北京历年力学大题汇总
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历年北京高中物理合格性考试汇编:力学一.选择题(共30小题)1.(2020•北京学业考试)如图所示,质量为m的小球A静止于光滑水平面上,在A球与墙之间用轻弹簧连接。
现用完全相同的小球B以水平速度v0与A相碰后粘在一起压缩弹簧。
不计空气阻力,若弹簧被压缩过程中的最大弹性势能为E,从球A被碰后开始到回到原静止位置的过程中墙对弹簧的冲量大小为I,则下列表达式中正确的是()A.E=mv I=2mv0B.E=mv I=2mv0C.E=mv I=mv0D.mv I=mv02.(2020•北京学业考试)物理学是一门以实验为基础的学科,许多物理定律就是在大量实验的基础上归纳总结出来的。
有关下面四个实验装置,描述错误的是()A.卡文迪许利用装置测出了引力常量的数值B.库仑利用装置总结出了点电荷间的相互作用规律C.奥斯特利用装置发现了电流的磁效应D.牛顿利用装置总结出了自由落体运动的规律3.(2020•北京学业考试)如图所示,假设地球质量分布均匀,其质量为M,地球外B点有一质量为m的质点,B点到球心O的距离为r。
已知该质点受到地球对它的万有引力大小为F=,其中G为引力常量。
类比电场强度的定义式,可以推知地球在B点的引力场强度大小E′为()A.B.C.D.4.(2020•北京学业考试)2019年1月3日,嫦娥四号成为了全人类第一个在月球背面成功实施软着陆的探测器。
为了减小凹凸不平的月面可能造成的不利影响,嫦娥四号釆取了近乎垂直的着陆方式。
已知:月球半径为R,表面重力加速度大小为g,引力常量为G,下列说法正确的是()A.为了减小与地面的撞击力,嫦娥四号着陆前的一小段时间内处于失重状态B.嫦娥四号着陆前近月环绕月球做圆周运动的过程中处于超重状态C.月球的密度为ρ=D.嫦娥四号着陆前近月环绕月球做圆周运动的周期约为T=2π5.(2020•北京学业考试)如图所示,质量为M的框架放在水平地面上,一轻弹簧上端固在框架上,下端固定一个质量m的小球,小球上下振动时框架始终没有跳起,当框架对地面压力为零的瞬间,小球的加速度大小为()A.g B.C.D.6.(2020•北京学业考试)如图所示,一物块静止在倾角为θ的固定斜面上,物块所受的重力为G.沿平行于斜面和垂直于斜面的两个方向分解重力G,这两个方向上的分力分别为F1和F2.则分力F1的大小为()A.GsinθB.GcosθC.D.7.(2020•北京学业考试)如图所示,一轻弹簧的左端固定在墙壁上,右端连接一个小球,小球放置在光滑水平地面上。
高考物理北京力学知识点之相互作用单元汇编及答案一、选择题1.小华同学利用如图所示的实验装置来测定物体与滑板间的滑动摩擦力.下列关于用这种装置做实验的说法中,你认为正确的是A .必须调节托盘中重物的重量,确保滑板做匀速运动B .不一定要使滑板做匀速运动,但必须要用恒力拉滑板C .托盘中放的重物越重,滑板运动得越快,弹簧秤读数越大D .只要滑板与木块有相对运动,无论滑板做什么运动,弹簧秤的读数都相同 2.已知力F 的一个分力F 1跟F 成30°角,F 1大小未知,如图所示,则另一个分力F 2的最小值为:( )A . 2F B . 33F C .F D .无法判断3.一质量为中的均匀环状弹性链条水平套在半径为R 的刚性球体上,已知不发生形变时环状链条的半径为R/2,套在球体上时链条发生形变如图所示,假设弹性链条满足胡克定律,不计一切摩擦,并保持静止.此弹性链条的弹性系数k 为A 3(31)mg+ B 3(31)mg-C .23(31)4mgRπ D .23(31)2mgRπ+ 4.重为10N 的物体放在水平地面上,今用8N 的力竖直向上提物体,则物体所受到的合力为( ) A .2N 向下B .2N 向上C .18N 向上D .05.