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文檔簡介
1、中考物理高等難度試題:力學綜合匯編(2013昌平一模)37某科技小組設(shè)計的提升重物的裝置如圖23甲所示。圖中水平桿CD與豎直桿EH、DI組合成支架固定在水平地面上。小亮站在地面上通過滑輪組提升重物,滑輪組由動滑輪P和動滑輪Q(動滑輪P和動滑輪Q的質(zhì)量相等)以及安裝在水平桿CD上的兩個定滑輪組成。小亮以拉力F1勻速豎直提升物體A的過程中,物體A的速度為1,滑輪組的機械效率為A。小亮以拉力F2勻速豎直提升物體B的過程中,物體B的速度為2,滑輪組的機械效率為B。拉力F1、F2做的功隨時間變化的圖像分別如圖23乙中、所示。已知:1=42,物體A和物體B的質(zhì)量之比為1:3,(不計繩的質(zhì)量,不計滑輪與軸的
2、摩擦)求:(1)動滑輪P的重力與物體B的重力之比;(2)機械效率B與A之比。圖23PQ【答案】37解:設(shè)每個動滑輪受的重力為G動。勻速提升物體A時,以物體A和動滑輪的整體為研究對象,受力分析如圖4甲所示。以動滑輪P為研究對象,受力分析如圖4乙所示。勻速提升物體B時,以物體B和動滑輪的整體為研究對象,受力分析如圖4丙所示。以動滑輪P為研究對象,受力分析如圖4丁所示。(1分)丙G動2F2¢GB丁F2¢¢2F2甲G動2 F1¢乙F1¢¢2F1GAG動G動圖4由圖4甲、乙得:2F1¢=GA+ G動 2F1= F1¢
3、2;+ G動 因為F1¢¢= F1¢所以 (1分)由圖4丙、丁得:2F2¢=GB+ G動 2F2= F2¢¢+ G動 因為F2¢¢= F2¢所以 (1分)由得 (1) 由題中Wt圖像可知: (1分)由 解得: (2) (1分)由(1)、(2)解得: (3) 由解得: (4) 由(3)、(4)解得:G動= GA G動= GB (1分) 所以 (1分)(其他解法正確的,均可相應(yīng)得分)(2013朝陽一模)392007年12月22日,在海底23m深處沉睡800多年的“南海一號”古沉船,被“華天龍?zhí)枴贝驌拼w打撈
4、成功。整體打撈是為了保存好文物,將“南海一號”船體和船上滿載的貨物連帶周圍的淤泥一起,按照原狀固定在特殊的鋼制“沉箱”內(nèi),沉箱分為上下兩部分,上沉箱質(zhì)量為5000T,底面積為S,高為a=7m,上沉箱整體搬到專門為它建造的廣東海上絲綢之路博物館“水晶宮”內(nèi)。下沉箱底面積為S,高為5m,打撈過程中將留在海底?!叭A天龍”打撈船的吊臂臂架長達109m。起吊時,電動機帶動絞盤拉動直徑為76mm的鋼絲繩,鋼絲繩總長度2200m,分成64根鋼絲繩通過吊臂頂端的定滑輪拉動動滑輪和吊鉤,吊鉤下用直徑為110mm的32根鋼纜拴住沉箱的16個吊點,平穩(wěn)地緩緩豎直上升,上升過程底面始終保持水平,此時鋼絲繩的拉力為F1
5、,如圖1所示。當沉箱被吊起離開水面,露出高h 時,吊臂對動滑輪組的豎直向上拉力是F拉。它們的數(shù)量關(guān)系如圖2所示。鋼絲繩、鋼纜所受重力,鋼纜在水中的浮力不計,海水的密度為1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:當沉箱在水底時,海水對上沉箱頂部的壓強。當沉箱在水中勻速豎直上升過程中鋼絲繩的拉力F1和機械效率(保留1位小數(shù))。(7分)動滑輪組32根鋼纜64根鋼絲繩吊鉤圖190 0.5 1 1.5 h/m3.853.583.313.04F拉/107N圖20【答案】解:(1)海面至上沉箱的深度為h深=23m12m=11m。由液體壓強公式p·g·h 有:1分p海水
