(16)力學(xué)綜合計算題(含答案)

1、物理備課大師eywedu. net【全免費(fèi)】(16)力學(xué)綜合計算題(含答案)專題突破(十六)力學(xué)綜合計算題1.2015 海淀一模圖Z16-3是某建筑工地利用滑輪組和卷揚(yáng)機(jī)提起重物的示意圖。當(dāng) 以速度V1勻速提起質(zhì)量為nu的建筑材料時，滑輪 組的機(jī)械效率為n1，卷揚(yáng)機(jī)拉力的功率為& 當(dāng)以速度V2勻速提起質(zhì)量為m2的建筑材料時，滑 輪組的機(jī)械效率為明,卷揚(yáng)機(jī)拉力的功率為 若 n 2 n i=5%, P : 2=2 : 3, nil=90 kg,動滑輪受到的重力G動=100 No滑輪與軸的摩擦、細(xì)繩受到的重力忽略不計，5=10 N/kgo求:提起質(zhì)量為叫的建筑材料時，卷揚(yáng)機(jī)對繩的拉力(2)兩次工作過

2、程中，建筑材料上升的速度V1與V2之比。卷揚(yáng)機(jī)圖 Z16-32. 2015 門頭溝二模某科技小組設(shè)計的提升重物的裝置如圖Z16-4所示，。是定滑輪,“備課大師”全科【9門】：免注冊，不收費(fèi)！ http：E. 物理備課大師wl.eywedu. net【全免費(fèi)】8是動滑輪；杠桿然可繞。點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，0： 0=1 ： 2。小軒的質(zhì)量為55 kg,他通過細(xì)繩在點(diǎn)施加豎直向下的拉力T為150 N時,杠桿在水平位置平衡，小軒對地面的壓力為凡 物體力對地面的壓強(qiáng))為3X IO? %。已知：物 體A的質(zhì)量為100 kg,其底面積為5X102后,杠桿龐和細(xì)繩的質(zhì)量均忽略不計。求:小軒對地面的壓力凡動滑輪6

3、受到的重力2(3)小軒通過細(xì)繩在總點(diǎn)施加豎直向下的拉 力為多大時，物體Z對地面的壓強(qiáng)恰好為零。/圖 Z164“備課大師”全科【9門】：免注冊，不收費(fèi)！ http:/ww. eyedu. cn/物理備課大師eywedu. net【全免費(fèi)】“備課大師”全科【9門】：免注冊，不收費(fèi)！ http：E. 3. 2015 朝陽一模如圖Z16-5所示是某科技小組設(shè)計的打撈水中物體裝置的示意圖。17o340 力，作用在繩子自由端的拉力做功的功率保持W不變。不考慮滑輪組摩擦、繩重和水的阻在湖底有一個體積為0. 02序?qū)嵭蔫T鐵球，其所 受重力為1400 N,現(xiàn)用滑輪組將鑄鐵球打撈出水 面，鑄鐵球浸沒在水中和完全露

4、出水后作用在繩 子自由端的拉力分別為片、且E ： =15 : g 取 10 N/kgo 求：(1)鑄鐵球浸沒在水中時受到的浮力。鑄鐵球浸沒在水中勻速上升的過程中,滑輪組的機(jī)械效率。(3)鑄鐵球提出水面后勻速上升的速度。圖 Z1654.2015 平谷一模如圖Z166所示,滲水井的排水管的管口恰好被一塊底面積為02 氤 高為0.3 的圓柱形石塊蓋嚴(yán)，滲水井中有1.5r深的水不能排放，小明站在地面上通過滑輪組將石塊提出滲水井。當(dāng)石塊被提起，并在水 中以“速度勻速豎直上升時，小明對繩子的拉力為R,小明拉繩的功率為吊滑輪組的機(jī)械效率 為75%；當(dāng)水被全部排出，石塊以V2速度勻速豎 直上升時，小明對繩子的

