2021年中考物理压轴培优练专题08力学大综合含答案解析

1、压轴专题08 力学大综合一选择题（共1小题）1（2017长沙模拟）在如图a所示的装置中，物体甲重100n，滑轮重40n，物体乙是边长为0.2m的实心正方体，轻质杆ab可以绕o点转动，且oa：ob3：5，当轻质杆ab在水平位置时，整个装置处于平衡状态，此时地面对人的支持力为500n，地面对物体乙的支持力为240n，若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b所示，当轻质杆ab在水平位置时，整个装置仍处于平衡状态，弹簧对物体乙的作用力为610n，已知人站立在水平地面上时，脚底与地面的总接触面积为0.05m2，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（）a人重500n b图a中乙物体对地面的压

2、强为15250pac丙物体重163n d图b中人对地面的压强为4900pa【解析】（1）a图杠杆平衡时，杠杆两端受力如图1所示，根据杠杆平衡条件：fafb（g轮+2g甲）（40n+2×100n）400n。物体乙受到杠杆的拉力处于静止状态，受力如图2所示，所以，g乙fa+f1400n+240n640n。则乙物体对地面的压强为p10000pa；故b错误；地面对人的支持力为500n，则人的重力为：g人500n+100n600n；故a错误；（2）加入弹簧后，物体乙受弹力f2、拉力fa和重力g乙作用处于静止状态，受力如图3所示，f'ag乙+f2640n+610n1250n。根据杠杆平衡

3、条件：f'bf'a1250n750n。物体丙替代物体甲后，杠杆b端受力如图4所示，f'b2g丙+g轮，g丙（f'bg轮）（750n40n）355n，故c错误；此时人处于静止状态，此时人对地面的压力为：f'600n355n245n；则人对地面的压强为：p'4900pa，故d正确。【答案】d。二填空题（共1小题）2（2017长沙）“背漂”是儿童练习游泳时常佩戴的一种救生装置。某科技小组的同学为测量背漂浸没在水中时的浮力，进行了如下实验：在底部装有定滑轮的圆台形容器中加入适量的水后，再静放在水平台秤上（如图甲），台秤的示数m1为6kg，然后把质地均匀的

4、长方体背漂浸入水中，用一轻质的细线通过定滑轮缓慢地将背漂拉入水中，拉力f的方向始终竖直向上，当背漂的一半体积浸入水中时（如图乙），台秤的示数m2为5kg，当背漂的全部体积浸没在水中时，台秤的示数m3与m2相比变化了2kg，则（不考虑滑轮的摩擦，在整个过程中水始终没有溢出，背漂不吸水、不变形，且未与容器接触，取g10n/kg，水1.0×103kg/m3）；（1）容器、水和滑轮的总重力为60n；（2）台秤的示数m3为3kg；（3）为确保儿童游泳时的安全，穿上这种背漂的儿童至少把头部露出水面，若儿童头部的体积占人体总体积的十分之一，儿童的密度取1.08×103kg/m3，则穿着此

5、背漂游泳的儿童体重不能超过21kg（结果保留整数）。【答案】（1）60；（2）3；（3）21。【解析】（1）图甲中台秤的示数m1为6kg，即容器、水和滑轮的总质量为6kg，则容器、水和滑轮的总重力：g1m1g6kg×10n/kg60n；（2）由于台秤的示数显示了物体对其产生的压力，把容器、水、滑轮和背漂看做一个整体，则受竖直向下的总重力g背漂+g1，竖直向上的拉力f拉和支持力f支的作用，如下图1所示，所以由力的平衡条件可得g背漂+g1f拉+f支；当背漂的全部体积浸没在水中时，背漂受到的浮力变大，则通过定滑轮的竖直向上的拉力f拉变大，所以支持力减小，即容器对台秤产生的压力变小，台秤的示

6、数减小，故m3m2，已知m3与m2相比变化了2kg，所以m35kg2kg3kg；（3）当背漂的一半体积浸入水中时，台秤的示数m2为5kg，则容器受到的支持力：f支f压g2m2g5kg×10n/kg50n；设背漂的重力为g背漂，体积为v，当背漂的一半体积浸入水中时，以背漂为研究对象，受力情况如图2，根据力的平衡条件可得，绳子的拉力：f1f浮1g背漂水gv排1g背漂水gvg背漂，把容器、水、滑轮和背漂看做一个整体，如图1所示，则受竖直向下的总重力g背漂+g1，竖直向上的拉力f1和支持力f支的作用，由于容器静止，则：g背漂+g1f1+f支，代入可得：g背漂+g1水gvg背漂+f支，代入数据

7、有：g背漂+60n水gvg背漂+50n，整理可得：2g背漂水gv10n当背漂的全部体积浸没在水中时，则容器受到的支持力：f支f压g3m3g3kg×10n/kg30n；由图2可得，此时的拉力：f2f浮2g背漂水gv排2g背漂水gvg背漂，此时整体受竖直向下的总重力g背漂+g1，竖直向上的拉力f2和支持力f支的作用，由于受力平衡，则：g背漂+g1f2+f支，由、并代入数据可得：g背漂+60n水gvg背漂+30n，整理可得：2g背漂水gv30n联立解得：v4×103m3，g背漂5n；设儿童的最大质量为m人，由于儿童和背漂的整体漂浮，所以f浮总g总，即：f浮人+f浮背g人+g背漂，

