力學(xué)綜合計(jì)算(難題)

1、力學(xué)綜合計(jì)算專(zhuān)題:常見(jiàn)的解題方法1. 整體法2. 單獨(dú)法專(zhuān)題:常見(jiàn)的題型分類(lèi)1. 常規(guī)比例題型2. 特殊滑輪題型3. 杠桿滑輪組合題型4. 起重機(jī)題型5. 水箱題型6. 黑箱題型7. 打撈船題型8. 雙支點(diǎn)題型題型一、常規(guī)比例題型【題1】 (2016hd1)用如圖所示的滑輪組提升物體A，物體A受到的重力大小為GA在勻速豎直提升物體A的過(guò)程中，物體A上升的速度大小為vA，滑輪組的機(jī)械效率為已知：GA=800N，vA=0.4m/s，=80%，繩重、輪與軸的摩擦均可忽略不計(jì)求：（1）動(dòng)滑輪所受的重力G動(dòng)；（2）拉力F做功的功率P【答案】（1）200N；（2）400W【題2】 (2016xc1)用如圖

2、所示的滑輪組從水中提升物體A，物體A完全在水面下勻速豎直上升的過(guò)程中，卷?yè)P(yáng)機(jī)加在繩子自由端豎直向下的拉力為F，滑輪組的機(jī)械效率為已知：F=400N，=80%，物體A的體積V=9dm3，g取10N/kg，繩重、輪與軸的摩擦及水的阻力均忽略不計(jì)求：（1）物體A的浮力F浮（2）物體A所受的重力GA【答案】（1）90N；（2）730N；【題3】 (2016hr1)用如圖甲所示的滑輪組提升物體M，已知被提升的物體M重為760N，卷?yè)P(yáng)機(jī)加在繩子自由端的拉力F將物體M以0.5m/s的速度勻速提升到10m的高度拉力做的功W隨時(shí)間t的變化圖象如圖乙所示，不計(jì)繩重和滑輪與軸的摩擦（1）滑輪組提升重物所做的有用功W

3、有；（2）滑輪組提升重物的機(jī)械效率；（3）動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)【答案】（1）7600J；（2）95%；（3）40N.【題4】 （15cy1）如圖所示，是某科技小組設(shè)計(jì)的打撈水中物體裝置的示意圖在湖底有一個(gè)體積為0.02m3實(shí)心鑄鐵球，其所受重力為1400N，現(xiàn)用滑輪組將鑄鐵球打撈出水面，鑄鐵球浸沒(méi)在水中和完全露出水后作用在繩子自由端的拉力分別為F1、F2，且F1：F2=15：17作用在繩子自由端的拉力做功的功率保持340W不變不考慮滑輪組摩擦、繩重和水的阻力，g取10N/kg求：（1）鑄鐵球浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力；（2）鑄鐵球浸沒(méi)在水中勻速上升的過(guò)程中，滑輪組的機(jī)械效率；（3）鑄鐵球提出水面后勻速

4、上升的速度【答案】（1）200N；（2）80%；（3）0.2m/s.【題5】 用如圖甲所示的滑輪組提升水中的物體M1，動(dòng)滑輪A所受重力為G1，物體M1完全在水面下以速度v勻速豎直上升的過(guò)程中，卷?yè)P(yáng)機(jī)加在繩子自由端的拉力為F1，拉力F1做功的功率為P1，滑輪組的機(jī)械效率為；為了提高滑輪組的機(jī)械效率，用所受重力為G2的動(dòng)滑輪B替換動(dòng)滑輪A，如圖乙所示，用替換動(dòng)滑輪后的滑輪組提升水中的物體M2，物體M2完全在水面下以相同的速度v勻速豎直上升的過(guò)程中，卷?yè)P(yáng)機(jī)加在繩子自由端的拉力為F2，拉力F2做功的功率為P2，滑輪組的機(jī)械效率為.已知:G1G2=30N，=5%，M1、M2兩物體的質(zhì)量相等，體積V均為4

5、10-2m3，g取10N/kg，繩重、輪與軸的摩擦及水的阻力均可忽略不計(jì).求:（1）物體M1受到的浮力F?。唬?）拉力F1與F2之比；（3）物體M1受到的重力G.【答案】（1）400N （2）16:15 （3）760N 【題6】 如圖所示，某工地用固定在水平工作臺(tái)上的卷?yè)P(yáng)機(jī)（其內(nèi)部有電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力）通過(guò)滑輪組勻速提升貨物，已知卷?yè)P(yáng)機(jī)的總質(zhì)量為120kg，工作時(shí)拉動(dòng)繩子的功率恒為400W.第一次提升質(zhì)量為320kg的貨物時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)繩子的拉力為F1，對(duì)工作臺(tái)的壓力為N1；第二次提升質(zhì)量為240kg的貨物時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)繩子的拉力為F2，對(duì)工作臺(tái)的壓力為N2.已知N1與N2之比為25:23，取g=10

6、N/kg，繩重及滑輪的摩擦均可忽略不計(jì).求:（1）卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)繩子的拉力F1的大??；（2）第一次提升貨物過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率；（3）前后兩次提升貨物過(guò)程中貨物豎直向上運(yùn)動(dòng)的速度之比.【答案】（1）800N；（2）80%；（3）4:5.【題7】 由同種材料制成的實(shí)心正方體A、B放在水平地面上，對(duì)地面的壓強(qiáng)分別是PA、PB，且PA:PB=1:2.用如圖（a）所示的甲、乙兩滑輪組分別勻速提升A、B兩物體，甲、乙中動(dòng)滑輪重均為G動(dòng)，不計(jì)繩重和摩擦，繩子自由端的拉力之比F1:F2 =5:22，求:（1）A、B兩物體的邊長(zhǎng)之比LA:LB；（2）動(dòng)滑輪重與物體A重之比；（3）若一個(gè)質(zhì)量為60kg的人站在地面上

