机械之简单机械与浮力的结合(难)无答案.docx

机械之简单机械及浮力的结合（难）无答案1如图所示，重物A是体积为103，密度为7.9 ×103 3的实心金属块，将它完全浸没在水中，始终未提出水面。若不计摩擦和动滑轮重，要保持平衡，求：（1）作用于绳端的拉力F是多少？（2）若缓慢将重物A提升2m，拉力做的功是多少？（3）若实际所用拉力为400N，此时该滑轮的效率是多少？（10N）2如图21所示装置，物体B重为50N，体积1.0×10-3m3，B在水中匀速下沉时，通过滑轮组拉着物体A在水平面上向左匀速运动，此时滑轮组的机械效率为80%。若将物体B换成及物体B体积相同的物体C后，用水平向右的力F拉物体A，使物体C在水中4s内匀速上升0.4m（物体未露出水面），此时滑轮组的机械效率为60%。不计绳重、滑轮轴处摩擦及水的阻力，g取10，计算结果保留位小数。求：（1）物体B在水中受到的浮力F浮。（2）水平面对物体A的摩擦力 。（3）物体C所受重力及拉力F的比值。（4）拉力F的功率P 。3图27是小明用滑轮组从水池中用密闭容器A提取水的装置示意图,当容器A 到达水面前,在空气中匀速下降过程中,小明对绳子竖直向下的拉力为F1,水平地面对小明的支持力为N1;当容器A完全浸没在水中（容器A未及水池底接触），且整个装置处于静止状态时, 容器A在水中受到浮力为40N,小明对绳子竖直向下的拉力为为F2, 水平地面对小明的支持力为N2;浸没后容器A仍能继续下沉,当容器A下沉到一定深度时，容器侧壁的阀门会自动打开，水会注入容器，注满水后，阀门自动关闭。提升注满水的容器A匀速上升的过程中（容器未露出水面）， 小明对绳子竖直向下的拉力为F3, 水平地面对小明的支持力为N3.已知小明所受重力为500N, N1: N2=46:47, N2: N3=47:41。（不计绳重、滑轮及轴的摩擦及水的阻力取10）A图求：容器A盛满水后,所盛水的质量。32009年秋季以来，我国西南部分地区遭遇严重旱灾，不少地方不得不靠打深井取水。如图11所示，小明同学正利用滑轮组和金属水桶从深井中提水，若水桶的材料密度为83,水桶质量为4，水桶容积为20L。当盛满水的桶从水中慢慢提升（桶始终未出水面）时，小明对绳的拉力为25N。不计绳子重量和摩擦，水的密度是1.0×103 3，g取10.试求：（1）动滑轮有多重？（2）水桶露出水面前，滑轮组的机械效率有多大？（3）水桶被提离井中水面后，以0.2的速度匀速竖直上升，小明对绳子自由端拉力的功率多大？4如图所示，小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的物体，已知物体重1.2×103N，密度为1.6×103kgm3。测得物体在出水面前、后牵引车作用在绳子上的拉力之比为1：2。若不计摩擦、绳重及水的阻力，g取10N，问：第1题图（1）物体出水面前，滑轮组的机械效率是多少？（2）物体出水面后上升的速度是1ms。牵引车拉力的功率多大？5小文的体重为600 N，当他使用如图24所示的滑轮组匀速提升水中的体积为0.01m3的重物A时（重物始终未出水面），他对地面的压强为8.75×103 。已知小文及地面的接触面积为400。当他用此滑轮组在空气中匀速提升重物B时，滑轮组的机械效率是80%。已知重物A重物B所受重力之比512，若不计绳重和摩擦，10。求：（1）提升重物A时小文对地面的压力。（2）物体A的密度。6如图11所示，质量为65的小华，利用滑轮组竖直向上匀速提升水中的物体。已知该物体质量为90体积为203。在物体未出水面前，小华对地面的压力为F；当物体被提出水面后，滑轮组的机械效率为75%，不计绳重和滑轮及轴的摩擦，g取10。则 。图117如图23所示，质量为70的工人站在岸边通过一滑轮组打捞一块沉没在水池底部的石材，该滑轮组中动滑轮质量为5。当工人用120N的力拉滑轮组的绳端时，石材仍沉在水底不动。工人继续增大拉力将石材拉起，在整个提升过程中，石材始终以0.2m的速度匀速上升。在石材还没有露出水面之前滑轮组的机械效率为1，当石材完全露出水面之后滑轮组的机械效率为2。在石材脱离水池底部至完全露出水面的过程中，地面对人的支持力的最大值及最小值之比为29：21。绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计，石材的密度石=2.5×103kg3，取10，求：（1）及打捞前相比，当人用120N的力拉绳端时，水池底部对石材的支持力变化了多少；图23（2）1及2的比值；（3）当石材完全露出水面以后，人拉绳子的功率。 8用滑轮组将密度为 2.8×103kg3,质量为56金属块完全在水中匀速提升0.5m，加在绳子自由端的拉力是F,动滑轮中120N,如图所示。不计绳重及摩擦，g取10，则下列说法正确的是A.金属块受到的重力及浮力是平衡力 B.拉力F的有用功是280J C.金属块受到的浮力是200N D.滑轮组的机械效率是75%图249如图24所示,质量为60的工人在水平地面上,用滑轮组把货物运到高处。第一次运送货物时,货物质量为130,工人用力F1匀速拉绳,地面对工人的支持力为N1,滑轮组的机械效率为1;第二次运送货物时,货物质量为90 ,工人用力F2匀速拉绳的功率为P2,货箱以0.1m的速度匀速上升,地面对人的支持力为N2, N1及 N2之比为2:3。(不计绳重及滑轮摩擦, g取10)求:(1)动滑轮重和力F1的大小; (2)机械效率1; (3) 功率P2。10如图25所示，某工地用固定在水平地面上的卷扬机（其内部有电动机提供动力）通过滑轮组匀速提升货物，已知卷扬机的总质量为120，工作时拉动绳子的功率恒为400W。