一·中考力学物理压轴题文档(2)分析
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1.(2015,杭州)有一个足够大的水池,在其水平池底竖直放置一段圆木。
圆木可近似看作一个圆柱体,底面积0.8 m2,高5 m,密度0.7×103kg/m3。
(g=10 N/kg)(1)未向池内缓慢注水,圆木对池底的压力和压强分别为多大?(2)向水池内注水,在水位到达1 m时圆木受到水的浮力和圆木对池底的压力分别为多大?(3)当向水池内注水深度达到4 m时,圆木受到的浮力又为多大2.(2015,黄石)2014年10月为黄石市“中小学科技体育艺术月”,某中学九年级物理兴趣小组进行了三项物理实践,请根据所给条件进行计算。
(1)小红同学想估测自己站立时对地面的压强。
她双脚站立在一张方格纸上,整个脚印范围都与纸面接触,其中一只鞋底的轮廓如图甲所示,已知图中方格的边长为2 cm,小红同学的质量为40 kg,g取10 N/kg。
请估算小红同学站立时对地面的压强。
(2)小明同学想测量自己快速上楼时克服重力做功的功率。
他快速的从一楼跑到五楼,共用时21 s,已知小明同学的质量为50kg,每层楼高为3 m,g取9.8 N/kg,请计算小明同学快速上楼过程中克服重力做功的功率。
(3)大鹏同学想研究浮力问题。
如图乙,一支粗细均匀的圆柱体蜡烛,长度L为17 cm,底部粘有小石块,将它竖直放入水中静止,露出水面的长度h为1 cm,现点燃蜡烛,问:蜡烛是否能够烧完,若能,请说明理由;若不能,请求出最后剩余的长度。
(已知:ρ蜡=0.9×l03kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3)。
3.(2013,随州)如图甲,溢水杯中装满水(水的密度用ρ表示),将一正方体木块(棱长为a)轻轻放入溢水杯中,木块静止时浸入水的深度为a3,现在用一根轻细钢针对着木块上表面中心竖直向下施加压力F,F从0慢慢增加,直到木块恰好完全浸没水中。
解题时用ρ、a、g表示相关量。
(1)求木块恰好完全浸没水中时压力F m;(2)在F从0增至F m过程中,木块浸没在水中的深度x从a3增到a,推导出F与x间的函数关系式;(3)将F、x的函数关系图象画在相应的坐标系中,并标出两端点的横、纵坐标。
中考物理压轴题及答案四(力学)解力学方法:(1)整体隔离受力分析方法(2)压轴计算题时,通常会出现一套机械的多种状态,一定是先对各个不同状态做受力分析再列平衡方程(牛顿第一定律以及杠杆平衡条件)。
列出平衡方程之后可能出现两种情况:(3)能够步步求解的问题(即条件比较多,能求出相关的一些力的大小,然后由平衡方程可以找到一个突破口,然后求出各个力)(4)有比例关系,需要通过一个共同的未知量来表示比例量,然后得到这个共同未知量的一个方程,从而解出这个未知量。
解出这个未知量之后再通过不同状态的平衡等式可解出其他物理量(通常这个共同的未知量为G D)例如:【大兴2010二模】如图25所示为一种蓄水箱的放水装置,AOB是以O点为转轴的轻质杠杆,AO呈水平状态,如图A、O两点间距离为40cm, B、O两点间距离为20cm,且OB 与水平面夹角为60°。
A点正下方的Q是一个轻质、横截面积为100cm2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。
在水箱右侧的水平工作台上,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,从而可以控制水是否能从出水口流出。
若水箱中水深为50cm,当盖板恰好要被拉起时,人对绳子的拉力为F1,工作台对人的支持力为N1;若水箱中水深为100cm,当盖板恰好要被拉起时,人对绳子的拉力为F2,工作台对人的支持力为N2。
已知N1与N2之比为9:7,盖板的厚度、绳重及滑轮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,取g=10N/kg。
