壓軸題03 功和功率 簡(jiǎn)單機(jī)械計(jì)算題（原卷版）-2023年中考物理壓軸題專項(xiàng)訓(xùn)練

第第頁(yè)壓軸題03功和功率簡(jiǎn)單機(jī)械計(jì)算題綜合近幾年中考對(duì)于功和機(jī)械能、簡(jiǎn)單機(jī)械的考察形式，2023年中考對(duì)于功和機(jī)械能、簡(jiǎn)單機(jī)械知識(shí)點(diǎn)依然會(huì)加大力度考察。功和機(jī)械能的概念及計(jì)算、簡(jiǎn)單機(jī)械的特點(diǎn)及組合，還有結(jié)合壓強(qiáng)與浮力等知識(shí)點(diǎn)，會(huì)有很多靈活的難點(diǎn)可以考察，所以不論是選擇題還是大題，功和機(jī)械能、簡(jiǎn)單機(jī)械問(wèn)題一直都是命題人提高學(xué)生關(guān)鍵物理綜合能力的重要知識(shí)點(diǎn)，因此在近幾年的中考命題中功和機(jī)械能、簡(jiǎn)單機(jī)械問(wèn)題也是很多地區(qū)以壓軸題的形式存在，以及對(duì)于圖像問(wèn)題的考察，動(dòng)態(tài)平衡分析，都比前幾年要頻繁，所以要求考生了解題型的知識(shí)點(diǎn)及要領(lǐng)，對(duì)于?？嫉哪Ｐ鸵笥谐浞值恼J(rèn)知。1.功的公式：W＝Fs2.功率的公式：；P=Fv1.與杠桿有關(guān)的計(jì)算題解題策略a.靈活運(yùn)用杠桿平衡條件公式及其變形公式（1）杠桿平衡條件公式公式F1L1＝F2L2（2）求解動(dòng)力，用變形公式F1＝F2L2/L1(3)求解動(dòng)力臂，用變形公式L1＝F2L2/F1b.用杠桿提升物體有用功、額外功和總功求法（1）用杠桿提升物體做的有用功W有用=Gh（2）用杠桿提升物體做的總功W總=Fs（3）用杠桿提升物體做的額外功W額外=W總—W有用其中h是重物G被提升的高度，s是動(dòng)力F移動(dòng)的距離。h與s的關(guān)系可以根據(jù)相似三角形建立。c.杠桿機(jī)械效率的求解（1）用杠桿提升物體時(shí)，有用功和總功的比值.稱為杠桿機(jī)械效率。（2）杠桿機(jī)械效率公式：η＝（W有用/W總）×100％2.與滑輪組有關(guān)的計(jì)算題解題策略（一）用滑輪組豎直提升物體機(jī)械效率問(wèn)題求解辦法a.用滑輪組豎直提升物體有用功、額外功和總功求法（1）有用功W有用=Gh（2）總功W總=Fs（3）額外功W額外=W總—W有用（4）s=nh其中h是重物G被提升的高度，s是動(dòng)力F移動(dòng)的距離，n是動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù)。b.滑輪組機(jī)械效率的求解（1）用滑輪組提升物體時(shí)，有用功和總功的比值.稱為滑輪組機(jī)械效率。（2）滑輪組機(jī)械效率公式：η＝（W有用/W總）×100％η＝（W有用/W總）×100％=(G/nF)×100％（二）用滑輪組水平拉動(dòng)物體機(jī)械效率問(wèn)題求解辦法a.用滑輪組水平拉動(dòng)物體有用功、額外功和總功求法（1）有用功W有用=fs2（2）總功W總=Fs1（3）額外功W額外=W總—W有用（4）s1=ns2其中s1是動(dòng)力F移動(dòng)的距離，s2是重物水平移動(dòng)的距離，f是物體勻速運(yùn)動(dòng)受到的阻力，n是動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù)。b.滑輪組機(jī)械效率的求解（1）用滑輪組水平拉動(dòng)物體時(shí)，有用功和總功的比值.稱為滑輪組機(jī)械效率。（2）滑輪組機(jī)械效率公式：η＝（W有用/W總）×100％η＝（W有用/W總）×100％=(fs2/Fs1)×100％3.與斜面有關(guān)的計(jì)算題解題策略a.用斜面提升物體有用功、額外功和總功求法（1）有用功W有用=Gh（2）總功W總=Fs（3）額外功W額外=W總—W有用其中s是動(dòng)力F沿著斜面移動(dòng)的距離，h是重物上升的高度，s和h的關(guān)系，通?？捎山馊呛瘮?shù)得到，一般斜面傾斜角給出。b.斜面機(jī)械效率的求解（1）用斜面提升物體時(shí)，有用功和總功的比值.稱為斜面的機(jī)械效率。（2）斜面機(jī)械效率公式：η＝（W有用/W總）×100％η＝（W有用/W總）×100％=(Gh/Fs)×100％4.解計(jì)算題的一般要求1.要明確已知條件和相對(duì)隱含條件，確定主要解題步驟。2.分析判斷，找到解題的理論依據(jù)。3.分清各個(gè)物理過(guò)程、狀態(tài)及其相互聯(lián)系。4.計(jì)算過(guò)程應(yīng)正確、規(guī)范。要正確寫(xiě)出有關(guān)的公式，正確代入公式中物理量的數(shù)字和單位。能畫(huà)圖的可以作圖輔佐解題。5.解計(jì)算題應(yīng)注意：?jiǎn)挝坏慕y(tǒng)一性；物理量的同體性、同時(shí)性；解題的規(guī)范性。一、計(jì)算題1．