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初中物理复习 题型难度拔高-受力分析专题

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受力分析专题—题型难度拔高模块一同一个物体的受力分析例题精讲【例1】★一氢气球匀速上升时，受到空气的浮力F、重力G和空气阻力f，这些力的关系是() A．F＞G＋f B．F＝G＋f C．F＞G－f D．F＝G－f考点：力与运动的关系．解析：氢气球匀速上升时，受到平衡力的作用；在竖直方向上，受到向上的力是空气的浮力F；受到向下的力是重力G和空气阻力f；故向上的力等于向下的力，即F＝G＋f；故B正确；ACD错误．答案：B【测试题】一张桌子放在水平地面上，小新和小波同学同时从左右两边推它，但没有推动，如图所示，已知F1＝20N，F2＝30N，关于桌子受力情况，错误的是()A．桌子受到的合力是30NB．桌子受到的合力是0NC．桌子可能还受到了摩擦力的作用D．桌子不动，说明它受到的力是平衡力考点：力的合成与应用；平衡力的辨别；二力平衡条件的应用．解析：A B、因为桌子处于静止状态，因此桌子受到的合力为零，故A选项错误；C、桌子受到水平向右的推力F1和摩擦力作用，受到水平向左的推力F2作用；D、因为桌子静止，因此桌子受到平衡力作用．答案：A【例2】★★有两个力作用在同一物体上，并且在同一条直线上，其中F1＝4N，F2＝10N，它们的合力大小()A．一定等于14N B．一定等于6N C．在6N～14N之间D．6N或14N考点：力的合成与应用．解析：作用在同一个物体上、方向相同二力的合力大小：F＝F2＋F1＝4N＋10N＝14N；作用在同一个物体上、方向相反二力的合力大小：F＝F2－F1＝10N－4N＝6N．答案：D【测试题】同一直线上的两个力F1＝10 N，F2＝8 N，则它们的合力不可能是()A．18 N B．2 N C．18 N或2 N D．20 N考点：力的合成与应用．解析：同一直线上的两个力F1＝10 N，F2＝8 N，若两个力的方向相同，则合力为F＝F1＋F2＝10 N＋8 N＝18 N；若两个力的方向相反，则F＝F1－F2＝10 N－8 N＝2 N．所以合力可能是2 N或18 N．答案：D模块二多个物体的受力分析例题精讲【例3】★★如图所示，放在水平桌面上的物体A重20N，通过滑轮挂着10N的物体B，当用15N 的水平拉力F向左拉A时，A恰能在水平面上向左做匀速直线运动．若此时撤去拉力F，则A 将()(绳足够长且不计滑轮和绳重)A．立即静止B．立即向右运动C．向左运动后静止D．向左运动后再向右运动考点：二力平衡条件的应用；惯性．解析：A向左做匀速直线运动，所以受力平衡．在水平方向，A受水平向左的拉力、B对A水平向右的拉力及水平向右的摩擦力．根据二力平衡条件F＝f ＋G B，所以f＝F－G B＝15N－10N＝5N．若撤去F，根据B的重力和摩擦力的大小关系，由于惯性，物体A首先向左做减速运动，后向右运动．答案：D【测试题】在光滑水平桌面上叠放着甲、乙两木块(如图所示)，用20牛的水平拉力F拉动木块乙，恰好能使木块乙向右做匀速直线运动，则甲、乙木块受到的摩擦力是()A．甲为20牛，乙为0牛B．甲为20牛，水平向右，乙为20牛，水平向左C．甲、乙各为20牛，方向水平向左D．甲、乙各为20牛，方向水平向右考点：二力平衡条件的应用；摩擦力的大小；摩擦力的方向．解析：从题意和图可以得知，木块乙在水平方向的受力情况为：向右的水平拉力F和木块甲对它的摩擦力(光滑水平桌面的摩擦力为0)．根据二力平衡的条件可以判断，乙木块受到的摩擦力为20牛，水平向左．如图所示，木块甲在水平方向的受力情况为：竖直桌面对木块甲的拉力和它受到的摩擦力．根据二力平衡的条件可以判断，甲受到的摩擦力为20牛，水平向右．答案：B【例4】★★★如图所示，物体a、b和c叠放在水平桌面上，水平力F b＝5N，F c＝10N，分别作用于物体b、c上，a、b和c仍保持静止，以F f1、F f2和F f3分别表示a与b、b与c、c与桌面的静摩擦力的大小，则()A．F f1＝5N，F f2＝0，F f3＝5N B．F f1＝5N，F f2＝5N，F f3＝0C．F f1＝0，F f2＝5N，F f3＝5N D．F f1＝0，F f2＝10N，F f3＝5N考点：摩擦力的大小；力的示意图；力作用的相互性；二力平衡条件的应用．解析：⑴物体a水平方向没有受到拉力，因为处于静止状态，所以没有摩擦力，因此a与b的静摩擦力F f1＝0；⑵物体b受到水平向左的拉力F b的作用，因为处于静止状态，所以受到水平向右的摩擦力，与拉力是一对平衡力，大小相等，因此b与c的静摩擦力F f2＝5N；⑶因为物体间力的作用是相互的，物体c受到物体b对它的水平向左的摩擦力F f2＝5N，受到水平向右的拉力F c＝10N，物体c也处于静止状态，因此它与桌面间的摩擦力方向水平向左，大小为F f3＝F c－F f2＝10N－5N＝5N．答案：C【例5】★★★如图a所示的长为L的弹簧，其重力不计，将下端剪2/3后，在剩下的部分弹簧的下端挂上重物G1，然后把剪下的弹簧挂在重物G1下面，再在弹簧下面挂上重物G2；如图b所示．