2022年杠杆、滑轮、浮力综合计算题.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 杠杆、滑轮、浮力综合运算题1、图 1 是一种新型吊运设备的简化模型示意图,图中虚线框里是滑轮组未画出,滑轮组绳子的自由端由电动机拉动；工人师傅用该吊运设备匀速打捞落入水中的圆柱形物体 A；物体 A 的底面积为 200cm 2,高为 8m；当物体 A 露出水面 2m时,绳子用竖直向上 T1 的力拉物体 A,电动机对滑轮组绳子自由端的拉力 F1 为2400N, 当物体 A 露出水面 4m时,绳子用竖直向上 T2 的力拉物体 A,电动机对滑轮组绳子自由端的拉力为 F2,机械效率为 82%；拉力 F2的功率为 600w, 已知 TI ：T2=39：41；不计绳的质量,不计滑轮与轴的摩擦；求：1此滑轮组匀速上升的速度 V； 2此滑轮组最高的机械效率；2、如图 2 用滑轮组拉动重 500N的物体在水平支持面上以 2m/s 的速度做匀速直线运动,且物体所受摩擦力是物重的 0.2 倍,问：1假设不计机械自重及滑轮与轴之间的摩擦,就拉力 F 是多大？2假设滑轮组的机械效率是90%,就 F 的大小是多大？保留一位小数 3 可 见 , 使 用 滑 轮 组 时 可 以 省 力 不 能 省 功 , 在 物 理 学 中 这 一 原 理 称为3、一名工人用如图；450N的重物,绳自由端的拉力F为 200N,重物在5s 内匀速上升了1m,不3 的滑轮组提起计绳子与滑轮间摩擦,就1 滑轮组所做的有用功是多少？ 2 拉力做功的大小？拉力的功率是多少？ 3 动滑轮的重；4、装卸工人用如图4 的装置将重为800N 的货物提至高处,人对绳的拉力为500N,货物在1min 内匀速上升了5m,在此过程中求： 1有用功；2拉力做功的功率； 3滑轮组的机械效率× 104N的吊板匀速提高10m；已知拉力 F 为 104N；就这个过程中：1拉力 F 做了多少功？拉力F 的功率多大？2滑轮组的机械效率多大？6、如图 6 的装置中,重30 N的物体 A,在拉力 F 的作用下以0.2m/s 的速度沿水平桌面做匀速直线运动5s,此时弹簧测力计的示数为2 N不计机械内部摩擦和机械自重 ；求：1 物体 A 受到的摩擦力； 2 拉力所做的功； 3名师归纳总结 第 1 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 拉力的功率；7、建筑工地上,工人用如图7 的装置将重为500N 的建材从地面匀速送到6m高处,所用拉力为300N,时间为20s不计摩擦和绳重,求：1工人做的有用功； 2工人做功的功率； 3此过程中该装置的机械效率； 4假如用这个滑轮组匀速提起 400N的重物,需要用多大 的拉力？8、某人用图 8 所示的滑轮组匀速提升 500N的重物所用的拉力 F 为 200N,绳子自由端被拉了 2m,在此过程中,求：1拉力做的功 2滑轮组的机械效率3滑轮组中动滑轮的重4假设现提升800N 的重物时,滑轮组的机械效率又是多少？不计绳重和摩擦9、一根平直的杠杆图9,本身的质量不计,支点为O,OA=2OB,在 B 点挂了一个体积为10 立方厘米的实心铜球,在 A点最少应用多大的力,杠杆才能平稳. × 103kg/m3,g 取 10N/kg 100m,为爱护该物品,工人把它放在10、如图 10 所示,要把一个质量是450kg 的珍贵物品A 沿水平地面移动一个质量是50kg 的木板 B 上,然后用了F=400N的水平拉力将木板B 沿直线匀速拉动,直至终点；. 提示：滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比 1 在匀速拉动B 的过程中, A、B 之间的摩擦力是多少 2 运算拉力 F 做的总功是多少焦耳. 3 在拉力 F 做功的过程中,机械效率是多少. 2每11、电 × 10-2m 3× 10 3kg/m3,g 取 10N/kg ；1请指出图中的动滑轮和定滑轮分别是哪个？个水泥块的重力是多少？3滑轮组对高压线的拉力是多大？12、在大型场馆和高楼建设工地上,常用起重机吊起建材；起重机吊臂上的滑轮组是由一个动滑轮和两个定滑轮组成,其结构简图如图12 所示,钢丝绳拉力F 由电动机供应,大小为2× 104× 104N 的建材匀速提高了12m；试求：在此过程中做的有用功为多少？拉力 F 的功率是多大？滑轮组的机械效率是多大？第 2 页,共 7 页名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 13、如图 13 是一个上肢力气健身器示意图；配重 A 受到的重力为1200 N；杠杆 EH可绕 O点在竖直平面内转动,OE0H25 ；小成同学受到的重力 为 600N,他通过细绳在 H点施加竖直向下的拉力为 F1时,杠杆在水平位置平衡,配重 A 刚好拉起来；杠杆 EH和细绳的质量均忽视不计；全部摩擦也忽视不计；求：1判定滑轮 B、 C、D分别是定滑轮仍是动滑轮？