（2022·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）用如圖所示的裝置提升深井底部的物體。電動(dòng)機(jī)拉繩端做功的功率保持一定，繩子能承受的最大拉力是1600N，當(dāng)提起重50kg的物品時(shí)，10s能上升到井口，當(dāng)提起重90kg的物體時(shí)，15s能上升到井口。深井水平底面上剩余的物品共500kg，它們和地面接觸面積為2m2。不計(jì)滑輪組的繩重和摩擦g取10N/kg。求：（1）剩余的500kg物品對(duì)深井底面的壓強(qiáng)；（2）動(dòng)滑輪的重；（3）使用此裝置提升剩余的物品時(shí)，滑輪組的效率最高能達(dá)到多少?2．（2019·安徽·九年級(jí)蕪湖一中?？甲灾髡猩┯腥嗽O(shè)計(jì)了一種新型伸縮拉桿秤。結(jié)構(gòu)如圖，秤桿的一端固定一配重物并懸一掛鉤，秤桿外面套有內(nèi)外兩個(gè)套筒，套筒左端開(kāi)槽使其可以不受秤紐阻礙而移動(dòng)到掛鉤所在的位置（設(shè)開(kāi)槽后套筒的重心仍在其長(zhǎng)度中點(diǎn)位置）。秤桿與內(nèi)層套筒上刻有質(zhì)量刻度?？蛰d（掛鉤上不掛物體，且套筒未拉出）時(shí)，用手提起秤紐，桿秤恰好平衡。當(dāng)物體掛在掛鉤上時(shí)，往外移動(dòng)內(nèi)外套筒可使桿秤平衡，從內(nèi)外套筒左端的位置可以讀得兩個(gè)讀數(shù)，將這兩個(gè)讀數(shù)相加，即可得到待測(cè)物體的質(zhì)量。已知秤桿和兩個(gè)套筒的長(zhǎng)度均為L(zhǎng)=16cm，套筒可移出的最大距離為L(zhǎng)1=14cm，秤紐到掛鉤的距離為d=2cm，兩個(gè)套筒的質(zhì)量均為m=0.1kg。取重力加速度g＝10N/kg。求：（1）當(dāng)桿秤空載平衡時(shí)，秤桿、配重物及掛鉤所受重力相對(duì)秤紐的合力矩M；（2）該秤的量程m0；（3）秤桿與內(nèi)層套筒上的質(zhì)量刻度是否均勻，如果均勻，1cm的長(zhǎng)度分別表示多少質(zhì)量；（4）若外層套筒不慎丟失，在稱某一物體時(shí)，內(nèi)層套筒的左端在讀數(shù)為1kg處桿秤恰好平衡，則該物體實(shí)際質(zhì)量m1多大。3．（2020·四川成都·?？寄M預(yù)測(cè)）如圖甲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)由固定桿和杠桿構(gòu)成，為杠桿的支點(diǎn)，。配重E通過(guò)繩子豎直拉著杠桿的端，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)Q、一個(gè)定滑輪K及數(shù)量未知的動(dòng)滑輪（在虛線框內(nèi)未畫(huà)出）構(gòu)成，其中支架和電動(dòng)機(jī)Q的總質(zhì)量，定滑輪K的質(zhì)量?？衫眠b控電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)繩子的自由端，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)心材料的過(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)Q牽引繩子的功率為，繩子端的拉力為，實(shí)心材料上升的高度隨時(shí)間變化的圖像如乙圖，地面對(duì)配重的支持力為。實(shí)心材料全部露出水面后勻速豎上升的過(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，，，被打撈的實(shí)心材料的密度，繩子和桿的質(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)的速度；（2）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；（3）實(shí)心材料露出水面后，滑輪組的機(jī)械效率。4．（2021·江蘇無(wú)錫·統(tǒng)考二模）如圖甲為某自動(dòng)注水裝置的部分結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，杠桿始終在水平位置保持平衡，O為杠桿的支點(diǎn)，，豎直細(xì)桿a的一端連接在杠桿的A點(diǎn)，另一端與高為、質(zhì)量為的長(zhǎng)方體物塊C固定：豎直細(xì)桿b的下端通過(guò)力傳感器固定，上端連接在杠桿的B點(diǎn)（不計(jì)杠桿、細(xì)桿及連接處的重力和細(xì)桿的體積），質(zhì)量為的圓柱形水箱中有質(zhì)量為的水，打開(kāi)水龍頭，將水箱中的水緩慢放出，通過(guò)力傳感器能顯示出細(xì)桿b對(duì)力傳感器的壓力或拉力的大?。簣D乙是力傳感器示數(shù)F的大小隨放出水質(zhì)量m變化的圖象.