2022年中考物理模拟试题分类汇编力学综合计算及答案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 北京市 2022 年初三中考一模物理分类汇编之力学综合运算及答案海淀运算力学38图 22 是某科研小组设计的高空作业装置示意图,该装置固定于六层楼的顶部,从地面到楼顶高为18m,该装置由悬挂机构和提升装置两部分组成；悬挂机构由支架AD和杠杆 BC构成,CO: OB=2:3 ；配重 E通过绳子竖直拉着杠杆B端,其质量 mE=100kg ,底面积 S=200cm 2；安装在杠杆 C端的提升装置由定滑轮 M、动滑轮 K、吊篮及与之固定在一起的电动机 Q构成；电动机 Q和吊篮的总质量 m0=10kg,定滑轮 M和动滑轮 K的质量均为 mK；可利用遥控电

2、动机拉动绳子 H端,通过滑轮组使吊篮升降,电动机 Q供应的功率恒为 P；当提升装置空载悬空静止时,配重 E 对楼顶的压强 p0=4 10 4Pa,此时杠杆 C端受到向下的拉力为 FC；科研人员将质量为 m1的物体装入吊篮,启动电动机,当吊篮平台匀速上升时,绳子 H端的拉力为 F1,配重 E 对楼顶的压强为 p1,滑轮组提升物体 m1的机械效率为 ；物体被运输到楼顶卸下后,科研人员又将质量为 m2的物体装到吊篮里运回地面；吊篮匀速下降时,绳子 H 端的拉力为F2,配重 E对楼顶的压强为p2,吊篮经过 30s 从楼顶到达地面； 已知 p1：p2=1:2 ,F1：F2=11:8 ,不计杠杆重、绳重及

3、摩擦,g 取 10N/kg ；求：A O B （1）拉力 FC；C （2）机械效率 ；（3）功率 P；定滑轮M D E 楼顶动滑轮 KQ H 图 22 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 38 页精选学习资料 - - - - - - - - - 题号答案38解：（1）当提升装置空载悬空静止时,配重E 的受力分TB 析如图 1 所示；N0 GE=mEg=100kg 10N/kg=1000NN0=p0S=4 104Pa 200 10-4m 2=800N GE 图 1TB= GE- N0=1000N- 800N=200N 当提升装置空载悬空静止时,杠杆B 端和 C端的受力分析如图

4、2 所示；BFB3 所示；FB= T B=200N COFCCO=FBOBFCFCFB OB200N3300N图 2OC2（2）当提升装置空载悬空静止时,提升装置整体的受力分析如图TC TC = FC =300N G0=m0g=10kg 10N/kg=100N38 TC= G0+2GK= m0g +2 mKgG0+2GK 图 3解得 mK=10kg 吊篮匀速上升时, 配重 E、杠杆、提升装置的受力分析分别如图4、图 5、图 6 所示,物体、动滑轮、电动机与吊篮整体的受力分析如图7 所示；TB1 TC1 3F1 N1 COBGE F C 1FB1G0+2GK+G1 G0+GK+G1 图 4图 5

5、图 6图 7TB1 = FB1TC1 = FC1FC1CO= FB1 OBFC1 =TC1= G0+2GK+G1名师归纳总结 FB1=COFC 12F C12 3 G0+2GK+G1 第 2 页,共 38 页OB3配重对楼顶的压力N1= GE- F B1 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - p1=N 1GE- F B1GE-2 G0S2G KG 13SSF1= 1 G 0 G K G 1 3吊篮匀速下降时,配重 E、杠杆、提升装置的受力分析分别如图 8、图 9、图 10 所示,物体、动滑轮、电动机与吊篮整体的受力分析如图 11 所示；TB2 TC2 3F

6、2 N2 GE COBG0+GK+G2 F C2F B2G0+2GK +G2 图 10图 8图 9图 11TB2 = FB2TC2 = FC2FC2CO= F B2 OBFC2 =TC2= G0+2GK+G2FB2=COFC 22F C22 G0+2GK+G2G KG2G 1 OB33配重对楼顶的压力N2= GE- FB1 p2=N2G E- F B2G E-2G 0S23SS2 3 2 3 G02GKF2=1 G0GKG23由可得p 1GE- F B1GE-1p2G E- FB2GE-G02GKG 22解得 2m1- m2=120kg 11由可得F 1G0GKG 1F 2G0GKG28解得