8、则：水g（1）v人+水gv人gv人+g背漂，整理可得：v人 103m3，则儿童的最大质量：m人人v人1.08×103kg/m3103m321kg。三计算题（共17小题）3（2019诸城市模拟）在学校的办公楼建设工地上有一台巨大的起重设备“塔吊”，其主要构成为电动机和机械装置两个部分，简化组成如图所示，a为塔吊的配重，ob为塔吊的起重臂，c为能在起重臂上移动的载重小车，载重小车下挂有滑轮组，ob25m当载重小车在b点时，能安全起吊重物的最大质量是1.2t如果这台“塔吊”配置的电动机铭牌参数为“额定电压380v，额定功率38kw”。在某次起吊作业中，该“塔吊”电动机正常工作25s，通过载

9、重小车从距离o点为10m的载重臂上把一底面积为0.8m2、质量为2.4t的方形重物匀速提升20m（不计挂钩、滑轮组和钢丝绳重及摩擦，取g10n/kg）那么：（1）起吊前，该重物对地面的压强为多大？（2）起吊后，当重物匀速上升时，载重小车下电动机牵引钢丝绳自由端的拉力要多大？这个拉力工作25s做功的功率是多少？（3）在这次起吊过程中，塔吊上的电动机对重物做功的效率有多高？（4）将重物从起吊点提升20m后，为保证塔吊安全工作，载重小车最多能向b点方向再运送重物平移多少米？【答案】（1）起吊前，该重物对地面的压强为3×104pa；（2）起吊后，当重物匀速上升时，载重小车下电动机牵引钢丝绳自

10、由端的拉力为6000n，这个拉力工作25s做功的功率是1.92×104w；（3）在这次起吊过程中，塔吊上的电动机对重物做功的效率为51%；（4）将重物从起吊点提升20m后，为保证塔吊安全工作，载重小车最多能向b点方向再运送重物平移2.5m。【解析】（1）起吊前，该重物对地面的压力：fgmg2.4×103kg×10n/kg2.4×104n，该重物对地面的压强：p3×104pa；（2）由图可知，n4，因不计挂钩、滑轮组和钢丝绳重及摩擦，所以，电动机牵引钢丝绳自由端的拉力：f拉g2.4×104n6000n，绳端移动的距离：snh4×

11、;20m80m，拉力做的功：wf拉s6000n×80m4.8×105j，这个拉力工作25s做功的功率：p1.92×104w；（3）有用功：w有用gh2.4×104n×20m4.8×105j，总功：w总pt3.8×104w×25s9.5×105j，塔吊上的电动机对重物做功的效率：100%100%51%；（4）由题知，ga×oam最大g×ob；当提升2.4t2400kg重物时，ga×oam物g×oc，所以，m最大g×obm物g×oc，即：1200kg

12、×g×25m2400kg×g×oc，解得：oc12.5m，所以，载重小车最多能向b点方向平移的距离：sococ12.5m10m2.5m。4（2019东营模拟）如图甲所示是某船厂设计的打捞平台装置示意图。a是动滑轮，b是定滑轮，c是卷扬机，卷扬机拉动钢丝绳通过滑轮组ab竖直提升水中的物体，可以将实际打捞过程简化为如图乙所示的示意图。在一次打捞沉船的作业中，在沉船浸没水中匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮a未挂沉船时变化了0.4m3；在沉船全部露出水面并匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮a未挂沉船时变化了1m3沉船浸没在水

13、中和完全露出水面后卷扬机对钢丝绳的拉力分别为f1、f2，且f1与f2之比为3：7钢丝绳的重、轴的摩擦及水对沉船的阻力均忽略不计，动滑轮的重力不能忽略。（水的密度取1.0×103kg/m3，g取10n/kg）求：（1）沉船的重力；（2）沉船浸没水中受到的浮力；（3）沉船完全露出水面匀速上升1m的过程中，滑轮组ab的机械效率（结果保留一位小数）【答案】（1）沉船的重力为104n；（2）沉船浸没水中受到的浮力为：6×103n；（3）沉船完全露出水面匀速上升1m的过程中，滑轮组ab的机械效率为95.2%。【解析】（1）在沉船全部露出水面匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于

14、动滑轮a未挂物体时变化了1m3，则打捞平台增大的浮力：f浮gv排1×103kg/m3×10n/kg×1m3104n，即沉船的重力为g104n；（2）在沉船浸没水中匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮a未挂物体时变化了0.4m3；则打捞平台增大的浮力：f浮1gv排11×103kg/m3×10n/kg×0.4m34×103n；所以沉船浸没水中受到的浮力为f浮2gf浮1104n4×103n6×103n；（3）根据受力分析可得，沉船浸没在水中匀速上升的过程中f1（f拉1+g动），沉船全部露出水面匀