如图所示,在一粗糙水平面上有两个质量分别为m 1和m 2的木块1和2,中间用一原长为L ,劲度系数为k 的轻弹簧连接起来,木块与地面间的滑动摩擦因数均为μ.现用一水平力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离为( )A .1+L m g kμB .()12+L m m g kμ+C .2+L m g kμD .1212+m m L g k m m μ⎛⎫⎪+⎝⎭6.如图,两个轻环a 和b 套在位于竖直面内的一段固定圆弧上;一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m 的小球。
在a 和b 之间的细线上悬挂一小物块。
平衡时,a 、b 间的距离恰好等于圆弧的半径。
2024北京初三二模物理汇编力学计算题一、计算题 1.(2024北京海淀初三二模)小海用大塑料瓶(大瓶)和开口的小玻璃瓶(小瓶)制作了如图甲所示的“浮沉子”。
装有适量水的小瓶开口朝下漂浮在大瓶内的水面上,拧紧大瓶的瓶盖使其密封,两瓶内均有少量空气,通过挤压大瓶可实现小瓶的浮沉,挤压过程中,小瓶不接触大瓶瓶壁。
小瓶可视为圆柱形容器,其底面积S =2cm 2,高h =7.5cm ,忽略其底和壁的厚度。
用适当大小的力挤压大瓶,小瓶仍漂浮,此时简化的模型如图乙所示,两瓶内水面的高度差h 1=3.5cm ,小瓶开口处到大瓶内水面的距离h 2=7cm 。
水的密度ρ水=1.0g/cm 3,取g =10N/kg 。
(1)求不装水时小瓶的质量;(2)用适当大小的力挤压大瓶,使小瓶恰好悬浮时,求小瓶内空气的体积。
2.(2024北京丰台初三二模)某科技小组的同学想制作一个简易的密度计来测量液体的密度。
他们取了一个上端开口,底部有配重的薄壁玻璃筒,侧壁标有0~80mL 体积刻度,将空玻璃筒开口向上放入水中,玻璃筒竖直漂浮。
向玻璃筒内加水至50mL 刻度线时,在玻璃筒与外侧水面相平处做记号线,如图甲所示。
将空玻璃筒开口向上放入待测液体中,向玻璃筒内加水至30mL 刻度线时,外侧待测液体液面恰好与玻璃筒记号线相平,如图乙所示。
已知玻璃筒重0.5N ,水的密度为1.0g/cm 3,g 取10N/kg 。
求:(1)甲图玻璃筒受到的浮力的大小。
(2)简易密度计上30mL 刻度线对应的密度值。
3.(2024北京石景山初三二模)如图所示的平底薄璧容器,底面积为32510m -⨯,质量为0.5kg 。
容器内装有1kg 的水,水的深度是16cm ,放在水平地面上,g 取10N /kg 。
求: (1)水对容器底的压力F 。
(2)此时容器对地面的压强p 。
4.(2024北京初三二模)如图所示是科创小组设计的水库自动泄洪控制装置的模型,模型顶部开有小孔,A 为压力传感器,B 是密度小于水且不吸水的圆柱体,能沿固定的光滑细杆在竖直方向自由移动。
延庆 1. 火车道口处设置人工控制的栏杆,图22是栏杆的示意图。
密度和粗细均匀的栏杆全长6m ,质量为40kg 。
栏杆的重心位于P 点,栏杆可绕O 点在竖直平面内无摩擦转动。
栏杆的H 端通过滑轮组来提升栏杆,其中A 、B 、D 、E 都是定滑轮,C 是动滑轮,T 为固定在水平地面上的挂钩。
当火车通过岔道口后, 管理人员用力F 1竖直向下拉绳子, 栏杆恰好在水平位置平衡。
管理人员为了减轻自己的工作强度,他在H 端下方的绳子上加挂了一个质量为10kg 的重物,用力F 2以0.2m/s 的速度匀速拉动绳子使栏杆逆时针转动45°角时车辆放行。
此时管理人员将绳端固定在挂钩T 上。
已知:F 1∶F 2=17∶15;OH=1m, 忽略细绳与滑轮的摩擦。
g 取10N/kg (1)F 1的大小; (2)F 2的功率;(3)管理人员用力F 2工作时滑轮组的效率 (结果保留一位小数) 、2. 某校科技小组的同学设计了一个从水中打捞物体的模型,如图27所示。
