中考物理力学综合计算题含答案(DOC).pdf

1中考物理力学综合计算题中考物理力学综合计算题1.如图 24 所示,质量为 60kg 的工人在水平地面上,用滑轮组把货物运到高处。第一次运送货物时,货物质量为 130kg,工人用力 F1匀速拉绳,地面对工人的支持力为 N1,滑轮组的机械效率为 1;第二次运送货物时,货物质量为 90 kg,工人用力 F2匀速拉绳的功率为 P2,货箱以 0.1m/s 的速度匀速上升,地面对人的支持力为 N2,N1与 N2之比为 2:3。(不计绳重及滑轮摩擦,g 取 10N/kg)求:(1)动滑轮重和力 F1的大小;(2)机械效率 1;(3)功率 P2。2.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。栏杆全长 AB=6m，在栏杆的左端安装配重，使栏杆和配重总体的重心位于 O 点。栏杆的 P 点安装转轴，转轴与支架 C 连结，使栏杆能绕 P 在竖直平面无摩擦转动，支架 C 用两块木板做成，中间空隙可以容纳栏杆。栏杆的 B 端搁置在支架 D 上，当支架 D 上受到压力为 FD时，栏杆恰好在水平位置平衡。当体重为 G人的管理人员双脚站在水平地面时，他对地面的压强是 p1；当他用力 F1竖直向下压 A 端，使栏杆的 B 端刚好离开支架，此时人双脚对地面的压强是 p2。管理人员继续用力可使栏杆逆时针转动至竖直位置，并靠在支架 C 上。火车要通过时，他要在 A 端用力 F2使栏杆由竖直位置开始离开支架 C，使栏杆能顺时针转动直至栏杆 B 端又搁置在支架 D 上。已知 AP=OP=1m，PE=m，O 点到栏杆下边缘的距离23OE=0.5m，p1p2=21，栏杆与配重的总重 G杆=240N。3求：（1）FD（2）G人（3）F2的最小值，此时 F2的方向。（计算和结果可带根号）（6 分）图 2423小文的体重为 600 N，当他使用如图 24 所示的滑轮组匀速提升水中的体积为 0.01m3的重物A时（重物始终未出水面），他对地面的压强为 8.75103 Pa。已知小文与地面的接触面积为 4002cm。当他用此滑轮组在空气中匀速提升重物B时，滑轮组的机械效率是 80%。已知重物A重物B所受重力之比GAGB=512，若不计绳重和摩擦，g=10N/kg。求：（1）提升重物A时小文对地面的压力。（2）物体A的密度。（3）在水中提升重物A时滑轮组的机械效率。（4）重物A完全出水面后，以 0.2m/s 的速度匀速上升，小文拉绳的功率P。图 24 O图 22BA支架 C支架 DPE34图 22 是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。起重机总重 G8104N，A 是动滑轮，B 是定滑轮，C 是卷扬机，D 是油缸，E 是柱塞。通过卷扬机转动使钢丝绳带动 A 上升，打捞体积 V0.5m3、重为 G物的重物。若在打捞前起重机对地面的压强p12107Pa，当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强为 p2，重物完全出水后匀速上升时起重机对地面的压强 p32.5107Pa。假设起重时 E 沿竖直方向，重物出水前、后 E 对吊臂的支撑力分别为 N1和 N2，重物出水前滑轮组的机械效率为 80%，重物出水后卷扬机牵引力的功率为 11875W，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）重物在水中匀速上升时起重机对地面的压强 p2；（2）支撑力 N1和 N2之比；（3）重物出水后匀速上升的速度。5如图 25 所示，某工地用固定在水平地面上的卷扬机（其内部有电动机提供动力）通过滑轮组匀速提升货物，已知卷扬机的总质量为 120kg，工作时拉动绳子的功率恒为400W。第一次提升质量为 320kg 的货物时，卷扬机对绳子的拉力为 F1，对地面的压力为N1；第二次提升质量为 240kg 的货物时，卷扬机对绳子的拉力为 F2，对地面的压力为 N2。已知 N1与 N2之比为 5：7，取 g=10N/kg，绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计。求：（1）卷扬机对绳子的拉力 F1的大小；（2）第一次提升货物过程中滑轮组的机械效率；（3）前后两次提升货物过程中货物竖直向上运动的速度之比。ABDCEF图 22图2546.