中考物理一轮复习-浮力和机械效率综合计算题练习-有答案和解析-共16题

试卷第=page11页，总=sectionpages33页试卷第=page11页，总=sectionpages33页中考物理一轮复习浮力和机械效率综合计算题练习有答案和解析共16题1．如图所示是用滑轮组从水中匀速提升物体的情景（注：物体一直浸没在水中）．已知物体重G1=400N，动滑轮重G2=50N，忽略绳重和摩擦，人对绳子拉力F=100N．求：（1）物体浸没在水中受到浮力的大小；（2）物体的密度大小；（3）滑轮组的机械效率．2．重力为5500N、体积为0.1m3的一只密封箱子沉没于水面下5m深处，工人们用如图所示的滑轮组打捞箱子，求：（1）5m深处水产生的压强；（2）箱子完全浸没在水中时受到的浮力；（3）箱子在水中被匀速提起时，所用的拉力F为2×103N，求滑轮组的机械效率。3．如图，物体重100N，圆柱形容器底面积为400cm2，内盛有65cm深的水，当用图中滑轮组将物体浸没在水中后，容器中水面上升到70cm，物体完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为80%（不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦及水的阻力）.ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg.求：（1）物体浸没在水中后，水对容器底增加的压强.（2）物体浸没在水中时受到的浮力.（3）若把物体完全拉出水面后，滑轮组的机械效率.4．如图所示，实心物体A漂浮在水面上，现利用电动机通过滑轮组拉动A，使A向下运动。已知A的体积为1m3，密度为0.5×103kg/m3．动滑轮重为1×103N，电动机工作时拉绳子的功率为1.2×103W且保持不变，不计绳重、摩擦和水的阻力，求：（1）A的重力；（2）A浸没在水中受到的浮力；（3）A向下运动的最小速度；（4）A向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值。5．某桥梁施工队用如图所示的滑轮组打捞沉在水底的工件。已知工件的体积是0.16m3，密度是3.5×103kg/m3，滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，人在绳子的自由端施加的拉力F=1700N。（不考虑摩擦及水的阻力，g取10N/kg）求：（1）工件的质量是多少千克？工件浸没在水中时，受到的浮力是多少？（2）滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，机械效率是多大？（3）工件从水里升到水面上的过程中，滑轮组的机械效率将如何变化，并分析原因。6．小群利用如图甲所示的滑轮组将水底的物体匀速提升到空气中．他所用的拉力F与绳子自由端移动的距离s的关系图像如图乙所示．物体在空气中匀速上升过程中，滑轮组的机械效率为85%．每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和水的阻力，g取10N/kg．求：（1）物体的重力及单个动滑轮的重力；（2）物体浸没在水中时受到的浮力；（3）水底的深度及水对水底的压强；（4）物体的密度．7．人们利用如图所示的滑轮组将浸没在河底的实心物体A打捞上来，物体A的重9000N，体积为0.1m3在5000N的拉力F作用下，物体A在2s内匀速竖直上升2m(物体未露出水面)，不计水的阻力，g=10N/kg求：（1）物体A受到的浮力。（2）拉力F做功的功率。（3）滑轮组的机械效率。8．井水中的石头重力是1000N，体积是0.04m3，g＝10N/kg．求：（1）石头在水中受到的浮力是多大？（2）如图，若工人站在井边的地面上，直接从水中拉升石头（未出水面），所需拉力至少要多大？（3）如图乙，若利用两个滑轮组成的滑轮组，匀速拉升石头（未出水面），工人所用的拉力为400N，此装置的机械效率是多少？9．如图所示，某施工队利用滑轮组从水中提取物体，上升过程中物体始终不接触水底．已知物体质量为4t，体积为1m3．（1）物体完全浸没在水中时，求物体所受浮力的大小；（2）物体下表面与水面距离为3m时，求物体下表面所受水的压强；（3）若不计动滑轮的自重、绳重和摩擦，当浸没在水中的物体被匀速提升时，求电动机对绳子的拉力；（4）物体离开水面后，在电动机作用下匀速上升，若电动机功率为9kW、对绳子的拉力为1.5×104N，求物体上升的速度和滑轮组的机械效率（机械效率精确到0.1%）．10．某工程队在一次水下施工作业中，用如图所示的滑轮组将浸没在河底的实心物体从深水中吊起。