5、拉力為段小明拉繩的 功率為巴。已知：VI：v2=4 ： 3, A ： 2=8 ： 9,g取10 N/kg,不計繩的質(zhì)二:和滑輪與軸的摩擦。求:(1)石塊未提起時，水對石塊頂部的壓力。石塊被提起，并在水中勻速上升時受到的浮力。(3)石塊的密度。圖 Z16-65. 2015 石景山二模工人用如圖Z16-7甲所示的滑輪組運(yùn)送建材上樓，每次運(yùn)送量不 定?；喗M的機(jī)械效率隨建材重變化的圖像如圖 乙所示，不計滑輪和鋼繩的重力及摩擦，g取10N/kgo(1)若某塊建材的密度是2. 8X103 kg/m、體 積為L 0義10-2序，求其重為多少？(2)若工人在1 min內(nèi)將建材勻速豎直向上 提升了 15 m,

6、作用在鋼繩上的拉力為200 N,求 拉力的功率？(3)若滑輪組的機(jī)械效率最大值為75%,求工人的體重?圖 Z16-76. 2015 懷柔一模某科技小組設(shè)計從水 中打撈重物Z的裝置如圖Z16-8所示，小文站 在地面上通過滑輪組從水中提升重為1200 N的物體4當(dāng)物體2在水面下，小文以拉力勻速豎直拉動繩子，滑輪組的機(jī)械效率為當(dāng)物 體2完全離開水面，小文以拉力勻速豎直拉動 的密度為3 X IO? kg/m：小文同學(xué)的重力為600 N, in : H2=14 : I5o不計繩的質(zhì)量和滑輪與軸之繩子，滑輪組的機(jī)械效率為小。已知：物體A間的摩擦,g 取 10 N/kgo 求:(1)重物2在水面下受到的浮力

7、。(2)動滑輪的重力。圖 Z16-87. 2015 順義二模工人用如圖Z16-9所示的滑輪組將石板2吊起并放在貨車上。當(dāng)工 人用R的力豎直向下拉繩子時，石板2未被拉起, 此時石板4對水平地面的壓力為N”工人對水平 地面的壓強(qiáng)為當(dāng)工人用的力豎直向下拉繩 子時，石板2勻速豎直上升，此時工人對水平地 面的壓強(qiáng)為R。已知：石板Z的質(zhì)量為100 kg, 工人的質(zhì)量為 70 kg, ： =1 ： 2, A ： r=5 :3,不計繩重和摩擦，g取10 N/kgo求: 動滑輪的重力。（2）當(dāng)工人用的力豎直向下拉繩子時，石板A對水平地面的壓力Ni o（3）如果用該滑輪組勻速提升另一石板6時,滑輪組的機(jī)械效率為9

8、0%,則拉繩子的工人的質(zhì) 量不能小于多少千克（結(jié)果保留一位小數(shù)）o圖 Z16-910. 2015 朝陽二模美化環(huán)境造福人民, 朝陽區(qū)在治理北小河時修建一座橋，使用吊車向 河底投放圓柱形混凝土構(gòu)件如圖Z16-10甲所 示，在整個投放過程中，混凝土構(gòu)件以0.05Ws 的速度勻速豎直下降。圖乙是鋼絲繩的拉力尸隨 時間t變化的圖像。當(dāng)t=0 S時吊車開始投放 混凝土構(gòu)件，到100 s時結(jié)束，此時構(gòu)件豎立在 河中。（已知混凝土的密度為2.8X103kg/m3,鋼 鐵的密度為7.9X103 kg/n g取10N/kg,水的 阻力可以忽略不計）求：（1）混凝土構(gòu)件完全浸沒在水中時所受的浮 力。（2）混凝土構(gòu)