其中轮,杠杆BC 可绕O 点在竖直平面内转动,OC ∶OB =3∶4。
杠杆BC 和细绳的质量均忽略不计。
人站在地面上通过拉绳子提升水中的物体A ,容器的底面积为300 cm 2。
人的质量是70 kg ,通过细绳施加竖直向下的拉力F 1时,地面对他的支持力是N 1,A 以0.6m/s 的速度匀速上升。
当杠杆到达水平位置时物体A 总体积的五分之二露出液面,液面下降了50cm ,此时拉力F 1的功率为P 1;人通过细绳施加竖直向下的拉力F 2时,物体A 以0.6m/s 的速度匀速上升。
当物体A 完全离开液面时,地面对人的支持力是N 2,拉力F 2的功率为P 2。
已知A 的质量为75kg , N 1∶N 2=2∶1,忽略细绳与滑轮的摩擦以及水对物体的阻力,g 取10N/kg 。
求:⑴当物体露出液面为总体积的五分之二时,物体所受的浮力;⑵动滑轮M⑶P 1∶P 2的值。
2021-2023北京高考真题物理汇编力学选择A .在ab 段汽车的输出功率逐渐减小B .汽车在ab 段的输出功率比bc 段的大A .圆盘停止转动前,小物体所受摩擦力的方向沿运动轨迹切线方向A .斜面对物块的支持力大小为sin mg θB .斜面对物块的摩擦力大小为cos mg μθ3A.小球的速度大小均发生变化B.小球的向心加速度大小均发生变化A.碰撞前m的速率大于m的速率B.碰撞后m的速率大于m的速率A.B.C.D.8.(2023·北京·统考高考真题)如图所示,在光滑水平地面上,两相同物块用细线相连,两物块质量均为1kg,细线能承受的最大拉力为2N。
若在水平拉力F作用下,两物块一起向右做匀加速直线运动。
则F的最大值为()A.1N B.2N C.4N D.5N9.(2021·北京·高考真题)一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。
此后K质点比L质点先回到平衡位置。
下列判断正确的是()A.该简谐横波沿x轴负方向传播B.此时K质点沿y轴正方向运动C.此时K质点的速度比L质点的小D.此时K质点的加速度比L质点的小10.(2021·北京·高考真题)2021年5月,“天问一号”探测器成功在火星软着陆,我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。
“天问一号”在火星停泊轨道运行时,近火点距离火星表面2.8⨯102 km、远火点距离火星表面5.9⨯105 km,则“天问一号” ()A.在近火点的加速度比远火点的小B.在近火点的运行速度比远火点的小C.在近火点的机械能比远火点的小D.在近火点通过减速可实现绕火星做圆周运动11.(2021·北京·高考真题)某同学使用轻弹簧、直尺钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”。
如图所示,弹簧上端固定,在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。
不挂钢球时,弹簧下端指针位于直尺20cm刻度处;下端悬挂钢球,静止时指针位于直尺40cm刻度处。
1.在一个圆柱形容器内盛有深为20cm 的水。
现将以质量为200g的密闭空心铁盒A 放入水中时,空心铁盒有一半浮出水面;当铁盒上放一个小磁铁B 时,铁盒恰好浸没水中,;当把他们倒置在水中时,A 有1/15的体积露出水面,小磁铁B 的密度为( )2.在圆柱形容器内装有适量的水,水对容器底的压强为P ,将质量为0.05千克的正方体木块浸没在水中,用细线系在容器底,此时水对容器底的压强为 1.5P ,细线对木块的拉力是容器底所受水的压力的1/5,则木块的密度为( )(g 取10N/kg )3.一支密度计,其刻度部分的A,B 两点,分别是最上面和最下面的刻度位置,如图所示,这支密度计的测量范围是1.0x103kg/m3~1.6x103kg/m3,把这支密度计放入某种液体中,液面的位置恰好在的AB 中点C ,则这种液体的密度是( )4.用细线系住一圆柱体使其浸入水槽内的水中,当圆柱体有7/8的体积露出水面时,细线施加的拉力恰好为3N 。
