1、10-2m2300NN2p2S =410-2 m2200 N解得:FA1900N;FA21000N (1分) (2)以人为研究对象,受力分析如图8甲、乙所示。人始终处于静止状态,所以有:G人F1 T 1 G人F2 T 2因为T 1与T 1大小相等,F1 与F1大小相等, T2 与T2大小相等,F2 与F2大小相等。所以有:F1 G人T 1 F2 G人T2 (1分) 已知F1F2 2019得: = 对杠杆进行受力分析如图9甲、乙所示:根据杠杆平衡条件: (FA1G)OET1OH (FA2G)OET2OH (1分)已知OEOH25,FA1900N,FA21000N T2 -T1=20 N FA2G
2、5T2 已知G人600 N,由解得:T2220N (1分)(3)将T2220N代入得:G100N (1【2009年单选】12甲溢水杯盛满密度为1的液体,乙溢水杯盛满密度为2的液体。将密度为的小球A轻轻放入甲溢水杯,小球A浸没在液体中,甲溢水杯溢出液体的质量是32g。将小球B轻轻放入乙溢水杯,小球B漂浮,有体积露出液面,乙溢水杯溢出液体的质量是40g。已知小球A与小球B完全相同,大于1。则下列选项中正确的是A小球A的质量为32gB小球B的质量为8gC1与2之比为2:3D1与2之比为24:25图8【2009年填空】23图8是小明用滑轮组提升水中物体A的示意图。当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中
3、,物体A所受浮力为80N,小明对绳子竖直向下的拉力为F1,水平地面对小明的支持力为N1。当物体A有的体积露出水面且静止时,小明对绳子竖直向下的拉力为F2,水平地面对小明的支持力为N2。已知动滑轮所受重力为120N,小明所受重力为600N,N1:N2=13:12。不计绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力,则物体A所受重力为 640 N。【2009年计算】40图23是小刚设计的一个通过简单机械自动拉开开关的装置示意图,该装置主要由滑轮组、配重C、D以及杠杆AB组成,配重C通过细绳与动滑轮相连,配重C、D分别通过支架固连在杠杆AB两端。杠杆的B端放在水平台面上,杠杆可以绕支点O在竖直平面内逆时针转动,开
4、关被拉开前,杠杆在水平位置平衡。已知动滑轮P的质量mP为0.2kg,OA:OB=3:1,配重D的质量mD为1.5kg,作用在D上的竖直向下的压力F为75N,刚好拉开开关所需的拉力T为6N。杠杆、支架和细绳的质量均忽略不计,滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计,g取10N/kg。配重C的质量mc等于多少千克,开关刚好能被拉开?【2009】40解:若开关刚好能被拉开,则拉力T等于6N,配重C的质量等于mC,此时,杠杆在水平位置平衡,杠杆的B端受水平台面的支持力为零。分别以杠杆AB及配重D、动滑轮、配重C为研究对象,受力分析,如图4甲、乙、丙所示。 (1分)以杠杆AB及配重D为研究对象时,受力
5、分析如图4甲所示,杠杆A端受到向下的压力为F1,杠杆B端受到向下的压力为F和重力GD,根据杠杆平衡条件有:F1OA(GD +F)OB (1分)GD= mDg =1.5kg10N/kg=15N将GD =15N,OAOB31,F =75N代入式 解得:F1 =30N (1分)以动滑轮为研究对象时,受力分析如图4乙所示,动滑轮受到向上的拉力为2T ,受到向下的拉力为T 1,受到向下的重力GP。因为动滑轮受力平衡,所以有:T 12T GP (1分)GP= mPg =0.2kg10N/kg=2NT =T =6N将T =6N,GP=2N代入式解得:T 1=10N (1分)以配重C为研究对象时,受力分析如图
6、4丙所示,配重C受到向下的重力为GC,受到向上的支持力为F1,受到向上的拉力为T1 。因为配重C受力平衡,所以有:GCT1 +F1 (1分)T1T1=10N,F1 = F1 =30N 将T1 =10N,F1 =30N代入式解得:GC40N mC=4 kg (1分)(其他解法正确的,均可相应得分)【2010年】12如图8所示,将甲、乙两个容器放在水平桌面上,甲、乙两容器的底面积分别为S甲和S乙。甲容器中盛有密度为1的液体,乙容器中盛有密度为2的液体。现将体积相等的A、B两个物体分别放入甲、乙两容器后,物体A悬浮,物体B漂浮且有一半体积露出液面,此时两容器中液面相平。液体对甲容器底部的压强为p1、