15、速上升的过程中，f2（f拉2+g动），因为f1：f23：7，解得：g动500n，沉船全部露出水面后匀速上升过程中，滑轮组ab的机械效率：100%95.2%。5（2018长沙）某校科技小组参观完湘江航电枢纽后，了解到船只过船闸的时间很长，为此他们在网上查阋资科，设计了一个船只升降实验模型。模型中的左右两个船厢a、b的容积均为2000cm3，质量均为400g（含配件）。现关闭进水阀和排水阀，使柱形容器e（质量不计）中有足够多的水，在船厢a、b中各装入800g的水，整个装置静止后，圆柱体浮筒d浸在水中的深度为8cm，他们依次进行了如下（2）（3）的操作。假设绳子足够长，不计绳重和伸长，浮筒d与容器e

16、始终无接触，且容器e的水无溢出，实验过程中设法确保装置平稳。忽略摩擦，木头不吸水（木水，水1.0×103kg/m3，g取10n/kg）（1）船厢中各装入800g的水后，求每只船厢所受的总重力。（2）打开进水阀，在柱形容器e中注入一定质量的水，浮筒d上升，使船厢下降10cm，再关闭进水阀，求船厢a的总重力对a所做的功此时浮筒d浸入水中的深度（3）当操作（2）使船厢下降10cm静止时，压强传感器显示4400pa：接下来，用手使浮筒d保持此刻位置不变，再在两边船厢中同时放入代表船只的800g木块后，打开排水阀，放出200cm3的水后关闭排水阀，然后松手，浮筒d仍然在原位置持静止，绳c的拉力

17、为18n，压强传感器显示4000pa：然后，把800g木块同时从船厢中取出，并在船厢中同时注满水，再把900g和1000g的木块分别放入a、b船厢后，当整个装置静时，压强传感器的示数为p1，最后，打开进水阀向容器中缓慢注入m千克水，使压强传感器的示数为3p1，再关闭进水阀。求浮筒d的质量和注入圆柱形容器e中的水的质量m。【答案】（1）船厢中各装800g的水后，每只船厢所受的总重力为12n；（2）船厢a的总重力对a所做的功为1.2j；此时浮筒d浸入水中的深度为8cm；（3）浮筒d的质量为2.6kg，注入圆柱形容器e中的水的质量m为19.2kg。【解析】（1）每只船厢所受的总重力：g总m总g（0.

18、4kg+0.8kg）×10n/kg12n；（2）船厢a的总重力对a所做的功：wg总h12n×0.1m1.2j；由题知，打开进水阀之前，整个装置静止时，浮筒d浸在水中的深度为8cm；打开进水阀后，在柱形容器e中注入一定质量的水后，再关闭进水阀时，左右船厢a和b的总重力不变，滑轮组细绳的拉力不变，则浮筒d受到竖直向上的拉力不变，由f浮gf拉可知，浮筒d受到的浮力不变，所以，此时浮筒d浸入水中的深度仍为8cm不变；（3）在两边船厢中同时放入代表船只的800g木块前，对船厢a受到分析可知，受到竖直向上两股细绳的拉力和竖直向下的总重力处于平衡状态，所以，细绳的拉力tg总12n6n，对

19、动滑轮c受力分析可知，受到竖直向上两股绳子的拉力、竖直向下动滑轮的重力和c绳的拉力作用处于平衡状态，由力的平衡条件可得：2tg动+fc，则fc2tg动2×6ng动12ng动，浮筒d受到的浮力f浮gdfcgd12n+g动在两边船厢中同时放入代表船只的800g木块后，每只船箱的总重力：g总m总g（0.4kg+0.8kg+0.8kg）×10n/kg20n，此时细绳的拉力tg总20n10n，由2tg动+fc可得，动滑轮的重力g动2tfc2×10n18n2n浮筒受到的浮力f浮gdfcgd18n由可得：f浮gdfcgd10n由可得浮力变化量：f浮f浮f浮8n，容器e中水对压强

20、传感器压强的变化量ppp4400pa4000pa400pa，由pgh可得，容器e中水深度的变化量h0.04m4cm，由f浮水gv排水gsdh可得，浮筒d的底面积：sd0.02m2200cm2，在两边船厢中同时放入代表船只的800g木块前，浮筒受到的浮力：f浮水gv排水gsdh浸1.0×103kg/m3×10n/kg×0.02m2×0.08m16n，代入可得：gd26n，则浮筒的质量md2.6kg，由v排（sesd）h可得，柱形容器的底面积：sesd200cm2250cm2，因浮筒受到的浮力与浮筒对水的压力是一对相互作用力，所以，浮筒对水的压力f压f浮gd

