 A 是定滑轮),卷扬机经 O 点和 B 点的定滑轮拉动滑轮组的钢丝绳自由端 K ,使重物始终以恒定的速度 匀速上升。
当重物完全浸没在水中上升的过程中,地面对起重机的支持力 N 为 1.225×105N ,柱塞 E 对起 重臂的支撑力为 F, 卷扬机对钢丝绳自由端 K 的拉力 T 为 6.25×103N ,滑轮组的机械效率为 η;重物被 完全拉出水面后上升的过程中,地面对起重机的支持力 N 为 1.375×105N ,柱塞 E 对起重臂的支撑力为 F , 卷扬机的输出功率 P 为 5kW ,对钢丝绳自由端 K 的拉力为 T 。
已知定滑轮 A 的质量 m 为 200kg ,虚线框 内动滑轮的总质量 m 为 250kg ,F :F =9:14。
若不计起重臂、钢丝绳的质量及滑轮组的摩擦,g 取 10N/kg , 求:1 1 12222AD12(1)被打捞的重物浸没在水中时受到的浮力 F ;浮 (2)滑轮组的机械效率 η;(3)卷扬机拉动钢丝绳的速度 v 。
3 如图所示,已知重为 10N 的长方体木块静止在水面上,浸入在水中的体积占木块总体积的 (g 取510N /kg ) 。
初中物理力学综合试题一、单选题(每道小题 2分共 48分 )1. 某同学做托里拆利实验,测得玻璃管内水银柱比槽内水银面高出76厘米,下面的哪些措施可以使这个高度差改变:[ ]ﻩA.往槽内加入少许水银 B.使玻璃管稍微倾斜一点C.把玻璃管往上提一提 D.把实验移到高山上去做2.有两块完全相同的金属块,把它们合在一起后,它们的密度ﻩA.为原来的一 B.和原来一样 C.为原来的两倍 D.不能确定3. 一艘船从东海驶入黄浦江时,船受的浮力将会[ ]A.浮力减少,船身下沉些ﻩB.浮力增大,船身上浮些C.浮力不变,船身下沉些ﻩD.无法确定4. 如图所示,天平处于平衡状态,若将在水面上的木块取出来,直接放在天平的右盘上,那[ ]A.天平仍然平衡B.天平左盘要下倾C.天平左盘要下倾D.无法确定5. 试判断9.5×105毫克可能是下面哪种动物的质量:[ ]A.一只蚂蚁B.一头猪C.一只大象D.一只鸡6.一密度计分别放入甲、乙两种液体中时的情况如图所示,则[ ]A.甲的密度大B.乙的密度大C.密度计在甲中受到的浮力大D.密度计在乙中受到的浮力大7. 登上月球的宇航员,即便相距很近,也要靠无线电话交谈,这是因为[ ]A.月球上尘埃太多 B.月球上温度太低 C.月球表面凹凸不平ﻩD.月球上没有空气8. 踢球时,球离开脚后仍继续滚动,这是因为:A.地球有吸引力ﻩB.球有惯性C.脚对球的作用力没有消失ﻩD.以上说法都没有道理9. 关于运动和力的关系,下面说法中正确的是[ ]A.力是改变物体位置的原因ﻩB.力是物体产生速度的原因C.力是改变物体运动状态的原因ﻩD.力是维持物体平衡状态的原因10. 如图所示为一个自制密度计,分别三次放入不同的液体,那么容器内液体密度最大的是[ ]A.甲容器中的液体 B.乙容器中的液体 C.丙容器中的液体11. 人们用来计量噪声强弱的是:ﻩA.分贝ﻩB.音调ﻩC.响度D.音色12. 使用简单机械可以:A.提高功率ﻩB.提高机械效率C.省力或便于工作ﻩD.省功13.下列各现象中属于滑动摩擦的是: [ ]A.用笔写字时,手与笔杆之间B.用钢笔写字时,笔尖与纸面之间C.用手握住瓶子时,手与瓶子之间14. 在表面涂蜡的细木棒末端绕上适量的金属丝,把它分别放到甲、乙、丙三种不同的液体里,如图所示,则[ ]A.木棒在甲液体里受的浮力最大B.木棒在乙液体里受的浮力最大C.丙液体的密度最大 D.甲液体的密度最小15. 一根木头从长江漂流入东海海面后,它露出水面的体积和受到的浮力是A.露出水面的体积不变,受到的浮力不变B.露出水面的体积增大,受到的浮力不变C.露出水面的体积增大,受到的浮力减少D.露出水面的体积不变,受到的浮力增大16.采取下列措施,可以提高机械效率的是: [ ]A.有用功一定,增大总功ﻩB.总功一定,增大额外功C.有用功一定,减小额外功ﻩD..额外功一定,减少总功17. 下列声音的要素中,由发声体振动的频率决定的是ﻩA.音色B.响度C.音调18.售票员和乘客都坐在一辆行驶的汽车上,他们均以自身为参照物,正确的说法是A.售票员认为汽车是运动的B.售票员认为乘客是运动的C.乘客认为售票员是运动的 D.乘客认为车是静止的\par19. 杯内装满水,若将手指浸入水面内,则水杯底的压强将: [ ]A.不变B.变大ﻩC.变小 D.无法判断20. 容器内盛满水,A、B两点处于同一水平线上,如图所示,那么A、B两点处水的压强为A.p A=pB=1960帕B.p A=p B=980帕C.p A=980帕,p B=0ﻩD.pA=1.96×105帕,pB=021.抛向空中的篮球,若不计空气阻力,篮球在空中运行时:[ ]A.只受重力作用B.既受重力作用又受抛力作用C.只是由于惯性作用无其它外力D.受到向下的重力和向上的惯力作用\par22. 把一个油桶绕着支点C推上台阶,在无滑动时,力中最省力的施力方向是[]A.MB.NﻩC.P23.某物体在前一半路程中的速度是20米/秒,后一半路程中的速度是30米/秒,则该物体在全路程中的平均速度是:[ ]A.10米/秒B.25米/秒C.24米/秒 D.30米/秒24.用绳子把一个在空气中重60牛顿,体积为2分米3,浸没在10米深水中的物体匀速提高2米,则拉力对重物做功为: [ ]A.39.2焦耳ﻩB.80.8焦耳 C.120焦耳D.0焦耳二、填空题(每空 1分, 共15分)1. 