中考力学综合题及详细答案

PAGE6中考力学压轴题及解答1.如图21所示装置，物体B重为50N，体积VB=1.0×10-3m3，B在水中匀速下沉时，通过滑轮组拉着物体A在水平面上向左匀速运动，此时滑轮组的机械效率为80%。若将物体B换成与物体B体积相同的物体C后，用水平向右的力F拉物体A，使物体C在水中4s内匀速上升0.4m（物体Ｃ未露出水面），此时滑轮组的机械效率为60%。不计绳重、滑轮轴处摩擦及水的阻力，g取10N/kg，计算结果保留１位小数。求：（1）物体B在水中受到的浮力F浮。（2）水平面对物体A的摩擦力fA。（3）物体C所受重力GC与拉力F的比值。图21（4）拉力F的功率P。图21答案：(1)B在水中受到的浮力F浮=ρ水gVA=1×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N(2)当B在水中下沉，物体A在水平面上匀速运动，A水平方向受力情况如图（甲）所示。当用力F拉物体A，物体C在水中匀速上升时，A水平方向受力情况如图（乙）所示。当物体B浸没在水中时，动滑轮与物体B的受力情况如图（A）所示。当物体C浸没在水中时，动滑轮与物体C的受力情况如图（B）所示。由甲图：f=F拉∵η1===80%∴f=F拉=16.7Ｎ(3)η1==80%G轮=10Nη2==60%GC=25N由乙图：F=f+F’拉η2==60%F’拉=N∴===1(4)P=Fv=(f+F’拉)=25×0.3=7.5W2．如图28所示装置，重为GM=100N的物体M放置在水平桌面上，两侧用水平细线拴住，左侧水平细线通过定滑轮悬挂重为GA=80N的物体A，A浸没在一个足够大的盛水容器中，右侧通过滑轮组拉着重为GB=150N的物体B，恰好使物体M在水平桌面上匀速向右运动（物体A未露出水面）；撤去盛水容器，用一个竖直向下的力F1拉物体A，使物体B匀速上升时，滑轮组的机械效率为η1；当把盛水容器放在右侧使物体B浸没在水中，此时在再用一个竖直向下的力F2拉物体A，使物体B在5s内匀速上升10cm（物体B未露出水面）时，滑轮组的机械效率为η2；已知物体A、B和水的密度之比为ρA∶ρB∶ρ水=2∶5∶1，两次拉力之比为F1∶F2=3∶2。若不计绳重、滑轮组装置的摩擦及物体A、B在水中的阻力，g取10N/kg。求：（1）物体B所受浮力；图28BAM（2）η1与图28BAM（3）物体B没有露出水面时，拉力F2的功率P2。答案：（7分）图正确……图正确……（1分）1/3（1/3（GB+G动）fMGA2状态1：A浸没状态2：B上升状态3：B在水中上升1/3（GB+G动）MfGA－F浮A1/3（GB－F浮B+G动）fMGA2F1F2……（1分）……（1分）……①……（1分）……②……（1分）图（一）G铝-F浮F1图（一）G铝-F浮F1×33G动甲乙G铝F’1×33G动⑴出水前铝锭浸没在水中（V排＝V铝），铝锭处于平衡状态，所以有：G人＝mg=65kg×10N/kg=650NG铝＝ρ铝gV铝=2.7×103kg/m3×0.06m3×10N/kg=1620NF浮＝ρ水gV排＝ρ水gV铝＝1.0×103kg/m3×0.06m3×10N/kg＝600NF拉＝G铝－F浮＝810N－300N＝510N………（1分）以大动滑轮为研究对象：出水前小动滑轮对大动滑轮的拉力为F1，出水后乙F’拉×2G乙F’拉×2G动F’1G动F拉×2F1甲图（二）图（三）甲G人T′F拉′G人TF拉乙出水前：出水后：………（1分）以小动滑轮为研究对象：出水前小刚对绳子的拉力为F拉，出水后小刚对绳子的拉力为F拉’，受力分析如图（二）甲、乙所示。n=2出水前：①出水后：②………（1分）以小刚本人为研究对象：出水前小刚对地面的压力等于支持力T，出水后小刚对地面的压力等于支持力T’，受力分析如图（三）甲、乙所示。人始终处于静止状态，所以有：已知T∶T‘＝9∶7得：；③把①②代入③：解得：G动＝30N，则大动滑轮的重力为90N………（1分）∴F拉＝170N＋30N＝200NF拉’＝270N＋30N＝300N…（1分）∵铝锭移动的速度是0.06m/s∴绳子自由端移动的速度0.36m/sv铝＝0.06米/秒∴v自＝0.36米/秒P自＝F拉’v自=300N×0.36m/s＝108W………………（1分）注：正确画出三个受力分析示意图………………（1分）（其他方法正确均可得分）6小明单独站在水平地面上时，对地面的压强p0为3×104Pa；小明用滑轮组提升合金块，当合金块露出水面的体积为其总体积的2/5时，如图20（1）所示，小明再也拉不动了，此时小明对地面的压强p1为零；于是小明改变了滑轮组的绕线方法，合金块被顺利拉出水面，如图20（2）所示，小明拉合金块匀速上升时，其对地面的压强p2为0.2×104Pa。已知小明的双脚与地面的接触面积S始终为250cm2，合金块的密度为2×103kg/m3，不计绳重、滑轮轴间的摩擦，g取10N/kg。求：