小林设计了一个由蓄水罐供水的自动饮水槽，如图 18 所示，带有浮球的直杆 AB 能绕 O点转动。C 为质量与厚度不计的橡胶片，AC 之间为质量与粗细不计的直杆，当进水口停止进水时，AC 与 AB 垂直，杆 AB 成水平静止状态，浮球 B 恰没于水中。浮球 B 的体积为 110-4m3，此时橡胶片恰好堵住进水口，橡胶片 C 距槽中水面的距离为。m1.0进水管的横截面积为 4cm2，B 点为浮球的球心，OB=6AO。不计杆及浮球的自重（g 取10N/kg）。求：（1）平衡时细杆对橡胶片C的压力大小；（2）蓄水罐中水位跟橡胶片处水位差应恒为多少米？7如图 23 所示，质量为 70kg 的工人站在岸边通过一滑轮组打捞一块沉没在水池底部的石材，该滑轮组中动滑轮质量为 5kg。当工人用 120N 的力拉滑轮组的绳端时，石材仍沉在水底不动。工人继续增大拉力将石材拉起，在整个提升过程中，石材始终以 0.2m/s 的速度匀速上升。在石材还没有露出水面之前滑轮组的机械效率为 1，当石材完全露出水面之后滑轮组的机械效率为 2。在石材脱离水池底部至完全露出水面的过程中，地面对人的支持力的最大值与最小值之比为 29：21。绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计，石材的密度石=2.5103kg/m3，取g=10N/kg，求：（1）与打捞前相比，当人用 120N 的力拉绳端时，水池底部对石材的支持力变化了多少；（2）1与 2的比值；（3）当石材完全露出水面以后，人拉绳子的功率。图 18图 2359如图 21 所示，某工地用固定在水平工作台上的卷扬机（其内部有电动机提供动力）通过滑轮组匀速提升货物，已知卷扬机的总质量为 120kg，工作时拉动绳子的功率恒为400W。第一次提升质量为 320kg 的货物时，卷扬机对绳子的拉力为 F1，对工作台的压力为 N1；第二次提升质量为 240kg 的货物时，卷扬机对绳子的拉力为 F2，对工作台的压力为N2。已知 N1与 N2之比为 25：23，取 g=10N/kg，绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计。（6 分）求：（1）卷扬机对绳子的拉力 F1的大小；（2）第一次提升货物过程中滑轮组的机械效率；（3）前后两次提升货物过程中货物竖直向上运动的速度之比。10如图所示，AB 是一杠杆，可绕支点 O 在竖直平面内转动，AO：OB=2：3，OD：DB=1：1，滑轮重为 100N。当在 B 点施加大小为 F 的竖直向下的拉力时，杠杆在水平位置平衡，边长为 0.2m 的正方体 M 对水平地面的压强为7500pa；当在 D 点施加大小为 F 的竖直向下的拉力时，杠杆在水平位置平衡，正方体M 对水平地面的压强为 15000pa。（不计杠杆重、绳重和摩擦，图中各段绳子所受拉力均沿竖直方向）求：（1）正方体 M 的受到的重力；（2）拉力 F 的大小12 体重为 510N 的人，站在水平地面上对地面的压强为 p1,.如图 20 所示，用滑轮组拉物体 A 沿水平方向做匀速运动，此时人对地面的压强为 p2,压强变化了 2750pa。已知人一只脚的面积是 200cm2，滑轮组的机械效率为 80%。（不DABOM第 38 题图FA图 206图 24计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体 A 相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，）。求：（1）绳对人的拉力；（2）物体 A 与地面的摩擦力；（3）若在物体 A 上再放一个物体 B,滑动摩擦力增大了 30N,此时该装置的机械效率是多少？（7分）13图24是某水上打捞船起吊装置结构示意简图。某次打捞作业中，该船将沉没于水下深处的一只密封货箱以0.1m/s的速度匀速打捞出水面，已知该货箱体积为50 m3，质量是200t。(g取10N/kg，忽略钢缆绳重及其与滑轮间的摩擦,不考虑风浪、水流等因素的影响。)(1)货箱完全浸没在水中时受到的浮力是多少?(2)货箱完全出水后，又被匀速吊起1 m，已知此 时钢缆绳拉力F为6.25105 N，起吊装置的滑轮 组机械效率是多少?(3)货箱未露出水面时,钢缆绳拉力的功率为多少?14某桥梁施工队的工人用如图 18 所示的滑轮组匀速打捞沉在水中的工件 A。已知工件的质量为 100kg，工人的质量为 70kg。