求:(1)动滑轮所受的重力(2)F1:F2(3)当水位至少达到多高时,人无法拉起盖板。
图25………………………………………………………………………1分(1)注1:当遇到浮力问题时要注意,由于在平衡等式里会多出一个浮力,如果浮力已知或由已知容易算出则同上去求解;如果浮力未知则可能会多给一个机械效率等条件,此时条件的应用一定要注意,尽量消掉浮力,留下D D 。
初中物理力学压轴题汇总1.如图所示,小明在玩滑板的过程中,思考了如下力学问题,其中正确的是。
A.人和滑板滑得越快,惯性越大B.滑板底部安装轮子是为了减小摩擦C.滑板随人动是因为鞋与滑板固定在一起D.人对滑板的压力和滑板对人的支持力是一对平衡力2.探究“作用在同一个物体上二个力的平衡条件”,需要比较“平衡”和“不平衡”两种不同状态的受力情况才可以得出结论。
实验室内的实验装置如图所示(定滑轮按45°角固定在桌边上)。
小红利用此装置做实验的过程中,将木块进行扭转,小亮说:“由于定滑轮无法扭转,所以会影响实验效果”。
(1)在木块不扭转的情况下,“二力平衡”的三个条件中,对哪些平衡条件的探究存在缺陷?(2)根据实验需要改进该实验装置,简述你的改进方案。
3.小明用如图 1 所示的装置,探究摩擦力的大小与哪些因素有关。
图 1图2( 1)实验时,小明将木块放在水平木板上,弹簧测力计沿方向拉动木块,并使木块作匀速直线运动.这样做的目的是。
序号木块放置情况木板表面情况压力 /N 弹簧测力计示数 /N1 平放木板 6 1.22 平放木板8 1.63 平放木板10 2.04 平放木板上铺棉布 6 1.85 平放木板上铺毛巾6 3.0( 2)实验时,小明记录的部分数据如表所示。
a.分析序号 ______三组数据可知:滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关,滑动摩擦力的大小与接触面所受压力 F 大小的关系式是______;b.如要探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系,应选序号为______三组数据进行分析。
( 3)小明在实验时还发现:在木块没有被拉动时,弹簧测力计也有示数,且示数会变化.他请教老师,知道可用F-t 图象表示拉力随时间的变化情况。
若某次实验开始拉动木块直到木块匀速滑动的F-t 图象如图 2 所示,其中0~ 4s 木块处于静止状态,分析图象可知:要使木块由静止开始运动,至少要用______N 的水平拉力拉木块;如果实验时木块所受的拉力是2N,则下列对木块所处状态的判断,正确的是______。
中考物理压轴题(力学)解力学方法:(1)整体隔离受力分析方法(2)压轴计算题时,通常会出现一套机械的多种状态,一定是先对各个不同状态做受力分析再列平衡方程(牛顿第一定律以及杠杆平衡条件)。
列出平衡方程之后可能出现两种情况:(3)能够步步求解的问题(即条件比较多,能求出相关的一些力的大小,然后由平衡方程可以找到一个突破口,然后求出各个力)(4)有比例关系,需要通过一个共同的未知量来表示比例量,然后得到这个共同未知量的一个方程,从而解出这个未知量。
解出这个未知量之后再通过不同状态的平衡等式可解出其他物理量(通常这个共同的未知量为G D)例如:【大兴2010二模】如图25所示为一种蓄水箱的放水装置,AOB是以O点为转轴的轻质杠杆,AO呈水平状态,如图A、O两点间距离为40cm, B、O两点间距离为20cm,且OB 与水平面夹角为60°。
A点正下方的Q是一个轻质、横截面积为100cm2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。
在水箱右侧的水平工作台上,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,从而可以控制水是否能从出水口流出。
若水箱中水深为50cm,当盖板恰好要被拉起时,人对绳子的拉力为F1,工作台对人的支持力为N1;若水箱中水深为100cm,当盖板恰好要被拉起时,人对绳子的拉力为F2,工作台对人的支持力为N2。