21、fc26n18n8n，又因压力传感器受到的压力等于水的重力加上浮筒对水的压力，所以，由p可得：pseg水+f压，则e容器内水的重力：g水psef压4000pa×250×104m28n92n，由gmgvg可得，e容器内水的体积：v水9.2×103m39200cm3，船厢装满水时水的质量：m水水v厢1.0g/cm3×2000cm32000g2kg，由木水可得，木块在水中漂浮，受到的浮力和自身的重力相等，由阿基米德原理可知，把900g和1000g的木块分别放入a、b船厢后，船厢溢出水的重力和木块的重力相等，此时厢体的总重力g总m总g（0.4kg+2kg）

22、15;10n/kg24n，细绳的拉力tg总24n12n，由2tg动+fc可得，c绳的拉力fc2tg动2×12n2n22n，此时浮筒d受到的浮力f浮gdfc26n22n4n，由f浮水gv排水gsdh浸可得，此时浮筒浸入水中的深度：h浸0.02m2cm，此时容器e中水的深度：h138.4cm，打开进水阀向容器中缓慢注入m千克水后，容器内水的深度h23h1，则容器e中水深度的变化量hh2h13h1h12h12×38.4cm76.8cm，容器e内所加水体积的变化量v水seh250cm2×76.8cm19200cm3，所以，m水v水seh1.0g/cm3×1920

23、0cm319200g19.2kg。6（2019毕节市一模）如图是利用电子秤显示水库水位装置的示意图。该装置主要由滑轮c、d，物体a、b以及轻质杠杆mn组成。物体a通过细绳与滑轮c相连，物体b通过细绳与杠杆相连。杠杆可以绕支点o在竖直平面内转动，杠杆始终在水平位置平衡，且mo：mn1：3物体b受到的重力为100n，a的底面积为0.04m2，高1m。当物体a恰好浸没在水中时，物体b对电子秤的压力为f1；若水位下降至物体a恰好完全露出水面时，物体b对电子秤的压力为f2，已知：每个滑轮的重力为20n，f1：f227：7滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计，g取10n/kg。求：（1）物体a的底部

24、距水面深为0.75m时，a底部受到的液体压强。（2）当物块a的顶部刚没入水面时，物块a所受的浮力大小。（3）物块a的密度。（4）如果把细绳由n端向左移动到n处，电子秤的示数恰好为零，mn：mn5：6，此时物体a露出水面的体积v。【答案】（1）物体a的底部距水面深为0.75m时，a底部受到的液体压强为7.5×103pa。（2）当物块a的顶部刚没入水面时，物块a所受的浮力大小为400n。（3）物块a的密度为1.5×103kg/m3；（4）a露出水面的体积为0.034m3。【解析】（1）物体a的底部距水面深为0.75m时，p水gh01×103kg/m3×10n

25、/kg×0.75m7.5×103pa；（2）当物块a的顶部刚没入水面时，a恰好完全浸没在水中，则v排vash00.04m2×1m0.04m3；所以，浮力f浮水gv排1×103kg/m3×10n/kg×0.04m3400n；（3）当a恰好完全浸没在水中时：受力分析图；对a和动滑轮c受力分析如图1（a）：2tc1+f浮1ga+g动对动滑轮d受力分析如图1（b）：2td1tc1+g动对杠杆mn受力分析如图1（c）所示：td1×omt1×on对b受力分析如图1（d）：f1+t1gb当a恰好完全露出水面时：对a和动滑轮c受力

26、分析如图2（a）：2tc2ga+g动对动滑轮d受力分析如图2（b）：2td2tc2+g动对杠杆mn受力分析如图2（c）所示：td2×omt2×on对b受力分析如图2（d）：f2+t2gb又因为：f1：f227：7，由于tc1与tc1、td1与td1、t1与t1是相互作用力，则：tc1tc1、td1td1、t1t1；由于tc2与tc2、td2与td2、t2与t2是相互作用力，则：tc2tc2、td2td2、t2t2；解得：ga600n；由cmgvg可得：a1.5×103kg/m3；（3）当把n移到n处时：对a和动滑轮c受力分析如图3（a）：2tc3+f浮3ga+g动

27、（1）对动滑轮d受力分析如图3（b）：2td3tc3+g动（2）对杠杆mn受力分析如图3（c）所示：td3×omt3×on（3）对b受力分析如图3（d）：t3gb100n（4）；由于mo：mn1：3mn：mn5：6，mnmo+on，mnmo+on，则mo：on2：3（5）；由于tc3与tc3、td3与td3、t3与t3是相互作用力，则：tc3tc3、td3td3、t3t3，解（1）（2）（3）（4）（5）得：f浮360n；由f浮水gv排可得：v排0.006m3；物体a露出水面的体积：v露v总v排0.04m30.006m30.034m3。7（2018春牡丹区校级月考）某种起重

28、机的吊臂oab可以看作杠杆，吊臂前端用钢绳连着动滑轮，立柱ca竖直，ob：oa6：1用该起重机将浸没在水中的长方体石墩提出，放在水平地面上。石墩质量为1.5×l04kg、底面积为3m2、高为2m。（g取10n/kg，水1.0×103kg/m3）（l）浸没在水中的石墩（石墩的底部未浸入淤泥中），受到浮力是多少？（2）石墩放在水平地面上时，起重机未对石墩施力，则石墩对地面的压强是多少？（3）石墩完全离开水面被提升的过程中，测得每根钢绳的拉力为1.0×105n，此时动滑轮的机械效率是多少？（4）当石墩被提起且仍浸没在水中时，若忽略动滑轮、钢绳和吊臂的重力及各种摩擦，起重