當(dāng)放出水的質(zhì)量達(dá)到時(shí)，物體C剛好全部露出水面，此時(shí)裝置由傳感器控制開(kāi)關(guān)開(kāi)始注水。則：(1)物塊C的重力為_(kāi)_______N；(2)物塊C的密度為_(kāi)________；(3)當(dāng)放水至圖乙中D位置時(shí)，水箱對(duì)水平面的壓強(qiáng)大小為_(kāi)______。5．（2022·湖南衡陽(yáng)·九年級(jí)自主招生）某校科技小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)從水中打撈物體的模型，如圖所示。其中D、E、G、H都是定滑輪，M是動(dòng)滑輪，杠桿BC可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，OC∶OB＝3∶4。杠桿BC和細(xì)繩的質(zhì)量均忽略不計(jì)。人站在地面上通過(guò)拉繩子提升水中的物體A，容器的底面積為300cm2，人的質(zhì)量是70kg，通過(guò)細(xì)繩施加豎直向下的拉力時(shí)，A始終以0.6m/s的速度勻速上升。當(dāng)杠桿到達(dá)水平位置時(shí)物體A總體積的五分之三露出液面，液面下降了50cm，此時(shí)的拉力為F1，它的功率為P1，地面對(duì)他的支持力是N1；當(dāng)物體A完全離開(kāi)液面時(shí)，此時(shí)通過(guò)細(xì)繩施加豎直向下的拉力為F2，它的功率為P2，地面對(duì)人的支持力是N2，已知A的質(zhì)量為75kg，N1∶N2＝2：1，忽略細(xì)繩與滑輪的摩擦以及水對(duì)物體的阻力，g取10N/kg。求：（1）當(dāng)物體露出液面為總體積的五分之三時(shí)，物體所受的浮力；（2）動(dòng)滑輪M受到的重力；（3）P1∶P2的值。6．（2016·山東青島·統(tǒng)考二模）如圖所示，重為400N的工人用如圖滑輪組在空氣中提升一個(gè)450N的重物A時(shí)，機(jī)械效率為90%，現(xiàn)有一石材B沉沒(méi)于水池底部（石材未與底部緊密接觸），工人用該滑輪組要將其打撈上來(lái)。開(kāi)始時(shí)工人用力但是沒(méi)有拉動(dòng)，繼續(xù)增大拉力將石材拉起，在整個(gè)提升過(guò)程中，石材上升的s﹣t圖像如圖所示，在石材脫離水池底部至完全露出水面的過(guò)程中，人對(duì)繩子拉力的最大值與最小值之比為7：5，繩重及滑輪的摩擦均可忽略不計(jì)，石材的密度ρ石＝2.5×103kg/m3，取g＝10N/kg，人雙腳的受力面積為400cm2，求：(1)動(dòng)滑輪的重力；(2)提升A時(shí)人對(duì)地面的壓強(qiáng)；(3)石材B出水前，人拉繩子的功率。7．（2020·湖南長(zhǎng)沙·統(tǒng)考一模）如圖所示，是利用電子秤顯示水庫(kù)水位裝置的示意圖。該裝置主要由不計(jì)重力的滑輪C、D，長(zhǎng)方體物塊A、B以及輕質(zhì)杠桿MN組成。物塊A通過(guò)細(xì)繩與滑輪C相連，物塊B通過(guò)細(xì)繩與杠桿相連。杠桿可以繞支點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，杠桿始終在水平位置平衡，且MO︰ON=1︰2。已知物塊A的密度為1.5×103kg/m3，底面積為0.04m2，高為1m，物塊B的重力為100N，滑輪與轉(zhuǎn)軸的摩擦、杠桿與軸的摩擦均忽略不計(jì)，g取10N/kg。試求：(1)當(dāng)物塊A的頂部剛沒(méi)入水面時(shí)，滑輪C下端掛鉤處的拉力大?。?2)當(dāng)物塊A有四分之一體積露出水面時(shí)，電子秤的示數(shù)為多少；(3)若水位發(fā)生變化，當(dāng)電子秤的示數(shù)為55N時(shí)，求物塊A浸入水中的深度。8．（2020·四川成都·校考三模）如圖所示，均勻長(zhǎng)方體A、B上表面中心分別用細(xì)線連接，固定懸掛在長(zhǎng)1.2m的輕質(zhì)杠桿CF兩端。長(zhǎng)方體物塊A的密度為2×103kg/m3、底面積為10cm2，其下方有一高1.2m的圓柱形薄壁容器，A的下表面距容器底部0.2m，上表面與容器口相平。現(xiàn)將杠桿放置在支架DE上，當(dāng)容器不裝水時(shí)，E點(diǎn)對(duì)杠桿的支持力恰好為0；當(dāng)容器裝滿水時(shí)，D點(diǎn)對(duì)杠桿的支持力恰好為0。已知物塊B的重力GB=10N，ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg。(1)求DE的長(zhǎng)度；(2)撤去D，杠桿以E為支點(diǎn)，A的下表面接觸容器底，求容器未裝水時(shí)，物塊A對(duì)容器底部的壓強(qiáng)pA；(3)撤去E，杠桿以D為支點(diǎn)，將物塊B的懸掛點(diǎn)在DF之間移動(dòng)，且懸掛點(diǎn)離D點(diǎn)的距離為l，為使杠桿CF始終在水平位置保持平衡，須向容器中加減水。