已知N1与N2之比为9:7,盖板的厚度、绳重及滑轮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,取g=10N/kg。
求:(1)动滑轮所受的重力(2)F1:F2(3)当水位至少达到多高时,人无法拉起盖板。
图25………………………………………………………………………1分(1)注1:当遇到浮力问题时要注意,由于在平衡等式里会多出一个浮力,如果浮力已知或由已知容易算出则同上去求解;如果浮力未知则可能会多给一个机械效率等条件,此时条件的应用一定要注意,尽量消掉浮力,留下D D 。
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.。
力学压轴题: (东城一模)16.图10是实验用的锥形瓶,将锥形瓶放在面积为s 的水平桌面上,已知锥形瓶的质量为m 1、底面积为s 1;当往锥形瓶中倒入密度为ρ、质量为m 2的液体后,液面高度为h ,则A .锥形瓶中的液体重为ρg s 1hB .液体对锥形瓶底的压强为ρghC .瓶底对水平桌面的压力为(m 1+m 2)gD .瓶底对水平桌面的压强为(m 1+m 2)g/ s解:A 、因锥形瓶越往上横截面积越小,所以锥形瓶中的液体重为m 2g ,小于ρgs 1h ,故A 选项不正确;B 、根据液体的压强公式可知液体对锥形瓶底的压强为ρgh ,故B 选项正确;C 、因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以瓶底对水平桌面的压力为(m 1+m 2)g ,故C 选项正确;D 、瓶底对水平桌面压强的受力面积为s 1,所以对桌面的压强为(m 1+m 2)gs 1,故D 选项不正确.选BC .(西城一模):16.图5中定滑轮重2N ,动滑轮重1N 。
物体A 在拉力F =4N 的作用下,1s 内沿竖直方向匀速升高了0.2m 。
不计绳重和轴摩擦,则以下计算结果正确的是A .绳子自由端移动速度为0.4m/sB .滑轮组的机械效率为87.5%C .天花板对滑轮组的拉力为10ND .滑轮组对物体A 做功的功率为1.6W解:A 、绳子自由端移动的距离s=2h=2×0.2m=0.4m ,绳子自由端移动速度v=s t =0.4m 1s =0.4m/s , 故A 正确.B 、由图知,承担物重的绳子股数n=,拉力F=1 2 (G 物+G 动),G 物=2F-G 动=2×4N-1N=7N ,有用功W 有=G 物h=7N ×0.2m=1.4J ,额外功W 额=G 动h=1N ×0.2m=0.2J ,W 总=W 有+W 额=1.4J+0.2J=1.6J ,滑轮组的机械效率η=W 有 W 总 ×100%=1.4J 1.6J ×100%≈87.5%,故B 正确.C 、滑轮组整体受力如图所示,由平衡条件得:天花板对滑轮组的拉力为F 拉=G 物+G 动+G 定+F=7N+1N+2N+4N=14N ,故C 错误.D 、滑轮组对物体A 做功的功率P=W 有 t =1.4J 1s =1.4W ,故D 错误.故选AB .(西城一模):23.图8中的物体A 的质量是400g ,物体B 的体积是8cm 3。
2019年全国各地中考物理试卷压轴题力学难题汇编1.(2019安徽卷)22.将底面积S=3x10-3m2高h=0.1m的铝制圆柱体,轻轻地放人水槽中,使它静止于水槽底部,如图所示(圆柱体的底部与水槽的底部不密合),此时槽中水深h1=0.05m(已知ρ铝=2.7x103kg/m3,ρ水=1.0x103kg/m3.g取l0N/kg)。