6、183;g·h深 1.0×103kg/m3×10N/kg×11m=1.1×105Pa 1分(2)當上沉箱完全浸沒在海水時,吊鉤和動滑輪組的受力為重力G,鋼纜的拉力F鋼纜1,64根鋼絲繩的拉力F拉1,如圖所示1,上沉箱勻速上升,F(xiàn)拉1F鋼纜1GF鋼纜1G沉箱F浮1 F浮1=海水·g·V沉箱 =海水·g·a·SF拉1G沉箱G海水·g·a·S 當上沉箱露出海水1m時,吊鉤和動滑輪組的受力為重力G,鋼纜的拉力F鋼纜2,64根鋼絲繩的拉力F拉2,如圖所示2,上沉箱勻速上升,
7、F拉2F鋼纜2GF鋼纜2G沉箱F浮2F浮2海水·g·V沉箱=海水·g·(ah)·S F拉2G沉箱G海水·g·(ah)·S 由題中表格可以知道:F拉1=3.04×107N,F(xiàn)拉2=3.58×107N,式,得到:F拉2F拉1=海水·g·a·S海水·g·(ah)·S =海水·g·S·h3.58×107N3.04×107N =103kg/m3×10N/kg×1m·S
8、解出:S=5.4×102m2 1分G沉箱m沉箱·g5×106kg×10N/kg5×107NF浮1海水·g·V排5.4×102m2×7m×10N/kg×103kg/m33.78×107NGF拉1G沉箱F浮1 =3.04×107N5×107N3.78×107N1.82×107NF1F拉1÷643.04×107N÷644.75×105N設(shè)勻速上升lm,拉力做功W總F1 ·64·l,有
9、用功為W有(GF浮1)·lW有W總F1 ·64·l(GF浮1)·l5×107N3.78×107N4.75×105N×6440.1%1分由(2013大興一模)圖19電動機GA39 圖19是一種新型吊運設(shè)備的簡化模型示意圖,圖中虛線框里是滑輪組(未畫出),滑輪組繩子的自由端由電動機拉動。工人師傅用該吊運設(shè)備勻速打撈落入水中的圓柱形物體A。物體A的底面積為200cm2,高為8m。當物體A露出水面2m時,繩子用豎直向上T1的力拉物體A,電動機對滑輪組繩子自由端的拉力F1為2400N,,當物體A露出水面4m時,繩子用豎直向上
10、T2的力拉物體A,,電動機對滑輪組繩子自由端的拉力為F2,機械效率為82%。拉力F2的功率為600w, 已知T1 :T2=39:41。不計繩的質(zhì)量,不計滑輪與軸的摩擦。求:(1)此滑輪組勻速上升的速度;(2)此滑輪組最高的機械效率。T1(T2) F浮1(F浮2) GA圖9G動 nF1(nF2) G F浮1(F浮2) 圖10【答案】 解得: 1分 解得 1分 1分 1分 1分 1分(2013東城一模)圖3139我國是世界上第一個成功完成海底沉船整體打撈的國家,圖31是“南海1號”沉船打撈出水的情況。所謂整體打撈,就是將沉船與其周圍泥沙按原狀固定在特殊的鋼制沉箱內(nèi)一次性吊浮起運,沉箱是一種用金屬制
11、成,形狀像箱子,下面沒有底,可以罩住整個沉船的設(shè)備。沉箱四周安放了氣囊,起吊過程氣體膨脹,產(chǎn)生巨大的浮力,起到助浮的作用。 圖32電動機定滑輪動滑輪HSh吊繩L如圖32所示是與上述原理相似的簡化裝置:一個質(zhì)量為11.7t的鋼制沉箱倒扣在深度H=20m的水底,箱內(nèi)腔體的橫截面積S=10m2、高為L=4m,可忽略重力和體積的充氣裝置使箱內(nèi)封入高h為0.5m的空氣?,F(xiàn)用吊繩將沉箱打撈至水面,吊繩與滑輪組及電動機相連可控制沉箱勻速上升,鋼=7.8×103kg/m3,海水取1×103kg/m3,g=10N/kg,水的阻力、摩擦和繩重不計。問:(1)沉箱倒扣在海底時,沉箱的上表面所受海
