中考物理力学综合计算题分享配详细答案Word下载.docx

1、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。

2、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 3上。已知 AP=OP=1m，PE= 3 m， O点到栏杆下边缘的距离 OE=0.5m，p1p2=21， 2栏杆与配重的总重 G杆=240 3N。求：（ 1） FD2）G人G杆PE = F 1APF1 = 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，）/SP1P2=21 即：G人/S（G人F1，）/S =2

3、1 2（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OE = F 2PAF2= G1杆OE/PA =240 3N 0.5m/1m = 120 3N注：其他解法正确，可相应给分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 0.01m3 的重 时（重物始终未出水面），他对地面的压强 8.75 103 Pa 。已知小文与地面的接触面积 400 cm 2 。当他用此滑轮组在空气中匀速提升 时，滑轮组的机械效率是 80%。已知重物 A所受重力之比 GA

4、GB=5 12，若不计绳重和摩擦， g=10N/kg（ 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。3解：（1） F 支=F压=P人S 人=8.75 103 Pa40010-4 m2=350N（2） F 拉=G人F 支=600N-350N=250NF 浮 = 水 gVA=1103 kg/m 310N/ kg 0.0 1 m 3=100N GA+G动=2F拉+F 浮=2250N+100N=600NGA+G动=600N B在空气中 : B= GBh =80%

5、（GB G动 ）hGA： GB=5： 12 由式可得 GA=375N G 动 =225 NG A 375N A= 3gVA 10N /kg 0.01m3=3.75103 kg/m 3（3） A 在水中 （GA F浮 ）h 375N 100N A= A = =55%F拉 2h 2 250N（4）P=F拉 v 拉=GA G动 2 v 物2= 375N 225N 2 0.2 m/ s = 120W 24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 V0.5m

6、3、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 p32.5 10 7Pa。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3 3 3103 kg/m 3 10N/kg 0.5m 3 5000N水 gV 排44浮 8 104N 2 104N 5000

7、N图 222. 375 107Pa物浸没在水中上升时， 滑轮组的机械效率：1 分）G动=3750N3）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：5如图 25 所示，某工地用固定在水平地面（上1的分卷）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

8、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。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5解：根据题意可得杆GAB成水平G静止状态，浮球AB能绕 O点转动。 C为质量与厚度不计的橡胶片，的直杆，当进水口停止进水时， AC与 AB 垂直，B 恰没于水中。 浮球 B 的体积为 1 10-4 m3，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 0.1m 。进水管的横截面积为 4cm2，B点为浮球的球心，OB=6AO。

9、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？图6FA 1.0 10N/kg 10-4 m图3168 6N （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 =6N2）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：F2 FA F1 （ 1 分）F1 p1Sc 水 gh1Sc1.0 10N/kg 0.1m410-4 m2 0.4N （ 1 分）3

10、3 -4 2F2p2Sc 水gh2Sc 1.0 103 kg/m310N/kgh水10-4 m2因为 F A 与 F A 大小相等， 所以有：1.0 10-4 m26N+0.4N （ 1分）解得 h 水 1.6m（ 1 分）其他答案正确均可得分）7如图 23 所示，质量为 70kg 的工人站在岸边通过 轮组打捞一块沉没在水池底部的石材，该滑轮组中动滑 量为 5kg。当工人用 120N 的力拉滑轮组的绳端时，石材 在水底不动。工人继续增大拉力将石材拉起，在整个提 程中，石材始终以 0.2m/s 的速度匀速上升。在石材还没 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

11、 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 =2.533 103kg/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。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=3 120N-50N=310。2）石材浸没在水中时，人拉绳端的力F拉1 G石 G动 F浮 ，其中石材所受浮力 F 浮=水 g排 =G石水/ 石。石材在

12、空气中时，人拉绳端的力G石 G动F拉 2 石 3 动 。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又因 N1： N2=29：21，代入数据解得拉2G石 1000，石材浸没在水中时滑轮组的机械效率与 F 拉 2 大小相等，F 浮 400 。11=G石 F浮G石 G动 F 浮石材完全露出水面之后滑轮组的机械效率所以 1 G石G石G F浮F G石G石G动2 G 石 G 动 F浮 G 石G石 2= G石1 G动 ，10

13、00N 400N 1000N 50N 63= =63 。1000N 50N 400N 1000N 65 1（3）人拉绳的功率P=F拉 2 nv=（G物+ G动 ）v 物=（1000N+50） 0.2m/s=210W。 2说明： 其他解法正确的同样得分。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，

14、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）（ 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。对卷扬机进行受力分析可知：（ 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，F 支 =m 机 g+F 拉 ，压力 N= F 支 。（画图也可）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=51（mg+G动 ）。5（m1g G动） m机 g 251 23（m2g G动）

