中考力學(xué)綜合計算題壓軸題(配詳細(xì)答案)

1、北京中考物理力學(xué)壓軸題練習(xí)1 .如圖 24 所示,質(zhì)量為60kg 的工人在水平地面上,用滑輪組把貨物運(yùn)到高處。第一次運(yùn)送貨物時,貨物質(zhì)量為130kg, 工人用力F1 勻速拉繩,地面對工人的支持力為N1,滑輪組的機(jī)械效率為 1;第二次運(yùn)送貨物時,貨物質(zhì)量為90 kg,工人用力F2勻速拉繩的功率為P2,貨箱以 0.1m/s的速度勻速上升,地面對人的支持力為N2,輪摩擦 , g 取 10N/kg)求 :(1)動滑輪重和力F1 的大小 ;(2)機(jī)械效率 1;(3) 功率P2。N1 與N2之比為2:3。 (不計繩重及滑圖 2441解：( 1)第一次提升貨物時，以人為研究對象N1G人F1N1繩對人的拉力與

2、人對繩的拉力相等，F(xiàn)1F1G人F1G1 G動第二次提升貨物時，以人為研究對象F2N2 G 人F2N2繩對人的拉力與人對繩的拉力相等，F(xiàn)2F2G人F2G2G動1分N12N231分1分1分1分把數(shù)據(jù)分別帶入以上5 個式子，解得：G動300 NF1=400NF2=300N（ 2）第一次運(yùn)送貨物時滑輪組的機(jī)械效率：W有G1h1300J8125%181.25%W總F14h 400 4J（ 3）第二次貨物上升速度為0.1m/s，人勻速拉繩的速度為v 2 4 0.1m/s 0.4m/sP2 F2v2 300N 0.4m/s 120W2 .火車與公路交叉處設(shè)置人工控制的欄桿，圖22 是欄桿的示意圖。欄桿全長A

3、B=6m，在欄桿的左端安裝配重，使欄桿和配重總體的重心位于O 點。欄桿的P 點安裝轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸與支架 C 連結(jié)，使欄桿能繞P 在豎直平面無摩擦轉(zhuǎn)動，支架C 用兩塊木板做成，中間空隙可以容納欄桿。欄桿的B 端擱置在支架D 上，當(dāng)支架D 上受到壓力為F D時，欄桿恰好在水平位置平衡。當(dāng)體重為G 人 的管理人員雙腳站在水平地面時，他對地面的壓強(qiáng)是p1；當(dāng)他用力F1 豎直向下壓A 端，使欄桿的B 端剛好離開支架，此時人雙腳對地面的壓強(qiáng)是p2。管理人員繼續(xù)用力可使欄桿逆時針轉(zhuǎn)動至豎直位置，并靠在支架C 上?；疖囈ㄟ^時，他要在A端用力F2使欄桿由豎直位置開始離開支架C，使欄桿能順時針轉(zhuǎn)動直至欄桿B 端又?jǐn)R

4、置在支架 D 上。 已知 AP=OP=1m， PE=m， O 點到欄桿下邊緣的距離OE=0.5m， p1 p2=2 1，欄桿與配重的總重G 桿 =240 3 N。求： （ 1 ） FD（ 2） G 人（ 3） F2的最小值，此時F2的方向。 （計算和結(jié)果可帶根號）（ 6 分）2213解：（ 1）支架 D 受到的壓力FD 與支架 D 對桿的支持力FB 是一對相互作用力，F(xiàn)D = FB根據(jù)杠桿平衡條件F1 l1 = F2 l2，得到：G 桿 PE = FD PBFD = G1 桿 PE/PB =240 3 N（3/2） m/5m = 72NG 桿 PE = F1 APF1 = G1桿 PE/PA

5、=240 3 N（3 /2） m/1m = 360N（ 2） 人站在水平地面對地面的壓強(qiáng)P1=G 人 /S， S為人與地面的接觸面積，用力 F1 后，F(xiàn)1= F1，對地面的壓強(qiáng)P2=（ G 人 F1， ） /SP1 P2=2 1即：G 人 /S（ G 人 F1， ） /S =2 12（ G 人 360N ） = G 人 G 人 =720N（ 3）當(dāng)欄桿在豎直位置時，欄桿重力的力臂為OE，在 A 點沿水平方向向右，可以使力臂最長，最省力。根據(jù)杠桿平衡條件G 桿 OE = F2 PAF2= G1桿 OE/PA =240 3N 0.5m/1m = 1203 N注：其他解法正確，可相應(yīng)給分解：(1)