29、机立柱ca对吊臂a点竖直向上的作用力是多少？【答案】（1）浸没在水中的石墩（石墩的底部末浸入淤泥中），受到浮力是6×104n；（2）石墩放在水平地面上时，起重机末对石墩施力，则石墩对底面的压强是5×104pa；（3）石墩完全离开水面被提升的过程中，测得每根钢绳的拉力为1.0×105n，此时动滑轮的机械效率是50%；（4）当石墩被提起且仍浸没在水中时，若忽略动滑轮、钢绳和吊臂的重力及各种摩擦，起重机立柱ca对吊臂a点竖直向上的作用力是5.4×105n。【解析】（1）石墩浸没在水中，则排开水的体积：v排v3m2×2m6m3，石墩的底部未浸入淤泥中，

30、则石墩受到浮力：f浮水gv排1.0×103kg/m3×10n/kg×6m36×104n；（2）石墩的重力：gmg1.5×104kg×10n/kg1.5×105n；石墩静止在水平地面上时，对地面的压力：f压g1.5×105n，对水平地面的压强：p5×104pa；（3）石墩完全离开水面被提升的过程中，动滑轮的机械效率：100%50%；（4）如图，作出动力臂和阻力臂，在rtaoc和rtbod中，acbd，所以aocbod，ob：oa6：1，所以，od：oc6：1，由图知，当石墩被提起且仍浸没在水中时，若忽略动滑

31、轮、钢绳和吊臂的重力及各种摩擦，石墩对杠杆b点的拉力为fbgf浮1.5×105n6×104n9×104n，根据杠杆平衡条件可得：fa×ocfb×od，起重机立柱ca对吊臂a点竖直向上的作用力：fa6fb6×9×104n5.4×105n。8（2017武侯区校级二模）如图所示，是利用器械提升重物的示意图。当某人自由站在水平地面上时，他对地面的压强p02×104pa；当滑轮下未挂重物时，他用力匀速举起杠杆的a端，使杠杆在水平位置平衡时，他对地面的压强p12.375×104pa；当滑轮下加挂重物g后，他

32、用力匀速举起杠杆的a端，使杠杆在水平位置平衡时，他对地面的压强p25.75×104pa假设这个人用的力和绳端b用的力始终沿竖直方向，加挂重物前后他对杠杆a端施加的举力分别为f1、f2，已知f21500n（杠杆、绳重和机械间摩擦忽略不计，g取10n/kg）求：（1）人与地面接触面积s的大小？（2）当重物g被匀速提升过程中，滑轮组的机械效率？（3）已知重物g的密度与水的密度比为9：1，将重物完全浸没在水中匀速上升时的速度为0.1m/s，若此时已知动滑轮重为100n，那么绳端b的拉力f做功的功率p为多大？【答案】（1）人与地面接触面积s的大小为0.04m2；（2）当重物g被匀速提升过程中，

33、滑轮组的机械效率为90%；（3）已知重物g的密度与水的密度比为9：1，将重物完全浸没在水中匀速上升时的速度为0.1m/s，若此时已知动滑轮重为100n，那么绳端b的拉力f做功的功率p为90w。【解析】（1）人站在水平面上，因而人的重力：g人f压p0s 当滑轮下加挂重物g后，他用力匀速举起杠杆的a端，使杠杆在水平位置平衡时，则人对地面的压力 f2+g人p2s，f2+p0sp2s，即：1500n（5.75×104pa2×104pa）s可得人与地面接触面积：s0.04m2（2）当滑轮下未挂重物时，他用力匀速举起杠杆的a端，使杠杆在水平位置平衡时，假设人使杠杆a端上升高度h，则f1

34、做的功为w1f1h，这时，因没有提升任何物体，所的功为额外功，当滑轮下未挂重物时，他用力匀速举起杠杆的a端，使杠杆在水平位置平衡时，则人对地面的压力f1+g人p1sf1p1sp0s（2.375×104pa2×104pa）×0.04m2150n当滑轮下加挂重物g后，他用力匀速举起杠杆的a端，使杠杆在水平位置平衡时，假设人使杠杆a端上升高度h，则f2做的总功为w2f2h，故滑轮组的机械效率100%90%；（3）当滑轮下未挂重物时，杠杆平衡，f1150n，右边的滑轮部分，因未挂重物，动滑轮重力为100n，则b端绳子的作用力fbg动100n50n，根据杠杆平衡条件知：f1