如图10乙所示,用细线将该圆柱体拉入水槽内的水中,当细线施加的拉力为圆柱体所受重力的3/4时,圆柱体有7/8的体积浸在水中。
若要使图乙所示状态下的圆柱体全部没入水中,圆柱体静止时绳子向下的拉力应为_______N 。
5.一个竖直放置在水平桌面上的圆柱形容器,内装某种液体。
将体积为V 的金属块A 挂在弹簧测力计下并浸没在该液体中(A 与容器底未接触)。
金属块A 静止时,弹簧测力计的示数为F 。
将木块B 放入该液体中,静止后木块B 露出液面的体积与其总体积之比为7:12,把金属块A 放在木块B上面,木块B 刚好没入液体中。
若已知金属块A 的体积与木块B 的体积之比为13:24,则该液体的密度为____________。
6.如图所示,横截面积为S 的容器内盛有部分水,水面上方压有一块横截面积也为S 的活塞M,现在活塞的中央挖一面积为S0的小孔,小孔内塞入一木塞N.假设N 与M 之间,M 与容器器壁之间紧密结合,且不考虑任何摩擦.已知水的密度为ρ水,当在N 的上方放置一块质量为m 的物块后,活塞M 上升的距离为_______________;木塞N 下沉的距离______________ .7.柱形容器中分别装有体积相同的A,B 两种液体(A底面积大,B 底面积小),它们的密度分别为ρA ρB 若将甲乙两物块分别放入A ,B 两种液体中(液体均没有溢出),甲在A 中悬浮,乙在B 中沉底,此时A 液体对容器底部增加的压强是B 对容器底部增加的压强的4倍,已知甲物块所受的重力是乙物块所受重力的2倍,甲物块的体积是乙物块体积的4倍,则没有放入甲乙两物块前,A 和B 两种不同液体对容器底部压强之比为__________。
大学物理力学复习题及答案一、单选题(在本题的每一小题备选答案中,只有一个答案是正确的,请把你认为正确答案的题号,填入题干的括号内)1.下列运动中,加速度a保持不变的是 ( D )A .单摆的摆动B .匀速率圆周运动C .行星的椭圆轨道运动D .抛体运动。
2.某质点作直线运动的运动学方程为x =3t -5t 3 + 6 (SI),则该质点作 ( D ) A .匀加速直线运动,加速度沿x 轴正方向 B .匀加速直线运动,加速度沿x 轴负方向 C .变加速直线运动,加速度沿x 轴正方向 D .变加速直线运动,加速度沿x 轴负方向3. 某物体作一维运动, 其运动规律为dvkv t dt=-2, 式中k 为常数. 当t =0时, 初速为v 0,则该物体速度与时间的关系为 ( D )A .v kt v =+2012 B .kt v v =-+20112C .kt v v =-+201112D .kt v v =+2011124.质点作半径为R 的变速圆周运动时的加速度大小为(v 表示任一时刻质点的速率)( C )A .dv dtB .v R 2C .dv v dt R -⎡⎤⎛⎫⎛⎫+⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦12242 D .dv v dt R+2ta t dt dxv 301532-=-==5、质点作曲线运动,r 表示位置矢量,v 表示速度,a表示加速度,s 表示路程,t a 表示切向加速度,对下列表达式:(1) a dt dv =;(2) v dt dr =;(3) v dt ds =;(4) t a dtv d =,下列判断正确的是 ( D )A 、只有(1)(4)是对的;B 、只有(2)(4)是对的;C 、只有(2)是对的;D 、只有(3)是对的。
6.质点作圆周运动,如果知道其法向加速度越来越小,则质点的运动速度 ( A ) A 、 越来越小; B 、 越来越大; C 、 大小不变; D 、不能确定。