物体的密度为2.6×103kg/m3，体积是1.5m3，所用的拉力F是2.0×104N，物体在20s内匀速上升了2m（未露出水面），不计水的阻力。求：（1）物体受到的重力；（2）物体受到的浮力；（3）拉力F做功的功率；（4）滑轮组的机械效率。11．质量为550kg、体积为0.1m3的一只密封箱子沉没于水面下5m深处，工人们用如图所示的滑轮组打捞箱子．求：（1）5m深处水产生的压强；（2）箱子在水中被匀速提起时，所用的拉力F为2×103N，滑轮组的机械效率是75%，请用两种方法计算箱子完全浸没在水中时受到的浮力．（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）12．用如图所示的滑轮组从水中提升物体A，物体A完全在水面下匀速竖直上升的过程中，卷扬机在绳子自由端竖直向下的拉力为F，滑轮组的机械效率为．已知：F=400N，=80%，物体A的体积V=9dm3，g取10N/kg，绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均忽略不计．求：（1）物体A的浮力F浮；（2）物体A所受的重力GA．13．图是某科研小组设计的在岸边打捞水中物品的装置示意图．O为杠杆BC的支点，CO:OB=1:4．配重E通过绳子竖直拉着杠杆C端，其质量mE=644kg．定滑轮和动滑轮的质量均为m0．人拉动绳子，通过滑轮组提升浸没在水中的物品．当物体A在水面下，小明以拉力F1匀速竖直拉动绳子，滑轮组的机械效率为η1，配重E对地面的压力为N1；当物体A完全离开水面，小明以拉力F2匀速竖直拉动绳子，滑轮组的机械效率为η2，配重E对地面的压力为N2．已知：GA=950N，η2=95%，N1:N2=6:1，绳和杠杆的质量、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对物体A的阻力均可忽略不计，g取10N/kg．求：(1)物体在水面下受到的浮力；(2)F1:F2的值(3)η1的大小．14．用如图甲所示的滑轮组提升水中的物体M1，动滑轮A所受重力为G1，物体M1完全在水面下以速度v匀速竖直上升的过程中，卷扬机加在绳子自由端的拉力为F1，拉力F1做功的功率为P1，滑轮组的机械效率为；为了提高滑轮组的机械效率，用所受重力为G2的动滑轮B替换动滑轮A，如图乙所示，用替换动滑轮后的滑轮组提升水中的物体M2，物体M2完全在水面下以相同的速度v匀速竖直上升的过程中，卷扬机加在绳子自由端的拉力为F2，拉力F2做功的功率为P2，滑轮组的机械效率为．已知：G1－G2=30N，－=5%，，M1、M2两物体的质量相等，体积V均为4×10-2m3，g取10N/kg，绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均可忽略不计．求：（1）物体M1受到的浮力F浮；（2）拉力F1与F2之比；（3）物体M1受到的重力G．15．质量为550kg、体积为0.1m3的一只密封箱子沉没于水面下5m深处，工人们用如图所示的滑轮组打捞箱子．求：（1）5m深处水产生的压强；（2）箱子完全浸没在水中时受到的浮力；（3）箱子在水中被匀速提起时，所用的拉力F为2×103N，滑轮组的机械效率？16．如图所示，轻质、薄壁圆柱形容器底面积为400cm2，内盛有65cm深的水，当用图中滑轮组将重为100N物体浸没在水中后，容器中水的深度变为70cm，已知物体浸没在水中时滑轮组的机械效率为80%，不计绳重、绳重与滑轮间的摩擦、水的阻力，求：（1）物体浸没在水中时受到的浮力大小；（2）物体浸没在水中时容器对桌面的压强；（3）把物体完全拉出水面后，滑轮组的机械效率（计算结果保留一位小数）答案第=page11页，总=sectionpages22页答案第=page11页，总=sectionpages22页参考答案1．（1）150N；（2）2.67×103kg/m3（3）83.3%【解析】【详解】（1）由图可知，n=3，忽略绳重和摩擦，滑轮组对物体的拉力：F拉=3F-G2=3×100N-50N=250N，因为G1=F浮+F拉，所以F浮=G1-F拉=400N-250N=150N；（2）根据F浮=ρ水gV排可知，，物体的体积：V=V排=0.015m3，物体的质量：，物体的密度：；（3）滑轮组的机械效率：。答：（1）物体浸没在水中受到浮力的大小为150N；（2）物体的密度为2.67×103kg/m3；（3）滑轮组的机械效率83.3%。2．（1）5×104Pa（2）1000N（3）75%【解析】（1）5m深处水产生的压强：p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa；

