《初二物理滑轮组与力学综合试题.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《初二物理滑轮组与力学综合试题.pdf（6页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、1 力学综合题 【 1】（ 08 崇文一模） 如图 25 所示是起重机的结构示意 图。用它把质量为2 103kg，底面积为 1m 2 的货箱 G 匀速提起。（取 g10N/kg）问： （1）当货箱静止于水平地面时，它对地面的压强 是多少？ （2）若把货箱匀速吊起3m，起重机对货箱做了 多少功？ （3）吊起货箱时， 为使起重机不倾倒，在它右边加挂质量为多大的铁块？已知：OA 10m， OB5m。 （设起重机所受重力的作用线恰好通过O 点。 ） 【 2】(08 西城一模 )磅秤上有一个重1500N 的木箱，小明站在地 上，想用如图29（甲）所示的滑轮组把这个木箱提升到楼 上，可是他竭尽全力也没有提
2、起，此时磅秤的示数为40kg。 于是他改变滑轮组的绕绳方法如图29（乙）所示，再去提 这个木箱。 当木箱匀速上升时，小明对地板的压力为100N， 不计轴摩擦和绳重，取g10N/kg。求小明的体重和提升木 箱时滑轮组的机械效率。 【 3】（ 08 昌平一模）如图30 所示，一正方体合金块M 的 边长为20cm，把它挂在以O 为支点的轻质杠杆的A 点处，一个重为640N 的人在杠杆的B 点通过定滑轮 用力 F1使杠杆在水平位置平衡，此时M 对水平地面 的 压 强 为1.1 104Pa ， 人 对 水 平 地 面 的 压 强 为 1.45 10 4Pa； 若把 M 浸没于水中 (M 与容器底不接触
3、)， 人用力F2仍使杠杆在水平位置平衡，此时人对地面 的压强为1.15 104 Pa；已知人单独站在水平地面上， 对地面的压强为1.6 10 4 Pa （g取 10N/kg）求： （1）力 F1的大小； （2）合金块M 的密度； （ 3）当 M 浸没于水中时， 若剪断细绳， 合金块 M 沉于容器底，则 M 对容器底的压强为多大 图 30 M AB 2 【 4】（ 08 朝阳一模）图23 是简易 电动门式起重机的结构示意 图。 MN为质量可以不计、长 4m 的横梁，行走装置可以把提 起的重物在横梁上左右移动。 提升电动机通过钢丝绳和滑轮 组提起重物，滑轮组的结构如 图。当提起的重物质量是0.5t
4、， 钢丝绳重和轮、轴间摩擦不计 时， 滑轮组的机械效率是80%。 当以 0.2m/s 的速度匀速竖直向上提起1.125t 重物时，滑轮组的机械效率是多少？电动机拉 动钢丝绳的功率是多少？ 若行走装置和提升电动机的总重是2.75 103N，提起重物质量为 2t，行走装置使提起的重物 沿横梁从中点A 移到 B 点，以 M 点为轴， N 点向上的支持力增加了6 103N，MB 的距离是 多少？（ g 取 10N/kg） 【 5】（ 08 海淀一模） 图 25 是液压汽车起重机从水 中打捞重物的示意图。A 是动滑轮， B 是定滑 轮， C 是卷扬机， D 是油缸， E 是柱塞。作用 在动滑轮上共三股钢
5、丝绳，卷扬机转动使钢丝 绳带动动滑轮上升提取重物，被打捞的重物体 积 V0.5m 3。若在本次打捞前起重机对地面 的压强p1 2.0 107Pa，当物体在水中匀速上 升时起重机对地面的压强p22.375 107Pa， 物体完全出水后起重机对地面的压强p3 2.5 10 7Pa。假设起重时柱塞沿竖直方向，物 体出水前、后柱塞对吊臂的支撑力分别为N1 和 N2，N1与 N2之比为19：24。重物出水后 上升的速度v0.45m/s。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）被打捞物体的重力； A B D C E O F 图 滑轮组 重物 行走装置 提升电动机