平衡后，上下两弹簧的伸长量相等，则G1和G2的关系为()A．G1＝G2B．G1＝2G2C．G2＝2G1D．G1＝2G2/3考点：二力平衡条件的应用．解析：由于上下两弹簧的伸长量相等；如果将下面弹簧看作由上面两个弹簧组合而成时，则下面每个弹簧的伸长量是上面弹簧伸长量的一半；因此下面两个弹簧的受到的拉力大小等于G2，而上面弹簧受到拉力的大小等于G1＋G2，由于弹簧在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长就越长；因此上面弹簧所受拉力的大小等于下面每个弹簧所受拉力大小的二倍，故有G1＝G2．答案：A【测试题】甲、乙两个完全相同(自重不计)的弹簧测力计，用轻细线按如图所示连接，处于静止，其中G＝10N，(系统摩擦计不计)，则甲、乙两弹簧测力计的示数分别是()A．0；10N B．10N；0 C．5N；5N D．10N；10N考点：二力平衡条件的应用．解析：由图可见，物体处于悬吊状态，物体由于自身的重力对弹簧测力计施加了一个竖直向下的10N的拉力，弹簧测力计处于静止状态，所以甲弹簧测力计的示数等于10N．又因为力具有传递性，因此作用在乙弹簧测力计挂钩上的力也为10N，即乙弹簧测力计的示数为10N．答案：D模块三结合s-t或v-t图像进行的受力分析例题精讲【例6】★★重力相同的甲、乙两件货物在两台吊车钢索的牵引下竖直向上运动，它们的s-t图像如图(A)、(B)所示，则()A．它们都做匀速直线运动B．前6秒内甲通过的路程长C．甲、乙受到钢索的拉力相等D．甲受到的合力小于乙受到的合力考点：速度公式及其应用；力与运动的关系；力与图像的结合．解析：A、从图像上看，甲是过原点的倾斜直线，所以是做匀速直线运动的，而乙不是．此选项不正确；B、前6s通过的路程从图像上也能看到，分别是0.4m和0.6m．此选项不正确；C、因为甲做匀速直线运动，所以钢索的拉力等于物体的重力，而乙不是平衡状态，受力不平衡，所以钢索的拉力不等于物体的重力．此选项不正确；D、因为甲做匀速直线运动，受力平衡，所以合力为0，而乙受力不平衡，合力不为0．此选项正确．【测试题】重为100 N的物体A在水平地面上受到一个水平力F的作用，如图甲所示，它的路程时间图像如图乙所示，若t＝1s时，作用在物体A上的水平力F大小为20N，则t＝6 s时，作用在物体A上的水平力F大小()A．F＝100 N B．F＝20 N C．F＜20 N D．无法确定考点：力与图像的结合．解析：由s－t图可知，0～2s内物体做匀速直线运行，2～5s内物体静止，即物体在0～5s 内处于平衡状态，∵水平方向受到的推力和受到的摩擦力是一对平衡力，∴f＝F＝20N；当t＝6s时，物体仍做匀速直线运动，受到的水平力与摩擦力平衡，所以F＝f＝20N．答案：B【例7】★★如图所示，图甲重为10 N的铁块吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上在竖直向上拉力F 的作用下铁块竖直向上运动．铁块运动过程中速度v的大小随时间t的变化的图像如图乙所示．若铁块受到的滑动摩擦力为4 N，下列说法正确的是()A．磁性平板对铁块的吸引力等于10 N B．在0～2 s内拉力F等于14NC．在0～6 s内拉力F等于10 N D．在2～6 s内拉力F等于14N考点：力与图像的结合．解析：A、根据题意和图示没法判断磁性平板对铁块的吸引力，故A错误；B、在0～2s内处于加速运动状态，此时的拉力F大于重力和摩擦力，故B错误；C、在0～6s内，先加速后匀速，所以拉力先等于重力和摩擦力之和，然后等于重力和摩擦力之和；故C错误；D、由乙图可见，在2～6s铁块在竖直方向上运动时，速度保持不变，因此铁块做匀速直线运动，铁块受到平衡力的作用，故拉力等于重力和摩擦力之和，即F＝G＋f＝10N＋4N＝14N．【测试题】如图甲所示，小明在同一水平地面上沿水平方向用力推木箱，推力F随时间变化的图像如图乙所示，木箱速度大小随时间变化的图像如图丙所示，以下分析正确的是()A．0～2s内木箱没有动，是因为人对木箱的推力小于地面对木箱的摩擦力B．2s～4s内木箱受到的摩擦力大小为40 NC．4s～6s内人对木箱的推力做功为80 JD．6s后人如果停止用力，木箱将做匀速直线运动考点：力与图像的结合．解析：A、木箱在0～2s内没有动，是因为人对木箱的推力等于地面对木箱的摩擦力，该选项说法不正确；B、由图丙可知，在4～6s内木箱做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件可知，木箱受到的滑动摩擦力f＝F，由图乙可知，在4～6s内推力F＝40N，则木箱受到的滑动摩擦力f＝F＝4N；由图丙可知，木箱在2～4s内做加速运动，受到的摩擦力为滑动摩擦力，滑动摩擦力与推力大小无关，物体间接触面与物体间压力不变，物体受到的滑动摩擦力不变，则2s～4s木箱受到的摩擦力大小为40N，该选项说法正确；C、由丙图知，4s～6s内箱子通过的距离s＝vt＝2m/s×2s＝4 m；由乙图知，此时受到的推力F＝40 N，因此推力做功W＝Fs＝40 N×4 m＝160 J，该选项说法不正确；D、如果6s后人停止用力，箱子仍然受到摩擦力的作用，因此做减速运动，最后停下来，该选项说法不正确．