12、水的壓強是多大?(此問不計沉箱上表面的厚度)(2) 若使沉箱能夠從海底被吊起,吊繩的拉力至少多大?(3)沉箱上升至到達水面之前的過程中,因壓強減小箱內(nèi)空氣體積增大,已知h為0.5m時,滑輪組的機械效率1=98%,那么當h為1m時,滑輪組的機械效率2是多少?(結(jié)果保留整數(shù))(4)假設(shè)腔內(nèi)空氣的高度h一直未達到腔體的高度L,通過計算說明從起吊到沉箱上表面到達海面的過程中,電動機是否必須一直做功?【答案】解:(1)(2)沉箱在水底時,腔體壁與底占有的體積空氣占有的體積 沉箱受到的浮力 所以拉動沉箱的最小的力(3)當h1=0.5m時,1=98,對應(yīng)吊繩上的拉力當h2=1m時,對應(yīng)此時空氣的體積吊繩上的
13、拉力是由有 ,將上述數(shù)據(jù)代入,消去G輪,解得: (4)如果在到達水面前,h增加到1.02m時,沉箱所受浮力等于沉箱的重力,之后浮力仍將進一步增大,所以電動機不一定需要一直做功。(2013房山一模)39用如圖22所示的滑輪組提升物塊時,物塊受到的重力為,繩子自由端拉力為,滑輪組的機械效率為,拉力做功的功率為;用這兩個滑輪構(gòu)成另一種形式的滑輪組(未畫出),從水中勻速提升物塊時(物塊未露出水面),物塊受到的重力為,繩子自由端拉力為,滑輪組的機械效率為,拉力做的功率為;物塊完全離開水面后,與物塊上升的速度相同,繩子自由端拉力為,滑輪組的機械效率為,拉力做的功率為;已知:,(繩的質(zhì)量,滑輪與軸的摩擦,水
14、對物體的阻力均忽略不計,取。)。求:(7分)(1)拉力做功的功率;(2)若從水中勻速提升物塊,物塊露出水面的體積占總體積的時,滑輪組的機械效率,物塊的密度是多少?【答案】39解:受力分析圖(略)(1分)(1) , , , , (2), , , , , , , (2013豐臺一模)39 如圖20甲是在岸邊打撈水中物體的裝置示意圖。該裝置由懸掛機構(gòu)和提升裝置兩部分組成。懸掛機構(gòu)由固定桿OD和杠桿BC構(gòu)成,O為杠桿BC的支點,COOB41。配重E通過繩子豎直拉著杠桿B端,其質(zhì)量mE800kg。安裝在杠桿C端的提升裝置由一個支架、一個電動機Q、一個定滑輪K及數(shù)量未知的動滑輪(在虛線框內(nèi)未畫出)構(gòu)成。其
15、中支架和電動機Q的總質(zhì)量mQ10kg,定滑輪K的質(zhì)量為mK30kg。可利用遙控電動機拉動繩子自由端H,通過滑輪組提升浸沒在水中的物體。在一次打撈一批實心材料過程中,實心材料浸沒在水中勻速豎直上升,此時電動機Q牽引繩子的功率為P1,繩子H端的拉力為F1,實心材料上升的高度隨時間變化的圖像如圖20乙所示,地面對配重E的支持力為N1;在實心材料全部露出水面后勻速豎直上升的過程中,繩子H端的拉力為F2,地面對配重E的支持力為N2,滑輪組的機械效率為。已知F1200N,F(xiàn)2300N,N1N221,被打撈的實心材料的密度2.7×103kg/m3,繩和杠桿的質(zhì)量、捆綁實心材料的鋼絲繩的質(zhì)量和體積、
