北京市2016屆中考物理專(zhuān)題強(qiáng)化訓(xùn)練(16)力學(xué)綜合計(jì)算題(含答案)

1、專(zhuān)題突破(十六)力學(xué)綜合計(jì)算題 y強(qiáng)化訓(xùn)練1. . 2015 海淀一模圖Z16 3是某建筑工地利用滑輪組和卷?yè)P(yáng)機(jī)提起重物的示意圖。當(dāng)以速度vi勻速提起質(zhì)量為 m的建筑材料時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為刀1,卷?yè)P(yáng)機(jī)拉力的功率為R;當(dāng)以速度V2勻速提起質(zhì)量為 優(yōu)的建筑材料時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為刀2,卷?yè)P(yáng)機(jī)拉力的功率為 心。若Y 2 i i = 5% Pi : P2= 2 ： 3, m = 90 kg ,動(dòng)滑輪受到的重力 G動(dòng)=100 N。 滑輪與軸的摩擦、細(xì)繩受到的重力忽略不計(jì)，g= 10 N/kg 。求：(1)提起質(zhì)量為m的建筑材料時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)繩的拉 ,力Fi。(2)兩次工作過(guò)程中，建筑材料上升的速度V

2、1與V2之比。卷插機(jī)圖 Z16-32. 2015 門(mén)頭7二模某科技小組設(shè)計(jì)的提升重物的裝置如圖Z16 4所示，C是定滑輪，B是動(dòng)滑輪；杠桿DEM繞。點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，CD： CE= 1 ： 2。小軒的質(zhì)量為55 kg, 他通過(guò)細(xì)繩在 E點(diǎn)施加豎直向下的拉力 T為150 N時(shí)，杠桿在水平位置平衡，小軒對(duì)地面的 壓力為F,物體A對(duì)地面白壓強(qiáng)p為3X103 Pa已知：物體 A的質(zhì)量為100 kg ,其底面積 為5><10%2,杠桿DE和細(xì)繩的質(zhì)量均忽略不計(jì)。求：(1)小軒對(duì)地面的壓力 F。(2)動(dòng)滑輪B受到的重力 G(3)小軒通過(guò)細(xì)繩在E點(diǎn)施加豎直向下的拉力為多大時(shí)，物體A對(duì)地面的壓強(qiáng)

3、恰好為零。圖 Z16-43. 2015 朝陽(yáng)一模如圖Z16 5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0.02m實(shí)心鑄鐵球，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(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Fi、F2,且Fi ： F2=15： 17。作用在繩子自由端的拉力做功的功率保持340 W不變。不考慮滑輪組摩擦、繩重和水的阻力，g取10 N/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上升的速度。圖 Z16-54. 2015 平谷一模如圖Z1

4、66所示，滲水井的排水管的管口恰好被一塊底面積為0.2 m2、高為0.3 m的圓柱形石塊蓋嚴(yán)，一滲水井中有1.5 m深的水不能排放，小明站在地面上通過(guò)滑輪組將石塊提出滲水井。當(dāng)石塊被提起，并在水中以V1速度勻速豎直上升時(shí)，小明對(duì)繩子的拉力為 F1,小明拉繩的功率為 P1,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(shí)，小明對(duì)繩子的拉力為F2,小明拉繩的功率為 P2。已知：V1 ： V2=4 ： 3, R ： P2=8： 9, g取10 N/kg ,不計(jì)繩的質(zhì)量和滑輪與軸的摩擦。求：(1)石塊未提起時(shí)，水對(duì)石塊頂部的壓力。(2)石塊被提起，并在水中勻速上升時(shí)受到的浮力。(

5、3)石塊的密度。排水管圖 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(jì)滑輪和鋼繩的重力及摩擦，g取 10 N/kg 。(1)若某塊建材的密度是2.8 X 103 kg/m 3,體積為1.0 X 10 2 m3,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 my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？甲乙圖 Z16-76一 2015 懷柔一模某科技小組設(shè)計(jì)從水中打撈重物A的裝置如圖Z16 8所示，小文站在地面

