江苏省中考物理 有关简单机械的综合题 苏科版.doc

题型之二有关简单机械的综合题在近几年中，将压强、浮力、简单机械的知识综合起来进行考查，这无形中增加了解题的难度.题型主要体现在压强、简单机械的综合；压强、浮力、简单机械的综合. （2014泰安）一辆质量是3.5103 kg的汽车不慎陷入泥泞地面，汽车司机组织人们用如图的滑轮组将汽车拖出.已知整个过程中，水平拉力f是1103 n，汽车沿水平方向匀速移动了2 m，滑轮组的机械效率为90%.求：（1）拉力f做的总功.（2）有用功为多大？（3）汽车受到的阻力大小.点拨：此题中物体沿水平方向运动，知道克服摩擦力做的功是有用功，与物体重力（竖直方向）没有关系是解决此题的关键.1. （2014广东）如图是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、配重、缆绳、滑轮和电动机等部件组成，连接轿厢的两根缆绳非常靠近，轿厢空载时的重量是3 100 n，配重的重量是3 000 n，某次电梯载货量的重量是1 000 n，当电梯匀速上升15 m，所用的时间为10 s，不计缆绳重力和一切摩擦阻力，在此运动过程中，求：（1）轿厢的速度大小.（2）配重重力对配重做的功.（3）电动机的功率至少多大？2.（2014德阳）如图所示，质量为70 kg，边长为20 cm的正方体物块a置于水平地面上，通过细绳系于轻质杠杆boc的b端，杠杆可绕点转动，且bc=3bo，在c端用f=150 n竖直向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡（绳重不计，g取10 n/kg）.求：（1）物体a的重力g；（2）绳对杠杆b端的拉力f拉；（3） 此时物体a对地面的压强p.3. （2014济宁）山东省第23届运动会山地自行车比赛项目将在济宁市万紫千红度假村举行，运动员李伟参加了小组选拔赛.图中的山地自行车为比赛用车，其相关数据见表：车架材料碳纤维车架材料体积/cm2 500车架质量/kg4.5整车质量/kg10单轮接触面积/cm4（1）求碳纤维车架的密度；（2）估算比赛中的山地自行车对地面的压强；（3）李伟在某路段匀速骑行6 km，耗时10 min，若该路段阻力为总重力的0.02倍，求他的骑行功率.4. （2014长沙）如图是一个上肢力量健身器示意图.d是动滑轮；配重a的质量为140 kg，底面积是8.010 m，杠杆eh可绕点在竖直平面内转动，oeoh =12.假定运动员体重是600 n，一只脚板与地面的接触面积为2.010-2 m2，（不计杠杆重、绳重及摩擦，g取10 n/kg）.求：（1）配重a自由放置时对地面的压力是多大？ （2）当人将配重a匀速提升0.2 m时，人做功340 j，动滑轮重为多少？（3）当配重a和人对地面的压强相等且杠杆在水平位置平衡时，人对绳的拉力为多大？5. （2013湖州）如图装置为某学生在科技创新大赛时发明的可以直接测量液体密度的“密度天平”.其制作过程和原理如下：选择一根长1米的杠杆，调节两边螺母使杠杆在水平位置平衡.在左侧离中点10厘米的a位置用细线固定一个质量为150克、容积为80毫升的容器.右侧用细线悬挂一质量为50克的钩码（细线的质量忽略不计）.测量时往容器中加满待测液体，移动钩码使杠杆在水平位置平衡，在钩码悬挂位置直接读出液体的密度.（1）该“密度天平”的“零刻度”应标在右端离支点_厘米处.（2）该“密度天平”的量程为多大？（3）若将钩码的质量适当增大，该“密度天平”的量程将_（填“增大”“减小”或“不变”）.6. （2014临沂）如图所示是某建筑工地用吊车提升大理石板的示意图.已知大理石的密度是2.810 kg/m，每块大理石板的规格为50 cm50 cm2 cm，升降机吊框的重力是600 n.不计滑轮和钢丝绳的重力，不计摩擦，g取10 n/kg.则：（1）一块大理石板平放在水平地面上时对地面的压强是多少？（2）如果吊车钢丝绳能承受的最大拉力是10 000 n，则该吊车一次最多能匀速提升多少块大理石板？（3）在某次提升作业中，吊车钢丝绳的拉动速度是0.1 m/s，则在2 min内吊车将大理石板提升的高度是多少？7（2014无锡）有一电热水器，质量为20kg，装满水后的总质量为70kg，该热水器额定电压是220v，内部有两个加热管，有三档不同的加热功率，其中最大额定功率是2000w，如图是电热水器安装的尺寸及其受力示意图，在竖直方向上热水器受到挂钩拉力f2和重力g，在水平方向上热水器受到膨胀螺钉对它的拉力f1和墙壁对它的支持力f3（g取10n/kg，水=1.0103kg/m3）（1）该热水器最多能装多少立方米的水？