行走装置类物理力学压轴大题库.doc
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1、行走装置类北京中考物理大题38如图是某科研小组设计的高空作业装置示意图,该装置固定于六层楼的顶部,从地面到楼顶高为18m,该装置由悬挂机构和提升装置两部分组成。悬挂机构由支架AD和杠杆BC构成,CO:OB=2:3。配重E通过绳子竖直拉着杠杆B端,其质量为mE,底面积S=200cm2。安装在杠杆C端的提升装置由定滑轮M、动滑轮K、吊篮及与之固定在一起的电动机Q构成。电动机Q和吊篮的总质量m0=10kg,定滑轮M和动滑轮K的质量均为mK且mE=10mK。可利用遥控电动机拉动绳子H端,通过滑轮组使吊篮升降,电动机Q提供的功率恒为P。当提升装置空载悬空静止时,配重E对楼顶的压强p0=4104Pa,此时
2、杠杆C端受到向下的拉力为FC。科研人员将质量为m1的物体装入吊篮,启动电动机,当吊篮平台匀速上升时,绳子H端的拉力为F1,配重E对楼顶的压强为p1,滑轮组提升物体m1的机械效率为。物体被运送到楼顶卸下后,科研人员又将质量为m2的物体装到吊篮里运回地面。吊篮匀速下降时,绳子H端的拉力为F2,配重E对楼顶的压强为p2,吊篮经过30s从楼顶到达地面。已知p1:p2=1:2,F1:F2=11:8,不计杠杆重、绳重及摩擦,g取10N/kg。求:图22动滑轮KBE定滑轮MCODHQ楼顶A(1)拉力FC;(2)机械效率;(3)功率P。请画出各状态受力分析图2012怀柔二模40图23是某港口卸载货物的简易装置
3、示意图。该装置由悬挂机构、提升装置和行走装置三部分组成。悬挂机构由固定杆OF和杠杆BD构成,O为杠杆DB的支点。配重E通过绳子竖直拉着杠杆D端,行走装置K安装在杠杆DB上,电动机Q可以使其沿BO水平滑动,行走装置和提升电动机及定滑轮的总质量mK是动滑轮质量的2.5倍。当行走装置处于杠杆DB上M点的位置时,提升电动机拉动绳子,通过滑轮组竖直打捞落入水中的货物A。A完全在水中匀速上升的过程中,提升电动机绳子的拉力为F1,滑轮组的机械效率为1=87.5%,OD:OM=1:2,地板对配重E的支持力为N1;A全部露出水面匀速竖直上升的过程中,提升电动机绳子的拉力为F2,滑轮组的机械效率为2,当A静止后,
4、电动机Q启动,水平向左拉动行走装置至点C(图中未标出),使物体静止在海岸上方,以方便卸载货物,此时OD:OC=5:2,地板对配重E的支持力为N2。滑轮组提升A的过程中,行走装置受到的水平拉力始终为零,杠杆DB在水平位置平衡。已知提升电动机输出功率恒定,A在水中与出水后匀速运动速度v1:v2=5:4,A的体积是配重E的体积的2倍,配重E的金属密度是物体A的密度的6倍,细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦、水对物体的阻力均忽略不计,g取10N/kg。求:(1)打捞前后提升电动机绳子的拉力F1与F2的比值;(2)货物A打捞出水后的机械效率2;(3)货物A出水前后地板对配重E的支持力N1与N2的比值。图2
5、32011海淀一模38图22是某科研小组设计的高空作业装置示意图,该装置固定于六层楼的顶部,从地两到楼顶离为l8m,该装置由悬挂机构和提升装置两部分组成。悬挂机构由支架AD和杠杆BC构成,C0:OB=2:3。配重E通过绳子竖直拉着杠杆B端,其质量mE=100kg,底面积S=200cm2。安装在杠杆C端的提升装援由定滑轮M、动滑轮K、吊篮及与之固定在一起的电动机Q构成。电动机Q和吊篮的总质量m0。=10kg,定滑轮M和动滑轮K的质量均为mk。可利用遥控电动机拉动绳子H端,通过滑轮组使吊篮升降,电动机Q提供的功率恒为P。当提升装置空载悬空静止时,配重E对楼顶的压强p0=4104Pa,此时杠杆C端受