答案：B【例8】★★一气球通过绳子吊着一物体在空中上升，突然绳子断了，此后物体运动的速度大小随时间变化的图像应是图中的()A．B．C．D．考点：力与图像的结合．解析：因物体随气球在空中上升，当悬绳突然断开后，物体由于惯性会继续向上运动；这时物体由于受到竖直向下的重力作用，因此物体开始减速，最后竖直向下加速下降，所以速度的变化是先减小，直到变为零，然后加速下降，故图像C符合．答案：C【测试题】甲、乙两个质量相同的物体在钢索的牵引下竖直向上运动，它们的s－t图像如图(a)、(b)所示，则()A．甲的速度等于乙的速度B．4秒内甲、乙通过的路程相等C．甲、乙受到钢索的拉力相等D．甲受到的合力大于乙受到的合力考点：力与图像的结合．解析：A、由图像可知，甲在12s内通过的路程为4.8m；乙在6s内通过的路程为3.6m；则物体的速度：v甲＝4.8m0.4m/s12sst甲甲＝＝，v乙＝3.6m6sst乙乙＝＝0.6m/s，因此甲的速度小于乙的速度，故A错误；B、∵v＝s t∴4s内甲的路程s甲＝v甲t＝0.4m/s×4s＝1.6m，s乙＝v乙t＝0.6m/s×4s＝2.4m，故B 错误；C、甲、乙都处于平衡状态，由平衡条件可知，甲、乙受到的钢索的拉力等于各自的重力，而它们的重力相等，则钢索的拉力相等，故C正确；D、由图像可知，甲、乙都做匀速直线运动，处于平衡状态，所受合力都为零，所受合力相等，故D错误．答案：C模块四关于力的个数的受力分析例题精讲【例9】★★★如图所示，物体A、B、C叠放在水平桌面上，水平力F作用于C物体，使A、B、C以共同速度向右匀速运动，那么关于物体受几个力的说法正确的是()A．A受6个，B受2个，C受4个B．A受5个，B受3个，C受3个C．A受5个，B受2个，C受4个D．A受6个，B受3个，C受4个考点：力与图像的结合．解析：以C为研究对象，分析受力：重力、拉力F和A对C向上的支持力和向左的静摩擦力，共四个力．以B为研究对象，分析受力：重力和A的支持力，共两个力．以A为研究对象，分析受力：重力、B的压力、C的压力和摩擦力、地面的支持力和摩擦力，共6个力．答案：A【测试题】如图所示，水平传送带上的物体正在向右运动，物体速度逐渐变大，分析物体受到的力有()A．重力、传送带的支持力B．重力、对传送带的压力C．重力、传送带的支持力、向右的摩擦力D．重力、传送带的支持力、对传送带的压力考点：力与运动的关系．解析：A、C、物体静止在传送带上，物体受到重力和传送带的支持力作用；传送带向右运动，物体由于惯性保持原来的静止状态，所以相对于传送带来讲，物体有向左运动的趋势，物体受到向右的摩擦力作用．故选项A不全面，选项C正确．B、D、物体对传送带的压力，传送带是受力物体，物体是施力物体．所以B和D选项是错误的．答案：C【例10】★★★如图所示，容器内盛有水，器壁AB呈倾斜状，有一个小物体P处于图示状态，并保持静止状态，则该物体受力情况正确的是()A．P可能只受一个力B．P可能只受三个力C．P不可能只受二个力D．P不是受到二个力就是受到四个力考点：平衡状态的判断．解析：物体一定受到地球的吸引而产生的重力，同时因为排开一定质量的液体，故一定受浮力，即可能受2个力；若浮力大于重力，则物体一定会受AB对P的弹力，由于弹力垂直于接触面向下，如图所示，物体只有受到向下的摩擦力才能受力平衡，故一定受四个力；故只有D正确；如图：答案：D【测试题】如图所示，小球静置于水平面上，右侧紧挨着竖直墙壁，一切摩擦不计，则小球受到的力有()A．重力、支持力、竖直墙壁的弹力B．重力、地面的支持力C．重力、竖直墙壁的弹力D．地面的支持力、竖直墙壁的侧压力考点：平衡状态的判断．解析：小球静置于水平面上，在竖直方向上受到竖直向上的支持力和竖直向下的重力，在水平方向上不受力的作用．答案：B【例11】★★★如图所示，A、B、C三物块叠放并处于静止状态，水平地面光滑，其它接触面粗糙，以下受力分析正确的是()A．A与墙面间存在压力B．A与墙面间存在静摩擦力C．A物块共受3个力作用D．B物块共受5个力作用考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．解析：A、B以三个物体组成的整体为研究对象，水平方向上：地面光滑，对C没有摩擦力，根据平衡条件得知，墙对A没有压力，因而也没有摩擦力．故AB错误．C、对A：受到重力、B的支持力和摩擦力三个力作用．故C正确．D、先对AB整体研究：水平方向上：墙对A没有压力，则由平衡条件分析可知，C对B没有摩擦力．再对B分析：受到重力、A的压力和摩擦力、C的支持力，共四个力作用．故D错误．答案：C【测试题】如图所示，物体沿光滑斜面向下滑行．不计空气阻力．则在下滑过程中物体的运动形式和受力分析都正确的是()A．物体匀速下滑，受3个力B．物体匀速下滑，受2个力C．物体加速下滑，受2个力D．物体加速下滑，受3个力考点：力的合成与分解的运用．解析：由于斜面光滑，则不受摩擦力，所以物体受重力和支持力两个力作用，合力方向沿斜面向下，则加速度方向向下，物体加速下滑．故C正确，A、B、D错误．答案：C。