6、 M N 图 23 3 （2）被打捞的物体浸没在水中上升时，滑轮组AB 的机械效率； （3）重物出水后，卷扬机牵引力的功率。 【 6】(08宣武一模 )某桥梁施工队的工人用如图24所示的滑轮组匀速打捞 沉在水中的工件。已知工件的质量为100kg工人的质量为70kg。工件 打捞出水面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）工件浸没在水中时所受的浮力浮； （2）工件完全打捞出水面后，滑轮组的机械效率 2； （3）工件完全打捞出水面后，以0.2m/s 的速度被匀速提升，工人拉 绳
7、的功率 P2。 【 7】（ 08 石景山二模）如图24 所示，是使用汽车从 湖水中打捞重物的示意图。汽车通过定滑轮牵引 水下一个圆柱形重物，在整个打捞过程中，汽车 以恒定的速度v=0.2 m/s 向右运动。 图乙是此过程 中汽车拉动重物的拉力F 随时间 t 变化的图像。 设 t = 0 时汽车开始提升重物，忽略水的阻力、绳 重和滑轮的摩擦，g 取 10Nkg。求： （1）重物露出水面前，汽车拉重物的功率； （2）圆柱形重物的密度； （3）水对湖底的压强（整个过程中，湖水深度不变）。 图 24 乙 NF / s/ t 4000 3500 50600 AB CD 甲 4 1 答案（1） F p S
8、 3 4 2 21010/ 210 1 kgNkg Pa m （ 2）W=FS=2 10 3kg 10N/kg 3m=6104J （ 3） G AO = G 0 OB2 10 3kg g 10m = m 0g 5mm0 = 4 10 3kg 2 答案F 拉G人 木箱和动滑轮受力 G 箱G轮2F拉 F支2G人F支2G人mg 改变绕绳方式后， F拉F支G人， 木箱和动滑轮受力G箱G轮3F拉3(G人F支) 所以 2G人 mg3(G人F支) F支F压100N G 人3F支mg3 100N 40kg 10N/kg700N F 拉 G 人 F支 700N100N600N 机械效率 总 有用 W W sF
9、hG 拉 箱 拉 箱 F G 3 600N3 1500N 83.3% 3 答案（1） G p S 人 人 2 4 640 0.04 1.610 G N Sm pPa 人 人 ， 1 1 GF p S 人 F1=G 人p1S=640N1.45 10 4Pa 0.04m2 =60N， 2 2 GF p S 人 F2=G 人 p2S=640N1.15 104Pa 0.04m 2=180N （ 2）杠杆在水平位置平衡时，有： OA(GMFM)=OBF1 OA(GMF浮)=OBF2 由可得， 3 1 2 1 F F FG FG M MM 浮 FM=F 压=PMSM=1.1 104Pa (0.2m) 2
10、=440N F浮=水gVM=1 10 3kg/m3 10N/kg (0.2m)3=80N 将 FM=440N、F浮=80N 代入式，解得： GM=620N 3 3 620 7.7510/ 10/(0.2) M M M G N kg m gVNkgm （3）当 M 浸没于水中时，剪断细绳，合金块M 沉于容器底， /4 2 62080 1.3510 (0.2) M M M GFNN pPa Sm 浮 4 答案提起重物质量分别为0.5t 和 2t， 重物重分别为Gmg 0.5t 10N/kg 5 10 3N，G/ m/g 2t 10N/kg 20 103N 由滑轮组机械效率 W有用/W总G物/（G物
11、G动） ，代入数据： 80% 5 10 3N/（ 5 103NG 动） ，解出 G 动=1.25 10 3N /G 物/（G物 /G 动） 20 103N/（ 20 10 3N1.25 10 3N） 94% 钢丝绳拉力F=（G物/G动）/3 =（20 103N1.25 103N） /3 7.1 10 3N 5 匀速拉动时，电动机拉动钢丝绳的功率 P Fv7.1 10 3N 3 0.2m/s=4.26 10 3W 或 P（ G物 /G 动）v物（ 20 103N1.25 10 3N） 0.2m/s=4.25 10 3W 把横梁 MN 看成杠杆，以M 点为轴，重物在A 点和 B 点时，根据杠杆平衡