7、压力为F1,液体对乙容器底部的压强为p2、压力为F2。已知物体A与物体B的密度之比为2:3,S乙等于4S甲。则下列判断正确的是Apl=p2,F1F2Bp1p2,F1=4F2【2010年填空】23如图10甲所示,底面积为80cm2的圆筒形容器内装有适量的液体,放在水平桌面上;底面积为60cm2的圆柱形物体A悬挂在细绳的下端静止时,细绳对物体A的拉力为F1。将物体A浸没在圆筒形容器内的液体中,静止时,容器内的液面升高了7.5cm,如图10乙所示,此时细绳对物体A的拉力为F2,物体A上表面到液面的距离为h1。然后,将物体A竖直向上移动h2,物体A静止时,细绳对物体A的拉力为F3。已知F1与F2之差为
8、7.2N,F2与F3之比为 5:8,h1为3cm,h2为为5cm。不计绳重,g取l0N/kg。则物体A的密度是 2.8103 kg/m3。【2010年计算】38(2010北京)图21甲是海洋中学科技小组设计的打捞水中物体的装置示意图。DB是以O点为转轴的水平杠杆,OD的长度为1.6m。水平甲板上的配重E通过细绳竖直拉着杠杆D端,配重E的质量mE为225kg。安装在杠杆DB上的行走装置由支架、动滑轮X、提升电动机、定滑轮K构成,行走装置的质量m为25kg。电动机Q可以通过定滑轮S和动滑轮X拉动行走装置沿BO水平滑动。固定在提升电动机下的定滑轮K和动滑轮M组成滑轮组Y,当行走装置处于杠杆DB上C点
9、的位置时,提升电动机拉动绳子H端,通过滑轮组Y竖直提升水中的物体A。物体A完全在水中匀速上升的过程中,滑轮组Y的机械效率为1,甲板对配重E的支持力为N1;物体A全部露出水面匀速竖直上升的过程中,滑轮组Y的机械效率为2,甲板对配重E的支持力为N2。滑轮组Y提升物体A的过程中,行走装置受到的水平拉力始终为零,杠杆DB在水平位置保持平衡。已知物体A的质量mA为50kg,体积V为20dm3,N1与N2之比为3:2, 1与2之比为9:10 物体A被打捞出水面后,停留在一定高度,电动机Q开始拉动行走装置。在行走装置以0.05m/s的速度水平匀速移动的过程中,拉力T所做的功随时间变化的图像如图21乙所示,行
10、走装置受到的水平拉力为F。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。(1)OC的长度;(2)拉力F。分析:(1)因为DOC是一个杠杆,已知DO的长度,所以要求解OC的长度时,可以结合杠杆的平衡条件F1L1=F2L2进行求解,因此需要求出D点和C点的动力和阻力;对配重E的受力分析可以求解动力FD1=FD1,对以行走装置、动滑轮M和物体A为研究对象,受力分析可以求解阻力FC1=FC1,具体如下:首先对物体A进行受力分析,物体A受到竖直向下的重力和竖直向上的水的浮力及绳子的拉力,在三个力的作用下处于平衡状态,即合外力为零,可以求出绳子拉力的大小;然后结合滑轮组的机
11、械效率公式=进行推理求解计算出动滑轮的重力;结合杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可以求解出OC的长度;(2)由表格可知做功W和做功时间t,结合功率公式可以求出功率的大小;再结合机械功率P=Fv求解拉力的大小解答:解:(1)物体A在水中匀速上升h1的过程中,F1=mAgF浮F浮=水Vg=200NF1=300N此时,滑轮组的机械效率物体A离开水面后匀速上升h2的过程中,滑轮组机械效率根据1:2=9:10,解得:G动=100N物体A在水中匀速上升过程中,以行走装置、动滑轮M和物体A为研究对象,受力分析图如图a所示,配重E的受力分析图如图b所示,杠杆上C点、D点受力分析图如图c所示FC1=GF浮G=m
12、g+G动+mAgN1=mEgFD1FD1OD=FC1OCFC1=FC1,FD1=FD1物体A离开水面后匀速上升的过程中,以行走装置、动滑轮M和物体A为研究对象,受力分析图如图d所示,配重E的受力分析图如图e所示,杠杆C点、D点受力分析图如图f所示FC2=GN2=mEgFD2 D2OD=FC2OCFC2=FC2,FD2=FD2N1:N2=3:2OC=1.8OD=2.88m;答:OC的长度为2.88m;(2)行走装置以v=0.05m/s的速度水平匀速移动的过程中,由图象可得拉力T的功率P=5WP=T2v,解得:T=50NF=2T=100N;拉力F为100N点评:此类问题是一道复杂的综合题目,要会正