7、，利用如圖（b）所示的另一個(gè)滑輪組，從水中將物體A勻速提起，提升過(guò)程中，滑輪組的機(jī)械效率隨物體A被提升高度h變化的關(guān)系圖像如圖（c）所示.不計(jì)繩重和摩擦，物體A在露出水面前和完全露出水面后，人對(duì)地面的壓力之比是多少？（g取10N/kg）（a）甲乙F1AF2B（c）h/cm/%50602040608008070（b）A【答案】（1）1:2（2）1:4（3）29:28【題8】 質(zhì)量為80kg的工人利用滑輪組按如圖23所示的方式把貨物和人運(yùn)到高處。第一次運(yùn)送時(shí)，放入貨箱的貨物質(zhì)量為140kg，工人用力F1勻速拉繩，貨箱以0.1m/s的速度勻速上升，貨箱對(duì)工人的支持力為N1，滑輪組的機(jī)械效率為1 ；第

8、二次運(yùn)送時(shí)，放入貨箱的貨物質(zhì)量為120 kg，工人用力F2勻速拉繩的功率為P2 ，貨箱以0.2m/s的速度勻速上升，貨箱對(duì)工人的支持力為N2 。N1與N2之比為4:5（不計(jì)繩重及滑輪摩擦，g取10N/kg）求：（1）貨箱和動(dòng)滑輪的總質(zhì)量m（2）功率P2（3）機(jī)械效率1（計(jì)算結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位）【答案】（1）20kg （2）440W（3）92%【題9】 如圖所示，是工人用來(lái)粉刷樓房外墻壁的簡(jiǎn)易升降裝置示意圖，其上端固定在樓頂，工人用力拉繩子，裝置可使工人與粉刷涂料及工具乘工作臺(tái)升至所需高度，工人將繩子固定后進(jìn)行粉刷墻壁工作。已知工作臺(tái)的底面積為1.5 m2，涂料和工具質(zhì)量為10 kg，當(dāng)工人

9、用200 N的力豎直向下拉繩子時(shí)，工作臺(tái)對(duì)地面的壓強(qiáng)為200 Pa；工人用力F1豎直向下拉繩子使自己勻速上升至某一高度進(jìn)行粉刷工作，此時(shí)該裝置機(jī)械效率為1；粉刷工作結(jié)束后，工人不慎將涂料桶和工具跌落地面，工人用力F2繼續(xù)豎直向下拉繩子使自己又勻速上升了2m，查看一下墻壁情況，此過(guò)程該套裝置的機(jī)械效率為2。已知1 : 2 =28:27(g取10 N/kg，不計(jì)繩重及摩擦)。求：(1) 動(dòng)滑輪和工作臺(tái)的總重(2) F1和F2的比值【答案】（1）200N （2）9:8【題10】 如圖所示，科技館里甲、乙兩位同學(xué)利用滑輪組把自己勻速提升至高處。如圖31甲所示，甲同學(xué)勻速提升自已時(shí)的拉力F1為120N，

10、滑輪組提升甲同學(xué)的機(jī)械效率為1；如圖31乙所示，乙同學(xué)利用另一套滑輪組勻速提升自已時(shí)的拉力F2為80N，滑輪組提升乙同學(xué)的機(jī)械效率為2。已知1:2=10:9，甲同學(xué)勻速提升自己時(shí)對(duì)吊板的壓力N1與乙同學(xué)勻速提升自己時(shí)對(duì)吊板的壓力N2之比為19:23，甲、乙兩位同學(xué)拉力的功率相等。不計(jì)繩重和滑輪軸摩擦。求：（1）在勻速提升自己時(shí)，甲、乙兩同學(xué)上升速度之比；（2）甲、乙兩位同學(xué)各自所受的的重力G甲和G乙。【答案】（1）6 :5 （2）G甲=500N，G乙=540N 【題11】 （2016ft1）如圖是某種升降電梯工作原理圖，它由轎廂、配重、纜繩、滑輪和電動(dòng)機(jī)等部件組成，連接轎廂的兩根纜繩非常靠近，

11、轎廂空載時(shí)的質(zhì)量是310kg，配重的質(zhì)量是300kg，某次電梯載貨量為100kg，當(dāng)電梯勻速上升15m，所用的時(shí)間為10s，（不計(jì)纜繩重力和輪與軸之間的摩擦，g取10N/kg）在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，求：（1）轎廂的速度大??；（2）配重重力對(duì)配重做的功；（3）電動(dòng)機(jī)的功率【答案】（1）1.5m/s（2）4.5104J （3）1650W【題12】 某科技小組設(shè)計(jì)的提升重物的裝置如圖甲所示.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(guò)滑輪組提升重物, 滑輪組由動(dòng)滑輪P和動(dòng)滑輪Q(動(dòng)滑輪P和動(dòng)滑輪Q的質(zhì)量相等)以及安裝在水平桿CD上的兩個(gè)定滑輪組成. 小亮以拉力F1勻速豎

12、直提升物體A的過(guò)程中, 物體A的速度為v1, 滑輪組的機(jī)械效率為. 小亮以拉力F2勻速豎直提升物體的過(guò)程中, 物體的速度為, 滑輪組的機(jī)械效率為. 拉力F1、F2做的功隨時(shí)間變化的圖像分別如圖乙中、所示. 已知:, 物體A和物體B的質(zhì)量之比為1:3, (不計(jì)繩的質(zhì)量, 不計(jì)滑輪與軸的摩擦) 求:（1） 動(dòng)滑輪的重力與物體B的重力之比；（2） 機(jī)械效率與之比. PQ【答案】（1）1:3 （2）2:3 題型三、杠桿滑輪組合題型【題13】 某科技小組設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)員利用器械進(jìn)行訓(xùn)練的示意圖的裝置，如圖所示.圖中橫桿BC可繞固定點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，OBOC=32.配重A的質(zhì)量為100kg，其底面積為51

