2015年中考物理试题分类汇编之力学压轴题(完整解析版)要点.pdf

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1、第 1 页 共 48 页 强烈推荐：原创，从百余套真题中精选，花了不少时间编辑和校对，含解析，适合培优用。 2015年中考物理试题分类汇编力学压轴题（一） 1、（2015内江） 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16甲所示），其 相关参数为：体积1m 3、重量 7500N，最大潜水深度 4500m，最大航速 7.4km/h（为简化计 算，不考虑海水密度变化，海水密度 取1.0 103kg/m 3， g取10N/kg ）。 （1）假设“金枪鱼”上有面积为2 10 -3m2的

2、探测窗口， 当它下潜至 4000m深度处时， 该探测 窗口承受海水的压力是多少？ （2）“金枪鱼”搜寻任务完成后，变为自重时，能静止漂浮在海面上，求此时“ 金枪鱼 ” 露 出海面的体积为多大？ （3）若上述漂浮在海面的“金枪鱼”，由起重装置将其匀速竖直吊离海面。从某时刻计时 起，起重装置拉力的功率随时间变化的图象如图16 乙所示，图中P3=3P1。请分析出 t3时刻起重装置对“金枪鱼”拉力，并求出 t1时刻起重装置对“金枪鱼”拉力（不考 虑水的阻力） 。 【解答】 （1）当它下潜至4000m深度处受到海水的压强： P= gh =1.0 10 3 kg/m 3 10N/kg 4000m=4 10

3、7Pa 探测窗口承受海水的压力： 由P=F/S得F=PS=4 107Pa 2 10-3m2=8 104N （2）解： “ 金枪鱼 ” 搜寻任务完成后，静止漂浮在海面上，所以有F浮=G=7500N 。 由 F浮=液gV排得 V排=F浮/（液g）=7500N/（1.0 10 3kg/m3 10N/kg）=0.75m3 露出海面体积为： V露=VV排=1m 30.75m3=0.25m3 （3）解：由图象分析知， 在 t3时刻“金枪鱼”离开水面，此时起重装置对“金枪鱼”的拉 力等于“金枪鱼”的重力，即F3 =G=7500N 由于起重装置吊起“金枪鱼”是匀速竖直离海面，所以速度保持不变即v1=v3，由

4、P=Fv ， 得 P1=F1v1，P3=F3v3，又 P3=3P1，所以有 F3=3F1 所以 F1=F3= 7500N=2500N 图 16 第 2 页 共 48 页 2（ 2015 绵阳）我国南宋远洋商贸船“南海一号”于2007 年成功打捞出水，为复原我国 海上丝绸之路历史提供了极其珍贵的实物资料，采用沉井包裹沉船的整体打捞方式，在世界 水下考古也是一大创新。某同学为了体验“ 南海一号 ” 的打捞过程， 特利用滑轮组从水下打捞 一重物。 如图所示，用一个底面积S=0.05m 2、高 h=0.2m 的长方体形状的重物模拟 “ 南海一号 ” ， 该同学站在岸边拉动绳子自由端，使重物从水底开始向

5、上运动。假定重物一直做竖直向上的 匀速直线运动，并经历三个运动阶段：第一阶段，从重物在水度开始运动 到重物的上表面刚露出水面，绳对重物的拉力F1=140 N，用时 t1=40s； 第二阶段，从重物上表面刚露出水面到其下表面刚离开水面，用时t2=4s； 第三阶段，从重物下表面离开水面后在空中上升。已知动滑轮所受重力 G0=60 N，水=1.0 10 3kg/m3， g=10N/g，不计绳重、轮与轴之间的摩擦及 水的阻力，不考虑重物出水前后质量的变化。求： 在第一阶段运动中，水对重物的浮力F浮为多大 ? 在第一阶段运动中，绳对重物做功W1为多大 ? 滑轮组在第一阶段运动中的机械效率 1 和第三阶段

