初中物理-力学综合题(含杠杆、滑轮组、压强、浮力)

1、1 / 10典型例题剖析力学综合题【例题 11（09 四川绵阳）某学习小组对一辆在平直公路上做直线运动的小车进行观测研究。他们记录了小车在某段时间内通过的路程与所用的时间，并根据记录的数据绘制了路程与时间的关系图象,如图 1所示。根据图象可以判断（）A.05s 内，小车的平均速度是0.4m/sB.07s 内，小车的平均速度是1.5m/sC. 2s5s 内，小车在运动 2 mD.5s7s 内，小车运动的平均速度是1 m/s【解【解析】本题是 s-t 图象，解题关键是要理解图像的物理意义。在前两秒时，运动的时间是2 秒，运动的路程是 2 米，随时间的增大，路程也在增大。到了第 2 秒到第 5 秒之

2、间，运动的时间是 3 秒，运动的路程是 0 米，时间在增大上，而路程却不变，说明小车停止运动的。从第5 秒到第 7 秒，运动的时间是 2 秒,运动的路程是 4 米，时间增大，路程也增大。平均速度用总路程除以总时间。【答案】A【例题 21（ 09 南昌）同学们在实验室里测某种小矿石的密度，选用天平、量筒、小矿石、细线、烧杯和水,进行了如下的实验操作：A. 将小矿石用细线系好后慢慢地放入量筒中并记下总的体积.B. 把游码放在标尺的零刻度线处，调节横梁上的螺母，使横梁平衡C. 把天平放在水平桌面上.D. 将小矿石放在左盘中，在右盘中增减砝码并移动游码直至横梁平衡E. 在量筒中倒入适量的水并记下水的体

3、积.正确的实验操作顺序是 _ （_ 只填字母序号）.在调节天平时，发现指针位置如图2 甲所示，此时应将平衡螺母向_ 调（选填“左”或“右”）.用调节好的图天平称小矿石的质量天平平衡时2 / 10放在右盘中的砝码和游码的位置如图2 乙所示；量筒量出小矿石的体积如图密度p= kg/m现请你帮她想办法测出小矿石的体积，写出简要的实验步骤实验中，由于小英同学不小心把量筒打碎了,但实验室里已没有量筒了,老师就给她增加了一个溢水杯2 丙所示，由此可知，小矿石的3 / 10【解析】本题考查的是利用天平和量筒测量物体的密度，解题关键是理解天平和量筒使用方法和注意事项。天平在使用前要通过调节平衡螺母来调平（左高

4、右调，右高左调），使用中不能动平衡螺母，要增减砝码或游码来调平，读数时物体的质量等于砝码数加游码数（以克为单位）。量筒使用时的读数（以毫升为单位）一定要以液体的凹液面相平读数（水银特殊是凸液面）。【答案】CBDEA 等左3.1X103将小矿石慢慢浸没盛满水的溢水杯中，同时用烧杯收集从溢水杯中溢出的水；用天平测出溢出水的质量m排.利用V石=2排=m排/p水得出小矿石的体积。【例题 3】（09 广州）如图 3 所示，将木块放在压缩了的弹簧旁，释放弹簧，木块沿水平地面向右运动， 离开弹簧后，水块运动一段距离后停下来。下列说法正确的是（A. 木块所受摩擦力使木块由静止开始运动B. 弹簧对木块的弹力使木

5、块由静止开始运动C. 木块所受摩擦力不会改变木块的运动状态D. 木块最终停止运动是由于失去弹簧的弹力作用【解析】本题考查的是力与运动之间的关系，解题关键是理解力是改变物体运动状态的原因。弹簧倍压缩 后具有能量，会将木块推动，木块水平方向上受到弹力和地面的摩擦力，离开弹簧后，弹力消失，物体水 平方向上只受到摩擦力作用，属于受到非平衡力作用，运动状态改变，最后停止下来。【答案】B【例题 4】（09 江苏）置于水平地面上的石柱， 高为 0.4m，横截面积为 0.15m2,质量为 150kg,g取 10N/kg .求:（1）石柱的重力；（2）石柱的密度；（3）石柱对水平地面的压强.【解析】 本题考查的

6、知识包含重力、密度和压强，属于综合题，解题关键是对重力、密度和压强计算公式的理解和应用。重力的计算公式是G=mg 密度的计算公式是p=m/V ,石柱是圆柱体，体积公式为 V=Sh，带入密度的计算公式。压强的计算公式是p=F/S,石柱在水平地面上，对地面的压力就等于重力。解dW -Mg1SOigX10N/kf-150DN(2)V-SA=0. I5mJXO. 4m=0.Ofim1吨【例题 5】（09 重庆）为了响应“健康重庆”的号召，小林和爸爸周末到郊外去钓鱼，他在亲近大自然的同时还观察到爸爸在钓鱼前要“试漂”来确定铅坠（铅坠由合金制成）的大小，尽量使“浮标”更灵敏（如【答15代W0,15mf-l

