专题30滑轮组机械效率与浮力结合的综合计算题-中考物理一轮复习专题练习（原卷板）

专题30滑轮组机械效率与浮力结合的综合计算题2023届中考物理一轮复习专题练习一、计算题1．某工程队用如图所示的滑轮组将浸没在河底的实心石块从深水中吊起。石块的密度为3×103kg/m3，体积是2m3，所用的拉力F是2.5×104N，石块在20s内匀速上升了2m（未露出水面），不计水的阻力。求：（1）石块受到的重力；（2）石块受到的浮力；（3）拉力F做功的功率；（4）滑轮组的机械效率。2．小华用如图所示的滑轮组从容器底部开始竖直缓慢匀速提升一个重200N，体积为8×10﹣3m3的正方体物块A。（水的密度ρ＝1×103kg/m3，g＝10N/kg）（1）求物块A在水面以下所受浮力的大小；（2）小华利用此滑轮组从容器底部开始竖直缓慢匀速提升正方体物块A时（物块A刚刚脱离容器底部），物块A的下表面所受水的压强为1.2×104Pa时，求容器中水的深度。（3）若小华利用此滑轮组，从容器底部，竖直缓慢匀速提起正方体物块A的过程中，（物块A始终在水面以下）他对绳自由端的拉力为75N，用时10s使物块A上表面刚好露出水面，求该滑轮组的机械效率和拉力做功的功率。3．如图所示是用滑轮组提升浸在水中的物体，已知物体重为300N，密度为5×103kg/m3，若物体浸没在水中被匀速提升时，滑轮组的机械效率为80%（不计绳重、绳子与滑轮之间的摩擦和水的阻力）。求：（1）物体浸没在水中时受到的浮力；（2）物体完全离开水面后匀速提升过程，绳子自由端的拉力。4．如图甲所示，用电动机和滑轮组把重力为3×104N，边长为1m的立方体矿石，从水底竖直匀速打捞出来。（g取10N/kg，ρ水=1×103kg/m3）求：（1）矿石浸没在水中受到的浮力？（2）矿石露出水面前，电动机对绳子拉力的功率为2.5kW，矿石上升过程中的st图象如图乙所示，求滑轮组的机械效率？（3）如果不计绳重及绳子与滑轮间的摩擦，矿石露出水面后与露出水面前相比，滑轮组机械效率会如何改变？为什么？5．如图甲，用滑轮组和桶从江中取水，已知桶重20N，桶的容积47L，绳子的质量和体积、水的阻力、所有的摩擦力均忽略不计，滑轮组的机械效率随桶提起的高度变化如图乙，求：（g取10N/kg）（1）当桶装满水时，桶与水的总重力；（2）动滑轮重力；（3）桶浸没时受到的浮力。6．用如图甲所示的滑轮组从水中提升体积为3×103m3、质量为76kg的物体M，在物体M未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小，g取10N/kg。求：（1）物体M受到水的浮力；（2）拉力做功的功率；（3）滑轮组提升重物所做的有用功；（4）滑轮组提升重物的机械效率。7．如图1所示，某打捞船打捞水中重物，A是重为600N的动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机，卷杨机拉动钢丝绳通过滑轮组AB竖直提升水中的重物。如图2所示，体积为0.3m3的重物浸没在水中，此时钢丝绳拉力F的大小1000N。摩擦、钢丝绳重、重物表面沾水的质量及水对重物的阻力均忽略不计，ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg。求：（1）当重物底部位于水面下5m深处时，水对重物底部的压强是多少Pa？（2）物体浸没在水中时受到的浮力为多少？（3）物体的密度多大？（4）重物全部露出水面后再匀速上升了1m，此过程中滑轮组的机械效率是多少？8．如图所示是一台起重机在长江边工作的示意图。现在用此起重机从水中把重1.5×104N，体积为0.6m3的物体G匀速提起。已知物体在水面下时，滑轮组的钢丝绳自由端拉力F为3750N，物体受到的拉力F′所做的功为有用功。（不计摩擦和绳重，ρ水=1.0×103kg/m3）则物体浸没在水中时，求：（1）受到的浮力和拉力F′；（2）重物在未出水前被提升时，滑轮组的机械效率；（3）动滑轮的重。9．小超与同学到某工地参观，看到工人操作电动机通过如图所示滑轮组将正方体石料从水池底竖直匀速吊起。他们通过调查得知：石料的边长为0.2m，密度为，石料上升时速度恒为0.4m/s，圆柱形水池的底面积为，动滑轮重为30N。