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中考物理提分复习——受力分析 专题复习(共45张PPT)

中考物理提分复习——受力分析 专题复习(共45张PPT)


受力分析 - 思路
1 找对象
受
力
2 找力
分
析
3 找关系
施力物体 受力物体
接触力
弹力 推、拉、压、支、提
非接触力
重力 磁力
A
异物
相互作用力
F1
F2 “互掐”
B
等大
反向
平衡力 二力平衡
F1
共线
A
“群殴”
F2
同物
受力分析 1. 重为6N的勺子静止时，请画出勺子所受力的示意图。
受力分析
2. 科技馆有一个磁悬浮地球仪，当它静止在如图所示位置时，地球仪竖直方向的受力分析 （不计空气的影响）正确的是（ ） A.磁力等于重力减去支持力 B.重力等于磁力 C.磁力大于重力 D.磁力等于重力加上压力
分
析
3 找关系
施力物体 受力物体
接触力
弹力 推、拉、压、支、提
非接触力
重力 磁力
A
异物
相互作用力
F1
F2 “互掐”
B
等大
反向
平衡力 二力平衡
F1
共线
A
“群殴”
F2
同物
Bye Thanks
受力分析 - 易错题 1. 下列轻绳悬挂的物体静止时，完成物体受力的示意图。
受力分析- 易错题
2. 如图所示，小球竖直地挂在轻绳下方并和光滑斜面恰好相接触．关于小球的受力分析，下 列说法正确的是（ ） A.重力、轻绳的拉力、斜面支持力 B.重力、斜面的支持力 C.重力、轻绳的拉力 D.轻绳的拉力、斜面的支持力
2. 用手向上提水桶，手对水桶有力的作用．其中________是施力物体，________是受力物体； 同时手会感到水桶向下拉手，这一现象说明________．
2024中考物理二轮复习热点题型归纳及训练—作图题：受力分析类(含解析)

2024中考物理二轮复习热点题型归纳及训练—作图题：受力分析类(含解析)

2024中考物理二轮复习热点题型归纳及训练—作图题：受力分析类（含解析）1．（2023•淮安）在图中画出质地均匀薄木块所受重力的示意图。

【解答】解：画重力的示意图时，先找重心，重心就画在物体的几何中心；重力的方向是竖直向下的，从重心画一竖直向下的线段，标上箭头和字母G。

故答案为：如图2．（2023•通辽）如图所示，物体A与弹簧连接（弹簧被压缩），静止在光滑的斜面上，请画出物体A的受力示意图。

【解答】解：物体A与弹簧连接，静止在光滑的斜面上，则物体A不受摩擦力，过物体A的重心分别画出平行于斜面向上的弹力，竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力，如图所示：3．（2023•广东）如图所示，书静止放在水平桌面上，请在O点画出书受到的重力G和支持力F的示意图。

【解答】解：过重心作竖直向下的重力，在箭头的末端用G表示。

书静止受力平衡，则支持力与重力大小相等、方向相反，作用在同一条直线上，都画在重心上，如图所示：4．（2023•德州）如图甲所示，建筑工地上起重机竖直提升重物，在此过程中，起重机对重物拉力F 的大小随时间t变化的情况如图乙所示，重物上升的v﹣t图象如图丙所示。

请在甲图上画出t＝11s时，重物受力的示意图，并标明力的大小（O点为重物的重心），不计空气阻力。

【解答】解：根据乙图，2﹣10s物体做匀速直线运动，受力平衡，拉力等于重力，根据甲图知此时的拉力为2000N，则重力也是2000N，t＝11s时，由甲图知，拉力为1000N，而重力不变，分别在重心画出拉力和重力，如图所示：5．（2022•眉山）如图所示，图甲是某运动员在2022年北京冬奥会上沿赛道向上滑行的某一情景。