7、8 m1-11m2=60kg 由解得： m1=90kg,m2=60kg 当吊篮匀速上升时,滑轮组提升重物的机械效率：名师归纳总结 =W 有=m 1m 1ghgh9090kg81.8%第 3 页,共 38 页W总m 0m K1010kg- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - （3）当吊篮匀速下降时,电动机 Q供应的功率：P= F2 3 v=m 2m 0m Kg3h60101010N/kg18m480W3t30s朝阳运算力学38小阳站在地面上脚与地面的接触面积是 S 脚500cm 2,且保持不变,用图 29 甲所示的滑轮组提起在水中的物体 A,物体 A 重 GA

8、735N,体积为 VA1.5 10-2m 3；当物体缓慢匀速竖直上升,在物体 A 未离开水面前,小阳对地面的压强是 p1,使用滑轮组的机械效率是 1；在物体 A 完全离开水面后,小阳对地面的压强是 p2,使用滑轮组的机械效率是 2；水对物体的阻力、 滑轮组轮与轴的摩擦、绳重和绳的伸长都忽视不计时,p1p2 5 4, 1 2 84 85；小阳仍用该滑轮组加一个定滑轮匀速拉动放在水平地面的物体 B,如图 23 乙所示,他对地面的压强 p32.94 10 3Pa,物体 B 在 t =3s 时间内移动 s =0.6m；（g 取 9.8N kg）求：物体 A 的密度 A及它在水中所受的浮力 F浮；小阳的

9、体重 G人；当小阳拉动物体 B时,机械效率和总功率；（7 分）B A 图 29 甲图 29 乙分38解：由GA 735NG =m g, m A = = = 75kg 1 g 9.8Nkgm75kg A= = 5 1.5 102m3 103kg/m3 1分分由 = V,由阿基米德原理,F浮 = V排水g =1.5 102m 3 1 103kgm 3 9.8N/kg =147N 1名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 38 页精选学习资料 - - - - - - - - - 人站在地面上静止,拉动水中的物体时,受到三个力：重力G人、绳子拉力 F1/、地面支持 / F 1力 N 1

10、 ,如图由同始终线力的平稳,G人 = F1 N 1 ,N1 F2 / 、人对地面的压力 N 1/与地面对人的支持力N 1 为相互作用力,N 1/ = N 1G人人对绳子的拉力F1 与绳子对人的拉力F1 /为相互作用力,F1/ = F1N 1/ = G 人 F1F,人对地面的压强/ N1G人F1由压强公式P = p1= = S脚S脚G 人、绳子拉力S同理,人站在地面上静止,拉动水面上的物体时,受到三个力：重力地面支持力N 2 ,如图/ F 2得到：/ N2G人F2N2 人对地面的压强p2= = S脚G人G人F1G人F2由已知 p1 p 2 S脚 =54 得到：（G人 F1）（ G人 F2）=54

11、 即： G人 =5 F24F1/ W有依据 = W总,3 F 1= GAG动F 浮, 3F2= GAG动（GA F 浮）h GAF 浮 1 = = 3F 1 h GAG 动 F 浮GAh GA GA2 = = = 3F 2GAG 动GAGAF 浮由已知 12 GAG 动F 浮 = 84 GAG 动85 735N 147N735N 名师归纳总结 即735N 147NG动 = 84 735NG动 85 第 5 页,共 38 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 735N 588N 84 = 85 735NG动588NG动解出 G动 =36.75N 1 分F1

12、 =208,25N F2 = 257.25N G人 =453.25N 1 分人站在地面上静止,拉动水平地面上的物体时,受到三个力：重力 G人、绳子拉力 F3 /、地面支持力 N3,人对地面的压力 N3 / 与地面对人的支持力 N3 是相互作用力,大小相等；人对绳子的拉力 F3与绳子对人的拉力 F3 /为相互作用力,F3 / = F3N3 / G人F3人对地面的压强 p3= = S脚解出 F3 = G人 p3S脚 =453.25N 2.94 10 3Pa 500 104m 2 =306.25N 分析动滑轮受力,3 F 3 = G 动f,f 是物体 B 在地面上运动时受到的摩擦力解出 f =3 F

13、3G动 =3 306.25N 36.75N =882N W有fs882N分依据 = W总3 = = = 96% 1 918.75N总功率 P 总 =3 F 3s/ t =3 306.25N 0.6m/3s =183.75W 1分通州运算力学1. 如图 20 所示为一种蓄水箱的人工放水装置,AOB是以 O点为转轴的轻质杠杆,AB呈水平状态, AO = 40cm ,BO= 10cm；Q是一个重为 5N、横截面积为 100cm 2 的盖板（恰好堵住出水口）,它通过细绳与杠杆的 A 端相连；在水箱右侧的水平地面上,有一质量为 70kg的人通过滑轮组拉动系在 B 点呈竖直状态的绳子,可以掌握出水口上的盖