7、x 10* Pa)图 34 / 10图 4 甲所示），图 4 乙是浮标和铅坠的位置示意图。若球形浮标的体积为15cm3，铅坠的密度为 11 g/cm?。33（取水的密度P水=1.0X10 kg/m ,g=10N/kg）5 / 10（i）有经验的钓鱼者会使浮标体积的 3 浸入水中，此时浮标受到的浮力是多大3（2）小林看见爸爸有一种体积为 0.5 cm3的铅坠，如果使用这种铅坠，浮标静止时浸入水中的体积有多大?（铅坠未接触池底，不计浮标的质量，不计钓线、鱼钩和鱼饵的体积及质量）【解析】 本题考查的是浮力计算和浮沉条件应用的综合题，解题的关键是应用阿基米德原理公式时对于V排的理解。（1 ）属于漂浮，

8、浸入水中的体积就是排开的体积，直接利用计算V排=2/3 V浮标，带入到阿基米德原理的浮力计算公式（ F浮=卩液g V排）中.（2）属于悬浮，浮标和铅坠的浮力 等于铅坠的重力，利用 G=mgpVg 计算，利用 F浮=6 计算出浮力的大小，根据阿基米德原理公式的变形公 式 V排=F浮/（p液g）（注意前后使用符号的区别表示），求出排开水的体积，那么浮标浸入水中的体积就等 于排开水的体积减去铅坠的体积（不计钓线、鱼钩和鱼饵的体积）。【答案】（1）浮标浸入水中的体积： 斥=壬如标占寻K15 co/兰10 tu? = iQ” n?浮标有三分之二的体积浸入水中时的浮力为：F黑黑齐水gVn-LOx 101k

9、g/m1xlO N/kgx 10_an?=（kl N（2）铅坠的质量：叭=pK=Ll j/cn? xO-5 cm3=5.5 g=0.0055 k*铅坠受到的重力：G=mg=0.0055 kg X I0N / kg=0.055 N由于铅坠未接触池底，浮标和铅坠静止时受到的浮力根据阿基米德原理，此时排开水的体积喀沽=匚而諾茫沐瓦心二*10m55E9= 岭悭=5*5 cm3-0.5 cms- 5 cmJ【例题 6】（09 北京）如图 5 所示,是 2008 北京残奥会开幕式最后一棒火炬手侯斌，靠自己双手的力量, 攀爬到火炬台底部并最终点燃圣火的照片，该点火仪式充分体现了残疾人自强自立、拼搏向上的勇气

10、和精 神.已知他和轮椅总质量为80kg，攀爬高度 39m,历时约 3min20s.1（11 崇文一模）如图 25 所示是起重机的结构示意图。用它把= CxO.055 N浮标浸入水中的体积6 / 10（1） 如果不计机械装置的额外功，求他的平均功率多大？（2） 小明同学看到火炬手攀爬很费劲，想到物理课上学过利用滑轮组可以省力.小明同学如果站在地面7 / 10上，用如图 20 所示的哪个滑轮组拉起火炬手侯斌最合适,理由是什么？如果该滑轮组机械效率为80%，求小明同学的拉力至少要多大？ （g取 10N/kg ）A B C D图 5 乙【解析】本题考查的是滑轮组中的功、功率和机械效率的综合题，解题的关

11、键是理解并会应用功、功率和机械效率的公式。（1）火炬手侯斌在上升的过程中要克服自身的重力做功，利用功的公式W=FS 和功率的公式 P=W/t 计算即可。（2）滑轮组的省力要看承接动滑轮的绳子的股数，股数越多，越省力，所以有的同学就会选择 C 了，但是考虑小明同学是站在地面上拉绳子的，所以应该选择D。利用机械效率求拉力，可以用逐步化简的公式n=Wf用/Wb=Gh Fs=Gh4Fh=G4 F计算即可。【答案】（1）P=Wt=Ght=mght= 80kgx10N/kgx39m/200s = 156W（2）D滑轮组拉力方向向下且更省力n=W有用/W总=Gh Fs=Gh/4Fh=G4FF=G4n=(80