6、运动中的机械效率 3分別为多大 ? 【解答】 在第一阶段中V排=V 物=Sh=0.05m 2 0.2m=0.01m3， 则水对重物的浮力：F浮=水gV排=1.0103kg/m 310N/kg 0.01 m3=100N； 在第二阶段， 从重物上表面刚露出水面到其下表面刚离开水面，用时 t2=4s，上升高度为 物体的高h， 物体上升的速度sm s m t h v/05.0 4 2.0 2 在第一阶段中，重物上升的高度h1=vt1=0.05m/s40s=2m 绳对重物做功W1=F1 h1=140 N2m=280J 由于不计绳重、轮与轴之间的摩擦及水的阻力，以动滑轮为研究对象，受3 段绳子向上 的拉力

7、、动滑轮的重力、下方绳子对动滑轮向下的拉力。 在第一阶段中，人对绳子自由端的拉力 3 200 3 60140 3 1 1 NNN GF F 动 机械效率%70 3 3 200 140 3 11 11 1 N N hF hF 在第一阶段中，以重物为研究对象，受向下的重力G物、向上的拉力F1、向上的浮力F浮， 由平衡条件有：G 物=F1+F浮= 140N+100N=240N ， 在第三阶段中，设重物上升高度为h3，由于不计绳重、轮与轴之间的摩擦及水的阻力， 此时机械效率%80 60240 240 30 3 3 NN N hGG hG ）（ 物 物 答：在第一阶段运动中，水对重物的浮力F浮为 100

8、N； 在第一阶段运动中，绳对重物做功W1为 280J 在第一阶段运动中的机械效率 1和在第三阶段运动中的机械效率 3分别为 70%、80% . 第 3 页 共 48 页 3（ 2015 成都 B 卷）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。 以 2cm/s 速度匀速下降以 4cm/s 速度匀速上升以 6cm/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

9、态，图甲记录了绳对C 竖直向上的拉力 FC，图乙记录了人对绳竖直向下的拉力 FD。 甲乙 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。 扬州大学附属中学东部分校姜雪峰编制 （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） 0 2 s 4 6 s 8 10 s A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

10、右匀速直线运动向右匀速直线运动 C 浸没在水中， 以 2cm/s 速度匀速下降 浸没在水中， 以 4cm/s 速度匀速上升 在空中， 以 6cm/s 速度匀速上升 第 4 页 共 48 页 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人表示） （3）若 C 的重力 GC=40N， F3= 2 F1， 且 F3 F2 F1= 321，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？ 【解答】 （1）A 受到杆K 的作用力 FK向左因为在4 6s 内，A 相对地面静止，B 向右匀 速直线运动， A 相对于 B 向左运动，可知B 对 A

11、 摩擦力 f 向右， A 处于静止状态，水平方 向必定受平衡力作用，所以杆K 对 A 作用力向左 （2）在 02s 内： B 向左匀速直线运动，在水平方向受C 的向左的拉力，A 向右的摩擦力 及 P 向右的摩擦力，则FP+f=F 1，可得 FP=F1f； 由图知，滑轮组由2 段绳子承担物重，所以FD= （FP+GP） = （F1f+GP） ， 则人对地面的压力F=G人FD=G人 （F1 f+GP） ， 人对地面的压强：p=； 在 46s 内： B 向右右匀速直线运动，受到A 的摩擦力向左，则F1+f=FP ； 则 FD =（FP +GP）= （ F1+f+G P） ； 人对地面的压力F =G人

12、FD =G人（F1+f+GP） ； 则 F=F F =G 人 （F1f+GP） G人（F1+f+GP）=f 则 p=； （3）以 C 为研究对象：由图2 知，在 810s 内，物体在空气中，则F3=GC=40N 由题意知， F1= F3= 40N=20N 在 02s 内有，物体C 受浮力、绳的拉力、和重力作用，则 F1+F浮=GC 所以 F浮=GCF1=40N20N=20N 以 B 为研究对象： 在 46s 内有F1+f=2 F2 GP 在 810s 内有F3+f=2 F3 GP F3 F1=2（F3F2） 又因为 F3 ： F2 =3：2； 所以 F3F1=2 F3=F3 F3 = （F3F

13、1）= （40N20N）=30N 在 810s 内，人做功的功率： P=F3 v=30N 0.12m/s=3.6W 答： （1）K 对 A 作用力向左；理由如上所述； 第 5 页 共 48 页 （2）在 02s 内，；在 46s 内人对地面的压强比02s 减小 了； （3）C 在 02s 内所受的浮力为20N；人在 810s 内做功的功率为3.6W 4（ 2015 泸州）图甲是建造长江大桥是使用起吊装置（图中未画出）的钢缆绳拉着实心圆 柱体 A 距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降，在下降到江底之前，始终保持0.2m/s 的速 度不变。图乙是A 下降到江底之前钢缆绳对A 的拉力 F 的随时间t