求加減水過(guò)程中，水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)p與l之間的函數(shù)關(guān)系式，并說(shuō)明l的最小值。9．（2022·湖南衡陽(yáng)·九年級(jí)自主招生）圖是某科研小組設(shè)計(jì)的高空作業(yè)裝置示意圖，該裝置固定于六層樓的頂部，從地面到樓頂高為18m，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)由支架AD和杠桿BC構(gòu)成，CO：OB＝2：3。配重E通過(guò)繩子豎直拉著杠桿B端，其質(zhì)量mE＝100kg，底面積S＝200cm2。安裝在杠桿C端的提升裝置由定滑輪M、動(dòng)滑輪K、吊籃及與之固定在一起的電動(dòng)機(jī)Q構(gòu)成，電動(dòng)機(jī)Q和吊籃的總質(zhì)量m0＝10kg，定滑輪M和動(dòng)滑輪K的質(zhì)量均為mK。可利用遙控電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)繩子H端，通過(guò)滑輪組使吊籃升降，電動(dòng)機(jī)Q提供的功率恒為P。當(dāng)提升裝置空載懸空靜止時(shí)，配重E對(duì)樓頂?shù)膲簭?qiáng)p0＝4×104Pa，此時(shí)杠桿C端受到向下的拉力為FC。科研人員將質(zhì)量為m1的物體裝入吊籃，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，當(dāng)?shù)趸@平臺(tái)勻速上升時(shí)，繩子H端的拉力為F1，配重E對(duì)樓頂?shù)膲簭?qiáng)為p1，滑輪組提升物體m1的機(jī)械效率為η。物體被運(yùn)送到樓頂卸下后，科研人員又將質(zhì)量為m2的物體裝到吊籃里運(yùn)回地面。吊籃勻速下降時(shí)，繩子H端的拉力為F2，配重E對(duì)樓頂?shù)膲簭?qiáng)為p2，吊籃經(jīng)過(guò)30s從樓頂?shù)竭_(dá)地面。已知p1∶p2＝1∶2，F(xiàn)1∶F2＝11∶8，不計(jì)杠桿重、繩重及摩擦，g取10N/kg。求：（1）拉力F；（2）機(jī)械效率η；（3）功率P。10．（2020·四川達(dá)州·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）用如圖甲所示的滑輪組將水平地面上重為G=100N的物體水平向右拉，當(dāng)小王用圖乙所示隨時(shí)間變化的水平向左的拉力F拉繩時(shí)，物體的速度v和水平移動(dòng)的路程s隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像分別如圖丙和丁所示，只計(jì)物體與地面間的摩擦，其他摩擦及滑輪與繩子的質(zhì)量不計(jì)，繩對(duì)滑輪的拉力方向均可看成水平方向，g=10N/kg。求：(1)在0~1s內(nèi)，物體與地面間的摩擦力f1及在1~2s內(nèi)，物體與地面間的摩擦力f2.；(2)在2~3s內(nèi)，拉力F3的功率；(3)在1~2s內(nèi)，拉力F2的功。11．（2020·河北唐山·統(tǒng)考一模）如圖所示，輕質(zhì)均勻細(xì)桿AB（不計(jì)質(zhì)量）保持水平狀態(tài)，支點(diǎn)O位于桿的中點(diǎn)，，物塊甲置于水平地面上用輕質(zhì)細(xì)線（張緊）相連懸掛于A點(diǎn)，物塊乙用輕質(zhì)細(xì)線相連跨過(guò)滑輪后懸掛于B點(diǎn)，BC的方向與細(xì)桿AB夾角為150°，物塊甲為棱長(zhǎng)0.1m的立方體，其密度為，物塊乙質(zhì)量為250g，體積為125cm3。（，）求：(1)物塊甲對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；(2)要使甲對(duì)地面壓強(qiáng)減小到零，支點(diǎn)O應(yīng)怎樣移動(dòng)？移動(dòng)多少？（結(jié)果保留一位小數(shù)）(3)將物塊甲沿水平切下厚度為h的一塊并放到乙上（與乙緊固連接，調(diào)整甲細(xì)線長(zhǎng)度使細(xì)桿AB扔保持水平），乙和切下來(lái)的甲全部浸入水中，此時(shí)甲對(duì)地面的壓強(qiáng)減小到562.5Pa，求切下的厚度h。12．（2021·江蘇南通·統(tǒng)考一模）如圖所示，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(shí)，他對(duì)地面的壓強(qiáng)p0＝2×104Pa；當(dāng)滑輪下未掛重物時(shí)，他用力勻速舉起杠桿的A端，使杠桿在水平位置平衡時(shí)，他對(duì)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(shí)，他對(duì)地面的壓強(qiáng)p2＝5.75×104Pa。