（1）小明的重力G人；

（2）动滑轮的重力G动；

（3）小明通过图20（2）所示滑轮组匀速提升合金块时，滑轮组的机械效率η。（1）（1）（2）图20解：（1）小明单独站在水平地面上时，其重力为：(1分)甲G动F甲G动F浮G物乙G动G物图1受力分析如图1甲、乙所示。因合金块和动滑轮处于静止或匀速直线运动状态，所以有：①②乙G人T2N甲乙G人T2N甲G人T1图2以人为研究对象，受力分析如图2甲、乙所示。因人处于静止状态，所以有：T1＝G人④T2＋N＝G人⑤N(1分)四个受力分析图(1分)因为F1与T1大小相等，F2与T2大小相等。整理方程①③④得：⑥整理方程②⑤得：⑦(1分)将，N＝50N带入方程⑥⑦解得：，(1分)（3）用图(2)滑轮组提升合金块时，滑轮组的机械效率为：(1分)7.如图21所示，A为直立固定的水管，底部活塞B与水管接触良好且无摩擦，其中装入适量的水，水不会流出，活塞与水管壁间没有摩擦。活塞通过竖直硬杆与轻质杠杆OCD的C点相连，O为杠杆的固定转轴。一个滑轮组，其自由端与杠杆的D点相连。滑轮组下面挂着一个重为G的物体E。当水对活塞的压强为4×103Pa时，杠杆在水平位置平衡。已知OC:CD=1:2,活塞B的横截面积为30cm2,活塞与硬杆总重为3N。动滑轮自重为2N。不计绳重和摩擦。求：（1）容器中水受到的重力；（2）物体E的质量。（g=10N/kg）BBCDAOE图207．解：（1）F=pS=4×103Pa×30×10-4m2=12N丁GT1N`FDOCD乙图6甲丁GT1N`FDOCD乙图6甲FNG丙G动2TT1（2）以活塞与硬杆为研究对象，如图6甲所示，活塞与硬杆受到自身的重力G、水的压力F和杠杆的支持力N，那么杠杆的支持力N=G+F=12N+3N=15N以杠杆OCD为研究对象，硬杆对杠杆的压力N´也为15N，绳作用于杆的向上的拉力为FD，如图6乙所示，杠杆OCD处于平衡，则有N´=NN´×OC=FD×ODFD=N´×FD=15N×FD=5N ……（1分）以动滑轮为研究对象时，受力分析如图6丙所示，动滑轮受到向上的拉力为2T，受