求(1)水对圆柱体底部的压强P1(2)圆柱体受到的浮力F浮;(3)圆柱体对水槽底部的压强P2【答案】(1)P1=ρgh1=1.0x103kg/m3×l0N/kg×0.05m=500Pa(2)F浮=F向上= P1S=500 Pa×3x10-3m2=1.5N(3)圆柱体对水槽底部的压力F2=G铝-F浮=m铝g- F浮=ρ铝Sh-F浮=2.7×103kg/m3×3×10-3m2×0.1m-1.5N=6.6NP2= F2/S=6.6N/3×10-3m2=2.2×103 Pa【解析】根据液体压强公式求水对圆柱体底部的压强P1;根据压力差法求浮力;根据圆柱体受到的向上支持力和浮力与向下重力三力平衡,求底部对圆柱体的支持力,而圆柱体对底部压力和底部对圆柱体的支持力是相互作用的力,大小相等,再根据压强公式P=F/S求压强P22.(2019湖北武汉卷)27.(10分)上海洋山港是全球最大的智能集装箱码头,图甲是将我国自行研制的大型桥吊从运输船上转运到正在建设中的洋山港码头时的情景。
桥吊是码头上进行货物装卸的起重机,其简化示意图如图甲中所示,它由控制室、水平横梁AB以及两个竖直的支架CD和EF组成。
运输船中不同位置有数个密封的水舱,向这些水舱加水或减水,能保证牵引车将桥吊从运输船转运到码头的过程中,运输船的甲板始终保持水平且与码头的地面相平。
(1)牵引车将桥吊缓缓向右拖向码头时,支架CD和EF下的轮子会沿顺时针方向转动,请在图乙中画出支架CD下的轮子对运输船甲板摩擦力的示意图。
力学中考物理压轴题解法:分析受力列方程说起压轴题,同学们的第一感觉是力学要比电学简单,其实这种说法也不尽然,.在一些中考试卷中,承担全卷中“最牛钉子户”的不是电学题,而是力学题.这类力学压轴题以简单机械为载体,综合了力、压强、功率、机械效率等众多知识点,形成一个“令人恐怖的军团”(如,2018年北京卷第39题、2012 年广东梅州卷第21题、2018年四川省泸州卷第39题、2018年北”京卷第39题、2018年北京卷第38题,等等),特别是北京卷,每年的最后一题都是力学题,是同学们最难攻克的一座“堡垒” •下面,我就以2018年北京卷第39题为例,和■同学们分享实用的“攻城秘笈”。
£例15(2012年北京卷.第39题.7分)如图是种新型吊运设备的简化模型示虑图•图中虚线框里是滑轮组<未画出).滑轮组绳子的自由瑞由电动机拉动.T人师傅川该吊运设备先后搬运水平地面上的圆柱形物体A和物体B.物休A的底面积为S,.密度为“,囱度为仏:物体B的底面积为.密度为角.髙度为福.当物体A所受竖直向上拉力T,为1 500 N时.物体A静止.地面对物体A的支持力为N,.挂在滑轮组挂钩上的物体A匀速竖直上升-I m的过程中.电动机对滑轮组绳子白由端的拉力为码.拉力7V做的功为当物体B所受竖直向上的竝力几为1000 N时.物体B静止,地面对物休B的支持力为N,挂在滑轮组挂钩上的物体B以速度w匀速竖立上升的过稈中•电动机对滑轮组绳子自由端的拉力凡为625 N,拉力做功的功率P为500 W.滑轮组的机械效率为80%.已知:M = 2N2, 5S A= 4S B,8“ = 7pg, 2虹=5血.不计绳的质虽•不计滑轮与轴的摩擦.求:物体B匀速上升的速度"(2)拉力八做的功W.一、谋定思路而后动第一步,分析受力列方程毫无疑问,才题综合性强,并且解题思路不明,是一道超级难题”.解决这类难题不能按我们平时分析计算题常用的方法(逆推法).面对这样的难题,我们首先要做的是静下心来,从物体受力情况开始进行分析,因此,首先要分析出物体A、B在不同的状态下的受力情况,如图所示:l*l甲:物休A 静止在地面时的受力情况乙:物体A 匀速I:升过程中受力悄况丙:物体B 静止在地面时的受力悄况丁 :物体B 匀速上升过程中受力情况然后根据物体的平衡状态列岀相关的等式.借助于已知的物理轻和比例关 系.尝试性地进行求解•并H 把解出的物理量看做已知虽(如通过解方稈组可以 求得G,、和GJ .扩大已知条件的“队伍“.第二步,请出效率股数明在第•步中,虽然求出了 G 、和Gn.但还是与目标还在“千里之外”.这时冋头 用觇巳知条件.发规还右-个取要条件没有用上1机械效率.6“、几诃已知.故滑 轮组承担物墮的绳f •股数”可由公式厂:菁求得•功率P 也已知.故再利用公式「= &伽=F :M 即可求出物休B 匀速上升的 速度a.至此.第(1)小题解毕.第三步,乘胜追击再立功相对于第(I )小題,第(2)小题就显得筍单多了.