北京中考物理力学压轴题及答案2

北京中考物理力学压轴题及答案2北京中考物理力学压轴题及答案2北京中考物理力学压轴题及答案2北京中考物理力学压轴题及答案2编制仅供参考审核批准生效日期地址：电话：传真:邮编:图2439.如图24所示,质量为60kg的工人在水平地面上,用滑轮组把货物运到高处。第一次运送货物时,货物质量为130kg,工人用力F1匀速拉绳,地面对工人的支持力为N1,滑轮组的机械效率为η1;第二次运送货物时,货物质量为90kg,工人用力F2匀速拉绳的功率为P2,货箱以0.1m/s的速度匀速上升,地面对人的支持力为N2,N1与N2图24求:(1)动滑轮重和力F1的大小;(2)机械效率η1;(3)功率P2。解：（1）第一次提升货物时，以人为研究对象N1G人FN1G人F1´绳对人的拉力与人对绳的拉力相等，②1分第二次提升货物时，以人为研究对象N2G人F2´N2G人F2´绳对人的拉力与人对绳的拉力相等，④1分⑤把数据分别带入以上5个式子，解得：N1分F1=400N1分F2=300N（2）第一次运送货物时滑轮组的机械效率：1分（3）第二次货物上升速度为0.1m/s，人匀速拉绳的速度为1分1分图25图2539．如图25所示，某工地用固定在水平地面上的卷扬机（其内部有电动机提供动力）通过滑轮组匀速提升货物，已知卷扬机的总质量为120kg，工作时拉动绳子的功率恒为400W。第一次提升质量为320kg的货物时，卷扬机对绳子的拉力为F1，对地面的压力为N1；第二次提升质量为240kg的货物时，卷扬机对绳子的拉力为F2，对地面的压力为N2。已知N1与N2之比为5：7，取g=10N/kg，绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计。求：（1）卷扬机对绳子的拉力F1的大小；（2）第一次提升货物过程中滑轮组的机械效率；（3）前后两次提升货物过程中货物竖直向上运动的速度之比。解：根据题意可得FF1N1G1F2N2G2图1839.小林设计了一个由蓄水罐供水的自动饮水槽，如图18所示，带有浮球的直杆AB能绕O点转动。C为质量与厚度不计的橡胶片，AC之间为质量与粗细不计的直杆，当进水口停止进水时，AC与AB垂直，杆AB成水平静止状态，浮球B恰没于水中。浮球B的体积为1×10-4m3，此时橡胶片恰好堵住进水口，橡胶片C距槽中水面的距离为。进水管的横截面积为4cm2，B点为浮球的球心，OB=6AO图18求：（1）平衡时细杆对橡胶片C的压力大小；（2）蓄水罐中水位跟橡胶片处水位差应恒为多少米？解：（1）以杠杆为研究对象，受力分析如图5所示。杠杆处于水平平衡状态，所以有：FALA＝F浮LBFALA＝ρ水gVB6LA——(1分)FA＝1.0×103kg/m3×10N/kg×10-4m3因为橡胶片C受到的压力FC与FA为相互作用力，大小相等。所以FC=6N（2）以橡胶片C为研究对象，受力分析如图6所示。其中，水槽中水对橡胶片C的压力为F1；蓄水罐中水对物体C的压力为F2橡胶片C处于静止状态，所以有：F2＝FA′＋F1——（1分）F1＝p1Sc＝ρ水gh1Sc＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m×4×10-4m2＝0.4N………（1分）F2＝p2Sc＝ρ水gh2Sc＝1.0×103kg/m3×10N/kg×h水因为FA与FA大小相等，所以有：1.0×103kg/m3×10N/kg×h水×4×10-4m2＝6N+0.4解得h水＝1.6m——（1分）（其他答案正确均可得分）37．图24是某水上打捞船起吊装置结构示意简图。某次打捞作业中，该船将沉没于水下深处的一只密封货箱以0.1m/s的速度匀速打捞出水面，已知该货箱体积为50m图24图24(1)货箱完全浸没在水中时受到的浮力是多少