工件 A 打捞出水面之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A浸没在水中时所受的浮力；浮F（2）工件 A 完全打捞出水面后，滑轮组的机械效率；2（3）工件 A 完全打捞出水面后，以 0.2m/s 的速度被匀速提升，工人拉绳的功率。2P（7 分）A715在图 23 所示装置中，甲物重 G甲10N，乙物重 G乙是动滑轮重 G轮的 8 倍。物体乙跟地面的接触面积为 1.5102m2。轻杆 AB 可以绕 O 点转动，且 OAOB21。不计轴摩擦，装置如图所示处于平衡状态时，乙对水平地面的压强 P2103Pa。求：此时动滑轮对物体乙的拉力 F拉；若在物体甲下面再加挂物体丙，恰使物体乙对地面的压强为零。求：丙的物重 G丙。17.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 P0=2104Pa；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 P1=2.375104Pa；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 P2=5.75104Pa。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 F1、F2，已知 F2=1500N。（杠杆、绳重和机械间摩擦忽略不计，g 取 10N/kg）求：（1）F1与 F2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；（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？图 23图图 2727图 188中考物理力学综合计算题答案中考物理力学综合计算题答案1解：（1）第一次提升货物时，以人为研究对象 11F人GN 绳对人的拉力与人对绳的拉力相等，11FF 1 分411动GGF 第二次提升货物时，以人为研究对象 22F人GN 绳对人的拉力与人对绳的拉力相等，22FF 1 分422动GGF 32NN21 把数据分别带入以上 5 个式子，解得：N 1 分300动G F1=400N 1 分 F2=300N（2）第一次运送货物时滑轮组的机械效率：1 分81.25%4J4001300J4hFhGW111总有W（3）第二次货物上升速度为 0.1m/s，人匀速拉绳的速度为 1 分smsmv/4.0/1.042WsmNvFP120/4.0300222N1G人F1N2G人F292.解：（1）支架 D 受到的压力 FD与支架 D 对杆的支持力 FB是一对相互作用力，FD=FB根据杠杆平衡条件 F1l1=F2l2，得到：G杆PE=FDPBFD=G1 杆PE/PB=240N（/2）m/5m=72N33G杆PE=F1APF1=G1 杆PE/PA=240N（/2）m/1m=360N33（2）人站在水平地面对地面的压强 P1=G人/S，S 为人与地面的接触面积，用力 F1后，F1=F1，对地面的压强 P2=（G人F1，）/SP1P2=21即：G人/S（G人F1，）/S=212（G人360N）=G人 G人=720N（3）当栏杆在竖直位置时，栏杆重力的力臂为 OE，在 A 点沿水平方向向右，可以使力臂最长，最省力。根据杠杆平衡条件G杆OE=F2PAF2=G1 杆OE/PA=2403N0.5m/1m=120N3注：其他解法正确，可相应给分33解：(1)F支=F压=P人S人=8.75103 Pa40010-4 m2=350N(2)F拉=G人F支=600N-350N=250N F浮=水gVA=1103 kg/m310N/kg 0.0 1 m3=100N 10GA+G动=2F拉+F浮=2250N+100N=600NGA+G动=600N B 在空气中:B=80%hGGhGBB)(动GA：GB=5：12 由式可得GA=375N G动=225 N A=3A01.0/10375GmkgNNgVA=3.75103 kg/m3 (3)A 在水中A=55%hFhFGA2)(拉浮NNN2502100375（4）P=F拉 v拉=2 v物2动GGA=2 0.2m/s=120W 2225375NN 47 分）解：（1）（2）重物浸没在水中上升时，滑轮组的机械效率：G动=3750N设钢丝绳上的力在出水前后分别为 F1、F2，柱塞对吊臂支撑力的力臂为 L1，钢丝绳对吊臂拉力的力臂为 L2。