14、变化的图像。 （取江水的密度为 =1.0103kg/m 3 ，g 取 10N/kg ）求： （1）圆柱体A 下降过程中，重力的功率？ （2）圆柱体A 的密度？ （3）当圆柱体A 下降到江底（江底视为水平），卸下钢缆绳后，圆柱体A 对江底的压强？ 【解答】 （1）圆柱体在江面上匀速下降时，重力G=F1=3 104N . 重力的功率P=Gv=3104N0.2m/s=6103W （2）当 A 完全浸入水中时，拉力F2=1104N A 受到的浮力：F 浮=G-F2=3104N-110 4N=2104N， A 的体积 V=V 排= g F 水 浮3 33 4 2 /10/10 102 m kgNmkg

15、N A 的密度 33 3 4 /105.1 2/10 103 mkg mkgN N gV G V m （3）A 从刚接触江面到浸没用的时间t=15s-10s=5s A 的高度 h=vt=0.2m/s 5s=1m A 的底面积 2 3 2 1 2 m m m h V S 圆柱体 A 沉底且卸下钢缆绳后，A 对江底的压力F=G-F 浮=3 104N-2104N=1104N 圆柱体 A 对江底的压强pa m N S F p 3 2 4 105 2 101 第 6 页 共 48 页 5 （ 2015 德阳）如图甲所示底面积为0.2m 2，高 0.2m 的质量均匀的长方体物体 A，放置在 水平地面上，对

16、地面的压强为6 103Pa；一质量为 80kg 的工人站在水平地面上，用如图 乙所示的滑轮组把A 运到高处，工人用大小为F1的竖直拉力拉绳使A 以 10cm/s 的速度 匀速上升，这时地面对工人的支持力为N1，工人匀速拉绳的功率为P，滑轮组的机械效 率为 1 若工人以相同的功率用大小为 F2的竖直拉力拉绳使另一物体B 以 12.5cm/s 的速 度匀速上升，这时地面对工人的支持力为N2，滑轮组的机械效率为 2已知 N1： N2=3： 4，1：2=16：15 （g 取 10N/kg）求： （1）物体 A 的密度； （2）工人拉绳的功率P； （3）用滑轮组提升B 时滑轮组的机械效率 2 【解答】

17、（1）由 p= S F = S G 可知， G=pS=6 103Pa 0.2m2=1200N， 由 G=mg 可知， A 的质量： mA= g G =120kg， A 的密度： = =3000kg/m 3； （2）对工人，由平衡条件得： F拉+N=m人g=80kg 10N/kg=800N， 则： N1=800NF1，N2=800NN2， 由题意可知： N1： N2=3：4，则： 4F13F2=800N 提升物体时的功率相等，P=F1v1=F2v2，解得： F1：F2=5：4 由解得： F1=500N，F2=400N ， 工人拉绳子的功率：P=F1v1=500N 0.1m/s 3=150W； （

18、3）滑轮组效率： =，由题意可知：1： 2=16：15， 2=1=75%； 答： （1）物体 A 的密度为 3000kg/m 3； （2）工人拉绳的功率P 为 150W； （3）用滑轮组提升B 时滑轮组的机械效率 2为 75% 6（ 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 1250N，与水平楼顶 第 7 页 共 48 页 接触面积为1.5m2。为了控制进水量，在水箱顶部安装压力传感器，如图（14）所示， A 物体通过细线与压力传感器相连接，压力传感器相等于拉线开关，A 的密度是 2.5 10 3kg/m3，A 重为 25N。当压力传感器受到竖直向下

19、的拉力等于 25N 时闭合，电动 水泵向水箱注水；当拉力等于15N 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 10N/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 10N/kg ， 连接线体积不计） 【解答】 7 （ 2015 凉山州）如图所示，水平桌面的正中央放着三个底面积均为500cm 2 的薄壁容器， 容器内装有适当的水，在圆柱形的乙容器中放入一个密度为0.6 103kg/m 3， 体积为 1dm3 的木块漂浮在水面，现用力F 将木块刚好压没于水中静止，水未溢出。求： （1