6、F 支 =F 壓 =P 人 S人=8.75 103 Pa40010-4 m2=350N(2) F 拉 =G 人 F 支 = 600N-350N=250NF 浮 = 水 gVA= 1 103 kg/m3 10N/ kg 0.0 1 m3=100NGA+G 動 =2F 拉 +F 浮 =2 250N+100N=600NGA+G 動 = 600NB 在空氣中: B=GBh=80% (GB G動 )hGA： GB=5： 12由式可得GA=375NG 動 =225 NGA375N A=3gVA 10N /kg 0.01m3=3.75 103 kg/m3(3) A 在水中(GA F浮 )h 375N 100

7、N A=55%F 拉2h 2 250N(4) P=F 拉 v 拉 = 2 v 物2375N 225N22 0.2m/s = 120W圖 224 （ 7 分）解： （ 1 ） GSp18 104N2 107 Pa4 10 3m21 分）G物p3S G 2.5 107Pa 4 10 3m2 8 104N 2 104NF浮水 gV排103kg/m3 10N/kg 0.5m3 5000N2）重物浸沒在水中上升時，滑輪組的機(jī)械效率：G G 物 F浮p2S8 104 N 2 104 N 5000N4 10 3m22.375 107 Pa1 分）1 分）W有（ G 物F浮 ） hG 物 F 浮W總G物 F浮

8、 G動 h G物F浮G動80 0 02 104N 0.5 104N442 104N 0.5 104N G動G 動 =3750N（1 分）設(shè)鋼絲繩上的力在出水前后分別為F1、 F2，柱塞對吊臂支撐力的力臂為L1，鋼絲繩對吊臂拉力的力臂為L2。根據(jù)杠桿平衡條件可知：N1L1=3F1L2 ；N2L1=3F2L2（1 分）11N 1 = F1F1= （ G 物 F 浮 + G 動 ）F2= （ G 物 + G 動 ）N2 F233N1G物F浮 G動N2G物G動1 分）20000N 5000N 3750N 15=20000N 3750N193）出水后鋼絲繩上的力：F2= （G 物 +G 動 ）/3重物上

9、升的速度v 物 ，鋼絲繩的速度v 繩 v 繩 =3v物P=F2 v繩P11875Wv 繩 =1.5m/ sF21 （20000N 3750N）31v繩1.5m/s 0.5m/s1 分）5解：根據(jù)題意可得N1 G機(jī)F1N2 G機(jī)F21分1F1 1 （G1 G動 ）51F2（G2 G動 ）1分5以上四式聯(lián)立并代入N15N2715 m機(jī) g（m1g G動 ）可得： 5571m機(jī) g（m2g G動 ）5將已知條件代入上式計算得：G動800NF1F2N1N2G1G21分1分11F1(m1g G動 ) = (320kg 10N /kg 800N) 800N1分55G1G1 G動320kg 10N/kg 8

10、0%320kg 10N /kg 800N1分5如圖25 所示，某工地用固定在水平地面上的卷揚(yáng)機(jī)（其內(nèi)部有電動機(jī)提供動力）通過滑輪組勻速提升貨物，已知卷揚(yáng)機(jī)的總質(zhì)量為120kg，工作時拉動繩子的功率恒為400W。第一次提升質(zhì)量為320kg 的貨物時，卷揚(yáng)機(jī)對繩子的拉力為F1，對地面的壓力為N1；第二次提升質(zhì)量為240kg 的貨物時，卷揚(yáng)機(jī)對繩子的拉力為F2，對地面的壓力為N2。已知N1與 N2之比為 5： 7，取g=10N/kg，繩重及滑輪的摩擦均可忽略不計。求：1）卷揚(yáng)機(jī)對繩子的拉力F 1 的大小；2）第一次提升貨物過程中滑輪組的機(jī)械效率；3）前后兩次提升貨物過程中貨物豎直向上運(yùn)動的速度之比。