根据杠杆平衡条件可知：N1L1=3F1L2；N2L1=3F2L2432717324433334472328 10 N4 10 m2 10 Pa2.5 10 Pa4 10 m8 10 N2 10 N10 kg/m10N/kg0.5m5000N8 10 N2 10 N5000N2.375 10 Pa4 10 mGSpGp SGFgVGGFpS 物浮水排浮物4400442 10 N0.5 10 N802 10 N0.5 10 NWGFhGFWGFGGFGhG浮浮有物物总浮动物浮动物动（）（1 分）（1 分）（1 分）（1 分）（1 分）11=F1=（G物F浮+G动）F2=（G物+G动）21NN21FF3131=21NN动物动浮物GGGFG20000N5000N3750N20000N3750N1915（3）出水后钢丝绳上的力：F2=(G物+G动)/3重物上升的速度 v物，钢丝绳的速度 v绳 v绳=3v物P=F2 v绳v绳=1.5m/s211875W1(20000N3750N)3PF5解：根据题意可得 111.5m/s0.5m/s33vv绳物（1 分）（1 分）F1N1G1F2N2G2121122112212121111(51(15571(511(580011(32010/85NGFNGFFGGFGGNNm gm gGm gm gGGNFm gGkgN kg机机动动动机动机动动分）分以上四式联立并代入）5可得：分7）将已知条件代入上式计算得：分1）=51112112211200)800132010/80%132010/8001(24010/800451132010/8005(5NNGkgN kgGGkgN kgNPGGvFFkgN kgNPvFkgN kgNGGF动动动分分）分）6.解：（1）以杠杆为研究对象，受力分析如图 5 所示。杠杆处于水平平衡状态，所以有：FA LAF浮LB FA LA水gVB6LA(1 分)FA 1.0103 kg/m310N/kg10-4m366N(1 分)因为橡胶片 C 受到的压力 FC与 FA 为相互作用力，大小相等。所以 FC=6N （2）以橡胶片 C 为研究对象，受力分析如图 6 所示。其中，水槽中水对橡胶片 C 的压力为 F1；蓄水罐中水对物体 C 的压力为 F2橡胶片 C 处于静止状态，所以有：F2FAF1 （1 分）F1p1Sc水gh1Sc1.0103 kg/m310N/kg0.1m410-4 m20.4N （1 分）F2p2Sc水gh2Sc1.0103 kg/m310N/kgh水410-4 m2 因为 F A与 F A大小相等，所以有：1.0103 kg/m310N/kgh水410-4 m26N+0.4N （1 分）解得 h水1.6m（1 分）（其他答案正确均可得分）OF浮FACF2F1FA图 5图 6137 解：（1）池底部对石材的支持力的变化等于滑轮组下端绳子拉石材的拉力变化：F=T=3F-G动=3120N-50N=310。（2）石材浸没在水中时，人拉绳端的力，31浮动石拉FGGF其中石材所受浮力 F浮=水g排=G石水/石。石材在空气中时，人拉绳端的力 。32动石拉GGF设石材浸没在水中被拉起时地面对人的最大支持力为 N1，石材在空气中时地面对人的最小支持力为 N2，所以对于石材浸没在水中和在空气中分别有G人=N1+F拉 1，G人=N2+F拉 2，因为 F 拉 1与 F 拉 1大小相等，F拉 2 与 F拉 2大小相等，又因 N1：N2=29：21，代入数据解得 G石1000，F浮400。石材浸没在水中时滑轮组的机械效率 1=，浮动石浮石FGGFG石材完全露出水面之后滑轮组的机械效率 2=，动石石GGG所以21浮动石浮石FGGFG石动石GGG=。N400N50N1000N400N1000N1000N50N10006563（3）人拉绳的功率P=F拉 2nv=（G物+G动）v物=（1000N+50）0.2m/s=210W。说明：其他解法正确的同样得分。9解：（1）由题意可知，卷扬机重为 m机g，被提升货物重为 mg。设动滑轮重为 G动，对卷扬机进行受力分析可知：F支=m机g+F拉，压力 N=F支。（画图也可）-1 分111214对滑轮组进行受力分析，因绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计，所以有：F，拉=（mg+G51动）。由题意可得：-1 分2325(51(512121gmGgmgmGgmNN机动机动）解得动滑轮重 G动=800N F1=（m1g+G动）51=。