6、上通過(guò)滑輪組從水中提升重為1200 N的物體A。當(dāng)物體A在水面下，小文以拉力F1勻速豎直拉動(dòng)繩子，滑輪組的機(jī)械效率為 刀1；當(dāng)物體 A完全離開(kāi)水面，小文以拉力 F2勻速豎直拉動(dòng)繩子，滑輪組的機(jī)械效率為刀2。已知：物體 A的密度為3X103 kg/m 3,小文r同學(xué)的重力為600 N, Y 1 ： Y 2=14 ： 15。不計(jì)繩的質(zhì)量和滑輪與軸之間的摩擦，g取10 N/kg。求：(1)重物A在水面下受到的浮力。(2)動(dòng)滑輪的重力。圖 Z16-87. 2015 順義二模工人用如圖Z169所示的滑輪組將石板 A吊起并放在貨車(chē)上。當(dāng) 工人用F1的力豎直向下拉繩子時(shí)，石板A未被拉起，此時(shí)石板 A對(duì)水平地

7、面的壓力為 N,工人對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為 pi；當(dāng)工人用 E的力豎直向下拉繩子時(shí)，石板 A勻速豎直上升，此時(shí) 工人對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為p2。已知：石板 A的質(zhì)量為100 kg ,工人的質(zhì)量為 70 kg , Fi ： F2= 1-2, pi ： p2= 5 ： 3,不計(jì)繩重和摩擦，g取10 N/kg 。求：(1)動(dòng)滑輪的重力。(2)當(dāng)工人用F1的力豎直向下拉繩子時(shí)，石板A對(duì)水平地面的壓力 Nio(3)如果用該滑輪組勻速提升另一石板B時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為 90%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))。圖 Z16-910. 2015 朝陽(yáng)二模美化環(huán)境造福人民，朝陽(yáng)區(qū)在治理北小河時(shí)修

8、建一座橋，使用吊車(chē)向河底投放圓柱形混凝土構(gòu)件如圖Z16- 10甲所示，在整個(gè)投放過(guò)程中，混凝土構(gòu)件以0.05m/s的速度勻速豎直下降。圖乙是鋼絲繩的拉力F隨時(shí)間t變化的圖像。當(dāng)t = 0 s時(shí)吊車(chē)開(kāi)始投放混凝土構(gòu)件，至U100 s時(shí)結(jié)束，此時(shí)構(gòu)件豎立在河中。(已知混凝土的密度為 2.8 X 103kg/m3,鋼鐵的密度為 7.9 X 103 kg/m 3, g取10 N/kg ,水的阻力可以忽略不計(jì) )求：(1)混凝土構(gòu)件.完全浸沒(méi)在水中時(shí)所受的浮力。(2)混凝土構(gòu)件的體積。(3)投放結(jié)束時(shí)混凝土構(gòu)件頂部受到水的壓強(qiáng)。(4)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明這種混凝土構(gòu)件有沒(méi)有鋼筋制作的骨架。甲乙圖 Z16-10參

9、考答案m的建筑材料時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)繩1. (1)由圖知，滑輪組由兩段繩子承擔(dān)總重，提起質(zhì)量為的拉力為F1；根據(jù)動(dòng)滑輪受力關(guān)系可得：_1一 一、1 ，F(xiàn)1=2(G+G動(dòng))=2X (90 kg X 10 N/kg +100 N) = 500 N。(2)設(shè)兩次建筑材料上升高度為h,則：GhG90 kg x 10 N/kgT 1=f, c-X100%c , c X 100唳-_、/T7X 100%= 90%Gh+ GhG+ Gfe90 kg x 10 N/kg + 100 N由題意知，t 2= t1 1+5%r 90% 5%= 95%,GhGm由2=-x 100%=FTx 100%導(dǎo)：Gh+Q hG +

10、G*Gt2100 NX 95%1900 N;G) =-=-=1 - T 21- 95%11提起 m所用的拉力 F2=2(G+G動(dòng))=2X(1900 N +100 N) = 1000 N;P 由P= Fv得，第一次提升建筑材料時(shí)繩的速率V1'=-,則此時(shí)建筑材料上升的速率V1P1F12V1 P2 1P2第二次提升建筑材料時(shí)繩的速率 V2' =-,則此時(shí)建筑材料上升的速率 V2 = -V2,=；F222F2P F2 2 1000 N5*4=3* 500 NrrV1 R B P1 2F2 則三=2F1 : 2f2=2F；><-r43°2. (1)根據(jù)G= mg得