利用滑轮组受力悄况先求出 Gm.再求出拉力F ,由干物体上升高度人和承担物重的绳子股数"已知,所以F, 所做的功W也就“唾乎可得”了.A 和动滑轮E l B 和 动滑轮二.规范解答不失分' 解:(1)因为 8PA = 7Q ”.5S 、= 4S B .2肛把 M - ZN t .4G A = 7G H .T = 1 500 N.兀=1 000 N 代人上式 解之得 G A = 3 500 N.G B = 2000 N 当匀速拉起物体B 时,有 ?=:黄所以该滑轮组承担物蚩的绳子的股数"=华一決磐头…T)r: 62o N z. 0. a因为 P= Fzs, =F EU所以物体B 匀速上升的速度 卩二=°・2 m/知(2)动滑轮的重力(人二nFjiG 严4 > 625 N-2 000 N=500 N当匀速提起物体A 时.拉力 片=丄(G A + G“)R (3500 N I-500 N)= n 41000 Nii = n/i = 4 X 4 ni = 16 m则拉力尺做的功 W — F,、= 1QOO NX 16 rn 1. G'x 10' J「三.解后反思收荧大决定性的一步在本题中,滑轮组组装情况不明,因此求出承担物重的绳子股数挖是解题的关键.主要困难在哪儿本题中已知物理量较少,比例关系较多,若是不能灵活地应用这些比例关系就会导致思维紊乱,解决这 一难题的方法是“摸着石头过河”,不要总「是想到达至J 哪个目标,要先利用已知条件推导出更多的衍生 条件,丰富已知条件的“库存量”.当已知条件足够多时,就会有“拨云见日,水到渠成”的感觉了. 有什么值得一 ■学本题具有以下特点:一、题干很长,阅读量大;二、研究对象存在多种状态;三、已知条件中比例关系较 多,物理量较少.若在以后解题中遇到与本题类似的问题“ 一、不要慌,仔细地读题;二、画出研究对象 在不同状态对应的受力情况,并标出.已知条件与待求量,通过这样的处理,繁琐的文字叙述被转化为简 单的图示,从而快速理解题意;三、根据平衡状态列出含有待求量或与其有关的物理量的几个等式,通过 构建方程组解题.所以律= pn 耳Snha pug^nltu 当物体A 放在地面上时,有 当物体B 放在地面上时,有 7\+M=G A 即 N, -G A -T, T : + .%=G 即 N :=®-T* ①①/②得•需二存四.往变式中求发展心(2012年广东梅州卷,第21题.9分)如茁聂科用电子秤显示水库水位装置的示意图. 试裝贸土要由不计晝力的滑轮C、D,长方体詢块A、B以及轻质杠杆MN组成.峻块A通过细绳与滑轮C相连,拚块B通过细绳与杠杆相连.杠杆可以绕支点O左竖直平面內转动,杜杆始弊在水平位JE平街,旦O NMO : ON= I : 2.已知钳块A的密度为1.5X10' kg/m1•底面积为0.04 m‘.高1 m,翰块B的蠻力为100 N.it轮与鶴轴的摩據、杠杆与轴的廊集均愿略不计,"取10 N/kg. 411(1) 当側块A的顶協刚设入水而敗,底部受到亠水的压强大小;(2) 当物块八的顶部刚没入水面时,物块八所受的拉力大小;(3)若水位发生变化,弓电子秤的弟数为55 N时,求轴块A浸入水中的深度.吸(2011年北京巻,第39题.7分)其秽技小蛆设计的提升篁物飾装JT如用甲所示.图中水平杆CD与竖直杆EH、D1俎&成支集圈定在水平地面上.小亮站在地面上通过滑轮俎提升塗物,滑够组由动滑驼Q和安装在水平杆CD上的两个庄滑轮组成. 小亮以杭力叫匀連竖宜提升難体A的过裂中,物体A的速度为“,滑轮组的机械效率为%.小亮以拉力F’匀速竖直提升钳体B的过程中,物体B的速度为如,滑轮绘的机戒效寧为处.拉力F:、F:做的功随时间交化的图象分别如图乙电①、②所示. 巳知讷=3®,敘体A的体积为V A.W体B的体釈为匕,.且3V*=2Vx斷体A的密度为p-物体B的密度为金,且8心=7內.(不计绳的质1:.不计滑轮与抽的鼎擦)2019中考第一次模拟物理试卷一、选择题(每小题只有一个正确答案,每小题2分,共30分)1、题中的四幅图片是对于声音说法正确的是()A.图片甲所示的实验表明,声音可以在空气中传播B.