答：滑轮 B是 滑轮；滑轮 C是 滑轮；滑轮 D是 滑轮；2不考虑动滑轮的重时,拉力 F1多大？ 3假设考虑动滑轮的重时,作用在 H 点竖直向下的拉力为 F2,其大小是 260 N,就动滑轮受到的重力 G动为多大？14、用如图 14 所示滑轮组提升重物人用拉力 F 的大小为 50N, 15s 内使重为 90N 的物体匀速上升了 3m不计绳重和摩擦,求： 1动滑轮的重 2人拉绳子做功的功率3滑轮组的机械效 率15、有一种测量人的体重和身高的电子秤,其测体重部分的原理如图 15 中的虚线框所示, 它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO,压力传感器R电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻,显示体重大小的外表A实质是电流表 ；其中 AO BO51,压力传感器R外表能承担的最大压强为2× 106Pa,且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示；压力 F/N 0 50 100 150 200 250 300 电阻 R/ 300 270 240 210 180 150 120 设踏板和杠杆组件的质量可以忽视不计,接通电源后,压力传感器两端的电压恒为 4.8V ；请答复：1踏板空载时,电流表读数是多少 mA？2假设压杆与压力传感器之间的接触面积是 2× 104m 2,就该秤的最大称量值是多少？3为了把电流表 A 的表盘改装成电子秤表盘,我们需要确定踏板上人的体重 G与电流表的示数 I 的关系；请你写出这个关系式16、如图 16 甲所示装置中,物体甲重G 甲 150N,动滑轮重G轮 50N,人重 G 人 650N；轻杆 AB可以绕 O点转动,且 OA OB59；不计轴摩擦和绳重,当轻杆 AB在水平位置时,整个装置处于平稳状态,地面对物体乙的支持力为 F1210N；求：物体乙受到的重力 G乙；假设用物体丙替换物体甲,并在物体乙的下方连接一个弹簧,如图乙所示,当轻杆 AB在水平位置时,整个装置处于平稳状态,弹簧对物体乙的作用力为 F2780N；求：此时地面对人的支持力 F3；名师归纳总结 第 3 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 17、如图 17 是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图；已知货物的质量为 600kg,所受轨道的摩擦力为其重力的0.1 倍,滑轮组的机械效率为75；假设人以0.5m/s 的速度匀速前行,经100s 将货物拉出仓库, g 取 10N/kg, ；求在此过程中： 1人做的有用功为多大？2人的拉力为多大？3人拉力的功率为多大？18、如图 18 所示,质量为 70kg 的工人站在水平地面上,用带有货箱的滑轮组把货物运到高处；第一次运输货物时,放入货箱的货物质量为 160kg,工人用力 F1匀速拉绳的功率为 P1,货箱以 0.1ms 的速度匀速上升,地面对工人的支持力为 N1；其次次运输货物时,放入货箱的货物质量为 120kg,工人用力 F2匀速拉绳,货箱以 0.2ms 的速度匀速上升,地面对工人的支持力为 N2,滑轮组机械效率为 2；N1与 N2之比为 15 19；不计绳重及滑轮摩擦,g 取 l0N kg求：1货箱和动滑轮的总质量 m；2功率 P1；3机械效率 2；2 物块,通过滑轮组在 25N 拉力作用下作匀速直线运动；已知物块受到的滑动摩擦力为物重的 0.1 倍； g 取10N/kg ；求：1在图上作出物体对水平地面压力的示意图；2物体的重力是多少？3物体静止时对水平地面的压强是多少？4该滑轮组的机械效率是多少？20、在如图 20 所示,用滑轮组拉着重 600N的物体 A沿水平方向匀速移动,在 40s 内移动了 8m,绳子自由端拉力 F 的大小为 20N；请你依据已知条件提出3 个问题并进行解答； 不计摩擦和动滑轮重21、如图 21 匀称瘦长棒AB,其质量为m,A 端用细线悬挂起来且悬线竖直,B 端无阻碍地斜向浸没在水池中,当它稳固静止时,棒被浸没部分的长度是全长的3/5 , 棒的密度是多少？22、如图 22 所示,杠杆处于平稳状态,其中OA长 1 米, OB长 0.25 米,重物 P重 58.8 牛,滑轮和杠杆的质量不计,求：1重物 G重多少牛？ 2滑轮悬挂点D、C各受多大的力？