（2）由题可知，箱子完全浸没，F浮=ρgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m3=1000N；

（3）由图可知n=3，

箱子在水中被匀速提起时，滑轮组对物体的拉力：

F′=G-F浮=mg-F浮=550kg×10N/kg-1000N=4500N，

滑轮组的机械效率：．

答：（1）5m深处水产生的压强为5×104Pa；

（2）箱子完全浸没在水中时受到的浮力为1000N；

（3）箱子在水中被匀速提起时，所用的拉力F为2×103N，滑轮组的机械效率为75%．3．（1）500Pa（2）20N（3）83.3%【解析】（1）液体压强计算公式，深度从65cm增加到70cm,增加的压强为（2）物体浸没液体中所受浮力计算公式排开水的体积带入浮力计算公式（3）物体完全浸没在水中时,总功机械效率带入计算把物体完全拉出水面后视频4．（1）5000N；（2）1×104N；（3）0.2m/s；（4）答案见解析【解析】【详解】（1）由ρ=mV可得，mAA的重力：GA（2）A浸没在水中V排A浸没在水中受到的浮力：F浮（3）由图知，3段绳子拉着动滑轮，当A完全浸没时绳子对物体A拉力最大，电动机对绳子的拉力：F=1由P=Fv可得，绳端移动的最小速度：v绳则A向下运动的最小速度：vA（4）当A完全浸没时绳子对物体A拉力最大，效率最高；A向下运动过程中的有用功：W有用总功为：W所以最高机械效率为：η=W【点睛】重点是重力、浮力、功率、效率的计算，要用到滑轮组拉力与绳子段数的关系，以及效率什么时候最高的知识，求效率时要理解，动滑轮拉物体做的是有用功，动力对动滑轮做的功为总功，然后可得效率。5．（1）m=560kg；F浮=1600N；（2）η=78.43%；（3）机械效率将变大，由机械效率的公式可知，在额外功不变的情况下，有用功变大，所以有用功占总功的比值就变大，即机械效率变大。【解析】（1）工件的质量：m＝ρV＝3.5×103kg/m3×0.16m3＝560kg，工件浸没在水中时，受到的浮力：F浮＝ρ液gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.16m3＝1600N；（2）滑轮组对工件的拉力：F′＝G-F浮＝mg-F浮＝560kg×10N/kg-1600N＝5600N-1600N＝4000N，机械效率：η＝W6．（1）680N；60N；（2）400N；（3）1.5m；1.5×104Pa；（4）1.7×103kg/m3【解析】【详解】（1）物体在空气中时，滑轮组的机械效率，滑轮组有4段绳子承担总重，即n=4，由图乙可知，物体在空气中时绳端的拉力：F2=200N，物体的重力：G=4F2η=4×200N×85%=680N；由力的平衡关系可知4F2=G+2G动，单个动滑轮重力为；（2）由图乙可知，物体浸没在水中匀速上升时绳端的拉力F1＝100N，由力的平衡关系可知4F1+F浮＝G+2G动，则物体浸没在水中受到的浮力：F浮＝G+2G动-4F1＝680N+2×60N-4×100N＝400N；（3）由图乙可知，物体刚离开水面时，绳子自由端移动的距离s＝6m，由s＝nh可得，水底的深度：，水对水底的压强：p=ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5m＝1.5×104Pa．（4）由F浮＝ρ液gV排可得，物体的体积：，由G＝mg＝ρVg可得，物体的密度：．答：（1）物体的重力是680N，单个动滑轮的重力是60N；（2）物体浸没在水中时受到的浮力是400N；（3）水底的深度为1.5m，水对水底的压强为1.5×104Pa；（4）物体的密度是1.7×103kg/m3．7．（1）1000N；（2）10kW；（3）80%【解析】【详解】（1）．