14、板；如水箱中水深为 50cm,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；如水箱中水深为 80cm,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；已知 N1 与 N2之比为 6461,盖板的厚度、绳重及绳与滑轮间的摩擦均可忽视不计,人对绳的拉力与人所受重力在同始终线上,（ 1）当水箱中水深为 80cm时,盖板上表面所受水的压强；g 取 10N/kg ；求：名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 38 页精选学习资料 - - - - - - - - - （ 2）动滑轮的总重 G动；天花板A O B C Q 出水口图 2

15、0 38. 解：（1）水深 h2=80cm时：p2=水 gh2=1.0 103kg/m3 10N/kg 0.8m=8 103Pa 1 分（2）盖板恰好要被拉起时,分别以盖板、杠杆、动滑轮、人为讨论对象,受力分析示意图依次为图 FA11、图 2、图 3、图 4 N1 4F1 A B F1 G板G动G人FQ1 FA1F B1FC1 图 1图 2 图 3 图 4 1 分水深 h1=50cm时由图 1: FA1=FQ1+G板=p1 S+G板= 水 gh1 S + G板=1.0 10 3kg/m 3 10N/kg 0.5m 0.01m 2+5N=55N 由图 2: FA1 AO = FB1 BO 名师归

16、纳总结 FA1= FA1=55N 55N 40cm= FB1 10cm FB1=220 N 第 7 页,共 38 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - FC1= F B1 1 分由图 3: 4F =G动+FC1 人4 1 分由图 4: N1F 1G F 1F 1G 动F C1 由、得N1G人水深 h2=80cm时,受力分析示意图依次为图 FA25、图 6、图 7、图 8 4F 2 N2 A O B F 2 G板FA2G动G人F B2FC2 FQ2 图 5图 6 图 7 图 8 由图 5: FA2=FQ2+G板=p2 S+G板=水 gh2 S + G板=1

17、.0 103kg/m3 10N/kg 0.8 m 0.01m2+5N=85N 由图 6: FA2 OA =FB2 OBFA2= FA2=85N 85N 40cm= FB2 10cm FB2=340 N 1 分1 分1 分FC2= F B2 由图 7: 4F =G动+FC2 2 由图 8: N2F2G人 F2F2由、得N2G人G 动4F C2 由题意： N1N2=3129 解、两式可得G动=20N 大兴运算力学名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 38 页精选学习资料 - - - - - - - - - 39、如图 21 甲所示是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图；A是动滑轮

18、, 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,被打捞重物的体积是 V 0.6m 3；如在打捞前起重机对地面的压强 p11.8 10 7Pa,当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强为 p2 2.4 10 7Pa,重物完全出水后匀速上升时起重机对地面的压强 p32.6 10 7Pa；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 90%,重物出水前卷扬机牵引力做的功随时间变化的图象如图（g 取 10N/kg ）求：（ 1）动滑轮的重力；21 乙所示； 吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的

19、摩擦不计；（ 2）支撑力 N1和 N2 之比；（ 3）重物出水前匀速上升的速度；C O F B 5 4 10 W/J E A 5 3 10 D 5 2 10 5 1 10 甲0 10 20 30 40 t/s 乙图 21 39解：（1） F浮=水 gV 排=103Kg/m 3 10N/Kg 0.6m3=6 103 N 1分G车=P1S=1.8 107Pa S -G车+G物- F浮=P2S名师归纳总结 G车+G物-6 103N=2.4 107Pa S -第 9 页,共 38 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - G车+G物=P3S =2.6 107Pa S

20、 -（2）由得：G物=2.4 104 N 1分N 2B W 有G 物F 浮W 总G 物F 浮G 动90 %2 . 410 4N610 3N2 4.10 4N610 3NG 动G动=2 103N 1分N 1B L1F L 2FB1=G物-F浮+G动L 1F L 2FB2=G物+G动 1分N1L1=（ G物- F 浮+G动）L2 N2L1=（ G物 + G动）L2N 1G 物F 浮G 动2 4.4 10N63 10N23 10N10 1分N2G 物G 动105J2 . 44 10N23 10N13（3）PW104W 1分t10s名师归纳总结 PF 牵v 绳1G 物F 浮G 动3 v 物第 10 页

21、,共 38 页3- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - v 物G 物PG 动2 . 44 10N4 10WN23 10N0 5. m/s 1分F 浮63 1038如图 26 所示,物体A重 1000 N,其体积为4 10-2m 3,B、C都是完全相同的动滑轮；杠杆 DE可绕 O点在竖直平面内转动,OEOD 21；小成 受到的重力为 600N,当物体 A 完全浸没在水中时, 他通过细绳在 E 点施加竖直向下的拉力 F1,杠杆在水平位置平稳,小成对地面的压强为 p1；当物体 A 有一半体积露出水面时,小成在 E 点施加竖直向下的拉力 F2,杠杆仍在水平位置平稳,