11、物體A的重力：G= mg= 100 kg x 10 N/kg = 1000 N ,小軒的重力：G人=rnu g= 55 kg x 10 N/kg =550 N ,杠桿在水平位置平衡，小軒受到重力、拉力和地面對(duì)他的支持力而平衡，則：F支+F拉=G人，根據(jù)力的作用是相互的，小軒對(duì)地面的壓力和地面對(duì)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(duì)地面的壓力F=尸支=8 T= 550 N- 150 N=400 N。(2)杠桿平衡時(shí)，D端對(duì)滑輪組繩子自由端拉力為Fd,根據(jù)杠桿的平衡條件：FdX OD= TX OEFd=王會(huì)已 150 N X2=300 NOD1地面對(duì)A的支持力與A對(duì)地面的壓力是一對(duì)

12、相互作用力，由P = F得:SF支'=尸壓=pS= 3X 103 Pa X5X 10 2 m2= 150 N ,所以滑輪組對(duì)A的拉力：F=G F 支'=1000 N- 150 N = 850 N,不計(jì)繩重和摩擦，滑輪組通過(guò)動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)1 _ _則有：Fd=-( F+ G動(dòng))，3所以動(dòng)滑輪重：G動(dòng)= 3Fd F= 3X 300 N 850 N =50 N。(3)若物體A對(duì)地面的壓強(qiáng)恰好為零，1 _1繩子自由瑞拉力：Fd =3（G+G 動(dòng)）=3X（1000 N +50 N） = 350 N,根據(jù)杠桿的平衡條件有：Fd' XOD=XOEFd' x OD1細(xì)繩在E點(diǎn)

13、施加豎直向下的拉力 T' = -OE= 350 N x-=175 N。3. (1)F?=pgV 排=1X103 kg/m3X10 N/kg x 0.02 m 3=200 N。1,1(2)由于不考慮滑輪組摩擦、繩重和水的阻力，則F1 = 2(G +G動(dòng))，E=2(G+ G動(dòng))，11 _ _已知 F1 ： F2= 15 : 17,則/（G + G動(dòng)）：2（G+ G動(dòng)）=15 ： 17,G' = G- F 浮= 1200 N ,所以，G動(dòng)=300 N ,1 一 1則 F1 = 2（ G + G動(dòng)）=/ X （1200 N + 300 N） =750 N ,1_、1 八F2=2（G+

14、G動(dòng)）=,X （1400 N +300 N） =850 N;根據(jù)W 用 Gh Gh Gr/口刀=aj =三一=三r=匚 可（于：W Fs Fnh Fn鑄鐵球浸沒(méi)在水中勻速上升的過(guò)程中，機(jī)械效率GhX 100聯(lián)F1n1200 N750 N X 2X 100聯(lián)80%工 W Fs ?。?）由 P= - = t=Fv 得:鑄鐵球提出水面后勻速上升時(shí)，繩子自由端的速度v繩=F2=粽 =0.4 m/s ,則鑄鐵球提出水面后勻速上升的速度:11=0.2 m/s 。v 物=2v 繩=2 X 0.4 m/s 尸浮=P 水 gV 排=1X103 kg/m3xi0 N/kg x 0.06 m 3= 600 N。（3

15、）當(dāng)石塊被提起，并.在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)，不計(jì)繩的質(zhì)量和滑輪與軸的摩擦,Wb（G- FO hG- ' i1 W（G- F浮+G） h G- F浮+屏1 一Fi = 3（ G F 浮+ G 輪）拉力端移動(dòng)的速度Vif = 3vi,Pi = FiVif當(dāng)水全被排出，不計(jì)繩的質(zhì)量和滑輪與軸的摩擦，2 -F2= （GH- G輪） 3拉力端移動(dòng)的速度V2F = 3V2,P?= F2V2F 已知 V1 : V2= 4 ： 3,V1F ： V2F= 4 ： 3,因?yàn)镻= Fv,所以 Pl : P2= F2V1 F ： F1V2F=8 : 9,即（F1X4）： （F2X3） = 8 ： 9,11一京 G F

