中考物理力学综合计算题含答案.pdf
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1、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
2、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
3、转动直至栏杆B 端又搁置在 支架 D 上。已知 AP=OP=1m,PE= 2 3 m, O 点到栏杆下边缘的距离OE=0.5m, p1p2=2 1, 栏杆与配重的总重G杆=2403N。 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 24 3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0.01m 3 的重 物A时(重物始终未出水面),他对地面的压强为8.75 10 3 Pa 。 已知小文与地面的接触面积为400 2 cm。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
4、所受重力之比GAGB=5 12,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 22 B A 支架 C 支架 D P E 4 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G8 10 4N, 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p12 10
5、 7Pa,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 p32.5 107Pa。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
6、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。 A B D C E F 图 22 图 25 6. 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A
7、B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 -4 m 3,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4cm 2, 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
8、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=2.510 3 kg/m 3,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
9、出水面以后,人拉绳子的功率。 图 18 图 23 9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)
10、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
11、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 D A B O M 第 38 题图 F A 图 20 图 24 械效率是多少?(7 分) 13
12、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. 25 105 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 10
13、0kg,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 2 P。(7 分) A 15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1.510 2m2。轻杆 AB 可以绕 O 点转动,且 O
14、AOB21。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P 210 3Pa。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=210 4Pa;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=2.375 10 4Pa;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=5.75 10 4Pa。假设这个人 用的力和绳端B
15、 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 27 图 18 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 11 F 人 GN 绳对人的拉力
16、与人对绳的拉力相等, 11 FF 4 1 1 动 GG F 1分 第二次提升货物时,以人为研究对象 22 F 人 GN 绳对人的拉力与人对绳的拉力相等, 22 FF 4 2 2 动 GG F1 分 3 2 N N 2 1 把数据分别带入以上5 个式子,解得:300 动 GN 1 分 F1=400N 1 分 F2=300N (2)第一次运送货物时滑轮组的机械效率: 81.25% 4J400 1300J 4hF hG W 1 1 1 总 有 W 1 分 (3)第二次货物上升速度为0.1m/s,人匀速拉绳的速度为 smsmv/4.0/1.04 2 1分 WsmNvFP120/4.0300 222 2
17、. N1 G 人 F1 N2 G 人 F2 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 = FDPB FD = G1杆PE/PB =2403N(3/2)m/5m = 72N G 杆PE = F1AP F1 = G1杆PE/PA =240 3N(3/2)m/1m = 360N (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 ,)/S P1P2=21 即: G人/S( G人F1 ,)/S =21
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