12、kgx10N/kg)/(4x0.8)=250N已知：OA = 10m ,图 5 甲FF(g 取 10N/kg )8 / 102 （10 西城一模）磅秤上有一个重 1500N 的木箱，小明站在地上，想用如 图29 （甲）所示的滑轮组把这个木箱提升到楼上，可是他竭尽全力也没 有提起，此时磅秤的示数为40kg。于是他改变滑轮组的绕绳方法如图（乙）所示，再去提这个木箱。当木箱匀速上升时，小明对地板的压力为100N ,不计轴摩擦和绳重，取 g= 10N/kg。求小明的体重和提升木箱时滑轮组的机械效率。3 （ 11 昌平一模）如图 30 所示，一正方体合金块 M 的边长为 20cm, 挂在以 O 为支点的

13、轻质杠杆的 A 点处，一个重为 640N 的人在杠杆 点通过定滑轮用力 Fi使杠杆在水平位置平衡，此时 M 对水平地面 强为 1.1 104Pa,人对水平地面的压强为 1.45 104Pa ;若把 M 浸没 中 （M 与容器底不接触），人用力 F2仍使杠杆在水平位置平衡， 此时 地面的压强为 1.15 104Pa；已知人单独站在水平地面上， 对地面的 为 1.6 XI04Pa. （g 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，若剪断细绳，合金块 M 沉于容它B压水对强把的的于人压器底，则 M 对容器底的压强为多大.4（10 朝阳一模）

14、图 23 是简易电动门式起重机的结构示意图。MN 为质量可以不计、 长 4m的横梁，行走装置可以把提起的重物 在横梁上左右移动。提升电动机通过钢丝绳 和滑轮组提起重物，滑轮组的结构如图。当 提起的重物质量是 0.5t，钢丝绳重和轮、轴间摩擦不计时，滑轮组的机械效率是80%。当以 0.2m/s 的速度匀速竖直向上提起1.125t重物时，滑轮组的机械效率是多少？电动机拉动钢丝绳的功率是多少？若行走装置和提升电动机的总重是沿横梁从中点多少？A 移到 B 点，以 M 点为轴,2.75 103N，提起重物质量为 2t，行走装置使提起的重物N 点向上的支持力增加了6103N, MB 的距离是(g 取 10

15、N/kg )9 / 1010 / 106 (11 宣武一模)某桥梁施工队的工人用如图 24 所示的滑轮组匀速打捞沉在水中的工 件。已知工件的质量为 100kg 工人的质量为 70kg。工件打捞出水面前与工件完全被 打捞出水后工人对地面的压力之比为 15: 2，工件在水中时，滑轮组的机械效率为 60%。若不计摩擦、绳重及水的阻力，g 取 10N/kg。求：(1)工件浸没在水中时所受的浮力F浮；(2)工件完全打捞出水面后，滑轮组的机械效率n；(3)工件完全打捞出水面后，以0.2m/s的速度被匀速提升， 工人拉 绳的功率 P2。5 (10 海淀一模)图 25 是液压汽车起重机从水中打捞重物 的示意图

16、。A 是动滑轮，B 是定滑轮，C 是卷扬机，D 是油 缸，E 是柱塞。作用在动滑轮上共三股钢丝绳，卷扬机转动A使钢丝绳带动动滑轮上升提取重物，被打捞的重物体积V=0.5m3。若在本次打捞前起重机对地面的压强 pi= 2.0X07Pa，当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强P2= 2.375K07Pa,物体完全出水后起重机对地面的压强p3=2.5W7Pa。假设起重时柱塞沿竖直方向，物体出水前、后柱塞对吊臂的支撑力分别为Ni和 N2,Ni与 N2之比为 19:24。重物出水后上升的速度v= 0.45m/s。吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计。(g 取 10N/kg )求：(1) 被打捞

17、物体的重力；(2) 被打捞的物体浸没在水中上升时，滑轮组(3) 重物出水后，卷扬机牵引力的功率。EAB 的机械效率;11 / 107( 09 石景山二模)如图 24 所示，是使用汽车从湖水中打捞重物的示意图。汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物，在 整个打捞过程中，汽车以恒定的速度v=0.2 m/s 向右运动。图乙是此过程中汽车拉动重物的拉力F 随时间 t 变化的图像。设t = 0 时汽车开始提升重物，忽略水的阻力、绳重和滑轮的摩擦，g 取 10N/kg。求：(1 )重物露出水面前，汽车拉重物的功率；(2)圆柱形重物的密度；(3)水对湖底的压强(整个过程中，湖水深度不变)3际际4/ 、 F 2