20、）静止时所施加的压力F 的大小； （2）乙容器中木块被压没后和没有放入木块时相比水对容器底部的压强增加了多少？ （3）若也将木块压没于甲、丙两容器中（木块未触底、水未溢出），静止时判断三容器 中水对容器底部的压强增加量的大小关系。 【解答】（1）木块重力G木=mg=木Vg=0.6 103kg/m 3 1 103m3 10N/kg=6N 由于木块完全浸没，则V排=V=1dm 3=1 10-3m3， 第 8 页 共 48 页 F浮=水gV 排=1000kg/m 3 10N/kg 1 103m3=10N； 由于 F 浮=F+G，所以，所施加的压力： F=F 浮G=10N6N=4N ； （2）由于乙容

21、器是柱状容器，则木块被压没后和没有放入木块时水对容器底部的增加的压 力即为木块浸没时所受浮力，即 F乙=F浮=10N， 所以水对容器底面增加的压强为 p乙= S F乙 =200Pa； （3）若也将木块压没于甲、丙两容器中（木块未触底、水未溢出），由于甲的形状是上大下 小，故水面升高的高度最小；而丙的形状是上小下大，故水面升高的高度最高； 所以根据hgp可知： p甲p乙p丙 说明：第2、3 两小题的解法不止一种，用其它方法也行。 8（ 2015 遂宁）某兴趣小组用如图甲所示的滑轮组（物体与动滑轮用绳子a 连接）匀速拉 动放在同一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力 从 200N 开始逐渐增加，

22、直到组装滑轮组的绳子b 被 拉断，每次物体拉动的距离均为2m。 通过实验绘 出了该滑轮组机械效率随物体受到摩擦力大小变化 的关系图像如图乙。（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦） 求： （1）动滑轮重力； （2）当滑轮组的机械效率为80%，物体以0.2m/s 的速度匀速运动时，该滑轮组的 有用功率； （4）一个重500N 的同学利用该滑轮组，想独自用竖直向下的力拉断绳子b，请你通过 计算分析他能否实现？ 【解答】（ 1）由图乙可知，当f1=200N 时， 50 1 W有用1 = fs 由于不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，W额外 = G 动s W 总1 = fs+ G动s 1 1 1 W W 有用 总 50

23、 200 200 1 1 1 动动 GN N sGsf sf G 动 = 200N （2）当80 2 时，80 2 2 2 2 2 动动 Gf f sGsf sf f2 = 800N 第 9 页 共 48 页 W有用2 = f2s = 800N 2m = 1600J t S v s sm m v S t10 /2.0 2 t W P 1600 160 10 W J PW ts 有用 2 有用 另解：当80 2 时， 22 2 22 80% f sf f sG sfG动动 f2 = 800N W PF v t 2 8000.2/160Pf vNm sW 有用 （3）由图乙可知，当f3=1600N

24、 时，绳子刚好被拉断，由于不计绳重及绳与滑轮间的 摩擦，且物体做匀速直线运动 绳 b 承受的最大拉力)( 3 1 33 fGF 动 NNNF6 0 0)1 6 0 02 0 0( 3 1 3 因为人的重力为500N，竖直匀速拉动， 所以绳子对人的最大拉力为人的重力，根据力的 作用是相互的，故人给绳子的最大拉力为500N，由于绳子b 承受的最大拉力大于人给绳子 的最大拉力，所以该同学不能拉断绳子b 。 9（ 2015 玉林）如图是利用电子秤显示水库水位装置的模型图。该装置主要由两个重力均 为 20N 的动滑轮、 长方体物块A 和 B 以及轻质杠杆MN 组成，物块 A 通过细绳与滑轮相连， 物块

25、B 通过细绳与杠杆相连。杠杆可以绕支点O 在竖直平面内转动，杠杆始终在水平位置 平衡，且OM：ON=1：4。已知物块A 的重力 GA=1500N ，底面积 S=0.01m 2，高 H=10m， 物块 B 的重力 GB=100N。一切摩擦均忽略不计， g 取 10N/kg 。当物块 A 有五分之一露出水 面时，水库水位刚好达到警戒水位。求： （ 1）当达到警戒水位时，物块A 底部受到水的压强； （ 2）当达到警戒水位时，物块A 所受的浮力大小； （ 3）当水位上涨超出警戒水位2.5m 时，电子秤的示数。 【解答】（1）当达到警戒水位时，物块A 有五分之一露出水面， 则底部所处的深度： h=（ 1

