05含有滑輪組復(fù)雜裝置的機械效率綜合計算-2022中考物理力學(xué)壓軸計算題難題專練（原卷版）

05含有滑輪組復(fù)雜裝置的機械效率綜合計算1．如圖甲是在岸邊打撈水中物體的裝置示意圖，該裝置由懸掛機構(gòu)和提升裝置兩部分組成。懸掛機構(gòu)由固定桿和杠桿構(gòu)成，為杠桿的支點，。配重E通過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，其中支架和電動機Q的總質(zhì)量，定滑輪K的質(zhì)量。可利用遙控電動機拉動繩子的自由端，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的過程中，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，繩子端的拉力為，實心材料上升的高度隨時間變化的圖像如乙圖，地面對配重的支持力為。實心材料全部露出水面后勻速豎上升的過程中，繩子端的拉力為，地面對配重的支持力為，滑輪組的機械效率為。已知，，，被打撈的實心材料的密度，繩子和桿的質(zhì)量、捆綁實心材料的鋼絲繩的質(zhì)量和體積、滑輪與軸及支點處的摩擦、水對實心材料的阻力均忽略不計，取。求：（1）實心材料浸沒在水中勻速上升時的速度；（2）實心材料浸沒在水中勻速上升時電動機牽引繩的功率；（3）實心材料露出水面后，滑輪組的機械效率。2．如圖所示，重為400N的工人用如圖滑輪組在空氣中提升一個450N的重物A時，機械效率為90%，現(xiàn)有一石材B沉沒于水池底部（石材未與底部緊密接觸），工人用該滑輪組要將其打撈上來。開始時工人用力但是沒有拉動，繼續(xù)增大拉力將石材拉起，在整個提升過程中，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程中，人對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，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)動滑輪的重力；(2)提升A時人對地面的壓強；(3)石材B出水前，人拉繩子的功率。3．如圖是工人將重160N的物體勻速放下的過程，已知當(dāng)物體下降的距離為2m時，用時4s。工人的拉力為50N，工人質(zhì)量為60kg。（物體未浸入水中，且不計繩重及摩擦）(1)求工人放繩的速度；(2)求滑輪組的效率η1；(3)如果物體完全浸沒水中后滑輪的機械效率為η2，已知η1：η2＝4：3（物體在水中仍勻速下降，動滑輪不會浸入水中且不計繩重及摩擦，g＝10N/kg）。求：當(dāng)物體完全浸沒水中后，工人對地面的壓力。4．如圖所示的裝置中，質(zhì)量可忽略不計的杠桿AB可繞轉(zhuǎn)軸O點自由轉(zhuǎn)動，，兩個滑輪的質(zhì)量相等。質(zhì)量為60kg的小熊站在水平地面上，用F1的力拉繩時，合金塊E在空中靜止且杠桿恰好在水平位置平衡，此時人對地面的壓強為p1=1.05×104Pa，定滑輪對C處的拉力為Fc；在所有拉動過程中，小熊始終雙腳著地，腳與地面的接觸面積為5×102m2，底面積為6×102m2的圓柱形容器D中盛有適量的水，水的高度為50cm。（g=10N/kg，繩重、杠桿和滑輪的摩擦、水對物體的阻力均可忽略不計）求：(1)合金塊E未浸入水中時，水對容器底部的壓強；(2)人對繩子的拉力F1；(3)把合金塊E緩緩且勻速的放入水中，水沒有溢出。當(dāng)液面高度變化15cm時，定滑輪對C處的拉力為Fc，，則此時裝置的機械效率為多少？(4)合金塊E的重力為多大？5．利用如圖所示的滑輪組勻速拉動水平地面上重為60N，邊長為10cm的正方體物體，拉力F的大小為5N，物體在水平地面上勻速運動時，受到地面對它的摩擦力為8N。求：（1）正方體物體對地面的壓強是多少？（2）若在拉力F作用下物體以0.2m/s的速度勻速拉了4s，求拉力F的功率多大？（3）此時該滑輪組的機械效率為多少？6．如圖所示是打撈物體的模擬裝置。電動機帶動鋼絲繩自由端以恒定的速度勻速拉動滑輪組，經(jīng)過5min將體積為0.1m3的物體由海底提升到海面，物體在海面下勻速上升的過程中，該滑輪組的效率為90%，此時電動機的輸出功率為800W（不計物體的高度、動滑輪體積、繩重和摩擦，ρ物＝8.2×103kg/m3，g取10N/kg，ρ海水取1.0×103kg/m3）。求：（1）物體浸沒在海水中受到的浮力；（2）動滑輪的總重力；（3）物體在海底時受到海水的壓強；（4）物體離開海面后電動機的輸出功率。7．電梯為居民出入帶來很大的便利，小明家住6樓，每層樓高3m，放學(xué)后，乘電梯回家：(1)電梯在20s內(nèi)將小明送到家，在此過程中，電梯上升的平均速度是多少？(2)已知小明的體重為500N，電梯對小明做功的功率為多少？(3)如圖是一種電梯的結(jié)構(gòu)示意圖。A為電梯廂，B為動滑輪，繞過滑輪的鋼絲繩一端固定在樓房頂層，另一端通過電動機提供拉力，C為配重。在電動機拉力作用下電梯廂能在電梯井中沿豎直通道上下運行。某次運行中，電梯將總質(zhì)量為180kg的小明一家人送回家時，電動機拉力F為6000N。（不計鋼絲繩、滑輪重及摩擦）在此過程中，電梯的機械效率是多少？8．如圖甲所示，動滑輪重6N，所吊重物B重40N，物體A重240N，此時物體B恰好以0.1m/s的速度勻速下降。不計繩重、摩擦及繩子的伸長。求：(1)物體A受到繩子的拉力及水平面對物體A的摩擦力；(2)滑輪組的機械效率（結(jié)果保留兩位小數(shù)）；(3)如圖乙，要使物體B恰好以0.2m/s的速度勻速上升，則要對物體A施加水平向右拉力的功率。9．小華用如圖所示的滑輪組拉動貨箱，已知貨箱的重為600N，在F＝50N的拉力作用下，貨箱以0.1m/s的速度做勻速直線運動，地面對貨箱的滑動摩擦力f為貨箱重的0.2倍。求：(1)拉力F的功率是多少？(2)貨箱運動了2min，克服摩擦所做的功是多少？(3)此滑輪組的機械效率是多少？10．如圖所示，是用滑輪組提升物體的示意圖，已知物體A的重力為300kg，物體A以0.1m/s的速度勻速上升時，電動機的輸出功率為400W，若將A更換為