15、m机 g解得动滑轮重 G动=800NF1= （ m1g+ G动）1（320kg 10N/kg 800N） 800N 。52）第一次提升货物过程中滑轮组的机械效率： 110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

16、向）（ 1）正方体 M的受到的重力；（ 2）拉力 F 的大小A O D B第 38 题图当 F作用 B点时，A 点受拉力为 F1。正方体 M受拉力为 f 1，受重力为 G，受f 1= 3F-100NN 1= P1S= 7500 pa 0.04m2 = 300NN 1= G - （ 3F-100N）200N = G -3 F 1分N2=P2S=15000pa0.04m2=600N600N+ f 2= G200N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

17、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，）。（ 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） （ 1） F F PS 27505 Pa102m2110N 2分 （ 2） f2Ff 2F 80% 2 110 N 176N 1 分 1（3）F 12 G动 fG动 2F f 2110N176N 44N 1 分f 176N +30N 206N

18、2分f 206N 82.4%G动 f 44N 206N13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（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 ?3 3 3 解：（ 1）F浮=液V排g = 1.0 50m3 10N/kg= 5 105N（2）露出水面后 :（ 3）露出水

19、面后 :由 F=G物 G动 , 可得 :5 6G 动=4F G 物=46. 2510 N2 105 N=5105 N露出水面前 :v 钢缆 =n v 物=4 0.1 m/s = 0.4 m/s 5 5P=Fv 钢缆= 5 105N0.4 m/s = 2 105W14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 。 （1）工件 A浸没在水中

20、时所受的浮力 F浮；（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 P2 。绳对人的拉力与人对绳的拉力大小相等。39 题 答由式得： G物 F浮 1000N F浮 60%G物 G动 F浮 1000N 320N F浮解得F浮 520N ，则 F1400N， F2 660N （1 分）（2）W有 G物G物1000N76%（1 分）2 W总 2F2G物1000N 320N（3） P2F2v2 F2 2v物1320N0.2m/s 264W（ 1 分）15在图 23 所示装置中，甲物重G甲10N，乙物重G乙

21、是动滑轮重 G轮的 8 倍。体乙跟地面的接触面积为 1.5 102m2。轻杆 AB可以绕 O点转动，且 OAOB 2 1。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 2 103Pa。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。丙的物重 G丙。杠杆平衡： G甲OAFB OBFB OA G甲 2 10N 20N OB 1对动滑轮进行受力分析如图甲3FBF 拉 G轮G轮3FB F 拉对物体乙进行受力分析如图乙G乙F 拉 F 支G轮 3FB F拉 1G乙 F 拉 F支 824FB 8F 拉F拉F 支F 拉 1 （24 FB F支）

22、 1 （24 FB pS） 99 1 （24 20N2 103Pa 1.5 10 2m2） 50N 1 分 9G轮 3FB F拉 3 20N 50N 10NG乙8G轮810N 80N 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 3FB F 拉 G轮FB 1 （F拉 G轮） 1 （80N 10N）30N33 杠杆平衡： FA OA FB OB 对杠杆 A 端进行受力分析如图丙 FA G甲 G丙 G丙 OBFB G甲130N10N5N 1分OA 216如图 25 所示，是一个上肢力量健身器示意图。配重 A受到的重力为 35

23、0N，其 底面积为 510-2m2。B、C都是定滑轮， D 是动滑轮；杠杆 EH可绕 O点在竖直图 25平面内转动， OE=3OH。小明受到的重力为 500N， 当他通过细绳在 H点分别施加竖直向下的拉力 T1、 T2 时，杠杆两次都在水平位置平衡， 小明对地面的 压力分别为 F1、F2，配重 A 受到的拉力分别为 FA1、FA2，配重 A对地面的压强分别为 p1、 p2，且两次 A 对地面的压强相差 2103Pa。已知 F1F2 4 3，p1 p232 。杠杆 EH和细绳的质量及滑轮组装置的摩擦力均忽略不计。（1） 拉力 FA2与 FA1 之差；（2） 小明对地面的压力 F1 ；3）当小明通

24、过细绳在 H点施加竖直向下的拉力 T 3 时，配重 A 匀速上升 2cm,此时滑轮组的机械效率 。（请画出相关受力分析图 ）答案： （1） FA2- FA1=100N； （2） F1 =400N； （3）=87.5% 。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=2 104Pa；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 104Pa；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 104Pa。假设这个人用的力

25、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 ）（ 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？（1） 水桶内水位最高时，不考虑浮体和受到的重力， 浮体及 阀门在浮力和水的作用下平衡F 压 =F 浮水 ghS=水 gV 浮体hS=V 浮体h1 10-4m2=4510-6m30.1N+1 103kg/m30.4m 110-4m2=1 10N/kg V 最小-5 34 分）V 最小 =5 10 m