13、02m2， E是定滑輪，D是動(dòng)滑輪，定滑輪E和動(dòng)滑輪D的質(zhì)量相同.質(zhì)量為60kg的小明站在水平地面上，當(dāng)他對(duì)橫桿C端通過(guò)細(xì)繩豎直向下的作用力為F1時(shí)，配重A對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為9103Pa，此時(shí)，他對(duì)地面的壓力為N1，動(dòng)滑輪D對(duì)配重A的拉力為FA1; 當(dāng)小明通過(guò)細(xì)繩對(duì)橫桿C端豎直向下的作用力為F2時(shí)，配重A對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為5.4103Pa，此時(shí)，他對(duì)地面的壓力為N2 ，動(dòng)滑輪D對(duì)配重A的拉力為FA2.已知N1N2 107，不計(jì)繩的質(zhì)量，不計(jì)滑輪與軸的摩擦，g取10Nkg.求:（1） 拉力FA1；（2）動(dòng)滑輪D受到的重力G；（3）當(dāng)小明通過(guò)細(xì)繩對(duì)橫桿C端豎直向下的作用力為F1時(shí)，定滑輪E對(duì)支架的

14、拉力.支架DAOBCE【答案】（1）550N（2）50N（3）450 N【題14】 （15xc1）如圖所示裝置，輕質(zhì)杠桿AB在水平位置保持平衡，O為杠桿的支點(diǎn)，OA:OB=2:3甲、乙兩容器中均裝有水，物體M浸沒(méi)在乙容器的水中已知：甲容器中活塞C（含桿AC）的質(zhì)量m0=0.5kg，活塞C的橫截面積S=400cm2，水深h1=45cm，h2=40cm，物體M的體積VM=1103cm3不計(jì)摩擦和繩重，g取10N/kg.求（1）物體M所受浮力；（2）活塞受到水的壓強(qiáng)；（3）物體M的密度【答案】（1）10N （2）50Pa（3）2103kg/m3【題15】 如圖甲所示，某工地用固定在水平工作臺(tái)上的卷?yè)P(yáng)

15、機(jī)（其內(nèi)部有電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力）通過(guò)滑輪組勻速提升貨物.為監(jiān)測(cè)卷?yè)P(yáng)機(jī)的工作情況，將固定卷?yè)P(yáng)機(jī)的工作臺(tái)置于水平杠桿的A端，杠桿的B端連接有配重C，其下方與壓力傳感器相接觸，杠桿AB可繞轉(zhuǎn)軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng).當(dāng)卷?yè)P(yáng)機(jī)提升G1=1450N的重物以速度v1勻速上升時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)的拉力為F1，滑輪組的機(jī)械效率為1，壓力傳感器顯示其對(duì)配重C的支持力為N1；當(dāng)卷?yè)P(yáng)機(jī)提升重為G2的重物以速度v2勻速上升時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)的拉力為F2，滑輪組的機(jī)械效率為2，壓力傳感器顯示其對(duì)配重C的支持力為N2.拉力F1、F2做功隨時(shí)間變化的圖像分別如圖29乙中、所示.已知卷?yè)P(yáng)機(jī)及其工作臺(tái)的總重為500N，配重C所受的重力為200N，4

16、1=32，881=872，5AO=2OB.杠桿AB所受的重力、繩的質(zhì)量和滑輪與軸的摩擦均可忽略不計(jì).求:（1）卷?yè)P(yáng)機(jī)提升重物G2時(shí)的功率；（2）動(dòng)滑輪所受的重力；（3）N1與N2的比值.甲CAOB乙900W/J1800270036000t/s1.02.00.51.5【答案】（1）1800W（2）50N（3）2:3【題16】 工人用圖所示裝置把建筑材料運(yùn)到樓頂，三個(gè)滑輪質(zhì)量相等，繩子質(zhì)量和滑輪輪與軸的摩擦不計(jì).質(zhì)量不計(jì)的杠桿AOB，O為支點(diǎn)，BO4AO，B點(diǎn)用繩子系住一個(gè)配重G1500N，配重與水平樓頂?shù)慕佑|面積為S0.2m2.當(dāng)把重為G22000N的建筑材料勻速豎直向上提起時(shí)5m，拉力F170

17、0N,此時(shí)杠桿AOB保持水平平衡.求滑輪組的機(jī)械效率和配重對(duì)樓頂?shù)膲簭?qiáng).為保持杠桿AOB始終水平平衡，用此裝置最多能勻速豎直向上拉起多重的建筑材料？F1G1G2ABO【答案】95.2%；625Pa；2750N【題17】 如圖是從井中提升重物的裝置示意圖.O點(diǎn)為杠桿AB的支點(diǎn)，OAOB23.配重C通過(guò)繩子豎直拉著杠桿B端，其質(zhì)量mC=100kg.杠桿A端連接由定滑輪和動(dòng)滑輪組成的滑輪組，定滑輪和動(dòng)滑輪的質(zhì)量均為m，滑輪組下安裝吊籃，吊籃底部固定一電動(dòng)機(jī)D，電動(dòng)機(jī)D和吊籃的總質(zhì)量m0=10kg，可利用遙控電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)繩子E端，通過(guò)滑輪組使吊籃升降，電動(dòng)機(jī)D提供的功率恒為P.當(dāng)?shù)趸@中不裝物體懸空靜止時(shí)