使用滑轮组的时候,重物和动滑轮的总重由几段绳子承担,提起的重物所用的力就是总重的2. 历史上证明大气压强存在的最著名的实验是_______________实验.3. 一个容器里盛有15厘米深的水,水中A点离容器底面的高度11厘米,B点离容器底面的高度为6厘米,则A与B两点的压强比p A:pB =_____.4. 质量分别为2千克和1千克的甲、乙两铅块,它们的体积比V乙:V甲= ______;它们的密度比ρ甲:ρ乙=_______.5. 跳伞运动员在匀速下落过程中,势能______,动能_______.6. 甲乙两辅车作匀速直线运动,若两车在相同时间内经过的路程之比是2:1,则速度之比是____________,若两车经过相同程所用时间之比是1:2,则速度之比是___________.7. 由于_____________________叫重力,重力的方向总是______.8. 一架飞机的外壳用铝板制作,需要250千克,若改用密度是铝的2倍而厚度不变的合金制作,飞机的外壳重将是 __________牛顿.若要使飞机外壳保持原重,那么这种合金板的厚度只能是铝板厚度的 ___________.9. 用图所示的滑轮组提起货物,已知货物重G=400牛顿,滑轮质量和滑轮与轴之间的摩擦忽略不计,要把货物升高2米,F做的功是__________焦耳,拉力F是_______牛顿.三、作图题(1-3每题 2分,第4小题 4分, 共10分)1.画出图中F1和F2的力臂L1和L2.题1 题2 题3题42. 画出图中,加在杠杆上的动力F的力臂.3. 画出图中杠杆所受各力对于支点O的力臂(不计杠杆所受重力)4. 按要求画出滑轮组的穿绳情况:(动滑轮重力不计,F为拉力)四、计算题(每题4分, 共 16分)1. 一个空瓶质量为0.25千克,装满水时质量共1.05千克,装满油时,质量共0.85千克,计算油的密度?2. 甲乙两列火车各长80米和100米,甲车以72千米/小时的速度向东开,乙车以25米/秒的速度向西开,问甲乙两列火车从相遇到离开,须多长时间?3. 用一个动滑轮把重480牛顿的砖块拉到距地面10米高的楼上,所用的拉力为300牛顿,试求有用功,总功和滑轮的机械效率各是多少?4. 甲乙两地相距70千米,一辆汽车从甲地向乙地开出,速度是1.5米/秒,一辆自行车同时从乙地出发驶向甲地,它们在离甲地54千米处相遇,求自行车的速度是多少千米/小时?五、实验题(共 11分)1. 如图所示A、B两个箭头分别表示使用弹簧秤测力时,两次指针的位置,则这两个力的大小分别是____和____.2. 下面哪组仪器可以用来测量液体的密度(若需要水可供给,但不得添加其它器材)[]A.天平和秒表ﻩB.米尺和量筒C.天平和玻璃杯D.天平和米尺3. 如图,某同学做杠杆平衡实验,杠杆上每小格表示4厘米,每个钩码重1牛顿.请根据图填写表格1中的数据,并通过分析得出实验结论.实验得出的结论;_________.4、测量图所示的滑轮组的机械效率,被提起的是质量200 克的物体,对绳子自由端的实际拉力是0.8牛顿,当物体升高0.2米时,绳的自由端移动的距离为_________米,对滑轮组做成的总功为________焦耳;滑轮组做的有用功为____________焦耳;机械效率为___________.5.测量盐水的密度,已知空烧杯的质量是49.5克,在烧杯内装入一定质量的盐水后,放在天平上称量,当天平平衡时,右盘内砝码如图1所示,则被测盐水的质量是 ______克.将烧杯内盐水倒入量筒,量筒内液体如图2所示,则被测盐水的体积是 ______厘米3,盐水的密度是 _____千克/米3.初中物理力学综合试题答案一、单选题1. D2. Bﻩ3. C 4. A 5. D 6. Bﻩ7. Dﻩ8. B 9. C10. B 11. A 12. C13. Bﻩ14. D 15. Bﻩ16. C 17. C18. D19. Aﻩ20. A 21. Aﻩ22. Bﻩ23. Cﻩ24. B二、填空题1. 几分之一 2.马德堡半球实验3. 4:9 4. 1:2ﻩ1:15. 减小ﻩ不变6. 2:1 2:1 7. 地球的吸引而使物体受到的力竖直向下的8. 490012;9. 0104103..⨯12. 800 200三、作图题1.四、计算题1. 解:水的的质量m=1.05千克-0.25千克=0.8千克瓶的容积V瓶千克千克/米米=⨯=⨯-0811008103333 ..油的密度ρ油瓶千克千克米千克/米==-⨯=⨯-m V 0850250810075103333 ....2. 4秒解:v1=20米/秒,v2=25米/秒t4(===秒甲乙甲乙s sv v++++802002025)3. 有用功:W有=Gh=480牛顿×10米=4800焦耳总功:W总=F·S=F·2h=300牛顿×2×10米=6000焦耳机械效率:η===WW有总4800600080%ﻩ4.汽车速度=米/秒=千米/小时相遇的时间=/=千米千米小时=小时为相遇前汽车行驶的路程自行车行驶的路程=-=千米-千米=千∴自行车的速度=/=千米小时=千米/小时v1554t s1ss s s705416v s t1611112122v5454161/五、实验题1. 1.6牛顿,4牛顿2. C3. 答案:见表2;F1·L1=F2·L2.4. 0.2,0~5,5,2.282%5. 0.6ﻩ0.48焦耳0.392焦耳ﻩ6.60.5;55;1.1×103--。