11、P1(GG)v1F1F25(G2G動)240kg10N/kg800N4v2PF11 (GG)320kg10N/kg800N5F251動6. 小林設(shè)計了一個由蓄水罐供水的自動飲水槽，如圖18 所示，帶有浮球的直桿AB能繞O點轉(zhuǎn)動。C為質(zhì)量與厚度不計的橡膠片，AC 之間為質(zhì)量與粗細(xì)不計的直桿，當(dāng)進(jìn)水口停止進(jìn)水時，AC與 AB垂直，桿AB成水平靜止?fàn)顟B(tài)，浮球B恰沒于水中。浮球B的體積為 1 10-4m3，此時橡膠片恰好堵住進(jìn)水口，橡膠片C距槽中水面的距離為0.1m 。進(jìn)水管的橫截面積為4cm2， B點為浮球的球心，OB=6AO。 不計桿及浮球的自重（ g取 10N/kg） 。求： （ 1）平衡時細(xì)桿

12、對橡膠片C的壓力大?。唬?2）蓄水罐中水位跟橡膠片處水位差應(yīng)恒為多少米？解： （ 1）以杠桿為研究對象，受力分析如圖5 所示。杠桿處于水平平衡狀態(tài)，所以有：FA LA F 浮 LBFA LA 水 gVB6LA （1 分 ）FA 1. 0 103 kg/m3 10N/kg 10-4m3 6 6N （1 分 ）因為橡膠片C受到的壓力FC與FA 為相互作用力，大小相等。所以FC =6N2）以橡膠片C 為研究對象，受力分析如圖6 所示。Fa5F2CFaF1其中，水槽中水對橡膠片C 的壓力為F1；蓄水罐中水對物體C 的壓力為F2圖 6橡膠片 C 處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以有：F2 FA F1（ 1 分）F1 p

13、1Sc 水 gh1Sc 1. 0 103 kg/m3 10N/kg 0. 1m 4 10-4 m20.4 N （ 1 分 ）F2p2Sc水gh2Sc1.0103kg/m310N/kg h水 410-4m2因為 F A 與F A大小相等，所以有：1. 0 103 kg/m 3 10N/kg h 水 4 10-4 m2 6N+ 0.4 N （ 1 分）解得 h 水 1. 6m（ 1 分）（其他答案正確均可得分）7如圖23 所示，質(zhì)量為70kg 的工人站在岸邊通過一滑輪組打撈一塊沉沒在水池底部的石材，該滑輪組中動滑輪質(zhì)量為5kg。 當(dāng)工人用120N 的力拉滑輪組的繩端時，石材仍沉在水底不動。工人繼續(xù)

14、增大拉力將石材拉起，在整個提升過程中，石材始終以0.2m/s 的速度勻速上升。在石材還沒有露出水面之前滑輪組的機(jī)械效率為 1，當(dāng)石材完全露出水面之后滑輪組的機(jī)械效率為 2。在石材脫離水池底部至完全露出水面的過程中，地面對人的支持力的最大值與最小值之比為29： 21。繩重及滑輪的摩擦均可忽略不計，石材的密度 石 =2.5 103kg/m3，取g=10N/kg ，求：（ 1）與打撈前相比，當(dāng)人用120N 的力拉繩端時，水池底部對石材的支持力變化了多少；2） 1 與 2的比值；3）當(dāng)石材完全露出水面以后，人拉繩子的功率。解：（ 1） 池底部對石材的支持力的變化等于滑輪組下端繩子拉石材的拉力變化： F

15、= T=3F-G 動 =3 120N-50N=310 。（ 2）石材浸沒在水中時，人拉繩端的力G石G動F浮F拉 13，其中石材所受浮力F 浮 = 水 g 排 =G 石 水 / 石 。石材在空氣中時，人拉繩端的力G石G動F拉 2。3設(shè)石材浸沒在水中被拉起時地面對人的最大支持力為N1，石材在空氣中時地面對人的最小支持力為N2，所以對于石材浸沒在水中和在空氣中分別有G 人 =N1+F 拉 1， G 人 =N2+F 拉 2，因為 F 拉 1 與 F 拉 1 大小相等，F(xiàn) 拉 2 與 F 拉 2 大小相等，又因N1：N2=29： 21，代入數(shù)據(jù)解得G 石 1000，F(xiàn) 浮 400。1石材浸沒在水中時滑輪