图片乙所示的实验表明,马路两旁植树是为了改善音色C.图片丙所示的实验表明,频率越高,音调越低D.图片丁中的蝙蝠利用发出的电磁波导航第1题图2、生活中很多热现象可以用学过的物理知识来解释,下列解释不巫硒的是()A.天气很冷时窗户玻璃上出现冰花,这是由于凝固产生的B.湿衣服挂在阴凉处也能变干,是因为蒸发可以在任何温度下发生C.游泳后,刚从水中出来感觉比较冷,这是因为人身上的水分蒸发带走热量D.冰箱中取出的冰茶,过一会,容器的外壁附着一层小水珠,这是由于液化形成的3、将肉片直接放入热油锅里爆炒,会将肉炒焦或炒糊,大大失去鲜味。
09一模(力学)39.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?解:受力分析图------------------------------------------------------------------------------(1分)(1)F 1:F 2=1:10-----------------------------------------------------------------------------(2分)(2)人的质量m 人=80kg ------------------------------------------------------------------(2分) (3)当重物G 被匀速提升过程中,滑轮组的机械效率η=90%------------------(1分) (4)绳端B 的拉力F '做功的功率P '=90W --------------------------------------------(1分)39.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。
1.(2015,杭州)有一个足够大的水池,在其水平池底竖直放置一段圆木。
圆木可近似看作一个圆柱体,底面积0.8 m2,高5 m,密度0.7×103kg/m3。
(g=10 N/kg)(1)未向池内缓慢注水,圆木对池底的压力和压强分别为多大?(2)向水池内注水,在水位到达1 m时圆木受到水的浮力和圆木对池底的压力分别为多大?(3)当向水池内注水深度达到4 m时,圆木受到的浮力又为多大2.(2015,黄石)2014年10月为黄石市“中小学科技体育艺术月”,某中学九年级物理兴趣小组进行了三项物理实践,请根据所给条件进行计算。
(1)小红同学想估测自己站立时对地面的压强。
她双脚站立在一张方格纸上,整个脚印范围都与纸面接触,其中一只鞋底的轮廓如图甲所示,已知图中方格的边长为2 cm,小红同学的质量为40 kg,g取10 N/kg。
请估算小红同学站立时对地面的压强。
(2)小明同学想测量自己快速上楼时克服重力做功的功率。
他快速的从一楼跑到五楼,共用时21 s,已知小明同学的质量为50kg,每层楼高为3 m,g取9.8 N/kg,请计算小明同学快速上楼过程中克服重力做功的功率。
(3)大鹏同学想研究浮力问题。
如图乙,一支粗细均匀的圆柱体蜡烛,长度L为17 cm,底部粘有小石块,将它竖直放入水中静止,露出水面的长度h为1 cm,现点燃蜡烛,问:蜡烛是否能够烧完,若能,请说明理由;若不能,请求出最后剩余的长度。
(已知:ρ蜡=0.9×l03kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3)。
3.(2013,随州)如图甲,溢水杯中装满水(水的密度用ρ表示),将一正方体木块(棱长为a)轻轻放入溢水杯中,木块静止时浸入水的深度为a3,现在用一根轻细钢针对着木块上表面中心竖直向下施加压力F,F从0慢慢增加,直到木块恰好完全浸没水中。
解题时用ρ、a、g表示相关量。
(1)求木块恰好完全浸没水中时压力F m;(2)在F从0增至F m过程中,木块浸没在水中的深度x从a3增到a,推导出F与x间的函数关系式;(3)将F、x的函数关系图象画在相应的坐标系中,并标出两端点的横、纵坐标。