9、件的體積。（3）投放結(jié)束時混凝土構(gòu)件頂部受到水的壓 強(qiáng)。（4）通過計算說明這種混凝土構(gòu)件有沒有鋼 筋制作的骨架。圖 Z16-10參考答案1 . (1)由圖知，滑輪組由兩段繩子承擔(dān)總重, 提起質(zhì)量為泌的建筑材料時，卷揚(yáng)機(jī)對繩的拉力 為&根據(jù)動滑輪受力關(guān)系可得:=；(G+G動)=：X(90 kgXIO N/kg+100N)=500 No設(shè)兩次建筑材料上升高度為瓦則:G】h271 = G.h+GhX 100% =Gix 100% =5,I 困190 kgXIO N/kg ,90 kgXIO N/kg+100 NX 100%=90%;由題意知，“2=m+5%=90%+5%=95%；Gh 日而xioo%

10、=G+%X100% 得:100 NX95% =1900 N- 1-95%提起四所用的拉力 = ：(+G動)=：X 乙乙(1900 N+100 N)=1000 N；由p=Fy得,第一次提升建筑材料時繩的速P1率4 =聯(lián) 則此時建筑材料上升的速率匕=點(diǎn)A2匕=甌； p. 第二次提升建筑材料時繩的速率1=嶗則此時建筑材料上升的速率%眩=焉則三=且：A = Ax2 = 5x = 2人2片 2 2A B P2 R 31000 N 500 N432 .根據(jù)6=磔得物體2的重力:GA=aAg= 1QQ kgXIO N/kg=1000 N, 小軒的重力：6人=0人g=55 kgXIO N/kg=550 N,杠

11、桿在水平位置平衡，小軒受到重力、拉力和地面對他的支持力而平衡，貝!J：尸支+尸拉=G人,根據(jù)力的作用是相互的，小軒對地面的壓力和地面對他的支持力相等，小軒拉繩和繩拉小軒 的力相等，所以小軒對地面的壓力4尸支=G-7 =550 N-150 N=400 No（2）杠桿平衡時,端對滑輪組繩子自由端拉 力為用根據(jù)杠桿的平衡條件：FdX0D=TX0E,TX0E2用=-=150 NXj=300 N,地面對A的支持力與A對地面的壓力是一對相互作用力，由0=缶:F 支=尸壓=pS=3Xl()3 PaX5X10T 小2=150 N,所以滑輪組對Z的拉力:F=G-F =1000 N-150 N=850 N,不計繩

12、重和摩擦，滑輪組通過動滑輪繩子的段數(shù)刀=3,則有：鳥=；（尸+G動）, O所以動滑輪重:G動=3月一尸 =3X300 N-850 N=50 N。（3）若物體A對地面的壓強(qiáng)恰好為零，繩子自由端拉力：Fd =：（G+G動）=：x oo（1000 N+50 N）=350 N, 根據(jù)杠桿的平衡條件有：Fd X0D=T X0E,細(xì)繩在E點(diǎn)施加豎直向下的拉力T =理 XOD1=350 NX-=175 No0E3.X0. 02（1）產(chǎn)浮=0gP排=1X103 kg/m3X10 N/kg m3=200 No由于不考慮滑輪組摩擦、繩重和水的阻力,則片=5（G +G動）,動）,已知 R : =15 ： 17,貝。

13、（G +G 動）：（G 乙乙+ G動）=15 ： 17,Gf =G一尸浮=1200 N,所以，G動=300 N,貝!| =：（G +G 動）=：義（1200 N+300 N）= 750 N,=：(升G 動)=1x (1400 N+300 N)=850N；根據(jù)鑄鐵球浸沒在水中勻速上升的過程中，機(jī)械田. G1200 N效率 =-F7X 100%=nX 100%=80%o rxn/ou NXZ/、， W Fs 3由工=尸。得:鑄鐵球提出水面后勻速上升時，繩子自由端的速度P 340 W繩=厲=850 N=0. 4 m/s,則鑄鐵球提出水面后勻速上升的速度：11,/ /v物=5。繩=jX04 m/s=0