26、）H= 10m=8m， 底部受到水的压强：p= gh=1 103kg/m 3 10N/kg 8m=8 104pa （2）当达到警戒水位时，物块A 排开水的体积V排=Sh=0.01m 2 8m=0.08m3， 第 10 页 共 48 页 物块 A 所受的浮力：F浮=水V排g=1 103kg/m 3 0.08m3 10N/kg=800N ； （3）由于水库水位刚好达到警戒水位物块A 露出水面的长度为H=h=10m 8m=2m， 所以当水位上涨超出警戒水位2.5m 时，物块A 已经浸没，则根据阿基米德原理可知： 此时物块 A 所受的浮力F浮=水Vg= 水SHg=1 103kg/m 3 0.01m2

27、10m 10N/kg=1000N ； 滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计， 物块 A 对滑轮 C 的拉力 FA拉=GAF浮=1500N 1000N=500N ； 根据受力平衡可知：2FC=G动+FA拉， 所以， FC= （ G动+FA拉）= （20N+500N ）=260N， 滑轮 D 根据受力平衡可知：2FD=G动+FC， 所以， FD= （ G动+FC）= （20N+260N ）=140N ； 由于力的作用是相互的，则FM=FD=140N； 根据杠杆平衡条件可知：FMLOM=FNLON， 所以， FN= =35N； 对于物块 B，根据力的平衡条件可知：GB=FN+F支， 所以 F支

28、=GBFN=100N35N=65N 电子秤的示数 =F压= F支=100N35N=65N. 10 （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 40cm， B、O 两点间的水平距离为10cm，竖直距离为7cm。 K 是一轻质、横截面积为100cm 2 的盖板（恰好堵住出水口），它 通过细绳与杠杆的A 端相连。在水箱右侧的水平地面上，重为 600N 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50cm，当盖板恰好要被拉起时，水平地面对人的支持力 为 490N，人对

29、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 。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）水箱中水深为50cm 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 ； （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。 【解答】 第 11 页 共 48 页 （3）动滑轮C 上的绳子对杠杆及盖板所做的功为有用功，动滑轮上绳子的段数n=2. 滑轮组的机械效率%9 .90 2110 200 2 21

30、 22 11 22 N N sF sF sF sF 11 （2015 贵港）一带阀门的圆柱形容器，底面积是200cm 2，装有 12cm 深的水，正方体 M 边长为 10cm，重 20N，用细绳悬挂放入水中，有的体积露出水面，如图所示，试求： （1）正方体M 的密度； （2）正方体M 受到的浮力以及此时水对容器底部的压强； （3）若从图示状态开始，通过阀门K 缓慢放水， 当容器中水面下降了2cm 时，细绳刚好被拉断，则细绳能承受的最大拉力是多少？（g 取 10N/Kg ， 水的密度为1.0 10 3kg/m3） 解： （1）正方体M 的质量 mM= =2kg ， 体积为 VA=L 3=（10c

31、m）3=1000cm3=1 103m3， 第 12 页 共 48 页 所以，密度 A=2 10 3kg/m3； （2）由于用细绳悬挂放入水中，有的体积露出水面，则： V排1=（1）VA= 1 10 3m3=8 104m3， 受到的浮力为：F浮1=水gV排1=1.0 10 3kg/m3 10N/kg 8 104m3=8N； 设正方体悬挂放入水中后水深为h ，则有 Sh =Sh+V排1， 则 h =h+=0.12m+=0.16m 此时水对容器底部的压强：p=水gh=1.0 103kg/m 3 10N/kg 0.16m=1.6 103Pa （3）原来正方体M 浸入水中深度为h1=（1 ）L= 10c