16、滑輪與軸及杠桿支點處的摩擦、水對實心材料的阻力均忽略不計,g取10N/kg。求: (1)實心材料浸沒在水中勻速上升時電動機牽引繩的功率P1; (2)實心材料露出水面后,滑輪組的機械效率。圖20【答案】圖3BCFB1FC1OFB1N1mE圖2FC1圖1nF1GQ +GK¢¢(1)實心材料浸沒在水中勻速上升時,以支架、電動機Q、定滑輪K為研究對象,受力分析圖如圖1所示,配重E的受力分析圖如圖2所示,杠桿COB受力分析圖如圖3所示。(說明:受力分析圖正確得1分)=FC1 ,=FB1 , FC1·CO= FB1OB =nF1+ GQ+GKFB1=4(nF1+ GQ+GK)
17、 1分¢ 實心材料離開水面后勻速上升的過程中,以支架、電動機Q、定滑輪K為研究對象,受力分析圖如圖4所示,配重E的受力分析圖如圖5所示,杠桿COB受力分析圖如圖6所示。FB2N2mE圖5圖4nF2GQ +GK圖6BCFB2FC2O¢=FC2 ,=FB2 , FC2·CO= FB2 ·OB =nF2+ GQ+GKFB2=4(nF2+GQ+GK) ¢ 解得:n=4 (1分)P1=F1×4v1=200N×4×0.2m/s=160W (1分)(2)4F1F浮G動+G動圖74F2G動+G動圖8¢實心材料浸沒在水中勻
18、速上升時,以動滑輪和被提升的實心材料為研究對象,受力分析圖如圖7所示,實心材料離開水面后勻速上升的過程中,以動滑輪和被提升的實心材料為研究對象,受力分析圖如圖8所示。 (1分)¢解得: (1分)(1分)(2013海淀一模)39圖20甲是某中學科技小組設(shè)計的打撈水池中物體出水面的裝置示意圖。BOE為一輕質(zhì)桿,在其兩端分別固定著以O(shè)B和OE為半徑的兩段圓弧形的凹槽ABC和DEF,支點O為這兩段圓弧形凹槽對應(yīng)的圓心。輕質(zhì)繩G和H分別固定在圓弧形凹槽ABC的A點和DEF的D點,桿BOE旋轉(zhuǎn)時細繩總能在凹槽中,繩G和H拉力的力臂始終保持不變。固定在水平地面上的電動機M可以通過拉動繩子H帶動杠桿
19、和滑輪組將水池中物體撈出水面。電動機M的質(zhì)量m為52.5kg。電動機M用力拉動繩子H使柱形物體K始終以速度v勻速上升。物體K浸沒在水中勻速上升的過程中,滑輪組的機械效率為1,電動機M對地面的壓強為P1;物體K全部露出水面勻速豎直上升的過程中,滑輪組的機械效率為2,電動機M對地面的壓強為P2;電動機M對地面的壓強隨時間變化的圖象如圖20乙所示。已知物體K的底面積S=0.1m2,高h=0.2m, OBOE=34,122728。細繩和杠桿的質(zhì)量、滑輪及杠桿與軸的摩擦、細繩和凹槽的摩擦、水對物體的阻力均忽略不計,K出水前后水面高度的變化忽略不計,g取10N/kg。求:(1)物體K完全浸沒時受到的浮力;
20、(2)動滑輪的質(zhì)量; (3)若用該裝置以同樣速度打撈質(zhì)量為120kg的物體K,求K全部露出水面后,電動機M拉動繩H的功率。 甲圖20D電動機MKAOBEGFCH乙0. 5p/×104Pa1. 01. 52. 00t/s1020515252. 5【答案】39解:(1)(2分)(2)物體K浸沒在水中勻速上升時,以物體K和動滑輪的整體為研究對象,受力分析圖如答圖4甲所示;電動機M的受力分析圖如答圖4乙所示;杠桿兩端的受力分析圖如答圖4丙所示。3F1F浮GK+G動N1T1mg 丙AOBEF1FCDT1 甲乙 答圖4, , ,物體K全部露出水面勻速上升時,以物體K和動滑輪的整體為研究對象,受力