如图19所示,质量为70kg的工人站在水平地面上,用带有货箱的滑轮组把货物运到高处。
第一次运送货物时,放入货箱的货物质量为160kg,工人用力F1匀速拉绳的功率为P1,货箱以0.1rn/s的速度匀速上升,地面对。
第二次运送货物时,放入货箱的货物质量为120kg,工工人的支持力为N人用力F2匀速拉绳,货箱以0.2m/s的速度匀速上升,地面对工人的支持力为N2,滑轮组机械效率为η2。
N1与N2之比为15:19。
(不计绳重及滑轮摩擦,g取l0N/kg)求:(1)货箱和动滑轮的总质量m;(2)功率P1;(3)机械效率η2。
图23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.该装置主要由滑轮组、配重C、D以及杠杆AB组成,配重C通过细绳与动滑轮相连,配重C、D分别通过支架固连在杠杆AB两端,支架与杠杆垂直.杠杆的B端放在水平台面上,杠杆可以绕支点O在竖直平面内逆时针转动,开关被拉开前,杠杆在水平位置平衡.已知动滑轮P的质量m p为0.2 kg,OA∶OB=3∶1,配重D的质量m D为1.5 kg,作用在D上的竖直向下的压力F为75 N,刚好拉开开关所需的拉力T为6 N.杠杆、支架和细绳的质量均忽略不计,滑轮与轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计,g取10 N/kg.求:配重C的质量m C,等于多少千克,开关刚好能被拉开?如图是一个上肢力量健身器示意图。
配重A受到的重力为1200N,其底面积为5×10-2m2. B、C都是定滑轮,D是动滑轮;杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动,OE:重A对地面的P1为6×103pa。
小成在H点施加竖直向下的拉力为T2时,杠杆仍在水平位置平衡,小成对地面的压力为F2,配重A受到的拉力为F A2,配重A对地面的压强P2为4×103pa。
已知F1:F2=20:19,杠杆EH 和细绳的质量均忽略不计。
求(1)拉力F A2;(2)拉力T2;(3)动滑轮D受到的重力G。
北京市最近五年(06-10)高考物理试题汇编一、力学1.1 牛顿定律1.(06北京)19.木块A 、B 分别重50N 和60N ,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25。
夹在A 、B 之间的轻弹簧被压缩了2cm ,弹簧的劲度系数为400N/m 。
系统置于水平地面上静止不动。
现用F =1N 的水平拉力作用在木块B 上,如图所示。
力F 作用后 19.CA .木块A 所受摩擦力大小是12.5NB .木块A 所受摩擦力大小是11.5NC .木块B 所受摩擦力大小是9ND .木块B 所受摩擦力大小是7N 2.(07北京)18.图示为高速摄影机拍摄到的子弹穿透苹果瞬间的照片。
该照片经放大后分辨出,在曝光时间内,子弹影象前后错开的距离约为子弹长度的1%~2%。
已知子弹飞行速度约为500m/s ,由此可估算出这幅照片的曝光时间最接近 B 中A .10-3sB .10-6sC .10-9sD .10-12s 3.(09北京)18.如图所示,将质量为m 的滑块放在倾角为θ的固定斜面上。
滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ。