第 4 页,共 7 页名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2× 103kg/m3,假如动滑轮挂钩用钢丝绳与物体相连,绕在滑轮上的绳子能承担的最大的拉力F=500N；当工人作用在绳端竖直向下的拉力为 F1 时,实心圆柱体受到井底的支持力为 N；从实心圆柱体刚刚离开井底到刚好要露出水面前始终以某一速度匀速上升时,工人作用在绳端竖直 向下的拉力为 F2,工人做功与时间的图像如图 23 乙所示；已知： F1.F2=25.；不计摩擦和绳重及水的阻力,g=10N/kg ；求： 1 当实心圆柱体在水中匀速上升时未露出水面所受的浮力； 2 当作用在绳端的拉力为 F1 时,实心圆柱体受到井底的支持力 N； 3 实心圆柱体上外表刚刚露出水面后连续上升,当绳子刚好能被拉断时,实心圆柱体 M 所受的拉力 F0；3；1此装置 _选填“ 能” 或“ 不能”省力,其带来的好处是 _；2请通过运算说明,当石头浸没在水中时和完全离开水面后,要把石头匀速吊起,工人分别需要多大的拉力；注：不计摩擦、水的阻力和绳的重力等；× 103kg/m32,高 1m,物块 B 的重力为 100N；滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽视不计,g 取 10N/kg ；求：1当物块 A 的顶部刚没入水面时,底部受到水的压强大小； 2当物块 A 的顶部刚没入水面时,物块 A 所受的拉力大小；3假设水位发生变化,当电子称的示数为 55N时,求物块 A 浸入水中的深度；26、某中学“STS” 课题小组到某工厂的锅炉车间进行实践活动,重点讨论锅炉供水自动掌握装置方面的问题,如图 15 为冷水自控位置,小水箱与锅炉相连,当杠杆呈水平状态时,浮球受到 2.5N 竖直向上的浮力,塞子 B 刚好顶住自来水的进口；已知 OC 25cm；OD1cm,塞子 B横截面积为 1cm 2,由此算出自来水对塞子 B的压强为多大？名师归纳总结 第 5 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 27、科技小组的同学用长方形泡沫塑料、三脚架和灯泡等制作了一个航标灯模型如图 27,当航标灯静止时泡沫塑料浸入水中的深度始终为 5cm,排开水的质量为 500g,不计绳重和绳与滑轮间的摩擦1泡沫塑料底部受到水的压强是多大？2航标灯静止受到的浮力是多大？× 10 5× 10 53,OC=25cm,OD=1cm,塞子 B 横截面积为 1cm 2, 由此算出进水管压强为多大 . 不计杠杆、 塞子、浮球的质量,g=10N/kg 3 小水箱中的杠杆假设以浮球受到的浮力为动力 , 就此杠杆是省力仍是费劲 .假设不用此杠杆 , 在进水管的水压不变的情形下 , 直接用浮球将活塞顶住 , 就活塞的体积至少为多大 . 29、如图 29 所示,重物 A 是体积为 10dm 3× 10 3kg/m 3 的实心金属块,将它完全浸没在水中,始终未提出水面；假设不计磨擦和动滑轮重,要保持平稳,求：30、图 30 是小亮为村里的养牛场设计的牲畜自动饮水器的示意图,设计储水箱A 的蓄水深度为0.5m,阀门 K处出水口的横截面积为 6× 104m 2,支点 O到浮球球心的距离为 O到 B点距离的 2 倍,要求浮球浸入水中 1/3 时杠杆水平, K 处的活塞即能将出水口关闭；g 取 10Nkg 1 假设不考虑活塞、杆 KB、OC及浮球的重力,小亮选用浮球的体积应为多大 . 2 实际上活塞、 杆及浮球的重力是需要考虑的,假设考虑它们的重力,你认为实行哪些措施可保证饮水器正常工作 . 答出一种措施即可 × 10 4× 10 4Pa；假设把 M 浸没于水中 M 与容器底不接触 ,人用力 F2× 10 4 × 10 4 Pag 取 10N/kg 求： 1力 F1 的大小； 2合金块 M的密度； 3 当M浸没于水中时,假设剪断细绳,合金块M沉于容器底,就 M对容器底的压强为多大名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 32、如图 32 所示,质量分布匀称的长方形木板AB的长度 L= 4m, 中心支于支架O上, A、 B端分别用细绳AD、BC系于天花板上,木板 AB水平常,绳 AD、BC刚好绷直,且 AD绳竖直, BC绳与板 AB成 30° 角 , 已知细绳承担的最大拉力均为 360N现有重为 300N 的小孩,从 O点动身1假如沿 A 方向向 A 端缓慢行走当小孩行走到距离 O 点 1.5m 的 E 点时 AD绳上的拉力是多大 的情形下,小孩向右行走的最大距离是多少 m？.2假如沿 B 方向向 B 端缓慢行走,在保证细绳不被拉断名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页