21、分析圖如答圖5甲所示;電動機M的受力分析圖如答圖5乙所示;杠桿兩端的受力分析圖如答圖5丙所示。丙AOBEF2FCDT2N2T2mg乙3F2GK+G動甲 答圖5(圖1分), , , 分析圖20乙,在0-5s的時間里,p1=2.1×104Pa;在15-20的時間里p2=1.8×104Pa。 (1分)解得: (1分)(3)分析圖20乙,在5-15s的時間里,物體K從上表面開始接觸水面到下表面離開水面。由于K出水前后水面高度的變化忽略不計:, (1分)K全部露出水面后,電動機M的拉力由幾何關(guān)系, (1分)(其它解法正確也得分)(2013懷柔一模)39圖20甲是某科研小組設(shè)計從井底打
22、撈物體A的裝置示意圖。圖中虛線框里是滑輪組(未畫出),滑輪組繩子的自由端H由電動機拉動。該裝置由懸掛機構(gòu)和提升裝置兩部分組成。懸掛機構(gòu)由支架AD和杠桿CB構(gòu)成,CO:OB=4:1。配重E通過繩子豎直拉著杠桿B端,其質(zhì)量mE=200kg。安裝在杠桿C端的提升裝置由支架、定滑輪K、動滑輪M及電動機Q構(gòu)成。其中支架和電動機Q的質(zhì)量mQ=6.2kg,定滑輪K和動滑輪M的質(zhì)量均為mK??衫眠b控電動機拉動繩子,通過滑輪組提升物體。物體A完全在水中勻速上升的過程中,電動機Q的功率P1為60w,繩子自由端H的拉力F1為20N,物體A上升速度大小為v1,地面對配重E的支持力為N1,滑輪組的機械效率為1;物體A
23、全部露出水面勻速豎直上升的過程中,電動機Q的功率為P2,繩子自由端H的拉力為F2,物體A上升速度大小為v2,地面對配重E的支持力為N2,滑輪組的機械效率2為95%;滑輪組提升物體A的過程中,杠桿CB在水平位置保持平衡。物體A上升的速度在水中以及完全出水后隨時間的變化如圖20乙所示。已知N1 =6 N2。細繩和杠桿的質(zhì)量、滑輪與軸的摩擦、水對物體A的阻力均忽略不計,g取10N/kg。求:(1)動滑輪M的質(zhì)量mK;(2)物體A全部露出水面勻速上升時電動機的功率P2;(3)物體A的密度。乙甲圖20甲【答案】解:圖1GMGAMF浮圖23F1GQ +GM出水前:物體A和動滑輪M;定滑輪K及與電動機Q;杠
24、桿BC;配重E受力分析如圖1、2、3、4。圖4N1GE圖3BCFB1FC1O出水后:物體A和動滑輪M;定滑輪K及與電動機Q;杠桿BC;配重E受力分析如圖5、6、7、8。圖5GMGAM圖63F2GQ +GM圖8N2GE圖7BCFB2FC2O(1分)(1)由物體A完全在水中勻速上升時,繩子H端的拉力為F1,H端上升速度如圖25乙所示。 (1分)在水中時,=FC1 ,=FB 1, FC1·CO= FB1 ·OB =3F1+ GQ+GKFB1=(3F1+ GQ+GK) 出水后, (1分)由和得:解得:GK=18N,mK=1.8kg (1分)(2)(1分)(3)(1分)(2013門頭
25、溝一模)39.某科技小組設(shè)計從水中打撈重物A的裝置如圖22所示,小文站在地面上通過滑輪組從水中提升重為1200N的物體A。當物體A在水面下,小文以拉力F1勻速豎直DFIBEHAC圖22拉動繩子,滑輪組的機械效率為1,小文對地面的壓力為N1;當物體A完全離開水面,小文以拉力F2勻速豎直拉動繩子,滑輪組的機械效率為2,小文對地面的壓力為N2。已知:物體A的密度為3×103kg/m3,小文的重力為600N,N1: N2=7:5。不計繩的質(zhì)量和滑輪與軸之間的摩擦,g取10N/kg。求:(1)物體在水面下受到的浮力;(2)動滑輪受到的重力(3) 1與2的比值?!敬鸢浮拷?分別對物體A、動滑輪B