和此时赛道对她产生的请你在此情景的示意图乙中以O点为力的作用点，画出她受到的重力G人摩擦力f的示意图。

【解答】解：重力的方向是竖直向下的，从运动员重心画竖直向下的有向线段，用G表示；运动员沿着赛道向上运动，所受滑动摩擦力平行于斜面向下，用f表示，两个力的作用点都标在运动员的重心上，如图所示：。

(完整版)初中受力分析24个题

(完整版)初中受力分析24个题

初中受力剖析24 个题1、一个放在水平桌面上的物体，遇到分别为5 牛和3 牛的两个力F1、F2的作用后仍处于静止状态，如图 8 所示，则该物体遇到的合力为，桌面对此物体的摩擦力大小为，方向为。

2、一物体做匀速直线运动，在所受的多个力中，有一对大小为15N的均衡力，当这对力忽然消逝后，该物体的运动状态将（填“改变”或“不变”）．3、一个小球重 3 牛顿，当它以 0.5 米 / 秒的速度在圆滑的平面上作匀速直线运动时，加在小球上的水平推力是（）A、0 牛顿 B 、 1.5 牛顿 C 、3 牛顿 D 、没法判断。

4、如图 9 甲所示，完整同样的木块 A 和 B 叠放在水平桌面上，在12N的水平拉力F1作用下， A、 B 一同做匀速直线运动，此时木块B 所受的摩擦力为N；若将A、B 紧靠着放在水平桌面上，用水平力 F2推 A 使它们一同匀速运动（如图 9 乙所示），则推力 F2 =N。

5、墙对木块的摩擦力的变化状况是：A、增大； B 、减小； C 、不变； D 、没法判断。

6、竖直悬挂的磁性黑板上吸附着一磁性黑板擦，黑板擦静止不动。

在竖直方向上黑板擦保持均衡的原由是遇到摩擦力和力的作用。

7、体育课上，小明匀速爬杆，小刚匀速爬绳。

相关他们遇到的摩擦力，下边说法正确的选项是（）A．由于爬杆时手握杆的压力大，因此小明遇到的摩擦力必定大B．由于绳索粗拙，因此小刚遇到的摩擦力必定大C．小明和小刚遇到的摩擦力必定相等D．若小明的体重要，则他遇到的摩擦力必定大。

8、起重机吊着一重为G的物体（ 1）匀速上涨拉力为 F1，（2）匀速降落拉力为F2，（3）静止在空中拉力为 F3，（ 4）在空中水平匀速运动拉力为 F4，（ 5）以 3m/s 的速度匀速上涨，拉力为 F5，（ 6）以 2m/s 的速度匀速降落拉力为 F6，这几种状态都是状态。

比较F1、F2，F3，F4，F5，F6，有F1F2___ F3F4F5F6。

9、重 5N 的茶杯静止在水平桌面上，遇到的摩擦力大小为N。

中考物理二轮复习压轴题专项练习-力学综合(含解析)

中考物理二轮复习压轴题专项练习-力学综合(含解析)