32、m=8cm， 水面下降2cm 时正方体M 浸入水中深度为h2=h12cm=8cm2cm=6cm， 则 V排2=h2L2=6cm （10cm）2=600cm 3=6 10-4m3， F浮2=水gV 排2=1.0 10 3kg/m3 10N/kg 6 10-4m3=6N； 当绳子刚被拉断时有：Fm+F浮2=G， 所以细绳能承受的最大拉力Fm=GF浮2 =20N6N=14N 答： （1）正方体M 的密度为2 103kg/m 3； （2）正方体M 受到的浮力为8N；此时水对容器底部的压强为1.6 103Pa； （3）当容器中水面下降了2cm 时，细绳刚好被拉断，细绳能承受的最大拉力是14N 12（ 2

33、015 南宁）体重为600N 的小聪用如图19 所示的滑轮组来竖直提升物体 A。当 A 以 0.1m/s 的速度匀速上升时，小聪对绳子的拉力F 为 400N，滑轮 组的机械效率为80%（不计摩擦及绳重）。求： （1）拉力 F 的功率； （2）物体 A 受到的重力； （3）小聪拉动绳子前后对地面的压强之比； （4）小聪使用该滑轮组能提起物体的最大重力。 【解答】 （1）由图通过动滑轮绳子的段数n=3，物体 A 匀速上升， 拉力 F 的功率： P=Fv=Fnv 物=400N 3 0.1m/s=120W ； （2）根据 =， 物体 A 受到的重力：G= nF=80% 3 400N=960N； （3）

34、小聪拉动绳子前对地面压力F=G人=600N， 小聪拉动绳子后对地面压力F=G人F=600N 400N200N， 小聪拉动绳子前后对地面的压强之比：=； 第 13 页 共 48 页 （4）不计摩擦及绳重，F=（ G 物+G动） ， 提起 A 时， G动=3FGA=3 400N960N=240N ， 小聪对绳子自由端拉力最大等于他的重力，即F最大=G人=600N， 此时提起物体的重力最大：G最大=3FG动=3 600N240N=1560N 答： （1）拉力 F 的功率为120W； （2）物体 A 受到的重力为960N； （3）小聪拉动绳子前后对地面的压强之比3： 1； （4）小聪使用该滑轮组能提起

35、物体的最大重力为1560N。 13（ 2015 河池）我国自行制造的履带式旋挖井机，用于建筑工地打井作业，它的结构示 意图如图24 所示 整机由主机B、动力连杆C 和支架 E 及钢丝绳H 组成， 附属设备由空心 钻杆 A 和钻头 D（大小可根据需要更换）组成旋挖井机工作时，主机通过C 将动力传给 A，A 带动 D 竖直往下旋挖，并将挖出的泥沙填充到A 内；停止旋挖时，C 与 A 完全分离， H 的拉力可把A、D 和泥沙提到地面部分数据见下表： （ 1）假设旋挖井机用20s 将 0.5t 的泥沙从井下先提高10m，接着又用5s 将泥沙水平移动 3m 后卸到地面上，求此过程中，旋挖井机做的有用功和

36、有用功率 （ 2）把已卸掉泥沙的A 和 D 固定好后竖直立放在井中，此时C 与 A 完全分离且H 处于 松弛状态，固定在A 上的 D 的横截面示意图如图25 所示，其中S 为 D 与泥沙的接 触面积（即图中的阴影部分），R 为 D 的半径，求D 对井底泥沙的压强 （ 3）假设某时旋挖井机靠近A 一侧的履带离开地面向上翘起，且只有M 点着地， H 处 于松弛状态， A 对 C 竖直向上的力为F，请你比较此状态下整机重力G（重心在O 点）与力F 的大小 【解答】 （1）根据功的定义，旋挖井机提高泥沙时对泥沙做功，水平移动移动时不做功， W有=Gh=mgh=0.5 10 3kg 10N/kg 10m

37、=5 104J； 此过程用时t=20s+5s=25s 有用功率： P有= s J 25 105 4 =2 10 3W （2）卸掉泥沙的A 和 D 固定好后竖直立放在井中，此时C 与 A 完全分离且H 处于松弛状 态， 由图 D 半径 40cm，由表格此钻头质量100kg， 第 14 页 共 48 页 所以 D 对井底泥沙压力：F=G=（m杆+m钻头）g=（ 5 103kg+100kg ） 10N/kg=5.1 104N， 由题 S 为 D 与泥沙的接触面积，S=500cm2， D 对井底泥沙的压强：p=1.02 10 6Pa； （3）旋挖井机在D 对 C 向上力 F 的作用下履带离开地面向上翘