26、、人進行受力分析,如圖所示:GAF浮FA1GA = F浮+ FA1 GAFA2GA = FA2 4F1FA1G動G動+FA1=4F1 4F2FA2G動G動+FA2=4F2 G人F支1= N1F1G人= N1+ F1 G人F支2= N2F2G人= N2+ F2 由式,N1: N2=7:5代入已知:GA=1200N,G人=600N,A=3×103kg/m3,解得:FA1=800N, FA2=1200N G動=200N 解得:(2013密云一模)第40題圖BA40如圖所示,當加在滑輪組繩子自由端的拉力為T1時,動滑輪對物體B豎直向上的拉力為F1=100N,F(xiàn)1GB,此時,物體A對水平地面的
27、壓強為3000pa;當加在滑輪組繩子自由端的拉力為T2時,動滑輪對物體B豎直向上的拉力為F2=300N,F(xiàn)2GB,此時,物體A對水平地面的壓強為2500pa;當加在滑輪組繩子自由端的拉力為T3并使物體B以0.15m/s的速度勻速上升時,滑輪組的機械效率為80%。已知動滑輪受重力為G0,且GA:G0=9:1。(不計繩重和摩擦)求:(1)物體A的受到的重力;(2)物體A與地面接觸的面積;(3)拉力T3做功的功率?!敬鸢浮慨敿釉诨喗M繩子自由端的拉力為T1時,以A、B整體為研究對象,受力情況如圖1所示。當加在滑輪組繩子自由端的拉力為T2時,以A、B整體為研究對象,受力情況如圖2所示。 物體B在勻速上
28、升的過程中,以動滑輪和物體B整體為研究對象,受力情況如圖3所示。GAGBF1N1GAGBF2N2GBG02T3圖3圖1圖2 1分 (1) (2) (3)由(3)式得: (4)因為:GA:G0=9:1所以: (5)將(5)式分別代入(1)式和(2)式解得: (6)1分將(6)式代入(5)式解得:1分將、代入(1)式解得1分將代入(4)式得:1分1分1分(2013平谷一模)39如圖21所示,是小明利用器械提升重物的示意圖。當小明自由站在水平地面上時,對地面的壓強P0=2×104Pa;當在動滑輪下掛一個與小明重力相同的物體甲時,他用力勻速舉起杠桿的A端,使杠桿在水平位置平衡時,小明對地面的
29、壓強P1=4. 5×104Pa,此時滑輪組的機械效率為1;當在動滑輪下掛1200 N重物乙時,他用力勻速舉起杠桿的A端,使杠桿在水平位置平衡時,小明對地面的壓強P2=5. 5×104Pa,此時滑輪組的機械效率為2;已知杠桿OAOB12(杠桿、繩重和機械間摩擦忽略不計,g取10N/kg)求:(1)小明的質(zhì)量m人圖21(2)【答案】解:小明自由站在水平地面上,對小明受力分析如圖1所示。提重物甲時,對小明、杠桿、動滑輪和甲物體受力分析如圖2、3、4所示。提重物乙時,對小明、杠桿、動滑輪和乙物體受力分析如圖5、6、7所示。2 FB1G動G甲N1圖2G人FA1N0G人圖1FA1BAO
30、FB1圖3圖42 FB2G動G乙N2圖5G人FA2FA2BAOFB2圖6圖7(1)(1分)由圖4可知 2F'B1= G動G甲由圖3可知 FA1×OA= FB1×OB FA1=2 FB1=2 F'B1 由圖2可知N1= FA1G人= G動G甲G人(2)(1分)由圖7可知 2F'B2= G動G乙由圖6可知 FA2×OA= FB2×OB FA2=FA2=2 FB2=2 FB2由圖5可知N2= FA2G人= G動G乙G人(3)(1分)由方程(1)(2)(3)解得G人= G甲= 800 NG動=200 N (1分) (1分) (1分)正確畫