(2)货箱完全出水后，又被匀速吊起1m，已知此时钢缆绳拉力F为6.25×105N，起吊装置的滑轮组机械效率是多少

(3)货箱未露出水面时,钢缆拉力的功率为多少?解：（1）F浮=ρ液V排g=1.0×103kg/m3×50m3=5×105N（2）露出水面后:（3）露出水面后:由F=,可得:G动=4F－G物=4×6.25×105N－2×106N=5×105N露出水面前:v钢缆=nv物=4×0.1m/s=0.4m/sP=F’v钢缆=5×105N×0.4m/s=2×105W34．小文的体重为600N，当他使用如图24所示的滑轮组匀速提升水中的体积为0.01m3的重物A时（重物始终未出水面），他对地面的压强为8.75×103Pa。已知小文与地面的接触面积为400。当他用此滑轮组在空气中匀速提升重物B时，滑轮组的机械效率是80%。已知重物A重物B所受重力之比GA︰GB=5︰12，若不计绳重和摩擦，g=10N/kg。求：（1）提升重物A时小文对地面的压力。（2）物体A的密度。（3）在水中提升重物A时滑轮组的机械效率。（4）重物A完全出水面后，以0.2m小文拉绳的功率P。图24解：(1)F支=F压=P人S人=8.75×103Pa×400×10-4(2)F拉=G人－F支=600N-350N=250NF浮=ρ水gVA=1×103kg/m3×10N/kg×0.01GA+G动=2F拉+F浮=2×250N+100N=600NGA+G动=600N①B在空气中:ηB==80%②GA：GB=5：12③由①②③式可得GA=375NG动=225NρA==3.75×103kg(3)A在水中ηA===55%（4）P=F’拉·v拉=×2v物=×2×0.2m/s=120WABDCEOF图2239．图22是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。起重机总重G＝8×104N，A是动滑轮，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，打捞体积V＝0.5m3、重为G物的重物。若在打捞前起重机对地面的压强p1＝2×107Pa，当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强为p2，重物完全出水后匀速上升时起重机对地面的压强p3＝2.5×107Pa。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80%，重物出水后卷扬机牵引力的功率为11875W，ABDCEOF图22（2）支撑力N1和N2之比；（3）重物出水后匀速上升的速度。……（1分）解：（1）……（1分）…………（1分）（2）重物浸没在水中上升时，滑轮组的机械效率：…………（1分）…………（1分）G动=3750N设钢丝绳上的力在出水前后分别为F1、F2，柱塞对吊臂支撑力的力臂为L1，钢丝绳对吊臂拉力的力臂为L2。根据杠杆平衡条件可知：……（1分）N1L1=3F1L2；N……（1分）=F1=（G物－F浮+G动）F2=（G物+G动）……（1分）===……（1分）（3）出水后钢丝绳上的力：F2=(G物+G动)/3重物上升的速度v物，钢丝绳的速度v绳v绳=3v物P=F2v绳v绳==1.5m/s…………（1分）37．如图25所示，是一个上肢力量健身器示意图。配重A受到的重力为350N，其底面积为5×10-2m2。B、C都是定滑轮，D是动滑轮；杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动，OE=3OH。小明受到的重力为500N，当他通过细绳在H点分别施加竖直向下的拉力T1、T2时，杠杆两次都在水平位置平衡，小明对地面的压力分别为F1、F2，配重A受到的拉力分别为FA1、FA2，配重A对地面的压强分别为p1、p2，且两次A对地面的压强相差2×103Pa。已知F1∶F2＝4∶3，p1∶p2＝3∶(1)拉力FA2与FA1之差；(2)小明对地面的压力F1；图23（3）当小明通过细绳在H点施加竖直向下的拉力T3时，配重A匀速上升2cm,此时滑轮组的机械效率η。（请画出相关受力分析图）图23答案：(1)FA2-FA1=100N；(2)F1=400N；（3）η=87.5%。38．如图23所示，质量为70kg的工人站在岸边通过一滑轮组打捞一块沉没在水池底部的石材，该滑轮组中动滑轮质量为5kg。当工人用120N的力拉滑轮组的绳端时，石材仍沉在水底不动。工人继续增大拉力将石材拉起，在整个提升过程中，石材始终以0.2m/s的速度匀速上升。在石材还没有露出水面之前滑轮组的机械效率为η1，当石材完全露出水面之后滑轮组的机械效率为η2。在石材脱离水池底部至完全露出水面的过程中，地面对人的支持力的最大值与最小值之比为29：21。绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计，石材的密度ρ石=2.5×103kg/m3，取（1）与打捞前相比，当人用120N的力拉绳端时，水池底部对石材的支持力变化了多少；（2）η1与η2的比值；（3）当石材完全露出水面以后，人拉绳子的功率。解：（1）池底部对石材的支持力的变化等于滑轮组下端绳子拉石材的拉力变化：ΔF=ΔT=3F-G动=3×120N-50N=（2）石材浸没在水中时，人拉绳端的力，其中石材所受浮力F浮=ρ水gＶ排=G石ρ水/ρ石。石材在空气中时，人拉绳端的力。设石材浸没在水中被拉起时地面对人的最大支持力为N1，石材在空气中时地面对人的最小支持力为N2，所以对于石材浸没在水中和在空气中分别有G人=N1+F拉1′，G人=N2+F拉2′，因为F拉1与F拉1大小相等，F拉2与F拉2大小相等，又因N1：N2=29：21，1代入数据解得G石＝1000Ｎ，F浮＝400Ｎ。1石材浸没在水中时滑轮组的机械效率η1=，1石材完全露出水面之后滑轮组的机械效率η2=，1所以×1=×=。1（3）人拉绳的功率P=F拉2×nv=（G物+G动）v物2=（1000N+50Ｎ）×0.2m/s=210W。2说明：其他解法正确的同样得分。图2341．在图23所示装置中，甲物重G甲＝10N，乙物重G乙是动滑轮重G轮的8倍。物体乙跟地面的接触面积为1.5×10－2m2。轻杆AB可以绕O点转动，且OA∶OB＝2∶1。不计轴摩擦，装置如图所示处于平衡状态时，乙对水平地面的压强P＝2×103Pa。求：此时动滑轮对物体乙的拉力F拉；若在物体甲下面再加挂物体丙，恰使物体乙对地面的压强为零。求：丙的物重图2341．杠杆平衡：G甲×OA＝FB×OBFB＝×G甲＝×10N＝20N…………1分对动滑轮进行受力分析如图甲3FB＝F拉＋G轮………………1分G轮＝3FB－F拉对物体乙进行受力分析如图乙G乙＝F拉＋F支………………1分＝＝24FB－8F拉＝F拉＋FF拉＝(24FB－F支)＝(24FB－pS)＝×(24×20N－2×103Pa×1.5×10－2m2)＝50N……G轮＝3FB－F拉＝3×20N－50