14、. 2 m/s。4.（1）石塊頂部所處的深度:h=l. 5 m0. 3 m=l. 2 m,水對石塊頂部的壓強(qiáng)為：。=。水或=1. 0義1。3 kg/m3X10 N/kgXL 2 m=1.2X104 Pa,而 S=0. 2 m2,水對石塊頂部的壓力：=5=1. 2X104 PaX0.2 m2=2400 N。（2）石塊被提起，浸沒在水中，排開水的體 積為唳=勺0.2 m2X0. 3 m=0. 06 m3,受到的水的浮力：F 浮=P 水 排=1X1（）3 kg/m3X10 N/kgX0. 06 m3=600 No當(dāng)石塊被提起，并在水中運(yùn)動時，不計繩的質(zhì)量和滑輪與軸的摩擦,（G一居）h（G一瑪+緇）h

15、E=；（G尸浮+G輪） O拉力端移動的速度匕尸=3匕，P尸Rv您當(dāng)水全被排出，不計繩的質(zhì)量和滑輪與軸的=：（G+G 輪）拉力端移動的速度眩尸=3 %,=%；已知匕：4=4 : 3,匕尸：女尸=4 : 3,因為P=Fv,所以 Pi : P尸F(xiàn)nif : /=8 : 9, 即(X4) ： (X3)=8 ： 9,；（G尸浮+G輪）：；（G+G輪）=2 ： 3, Oo（G/浮+G輪）：（G+G輪）=2 ： 3, 3（G一尸浮+G 輪）=2（G+G 輪）， G輪=3尸浮一G,代入得：G-F浮G-F浮G-%G一居+集G-緇+3所一GG-600 N75%=2X600 N解得 G= 1500 N,石塊的密度：

16、m 150 kg/ / ap=lf=cT3=2 5X10 kg/m oV 0. 06 m5. (1)由 P =利得，建材的質(zhì)量:227=02.8X1()3 kg/m3X1,0X102 m3=28 kg,重力：G=mg=2. 8 kgXIO N/kg=280 No/、 h 15 m,=0,25m/s，由圖可知，總重由兩段繩子承擔(dān)，則拉力上 升的速度 / =2r=2X0. 25 m/s=0. 5 m/s,拉力的功率：W Fs,P=-=-T=Fvf =200 NXO. 5 m/s = 100 Wo 1/1/(3)i =400 N除 G+%400 N+%= 50%,解得G額=400 N,由%x=Gia

17、x I=75%,&ax=1200 N,以動滑輪和貨箱及建材整體為研究對象,知：2尸=6物+6額,工人能施加的最大拉力冗為人體重，則有G人= %=1(%+G 額)=；(1200 N+400 N)=800No6. (1)=1200 N, P,=3X103 kg/m3,VA =GP Ag1200 N_2 33X103 kg/m3X10 N/kg=4X1 m，重物在水面下受到的浮力：F浮=P 水排水g=l X 1()3 kg/nX 10N/kgX4X10-2 m3=400 No由題意知，n. = Ga- -= (Gat1 浮)n-vGnGa-%G昂+6/Ga.=勵+%&+%，“1 GAFn . Ga

18、GAFn 2 G居十% G+% G緇+%G+ %勺1=14 : 15,(1200 N400 N)義(1200 N+%)即一(1200 N-400 N+() X1200 N =1415,解得：6動=200 No7. (1)由題知：人的重力弓人=人尸70 kg X10 N/kg=700 N,石板 A 的重力：GA=mAg=100 kgXIO N/kg = 1000 N,人拉繩子時，人對地面的壓力：F=G人-F拉,設(shè)人的受力面積為GF根據(jù) P=(，則有?=6S =一即s p2 G人一F? GkF2S700 NR 6然-二所以，5-3 = 1400 NUU N 12 J解可得：=200 N, =400 N；不計繩重和摩擦，由圖知通過動滑輪繩子段數(shù)力=3,當(dāng)工人用的力豎直向下拉繩子時，石 板/勻速豎直上升,則=鼻（3+G動）， O所以動滑輪重力：G動= 3G=3X400 N-1000 N=200 No(2)工人用拉繩時，A受到滑輪組拉力為E,片=：（E+G 動）, O則 E=3-G動=3義200 N-2