18、，地面對(duì)配重C的支持力N0為800N，杠桿B端受到向下的拉力為FB；將質(zhì)量為m1的物體裝入吊籃，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，當(dāng)?shù)趸@勻速上升時(shí)，地面對(duì)配重C的支持力為N1；物體被運(yùn)送到地面卸下后，又將質(zhì)量為m2的物體裝到吊籃里運(yùn)到井下，吊籃以0.6m/s的速度勻速下降時(shí)，地面對(duì)配重C的支持力為N2.已知N1N2=12，m1m2=32，不計(jì)杠桿重、繩重及摩擦，g取10N/kg.求:（1）拉力FB；（2）動(dòng)滑輪的質(zhì)量m；（3）物體的質(zhì)量m2；（4）電動(dòng)機(jī)功率P.【答案】（1）200N（2）10kg（3）60kg（4）80W【題18】 如圖所示，杠桿AB能繞固定點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，水平地面上的配重乙通過(guò)細(xì)繩豎直拉著

19、杠桿B端.已知AO:OB=2:5，配重乙與地面的接觸面積為S，且S=0.04m2.當(dāng)在動(dòng)滑輪下面掛上重200N的物體甲靜止時(shí)，豎直向上拉繩子自由端的力為T(mén)1，杠桿在水平位置平衡，此時(shí)配重乙對(duì)地面的壓強(qiáng)為P1且P1=8800Pa；如果在物體甲下面掛一個(gè)質(zhì)量為動(dòng)滑輪質(zhì)量5倍的物體丙，并把物體丙浸沒(méi)在水中靜止時(shí)，豎直向上拉繩子自由端的力為T(mén)2，杠桿在水平位置平衡.此時(shí)配重乙對(duì)地面的壓強(qiáng)為P2且P2=8200Pa.已知物體丙的密度為2.5103kg/m3，配重乙的體積為510-3m3，如果不計(jì)杠桿重、繩重和滑輪軸間摩擦，取g=10N/kg.求配重乙的密度.OAB甲乙T【答案】8103kg/m3【題19

20、】 如圖所示是某科技小組設(shè)計(jì)的一個(gè)提升重物的裝置, CD是一個(gè)以O(shè)點(diǎn)為轉(zhuǎn)軸的水平杠桿, CO:OD=3:2. 滑輪組固定在杠桿C點(diǎn), 通過(guò)固定在水平地面的電動(dòng)機(jī)勻速提升重物, 每個(gè)滑輪的質(zhì)量均為m0. 放置在水平地面上的配重E通過(guò)細(xì)繩豎直拉著杠桿D點(diǎn), 使杠桿CD始終保持水平平衡, 配重E的質(zhì)量mE為100kg. 當(dāng)電動(dòng)機(jī)用拉力F1勻速提升重物A時(shí), 滑輪組的機(jī)械效率為1, 物體A勻速上升的速度為v1; 當(dāng)電動(dòng)機(jī)用拉力F2勻速提升重物B時(shí), 滑輪組的機(jī)械效率為2, 物體B勻速上升的速度為v2. 在勻速提升重物A、B的過(guò)程中, 電動(dòng)機(jī)的功率保持不變. 已知F2-F1=50N, v1:v2=5:4

21、, 2=90%. 細(xì)繩和杠桿的質(zhì)量、滑輪與軸的摩擦均忽略不計(jì), g取10N/kg. 求: (1) 拉力F1的大小; (2) 滑輪組的機(jī)械效率1; (3) 當(dāng)電動(dòng)機(jī)用拉力F2勻速提升重物B時(shí), 配重E對(duì)地面的壓力N2. CEDO【答案】（1）200N （2）87.5% （3）137.5N【題20】 如圖所示是某科研小組設(shè)計(jì)的在岸邊打撈水中物品的裝置示意圖. 該裝置由懸掛機(jī)構(gòu)和提升裝置兩部分組成. 懸掛機(jī)構(gòu)由固定桿OD和杠桿BC構(gòu)成, O為杠桿BC的支點(diǎn), CO:OB=4:1. 配重E通過(guò)繩子豎直拉著杠桿B端, 其質(zhì)量mE=500kg. 安裝在杠桿C端的提升裝置由支架、電動(dòng)機(jī)Q、定滑輪K及動(dòng)滑輪M

22、構(gòu)成. 其中支架和電動(dòng)機(jī)Q的總質(zhì)量mQ=12kg, 定滑輪K和動(dòng)滑輪M的質(zhì)量均為m0. 可利用遙控電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)繩子, 通過(guò)滑輪組提升浸沒(méi)在水中的物品. 在一次打撈一批實(shí)心金屬材料過(guò)程中, 金屬材料浸沒(méi)在水中勻速豎直上升, 此時(shí)電動(dòng)機(jī)Q牽引繩子的功率為P1, 繩子H端的拉力為F1, 金屬材料上升速度大小為v1, 地面對(duì)配重E的支持力為N1, 滑輪組的機(jī)械效率為1; 在金屬材料全部露出水面后勻速豎直上升的過(guò)程中, 繩子H端的拉力為F2, 地面對(duì)配重E的支持力為N2, 滑輪組的機(jī)械效率為2. 已知F1=200N, v1=0.2m/s, 2=95%, N1:N2=6:1, 繩和杠桿的質(zhì)量、捆綁金屬材料的