《力学综合题》一、计算题1.“东方红3”科学考察船(图1)于2018年顺利下水,标志着我国自主创新研发的科学考察船挺进世界一流船型行列。
该船长103米、船宽18米、排水量5800吨、续航力1500海里。
在一次航行中,从某一时刻开始,科考船受到水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图1−25甲所示,船的运动速度v随时间t的变化关系如图2乙所示。
海水的密度为1.02×103kg/m3,g取10N/kg。
求:(1)满载时科学考察船受到的浮力;(2)科学考察船吃水深度为5.5m时,船底受到的海水压强;(3)从第50s到100s内牵引力所做的功。
2.如图所示,某工人重600N,站在水平面上,用100N的拉力向下匀速拉动绳子,提起一浸没在水中体积为1.2×10−2m3,重360N的物体。
(物体始终浸没在水中,且忽略水对物体的阻力,=1×103kg/m3)求:ρ水(1)已知工人双脚与地面的总接触面积是3×10−2m2,工人没有拉动绳子时对地面的压强?(2)物体浸没在水中时受到的浮力?(3)工人最多能够提起多重的同种物体?3.如图是利用电子秤监控水库水位的模拟装置,由长方体A和B、滑轮组、轻质杠杆CD、电子秤等组成,杠杆始终在水平位置平衡.已知OC︰OD=1︰2,A的体积为0.02m3,A重为400N,B重为150N,动滑轮重100N,不计绳重与摩擦(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg).求:(1)A的密度.(2)单独使用该滑轮组在空气中匀速提升A时的机械效率.(3)水位上涨到A的上表面时,A受到的浮力.(4)水位上涨过程中,电子秤所受的最大压力.4.远望六号航天远洋测量船满载时排开水的质量25000t,它采用当今航天、航海气象、电子、机械、光学、通信、计算机等领域最新技术,“远望号”是中国航天活动的护航使者。
(1)满载时,“远望六号”受到的浮力有多大?(2)若船底某处的声呐系统探头距海面的深度为8m,则该处受到海水的压强是多少?(3)在航天测量时,通过船载雷达发现了目标。
人教版中考物理复习:《力学综合题》计算题强化练习题一、计算题1.如图所示,一质量为m的探空气球包括其下方的吊篮与吊篮中物体的质量之比为1:4,若气球所受总浮力始终保持30N不变,气球受到的空气阻力与速度成正比,即,此时气球以的速度竖直向下运动;若吊篮中的物体的质量减少一半,经过一段时间后,气球恰好以的速度竖直向上运动.求:吊篮中物体的质量?若去掉吊篮中的所有物体,气球能达到的最大速度?吊篮所受的浮力和空气阻力忽略不计,2.小杨选择了两个高度分别为10cm和6cm,底面积::3的实心均匀的圆柱体A、B进行工艺品搭建,A、B置于水平桌面上,如图1所示。
他从A的上表面沿水平方向截取高为h的圆柱块,并将截取部分平放在B的中央,则AB对桌面的压强随截取高度h的变化关系如图2所示,求:圆柱体A的密度;从A截取的圆柱块平放在B的中央,B对桌面的压强增加量;图2中a的值。
3.如图是某科技小组设计的在岸边打捞水中金属块的装置示意图,每个滑轮重为100N,均匀实心金属块的密度为,金属块的质量为80kg。
绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计,金属块一直匀速上升。
水的密度水,g取在金属块还未露出水面时,求此时金属块所受到的浮力;在金属块未露出水面时,求人的拉力F;金属块在水中匀速上升2m,且金属块未露出水面时,求人的拉力所做的功。
4.如图为现役某导弹驱逐舰,该舰最大航速,满载时排水量6000t。
海水密度取求:声呐探测器在水下12m深处所受海水的压强;驱逐舰满载时受到海水的浮力;驱逐舰以最大航速匀速航行时,所受海水阻力为驱逐舰满载时重力的倍,那么该导弹驱逐舰以最大航速匀速航行2h时。
推力的功率。
1.一位建筑工人要把建筑材料运送到楼上,他使用了如图9所示的装置进行升降,已知吊篮的质量为m 1,建筑材料的质量为m 2,人对绳的拉力为F ,吊篮在拉力作用下匀速上升了h ,那么有用功和滑轮组的机械效率分别为( A )A.m 2gh Fg m 22×100% B .m 2gh F g m m 2)(21+×100% C .(m 1+m 2)ghF g m 22×100% D .(m 1+m 2gh F g m m 2)(21+×100% 2.某单位设计的一种供牲畜饮水的装置如图所示.圆柱形水箱内装有600 kg 的水,水位高度维持h =60 cm 不变,水箱底面积为1 m 2,水箱底部出水口的横截面积为20 cm 2.底盖A 、细杆B 和浮球C 的总质量为1 kg ,浮球C 的体积为2 dm 3.底盖A 平时顶住水箱底部出水口,一旦饮水槽的水位下降,底盖A 就会下落,水立即通过出水口流入饮水槽.实现自动补水.(1)水箱中的水对底盖A 产生的压强是多少?(2)浮球C 受到的最大浮力是多少?(g 取10 N/kg)(3)试通过计算说明,给出的数据能否达到设计要求?如果不能,请通过计算提供改进的方法和符合设计要求的数据.