力学综合讲方法本专题的内容是把压力、压强、浮力、简单机械、功、功率、机械效率的知识综合到一起进行解题，这部分知识主要出现在单选最后一题还有最后一道计算大题的压轴题中，是力学综合计算压轴题的考试内容，一般都是针对95分以上的学生必会的题目.针对学习本专题知识时，首先要结合受力分析，利用压力、压强、浮力、简单机械、功、功率、机械效率的基本公式来进行综合分析解题.1.解决力学计算题首先是受力分析.熟练准确的受力分析是解决一切力学题的基础，尤其是复杂的力学综合压轴题，受力分析顺序是一重二弹三摩擦，上高中之后的受力分析顺序也是按照这个顺序分析.2.其次要熟悉掌握压力、压强、浮力、简单机械、功、功率、机械效率的基本原理和基本公式的灵活运用.公式选择很重要，如何选择公式取决于已知条件，还有已知条件的隐含条件的分析与应用，当公式的选择得当往往会让解题容易快捷很多.3.再次在解综合压轴题的时候，有时在利用杠杆平衡条件或者求浮力时会运用到变化量的方法解题，可以节省做题的时间，省去很多繁琐的计算.所以要多做练习，熟练掌握变化量公式求解问题的方法.学思路铺垫1如图3-5-1所示装置，轻质杠杆AB在水平位置保持平衡，O为杠杆的支点，OA:OB=2:3..甲、乙两容器中均装有水，物体M浸没①在乙容器的水中. 已知: 甲容器中活塞 C (含杆 AC) 的质量活塞 C的横截面积、S=400cm²,水深ℎ₁=45cm,ℎ₂=40cm, 物体M的体积VM=1×10³cm³①. 不计摩擦和绳重, g 取 10N/kg.求:(1)物体 M所受浮力. F动;(2)活塞受到水的压强p；(3) 物体 M的密度ρM·压轴题图3-5-3甲是某科技小组设计的打捞水中物体的装置示意图.A是动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机.卷扬机转动拉动钢丝绳通过滑轮组 AB 竖直提升水中的物体. 在一次模拟打捞水中物体的作业中，在物体浸没水中匀速上升的过程中，吊装平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂物体时变化了2dm³;在物体全部露出水面匀速上升的过程中，吊装平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂物体时变化了3dm³,卷扬机所做的功随时间变化的图象如图3-5-3乙所示. 物体浸没在水中和完全露出水面后卷扬机对钢丝绳的拉力分别为T₁、T₂,且T₁与T₂之比为5: 7.钢丝绳的重、滑轮与轴的摩擦及水对物体的阻力均忽略不计，g 取 10N/kg.求：(1)物体的重力G;(2)物体浸没在水中匀速上升过程中，滑轮组AB的机械效率η₁；物体全部露出水面后匀速上升过程中，滑轮组AB的机械效率η₂，则η₂,η₂−η₁多大；(3)物体全部露出水面后匀速上升的速度v物·提能力1.如图3-5-4是用滑轮组提升建筑材料A的示意图，在竖直向下的拉力F作用下，使重900N的建筑材料A在5s的时间里，匀速竖直上升了 1m，绳自由端匀速竖直向下移动了2m.在这个过程中，拉力 F 为500N，滑轮组的机械效率为η，拉力 F做功的功率为P. 求：(1)滑轮组的机械效率η；(2) 拉力 F 的功率P.2. 如图3-5-5所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体. 已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，物体被匀速拉动的距离为1m.当物体质量为2kg时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力. 求：(1)物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力；(2)动滑轮的重力；(3) 物体质量为10kg, 以0.1m/s的速度匀速运动时, 拉力F的功率.3. 如图3-5-6是现代家庭使用的升降衣架的结构示意图，它可以很方便晾起洗好的衣服，其实就是通过一些简单机械的组合来实现此功能的. 已知晾衣架上所挂衣服质量为4kg，动滑轮、杆和晾衣架总质量为1kg.小燕同学用力 F拉动绳子自由端，在5s时间内使衣服匀速上移0.5m (g=10N/kg,不计绳重和摩擦). 求：(1)绳子自由端拉力 F的大小；(2)拉力所做的功w;(3)拉力的功率 P;(4)整个过程中机械效率η.4. 某课外科技小组的同学对自动冲水装置进行了研究 (如图3-5-7 所示). 该装置主要由水箱、浮球B、盖板C 和一个可以绕O点自由转动的硬杆OB 构成，AC为连接硬杆与盖板的细绳.随着水位的上升，盖板C所受的压力和浮球B所受的浮力均逐渐增加，当浮球 B 刚好浸没到水中时，硬杆OB处于水平状态，盖板C恰好被打开，水箱中的水通过排水管排出. 经测量浮球 B的体积为1×10⁻³m³,盖板的横截面积为6×10⁻³m²,O点到浮球球心的距离为O点到A 点距离的3倍.不计硬杆、盖板，以及浮球所受的重力、盖板的厚度，g=10N/kg.求:(1)水箱内所能注入水的最大深度；(2)在你以上的计算中忽略了硬杆、盖板以及浮球的重力，如果考虑它们的重力，你认为设计时应采取哪些措施可保证自动冲水装置正常工作?(写出一种措施即可)5. 配重M单独置于水平地面上静止时，对地面压强为3×10⁵Pa,将配重M用绳系杠杆的B端，在杠杆的A 端悬挂一滑轮，定滑轮重 150N，动滑轮重90N，杠杆AB的支点为O, OA:OB=5:3,由这些器材组装成一个重物提升装置，如图3-5-8所示，当工人利用滑轮组提升重力为210N的物体以0.4m/s的速度匀速上升时，杠杆在水平位置平衡，此时配重M对地面压强为1×10⁵Pa,杠杆与绳的重量、滑轮组的摩擦均不计，g=10N/kg.