4.(2015,广安)新农村建设让农村面貌焕然一新。
许多楼房顶部装有自动供水水箱,箱体重1520 N,与水平楼顶接触面积为1.5 m2。
为了控制进水量,在水箱顶部安装压力传感器,如图所示,A物体通过细线与压力传感器相连接,压力传感器相当于拉线开关,A的密度是2.5×103kg/m3,A重为25 N,当压力传感器受到竖直向下的拉力等于25 N时闭合,电动水泵向水箱注水;当拉力等于15 N时断开,电动水泵停止向水箱注水。
(1)求未装水时整个水箱对楼顶的压强是多少?(压力传感器及连接线质量不计,g取10 N/kg)(2)通过计算说明当水面与A上表面相平时,电动水泵能否停止注水?(g取10 N/kg,连接线体积不计)5.(2015,雅安)2014年4月14日,为寻找失联的MH370航班,启用了“蓝鳍金枪鱼-21”(简称“金枪鱼”)自主水下航行器进行深海搜寻。
其外形与潜艇相似(如图甲所示),其相关参数为:体积1 m3、重量7500 N,最大潜水深度4500 m,最大航速7.4 km/h(为简化计算,不考虑海水密度变化,海水密度ρ取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)。
6.(2015,重庆)如图所示,重力不计的木棒AOB可绕支点O无摩擦转动,木棒AB长为3 m,均匀正方体甲的边长为10 cm,物体乙的质量为5.6 kg。
当把甲、乙两物体用细绳分别挂在木棒的两个端点A、B上时,木棒在水平位置平衡,此时物体甲对地面的压强为3000 Pa,支点O距A点1.6 m。
g取10 N/kg,求:(1)物体乙受到的重力;(2)物体甲受到的支持力;(3)物体甲的密度。
7.(2015,随州)一根粗细均匀,长度为1 m的木棒AB,将其浸没在水中,并使其可绕B端的水平轴自由转动。
为使A端不上浮且维持木棒AB始终水平静止。
在A端对其施加一个(方向待求的)力F A=25 N,已知木棒重G=100 N,木棒的密度和水的密度关系为ρ木=0.8ρ水,ρ水=1×103kg/m3。
求:(1)木棒所受浮力的大小;(2)力F A的力臂大小;(3)力F A的可能方向(推导后将相关角度标在图中)。
8.(2015,襄阳)如图所示,用滑轮组匀速提起1200 N的重物,拉力做功的功率为1500 W,绳子的自由端向下拉的速度为3 m/s,地面对人的支持力为N1,不计绳重和摩擦。
(1)滑轮组中有几股绳子承担重物?作用在绳自由端的拉力是多少?(2)滑轮组的机械效率是多少?(3)若用此滑轮组匀速提起2400 N的重物时,地面对人的支持力为N2,作用在绳自由端的拉力是多少?若N1∶N2=5∶1时,人的重力是多少?9.(2015,莱芜)如图所示是利用起重机打捞水中物体的示意图,吊臂前端由滑轮组组成,动滑轮总重300 kg,绳重和摩擦不计。
现在用此起重机从水中把质量为2×103kg,体积为0.8 m3的物体G匀速提起,滑轮组上钢丝绳拉力F的功=1.0×103kg/m3)。
求:率为3 kW(g=10 N/kg,ρ水(1)物体完全浸没在水中时受到的浮力;(2)物体离开水面前拉力F的大小;(3)物体离开水面前上升的速度;(4)物体离开水面前,滑轮组的机械效率多大10.(2015,武汉)在建的杨泗港长江大桥是武汉市第十座长江大桥,大桥的两个桥塔均为钢沉井基础,其中2号桥塔的钢沉井在距桥位上游20公里的工厂拼装完成后,采用气囊法整体下水,是世界上同类方法下水质量最大的钢沉井。
(ρ江=1.0×103kg/m3,ρ钢=7.9×103kg/m3)水(1)如图甲所示,在钢沉井的底部两侧塞满气囊,松开固定钢沉井的钢索后,钢沉井便顺着倾斜的江滩滑入水中。
钢沉井入水后能自己滑行数百米,这是由于________。
托在钢沉井底部的气囊充气成圆筒状是为了________。
(2)钢沉井下水后,依靠拖船将其拖行至指定位置。
当拖船对钢沉井输出的总功率为5000 kW时,1 min内将钢沉井匀速拖行了120 m,试估算这段时间内江水对钢沉井的阻力。
(3)工人们将钢板焊接成有18个大小相同的方形孔的钢沉井,其俯视图如图乙所示。