假設(shè)這個(gè)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(duì)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(jì)，g取10N/kg）求：(1)人與地面接觸面積S的大??？(2)當(dāng)重物G被勻速提升過(guò)程中，滑輪組的機(jī)械效率η？(3)已知重物G的密度與水的密度比為9∶1，將重物完全浸沒(méi)在水中勻速上升時(shí)的速度為0.1m/s，若此時(shí)已知?jiǎng)踊喼貫?00N，那么繩端B的拉力F′做功的功率P′為多大？13．（2018·浙江溫州·校考一模）密度為ρ＝500kg/m3、長(zhǎng)a、高b、寬c分別為0.9m、m、m的勻質(zhì)長(zhǎng)方體，其表面光滑，靜止在水平面上，并被一個(gè)小木樁抵住，如圖（a）所示．（g取10N/kg）（1）無(wú)風(fēng)情況下，地面的支持力為多大？（2）當(dāng)有風(fēng)與水平方向成45°斜向上吹到長(zhǎng)方體的一個(gè)面上，如圖（b）所示．風(fēng)在長(zhǎng)方體光滑側(cè)面產(chǎn)生的壓力為F，則力F要多大才能將長(zhǎng)方體翹起？（3）實(shí)驗(yàn)表明，風(fēng)在光滑平面上會(huì)產(chǎn)生垂直平面的壓強(qiáng)，壓強(qiáng)的大小跟風(fēng)速的平方成正比，跟風(fēng)與光滑平面夾角正弦的平方成正比．現(xiàn)讓風(fēng)從長(zhǎng)方體左上方吹來(lái)，風(fēng)向與水平方向成θ角，如圖（c）所示．當(dāng)θ大于某個(gè)值時(shí)，無(wú)論風(fēng)速多大，都不能使長(zhǎng)方體翹起．請(qǐng)通過(guò)計(jì)算確定θ的值．14．（2022·福建福州·福建省福州教育學(xué)院附屬中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè)）某校物理興趣小組將一個(gè)壓力傳感器改裝為水深測(cè)量?jī)x，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的裝置。輕質(zhì)杠桿的支點(diǎn)為，不吸水的實(shí)心圓柱體A通過(guò)輕質(zhì)細(xì)線懸于杠桿左端點(diǎn)，的高度，上表面與容器中的水面剛好相平，下表面與置于水平桌面上的薄壁圓柱形容器底部剛好接觸但無(wú)擠壓。物體B通過(guò)輕質(zhì)細(xì)線懸于杠桿右端點(diǎn)，置于壓力傳感器上，壓力傳感器可以顯示B對(duì)其支撐面壓力的大小。連接杠桿和物體A、B間的細(xì)線承受的拉力有一定限度。現(xiàn)對(duì)該裝置進(jìn)行測(cè)試，以的速度將圓柱形容器中的水緩緩抽出，恰能將水全部抽盡，壓力傳感器示數(shù)隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示。杠桿始終靜止在水平位置，不計(jì)杠桿、細(xì)線的重力，不計(jì)細(xì)線的形變，已知圓柱形容器底面積，杠桿，，。（1）時(shí)刻，所受到的浮力是多少？（2）物體A和B的重力、分別是多少？（3）研究小組對(duì)裝置進(jìn)行了改進(jìn)，使得圓柱形容器中水的深度從上升到的過(guò)程中，連接杠桿和物體A、B間的細(xì)線始終有拉力。求壓力傳感器示數(shù)隨水深變化的關(guān)系式，并在圖丙中作圖像。15．（2022·江蘇無(wú)錫·?？级＃┮环N新型井蓋排水系統(tǒng)如圖甲所示，圖乙為該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化示意圖，排水系統(tǒng)由井蓋、兩個(gè)相同杠桿（AOB是其中之一）、容器等組成，AB長(zhǎng)度是300mm，AO長(zhǎng)度是120mm，井蓋的上表面和側(cè)面都有排水孔，下暴雨時(shí)，雨水從排水孔經(jīng)排水管導(dǎo)流到容器中，再?gòu)娜萜鞯撞康呐潘琢魅胂滤馈Ｓ捎谌萜鞯呐潘俣容^小，當(dāng)容器中的雨水上升到一定高度時(shí)，容器下降，拉動(dòng)杠桿，將井蓋頂起，加速路面排水。當(dāng)容器中的雨水下降到一定高度時(shí)，井蓋自動(dòng)下降蓋住井口。該井蓋的質(zhì)量是30kg，不考慮杠桿的質(zhì)量，不考慮各連接處的摩擦。（g取10N/kg）（1）下暴雨時(shí)，井蓋被頂起50mm，如圖丙所示。兩個(gè)相同的杠桿對(duì)井蓋至少做了多少功；（2）井蓋用密度7.2×103kg/m3的球墨鑄鐵制成，若用新材料來(lái)制造這種井蓋。新材料的密度為2.4×103kg/m3，則每個(gè)井蓋的質(zhì)量為多大；（3）某次調(diào)試中，調(diào)試人員將容器底部的排水孔全部堵住，測(cè)出容器的質(zhì)量是5kg，再將容器和杠桿組裝在一起，直接向容器內(nèi)勻速注水，當(dāng)30kg的井蓋剛好被頂起時(shí)，注入的水的質(zhì)量為多少？