物体A受到的浮力F浮为：F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg0.1m3=1000N;（2）．拉力F移动的距离s为：s=2h=22m=4m拉力F所做的总功W总为：W总=Fs=5000N4m=20000J，则拉力F做功的功率P为：P===10kW（3）．滑轮组的机械效率为：=100=100=100=100=80答：（1）．物体A受到的浮力为1000N;（2）．拉力F做功的功率为10kW;（3）．滑轮组的机械效率为80%.8．（1）400N；（2）600N；（3）50%．【解析】【详解】（1）物体排开水的体积：，物体浸没水中时所受的浮力：；（2）设物体在水中受到的拉力为F1，则，（3）设工人将石头匀速升高了h，由图知，n＝3，所以绳子自由端移动了，物体上升的有用功：，总功：，机械效率为：9．（1）1×104N；（2）3×104Pa；（3）1×104N；（4）88.9%．【解析】【详解】（1）物体完全浸没在水中，V排＝V物，物体受到的浮力：F浮＝G排＝ρ水V排g＝1.0×103kg/m3×1m3×10N/kg＝1×104N；（2）物体下表面所受的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×3m＝3×104Pa；（3）物体的质量：m＝4t＝4×103kg，物体的重力：G＝mg＝4×103kg×10N/kg＝4×104N；物体被匀速提升时，受力平衡，动滑轮对物体的拉力：F1＝G﹣F浮＝4×104N﹣1×104N＝3×104N，由图可知n＝3，则电动机对绳子的拉力：F2＝＝1×104N；（4）由P＝＝Fv得，电动机拉动绳子的速度为：vM＝＝0.6m/s，物体上升的速度为：v＝vM＝×0.6m/s＝0.2m/s，滑轮组的机械效率为：η＝×100%88.9%．【点睛】（1）V排＝V物，物体受到的浮力：F浮＝G排＝ρ水V排g；（2）物体下表面所受的压强：p＝ρ水gh；（3）物体被匀速提升时，受力平衡，动滑轮对物体的拉力：F1＝G﹣F浮，电动机对绳子的拉力：F2＝；（4）由P＝Fv求电动机拉动绳子的速度，物体上升的速度为：v＝vM，据η＝求滑轮组的机械效率．10．3.9×104N1.5×104N4×103W60%【解析】（1）物体的密度为2.6×103kg/m3，体积是1.5m3，所受重力为：G=mg=ρVg=2.6×（2）物体受到的浮力为：F（3）物体在20s内匀速上升了2m，如图有两段绳子承担物重，所以拉力移动的距离为4m，则拉力做功为：W拉力做功的功率为：P=（4）对物体的拉力为：F做的有用功为：W滑轮组的机械效率为：η=点睛：重点是阿基米德原理、功的计算、机械效率的计算，关键是要理解根据重力和浮力的差计算有用功，再计算机械效率。11．（1）50000Pa．（2）1000N．【解析】试题分析：（1）已知箱子在水中的深度，根据公式P=ρgh可求产生的压强．（2）已知箱子的体积，根据公式F浮=ρgV排可求箱子完全浸没在水中时受到的浮力，已知箱子的质量，还知箱子做匀速运动，箱子的重力等于浮力和向上的拉力之和，根据公式η==可求向上的拉力，进一步求出所受的浮力．解：（1）5m深处水产生的压强P=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×5m=50000Pa．答：5m深处水产生的压强为50000Pa．（2）箱子所受的浮力F浮=ρgV排=1000kg/m3×10N/kg×0.1m3=1000N．机械效率η==，所以对箱子向上的拉力F拉=3Fη=3×2×103N×75%=4500N，所以F浮=G﹣F1=mg﹣F1=550kg×10N/kg﹣4500N=1000N．答：箱子完全浸没在水中时受到的浮力1000N．【点评】本题考查机械效率、压强和浮力的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，还要学会二力平衡条件的应用．