35、oafbob，当加挂重物后他对杠杆a端施加的举力为f2，b端绳子的作用力为fb（g+g动），则由杠杆平衡条件得：f2oafbob，即：f2oa（g+g动）ob，g2f2g动2×1500n100n900n，当将重物完全浸没在水中，重物对动滑轮的拉力ggf浮g水gv物g水gg（1）900n×（1）800n，所以，绳端b的拉力f（g+g动）（800n+100n）450n，速度为vb2v2×0.1m/s0.2m/s，功率pfvb450n×0.2m/s90w。9（2017西乡塘区校级三模）用如图所示的装置来提升水下物体c，c的体积为0.02m3、重800n，其中a

36、b是一个以o为支点的杠杆，且ao：ob1：2，小明站在b端竖直向下拉绳子，小明的体重为500n，不计绳重和摩擦。物体c全部离开水面时杠杆刚好在水平位置。已知每个滑轮的重力为50n，杠杆的重力及滑轮与轴的摩擦不计，求：（1）物体c未出水面时受到的浮力：（2）物体c未出水面时受到绳子的拉力fc；（3）物体c未出水面时滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）；（4）若小明用这个装置将物体完全拉出水面，这个物体的最大重力是多少。【答案】（1）物体c未出水面时受到的浮力为200n；（2）物体c未出水面时受到绳子的拉力为600n；（3）物体c未出水面时滑轮组的机械效率为85.7%；（4）若小明用这个装置将物体

37、完全拉出水面，这个物体的最大重力是3900n。【解析】（1）物体c未出水面时受到的浮力：f浮水gv排1.0×103kg/m3×10n/kg×0.02m3200n；（2）物体c未出水面时受到绳子的拉力：fcgf浮800n200n600n；（3）物体c未出水面时，作用在滑轮绳子上的力：f（g动总+fc）（2×50n+600n）175n；物体c未出水面时，滑轮组的机械效率：100%100%100%100%85.7%；（4）因为小明的体重为500n，所以在b端最多能施加500n的拉力；根据杠杆平衡条件可知，此时物体的重力最大；根据杠杆平衡条件有：fb最大

38、5;obfa×oa，即500n×obfa×oa，所以fa1000n；将物体完全拉出水面时，由fa（g动+g物）可得，最大物重：g物4fag动4×1000n2×50n3900n。10（2017城中区一模）如图是小明设计的在岸边打捞水中文物的装置示意图，电动机固定在地面。o为杠杆bc的支点，co：ob1：2配重e通过绳子竖直拉着杠杆c端，质量为300kg，底面积为0.05m2，每个滑轮重为100n；均匀实心文物的密度为8×103kg/m3，质量为80kg。绳和杠杆的质量、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对文物a的阻力均忽略不计，文物a一直匀

39、速上升。求：（1）在文物还未露出水面时，求此时文物a所受到的浮力及电动机拉力f的大小；（假定b端静止）（2）在文物还未露出水面时，滑轮组的机械效率；（3）当文物a在空中被匀速提起上升时，电动机拉力功率为5kw。求卷扬机拉动钢丝绳的速度。（4）当文物a出水后，配重e对地面的压强。【答案】（1）文物a所受到的浮力为100n；电动机拉力f的大小为400n；（2）在文物还未露出水面时，滑轮组的机械效率87.5%；（3）卷扬机拉动钢丝绳的速度为11.1m/s；（4）当文物a出水后，配重e对地面的压强为2000pa。【解析】（1）由于物体完全浸没所以v排va0.01m3，所以物体所受的浮力：f浮水gv排1

40、000kg/m3×10n/kg×0.01m3100n；又因为物体做匀速直线运动，所以f（g物f浮+g动）×（800n100n+100n）400n；（2）滑轮组的机械效率：100%100%100%100%87.5%；（3）假设a全部出水，f（g物+g动）（800n+100n）450n；由pfv得，绳的速度v11.1m/s。（4）文物出水后，f（ga+g动）（800n+100n）450n，根据物体平衡可知：fbg定+3f1000n+3×450n1450n，根据杠杆平衡条件可得：fb×obfc×oc，所以，fcfb1450n2900n，则：

41、f压f支gefcmegfc300kg×10n/kg2900n100n，p2000pa。11（2014秋海淀区校级月考）如图甲所示，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。为监测卷扬机的工作情况，将固定卷扬机的工作台置于水平杠杆的a端，杠杆的b端连接有配重c，其下方与压力传感器相接触，杠杆ab可绕转轴o在竖直平面内自由转动。当卷扬机提升g11450n的重物以速度v1匀速上升时，卷扬机的拉力为f1，滑轮组的机械效率为1，压力传感器显示其对配重c的支持力为n1；当卷扬机提升重为g2的重物以速度v2匀速上升时，卷扬机的拉力为f2，滑轮组的机械效率为

42、2，压力传感器显示其对配重c的支持力为n2拉力f1、f2做功随时间变化的图象分别如图乙中、所示。已知卷扬机及其工作台的总重为500n，配重c所受的重力为200n，4132，881872，5ao2ob杠杆ab所受的重力、绳的质量和滑轮与轴的摩擦均可忽略不计。求：（1）卷扬机提升重物g2时的功率；（2）动滑轮所受的重力；（3）n1与n2的比值。【答案】（1）卷扬机提升重物g2时的功率为1800w；（2）动滑轮所受的重力为50n；（3）n1与n2的比值为2：3。【解析】（1）由题中wt图象可知：p21800w；（2）设动滑轮所受重力为g动，卷扬机及其工作平台所受重力为g。根据图象可知t1.0s内，拉