38、起，且只有M 点着地，相 当于一个杠杆，M 点为支点，如图所示： H 处于松弛状态，对杠杆没有力的作用，根据杠杆的平衡条件： FLF=GLG，由图可知： LFLG，所以 FG 14（ 2015 达州）某工人用如图所示的装置把一重1200N 的箱子从斜面底端匀速拉到顶端 用时 10s，已知斜面长6m，高 2m，此装置的机械效率为80%（滑轮重、绳重、滑轮与绳 之间的摩擦均不计）。求： （1）拉力 F； （2）拉力 F 做功的功率； （3）箱子与斜面间的摩擦力。 说明：本题的装置为斜面与动滑轮的组合机械，难点是第3 问求摩擦力。 【解答】（ 1）物体从底端到顶端的路程为L，则绳子自由端移动的距离为

39、2L。 此装置的机械效率 LF Gh W W 2总 有 拉力 F=N m mN L Gh 250 6%802 21200 2 （2）拉力 F 做的功 W总=Fs绳=250N 2 6m=3000J 拉力 F 做功的功率W s J t W P300 10 3000总 第 15 页 共 48 页 （3）有用功 W有=Gh=1200N 2m=2400J 额外功 W额= W总- W有=3000J-2400J=600J 滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计， W额= G动L 则动滑轮的重 N m J L W G100 6 600额 动 15、（ 2015上海）如图 11 所示，薄壁圆柱形容器甲和圆柱体乙

40、置于水平地面上。容器甲足 够高、底面积为5 10-2m2，盛有质量为 5 千克的水。圆柱体乙的重力为160 牛，底面积 为8 10-2m2。 求容器甲内水的体积V水； 求圆柱体乙对水平地面的压强p乙； 若将一物块A 分别浸没在容器甲的水中、放在圆柱体乙上表面的中央时，水对容器甲 底部压强的变化量与圆柱体乙对水平地面压强的变化量相等。求物块A的密度 A。 【解答】 第 16 页 共 48 页 16（ 2015 资阳）简阳芦葭已被国务院正式批准为天府新区成都新机场场址，预计2015 年 底开建， 建设中挖掘机将发挥重要作用。某型号挖掘机的实物和作业范围以及部分相关 数据如下图表所示。挖掘机以最大输

41、出功率工作时，可在t=4s 内将一满铲斗的密度为 =1.6 l0 3kg/m3 的泥土从最大挖掘深度处匀速移送到位于最大卸料高度的运渣车上。取 g=10Nkg，求： 指标数值 整机质量m5000 kg 标准斗容V0.5 m 3 最大输出功率P40 kW 最大挖掘深度d3 m 最大卸料高度h5 m 两履带与地面接触的总面积S4 m 2 （1）挖掘机静止在水平地面上不工作时对地面的压强p； （2）移送一满铲斗泥土的过程中，挖掘机对泥土所做的功W； （3）移送一满铲斗泥土的过程中挖掘机的机械效率。 【解析】 （1）挖掘机静止时，对地面的压力：F=G=mg=5000kg 10N/kg=5 10 4N，

42、 对地面的压强：pa m pa S F p 4 2 4 1025.1 4 105 （2）泥土的质量：m 泥=V =1.6 10 3kg/m3 0.5m3=800kg 挖掘机对泥土所做的有用功：W有= G泥h= m泥gh=800kg10N/kg （ 3m+5m）=6.4104J； （3）挖掘机的发动机4s 内做的总功：W总=Pt=40103W4s=1.6105J； 挖掘机的机械效率： %40 106.1 104.6 5 4 J J W W 总 有 答： （1）挖掘机静止在水平地面不工作时，对地面的压强p 为 1.25104Pa； （2）移送满斗泥土的过程中，挖掘机对泥土所做的有用功W 为 6.4

43、104J； （3）挖掘机的机械效率 为 40% . 第 17 页 共 48 页 17、（ 2015 天津）底面积为S0的圆柱形薄壁容器内装有密度为 0的液体，横截面积为 S1 的圆柱形木块由一段非弹性细线与容器底部相连，且部分浸入液体中，此时细线刚好伸直， 如图 19 所示，已知细线所能承受的最大拉力为T， 现往容器中再缓慢注入密度为 0的液体， 直到细线刚好被拉断为止，请解答下列问题： （ 1）画出细线刚好伸直时，木块在竖直方向上的受力示意图； （ 2）导出细线未拉断前，细线对木块拉力F 与注入液体质量m 之间的关系式； （ 3）求出细线刚好被拉断时与细线断后容器中液面恢复稳定时，容器底部所