（假設(shè)在任意時(shí)刻水對(duì)容器的壓力與容器中水的重力大小相等）16．（2020春·四川成都·八年級(jí)統(tǒng)考期末）如圖所示裝置中，輕質(zhì)杠桿支點(diǎn)為E，物塊A、B之間連接有一根輕質(zhì)彈簧，A的上端通過(guò)輕質(zhì)細(xì)線懸于D點(diǎn)，杠桿的另一端通過(guò)滑輪組懸掛質(zhì)量不同的配重C來(lái)調(diào)節(jié)杠桿的平衡。DE∶EF=1∶2，A、B為均勻?qū)嵭恼襟w，A、B的邊長(zhǎng)為a，連接A、B的彈簧原長(zhǎng)為a，彈簧在彈性形變范圍內(nèi)，彈簧每受到2N的拉力，就會(huì)伸長(zhǎng)1cm，若彈簧下端不懸掛B物體，彈簧下端距離容器底為2a．柱形容器底面積為S，動(dòng)、定滑輪的質(zhì)量相同。已知a=10cm、S=200cm2、GA=6N、GB=12N、ρ水=1.0×103kg/m3，常數(shù)g取10N/kg（滑輪組的繩子重力、滑輪與軸的摩擦、彈簧體積忽略不計(jì)，整個(gè)過(guò)程中始終在彈性限度內(nèi)，物體A、B均不吸水）（1）當(dāng)柱形容器中無(wú)液體時(shí)，配重C的質(zhì)量為0.8kg，杠桿處于水平位置平衡，求動(dòng)滑輪重力是多少？（2）當(dāng)柱形容器中加入質(zhì)量為m1=2kg的水時(shí)，為使杠桿在水平位置平衡，求配重C的質(zhì)量為多少？（3）如果剪斷物體A上方的細(xì)線，向容器中加水，直到容器中水的質(zhì)量為m2=4.2kg，物體平衡時(shí)，水對(duì)物體B上表面的壓力FB是多大？17．（2021·內(nèi)蒙古呼和浩特·統(tǒng)考二模）如圖所示，工人用沿斜面向上、大小為500N的推力，將重800N的貨物從A點(diǎn)勻速推至B點(diǎn)；再用100N的水平推力使其沿水平臺(tái)面勻速運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)。已知AB長(zhǎng)3m，BC長(zhǎng)1.2m，距地面高1.5m.（1）貨物從A點(diǎn)勻速推至C點(diǎn)過(guò)程中，克服貨物重力做的功為多少？（2）斜面的機(jī)械效率為多少？（3）貨物從A點(diǎn)勻速推至C點(diǎn)過(guò)程中，克服貨物摩擦力做的功為多少？18．（2023·山西太原·山西大附中?？家荒＃┤鐖D所示是一個(gè)水位監(jiān)測(cè)儀的簡(jiǎn)化模型。杠桿質(zhì)量不計(jì)，A端懸掛著物體M，端懸掛著物體N，支點(diǎn)為，。物體M下面是一個(gè)壓力傳感器，物體N是一個(gè)質(zhì)量分布均勻的實(shí)心圓柱體，放在水槽中，當(dāng)水槽中無(wú)水時(shí)，物體N下端與水槽的底部恰好接觸且壓力為零，此時(shí)壓力傳感器的示數(shù)也為零。已知物體N的質(zhì)量，高度，橫截面積（取，）。求：（1）物體N的密度；（2）物體M的質(zhì)量；（3）當(dāng)壓力傳感器的示數(shù)時(shí)，求水槽內(nèi)水的深度。19．（2021春·重慶江北·八年級(jí)統(tǒng)考期末）如圖所示，長(zhǎng)2m的輕質(zhì)杠桿AB可繞O點(diǎn)無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，支點(diǎn)O在中點(diǎn)。將邊長(zhǎng)為10cm的均勻?qū)嵭恼襟w甲用細(xì)繩系于杠桿的C端并放在水平放置的電子盤(pán)秤上，重為50N的正方體乙用細(xì)繩系于D點(diǎn)，杠桿水平平衡，OC=OD=0.5m，此時(shí)盤(pán)秤的示數(shù)為3kg，已知盤(pán)秤水平放置且最大稱量為5kg，不計(jì)細(xì)繩重且細(xì)繩不可伸長(zhǎng)。求：（1）甲對(duì)盤(pán)秤的壓強(qiáng)是多少？（2）保持甲物體不動(dòng)，移動(dòng)懸掛乙物體的細(xì)繩，為了能使杠桿繼續(xù)在水平位置平衡，懸掛乙物體的細(xì)繩距離支點(diǎn)O最近和最遠(yuǎn)的距離分別是多少？（3）在圖中狀態(tài)下，若沿豎直方向?qū)⒓椎淖笥覂蛇吀髑腥ズ穸葹閍的部分，然后將D點(diǎn)處系著乙的細(xì)繩向左移動(dòng)a時(shí)，杠桿水平平衡，此時(shí)臺(tái)秤的示數(shù)為0.9kg，求a的值為多少？20．（2022·福建福州·福建省福州延安中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè)）一絕緣細(xì)繩的一端與可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的輕質(zhì)杠桿的E端相連，另一端繞過(guò)動(dòng)滑輪D、定滑輪C，與滑動(dòng)變阻器的滑片P相連；B為一可導(dǎo)電的輕質(zhì)彈簧，如圖所示接入電路中，一端通過(guò)絕緣繩固定在地面上，另一端與滑片P相連；一人站在地面上拉住與杠桿H端相連的細(xì)繩。