43、力f1、f2做功分别为w1900j，w21800j，由pfv，因为4v13v2，所以，因为，所以，解得：g22200n；提升重物g1的过程中，重物和动滑轮受力分析如答图1所示，卷扬机及其工作平台受力分析如答图2所示，杠杆ab受力分析如答图3所示，配重c受力分析如答图4所示。提升重物g2的过程中，重物和动滑轮受力分析如答图5所示，卷扬机及其工作平台受力分析如答图6所示，杠杆ab受力分析如答图7所示，配重c受力分析如答图8所示。由受力分析可知，f1（g1+g动）（1450n+g动），f2（g2+g动）（2200n+g动），因为，即：（1450n+g动）：（2200n+g动）2：3，g动50n。（3

44、）f1（g1+g轮）（1450n+50n）300n，na1gf1500n300n200n，na1na1，5ao2ob，na1×oafb1×ob，fb180n，fb1fb1，n1gcfb1200n80n120n；f2（g2+g轮）（2200n+50n）450n，na2gf2500n450n50n，na2na2，5ao2ob，na2×oafb2×ob，fb220n，fb2fb2，n2gcfb2200n20n180n；。12（2018荆州）如图所示是蒙华铁路荆州段长江大桥施工现场，工程师用起吊装置在江中起吊工件，已知工件重4000n，每个滑轮重500n，声音在

45、水中的传播速度是1500m/s。在水面上用超声测位仪向江底的工件垂直发射超声波，经过0.02s后收到回波。（不计h绳重和摩擦，g10n/kg，水1.0×103kg/m3）（1）求工件在水下的深度（2）不计工件的高度，求水对工件产生的压强；（3）当工件在水面下匀速上升时，绳子自由端的拉力为500n，求工件的体积；（4）不计动滑轮体积，求工件在水下匀速上升时滑轮组的机械效率（计算结果精确至0.1%）【答案】（1）工件所在的深度为15m；（2）水对工件产生的压强为3×105pa；（3）工件的体积是0.3m3；（4）工件在水下匀速上升时滑轮组的机械效率为66.7%。【解析】（1）由

46、v可得，超声波传播的距离：svt×1500m/s×0.02s30m，因沉船在水下的深度等于超声波传播距离的一半，所以，沉船所在的深度：hs30m15m；（2）海水对沉船产生的压强：pgh1.0×103kg/m3×10n/kg×15m1.5×105pa；（3）不计绳重和摩擦，滑轮组f（gf浮+g轮）可得，3fgf浮+g轮，工件受到的浮力：f浮g+g轮3f4000n+500n3×500n3000n；由f浮水gv排可得工件的体积：vv排0.3m3；（4）克服货物在水中拉力做的功为有用功，克服货物在水中拉力和动滑轮重做的功为总功；则

47、该滑轮组的机械效率：100%100%66.7%。13（2018长沙二模）如图是利用电子秤监控水库水位的模拟装置，由细长的长方体a和长方体b、滑轮组、轻质杠杆cd、电子秤及装水的柱形容器等组成。杠杆始终在水平位置平衡。已知oc：od2：5，a的下表面看做是水位为0，a的底面积为0.03m2，高为0.8m，重为600n；长方体b直接放在电子秤上时对电子秤的压强为104pa不计绳重与摩擦（水1.0×103kg/m3，g取10n/kg）。求：（1）当水位由0上升到a刚浸没时，容器底部的压强增加多少？（2）当长方体a浸在水中深度为0.3m时，受到的浮力为多大？（3）当水位由0上升到水位为0.3

48、m时，杠杆c端的拉力之比为7：6，b对电子秤的压强变化了1200pa，则水位上涨过程中，电子秤所受到的最大压力？【答案】（1）当水位由0上升到a刚浸没时，容器底部的压强增加8000pa；（2）当长方体a浸在水中深度为0.3m时，受到的浮力为90n；（3）水位上涨过程中，电子秤所受到的最大压力为48n。【解析】（1）当水位由0上升到a刚浸没时，容器内水位升高值：hha0.8m，容器底部的压强增加值：p水gh1.0×103kg/m3×10n/kg×0.8m8000pa；（2）当长方体a浸在水中深度h0.3m时，排开水的体积：v排sah0.03m2×0.3m0

49、.009m3，a受到的浮力：f浮水gv排1.0×103kg/m3×10n/kg×0.009m390n；（3）由图知使用的滑轮组，n3，当水位在0时，长方体a不受浮力，不计绳重与摩擦，杠杆c端的拉力：fc1（g+g轮），当水位在0.3m时，长方体a受到的浮力f浮90n，不计绳重与摩擦，杠杆c端的拉力：fc2（gf浮+g轮），由题知，fc1：fc27：6，即（g+g轮）：（gf浮+g轮）7：6，（600n+g轮）：（600n90n+g轮）7：6，解得动滑轮重力：g轮30n，代入得：fc1（g+g轮）（600n+30n）210n，代入得：fc2（gf浮+g轮）（600n