若滑块与斜面之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g ,则A .将滑块由静止释放,如果μ>tanθ,滑块将下滑B .给滑块沿斜面向下的初速度,如果μ<tanθ,滑块将减速下滑C .用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大小应是2mg sinθD .用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大小应是mg sinθ 【答案】C 【解析】对处于斜面上的物块受力分析,要使物块沿斜面下滑则mgsinθ>μmgcosθ,故μ<tanθ,故AB 错误;若要使物块在平行于斜面向上的拉力F 的作用下沿斜面匀速上滑,由平衡条件有:F-mgsi nθ-μmgcosθ=0故F= mgsinθ+μmgcosθ,若μ=tanθ,则mgsinθ=μmgcosθ,即F=2mgsinθ故C 项正确;若要使物块在平行于斜面向下的拉力F 作用下沿斜面向下匀速滑动,由平衡条件有:F+mgsinθ-μmgcosθ=0 则 F=μmgcosθ- mgsinθ 若μ=tanθ,则mgsinθ=μmgcosθ,即F=0,故D 项错误。
北京物理中考(二模)力学大题汇总1.物理小组同学在一次模拟打捞沉船的实验中,用三个滑轮(每个滑轮受到的重力均为0.6N )和四个相同的浮筒B 设计了如图26所示装置。
当浮筒B 和表示沉船的物体A 浸没在水中匀速上升时,测得绳子自由端的拉力为F 1,滑轮组的机械效率η1=80%。
浮筒B 和物体A 完全出水后,绳子自由端的拉力为F 2。
已知F 1=83F 2,四个相同的浮筒排出水后的总重是动滑轮重的34倍,浮筒B 排出水后产生的浮力是其自重的5倍。
不计绳重、轴摩擦和水的阻力。
求:⑴浮筒B 和物体A 完全出水后,滑轮组匀速 提升重物A 的机械效率η2;⑵物体A 的密度ρA 。
2.图25是某建筑的二楼顶上的蓄水箱及放水装置,蓄水箱长3m ,宽2m ,高1m ,楼房每层高3m 。
其水箱上端右侧安装了一个以O 点为转轴,长为50cm 的轻质杠杆AB ,O 点距A 端40cm 。
A 点正下方的Q 是一个恰好能堵住出水口的重5N 、横截面积100cm 2、厚5cm 的盖板,它通过细绳与杠杆的A 端相连。
在水箱右侧水平地面上有一质量为54.4kg 的人通过滑轮组拉动系在B 点的绳子,从而控制水箱中的水从出水口流出。
当水箱中蓄满水时,人用F 1的力拉绳端,盖板恰能被拉起,此时人对水平地面的压强为p 1;当水箱中的水深为60cm 时,人用F 2的力拉绳端,盖板也恰好被拉起,此时人对水平地面的压强为p 2,且p 1:p 2=11:12。
(绳重及滑轮与轴之间的摩擦及进水管直径忽略不计,g 取10N/kg )求:(1)若这些水是用水泵从深2m 的井中抽上来的,要求一次蓄满水的 时间不能超过10min ,则水泵的功率至少多大?(2)动滑轮的总重G 0;(3)当水箱中蓄满水时,地面对人的支持力N 1。
进水管图25CO A BQ图24O BC工作台A进水口D3.如图25所示是高层商厦载货电梯的示意图,钢索拉力由电动机提供。
电梯匀速提升质量为0.6t 的货物时,滑轮组的机械效率为η1,钢索拉力F 1;当电梯匀速提升0.4t 的货物时,滑轮组机械效率为η2,钢索拉力为F 2。
已知η1︰η2=5︰4(钢索重和摩擦不计,g 取10N/kg ,) 求: (1)滑轮组匀速提升0.6t 货物上升12m 做的有用功。
(2)拉力F 1︰F 2。
(3)电梯提升0.6t 的货物时,电动机输出的机械功率为8kW ,其中75%转化为钢索拉力做功的功率,则电梯上升的最大速度是多少?4 .某工人用如图24所示的机械拉浸在水中的金属块物体A, 金属块A 的密度为8×103kg/m 3,杠杆BC 可绕O 点在竖直平面内转动,OB ∶OC =1∶2,工人受到的重力为500N 。
当金属块A 有3/4的体积露出水面时,杠杆在水平位置平衡,工人对工作台的压力为F 1;将容器向上抬,当金属块A 全部浸没在水中时,容器底部受到水的压力变化了60N ,杠杆仍在水平位置平衡,工人对工作台的压力为F 2。