第1题图【答案】解:(1)水对底盖A 的压强p =ρ水gh =1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×0.6 m =6×103 Pa(2)浮球浸没在水中时,根据F 浮=ρ水gV 排得:浮球C 所受浮力最大,最大浮力为F 浮=ρ水gV 排=1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×2×10-3m 3=20 N(3)以底盖、竖杆、浮球为整体,它的受力情况是:竖直向上的浮力、竖直向下的重力和压力,而底盖A 、细杆B 和浮球C 的总重G =mg =1 kg ×10 N/kg =10 N水对底盖A 的压力F 1=pS =6×103 Pa ×20×10-4 m 2=12 N则F 1>F 浮-G ,所以装置不能达到设计要求.若要符合设计要求,则水对底盖A 的压力为F 1′=F 浮-G =20 N -10 N =10 N因为F 1′=p ′S =ρgh ′S ,所以水箱中的水位高度为h ′=F 1′ρ水gS =10 N 1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×20×10-4 m 2=0.5 m =50 cm水箱内水位的高度应维持50 cm 不变.3. 将一重为1.5 N 、底面积为20 cm 2 的溢水杯放在水平桌面上,向杯内装入重2.5 N 的水,水面恰好到达溢水口,将一物块轻轻放入杯内,静止时如图所示,在此过程中溢出40 cm 3 的水.求:(g 取10 N/kg)(1)物块未放入之前溢水杯对桌面的压强是多大?第3题图(2)物块受到的浮力及物块的重力各是多少?(3)当用一细铁丝将物块完全压入水中时,又排出10 cm 3的水,物块的体积是多大?物块的密度是多少?【答案】解:(1)未放入物块前溢水杯对桌面的压力F =G 杯+G 水=1.5 N +2.5 N =4 N受力面积S =20 cm 2=2×10-3 m 2,溢水杯对桌面的压强 p =F S = 4 N 2×10-3 m2=2×103 Pa (2)物块受到的浮力F 浮=G 排=m 水g =ρ水V 排g =1.0×103 kg/m 3×4×10-5 m 3×10 N/kg =0.4 N由于物块静止时处于漂浮状态,所以物块的重力G =F 浮=0.4 N(3)物块的体积V 物=V 排+ΔV 排=40 cm 3+10 cm 3=50 cm 3=5×10-5 m 3物块的质量m 物=G g =0.4 N 10 N/kg=0.04 kg 物块的密度ρ物=m 物V 物=0.04 kg 5×10-5 m3=0.8×103 kg/m 3 4. 如图甲所示为服役于中国海军的导弹护卫舰.该舰满载时排水量是4 053 t ,吃水深度5 m ,最大航速50 km/h.如图乙所示是护卫舰从启动到正常行驶的v -t 图像,该舰输出功率恒为25 600 kW.(g 取10 N/kg ,ρ海水=1.02 g/cm 3)(1)在0~0.2 h 内,护卫舰的动力 阻力(选填“大于”“等于”或“小于”).(2)护卫舰满载时船底受到的压强和压力各是多少?(3)护卫舰匀速向前航行时,水对护卫舰的阻力是多少?(计算结果保留两位小数)第4题图【答案】(1)大于【解析】由图像乙可知在0~0.2 h 内护卫舰的速度不断增大,是加速运动的,所以它的动力大于阻力.解:(2)护卫舰满载时底部受到的压强是:p =ρ海水gh =1.02×103 kg/m 3×10 N/kg ×5 m =5.1×104 Pa护卫舰满载时受到的浮力是:F 浮=G 排=m 排g =4 053×103 kg ×10 N/kg =4.053×107 N护卫舰满载时船底受到的压力是:F 压=F 浮=4.053×107 N(3)由P =W t =Fs t=F v 可得,护卫舰的动力是: F =P v =2.56×107 W 50×13.6m/s ≈1.84×106 N 5. 如图所示,是小婷为防止家中停水而设计的贮水箱.当水箱中水深达到1.2 m 时,浮子A 恰好堵住进水管,使其停止向箱内放水,此时浮子A 有15体积露出水面(浮子A 只能沿图示位置的竖直方向移动).进水管口水的压强为1.2×105 Pa ,管口横截面积为2.5 cm 2,贮水箱底面积为 0.8 m 2,浮子A 重10 N.(g 取10 N/kg)求:第5题图(1)注水过程中,随着水位上升,水对水箱底部的压强 W.(2)此时浮子A 受到的浮力为多大?(3)浮子A 的密度是多少? 【答案】(1)增大【解析】(2)随着水位上升,水对水箱底部的压强逐渐增大.解:浮子A 堵住进水口时,根据公式p =F S可得,进水管口水对浮子A 的压力 F =p 水S 进水口=1.2×105 Pa ×2.5×10-4 m 2=30 N浮子A 处于静止状态,所以浮子A 受到的浮力F 浮=F +G =30 N +10 N =40 N(3)根据阿基米德原理可知F 浮=ρ水gV 排,则浮子A 排开水的体积V 排=F 浮ρ水g =40 N 1×103 kg/m 3×10 N/kg =4×10-3 m 3 浮子A 有15体积露出水面,浮子A 的体积 V =V 排1-15=4×10-3 m 345=5×10-3 m 3 浮子A 的质量m =G g =10 N 10 N/kg=1 kg 浮子A 的密度ρ=m V = 1 kg 5×10-3 m3=0.2×103 kg/m 3 6. 