31、出受力分析圖(1分)(2013石景山一模)40.某工地施工時,用固定在水平工作臺上的卷揚機(其內(nèi)部有電動機提供動力)通過滑輪組提升貨物如圖26甲所示,卷揚機及其工作臺的總重為500N。為監(jiān)測卷揚機的工作情況,將固定卷揚機的工作臺置于水平輕質(zhì)杠桿的A端,地面上的重為400N配重C與杠桿B端相連接,杠桿AB可繞轉(zhuǎn)軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。當卷揚機以速度v1勻速提升重為G1=800N的貨物上升時,卷揚機的拉力為F1,配重C對地面的壓強為p1,滑輪組的機械效率為1;當卷揚機以速度v2勻速提升重為G2的貨物上升時,卷揚機的拉力為F2,配重C對地面的壓強為p2,滑輪組的機械效率為2;卷揚機的拉力F1、F2
32、做功隨時間變化的圖像分別如圖26乙中、所示。已知:1:2 =1: 3, 1:2=16:15, OA:OB=2:5。忽略所有連接繩索的質(zhì)量及各處摩擦。G取10N/kg.求:(1)卷揚機提升重物G1上升12s做的功;(2)動滑輪的質(zhì)量;卷揚機工作臺圖26乙410268500W/J1500200025000t/s1000甲BO AC貨物配重(3)p1與p2的比值。 【答案】解:(1)由圖26乙得: P1=100W W= P1t=100W×12s=1200J (2)設(shè)動滑輪所受重力為G動,卷揚機及其工作平臺所受重力為G。 由圖26乙可知: t=10s內(nèi),F(xiàn)1、F2做功W1=1000J,W2=
33、2000J ,且 G2=500N 提升重物G1時,分別以重物和動滑輪、卷揚機及工作平臺、杠桿、 配重C為研究對象,受力分析示意圖依序為答圖6、7、8、9所示。 提升重物G2時,受力分析示意圖分為答圖10、11、12、13所示。圖6G動3F1G1NA1F1G圖7圖8ABDOFB1N1GC圖9圖10G動3F2G2NA2F2G圖11圖12ABDON2FB2GC圖13 由圖6、圖10,3F1= G1+G動 3F2= G2+G動, G動=100N, (3)F1=,同理: F2=200N NA1=NA1= G+F1=500N+300N= 800N, 同理: NA2=700N FB1= , 同理: NB2=
34、280N N1 =N1=GC- FB1=400N320N=80N, 同理: N2=120N 物體C受力面積S一定, (其他方法正確均可得分)(2013順義一模)41為了將放置在水平地面上重G=100 N的重物提升到高處。小明設(shè)計了圖28(甲)所示的滑輪組裝置。當小明用圖28(乙)所示隨時間變化的豎直向下拉力F拉繩時,重物的速度和上升的高度h隨時間t變化的關(guān)系圖像分別如圖28(丙)和(?。┧尽H糁匚锱c地面的接觸面積S=5×10-2 m2,不計摩擦,繩對滑輪的拉力方向均可看成在豎直方向。(已知小明的質(zhì)量為60kg,每只鞋與地面的有效接觸面積為200cm2)求:(1)在23s內(nèi),拉力F的
35、功率P及滑輪組的機械效率;(2)在12s內(nèi),拉力F所做的功W;(3)在01s內(nèi),小明對地面的壓強與重物對地面的壓強的差值多大。圖28甲 乙 丙 丁FG【答案】解:(1)由圖像可知,在23s內(nèi),重物做勻速運動,= 2.50 m/s,拉力F1=40N,因為連接動滑輪的繩子有三根,所以拉力F的作用點下降的距離是重物上升高度h1的3倍。拉力F的功率(1分)滑輪組的機械效率(1分)(2)在12s內(nèi),拉力F2=50N,重物上升高度h2=1.25m;拉力F所做的功(1分)(3)設(shè)動滑輪重為G動,。在01s內(nèi),拉力F3=30N。取動滑輪和重物為研究對象,受到向下的重力、向上的支持力以及三根繩子向上的拉力的作用