求:(1)滑轮组的机械效率；(2) 配重M质量;(3)为使配重M不离开地面，人对绳的最大拉力.6. 如图3-5-9所示，A为直立固定的柱形水管，底部活塞B与水管内壁接触良好且无摩擦，在水管中装适量的水，水不会流出.活塞通过竖直硬杆与轻质杠杆OCD的C 点相连，O为杠杆的固定转轴，滑轮组 (非金属材料)绳子的自由端与杠杆的D端相连，滑轮组下端挂着一个磁体E，E的正下方水平面上也放着一个同样的磁体F (极性已标出). 当水管中水深为40cm时，杠杆恰好在水平位置平衡. 已知OC:CD=1:2,活塞 B与水的接触面积为30cm²,活塞与硬杆总重为3N，每个磁体重为11N，不计动滑轮、绳重及摩擦，g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m³.求:(1)水管中水对活塞 B的压强；(2)绳子自由端对杠杆 D端的拉力；(3)磁体 F对水平面的压力.学思路铺垫 1答案解：(1)物体M所受浮力F动=ρ底gV M=1×103kg/m3×10N/kg×1×10−3m³=10N;(2)活塞受到水的压强⟩=ρ水g(ℎ1−ℎ2)=1×103kg/m3×10N/kg×5× 10⁻²m=500Pa;(3)对活塞和物体 M 进行受力分析，如图甲所示.活塞受力：G0+F A′=F底;物体 M 受力: G M=F B′+F B;杠杆AB受力情况如图乙所示.杠杆 A 端受力：F A=F F−G0;杠杆 B 端受力：F B=G M−F吸;因为杠杆AB在水平位置保持平衡，所以：F A×OA=FB×OB;则: (F−G0)×OA=(G M−F吸)×OB;底(pS−m0g)×OA=(ρM−ρ底)gV M×OB;解得：ρM=(pS−m0g)×OA+ρ水=+1×10³kg/m³=2×10³kg/m³.答: (1) 物体 M所受浮力F浮为 10N;(2) 活塞受到水的压强 p 为 500Pa;(3) 物体M的密度ρM为2×10³kg/m³.铺垫2答案解： (1)铸铁球浸没在水中时：F =ρ水γV和=1×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N;(2)铸铁球浸没在水中和完全露出水面后，对物体和动滑轮受力分析如图甲、乙所示.2F 1=G +G 动−F 浮=1400N +G 动−200N =12001] +G 动; 2F 2=G +G 动=1400N +G 动;F 1F 2=G−F ;+G 动2G +G 动2=1200N +G 动1400N +G 动=1517;解得： G 动=300N.η=W 动W 总=(G−F 吸)ℎ(G−F吸+G 动)ℎ =1400N−200N1400N−200N +300N =80%;(3) 由 P =F 2×v 侧=G +G动2⋅v −1400N +300N2.2v 球 =340W,则: v 球=0.2m/s.答: (1)铸 铁球 浸 没 在 水 中时受到 的浮力为 200N;(2)铸铁球浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率为80%；(3) 铸 铁 球 提 出 水 面 后 匀 速 上 升 的 速 度为0.2m/s.压轴题答案 解：(1)在物体全部露出水面匀速上升的过程中，船浸入水中的体积相对于动滑轮A 未挂物体时变化了3dm³，船增大的浮力F 浮=ρgV 和=1×103kg/m 3×10N/kg ×3×10−3m 3=30N, 即物体的重力为G=30N;(2)在物体浸没水中匀速上升的过程中，船浸入水中的体积相对于动滑轮 A 未挂物体时变化了2dm³; 船增大的浮力 F 浮′=ρgV 排′=1×103kg/m 3 ×10N/kg ×2×10⁻³m³=20N,即动滑轮处绳子对物体的拉力为 F₁=20N;物体浸没在水中匀速上升的过程中， T 1=13(F 1 +G 动),物体全部露出水面匀速上升的过程中， T 2=13(G +G 动),且 T₁:T₂=5:7,解得： G 动=5N,滑轮组 AB 的机械效率： η†=W 有用1W 总×100%= F 1ℎT13ℎ×100%=F 13T 1×100%=F 1F1+G 动×100%=物体全部露出水面后匀速上升过程中，滑轮组AB 的机械效率： η2=W 有用2W 82×100%=GℎT23ℎ×100%=G 3T 2×100% =G G +G 动×100%=30N30N +5N ×100%≈85.7%;故η²⁻η₁=85.7%-80%=5.7%;(3)由图象可知，卷扬机做功的功率： P =W t= 140J40s =3.5W,由 P =Fv,卷扬机拉绳子的速度: v 和=PT 2=物体全部露出水面后匀速上升的速度： v 外=13v 侧 =13×0.3m/s =0.1m/s.答:(1) 物体的重力为30N;(2) 滑轮组AB 的机械效率为80%;η₁⁻η₁的大小为 5.7%;(3)物 体 全 部 露 出 水 面 后 匀 速 上 升 的 速 度为0.1m/s.提能力1. 答案 解: (1)W 有用=Gℎ=900N ×1m =900J; W 总 = Fs=500N×2m= 1000J;机械效率 η=W 有用W 球×100%=900J1000J ×100%=90%;(2)拉力 F 的功率: P =W 总t=1000J 5s=200W.答:(1)滑轮组的机械效率为90%;(2) 拉力 F 的功率为 200W.2. 答案 解: (1) 物体受到的摩擦力: f=0.1G=0.1×2kg×10N/kg=2N;(2) 因为 η=W 有用W 总=fs F ⋅ns =f nF ,故 F =f 3×η =2N 3×50%=43N,由图知，滑轮组由3段绳子拉着动滑轮，由 F =13(G 动+f )得动滑轮重力： G 动=3F−f =3×43N−2N =2N;(3)当物体质量为 10kg 时，物体在水平面上受到的滑动摩擦力为： f ′=0.1G ′=0.1×10kg ×10N/kg =10N,自由端的拉力为： F′=动+f ′=13×(2N+10N) =4N,拉力功率为： P =W t=Fs t=Fv =4N ×3×0.1m/s =1.2W.