23、鋼絲繩的質(zhì)量和體積、滑輪與軸及杠桿支點(diǎn)處的摩擦、水對(duì)金屬材料的阻力均可忽略不計(jì), g取10N/kg. 求:（1）金屬材料浸沒(méi)在水中勻速上升時(shí)電動(dòng)機(jī)牽引繩的功率P1; （2）動(dòng)滑輪M的質(zhì)量m0; （3）被打撈金屬材料的密度金. 電動(dòng)機(jī)QBCOD定滑輪K動(dòng)滑輪MH金屬材料E【答案】（1）120W （2）5kg （3）2.4103kg/m3【題21】 如圖所示，杠桿MON及支架是一個(gè)固連在一起的整體，且能繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，MONO=52.圖中正方體D通過(guò)細(xì)線(xiàn)與N相連且與水平地面的接觸面積S為810-2m2，物體B的質(zhì)量為2kg.當(dāng)物體A的質(zhì)量為9.2kg時(shí)，杠桿在水平位置上平衡，物體D對(duì)水平地面的壓強(qiáng)P1

24、為4000Pa.當(dāng)把物體A換為質(zhì)量為32kg的物體C，支點(diǎn)向左移至O，使MONO=43時(shí)，杠桿仍在水平位置上平衡，物體D對(duì)水平地面的壓強(qiáng)P2為1250Pa.（杠桿、支架和托盤(pán)的重力不計(jì)，g取10N/kg.拉物體B的細(xì)繩系于物體B上表面中央并沿豎直方向）求:（1）動(dòng)滑輪的重力；（2）物體D的重力.【答案】（1）20N（2）500N【題22】 如圖甲所示裝置中，物體甲重G甲=150N，動(dòng)滑輪重G輪=50N，人 重G人=650N.輕桿AB可以繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)， 且OA:OB=5:9.不計(jì)軸摩擦和繩重，當(dāng)輕桿AB在水平位置時(shí)，整個(gè)裝置處于平衡狀態(tài)， 地面對(duì)物體乙的支持力為F1=210N.求:（1） 物體乙受

25、到的重力G乙，若用物體丙替換物體甲，并在物體乙的下方連接一個(gè)彈簧，如圖乙所示，當(dāng)輕桿AB在水平位置時(shí)，整個(gè)裝置處于平衡狀態(tài)，彈簧對(duì)物體乙的作用力為F2=780N.（2） 此時(shí)地面對(duì)人的支持力F3.【答案】（1）840N（2）425N【題23】 如圖所示，某工地用固定在水平工作臺(tái)上的卷?yè)P(yáng)機(jī)（其內(nèi)部有電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力）通過(guò)滑輪組提升水中的物體A，卷?yè)P(yáng)機(jī)工作時(shí)的功率始終是240W.杠桿CD可繞轉(zhuǎn)軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，滑輪組固定在杠桿D端，配重E通過(guò)繩子固定在杠桿C端，杠桿始終保持水平平衡，且CO=2OD.物體A浸沒(méi)在水中被勻速提升的過(guò)程中，物體A的速度v1=0.3m/s，卷?yè)P(yáng)機(jī)的拉力為F1，滑輪組

26、的機(jī)械效率為；物體A完全離開(kāi)水面被勻速提升的過(guò)程中，物體A的速度為v2，卷?yè)P(yáng)機(jī)的拉力為F 2.已知組成滑輪組的每個(gè)滑輪質(zhì)量均相同，物體A所受的重力GA=1000N，配重E所受的重力GE=1250N，F(xiàn)1:F2=2:3.杠桿CD與所繩受的重力、滑輪與軸的摩擦均可忽略不計(jì)，g取10N/kg.求:（1）卷?yè)P(yáng)機(jī)的拉力F2； （2）滑輪組的機(jī)械效率； （3）若利用該裝置提升其它物體，能提起物體的最大質(zhì)量.卷?yè)P(yáng)機(jī)ACDOE【答案】（1）300N（2）75%（3）300kg【題24】 如圖所示，一根長(zhǎng)10m粗細(xì)不均勻的金屬路燈桿，放在水平地面上。工人豎直向下用力F1拉甲滑輪組的繩端，使路燈桿的A端恰好離開(kāi)地

27、面時(shí)，人對(duì)地面的壓力為N1，勻速略微向上提起路燈桿的過(guò)程中，滑輪組的機(jī)械效率保持不變?yōu)?；當(dāng)該工人豎直向下用力F2拉乙滑輪組的繩端，使路燈桿的B端恰好離開(kāi)地面時(shí)，人對(duì)地面的壓力為N2，勻速略微向上提起路燈桿的過(guò)程中，滑輪組的機(jī)械效率保持不變?yōu)?；N1N2 =45，F(xiàn)1F2 =95，12 =109。每個(gè)動(dòng)滑輪重均為50N，滑輪組的繩重、繩的伸長(zhǎng)和輪軸間摩擦可以忽略，g = 10N/kg。求：（1）工人重G人。（2）路燈桿重G桿。（3）起重機(jī)將路燈桿保持水平狀態(tài)吊起時(shí)，鋼纜應(yīng)系在何處？圖21BABA甲乙【答案】（1）625N（2）1000N（3）2m題型四、起重機(jī)題型【題25】 如圖是液壓汽車(chē)起重

28、機(jī)提升重物的示意圖.A是動(dòng)滑輪，B是定滑輪，C是卷?yè)P(yáng)機(jī)，D是油缸，E是柱塞.卷?yè)P(yáng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使鋼絲繩帶動(dòng)動(dòng)滑輪上升，同時(shí)提升重物.提升重物前，起重機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng) P11.8107Pa，當(dāng)提升重物甲勻速上升時(shí)，起重機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng)P22.175107Pa，當(dāng)提升重物乙勻速上升時(shí)，起重機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng)P32.3107Pa.假設(shè)起重時(shí)柱塞沿豎直方向，提升重物甲、乙柱塞對(duì)吊臂的支撐力分別為N1和N2，N1=3.6104N、N2=4.5104 N.吊臂、定滑輪、鋼絲繩的重以及輪與繩的摩擦不計(jì).（g取10N/kg）求:（7分）（1）被提升兩物體的重力之比；（2）提升重物乙勻速上升時(shí)，滑輪組AB的機(jī)械效率；（3）如果