22、小成对地面的压强为 以及滑轮的轴摩擦均忽视不计；求：（1）物体 A 浸没在水中受到的浮力；p2,已知 p1p2 53,杠杆 ED和细绳的质量,（2）动滑轮 B 受到的重力G动；F2；B D O E （3）小成在 E 点施加竖直向下的拉力CA 图 26 39（1）F 浮= gV 排=1.0 103kg/m3 10N/kg 4 10-2m 3=400N （ 1 分）（2）F浮1 Fc12FD1FD1F1 F1FA1F支1A GA2FA1B FC1C 人 G人G动G动名师归纳总结 甲乙丙丁戊第 11 页,共 38 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - A 的受

23、力情形如图甲：FA1=GAF浮 1=1000N400N=600N FA2=GA F 浮 2=1000N200N=800N 动滑轮 B 的受力情形如图乙,FC1=G动+2FA1= G动+1200N FA1与 FA1 相等, FA2与 FA2 相等 FC2=G动+2FA2= G动+1600N 得：C 的受力情形如图丙,FC1 与 FC1 相等, FC2 与 FC2 相等,由已知条件和式、式可FD1= 1 （G动+FC1）= 1 （2G动+1200N） 2 2FD2= 1 （G动+FC2）= 1 （2G动+1600N） 2 2杠杆的受力情形如图丁,由杠杆平稳条件可知：FDOD=F1 OE,FD1 与

24、 FD1 相等, FD2与 FD2 相等,代入已知条件和式、式,可得：F1= OD FD1= 1 FD1= 1 （2G动+1200N） OE 2 4F2= OD FD2= 1 FD2= 1 （2G动+1600N） OE 2 4对人进行受力分析如图戊,F1与 F1 相等：1P1= F 支 1 = G 人 F 1 = 600N4 2 G 动 1200NS 人 S 人 S 人1P2= F 支 2 = G 人 F 2 = 600N4 2 G 动 1600NS 人 S 人 S 人将 P1、P2 代入 P = 5 得：G动 = 100 N （1 分）P 2 3（3）将已知条件代入式可得：F2 = 1 （2

25、G动+1600N）= 1 （2 100N+1600N） =450N 4 4 （1 分）说明：（1）38 题等效电路图均正确给 1 分；（2）39 题隔离分析物体受力图至少三个正确给1 分,正确写出任意两个不同讨论对名师归纳总结 象的平稳方程给1 分,如只写出FA1、FA2的正确数值给1 分；第 12 页,共 38 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - （3）其它方法正确均给分；门头沟运算力学41. 如图 26 所示,是一个上肢力气健身器示意图；配重 A 的质量为 40kg,其底面积为 100cm 2；B、C、D都是定滑轮, E是动滑轮；杠杆 GH可绕 O

26、点在竖直平面内转动,OGOH =2 3；小勇通过细绳在 H点施加竖直向下的拉力 F1 时,配重 A 受到的拉力为 FA1,配重 A 对地面的压强为 2 10 4Pa；他通过细绳在 H 点施加竖直向下的拉力 F2 时,配重 A 受到的拉力为FA2,配重 A 对地面的压强为 3 10 4Pa. 杠杆两次都在水平位置平稳,杠杆 GH和细绳的质量及滑轮组装置的摩擦力均忽视不计,已知 1 拉力 FA2；F1F2 95, g 取 10N/kg ；求：2 动滑轮的重力G动 ；B C G E O H 3 小勇对细绳的拉力F1的大小A D 图 26 41. 解: 分别对物体 A、动滑轮、杠杆进行受力分析,如下列

27、图：N 1=P1S FG1 FA1GA=m Ag FA1 F A1 FG O H G 动G1=FG1 F1 mAg = P1S+ F A1 G动+2F A1=FG1 FG1OG= F1 OH N2=P2S F G2 FA2名师归纳总结 GAFA2 F A2 FG O H 第 13 页,共 38 页G动G2=FG2 F2 mAg = P2S+ FA2 G动+2F A2=FG2 FG2OG= F2 OH - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 物体 A、动滑轮、杠杆皆处于平稳状态,就mAg = P 1S+ FA1 G动+2FA1=FG1 FG1 OG= F1 O