12．（1）90N；（2）730N【解析】试题分析：（1）物体A所受浮力：F浮＝r水gVA＝1×103kg/m3×10N/kg×9×10－3m3＝90N；（2）在匀速提升水中物体A的过程中，以动滑轮和物体A为研究对象，受力分析如下图所示；滑轮组的机械效率η=W有/W总=（GA-F浮）/2F，代入数据得：80%=（GA-900V）/（2×400N），解得：GA=730N．考点：浮力；滑轮组的机械效率13．(1)物体在水面下受到的浮力是200N；(2)F1:F2的值是4:5(3)η1的大小93.75%．【解析】试题分析：分别对物体A、动滑轮B、人进行受力分析，如图所示：由①-⑩式，GA=950N，η2=95%，N1:N2=6:1，CO:OB=1:4,GE=6440N，解得：G0=50NF浮=200N；FA1=750N；FA2=950N；F1=400N；F2=500NF1:F2=4:5考点：杠杆的平衡条件和机械效率点评：此类问题是一道复杂的综合题目，要会正确的对物体进行受力分析，结合平衡状态求解出各力的大小，进而利用杠杆的平衡条件和机械效率计算公式进行分析求解．14．（1）400N；（2）16：15；（3）760N．【解析】试题分析：通过读题发现，该题有两种情况，一是用动滑轮A时，一是用动滑轮B时；我们分别对其两种情况进行受力分析可得：将已知条件分别画出来，以加强对已知条件的印象，然后再看所求的问题．（1）欲求浮力，由于物体的体积是已知的，且它们还都浸没于水中，故由阿基米德原理可得：F浮＝ρ水gV=1.0×103×10×4×10－2N=400N；（2）欲求F1：F2，根据它们的功率之比可求出，设重物上升的速度为v，则拉力上升的速度都是2v，故P1＝F1×2v，P2＝F2×2v，由已知条件可得，故；（3）欲求物体M的重力，因为已知条件中就剩下两个了，我们要想办法在这两个条件中做文章．由于G1－G2＝30N；…………①又因为η2－η1＝5%，而滑轮组在忽略绳重与摩擦时，其机械效率η=，故当动滑轮为G1时，η1=；当动滑轮为G2时，η2=；所以存在：－＝5%；…………②三个未知数，只有两个方程，还不行，再找一个关系式，因为，故根据平衡方程得：2F1＝GM＋G1－F浮，2F2＝GM＋G2－F浮；则………………③对于③式，根据合比定理得：，将故G1－G2＝30N代入得GM－F浮+G2=450N，GM－F浮+G1=GM－F浮+G2+30N=480N；将它们再代入到②中得：－＝5%，故解之得GM=760N．考点：力学综合题．15．（1）4.9×104Pa；（2）980N；（3）73.5%．【解析】【分析】（1）已知箱子在水中的深度，根据公式p=ρgh求出水产生的压强．

（2）物体完全浸没时排开液体的体积和本身的体积相等，根据阿基米德原理求出箱子完全浸没在水中时受到的浮力．

（3）由图可知绳子的有效股数为3，箱子在水中被匀速提起时，滑轮组对物体的拉力F′等于箱子的重力G=mg减掉受到的浮力F浮，根据滑轮组的机械效率公式求出滑轮组的机械效率．【详解】（1）5m深处水产生的压强：p=ρgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×5m=4.9×104Pa；（2）箱子完全浸没时：F浮=ρgV=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m3=980N；（3）由图可知n=3，箱子在水中被匀速提起时，滑轮组对物体的拉力：F′=G-F浮=mg-F浮=550kg×9.8N/kg-980N=4410N，滑轮组的机械效率：η======73.5%．【点睛】本题考查了液体压强、浮力、重力、机械效率的计算，关键是公式及其变形式的灵活运用，要注意滑轮组对物体的拉力等于箱子的重力减掉受到的浮力．16．（1）物体