29、勻速提升重物甲時(shí)卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引力的功率為4.56kw，重物甲上升的速度為0.4m/s，那么重物甲的重力是多少？ABDCEOF【答案】（1）3:4（2）80%（3）8550N【題26】 如圖所示是液壓汽車(chē)起重機(jī)從水中打撈重物的示意圖. A是動(dòng)滑輪, B是定滑輪, C是卷?yè)P(yáng)機(jī), 是油缸, 是柱塞. 卷?yè)P(yáng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使鋼絲繩帶動(dòng)動(dòng)滑輪上升, 同時(shí)提升重物. 被打撈的重物體積是, 若在本次打撈前, 起重機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng), 當(dāng)物體在水中勻速上升時(shí)起重機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng), 物體全部出水面后起重機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng), 假設(shè)起重時(shí)柱塞沿豎直方向, 物體出水前、后柱塞對(duì)吊臂的支撐力分別為和, 與之比為19:24. 重物出水后上升的速

30、度, 吊臂、定滑輪、鋼絲繩的重以及輪與繩的摩擦不計(jì). (取) 求: (1) 被打撈物體的密度; (2) 若被打撈物體在水中勻速上升時(shí)滑輪組AB的機(jī)械效率為1, 物體全部露出水面在空氣中勻速上升時(shí), 滑輪組的機(jī)械效率為2, 求2-1=? (3) 重物出水后, 卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引力的功率. 【答案】 （1）4103kg/m3 （2）4.4% （3）1.2104W【題27】 （15ft1）如圖所示是工人利用液壓汽車(chē)起重機(jī)從水中打撈重物的示意圖其中A是動(dòng)滑輪，B是定滑輪，C是卷?yè)P(yáng)機(jī)，E是柱塞，柱塞能夠豎直向上支撐起重臂OFD，再通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)C豎直向上勻速拉動(dòng)鋼絲繩的自由端將重物拉起假如重物質(zhì)量為1400kg，動(dòng)

31、滑輪A及定滑輪B的質(zhì)量均為100kg，卷?yè)P(yáng)機(jī)的質(zhì)量為50kg，輸出功率為5kWg取10N/kg，不計(jì)起重臂及鋼絲繩重，忽略摩擦及水的阻力（1） 在打撈過(guò)程中，當(dāng)重物浸在水中體積為1m3時(shí)，求此時(shí)吊臂右端D點(diǎn)受到的作用力大?。?） 在打撈過(guò)程中，某時(shí)刻杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，若此時(shí)液壓油缸對(duì)吊臂的力為N1，吊臂右端D點(diǎn)受力為F=8.0103N，若OF：FD=1:4，求N1的大?。?） 當(dāng)重物在空中被勻速提起上升時(shí)，求卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)鋼絲繩的速度【答案】（1）6500N （2）40000N（3）1m/s 題型五、水箱題型【題28】 如圖所示為一種蓄水箱的放水裝置，AOB是以O(shè)點(diǎn)為轉(zhuǎn)軸的輕質(zhì)杠桿，AO呈水平狀態(tài)

32、，A、O兩點(diǎn)間距離為40cm，B、O兩點(diǎn)的水平距離為10cm，B、O兩點(diǎn)的豎直距離為7cm.A點(diǎn)正下方的Q是一個(gè)重為5N、橫截面積為200cm2的蓋板（蓋板恰好能堵住出水口），它通過(guò)細(xì)繩與杠桿的A端相連.在水箱右側(cè)的水平工作臺(tái)上，有一質(zhì)量為60kg的人通過(guò)滑輪組拉動(dòng)系在B點(diǎn)呈豎直狀態(tài)的繩子，從而可以控制水是否能從出水口流出.若水箱中水深為50cm，當(dāng)蓋板恰好要被拉起時(shí)，人對(duì)繩子的拉力為F1，工作臺(tái)對(duì)人的支持力為N1；若水箱中水深為100cm，當(dāng)蓋板恰好要被拉起時(shí)，人對(duì)繩子的拉力為F2，工作臺(tái)對(duì)人的支持力為N2.已知N1:N2=69:77，蓋板的厚度、繩重及滑輪的摩擦均可忽略不計(jì)，人對(duì)繩的拉力與

33、人所受重力在同一直線(xiàn)上，取g=10N/kg.求:（1）當(dāng)水箱中水深為50cm時(shí)，蓋板上表面所受水產(chǎn)生的壓強(qiáng)；（2）人對(duì)繩子的拉力F1的大?。唬?）若與杠桿A、B兩端連接的細(xì)繩足夠結(jié)實(shí)，而人拉滑輪組的繩子所能承受的最大拉力為330N，則為能實(shí)現(xiàn)使用圖中的裝置放水，水箱中水的最大深度不得超過(guò)多少.【答案】（1）5103Pa（2）90N（3）2m【題29】 如圖所示為一種蓄水箱的放水裝置，人站在地面上就可以控制蓄水箱進(jìn)行放水.AOB是以O(shè)點(diǎn)為轉(zhuǎn)軸的輕質(zhì)杠桿，AB呈水平狀態(tài)，AO=120cm，BO=40cm.A點(diǎn)正下方的Q是一個(gè)重為10N、橫截面積為100cm2的蓋板（蓋板恰好能堵住出水口），它通過(guò)細(xì)