2017年4月11日上午,“雪龙号”极地考察船按计划完成中国第33次南极考察保障工作,顺利停靠位于上海的极地考察国内基地码头,为其第20次征战南极画上了圆满的句号.如图所示,“雪龙号”总长167.0 m ,满载吃水深度为9.0 m ,满载排水量21 000 t.求:(1)“雪龙号”满载时船底受到海水的压强是多少?(海水密度为1.03×103 kg/m 3)第6题图(2)满载的“雪龙号”受到的浮力是多少?(3)已知“雪龙号”在1 m 厚冰层海域破冰航速为 1 m/s ,前行时所受的阻力为1.5×107 N ,则“雪龙号”在1 m 厚冰层海域破冰前行10 min ,克服阻力所做的功是多少?【答案】解:(1)船底受到的压强p =ρgh =1.03×103 kg/m 3×10 N/kg ×9 m =9.27×104 Pa(2)满载排水量m 排=21 000 t =2.1×107 kg满载时“雪龙号”所受到的浮力为F 浮=G 排=m 排g =2.1×107 kg ×10 N/kg =2.1×108 N(3)船前行的路程s =v t =1 m/s ×10×60 s =600 m克服阻力所做的功W =fs =1.5×107 N ×600 m =9×109 J7. 如图甲所示是利用电动机和滑轮组(图中未画出)将实心圆柱体A 从水库底匀速竖直起吊的装置示意图.钢缆绳对A 的拉力F 1随时间t 变化的图像如图乙所示,不计钢缆绳重、钢缆绳与滑轮间的摩擦及水的阻力,g 取10 N/kg.求:(1)长方体A 未露出水面时受到的浮力.(2)长方体A 的体积.(3)长方体A 完全离开水面后,电动机对绳的拉力F 为8×103 N ,滑轮组的机械效率为75%,则动滑轮的重力为多少?第7题图【答案】解:(1)由题图乙可知:长方体A 所受重力G A =2.4×104 N ,未露出水面时F 1=1.4×104 N未露出水面时长方体A 所受浮力F 浮=G A -F 1=2.4×104 N -1.4×104 N =1.0×104 N(2)由阿基米德原理可知,长方体A 的体积为V A =F 浮ρ水g = 1.0×104 N 1.0×103 kg/m 3×10 N/kg=1 m 3 (3)长方体A 离开水面后η=G A nF ×100%=2.4×104 N n ×8×103 N×100%=75% 故承担动滑轮的绳子段数为n =4动滑轮重为G 动=4F -G A =4×8×103N -2.4×104N =8×103 N8 如图所示为某健身场所拉力器的示意图.配重块边长为1 dm ,重20 kg ,用250 N 的拉力向下拉动拉杆,使配重块在2 s 内匀速升高40 cm.不计拉杆和绳的重力,g 取10 N/kg.求:第8题图(1)配重上升的过程中将 能转化为 能.(2)所拉配重块静止时对平台的压强是多少?拉力做功的功率是多少?(3)此过程中拉力器所做的额外功与总功之比是多少?【答案】(1)动 重力势解:(2)配重块重力:G =mg =20 kg ×10 N/kg =200 N配重块与平台的接触面积为:S =a 2=(0.1 m)2=0.01 m 2配重块静止时对平台的压强:p =F 压S =G S =200 N 0.01 m2=2×104 Pa 因为滑轮为定滑轮,所以拉杆移动的距离等于配重块上升的距离,拉力做的功为总功:W 总=Fs =250 N ×0.4 m =100 J拉力做功的功率:P =W 总t =100 J 2 s=50 W (3)有用功为配重块上升所做的功:W 有=Gs =200 N ×0.4 m =80 J拉力器所做的额外功:W 额=W 总-W 有=100 J -80 J =20 J额外功与总功之比:W 额W 总=20 J 100 J =159. 如图所示,起重机将地面上的一箱设备沿竖直方向匀速吊到施工台上,设备重4 000 N ,施工台距离地面的高度为3 m(g 取10 N/kg).(1)起重机臂是一个 杠杆.(2)起重机的质量为8 t ,工作时,用支架将汽车的轮胎支离开地面.如果地面能承受的最大压强是7×104 Pa ,则支架与地面接触的总面积是多少?第9题图(3)若动滑轮上每段钢绳的拉力是2 500 N ,起重机做的额外功和机械效率是多少?【答案】(1)费力解:(2)起重机的重力G 1=m 1g =8×103 kg ×10 N/kg =8×104 N设备重:G 2=4 000 N起重机对地面的压力:F =G 1+G 2=8×104 N +4 000 N =8.4×104 N根据压强公式p =F S可得,支架与地面的接触面积 S =F p =8.4×104 N 7×104 Pa=1.2 m 2 (3)绳子自由端移动的距离:s =2h =2×3 m =6 m有用功:W 有=Gh =4 000 N ×3 m =1.2×104 J总功:W 总=Fs =2 500 N ×6 m =1.5×104 J额外功:W 额=W 总-W 有=1.5×104 J -1.2×104 J =3 000 J起重机的机械效率:η=W 有W 总×100%=1.2×104 J 1.5×104 J×100%=80% 10. 如图所示的装置中,A 物体重100 N ,B 物体重10 N ,在B 物体的作用下,A 物体在水平面上做匀速直线运动,不计滑轮重、绳重及摩擦.