答：(1)物体质量为2kg 时，在水平面上受到的滑动摩擦力2N ；(2) 动滑轮的重力2N;(3) 物体质量为 10kg, 以0.1m/s 的速度匀速运动时, 拉力 F 的功率1.2W.3. 答案 解： (1)由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=4，所承受的总重力：G 总 = m 总g = (4kg + 1kg) × 10N/kg = 50N,不计绳重和摩擦，拉力： F =14G 球=14×50N =12.5N;(2)拉力端移动的距离s = 4h =4×0.5m =2m, 拉力做功:W 总 = Fs=12.5N×2m=25J;(3)拉力做功功率： P =W 总t=25J 5s=5W;(4)有用功: W 有用=G ∗ℎ=m ∗gℎ=4kg ×10N/kg×0.5m=20J,整个过程中机械效率： η=W 有用W 总=20J25J ×100%=80%.答: (1) 绳子自由端拉力F 的大小为12.5N;(2) 拉力所做的功为25J;(3) 拉力的功率为5W;(4)整个过程中机械效率为80%.4. 答案 解：(1)当浮球 B 刚好浸没到水中时，排开水的体积和自身的体积相等，则浮球 B 受到的浮力： F ℜ=ρgV 和=ρgV B =1.0×103 kg/m³×10N/kg ×1×10⁻³m³=10N, 此时硬杆OB 处于水平状态，由杠杆的平衡条件可得: F A ⋅OA =F 浮⋅OB,则盖板受到绳子的拉力： F A =OB OA F 动=3×10N=30N,盖板C 恰好被打开时，处于平衡状态，受到绳子的拉力和液体对盖板的压力是一对平衡力，所以，水对盖板的压力 F E =F A =30N,由 p =FS 可得，盖板受到水的压强： p =F A S= 30N6×10−3m 2=5000Pa,由 p =ρgh 可得，水箱内所能注入水的最大深度： ℎ=pρg =5000Pa1.0×103kg/m 3×10N/kg =0.5m;(2)考虑硬杆、盖板以及浮球的重力时，绳子对盖板的拉力减小，根据杠杆的平衡条件可知，要使盖板被打开，应增大绳子的拉力，可以增大浮球体积增大浮力的大小 (或“使杠杆的OB 段比OA 段更长一些”).答： (1)水箱内所能注入水的最大深度为0.5m;(2)考虑硬杆、盖板以及浮球的重力时，保证自动冲水装置正常工作可以增大浮球体积增大浮力的大小 (或“使杠杆的OB 段比OA 段更长一些”).5. 答案 解: (1) 根据图示可知, n=2, 则 F= 12(G +G 动)=12(210N +90N )=150N;滑轮组的机械效率： η=W 有用W ∗×100%=GℎFs× 100%=G2F ×100%=210N 2×150N ×100%=70%;(2)设配重M 的底面积为S ， 由 p =FS 可得： 3×105Pa =G MScircle1当物体匀速上升时，作用在杠杆 A 端的力： F A =3F +G 差=3×150N +150N =600N;由杠杆平衡条件可得， F B ×OB =F Λ×OA,即 F B =F A ×OA OB=600N ×53=1000N;由 p =FS 可 得: 1×105Pa =G M −F BS=G M −1000NS联立①②可得： 3=G MG M −1000N ,G M =1500N;由G=mg 可得, m =G M g=1500N10N/kg =150kg;(3)当配重对地面的压力为0时，人对绳子的拉力最大，此时 B 端受到的拉力为 1500N ；由杠杆平衡条件可得， F B ′×OB =F A ′×OA,即 F A ′=F B ′×OB OA=1500N ×35=900N;以定滑轮为研究对象，定滑轮受向下的重力G 定、3段绳子向下的拉力 3F'和向上的拉力FA'，由力的平衡条件可得： 3F ′+G 底=F A ′,则人 对 绳 的 最 大 拉 力： F ′=F A ′−G 差3=900N−120N3=250N.答:(1)滑轮组的机械效率为70%;(2) 配重M 质量是 150kg;(3)为使配重M 不离开地面，人对绳的最大拉力是250N.6. 答案 解:(1)水管中水对活塞 B 的压强: p B =ρ底gℎ=1.0×103kg/m 3×10N/kg ×40× 10⁻²m =4×10³Pa;(2) 由 p =FS 可得，水对活塞的压力即水的重力： G 水=F B =p B S B =4×103Pa ×30×10−4m ′= 12N,杠杆C 受到的压力：F c =G 水+G 浮=12N +3N =15N,由杠杆的平衡条件可得：F c ⋅OC =F D ⋅OD,则绳子自由端对杠杆 D 端的拉力： F D =OCOD F c =OCOC +OD F c =11+2×15N =5N;(3)因力的作用是相互的，所以，杠杆 D 端对滑轮组绳子的自由端的拉力也为5N,由同名磁极相互排斥可设磁极间的作用力为 FF,把动滑轮和磁体 E 看做整体，受到竖直向上两股绳子的拉力和磁极间的斥力、竖直向下磁体 E 的重力,由力的平衡条件可得： 2F D +F F =G E ,则 F F =G E −2F D =11N−2×5N =1N,磁体 F 对水平面的压力：F E =G F +F F =11N +1N =12N.答: (1)水管中水对活塞 B 的压强为 4×10³Pa;(2)绳子自由端对杠杆 D 端的拉力为5N ；(3) 磁体 F 对水平面的压力为 12N.。