34、繩與杠桿的A端相連.在水箱右側(cè)的水平地面上，有一質(zhì)量為60kg的人通過(guò)滑輪組拉動(dòng)系在B點(diǎn)呈豎直狀態(tài)的繩子，可以控制出水口上的蓋板.若水箱中水深為30cm，當(dāng)蓋板恰好要被拉起時(shí)，人對(duì)繩子的拉力為F1，水平地面對(duì)人的支持力為N1；若水箱中水深為70cm，當(dāng)蓋板恰好要被拉起時(shí)，人對(duì)繩子的拉力為F2，水平地面對(duì)人的支持力為N2.已知N1:N2=55:51，蓋板的厚度、繩重及繩與滑輪間的摩擦均可忽略不計(jì)，人對(duì)繩的拉力與人所受重力在同一直線(xiàn)上，g=10N/kg.（1）當(dāng)水箱中水深為70cm時(shí)，蓋板上表面所受水的壓強(qiáng).（2）動(dòng)滑輪的總重.【答案】（1）7103Pa（2）30N【題30】 如圖是小明設(shè)計(jì)的一個(gè)

35、用水槽來(lái)儲(chǔ)存二次用水的沖廁裝置。帶有浮球的橫桿AB（B為浮球的中心）能繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，倒“T”型閥門(mén)C底部為不計(jì)厚度的橡膠片，上部為不計(jì)粗細(xì)的直桿。進(jìn)水口的橫截面積為4cm2，浮球的體積是100cm3，OB是OA長(zhǎng)度的6倍。AB桿左端壓在閥門(mén)C上，閥門(mén)C堵住進(jìn)水口時(shí)，AB桿水平，浮球頂部與溢水口相平。不考慮閥門(mén)C、橫桿AB及浮球受到的重力。（g取10牛/千克）求：（1）浮球浸沒(méi)時(shí)，浮球受到的浮力多大？A端受力多大？（2）為了防止水從溢水口溢出，水槽中的水面與溢水口的高度差不能超過(guò)多少？【答案】（1）1N;6N（2）1.5m題型六、黑箱模型【題31】 如圖所示，體重為600N的小明利用滑輪組勻速提升

36、重物時(shí)，他使用的是最省力的繞繩方式，繞在滑輪組上的繩子圖中未畫(huà)出，動(dòng)滑輪總重300N，繩子能承受的最大拉力為1000N，連接重物與動(dòng)滑輪掛鉤的繩子能承受的最大拉力為3000N.不計(jì)繩重、輪與軸的摩擦及水的阻力，g取10N / kg.求:（1）明用此滑輪組勻速地將物體全部提出水面，則物體的最大物重不能超過(guò)多少？ （2）小明用此滑輪組勻速提升一個(gè)高為2m，底面積為0.05m2的圓柱體A，若此過(guò)程中A始終不露出水面，則A的密度不能超過(guò)多少?（3）現(xiàn)有一個(gè)與圓柱體A形狀完全相同的圓柱體B，其下表面距水面10m.小明用300N的拉力將其以0.1m/s的速度勻速提升了5m.在此過(guò)程中，拉力的功率和滑輪組的

37、機(jī)械效率各是多少？【答案】（1）2700N（2）3.7g/cm3（3）80%【題32】 如圖甲所示是在岸邊打撈水中物體的裝置示意圖. 該裝置由懸掛機(jī)構(gòu)和提升裝置兩部分組成. 懸掛機(jī)構(gòu)由固定桿OD和杠桿BC構(gòu)成, O為杠桿BC的支點(diǎn), CO:OB=4:1. 配重E通過(guò)繩子豎直拉著杠桿B端, 其質(zhì)量. 安裝在杠桿端的提升裝置由一個(gè)支架、一個(gè)電動(dòng)機(jī)、一個(gè)定滑輪及數(shù)量未知的動(dòng)滑輪(在虛線(xiàn)框內(nèi)未畫(huà)出) 構(gòu)成. 其中支架和電動(dòng)機(jī)的總質(zhì)量, 定滑輪的質(zhì)量為. 可利用遙控電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)繩子自由端, 通過(guò)滑輪組提升浸沒(méi)在水中的物體. 在一次打撈一批實(shí)心材料過(guò)程中, 實(shí)心材料浸沒(méi)在水中勻速豎直上升, 此時(shí)電動(dòng)機(jī)牽引繩

38、子的功率為, 繩子端的拉力為, 實(shí)心材料上升的高度隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示, 地面對(duì)配重的支持力為; 在實(shí)心材料全部露出水面后勻速豎直上升的過(guò)程中, 繩子端的拉力為, 地面對(duì)配重的支持力為, 滑輪組的機(jī)械效率為. 已知, , N1:N2=2:1, 被打撈的實(shí)心材料的密度, 繩和杠桿的質(zhì)量、捆綁實(shí)心材料的鋼絲繩的質(zhì)量和體積、滑輪與軸及杠桿支點(diǎn)處的摩擦、水對(duì)實(shí)心材料的阻力均忽略不計(jì), 取. 求: （1） 實(shí)心材料浸沒(méi)在水中勻速上升時(shí)電動(dòng)機(jī)牽引繩的功率; （2）實(shí)心材料露出水面后, 滑輪組的機(jī)械效率. 【答案】（1）160W（2）90%【題33】 如圖甲是利用滑輪組打撈水中物體的簡(jiǎn)化模型示意圖，圖

39、中虛線(xiàn)框里是滑輪組（未畫(huà)出），工人師傅用該裝置從水中打撈物體A.當(dāng)物體A在水中以0.3m/s的速度勻速上升時(shí)，工人師傅對(duì)滑輪組繩子自由端的拉力為F1，此時(shí)地面對(duì)工人師傅的支持力為N1，滑輪組的機(jī)械效率為1；當(dāng)物體A完全露出水面以0.1m/s的速度勻速上升時(shí)，工人師傅對(duì)滑輪組繩子自由端的拉力為F2，此時(shí)地面對(duì)工人師傅的支持力為N2，滑輪組的機(jī)械效率2為80%.拉力F1、F2做的功隨時(shí)間變化的圖像分別如圖22乙中、所示.已知:工人師傅的質(zhì)量為60kg，物體A的質(zhì)量為120kg，N1與N2之比為43.不計(jì)繩的質(zhì)量，不計(jì)滑輪與軸的摩擦，以及在水中上升時(shí)水對(duì)物體的阻力.求:（1）動(dòng)滑輪的重力；（2）滑輪