求:(1)将A 物体换成重为80 N 的C 物体,C 将做 (选填“加速”“减速”或“匀速”)运动.第10题图(2)A 物体受到的摩擦力是多少?(3)如果在A 物体上加一个水平向左的拉力,使B 物体以0.5 m/s 的速度匀速上升4 s ,拉力做的功是多少?【答案】(1)加速【解析】物体的重力减小,压力减小,摩擦力减小,做加速运动.解:(2)A 物体在水平面上做匀速直线运动,因此A 物体受力平衡,即f =F 1面与A 连接的滑轮是动滑轮,与B 连接的定滑轮,则F 1=2G B =2×10 N =20 N(3)B 物体以0.5 m /s 的速度匀速上升4 s ,物体移动的距离s =v t =0.5 m/s ×4 s =2 m对A 物体受力分析如下,由图可知F 2=f +F 1=2F 1=2×20 N =40 NA 物体移动的距离s A =12s =12×2 m =1 m 拉力做的功W =F 2s A =40 N ×1 m =40 J11.如图所示是小刚设计的一个通过简单机械自动拉开开关的装置示意图。
中考物理 力学学综合计算题 2018、 2019年中考真题精选 (有答案有解析)1.有甲、乙两个溢水杯,甲溢水杯盛满酒精,乙溢水杯盛满某种液体。
将一不吸水的小球轻轻放入甲溢水杯中,小球下沉到杯底,溢出酒精的质量是40g ;将小球从甲溢水杯中取出擦干,轻轻放入乙溢水杯中,小球漂浮且有111的体积露出液面,溢出液体的质量是50g ,已知ρ酒精=0.8×103kg/m 3,试问: (1)小球的体积是多少? (2)液体的密度是多少?【来源】2018年四川省自贡市中考物理试题 【答案】(1)50cm 3;(2)1.1g/cm 3。
【解析】 【分析】(1)小球浸没在甲溢水杯酒精中,排开酒精的体积等于小球的体积,故可得出小球的体积;(2)小球漂浮在乙溢水杯的液体中,小球受到的浮力等于重力,进而得出球的质量;由小球质量和体积,可以得到小球密度;已知小球在乙中漂浮,据小球的密度,结合漂浮条件和阿基米德原理可计算乙液体的密度。
【详解】(1)由题知,小球在甲溢水杯中下沉,则小球的体积就等于排开酒精的体积,根据ρ=m V 可得小球的体积:V =V 排酒精=m ρ排酒精酒精=340g 0.8/g cm =50cm 3;(2)由题意知,小球漂浮在乙溢水杯的液体中,根据漂浮条件和阿基米德原理可得:F 浮乙=G =G 排液,所以可得小球的质量:m =m 排液=50g ;则小球的密度:ρ球=m V =350g50cm=1g/cm 3;小球在乙中漂浮,且有111 的体积露出液面,则V 排=1011V ,由漂浮条件可得:F 浮乙=G ,根据阿基米德原理可得:ρ液g ×1011 V =ρ球gV ,则液体的密度:ρ液=1110ρ球=1110×1g/cm 3=1.1g/cm 3。
2.如图所示,容器中水的深度为2m ,水面上漂浮着一块体积为31m 的冰。
冰的密度为330.910kg/m ⨯,水的密度331.010kg/m ⨯.求: (1)杯底受到水的压强。
07利用杠杆平衡原理的力学综合计算1.如图所示,杆秤可视为杠杆,提钮处为支点O ,若不计其自重,当在挂钩悬挂被称物体后处于平衡状态,已知CO =4厘米,OD =8厘米,秤砣的重力为10牛。
本题中g 取10牛/千克,求:(1)这杆秤所能测物体的最大重力为80牛,求OB 的长度。
(2)当秤砣处于D 位置时,被称物体的质量为多少千克?(3)若有人换了一个质量为0.8千克的秤砣,售出杆秤刻度显示3千克的物品,则物品的实际质量是多少?1.(1)32cm;(2)2kg;(3)2.4kg【解析】解:(1)由杠杆平衡条件得G 最大OC =G 秤砣OB即80N×4cm=10N×OB解得OB =32cm(2)由杠杆平衡条件得G 物体OC =G 秤砣OD即G 物体×4cm=10N×8cm解得G 物体=20N 物体的质量为20N 2kg 10N/kgG m g ===物体物体(3)使用10N 秤砣(正常情况下),当杆秤刻度显示3千克的物品时,设秤砣到O 点的距离L ,则m 物g ×OC =G 秤砣×L即3kg×10N/kg×4cm=10N×L解得L =12cm当使用0.8kg 秤砣时,秤砣到O 点的距离不变,则有m 物′g ×OC =m 砣′g ×L即m 物′×10N/kg×4cm=0.8kg×10N/kg×12cm解得m 物′=2.4kg【答案】(1)这杆秤所能测物体的最大重力为80牛,OB 的长度为32cm;(2)当秤砣处于D 位置时,被称物体的质量为2kg;(3)若有人换了一个质量为0.8千克的秤砣,售出杆秤刻度显示3千克的物品,则物品的实际质量是2.4kg。
2.如图所示,在科普节目《加油向未来》中,有一项对抗性实验,甲、乙两人站在平衡板上,滑轮组将平衡板提升至一定高度后,两人在平衡板上挪动,并保持平衡板平衡。
中考物理力学综合计算题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F 1匀速拉绳,地面对工人的支持力为N 1,滑轮组的机械效率为η1;第二次运送货物时,货物质量为90 kg,工人用力F 2匀速拉绳的功率为P 2,货箱以0.1m/s 的速度匀速上升,地面对人的支持力为N 2, N 1与 N 2之比为2:3。
(不计绳重及滑轮摩擦, g 取10N/kg)求:(1)动滑轮重和力F 1的大小; (2)机械效率η1; (3) 功率P 2。