（2）该热水器装满水时，膨胀螺钉的拉力f1是多大？（3）若热水器内部两个加热管的电阻阻值相同，则每个加热管的电阻是多少？8（2014南宁）图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组（图中耒画出）将实心长方体a从江底沿竖直方向匀速吊起，图乙是钢缆绳对a的拉力fl随时间t变化的图像。 a完全离开水面后，电动机对绳的拉力f大小为6.25 104n，滑轮组的机械效率为80%。 已知a的重力为2104n，a上升的速度始终为0.1 m/s 。 (不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重，不考虑风浪、水流等因 素的影响 )求(1) 长方体a未露出水面时受到的浮力；(2) 长方体 a的密度；(3) 长方体 a完全离开水面后，在上升过程中 f的功率；参考答案例2（1）拉力移动的距离：s=ns物=22 m=4 m，拉力做的功：w总=fs=1103 n4 m=4103 j；（2）=，拉力做的有用功：w有用=w总=4103 j90%=3.6103 j；（3）w=fs，滑轮组对汽车的拉力：f=1.8103 n.汽车做的是匀速运动，汽车受的拉力和阻力是一对平衡力，大小相等，汽车受的阻力f=f=1.8103 n.针对训练1.（1）轿厢运动的速度：v=1.5 m/s;（2）配重重力对配重做的功：w=fs=gh=3 000 n15 m=4.5104 j；（3）当轿厢匀速上升时，轿厢竖直向下受到自身重和载货重，竖直向上受到配重拉力和电机的拉力，满足g空+g货=f配+f电，所以f电=g空+g货-f配=3 100 n+1 000 n-3 000 n=1 100 n，所以，电动机的功率至少为：p=f电v=1 100 n1.5 m/s=1 650 w.2.（1）物体a的重力g=mg=70 kg10 n/kg=700 n；（2）由杠杆平衡条件得：f拉lob=floc，则f拉=300 n；（3）物体a对地面的压力f压=g-f拉=700 n-300 n=400 n；物体与地面的接触面积s=0.2 m0.2 m=0.04 m2=410-2 m2，物体对地面的压强=1.0104 pa.3.（1）碳纤维车架的密度：=1.8103 kg/m3；（2）以人体质量为70 kg计算，地面所受的压力：f=g=mg=（10 kg+70 kg）9.8 n/kg=784 n；地面受到的压强: =9.8105 pa；（3）运动员与车的总重力g=mg=784 n；骑自行车克服阻力所做的功w=fs=0.02 g6103 m=0.02784 n6103 m=94 080 j功率p=156.8 w.4.（1）配重a自由放置时对地面的压力：f=g=mg=140 kg10 n/kg=1 400 n；（2）根据题意可知，w总=gah+g动h，即340 j=1 400 n0.2 m+g动0.2 m，则g动=300 n；（3）设配重a和人对地面的压强相等且杠杆在水平位置平衡时，人对绳的拉力为f；人对地面的压力：f人=600 n-f；由foh=feoe可得，fe=2f；对d分析可知2fe=g动+fa，即4f=g动+fa，则fa=4f-300 n，故配重a对地面的压力为fa：fa=1 400 n-fa=1 400 n-4f+300 n=1 700 n-4f；因为配重a和人对地面的压强相等，则p人=pa，=，=,f=250 n.5.（1）根据杠杆的平衡条件公式f1l1=f2l2得，150 g10 cm=50gl2，解得，l2=30 cm.（2）根据题意钩码移动至最右端，该“密度天平”达到最大量程，设oa为l1，o点距最右端的距离为l2，容器的质量为m1，钩码的质量为m2，容器中加满液体的质量为m，由f1l1=f2l2得（m1+m）gl1=m2gl2，已知：m1=150 g，m2=50 g，l1=10 cm，l2=50 cm，代入上式解得，m=100 g，= =1.25 g/cm3.（3）当钩码的质量适当增大时，说明杠杆一侧的力增大，在力臂关系相同的情况下，另一侧的力也会增大，即该“密度天平”的量程将增大.6. (1) 每块大理石重：gmgvg2.8103 kg/m30.5 m0.5 m0.02 m10 n/kg140 n一块大理石平放在水平地面上对地面的压强:= 560 pa（2）升降机一次能提起的大理石块数： n=210(块)(3) 钢丝绳端移动的距离：s=vt =0.1 m/s120 s=12 m大理石板上升的高度：h=s=12 m=4 m7. 解：（1）装满水水的质量：m水=70kg20kg=50kg，由=得水的体积：v水=