16、組的機(jī)械效率 1= G石F浮，1 G 石G 動F浮G石石材完全露出水面之后滑輪組的機(jī)械效率 2= G石G動 ，11 G石F浮G石 G動2 G石G動F浮G石1000N 400N1000N 50N= 63 。1000N 50N 400N1000N（ 3）人拉繩的功率P=F 拉 2 nv= （ G 物 + G 動 ） v 物=（ 1000N+50 ）0.2m/s=210W。1分說明：其他解法正確的同樣得分。9如圖21 所示，某工地用固定在水平工作臺上的卷揚(yáng)機(jī)（其內(nèi)部有電動機(jī)提供動力）通過滑輪組勻速提升貨物，已知卷揚(yáng)機(jī)的總質(zhì)量為120kg，工作時拉動繩子的功率恒為400W。第一次提升質(zhì)量為320kg

17、的貨物時，卷揚(yáng)機(jī)對繩子的拉力為F1，對工作臺的壓力為N1；第二次提升質(zhì)量為240kg 的貨物時，卷揚(yáng)機(jī)對繩子的拉力為F2，對工作臺的壓力為N2。已知N1 與 N2之比為25： 23，取 g= 10N/kg，繩重及滑輪的摩擦均可忽略不計。（ 6分）求：（ 1）卷揚(yáng)機(jī)對繩子的拉力F 1 的大小；（ 2）第一次提升貨物過程中滑輪組的機(jī)械效率；（ 3）前后兩次提升貨物過程中貨物豎直向上運(yùn)動的速度之比。解： （ 1 ）由題意可知，卷揚(yáng)機(jī)重為m 機(jī) g，被提升貨物重為mg。設(shè)動滑輪重為G 動 ，對卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行受力分析可知：F 支 =m 機(jī) g+F 拉 ，壓力 N= F 支 。 （畫圖也可）1 分，1對滑輪組

18、進(jìn)行受力分析，所以有：F ， 拉 = 1 （ mg+G 動 ） 。N1N21（m1g G動 ）m機(jī) g525123（m2g G動 ） m機(jī) g51分解得動滑輪重F1=（ m1g+ G動 ）G 動 =800N51=（320kg 10N/kg 800N） 800N 。51分2）第一次提升貨物過程中滑輪組的機(jī)械效率：W有m1 ghW總F15h320 kg 10N/kg80001分3）由第（1）問可得F2= 1 （ m2g+G 動 ） =640N5因 P= WFs =Fv，且卷揚(yáng)機(jī)拉動繩子的功率恒為400W，所以前后兩次提升貨物過程中，貨物豎直向上運(yùn)動的速度之比為v1v2F2F11 分10 如圖所示，

19、AB 是一杠桿，可繞支點O 在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，AO： OB=2： 3， OD： DB=1 ：1，滑輪重為100N 。當(dāng)在B 點施加大小為F 的豎直向下的拉力時，杠桿在水平位置平衡，邊長為0.2m 的正方體M 對水平地面的壓強(qiáng)為7500pa；當(dāng)在D 點施加大小為F 的豎直向下的拉力時，杠桿在水平位置平衡，正方體 M 對水平地面的壓強(qiáng)為15000pa。（不計杠桿重、繩重和摩擦，圖中各段繩子所受拉力均沿豎直方向）求： （ 1）正方體M 的受到的重力；（ 2）拉力F 的大小解：當(dāng) F 作用 B 點時， A 點受拉力為F 1。正方體M 受拉力為f1，受重力為G，受支持力為 N1N1F1 2k=F 3kF

20、1 = 1.5Ff11分f1= 3F-100N1分N 1= P1S= 7500 pa 0.04m2 = 300N1分N 1= G -（ 3F-100N）200N = G -3F f2。受重力為G，受支持力為F 作用 D 點時， A 電受拉力為F 2，正方體M 受拉力為N2F2N2f2M27F2 2k=F 1.5kF2=0.75F f2+100N = 1.5 FN2=P2S=15000pa 0.04m2=600N 600N+ f2= G500N= G -1.5F 1分由兩式得F = 200N1 分G = 800N1 分12 體重為 510N 的人，站在水平地面上對地面的壓強(qiáng)為p1, .如圖 20