2.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,使栏杆和配重总体的重心位于O 点。
栏杆的P 点安装转轴,转轴与支架C 连结,使栏杆能绕P 在竖直平面无摩擦转动,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F D 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p 1;当他用力F 1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p 2。
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F 2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 端又搁置在支架D 上。
已知AP =OP =1m ,PE =23m ,O 点到栏杆下边缘的距离OE =0.5m ,p 1∶p 2=2∶1,栏杆与配重的总重G 杆=2403N 。
求:(1)F D(2)G 人(3)F 2的最小值,此时F 2的方向。
(计算和结果可带根号)(6分)图243.小文的体重为600 N ,当他使用如图24所示的滑轮组匀速提升水中的体积为0.01m 3的重物A 时(重物始终未出水面),他对地面的压强为8.75×103Pa 。
已知小文与地面的接触面积为4002cm 。
当他用此滑轮组在空气中匀速提升重物B 时,滑轮组的机械效率是80%。
已知重物A 重物B 所受重力之比G A ︰G B =5︰12,若不计绳重和摩擦,g=10N/kg 。
求:(1)提升重物A 时小文对地面的压力。
(2)物体A 的密度。
(3)在水中提升重物A 时滑轮组的机械效率。
(4)重物A 完全出水面后,以0.2m/s 的速度匀速上升,小文拉绳的功率P 。
图24O图22BA支架C支架DPE4.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 =8×104N ,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 =0.5m 3、重为G 物的重物。
若在打捞前起重机对地面的压强p 1=2×107Pa ,当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强为p 2,重物完全出水后匀速上升时起重机对地面的压强p 3=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N 1和N 2,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: (1)重物在水中匀速上升时起重机对地面的压强p 2; (2)支撑力N 1和N 2之比;(3)重物出水后匀速上升的速度。
5.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F 1,对地面的压力为N 1;第二次提升质量为240kg 的货物时,卷扬机对绳子的拉力为F 2,对地面的压力为N 2。
已知N 1与N 2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 1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。
ABDCEF 图22图256. 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1×10-4m 3,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m 1.0。
进水管的横截面积为4cm 2,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?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的石材,该滑轮组中动滑轮质量为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η1,当石材完全露出水面之后滑轮组的机械效率为η2。
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ρ石=2.5×103kg/m 3,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)η1与η2的比值;(3)当石材完全露出水面以后,人拉绳子的功率。
图18 图239.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,卷扬机对绳子的拉力为F 1,对工作台的压力为N 1;第二次提升质量为240kg 的货物时,卷扬机对绳子的拉力为F 2,对工作台的压力为N 2。
已知N 1与N 2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) 求:(1)卷扬机对绳子的拉力F 1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。