-1 分800N)800N10N/kgkg320(51（2）第一次提升货物过程中滑轮组的机械效率：-1 分（3）由第（1）问可得 F2=（m2g+G动）=640N -1 分51因 P=Fv，且卷扬机拉动绳子的功率恒为 400W，所以前后两次提升货物过程中，tFstW货物竖直向上运动的速度之比为 =-1 分21vv12FF5410解：当 F 作用 B 点时，A 点受拉力为 F1。正方体 M 受拉力为 f1，受重力为 G，受支持力为 N1 F12k=F3k 1 分F1=1.5F f1=3F-100N 1 分001180500N810N/kgkg3205hFghmWW总有BAF1FOF1F1G轮f1GMf1N115 N 1=P1S=7500 pa0.04m2=300N 1 分 N 1=G-（3F-100N）200N=G-3F 1 分 当 F 作用 D 点时，A 电受拉力为 F2，正方体 M 受拉力为 f2。受重力为 G，受支持力为 N2F22k=F1.5kF2=0.75Ff2+100N=1.5FN2=P2S=15000pa0.04m2=600N600N+f2=G500N=G-1.5F 1 分由两式得F=200N 1 分G=800N 1 分12解：解：（1）FFPS27505 Pa4102m2110 2 分N（2）F2ff80%2110176 1 分F2NN（3）Ff21动G f2110N17644 1 分动GF2NN 176+30206 1 分fNNN82.4%2 分ff动GNNN2064420613BAF2FOF2F2G轮f2GMf2N2D16 解：（1）F浮=液V排g=1.0103 kg/m350m310N/kg =5105N（2）露出水面后:%801025.64/101020053NkgNkgnFgmnFGWW拉物拉物总有（3）露出水面后:由 F=,可得:4动物GG G动=4FG物=46.25105 N2106 N=5105 N露出水面前:NNNNFGGF55510541051051024浮动物v钢缆=n v物=40.1 m/s=0.4 m/s P=Fv钢缆=5105N0.4 m/s=2105W 14（1）以人为研究对象，其受力情况如图甲、乙所示。（1 分），；11NFG人11FGN人，；22NFG人22FGN人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。-（1 分）215212121FGFGNNNN人人又-%602111FFGSFhFGWW浮物浮物总有）（-21浮动物FGGF-（1 分）22动物GGF将、式代入、式，并且将和NkgNkggmG700/1070人人代入后可解得（1 分）NkgNkggmG1000/10100物物NG320动39 题答图 17由式得：%6032010001000浮浮浮动物浮物FNNFNFGGFG解得，则（1 分）NF520浮NFNF66040021，（2）（1 分）%7632010001000222NNNGGGFGWW动物物物总有（3）（1 分）WsmNvFvFP264/2.0132022222物15杠杆平衡：G甲OAFBOB FBG甲10N20N1 分OBOA12 对动滑轮进行受力分析如图甲3FBF拉G轮1 分G轮3FBF拉对物体乙进行受力分析如图乙G乙F拉F支1 分乙乙GG乙乙乙FFFFB38124FB8F拉F拉F支F拉(24FBF支)(24FBpS)9191(2420N2103Pa1.5102m2)50N1 分91G轮3FBF拉320N50N10NG乙8G轮810N80N物体乙对地面的压强为零时，即地面对物体乙的支持力 F支为零 此时物体乙受力 F拉G乙80N 1 分动滑轮受力 3FBF拉G轮FB(F拉G轮)(80N10N)30N3131杠杆平衡：FAOAFBOB对杠杆 A 端进行受力分析如图丙FAG甲G丙18GF浮浮F压压G丙FBG甲30N10N5N 1 分OAOB2117(1)水桶内水位最高时，不考虑浮体和阀门受到的重力，浮体及 阀门在浮力和水的压力作用下平衡 F压压=F浮浮 水水ghS=水水gV浮体浮体 hS=V浮体浮体 h110-4m2=4510-6m3 h=0.45m（2 分）(2)当浮体的体积最小且能够控制水位时，浮体和阀门在重力、浮力和水的压力作用下平衡 G+F压压 1=F浮浮 1 G+水水gh1S=水水gV最小最小 0.1N+1103kg/m310N/kg0.4m110-4m2 =1103kg/m310N/kg V最小最小 V最小最小=510-5m3（4 分）