已知電源電壓為12V，燈泡標(biāo)有“6V3W”字樣，EO∶HO=2∶5，人對(duì)繩子拉力最小時(shí)，電流表示數(shù)為I1，且滑片剛好位于滑動(dòng)變阻器的a端；人對(duì)繩子拉力最大時(shí)，電流表示數(shù)為I2，且I1∶I2=2∶1，滑動(dòng)變阻器的阻值與彈簧所受拉力的關(guān)系如表所示：不計(jì)杠桿、彈簧、滑片、細(xì)繩的重力，不計(jì)摩擦，不計(jì)彈簧電阻。整套裝置始終處于平衡狀態(tài)，物體A始終不離開(kāi)地面。燈泡電阻不變，且不會(huì)被燒壞。求：（1）燈泡電阻大小，以及電流表示數(shù)I1、I2大小分別是多少？（2）人對(duì)繩子的最大拉力是多少？（3）物體A的質(zhì)量至少是多少？R（Ω）02468101214…F（N）555105155205255305355…21．（2020秋·廣東江門(mén)·九年級(jí)江門(mén)市第二中學(xué)?？计谥校┤鐖D所示是一套提升裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，杠桿OC可繞固定點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，OD︰DC=1︰9，系在杠桿D端的細(xì)繩通過(guò)定滑輪E與物體B的一端相連，滑輪組Y由定滑輪Z和動(dòng)滑輪H組成，滑輪組Y的自由端細(xì)繩通過(guò)定滑輪M與物體B的另一端相連，整個(gè)裝置在同一豎直平面內(nèi)。小明通過(guò)定滑輪拉動(dòng)C端的細(xì)繩提升水中實(shí)心均勻物體A，當(dāng)物體A始終浸沒(méi)在水中且勻速上升時(shí)，小明對(duì)地面的壓力為N1，對(duì)地面的壓強(qiáng)為1.6×104Pa，滑輪組Y的自由端細(xì)繩對(duì)物體B向右的拉力為T(mén)1；當(dāng)小明利用裝置把物體A完全拉出水面，物體A在空中勻速上升時(shí)，小明對(duì)地面的壓力為N2，滑輪組Y的自由端細(xì)繩對(duì)物體B向右的拉力為T(mén)2。已知：小明所受重力為660N，在所有拉動(dòng)過(guò)程中，小明始終雙腳著地，每只腳與地面的接觸面積為125cm2，物體A的密度為2×103kg/m3，N1︰N2=8︰3，T1︰T2=101︰201，（不計(jì)繩重和細(xì)繩與滑輪間的摩擦及水對(duì)物體A的阻力，g取10N/kg）求：（1）物體A在空中勻速上升時(shí)，小明對(duì)地面的壓力N2為多少；（2）水平地面對(duì)物體B的摩擦力大小和動(dòng)滑輪組H所受的重力大小分別是多少。22．（2021·河北石家莊·?？级＃┤鐖D所示，以O(shè)為支點(diǎn)的水平輕質(zhì)杠桿ON的M點(diǎn)處懸掛一邊長(zhǎng)為0.2m的正方體合金塊A。A的下方放置一個(gè)由同種材料制成的邊長(zhǎng)為0.1m的正方體B，B放置在水平地面上，已知OM∶ON=1∶3，一個(gè)重為640N的人站在水平地面上，人與地面的接觸面積為0.04m2；當(dāng)人用力F拉住繩通過(guò)滑輪組使杠桿水平平衡時(shí)，A對(duì)B的壓強(qiáng)為1.5×104Pa，人對(duì)水平地面的壓強(qiáng)變?yōu)?.45×104Pa；若每個(gè)滑輪重為20N，g取10Nkg，不計(jì)裝置的一切摩擦和繩重、桿重。M處的繩子不會(huì)斷。求∶（1）人站在地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為多少？（2）物體B對(duì)地面的壓力為多少？（3）若滑輪組繩子能承受的最大拉力為95N，人緩慢拉動(dòng)繩子使A對(duì)B的壓力為零，這個(gè)過(guò)程中整個(gè)裝置的最大機(jī)械效率是多少？（保留一位小數(shù)）23．（2019·河北石家莊·石家莊二十三中?？既＃榱藢⒎胖迷谒降孛嫔现谿=100N的重物提升到高處。小明設(shè)計(jì)的圖（甲）所示的滑輪組裝置。當(dāng)小明用圖（乙）所示隨時(shí)間變化的豎直向下拉力F拉繩時(shí)，重物的速度和上升的高度h隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像分別如圖（丙）和（?。┧尽Ｈ糁匚锱c地面的接觸面積S=5×10-2m2。不計(jì)摩擦，繩對(duì)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2～3s內(nèi)，拉力F的功率P及滑輪組的機(jī)械效率；（2）在1～2s內(nèi)，拉力F所做的功W；（3）在0～1s內(nèi)，小明對(duì)地面的壓強(qiáng)p1與重物對(duì)地面的壓強(qiáng)p2的差值Δp多大。24．（2021春·廣西玉林·九年級(jí)統(tǒng)考期中）如圖1所示，某人用滑輪組從水池底勻速提起實(shí)心正方體物體A（物體底部與池底不密合）。