21、 所示，用滑輪組拉物體 A 沿水平方向做勻速運(yùn)動，此時人對地面的壓強(qiáng)為p2,壓強(qiáng)變化了2750pa。已知人一只腳的面積是200cm2，滑輪組的機(jī)械效率為80%。 （不計繩重和摩擦，地面上的定滑輪與物體A 相連的繩子沿水平方向，地面上的定滑輪與動滑輪相連的繩子沿豎直方向，人對繩子的拉力與對地面的壓力始終豎直向下且在同一直線上， ） 。求：（ 1）繩對人的拉力；（ 2）物體A 與地面的摩擦力； （ 3）若在物體A 上再放一個物體B,滑動摩擦力增大了 30N,此時該裝置的機(jī)械效率是多少？（7 分）解： （1）FFPS27505 Pa4102m2110 N 2 分（ 2） f2Ff 2F 80% 2

22、110N 176 N 1 分1（ 3） FG動 f2G動 2F f 2 110N 176 N 44 N 1 分f 176 N +30 N 206 N1 分 fG動 f206N44N 206N82.4%2分13圖24是某水上打撈船起吊裝置結(jié)構(gòu)示意簡圖。某次打撈作業(yè)中，該船將沉沒于水下50 m3，質(zhì)量圖 24深處的一只密封貨箱以0. 1m/s的速度勻速打撈出水面，已知該貨箱體積為是 200t。 ( g取 10N/kg，忽略鋼纜繩重及其與滑輪間的摩擦 , 不考慮風(fēng)浪、水流等因素的影響。)(1) 貨箱完全浸沒在水中時受到的浮力是多少?(2) 貨箱完全出水后，又被勻速吊起1 m，已知此時鋼纜繩拉力F為

23、6. 25 105 N，起吊裝置的滑輪組機(jī)械效率是多少?(3) 貨箱未露出水面時, 鋼纜繩拉力的功率為多少?解： （ 1） F 浮 = 液 V排 g = 1.0 103 kg/m3 50m3 10N/kg= 5 105N（ 2）露出水面后:W有G物m物 g 200 103kg 10N/kg580%W總nF拉nF拉4 6.25 105 N（ 3）露出水面后:由 F= G物G動 , 可得 :4G 動 =4F G 物 =4 6.25105N 2 106N=5 105 N露出水面前: G物 G動F浮2 10 N 5 105N 5 105N5F5 10 N44v 鋼纜 =n v 物 =4 0.1 m/s

24、 = 0.4 m/sP=F v鋼纜 = 5 105N 0.4 m/s = 2 105W14某橋梁施工隊的工人用如圖18 所示的滑輪組勻速打撈沉在水中的工件A。已知工件的質(zhì)量為 100kg，工人的質(zhì)量為70kg。工件A 打撈出水面之前與工件完全被打撈出水后工人對地面的壓力之比為15： 2，工件在水中時，滑輪組的機(jī)械效率為60% 。若不計摩擦、繩重及水的阻力，g 取 10N/kg 。求：1 ）工件A浸沒在水中時所受的浮力F浮 ；2）工件A 完全打撈出水面后，滑輪組的機(jī)械效率2 ；3）工件A 完全打撈出水面后，以0.2m/s 的速度被勻速提升，工人拉繩的功率P2。 （ 7分）1 ）以人為研究對象，其

25、受力情況如圖甲、乙所示。（1 分）G人 F1 N1， N1 G人F1 ；G人F2N2， N2G人F2 ；工人受到地面的支持力與工人對地面的壓力大小相等；繩對 人的拉力與人對繩的拉力大小相等。N1N1 G人 F115N2N2 G人F2 2（1 分）又 1 W有 （ G物F浮 ） h G物F浮60%W總F1S2F1F1G物G動F浮2G物G動（1 分）將、式代入、式，并且將G人 m人 g 70kg 10N / kg 700N 和G物 m物 g 100kg 10N /kg 1000N 代入后可解得G動 320N （1 分）G物F浮1000N F浮由式得：60%G物G動F浮1000N 320N F浮解得