已知:F 1∶F 2 =61∶60,杠杆BC 和细绳的质量、滑轮间的摩擦均忽略不计,g =10N/kg ,求: (1)动滑轮D 受到的重力G D 。
(2)当金属块全部脱离水面时,杠杠在水平位置再次平衡,此时工人对工作台的压力F 3是多大?(结果保留整数)(7分)图255.为了打捞沉在江中的物体,采用浮筒与起重工程船相结合的办法。
沉在江中物体的体积为0.2m 3,物质的密度为8×103kg/m 3,把4个浮筒固定在物体四周,并用绳捆住物体,绳的上端固定在起重船滑轮组的动滑轮下端的吊钩上,动滑轮重为2×103N 。
当用压缩气体把浮筒充气后,每个浮筒可以产生1×103N 的浮力,如图20所示(图中只能显示3个浮筒)。
起重工程船上的电动机带动钢丝绳,通过图示的滑轮组使物体以速度v 1=1cm/s 竖直上升,在物体未出水面前,电动机拉钢丝绳的拉力为F 1,滑轮组的机械效率为η1;当物体完全离开水面后,电动机拉钢丝绳的拉力为F 2,滑轮组的机械效率为η2,物体在空中竖直匀速上升的速度为v 2。
设电动机的功率保持不变,绳子、钢丝绳和浮筒重均忽略不计,滑轮组的轮与轴的摩擦及物体在水中的阻力不计,江水的密度为103kg/m 3,g 取10N/kg 。
求:⑴F 1和F 2;⑵η1∶η2;⑶v 2。
(结果保留2位有效数字)6.如图24所示,是工人用来粉刷楼房外墙壁的简易升降装置示意图,其上端固定在楼顶,工人用力拉绳子,装置可使工人与粉刷涂料及工具乘工作台升至所需高度,工人将绳子固定后进行粉刷墙壁工作。
已知工作台的底面积为1.5 m 2,涂料和工具质量为10 kg ,当工人用200 N 的力竖直向下拉绳子时,工作台对地面的压强为200 P a ;工人用力F 1竖直向下拉绳子使自己匀速上升至某一高度进行粉刷工作,此时该装置机械效率为η1;粉刷工作结束后,工人不慎将涂料桶和工具跌落地面,工人用力F 2继续竖直向下拉绳子使自己又匀速上升了2m ,查看一下墙壁情况,此过程该套装置的机械效率为η2。
已知η1 : η2 =28:27(g 取10 N/kg ,不计绳重及摩擦)。
求:(1) 动滑轮和工作台的总重 (2) F 1和F 2的比值物体浮筒F水面 图207.某工人通过如图24所示装置提升重物,甲、乙为定滑轮(质量不计),丙为动滑轮,连接杠杆的绳子、人手中的绳子都竖直。
当工人对绳子施加竖直的拉力F 1时,工人对水平地面的压力为200N ,杠杆刚好在水平位置平衡,重物对水平地面的压强为0.2×104p a 。
已知重物的底面积为0.5m 2,AO=4BO ,工人的质量70kg ,动滑轮的质量10kg ,(不计绳重、滑轮与轴的摩擦、杠杆的重力,g 取10N/kg )求: (1)F 1为多少牛? (2)重物的重力为多少牛?8.如图22所示装置,杠杆OB 可绕O 点在竖直平面内转动,OA ∶AB =1∶2。
当在杠杆A 点挂一质量为300kg 的物体甲时,小明通过细绳对动滑轮施加竖直向下的拉力为F 1,杠杆B 端受到竖直向上的拉力为T 1时,杠杆在水平位置平衡,小明对地面的压力为N 1;在物体甲下方加挂质量为60kg 的物体乙时,小明通过细绳对动滑轮施加竖直向下的拉力为F 2,杠杆B 点受到竖直向上的拉力为T 2时,杠杆在水平位置平衡,小明对地面的压力为N 2。
已知N 1∶N 2=3∶1,小明受到的重力为600N ,杠杆OB 及细绳的质量均忽略不计,滑轮轴间摩擦忽略不计,g 取10N/kg 。
求: (1)拉力T1; (2)动滑轮的重力G 。
9.某校科技小组的同学设计了一个从水中打捞物体的模型,如图27所示。
其中D 、E 、G 、H 都是定滑轮,M 是动滑轮,杠杆BC 可绕O 点在竖直平面内转动,OC ∶OB =3∶4。
杠杆BC和细绳的质量均忽略不计。
图22BAO甲人站在地面上通过拉绳子提升水中的物体A ,容器的底面积为300 cm 2。