物體A從離開(kāi)池底到剛要露出水面經(jīng)歷的時(shí)間為15s，提升的高度為3m。當(dāng)人作用在繩端豎直向下的拉力為F1時(shí)，物體A受到池底的支持力為FN；當(dāng)物體A剛剛離開(kāi)池底到剛好要露出水面前始終以某一速度勻速上升時(shí)，人作用在繩端豎直向下的拉力為F2，此時(shí)人拉力做功的功率為160W。已知：物體A的密度為ρ=2.5×103kg/m3，體積為V=0.04m3，水的密度為ρ水=1.0×103kg/m3，F(xiàn)1∶F2=2∶5。不計(jì)摩擦和繩重及水的阻力，g=10N/kg。求∶（1）物體A未露出水面前受到的浮力；（2）物體A在水中勻速上升時(shí)，人拉繩的速度v；（3）物體A在水中勻速上升且未露出水面前，滑輪組的機(jī)械效率；（4）當(dāng)作用在繩端的拉力為F1時(shí)，物體A受到池底的支持力FN。25．（2021·河北·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）在抗擊新型冠狀病毒肺炎疫情的特殊時(shí)期，小馬同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置進(jìn)行“無(wú)接觸傳送”物品?，F(xiàn)有質(zhì)量M=25kg的木箱，長(zhǎng)L=5m，高h(yuǎn)=3m的固定斜面，他用F=100N的力拉繩，使木箱以v=0.2m/s的速度沿斜面勻速地由底端上升到頂端，此過(guò)程因繩和滑輪間的摩擦而做的額外功W0=20J。已知?jiǎng)踊嗁|(zhì)量m=1kg，連接動(dòng)滑輪的繩子拉直且與斜面平行，不計(jì)繩的質(zhì)量、木箱大小和木箱到動(dòng)滑輪間的繩長(zhǎng)，g取10N/kg。求：（1）木箱由斜面底端上升到頂端所用的時(shí)間；（2）小馬同學(xué)拉力的功率；（3）整個(gè)裝置的機(jī)械效率；（4）斜面對(duì)木箱的摩擦力大小。26．（2021·河北·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，用輕質(zhì)薄木板AB做成杠桿，O為支點(diǎn)，OA=OB=2m，地面上一質(zhì)量為2kg，邊長(zhǎng)為a=10cm的實(shí)心正方體物塊M用一不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線系于OB的中點(diǎn)C處，此時(shí)AB恰好靜止于水平位置，細(xì)線恰好被拉直?，F(xiàn)將小滑塊Q（小滑塊的大小不計(jì)）放在O點(diǎn)的正上方的板上，對(duì)Q施加F=2N的水平向左的推力，使Q沿OA向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得小滑塊Q向左移動(dòng)0.4m時(shí)，繩子對(duì)C點(diǎn)的拉力為8N。（g取10N/kg）求：（1）此時(shí)物塊M對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；（2）小滑塊Q的質(zhì)量；（3）若Q再向左側(cè)移動(dòng)0.2米，沿豎直方向?qū)⒄襟wM左右兩邊各切去厚度為d的部分，將它們疊放在Q的正上方時(shí)，正方體M對(duì)地面的壓強(qiáng)為0，求d。27．（2020春·湖南長(zhǎng)沙·八年級(jí)長(zhǎng)沙市開(kāi)福區(qū)青竹湖湘一外國(guó)語(yǔ)學(xué)校?？计谀┤鐖D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，AO呈水平狀態(tài)，A、O兩點(diǎn)間的距離為40cm。B、O兩點(diǎn)間的水平距離為10cm，豎直距離為7cm。A點(diǎn)正下方的K是一個(gè)重為10N、橫截面積為100cm2的蓋板（蓋板恰好堵住出水口），它通過(guò)細(xì)繩與杠桿的A端相連，在水箱右側(cè)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，可以控制出水口上蓋板，若水箱水深為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50cm，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與N2之比為25∶23，蓋板的厚度、繩重及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上，g取10N/kg。求：（1）水箱中水深為30cm時(shí)，蓋板上表面所受水的壓強(qiáng)；（2）動(dòng)滑輪的重；（3）若與杠桿A、B兩端及滑輪上的細(xì)繩能夠承受的最大拉力均為1000N，則人利用該裝置工作過(guò)程中的最大蓄水深度為多少？28．（2020·浙江杭州·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）玻璃裝運(yùn)車(chē)間常用