第一次提升质量为320的货物时，卷扬机对绳子的拉力为F1，对地面的压力为N1；第二次提升质量为240的货物时，卷扬机对绳子的拉力为F2，对地面的压力为N2。已知N1及N2之比为5：7，取10，绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计。求：图25（1）卷扬机对绳子的拉力F1的大小；（2）第一次提升货物过程中滑轮组的机械效率；（3）前后两次提升货物过程中货物竖直向上运动的速度之比。图21货物卷扬机工作台11如图21所示，某工地用固定在水平工作台上的卷扬机（其内部有电动机提供动力）通过滑轮组匀速提升货物，已知卷扬机的总质量为120，工作时拉动绳子的功率恒为400W。第一次提升质量为320的货物时，卷扬机对绳子的拉力为F1，对工作台的压力为N1；第二次提升质量为240的货物时，卷扬机对绳子的拉力为F2，对工作台的压力为N2。已知N1及N2之比为25：23，取10，绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计。（6分）求：（1）卷扬机对绳子的拉力F1的大小；（2）第一次提升货物过程中滑轮组的机械效率；（3）前后两次提升货物过程中货物竖直向上运动的速度之比。12如图25所示，是一个上肢力量健身器示意图。配重A受到的重力为350N，其底面积为5×10-2m2。B、C都是定滑轮，D是动滑轮；杠杆可绕O点在竖直平面内转动，3。小明受到的重力为500N，当他通过细绳在H点分别施加竖直向下的拉力T1、T2时，杠杆两次都在水平位置平衡，小明对地面的压力分别为F1、F2，配重A受到的拉力分别为1、2，配重A对地面的压强分别为p1、p2，且两次A对地面的压强相差2×103。已知F1F2 43，p1p232 。杠杆和细绳的质量及滑轮组装置的摩擦力均忽略不计。求：(1) 拉力2及1之差；O图25BACDHHE(2) 小明对地面的压力F1 ；（3）当小明通过细绳在H点施加竖直向下的拉力T 3时，配重A匀速上升2,此时滑轮组的机械效率 。（请画出相关受力分析图）图24AOBQ出水口天花板C13如图24所示为一种蓄水箱的放水装置，是以O点为转轴的轻质杠杆，呈水平状态， = 40， 10。Q是一个重为5N、横截面积为1002的盖板，它通过细绳及杠杆的A端相连。在水箱右侧的水平地面上，有一质量为50的人通过滑轮组拉动系在B点呈竖直状态的绳子，可以控制出水口上的盖板。若水箱中水深为50，当盖板恰好要被拉起时，人对绳子的拉力为F1，水平地面对人的支持力为N1，滑轮组机械效率为1；若水箱中水深为100，当盖板恰好要被拉起时，人对绳子的拉力为F2，水平地面对人的支持力为N2，滑轮组机械效率为2。已知1及2之比为4449，盖板的厚度、绳重及绳及滑轮间的摩擦均可忽略不计，人对绳的拉力及人所受重力在同一直线上，g取10。求：（1）当水箱中水深为100时，盖板上表面所受水的压强。 （2）动滑轮的总重。 （3）N1和N2之比。14图22是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。起重机总重G8×104N，A是动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机，D是油缸，E是柱塞。通过卷扬机转动使钢丝绳带动A上升，打捞体积V0.5m3、重为G物的重物。若在打捞前起重机对地面的压强p12×107，当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强为p2，重物完全出水后匀速上升时起重机对地面的压强p32.5×107。假设起重时E沿竖直方向，重物出水前、后E对吊臂的支撑力分别为N1和N2，重物出水前滑轮组的机械效率为80%，重物出水后卷扬机牵引力的功率为11875W，吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮及绳的摩擦不计。（g取10）求：ABDCEOF图22（1）重物在水中匀速上升时起重机对地面的压强p2；（2）支撑力N1和N2之比；（3）重物出水后匀速上升的速度。15图21甲是海洋中学科技小组设计的打捞水中物体的装置示意图。是以O点为转轴的水平杠杆，的长度为1.6m。水平甲板上的配重E通过细绳竖直拉着杠杆D端，配重E的质量为225。安装在杠杆上的行走装置由支架、动滑轮X、提升电动机、定滑轮K构成，行走装置的质量m为25。电动机Q可以通过定滑轮S和动滑轮X拉动行走装置沿水平滑动。固定在提升电动机下的定滑轮K和动滑轮M组成滑轮组Y，当行走装置处于杠杆上C点的位置时，提升电动机拉动绳子H端，通过滑轮组Y竖直提升水中的物体A。物体A完全在水中匀速上升的过程中，滑轮组Y的机械效率为1，甲板对配重E的支持力为N1；物体A全部露出水面匀速竖直上升的过程中，滑轮组Y的机械效率为2，甲板对配重E的支持力为N2。滑轮组Y提升物体A的过程中，行走装置受到的水平拉力始终为零，杠杆在水平位置保持平衡。已知物体A的质量为50，体积V为203，N1及N2之比为3：2, 1及2之比为9：10 物体A被打捞出水面后，停留在一定高度，电动机Q开始拉动行走装置。在行走装置以0.05的速度水平匀速移动的过程中，拉力T所做的功随时间变化的图像如图21乙所示，行走装置受到的水平拉力为F。细绳和杠杆的质量、滑轮及轴的摩擦、水对物体的阻力均忽略不计，g取10。求：(1)的长度;(2)拉力F。第 3 页