10.如图所示,AB 是一杠杆,可绕支点O 在竖直平面内转动,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7500p a ;当在D 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,正方体M 对水平地面的压强为15000p a 。
(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12体重为510N 的人,站在水平地面上对地面的压强为p 1, .如图20所示,用滑轮组拉物体A 沿水平方向做匀速运动,此时人对地面的压强为p 2,压强变化了2750pa 。
已知人一只脚的面积是200cm 2,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DABOM第38题图FA图20图24械效率是多少?(7分)13.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,已知该货箱体积为50 m 3,质量 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? (2) 货箱完全出水后,又被匀速吊起1 m ,已知此 时钢缆绳拉力F 为6.25×105 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?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A 。
已知工件的质量为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浮F ;(2)工件A 完全打捞出水面后,滑轮组的机械效率2 ;(3)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2P 。
(7分)A15.在图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1.5×10-2m 2。
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 =2×103Pa 。
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G 丙。
17.如图27所示,是利用器械提升重物的示意图。
当某人自由..站在水平地面上时,他对地面的压强P 0=2×104Pa ;当滑轮下未挂重物时,他用力匀速举起杠杆的A 端,使杠杆在水平位置平衡时,他对地面的压强P 1=2.375×104Pa ;当滑轮下加挂重物G 后,他用力匀速举起杠杆的A 端,使杠杆在水平位置平衡时,他对地面的压强P 2=5.75×104Pa 。
假设这个人用的力和绳端B 用的力始终沿竖直方向,加挂重物前后他对杠杆A 端施加的举力分别为F 1、F 2,已知F 2=1500N 。
(杠杆、绳重和机械间摩擦忽略不计,g 取10N/kg ) 求:(1)F 1与F 2之比; (2)人的质量m 人;(3)当重物G 被匀速提升过程中,滑轮组的机 械效率η;(4)已知重物G 的密度与水的密度比为9:1,将重物完全浸没在水中匀速上升时的速度为0.1m/s ,若此时..已知动滑轮重为100N ,那么绳端B 的拉力F '做功的功率P '为多大?图23图27图18中考物理力学综合计算题答案1.解:(1)第一次提升货物时,以人为研究对象 11F '-=人G N ①绳对人的拉力与人对绳的拉力相等,11F F ='411动G G F +='② 1分 第二次提升货物时,以人为研究对象22F '-=人G N ③ 绳对人的拉力与人对绳的拉力相等,22F F =' 422动G G F +='④ 1分32N N 21= ⑤把数据分别带入以上5个式子,解得:300=动G N 1分 F 1=400N 1分 F 2=300N(2)第一次运送货物时滑轮组的机械效率:81.25%4J4001300J4h F h G W 111=⨯===总有W η 1分 (3)第二次货物上升速度为0.1m/s ,人匀速拉绳的速度为s m s m v /4.0/1.042=⨯=' 1分 W s m N v F P 120/4.0300222=⨯='=2.N 1G 人 F 1´ N 2G 人 F 2´解:(1)支架D受到的压力F D与支架D对杆的支持力F B是一对相互作用力,F D = F B根据杠杆平衡条件F1·l1 = F2·l2,得到:G杆·PE = F D·PBF D = G1杆·PE/PB =2403N·(3/2)m/5m = 72NG杆·PE = F1·APF1 = G1杆·PE/PA =2403N·(3/2)m/1m = 360N(2)人站在水平地面对地面的压强P1=G人/S,S为人与地面的接触面积,用力F1后,F1= F1,对地面的压强P2=(G人-F1,)/SP1∶P2=2∶1即:G人/S∶(G人-F1,)/S =2∶12(G人-360N)= G人G人=720N(3)当栏杆在竖直位置时,栏杆重力的力臂为OE,在A点沿水平方向向右,可以使力臂最长,最省力。