26、F浮520N ，則F1 400 N， F2 660N （1 分）（ 2）（ 3）15在圖W有G物G物1000N276% （1 分）2 W總2F2 G物G動1000N 320NP2F2v2F2 2v物 1320N0.2m/ s264W（1 分）23 所示裝置中，甲物重G 甲 10N ，乙物重G 乙 是動滑輪重G 輪 的 8 倍。物體乙跟地面的接觸面積為1.5 102m2。輕桿AB 可以繞O 點轉(zhuǎn)動，且OAOB 21。不計軸摩擦，裝置如圖所示處于平衡狀態(tài)時，乙對水平地面的壓強(qiáng)P 2 103Pa。求：此時動滑輪對物體乙的拉力F 拉 ；若在物體甲下面再加掛物體丙，恰使物體乙對地面的壓強(qiáng)23為零。求：丙

27、的物重G 丙 。杠桿平衡：G 甲 OA F B OB1分FB OA G 甲 2 10N 20N OB1對動滑輪進(jìn)行受力分析如圖甲1分3F B F 拉 G 輪 G 輪 3FB F拉對物體乙進(jìn)行受力分析如圖乙1分G 乙 F 拉 F 支 G輪3FB F拉1G乙F 拉 F支824FB 8F 拉 F 拉 F 支 11F 拉 （24F B F 支 ）（24FB pS） 1 （24 20N 2 103Pa 1.5 10 2m2） 50N1 分G 輪 3FB F 拉 3 20N 50N 10NG 乙 8G 輪 8 10N 80N物體乙對地面的壓強(qiáng)為零時，即地面對物體乙的支持力F 支 為零此時物體乙受力F 拉

28、G 乙 80N 1 分動滑輪受力3FB F 拉 G 輪FB 1 (F 拉 G 輪 ) 1 (80N 10N) 30N 33杠桿平衡：FA OA FB OB對杠桿 A 端進(jìn)行受力分析如圖丙FA G 甲 G 丙G 丙 OB FB G 甲 1 30N 10N 5N 1 分OA216如圖25 所示，是一個上肢力量健身器示意圖。配重A 受到的重力為350N ，其底面積為5 10-2m2。 B、 C 都是定滑輪，D 是動滑輪；杠桿EH 可繞 O 點在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，OE=3OH 。 小明受到的重力為500N， 當(dāng)他通過細(xì)繩在H 點分別施加豎直向下的拉力T1、T2時，杠桿兩次都在水平位置平衡，小明對地面的壓

29、力分別為F1、 F 2，配重A受到的拉力分別為FA1、 FA2，配重A對地面的壓強(qiáng)分別為p1、 p2，且兩次 A 對地面的壓強(qiáng)相差2 103Pa。已知F1 F2 4 3， p1p2 3 2 。杠桿 EH 和細(xì)繩的質(zhì)量及滑輪組裝置的摩擦力均忽略不計。求：(1) 拉力FA2 與 FA1 之差；(2) 小明對地面的壓力F 1 ；3)當(dāng)小明通過細(xì)繩在H 點施加豎直向下的拉力T 3時，配重 A 勻速上升2cm, 此時滑輪組的機(jī)械效率 。(請畫出相關(guān)受力分析圖)圖 25答案： (1) FA2- FA1=100N；(2) F 1 =400N ；3) =87.5% 。17. 如圖 27 所示， 是利用器械提升重物的示意圖。當(dāng)某人自由 站在水平地面上時，他對地面的壓強(qiáng)P0=2 104Pa；當(dāng)滑輪下未掛重物時，他用力勻速舉起杠桿的A端，使杠桿在水平位置平衡時，他對地面的壓強(qiáng)P1=2.375 104Pa；當(dāng)滑輪下加掛重物G后，他用力勻速舉起杠桿的A端，使杠桿在水平位置平衡時，他對地面的壓強(qiáng)P2=5.75 104Pa。假設(shè)這個人用的力和繩端B 用的力始終沿豎直方向，加掛重物前后他對杠桿A 端施加的舉力分別為F1、 F2，已知F2=1500N。 （杠桿、繩重和機(jī)械間摩擦忽略不計，g取 10N/kg）求： （ 1 ） F1 與 F2之比；2）人的質(zhì)量m人 ；3）當(dāng)重物G被勻速提升過程中，滑輪組的