13、确的对物体进行受力分析,结合平衡状态求解出各力的大小,进而利用杠杆的平衡条件和机械效率计算公式进行分析求解【2011年】12甲、乙两个圆柱形容器盛有相同深度的液体,放置于水平桌面上,如图7所示。甲、乙两容器的底面积分别为S1和S2,且2S1=3S2。甲容器中液体的密度为1,液体对容器底产生的压强为p1。乙容器中液体的密度为2,液体对容器底产生的压强为p2,且p2=2p1。将A球浸在甲容器的液体中,B球浸在乙容器的液体中,两容器中均无液体溢出。液体静止后,甲、乙两容器底受到液体的压力相等,A、B两球所受浮力分别为F1和F2。则下列判断正确的是AF1F2,12 BF1 = F2,12 CF1F2,
14、12 DF1F2,12 答案:12.A解析:偏难题。属于液体压强与浮力的综合问题。密度大小关系不难判断,根据液体压强公式和题目条件即可。关于浮力的比较,可以利用结论:液体中加入某种固体,无论该固体是漂浮、悬浮还是沉底,液体对容器底部压力的增加量都等于该物体受到的浮力。加入固体前液体对容器底部的压力可比较大小,加入固体后液体对底部压力相等,不难得出答案。【2011年】23将高为10cm的圆柱体甲放在水平地面上,细绳的一端系于圆柱体甲上表面的中央,另一端竖直拉着杠杆的A端。当把质量为800g的圆柱体乙悬挂在杠杆的B端并处于圆柱形容器M中时,杠杆在水平位置平衡,如图所示,此时圆柱体甲对水平地面的压强
15、为3200Pa。把质量为900g的水注入容器M中,水未溢出,水静止后,水对容器M底面的压强为2500Pa,圆柱体甲对水平地面的压强为5000Pa。已知:AO:OB=2:3,容器M的底面积为60cm2,不计杠杆的质量,g取10N/kg,则圆柱体甲的密度为 kg/m3。 5.6103【2011年计算】39某科技小组设计的提升重物的装置如图甲所示。图中水平杆CD与竖直杆EH、DI组合成支架固定在水平地面上。小亮站在地面上通过滑轮组提升重物,滑轮组由动滑轮Q和安装在水平杆CD上的两个定滑轮组成。小亮以拉力F1匀速竖直提升物体A的过程中,物体A的速度为1,滑轮组的机械效率为A。小亮以拉力F2匀速竖直提升
16、物体B的过程中,物体B的速度为2,滑轮组的机械效率为B。拉力F1、F2做的功随时间变化的图像分别如图乙中、所示。1=32,物体A的体积为VA,物体B的体积为VB,且3VA=2VB,物体A的密度为A,物体B的密度为B,且8A=7B。(不计绳的质量,不计滑轮与轴的摩擦)机械效率B与A之差。【2009】39解:设物体A受的重力为GA,物体B受的重力为GB,动滑轮受的重力为G动。匀速提升物体A时,以物体A和动滑轮的整体为研究对象,受力分析如图4甲所示。匀速提升物体B时,以物体B和动滑轮的整体为研究对象,受力分析如图4乙所示。由图4甲、乙得:2F1=GA+ G动 2F2=GB+ G动 又因为 F1= F
17、1 F2= F2所以 (1) 由题中Wt图像可知:P1=90W P2=45W由 1=32 解得: (2) 由(1)、(2)解得: (3) 由GgV 3VA=2VB 8A=7B 解得: (4) 由(3)、(4)解得:G动=GA G动=GB A =70% B =80% BA=80%70%=10% 【2012】12水平桌面上放有甲、乙、丙、丁四个完全相同的圆柱形容器,容器内分别盛有等质量的液体。其中甲、乙、丁容器中的液体密度相同。若将小球A放在甲容器的液体中,小球A静止时漂浮,此时甲容器对桌面的压力为F1;若将小球A用一段不计质量的细线与乙容器底部相连,并使其浸没在该容器的液体中,小球A静止时乙容器
18、对桌面的压力为F2;若将小球A放在丙容器的液体中,小球A静止时悬浮,此时丙容器对桌面的压力为F3;若将小球A放在丁容器的液体中,用一根不计质量的细杆压住小球A,使其浸没,且不与容器底接触,小球A静止时丁容器对桌面的压力为F4。AF2F1=F3 F4 BF1=F2=F3F4 CF1=F3F2F 4 DF1= F2= F3=F4【2012】23如图6所示,圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,它们的底面积分别为200cm2和100cm2。容器甲中盛有0.2m高的水,容器乙中盛有0.3m高的酒精。若从两容器中分别抽出质量均为m的水和酒精后,剩余水对容器甲底部的压强为p水,剩余酒精对容器乙底部的压强为p酒精