16、浮+ G輪）. 3（ GH- G輪）=2 . 3,（G F 浮+ G輪）：（G+ G輪）=2 ： 3,3（ G F 浮+ G輪）=2（ G+ G輪），G輪=3F浮一 G,代入得：G FsG F 浮G Fs71 1 = G F浮+王=G F浮+3F浮一G= 2F浮'c, G 600 N75除,2 X 600 N '解得生1500 N, 石塊的密度：m 150 kgP = V= 0.06 m3= 2.5 x 103 kg/m 3O5. （1）由p =加得，建材的質(zhì)量：m= p V = 2.8 x 103 kg/m 3x 1.0 x 10 2 m3= 28 kg ,重力：G= mg=

17、 2.8 kg x 10 N/kg = 280 N。（2） v = h= 15m =025 m/s ,由圖可知，總重由兩段繩子承擔(dān)，則拉力上升的速度V, =2v=2X0.25 m/s = 0.5 m/s,拉力的功率：c w Fs L ,P= t = =Fv = 200 NX 0.5 m/s = 100 W。50%=q= 400 N“ 1 W G+G 400 N + GfeGax解得 G額=400 N,由 ymax=-=75% 彳G Gax= 1200 N ,Gnax+ G以動(dòng)滑輪和貨箱及建材整體為研究對(duì)象，可知：2F= G物+ G額，11工人能施加的最大拉力Fmax為人體重，則有 G人=Fma

18、x=萬(wàn)（Gax+ G額）=2（1200 N + 400 N） = 800 No6. (1) G=1200 N , pA=3X103 kg/m3,4X 10 2 m3,G1200 N西=3X 103 kg/m 3x 10 N/kg重物在水面下受到的浮力：尸浮=水gV排=p 水gVA= 1X103 kg/m 3x 10 N/kg x 4X 10 2 m3= 400 N。小、上口（G F浮）hG F?。?）由包思知,ri 1= （GF浮）h+Gh = G F浮+G'GhGG 2 Gh+ G h G+Gt'1. 1 G F浮一C C I c.2. 2 G F浮+ GkjG F 浮G+

19、GxG+G G F浮+5G=14 ： 15,口.( 1200 N-400 N) X ( 1200 N + Gt)14nH = (1200 N-400 N + GO X 1200 N -15'解得：G動(dòng)=200 No7. （1）由題知：人的重力 G人=mug=70 kg X10 N/kg =700 N , 石板 A的重力： G= mg=100 kg x 10 N/kg = 1000 N,人拉繩子時(shí)，人對(duì)地面的壓力：F= G人一 F拉，設(shè)人的受力面積為 S。根據(jù)p=S則有G F1P1 Sa-F1, 700 N-F15於-=-=-即丁二一所以，5F2-3F1= 1400 NP2G F2Gk一

20、F2700 N 一F23F11又F2 2解可得:F1 = 200 N , F2= 400 N;不計(jì)繩重和摩擦，由圖知通過(guò)動(dòng)滑輪繩子段數(shù)n=3,當(dāng)工人用E的力豎直向下拉繩子時(shí),石板A勻速豎直上升，所以動(dòng)滑輪重力：G動(dòng)= 3F2G=3X400 N 1000 N =200 N。(2)工人用F1拉繩時(shí)，A受到滑輪組拉力為 Fa,1 一F1 = ( Fa+ G動(dòng)), 3'''則 Fa=3F1G動(dòng)= 3X200 N-200 N=400N;N = G= Fa= 1000 N - 4000 N = 6000 N。(3)岫=6動(dòng) h, Wb=Fs= Fnh,所以有用功 Wr 用=W/總一Wk= Fnh G 動(dòng) h,用該滑輪組勻速提升另一石板B時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為 90%W 用 Fnh G h nF G“=西=Fn= nF '3F-200 N即才X 100聯(lián)90% 3 F -2000解得：F=i1N, 3人拉繩的力最大等于人的重力，所以人的最小質(zhì)量為Gk,2000NF 3mu=一 =1c 66.7 kg 。