12、条件： （G物 G行G动） MA FA MN （G物 G行G动） MB FB MN 两式相减得： （G物 G行G动） （MA MB ） （ FAFB） MN 当 FAFB6 103N 0，代入数据： （20 103N 1.25 10 3N2.75 10 3N） （2mMB ） 6 103N4m 解出：MB 1m 当 FAFB 6 103N0，代入数据： （20 103N1.25 10 3N2.75 10 3N） （2m MB） 6 103N 4m 解出： MB /3m 5 答案（1）设起重机重为G，被打捞物体重力为G 物； 打捞物体前，G=p0S 在水中匀速提升物体时：F拉=G物F浮 起重机对
13、地面的压力：G+F拉=p1S F 浮=水gV排=0.5 10 4N 物体出水后：G+G物=p2S，F拉=（p1- p0）S；G物=（p2- p0）S 10 20 3 4 GFFpp GGpp 物浮拉 物物 可得物体重力为G物=2.0 10 4N。 （2）设钢丝绳上的力在出水前后分别为F1、F2，柱塞对吊臂力的力臂为L1，钢丝绳对吊臂 力的力臂为L2。根据杠杆平衡条件可知： N1L1=3F1L2 ；N2L1=3F2L2， 2 1 F F = 2 1 N N ，F1= 3 1 （G物F浮+ G动） F2= 3 1 （G物+ G动） ， 2 1 F F = 动物 动浮 物 GG GFG = 19 2
14、4 将数据代入得：G动=0.4 10 4N 物体浸没在水中上升时，滑轮组AB 的机械效率： 44 0 0 444 210N-0.510 N 78.9 210N-0.510N0.410N WGFhGF WGFGGFGh 浮浮有物物 浮动总物 浮动物 （） （3）出水后钢丝绳上的力：F2= (G物+G动)/3=0.8 10 4N 物体上升的速度v，钢丝绳的速度 v=3v=30.45m/ s =1.35m/ s P=F2 v=0.8 10 4N 1.35m/ s =1.08 10 4W。 6 答案（1）以人为研究对象，进行受力分析如图（3）甲、乙所示： G 人 =F 1+N1 N1=G 人-F 1
15、G 人=F2+N2 N2=G 人-F2 工人受到地面的支持力与工人对地面的压力大小相等；绳对人的拉力与人对绳的 拉力大小相等。 6 1/21/2（人 -F1）/（G 人-F2） 15/2 又 1=W有 /W总 =（G 物 -F 浮） h / F1S = (G 物 -F 浮 )/2F1=60% F1=（G 物 +G 动 -F 浮） /2 F2=（G 物 +G 动） /2 将、式代入、 式，并且将 G 人=m 人 g=70kg 10N/kg =700N ，G 物=m 物 g=100kg 10N/kg =1000N 代入 ,解得： G 动=320N 由 式 得 ： 60%=( G 物 F浮 ) /
16、(G物 +G 动 -F 浮 )=(1000N-F 浮 ) / (1000N+320N- F 浮) 解得 F 浮=520N 则： F1=400N ； F2=660N。 （2） 2 =W 有 / W 总=G 物 / 2F2=G 物 / (G 物+G 动 )=1000N/(1000N+320N) =76 % （3） P2=F2 v2=F2 2 v 物= 1320N 0.2m/s = 264 W 7 答案（1）根据题意及图像乙，重物重力G=4000N, 重物露出水面前，汽车的拉力F=3500N 35000.2/700PFvNm sW （2）40003500N500NFGFN 浮 23 33 500N 510m 10 kg/m10N/kg F VV g 浮 物排 水 33 -23 400kg 810 kg/m 510 m m V 物 物 河水的深度为： 12()0.2m/s(50s10s)12mhvtt 33 10 kg/m10N/kg12m120000Pap gh 水 图（3）