44、受液体压强 的变化量。 【解答】 第 18 页 共 48 页 2015年中考物理试题分类汇编力学压轴题（二） 1、（ 2015 郴州）如图是一厕所自动冲水装置，圆柱体浮筒A 与阀门 C 通过杆 B 连接，浮筒A 的质量为1kg，高为0.22m，B 杆长为0.2m， 阀门 C 的上表面积为25 cm2 ，B 和 C 的质量、厚度、体积及摩擦均 忽略不计， 当 A 露出0.02m 时，C 恰好被 A 拉开，实现了自动冲水 （g 取 10N/kg）。求： （1）刚拉开阀门C 时， C 受到水的压强和压力； （2 ）此时浮筒A 受到的浮力； （3 ）浮筒 A 的密度。 【解析】（ 1）阀门 C 处水的

45、深度h=h浸+L=(0.22m-0.02m)+0.2m=0.4m 水对阀门 C 的压强pamkgNmkgghp 333 1044.0/10/10 水 水对阀门 C 的压力NmpapSF101025104 243 （2） C 恰好被 A 拉开，浮筒A 对阀门 C 的拉力NFF10 拉 浮筒 A 的重 NkgNkgmgGA10/101 此时浮筒受向上的浮力、向下的重力和向下的拉力， 浮筒 A 受到的浮力NNNFGF A 201010 拉浮 （3）浮筒 A 排开水的体积 33 33 102 /10/10 20 m kgNmkg N g F V 水 浮 排 浮筒 A 的底面积 22 33 101 2.

46、0 102 m m m h V SA 浸 排 浮筒 A 的体积 3322 102.222. 0101mmmhSV AAA 浮筒 A 的密度 33 33 /1045.0 102.2 1 mkg m kg V m A A A 2、（ 2015 株洲）一根金属棒AB 置于水平地面上，今通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B 缓慢拉起，如图甲所示。在此过程中，弹簧测力计对棒所做的功W 与 B 端离开地面的 高度 x 的关系如图乙所示。请根据图象解答下列问题。 （1）该金属棒的长度l = m。 乙 /JW /mx 0 3.6 1.2 5.6 1.6 甲 第 19 页 共 48 页 （2）在 B 端拉起的过程中

47、，当x1=0.6m 时，测力计的示数为 F1= N；当 x2=1.6m 时，测力计的示数为F2= N。 （3）求金属棒的重心到A 端的距离d。 【解析】本题的难点是看懂图像，从图像中获取有用信息。 （1）由图乙可知，两段图线均为倾斜直线，说明做功与移动的竖直距离成正比；而第2段 图线更陡一些，说明拉力更大，原因是此时金属棒已经离开地面，拉力等于金属棒的重了。 由此可知， B 端离开地面的高度为1.2m 时，金属棒即将离开地面，所以金属棒长1.2 米； （2）图乙中x 为 01.2m 过程中，金属棒被提起的高度h1=1.2m， 对金属棒所做的功W1=3.6J， W1=F1h1，拉力F1= =3N

48、； 图乙中 x 为 1.2m1.6m 过程中，金属棒被提起的高度h2=1.6m -1.2m=0.4m ， 对金属棒所做的功W2=5.6J -3.6J=2J W2=Gh2，金属棒的重G= m J h W 4.0 2 2 2 =5N，则 F2=G=5N ； （3）金属棒未提离地面时，根据相似三角形知识可知，力臂之比 d l l l棒 2 1 根据杠杆平衡条件有F1l1=Gl2，即F1l 棒=Gd； 则重心到 A 端的距离d= G lF 棒1 =0.72m 答： （1）1.2； （2）3；5； （3）金属棒的重心到A 端的距离d为 0.72m 3、（ 2015 襄阳）如图所示，用滑轮组匀速提起1200N 的重物，拉力做功的功率为1500W， 绳子的自由端向下拉的速度为3m/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