18、 10 kg 10N /kg41v答案（1） p22 10 PaS1m2（2）W=FS=2103kg X10N/kg 3m=6X104J（3）GXAO = G0OB2X103kgg 0m = mog X5mmo= 403kg2v答案F拉=G人木箱和动滑轮受力G箱+ G轮=2F拉+ F支=2G人+ F支=2G人+ mg改变绕绳方式后，F拉+ F支=G人，木箱和动滑轮受力 G箱+ G轮=3F拉=3（G人一 F支）所以 2G人+ mg= 3（G人一 F支）F支=F压=100NG人=3F支+ mg = 3 X100N + 40kg 0N/kg = 700NF拉=G人一 F支=700N 100N = 6

19、00NW有用G箱hG箱1500N机械效率 =83.3%W总F拉s3F拉3 600N3v答案(1)p人G人SG人640N2G人F1S40.04m ,p1p人1.6 10PaSG人F2S12 / 10F1=G人一 p1S=640N 1.45 04PaX0.04m2=60N , p2F2=G人一 p2S=640N 1.15 104Pa0.04m2=180N(2)杠杆在水平位置平衡时，有：13 / 10OA(GM FM)=OBFIOA(GM F浮)=OBF2由可得，色一屯旦1GMF浮F23FM=F压=PMSM=1.1X04Pa*0.2m)2=440NF浮=p水gVM=1 xio3kg/m3xi0N/k

20、g (0.2m)3=80N将 FM=440N、F浮=80N 代入式，解得：GM=620N620 N337.75 10 kg/m10N /kg (0.2m)(3)当 M 浸没于水中时，剪断细绳，合金块M 沉于容器底,提起重物质量分别为 0.5t 和 2t,重物重分别为 G= mg = 0.5tX0N/kg = 5X103N, G/=m/g = 2t 10N/kg = 20 XI03N 由滑轮组机械效率n=W有用/W总=G物/ (G物+ G动)，代入数据：80% = 503N/ ( 503N + G动)，解出G动=1.25 03Nn/=G物/(G物/+G动)=20X103N/(20 X103N+1

21、.25 103N) 94%钢丝绳拉力 F= ( G物/+ G动)/3 = (20103N + 1.25 103N) /3 7.1 NI0匀速拉动时，电动机拉动钢丝绳的功率P=Fv=7.1 103NX3X0.2m/s=4.26 103W或 P=( G物/+ G动)v物=(20X103N+ 1.25 103N)X0.2m/s=4.25 103W把横梁 MN 看成杠杆，以 M 点为轴，重物在 A 点和 B 点时，根据杠杆平衡条件：(G物+ G行+ G动)MA = FAMN(G物+ G行+ G动)MB = FBMN两式相减得：(G物+ G行+ G动)( MA MB )=( FAFB)MN当 FA FB

22、= 6 X103N 0,代入数据：(20103N+ 1.25 103N + 2.75 03N) (2m MB )= 6X103NX4m解出： MB = 1m当 FA FB= 6 M03NV0,代入数据：(20103N + 1.25 103N + 2.75 103N) (2m MB )= 6M03N4m解出：MB/= 3m(1)设起重机重为 G,被打捞物体重力为 G物；打捞物体前，G = P0S在水中匀速提升物体时：F拉=G物一 F浮起重机对地面的压力：G+F拉= p1SF浮=p水gV排=0.5 104N物体出水后： G + Gfe=p2S, F拉=(p1- p0) S; G物=(p2- p0)

23、 S(2)设钢丝绳上的力在出水前后分别为F1、F2,柱塞对吊臂力的力臂为L1,钢丝绳对吊臂GMgVM/PMGMF浮SM620N80N2(0.2m)1.35 104Pa4V答案5V答案P1P2Po3PG4可得物体重力为G物=2.0 104N。14 / 10力的力臂为 L2。根据杠杆平衡条件可知:河水的深度为：6v答案7V答案NILI=3FIL2；N2Ll=3F2L2,（G物+ G动） ,3F25=凹,FI=F2N2将数据代入得：G动=0.4 104N物体浸没在水中上升(G物一 F浮+ G动)31924AB 的机械效率:44478.92104N-0.5104N 0.4104N(3)出水后钢丝绳上的力：F2= (G物+G动)/3=0.8 14N物体上升的速度 v,钢丝绳的速度vz=3V=3 0.45m/ s =1.35m/ sP=F2V =0.8 04N .35m/ s =1.08 10W。（1 ）以人为研究对象，进行受力分析如图（3 ）甲、乙所示： G 人=F什 N1 N1=G 人-F1G 人=F2+N2N2=G 人-F2工人受到地面的支持力与工人对地面的压力大小相等；绳对