36、處于靜止狀態(tài),如圖1所示。地面對重物的支持力由于力的作用是相互的,所以重物對地面的壓力,重物對地面的壓強(1分)3F3N1G物F3N2G人41題答案圖1 41題答案圖2兩圖共(1分)在01s內(nèi),拉力F3=30N。取人為研究對象,人受到向下的重力、地面對人向上的支持力以及繩子向上的拉力三個力的作用處于靜止狀態(tài),如圖2所示。由于力的作用是相互的,所以人對地面的壓力,BGBN2T2 乙 甲 圖3小明對地面的壓強(1分) 壓強的差值 -(1分)(其他解法正確的,均可相應(yīng)得分)(2013通州一模)40如圖20是某種健身器材局部結(jié)構(gòu)示意圖,物體A恰好被豎直滑道夾緊。在滑輪組繩子的自由端施加豎直向下的拉力F
37、1,物體A恰能沿豎直滑道向下做勻速直線運動;在滑輪組繩子的自由端施加豎直向下的拉力F2,物體A恰能以速度v1豎直向上做勻速直線運動,此時滑輪組的機械效率為1;在物體A下加掛一個物體B(B不與滑道相接觸),在滑輪組繩子的自由端施加豎直向下的力F3,則物體A和B恰能以速度v2豎直向上做勻速直線運動,此時滑輪組的機械效率為2。已知物體A所受重力GA=355N,F(xiàn)1F2=4041,12=8182,當F2做82J的功時,物體A升高了0.2m。若物體A沿滑道運動過程中所受摩擦力大小始終不變,且不計繩重及滑輪軸的摩擦。求:(1)重物A所受摩擦力f;(2)重物B的重力GB。圖20AF1 【答案】解:1分(畫出
38、圖1、圖2即可給1分)由圖1有 2F1+f=GA+G動 F1= F1 2F1 =GA+G動- f 1分由圖2有 2F2=GA+G動+f F2= F2 2F2=GA+G動+f 1分由圖3有 2F3=GA+ GB+ G動+f F3= F3 2F3=GA+ GB+ G動+f 依題意有 1分解式組成的方程組,并將GA=355N,F(xiàn)2=205N代入得f=5N,G動=50N,F(xiàn)1=200N1分依題意有, 1分由12=8182得GB=40N 1分(2013西城一模)38如圖28所示是某科技小組設(shè)計的打撈水中物體的裝置示意圖。A是動滑輪,B是定滑輪,C是卷揚機。卷揚機轉(zhuǎn)動拉動鋼絲繩通過滑輪組AB豎直提升水中的
39、物體。在一次模擬打撈水中物體的作業(yè)中,在物體浸沒水中勻速上升的過程中,船浸入水中的體積相對于動滑輪A未掛物體時變化了2dm3;在物體全部露出水面勻速上升的過程中,船浸入水中的體積相對于動滑輪A未掛物體時變化了3dm3,卷揚機所做的功隨時間變化的圖像如圖29所示。物體浸沒在水中和完全露出水面后卷揚機對鋼絲繩的拉力分別為T1、T2,且T1與T2之比為57。鋼絲繩的重、滑輪與軸的摩擦及水對物體的阻力均忽略不計。(g取10N/kg)求:(1)物體的重力G;(2)物體浸沒在水中勻速上升的過程中,滑輪組AB的機械效率;(3)物體全部露出水面后勻速上升的速度v物。甲F1F浮G 乙F2G圖8【答案】解:(1)物體甲
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