6、到向下的拉力为FC科研人员将质量为m1的物体装入吊篮,启动电动机,当吊篮匀速上升时,绳子H端的拉力为F1,配重E对楼顶的压强为P1,滑轮组提升物体m1的机械效率为。物体被运送到楼顶卸下后,科研人员又将质量为m2的物体装到吊篮里运回地面。吊篮匀速下降时,绳子H端的拉力为F2,配重E对楼顶的压强为P2,吊篮经过30s从楼顶到达地面。已知P1:P2=1:2,F1:F2=1 1:8,不计杠杆重、绳重及摩擦,g取10Nkg。求:(1)拉力FC;(2)机械效率;(3)功率P。电动机QBECODAA定滑轮K动滑轮MH图2438图22是某科研小组设计的打捞水中物体的装置示意图。该装置由悬挂机构和提升装置两部分
7、组成。悬挂机构由支架AD和杠杆BC构成,CO:OB=3:1。配重E通过绳子竖直拉着杠杆B端,其质量mE=250kg,底面积S=200cm2。安装在杠杆C端的提升装置由动滑轮M、定滑轮K及与电动机Q构成。提升装置质量m0=25kg,定滑轮K和动滑轮M的质量均为mK。可利用遥控电动机拉动绳子,通过滑轮组提升物体A,电动机Q提供的功率恒为P。物体A完全在水中匀速上升的过程中,滑轮组的机械效率为1,绳子H端的拉力为F1,地面对配重E的支持力为N1,配重E对地面的压强为p1,;物体A恰好有一半露出水面时,地面对配重E的支持力为N2;配重E对地面的压强为p2,物体A匀速上升的速度v2=0.3m/s。物体A
8、全部露出水面匀速竖直上升的过程中,绳子H端的拉力为F3,配重E对地面的压强为p3,滑轮组的机械效率为3。已知物体A的质量mA为50kg,体积V为20dm3,绳子H端的拉力F1与F2之比为45。细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦、水对物体的阻力均忽略不计,g取10N/kg。求:(1) 物体A完全在水中时受到的浮力;(200N)(2) 物体A完全在水中匀速上升的过程中,配重E对地面的压强p1;(4.25104Pa)(3) 动滑轮M的质量mK;(10kg)(4) 配重E对地面的压强p2:p3;(11:5)(5) 滑轮组的机械效率1:3;(9:10)(6) 电动机Q提供的功率P。(150W)39图23甲
9、是某科研小组设计的用水桶汲水装置的示意图。该装置由悬挂机构和提升装置两部分组成。悬挂机构由固定杆OD和杠杆BC构成,CO:OB=4:1。配重E通过绳子竖直拉着杠杆B端,其质量mE=240kg。安装在杠杆C端的提升装置由支架、动滑轮M、定滑轮K及与电动机Q构成。其中支架和电动机Q的总质量mQ=12kg,定滑轮K和动滑轮M的质量均为mK。可利用遥控电动机拉动绳子,通过滑轮组提升或下放水桶A。在t=0时刻水桶A浸没在水中开始匀速竖直上升,水桶出水面的过程中,水桶A减速竖直上升,水桶A完全出水面后,水桶再次匀速竖直上升。水桶A从0时刻开始上升10s水桶A完全出水面,其速度随时间的变化图像如图23乙所示
10、。在这段时间内电动机Q牵引绳子H端的拉力F随时间变化的图像如图23丙所示。水桶A在水中匀速上升的过程中,电动机Q牵引绳子的功率为P1,绳子H端的拉力为F1,水桶上升速度大小为v1,地面对配重E的支持力为N1,滑轮组的机械效率为1;水桶A装满水且全部露出水面后匀速竖直上升的过程中,绳子H端的拉力为F2,水桶上升速度大小为v2,地面对配重E的支持力为N2,滑轮组的机械效率为2=95%。已知N1:N2=6:1。细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦、水对水桶的阻力均忽略不计,物体上升过程中杠杆始终保持水平平衡,g取10N/kg。求:丙v/ms-10.10.20t/s0.3乙50F/N1001502000t
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