19、。当质量m的范围为 时,才能满足p水p酒精。(酒精0.8103kg/m3)800gm2400g【2012】39图18是一种新型吊运设备的简化模型示意图,图中虚线框里是滑轮组(未画出),滑轮组绳子的自由端由电动机拉动。工人师傅用该吊运设备先后搬运水平地面上的圆柱形物体A和物体B。物体A的底面积为SA,密度为A,高度为hA;物体B的底面积为SB,密度为B,高度为hB。当物体A所受竖直向上的拉力T1为1500N时,物体A静止,地面对物体A的支持力为N1。挂在滑轮组挂钩上的物体A匀速竖直上升4m的过程中,电动机对滑轮组绳子自由端的拉力为F1,拉力F1做的功为W。当物体B所受竖直向上的拉力T2为1000
20、N时,物体B静止,地面对物体B的支持力为N2。挂在滑轮组挂钩上的物体B以速度v匀速竖直上升的过程中,电动机对滑轮组绳子自由端的拉力F2为625N,拉力F2做功的功率P为500W,滑轮组的机械效率为80%。N1=2N2,5SA=4SB,8A=7B,2hA=5hB。不计绳的质量,不计滑轮与轴的摩擦。(1)物体B匀速上升的速度v;(2)拉力F1做的功W。【2012】39解:(1)当物体A受拉力为T1时,以物体A为研究对象,受力分析如图3甲所示;当物体B受拉力为T2时,以物体B为研究对象,受力分析如图3乙所示。由图3甲、乙得: GA= T1 + N1 GB= T2 + N2 N1=2N2, 5SA=4
21、SB, 8A=7B, 2hA=5hBT1=1500N, T2=1000N因为 G=mg=Vg=gSh所以 GA=AgSAhA,GB=BgSBhB GA=3500N GB=2000N 设滑轮组的绳子段数为n,提升物体B时,机械效率 =F2=625N, =80%n =4 拉力F2做功的功率P= nvF2P=500Wv =0.2m/s (2)匀速提升物体A时,以物体A和动滑轮的整体为研究对象,受力分析如图4甲所示。由图4乙得:4F2= GB+G动G动=4625N2000N=500N 由图4甲得:4F1=GA+G动F1 =1000N 拉力F1做的功W = nF1hh=4mW= 41000N4m=1.6
22、104J 【2013年】14图7是利用滑轮组匀速提升水中圆柱体M的示意图,滑轮组固定在钢架上,滑轮组中的两个滑轮质量相等,绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为900N,连接圆柱体M与动滑轮挂钩的绳子能承受的最大拉力为3000N。圆柱体M高为3m,底面积为0.02m2,密度为4.5 *103 kg/ m3。在绳端拉力F作用下,圆柱体M从其下表面距水面15m处匀速上升到其上表面与水面相平的过程中用了3min,在这个过程中,拉力F的功率为160W,滑轮组的机械效率为,钢架对定滑轮的拉力为T。在圆柱体M被缓慢拉出水的过程中,圆柱体M的下表面受到水的压强为p。不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力,g取10N
23、 / kg。下列选项中正确的是 A压强p的最小值为15000PaB拉力T的大小为2700N C拉力F的大小为640N D滑轮组的机械效率为90% 【2013年】24将圆柱体B竖立在圆柱形容器A的水平底面上,圆柱体B对容器A底面的压强为0p。向容器A内缓慢注水,记录注入水的质量m和所对应的水对容器A底面的压强p,记录的数据如下表所示。已知圆柱体B的体积为32800cm,则0P等于 Pa。(g取10N/kg) 【2013年】40.如图所示,杠杆AD放在钢制水平凹槽BC中,杠杆AD能以B点或C点为支点在水平面内转动。BC=0.2m。细绳的一端系在杠杆的A端,另一端绕过动滑轮固定在天花板上,物体E挂在动滑轮的挂钩上。浸没在水中的物体H通过细绳挂在杠杆的D端,与杠杆固定连接的水平圆盘的上表面受到的压力为F。已知60NF200N,动滑轮的质量m0=1kg,物体H的密度=210kg/m。AD=0.8m,CD=0.2m。杠杆、圆盘、细绳的质量及摩擦均忽略不计,g取10N/kg。为使杠杆AD保持水平平衡。(1)物体E的最小质量m(2)物体H的最小体积V
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