钢沉井的长、宽和高分别为77 m、40 m和23 m,质量为6225 t。
经测算,这样的钢沉井自行滑入江中稳定后,水面下的高度会达到7.5 m。
为了让钢沉井在江中被拖行时能顺利通过一些浅滩,下水前用质量为31 t的钢板在钢沉井底部将一些方形孔密封起来,使钢沉井水面下的高度降到了3.2 m。
请求出钢沉井底部被密封的方形孔的个数。
11.(2015,黄冈)电动蛙式打夯机(图甲)是利用冲击和冲击振动来夯实、平整场地的机械,由电动机、皮带轮、偏心块、夯架、夯锤等组成(图乙),启动电动机,在旋转着的偏心块离心力作用下,夯架绕后轴上下摆动,当夯架向下摆动时夯锤就夯击土层,向上摆动时打夯机前移,故每夯击一次,机身即向前移动一次。
下表是某型号电动蛙式打夯机的部分参数(设夯锤夯击土层的能量全部用于夯实土层)。
电动机功率 3 kW夯锤夯击土层的能量400 J/次夯锤着地面积600cm2前进速度8~13 m/min夯击次数120次/min(1)若打夯机以10 m/min的平均速度沿直线前进,则10 min前进了多少米?(2)为了估算某次夯锤夯击土层时的冲击力,小明将重为4 N、底面积为1 cm2的圆柱体竖直平放在被夯击土层上,土层被压下的深度与夯锤夯击的深度相同,则此次夯击时的平均冲击力为多少?(3)施工时,若打夯机前移消耗的能量为200 J/次,则打夯机的机械效率是多少?12.(2015,成都)如图所示,轻质硬杆K左侧与墙体相连(可自由转动,不能水平移动),右侧与A固定;长方体滑块B置于光滑水平地面上,A与B的接触面粗糙程度不变,A、B间的滑动摩擦力大小为f;人的重力为G人,与地面的接触面积为S人;动滑轮P的重力为G p。
0~2 s4~6 s8~10 sA相对地面静止相对地面静止相对地面静止B向左匀速直线运动向右匀速直线运动向右匀速直线运动C浸没在水中,以2 cm/s速度匀速下降浸没在水中,以4 cm/s速度匀速上升在空中,以6 cm/s速度匀速上升在拉动过程中选取了三段时间,用表格记录了A、B、C的运动状态,图甲记录了绳对C竖直向上的拉力F C,图乙记录了人对绳竖直向下的拉力F D。
在拉动过程中,B足够长,A 始终没有掉下;C受水的阻力,C露出水面后表面附着的水的质量忽略不计;运动中空气阻力不计;细绳的质量、滑轮与轴的摩擦忽略不计;绳或竖直或水平,不可伸缩且长度足够。
求:(1)在4~6 s内,杆K对A作用力的方向,并简述理由。
(2)在0~2 s内,人对地面的压强p人为多少(用字母F、f、S人、G、G人表示)?在4~6 s内人对地面的压强比0~2 s减小了多少(用字母f、S表示)?人(3)若C的重力G C=40 N,F3=2F1,且F3′∶F2′∶F1′=3∶2∶1,则C在0~2 s 内所受的浮力为多少?人在8~10 s内做功的功率为多少?13.(2015,来宾)如图所示为一种蓄水箱的人工放水装置,AOB是以O点为转轴的轻质杠杆,AO呈水平状态,A、O两点间的距离为40 cm。
B、O两点间的水平距离为10 cm,竖直距离为7 cm。
K是一轻质、横截面积为100 cm2的盖板(恰好堵住出水口),它通过细绳与杠杆的A端相连。
在水箱右侧水平地面上,重为600 N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50 cm,当盖板恰好要被拉起时,水平地面对人的支持力为490 N,人对绳子的拉力为F1,绳子对B点的拉力为F2,滑轮组的机械效率为η,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10 N/kg)。
求:(1)水箱中水深为50 cm时,盖板上表面所受水的压强和压力;(2)人对绳子的拉力F1和绳子对B点的拉力F2;(3)滑轮组的机械效率η;(4)若与杠杆A、B两端连接的细绳足够结实,当水位至少达到多高时,人将无法拉起盖板。
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