28、H mAg = P2S+ FA2 分分7 分G动+2FA2=FG2 FG2 OG= F2 OH 4 GA=mAg=400N ； FA2= GAP2S=100N； F A1= GAP1S=200N 5又已知：F1F2 95、 OGOH = 23,由式解得：FA1= 200NG动=50N F1= 300 N- 密云运算力学39如图甲所示,杠杆 AB能绕固定点 O在竖直平面内转动,水平地面上的配重乙通过细绳竖直拉着杠杆 B 端；已知 AO：OB=2：5,配重乙与地面的接触面积为 S 且 S=0.04m 2；当在动滑轮下面挂上重 200N 的物体甲静止时,竖直向上拉绳子自由端的力为 T1,杠杆在水平位

29、置平稳,此时配重乙对地面的压强为P1 且 P1=8800Pa；假如在物体甲下面挂一个质量为动滑轮质量 5 倍的物体丙, 并把物体丙浸没在水中静止时,竖直向上拉绳子自由端的力为 T2,杠杆在水平位置平稳；此时配重乙对地面的压强为 P2 且 P2=8200Pa；已知物体丙的质量与体积的关系的图像如图乙所示,配重乙的体积为 5 10-3m 3,假如不计杠杆重、绳重和滑轮轴间摩擦,取g=10N/kg ；求配重乙的密度；（F A O B 20 m/g 15 甲乙10 5 名师归纳总结 第 39 题图甲0 2 4 6 V/cm3 第 14 页,共 38 页8 第 39 题图 乙- - - - - - -精

30、选学习资料 - - - - - - - - - 39受力分析并画出示意图； 1 分当物体甲在空气中静止时,各物体受力情形如图1 所示；F1 T1 T1 f1B N1 甲A O 乙G0 T1F 1G乙f1 G甲图 1 T 1T 1f1f1F 1F 12 T 1G0f1f1G 甲1 分1 分1 分T 1G 甲2G0=200NG0 2F 1N1G 乙N1p1S8800pa0.04m2352NF 1352NG 乙 200NG0AO=G 乙-352NOB 2当把物体丙浸没在水中静止时,各物体受力情形如图2 所示；T2 T2 f2F2 F浮N2 G0 甲A O B 乙丙f2 名师归纳总结 - - - -

31、- - -第 15 页,共 38 页精选学习资料 - - - - - - - - - T2 F 2G乙G甲+G丙 图 2 T 2 T 2 f 2 f 2 F 2 F 2有图像可知,物体丙的密度为 2 . 5 10 3 kg/m 33 3 5 G 0F 浮 水 gV 排 g 10 kg/m 3 3 2 G 0g 2 5. 10 kg/mT 2 G 甲 6 G 0 F 浮= 200 N 6 G 0 2 G 0 4 G 0 200 N2 G 0 100 1 分2 2 22N 2 pS 8200 pa 0.04m 328 NF 2 G 乙-N 2 G 乙-328 N 2 G 0 100 AO G 乙-

32、328 N OB 1 分由解得： G0=40N G乙=400N m乙=40kg 乙m 乙540kg38103kg/m3 1 分V 乙10-3m顺义运算力学40在图 24 所示的装置中 DC3m,OD=1m,A、B 两个滑轮的质量均为 2kg,A 是边长为 20 cm 、密度为 1的正方体合金块, 当质量为 60kg 的人用 F 1 80N的力沿竖直方向向下拉绳时,合金块 A 全部浸没在密度为2的液体中,杠杆恰好在水平位置平稳,此时人对地面的名师归纳总结 压强为P 11.3104P a；如人缓慢松绳,使合金块下降并与容器底接触（但不密合）,第 16 页,共 38 页当人用F 260N 的力向下拉

33、绳时, 人对地面的压强为P ,容器底对 A 的压强为P ； 杠杆 DC的质量不计,1:23:1、取g10N/kg 求：（1）液体的密度2；（2）P、P 3；（7 分）40解：（ 1）分别取滑轮B、杠杆、滑轮A 和铝块为讨论对象,其受力情形如图14 所- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 示；TBTAF浮1N2T B2F 1GB280NBGBF1D T AO C AGAT 1T1ET AT BOC OD180 N2mF1T B1TGE1 m图 1 图 2 图 3 图 4 T 1T A2G AT A2G A360N2kg10N/kg170N （ 1 分）2由于F 浮1T 1G,所以2gV排T 11gV金属,且T 1T 1N1即10N/kg8103m32170N10N/kg81033 m1 （ 1 分）（2）取人为讨论对象,两种状态下的受力情形分别如图56 所示,F1人F2人可求出人与地面的接触面积为：S 人 GP 1 F 1 60 kg1 103. N10 /