50、90n+30n）180n，杠杆c端拉力变化量：fcfc1fc2210n180n30n，由杠杆平衡条件可得：fc locfdlod30n×2fd×5，杠杆d端受到拉力变化量：fd12n，b对电子秤的压力变化值：f压fd12n，由p得b长方体的底面积（受力面积）：sb0.01m2，由题知，长方体b直接放在电子秤上时对电子秤的压强为104pa，由p得b的重力：gbf压psb104pa×0.01m2100n，水位上涨过程中，a浸没水中时，受到的浮力最大，杠杆c端受到拉力最小，杠杆d端受到拉力最小，杠杆d端对长方体b的拉力最小，则电子秤所受到的压力最大。a浸没水中时，受到的

51、最大浮力：f浮最大水gv排最大水gva1.0×103kg/m3×10n/kg×0.03m2×0.8m240n；杠杆c端受到最小拉力：fc最小（gf浮最大+g轮）（600n240n+30n）130n，由杠杆平衡条件可得：fc最小 locfd最小lod130n×2fd最小×5，杠杆d端受到最小拉力：fd最小52n，b对电子秤的最大压力：f压最大gbfd最小100n52n48n。14（2017丽水模拟）某建设工地上，如图所示的塔吊正在起吊一块底面积为0.9m2、重为3.6×104n的圆柱形重物，a为塔吊的配重，塔吊的起重臂ob长2

52、0m，c为能在起重臂上移动的载重小车，载重小车下挂有滑轮组，当载重小车在b点时，能安全起吊最大为1.8×104n的重物。现在载重小车从距离o点8m的载重臂上，准备起吊该圆柱形重物（不计挂钩、滑轮组及钢丝重和摩擦）：（1）起吊前，该重物对地面的压强为多大？（2）起吊时，当重物匀速上升时，载重小车下每段钢丝绳受到的拉力为多大？（3）如果以0.4m/s的速度将重物匀速提高20m，则拉力做功多少？拉力的功率有多大？（4）塔吊将重物提起后，为保证安全，载重小车最多能再向b点方向移动多远。【答案】（1）起吊前，该重物对地面的压强为4×104pa；（2）起吊时，当重物匀速上升时，载重小车

53、下每段钢丝绳受到的拉力为9000n；（3）如果以0.4m/s的速度将重物匀速提高20m，则拉力做功为7.2×105j；拉力的功率为14400w；（4）塔吊将重物提起后，为保证安全，载重小车最多能再向b点方向移动2m。【解析】（1）起吊前，该重物对地面的压力：fg3.6×104n，重物对地面的压强：p4×104pa；（2）由图可知，承担重物的钢丝绳的股数n4，因为不计挂钩、滑轮组和钢丝绳重及摩擦，所以载重小车下每段钢丝绳的拉力：f拉g3.6×104n9000n；（3）拉力端移动的距离：s4h4×20m80m，拉力做功：wf拉s9000n×

54、;80m7.2×105j；绳端移动的速度为：v绳4v物4×0.4m/s1.6m/s，拉力的功率：pfv绳9000n×1.6m/s14400w；（4）由题知，当载重小车在b点时，能安全起吊最大为1.8×104n的重物，由杠杆平衡条件可得：ga×oag最大×ob；当提升3.6×104n重物时，由杠杆平衡条件可得：ga×oag物×oc，所以g最大×obg物×oc，即：1.8×104n×20m3.6×104n×oc，所以oc10m，则载重小车最多能向b点

55、方向平移的距离：sococ10m8m2m。15（2017武汉）三峡升船机是目前世界上技术最难、规模最大的升船机。过往船只驶入升船机中装满水的船厢后，可以竖直升降，大大缩短船只过坝的时间，为了确保运行的安全性，工程师们建造三峡升船机前设计、比对了多种升降船厢的方式。“水力浮筒式”也是其中一种受到广泛关注的升降船厢方式，下图是它的工作原理图。当进水阀关闭、排水阀打开时，竖井中水位下降，两个相同的浮筒也随之下降，船厢就会上升；反之船厢就会下降。已知船厢装满水后船厢和水的总质量为1.55×107kg，每个浮筒的质量为1.8×107kg，求：（1）若升船机承载着装满水的船厢匀速竖直下行100m，则重力对船厢和船厢里的水做的功共是多少j？（2）当质量为2×106kg的船只驶入装满水的船厢，船厢上升到与上游水位相平时（即图中所示位置），进水阀、排水阀都关闭，此时每个浮筒排开水的体积是多少m3？（不计钢绳和滑轮的重力及摩擦）。【答案】（1）重力对船厢和船厢里的水做的功共是1.55×1010j；（2）每个浮筒排开水的体积是2.5×103m3。