40、組的機(jī)械效率1的大小. 乙200W/J4006008000t/s2413甲A【答案】（1）300N（2）70%【題34】 (15sjs1)圖甲是建造大橋時(shí)所用的起吊裝置示意圖，使用電動(dòng)機(jī)和滑輪組（圖中未畫(huà)出）將實(shí)心長(zhǎng)方體A從江底豎直方向勻速吊起，鋼纜繩對(duì)A的拉力F1隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示A完全離開(kāi)水面后，電動(dòng)機(jī)對(duì)繩的拉力F大小為8103N，滑輪組的機(jī)械效率為75%，A上升的速度始終為0.1m/s（g取10N/kg，不計(jì)鋼纜繩與滑輪間的摩擦及繩重，不考慮風(fēng)浪、水流等因素的影響）求：（1）長(zhǎng)方體A未露出水面時(shí)受到的浮力；（2）長(zhǎng)方體A完全離開(kāi)水面后，在上升過(guò)程中F的功率；（3）把長(zhǎng)方體A按圖

41、甲中方式放在水平地面上，它對(duì)地面的壓強(qiáng)【答案】（1）1.0104N （2）3.2103W （3）4.8103Pa【題35】 如圖是一種新型吊運(yùn)設(shè)備打撈物體的簡(jiǎn)化模型示意圖，圖中虛線(xiàn)框里是滑輪組（未畫(huà)出），滑輪組繩子的自由端由電動(dòng)機(jī)拉動(dòng).物體A浸沒(méi)在水中并懸掛在滑輪組掛鉤下端的細(xì)繩下.當(dāng)物體A浸沒(méi)在水中時(shí)，電動(dòng)機(jī)對(duì)滑輪組繩子自由端的拉力F1為100N，吊運(yùn)設(shè)備對(duì)橫桿B點(diǎn)的拉力比不掛物體時(shí)增大了N1.然后，將物體A豎直向上提升，當(dāng)物體A有2/5的體積露出水面靜止時(shí)，電動(dòng)機(jī)對(duì)滑輪組繩子自由端的拉力F2為180N，吊運(yùn)設(shè)備對(duì)橫桿B點(diǎn)的拉力比不掛物體時(shí)增大了N2.已知:物體A的體積為80dm3，N2=3

42、N1.不計(jì)繩的質(zhì)量，不計(jì)滑輪與軸的摩擦.g取10N/kg.求:（1）物體A的重力GA；（2）動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)；（3）物體完全出水后勻速上升時(shí),滑輪組的機(jī)械效率.電動(dòng)機(jī)滑輪組繩子自由端滑輪組掛鉤AB【答案】（1）960N （2）240N （3）80%【題36】 如圖是液壓汽車(chē)起重機(jī)從水中打撈重物的示意圖.C是卷?yè)P(yáng)機(jī)，E是液壓機(jī)的柱塞，能夠豎直向上支撐起重臂OMB.在起重臂的兩端分別固定有定滑輪，圖中虛線(xiàn)框內(nèi)是懸掛在起重臂B端的滑輪組（未畫(huà)完整，其中A是定滑輪），卷?yè)P(yáng)機(jī)經(jīng)O點(diǎn)和B點(diǎn)的定滑輪拉動(dòng)滑輪組的鋼絲繩自由端K，使重物始終以恒定的速度勻速上升.當(dāng)重物完全浸沒(méi)在水中上升的過(guò)程中，地面對(duì)起重機(jī)的支

43、持力N1為1.225105N，柱塞E對(duì)起重臂的支撐力為F1，卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)鋼絲繩自由端K的拉力T1為6.25103N，滑輪組的機(jī)械效率為；重物被完全拉出水面后上升的過(guò)程中，地面對(duì)起重機(jī)的支持力N2為1.375105N，柱塞E對(duì)起重臂的支撐力為F2，卷?yè)P(yáng)機(jī)的輸出功率P2為5kW，對(duì)鋼絲繩自由端K的拉力為T(mén)2.已知定滑輪A的質(zhì)量mA為200kg，虛線(xiàn)框內(nèi)動(dòng)滑輪的總質(zhì)量mD為250kg，F(xiàn)1:F2=9:14.若不計(jì)起重臂、鋼絲繩的質(zhì)量及滑輪組的摩擦，g取10N/kg，求:（1）被打撈的重物浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力； （2）滑輪組的機(jī)械效率； （3）卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)鋼絲繩的速度.CEOMBA【答案】（1）1.5104N （2）90%（3）0.5m/s題型七、打撈船題型【題37】 物理小組同學(xué)在一次模擬打撈沉船的實(shí)驗(yàn)中，用三個(gè)滑輪（每個(gè)滑輪受到的重力均為0.6N）和四個(gè)相同的浮筒B設(shè)計(jì)了如圖所示裝置.當(dāng)浮筒B和表示沉船的物體A浸沒(méi)在水中勻速上升時(shí)，測(cè)得繩子自由端的拉力為F1，滑輪組的機(jī)械效率1=80%，浮筒B和物體A完全出水后，繩子自由端的拉力為F2.已知F1=38F2，四個(gè)相同的浮筒排出水后的總重是動(dòng)滑輪重43倍，浮筒B排出水后產(chǎn)生的浮力是其自重的5倍.不計(jì)繩重、軸摩擦和水的阻力.求: （1） 浮筒B和物體A完全出水后，滑輪組勻速