人的质量是70 kg ,通过细绳施加竖直向下的拉力F 1时,地面对他的支持力是N 1,A 以0.6m/s 的速度匀速上升。
当杠杆到达水平位置时物体A 总体积的五分之二露出液面,液面下降了50cm ,此时拉力F 1的功率为P 1;人通过细绳施加竖直向下的拉力F 2时,物体A 以0.6m/s 的速度匀速上升。
当物体A 完全离开液面时,地面对人的支持力是N 2,拉力F 2的功率为P 2。
已知A 的质量为75kg , N 1∶N 2=2∶1,忽略细绳与滑轮的摩擦以及水对物体的阻力,g 取10N/kg 。
求:⑴当物体露出液面为总体积的五分之二时,物体所受的浮力; ⑵动滑轮M 受到的重力G ; ⑶P 1∶P 2的值。
9答案:(1)225N (2)100N (3)8:11 (7分)10.如图24所示为一种蓄水箱的放水装置,人站在地面上就可以控制蓄水箱进行放水。
AOB 是以O 点为转轴的轻质杠杆,AB 呈水平状态,AO = 120cm ,BO= 40cm 。
A 点正下方的Q 是一个重为10N 、横截面积为100cm 2的盖板(盖板恰好能堵住出水口),它通过细绳与杠杆的A 端相连。
在水箱右侧的水平地面上,有一质量为60kg 的人通过滑轮组拉动系在B 点呈竖直状态的绳子,可以控制出水口上的盖板。
若水箱中水深为30cm ,当盖板恰好要被拉起时,人对绳子的拉力为F 1,水平地面对人的支持力为N 1水箱中水深为70cm ,当盖板恰好要被拉起时,人对绳子的拉力为F 2, 水平地面对人的支持力为N 2。
已知N 1与N 2之比为55:51, 盖板的厚度、绳重及绳与滑轮间的摩擦均可忽略不计,人对绳的拉力与人所受重力在同一直线上,g 取10N/kg 。
求:(1)当水箱中水深为70cm 时,盖板上表面所受水的压强。
(2)动滑轮的总重。
DM EGHACOO图27OBAQ出水口OBC11.图21甲是海洋中学科技小组设计的打捞水中物体的装置示意图。
DB 是以O 点为转轴的水平杠杆,OD 的长度为1.6m 。
水平甲板上的配重E 通过细绳竖直拉着杠杆D 端,配重E 的质量m E 为225kg 。
安装在杠杆DB 上的行走装置由支架、动滑轮X 、提升电动机、定滑轮K 构成,行走装置的质量m 为25kg 。
电动机Q 可以通过定滑轮S 和动滑轮X 拉动行走装置沿BO 水平滑动。
固定在提升电动机下的定滑轮K 和动滑轮M 组成滑轮组Y ,当行走装置处于杠杆DB 上C 点的位置时,提升电动机拉动绳子H 端,通过滑轮组Y 竖直提升水中的物体A 。
物体A 完全在水中匀速上升的过程中,滑轮组Y 的机械效率为η1,甲板对配重E 的支持力为N 1;物体A 全部露出水面匀速竖直上升的过程中,滑轮组Y 的机械效率为η2,甲板对配重E 的支持力为N 2。
滑轮组Y 提升物体A 的过程中,行走装置受到的水平拉力始终为零,杠杆DB 在水平位置保持平衡。
已知物体A 的质量m A 为50kg ,体积V 为20dm 3,N 1与N 2之比为3∶2,η1与η2之比为9∶10。
物体A 被打捞出水面后,停留在一定高度,电动机Q 开始拉动行走装置。
在行走装置以0.05m/s 的速度水平匀速移动的过程中,拉力T 所做的功随时间变化的图像如图21乙所示,行走装置受到的水平拉力为F 。
细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦、水对物体的阻力均忽略不计,g 取10N/kg 。
求:(1)OC 的长度;(2)拉力F 。
12.如图25所示装置,物体B 重为100N ,它在水中匀速下沉时,通过滑轮组拉着重200N 的物体A 在水平面上匀速运动。
当用一个水平向左的力F 1拉物体A ,使物体B 在水中匀速上升(物体B 未露出水面)时,滑轮组的机械效率为η1 ;当物体B 完全露出水面后,用另一个水平向左的力F 2拉物体A ,在4s 内 使物体B 匀速上升0.4m ,此时滑轮组的机械效率为η2 。