初中物理滑輪綜合試題(難題綜合)

力學(xué)綜合題【1】 （08崇文一模）如圖25所示是起重機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。用它把質(zhì)量為2103kg，底面積為1m2的貨箱G勻速提起。（取g10N/kg）問(wèn)：（1）當(dāng)貨箱靜止于水平地面時(shí)，它對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少？（2）若把貨箱勻速吊起3m，起重機(jī)對(duì)貨箱做了多少功？（3）吊起貨箱時(shí)，為使起重機(jī)不傾倒，在它右邊加掛質(zhì)量為多大的鐵塊？ 已知：OA10m，OB5m。（設(shè)起重機(jī)所受重力的作用線恰好通過(guò)O點(diǎn)。）【2】 (08西城一模)磅秤上有一個(gè)重1500N的木箱，小明站在地上，想用如圖29（甲）所示的滑輪組把這個(gè)木箱提升到樓上，可是他竭盡全力也沒(méi)有提起，此時(shí)磅秤的示數(shù)為40kg。于是他改變滑輪組的繞繩方法如圖29（乙）所示，再去提這個(gè)木箱。當(dāng)木箱勻速上升時(shí)，小明對(duì)地板的壓力為100N，不計(jì)軸摩擦和繩重，取g10N/kg。求小明的體重和提升木箱時(shí)滑輪組的機(jī)械效率。 【3】 （08昌平一模）圖30MOAB如圖30所示，一正方體合金塊M的邊長(zhǎng)為20cm，把它掛在以O(shè)為支點(diǎn)的輕質(zhì)杠桿的A點(diǎn)處，一個(gè)重為640N的人在杠桿的B點(diǎn)通過(guò)定滑輪用力F1使杠桿在水平位置平衡，此時(shí)M對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為1.1104Pa，人對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為1.45104Pa；若把M浸沒(méi)于水中(M與容器底不接觸)，人用力F2仍使杠桿在水平位置平衡，此時(shí)人對(duì)地面的壓強(qiáng)為1.15104 Pa；已知人單獨(dú)站在水平地面上，對(duì)地面的壓強(qiáng)為1.6104 Pa（g取10N/kg）求：（1）力F1的大??；（2）合金塊M的密度；（3）當(dāng) M浸沒(méi)于水中時(shí)，若剪斷細(xì)繩，合金塊M沉于容 器底，則M對(duì)容器底的壓強(qiáng)為多大滑輪組重物行走裝置提升電動(dòng)機(jī)MN圖23【4】 （08朝陽(yáng)一模）圖23是簡(jiǎn)易電動(dòng)門式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。MN為質(zhì)量可以不計(jì)、長(zhǎng)4m的橫梁，行走裝置可以把提起的重物在橫梁上左右移動(dòng)。提升電動(dòng)機(jī)通過(guò)鋼絲繩和滑輪組提起重物，滑輪組的結(jié)構(gòu)如圖。當(dāng)提起的重物質(zhì)量是0.5t，鋼絲繩重和輪、軸間摩擦不計(jì)時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率是80%。當(dāng)以0.2m/s的速度勻速豎直向上提起1.125t重物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率是多 少？電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)鋼絲繩的功率是多少？若行走裝置和提升電動(dòng)機(jī)的總重是2.75103N，提起重物質(zhì)量為2t，行走裝置使提起的重物沿橫梁從中點(diǎn)A移到B點(diǎn)，以M點(diǎn)為軸，N點(diǎn)向上的支持力增加了6103N，MB的距離是多少？（g取10N/kg）ABDCEOF圖25【5】 （08海淀一模）圖25是液壓汽車起重機(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)，D是油缸，E是柱塞。作用在動(dòng)滑輪上共三股鋼絲繩，卷?yè)P(yáng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使鋼絲繩帶動(dòng)動(dòng)滑輪上升提取重物，被打撈的重物體積V0.5m3。若在本次打撈前起重機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng)p12.0107Pa，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)p22.375107Pa，物體完全出水后起重機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng)p32.5107Pa。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N1和N2，N1與N2之比為19：24。重物出水后上升的速度v0.45m/s。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：（1）被打撈物體的重力；（2）被打撈的物體浸沒(méi)在水中上升時(shí)，滑輪組AB的機(jī)械效率；（3）重物出水后，卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引力的功率?！?】 (08宣武一模)某橋梁施工隊(duì)的工人用如圖24所示的滑輪組勻速打撈沉在水中的工件。已知工件的質(zhì)量為100kg工人的質(zhì)量為70kg。工件打撈出水面前與工件完全被打撈出水后工人對(duì)地面的壓力之比為15：2，工件在水中時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為60% 。若不計(jì)摩擦、繩重及水的阻力，g取10N/kg 。求：（1）工件浸沒(méi)在水中時(shí)所受的浮力浮 ；（2）工件完全打撈出水面后，滑輪組的機(jī)械效率2 ；（3）工件完全打撈出水面后，以0.2m/s的速度被勻速提升，工人拉繩的功 率P2。1 答案 （1）（2）W=FS=2103kg10N/kg3m=6104J（3） GAO = G0OB2103kgg10m = m0g5mm0 = 4103kg2 答案 F拉G人木箱和動(dòng)滑輪受力G箱G輪2F拉F支2G人F支2G人mg 改變繞繩方式后，F(xiàn)拉F支G人，木箱和動(dòng)滑輪受力G箱G輪3F拉3(G人F支) 所以2G人mg3(G人F支) F支F壓100NG人3F支mg3100N40kg10N/kg700N F拉G人F支700N100N600N 機(jī)械效率h83.3%3 答案 （1），F(xiàn)1=G人p1S=640N1.45104Pa0.04m2=60N， F2=G人p2S=640N1.15104Pa0.04m2=180N（2）杠桿在水平位置平衡時(shí)，有： OA(GMFM)=OBF1 OA(GMF浮)=OBF2 由可得， FM=F壓=PMSM=1.1104Pa(0.2m)2=440N F浮=水gVM=1103kg/m310N/kg(0.2m)3=80N 將FM=440N、F浮=80N 代入式，解得： GM=620N （3）當(dāng)M浸沒(méi)于水中時(shí)，剪斷細(xì)繩，合金塊M沉于容器底， 4 答案 提起重物質(zhì)量分別為0.5t和2t，重物重分別為Gmg 0.5t10N/kg 5103N，G/m/g 2t10N/kg 20103N由滑輪組機(jī)械效率W有用/W總G物/（G物G動(dòng)），代入數(shù)據(jù)：80% 5103N/（5103NG動(dòng)），解出G動(dòng)=1.25103N/G物/（G物/G動(dòng)）20103N/（20103N1.25103N）94%鋼絲繩拉力F=（G物/G動(dòng)）/3 =（20103N1.25103N）/37.1103N勻速拉動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)鋼絲繩的功率P Fv7.1103N30.2m/s=4.26103W或P（G物/G動(dòng)）v物（20103N1.25103N）0.2m/s=4.25103W把橫梁MN看成杠桿，以M點(diǎn)為軸，重物在A點(diǎn)和B點(diǎn)時(shí)，根據(jù)杠桿平衡條件：（G物G行G動(dòng)）MA FAMN（G物G行G動(dòng)）MB FBMN兩式相減得：（G物G行G動(dòng)）（MAMB） （FAFB）MN當(dāng)FAFB6103N0，代入數(shù)據(jù)：（20103N1.25103N2.75103N）（2mMB）6103N4m解出： MB1m當(dāng)FAFB6103N0，代入數(shù)據(jù)：（20103N1.25103N2.75103N）（2mMB）6103N4m解出：MB/3m5 答案 （1）設(shè)起重機(jī)重為G，被打撈物體重力為G物；打撈物體前，G=p0S在水中勻速提升物體時(shí)：F拉=G物F浮起重機(jī)對(duì)地面的壓力：G+F拉=p1SF浮=水gV排=0.5104N物體出水后：G+G物=p2S，F(xiàn)拉=（p1- p0）S；G物=（p2- p0）S可得物體重力為 G物=2.0104N。（2）設(shè)鋼絲繩上的力在出水前后分別為F1、F2，柱塞對(duì)吊臂力的力臂為L(zhǎng)1，鋼絲繩對(duì)吊臂力的力臂為L(zhǎng)2。根據(jù)杠桿平衡條件可知：N1L1=3F1L2 ； N2L1=3F2L2，=，F(xiàn)1= （G物F浮+ G動(dòng)） F2= （G物+ G動(dòng)），= =將數(shù)據(jù)代入得： G動(dòng)=0.4104N物體浸沒(méi)在水中上升時(shí)，滑輪組AB的機(jī)械效率：（3）出水后鋼絲繩上的力：F2= (G物+G動(dòng))/3=0.8104N物體上升的速度v，鋼絲繩的速度v=3v=30.45m/ s =1.35m/ sP=F2 v=0.8104N 1.35m/ s =1.08104W。6 答案 （1）以人為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析如圖（3）甲、乙所示：G人=F1+N1 N1=G人-F1G人=F2+N2 N2=G人-F2工人受到地面的支持力與工人對(duì)地面的壓力大小相等；繩對(duì)人的拉力與人對(duì) 繩的拉力大小相等。1/21/2（人-F1）/（G人-F2）15/2 圖（3）又1=W有/W總=（G物-F?。﹉ / F1S = (G物-F浮)/2F1=60% F1=（G物+G動(dòng)-F?。?2 F2=（G物+G動(dòng)）/2 將、式代入、式，并且將G人=m人g=70kg10N/kg =700N，G物=m物g=100kg10N/kg =1000N代入,解得：G動(dòng)=320N 由式得：60%=(G物F浮) / (G物+G動(dòng)-F浮)=(1000N-F浮) / (1000N+320N-F浮)解得F浮=520N 則：F