请根据他们的调查数据求：（不计绳重和摩擦，，g取10N/kg）：（1）石料露出水面前受到的浮力；（2）石料的重力；（3）石料露出水面前滑轮组的机械效率；（4）石料从刚露出水面到完全露出水面所用的时间；并推导出该过程中电动机的输出功率P（单位：W）与时间t（单位：s）的函数关系式。10．滑轮组在港口机械设备中有广泛的应用，机械设备在设计制造过程中需要进行静态模拟实验，某科研室用实心圆柱体A进行静态模拟实验，如图所示。已知A的体积为1.2103m3，质量为2.1kg。整个模拟过程A被匀速提升，A完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为60%。忽略绳重及摩擦，不考虑水的阻力，求：（水=1.0103kg/m3，g取10N/kg）（1）A完全浸没在水中时受到的浮力；（2）A完全离开水面后，绳子自由端的拉力F；（3）A完全离开水面后，滑轮组的机械效率。（精确到0.1%11．小南利用图甲的滑轮组，将一实心长方体以0.2m/s的速度匀速从水底拉出水面，图乙是该实心长方体所受拉力F1随时间t变化的图像。（不计摩擦、水的阻力及绳重）。求：（1）实心长方体浸没时受到的浮力；（2）实心长方体从水底到露出水面前，上升的高度；（3）实心长方体从水底到露出水面前，若人对绳的拉力F2做功400J，求此过程中滑轮组的机械效率。12．某校科技小组，设计了如图所示的一套从水中打捞物体的简单滑轮组装置，动滑轮的重力为50N，物体A的密度为1.5×103kg/m3，体积为0.04m3；通过滑轮组把A从水中匀速提升（A始终未露出水面），不计绳重、摩擦及水的阻力，ρ水=1×103kg/m3，g=10N/kg。求：（1）A浸没在水中所受浮力；（2）A露出水面前，滑轮组的机械效率；（3）若人的重力为625N，与水平地面的接触面积为500cm2，人对地面的压强。13．如图所示，是某工作队用滑轮组从水中打捞正方体物体M的情景。物体M的棱长为1m，密度为2.8×103kg/m3，用7500N的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升2m。忽略绳重、绳与滑轮的摩擦和滑轮与轴的摩擦。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：（1）物体M上升后，还未露出水面时受到的浮力；（2）物体M上表面在水面下0.2m时，它的下表面受到水的压力；（3）物体M上升后，在未露出水面前，此滑轮组的机械效率。14．如图所示，体重为50kg的小安利用滑轮组把浸没在水中的长方体A提出水面。物体A浸没在水中匀速上升时，小安所用的拉力为350N，滑轮组机械效率η1=80%。物体A被完全提出水面后匀速上升时，滑轮组的机械效率η2=90%。已知物体A的底面积为0.04m2，高1m，不计摩擦和绳重，g取10N/kg。求：（1）物体A浸没在水中时所受的浮力大小；（2）物体A的重力；（3）请计算说明小安能否把物体A完全提出水面。15．工人用如图所示装置从水井中匀速吊起一个重为800N的物体，所用拉力F为250N，20s内物体上升了6m（物体的上表面始终未露出水面），已知动滑轮重20N，绳重及摩擦均忽略不计。求：（1）拉力F做功的功率；（2）物体在水中所受浮力的大小；（3）滑轮组的机械效率。16．如图为某汽车起重机利用卷扬机打捞水中的物体A的示意图。物体A的体积为0.8m3，重力为2×104N，从水底以0.1m/s的恒定速度竖直向上提升至离开水面一定高度，浸没在水中时，拉力F的功率为1500W。（钢丝绳能够承受的拉力足够大，且不计钢丝绳重和摩擦，g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）求：（1）如图所示状态时，物体A受到的浮力和拉力；（2）浸没时，滑轮组的机械效率；（3）动滑轮重G动；（4）当物体A离开水面至一定高度的过程中，电动机的功率。17．某工程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，人在绳子的自由端的拉力F=1700N（不计摩擦及水的阻力，g=10N/kg）求：（1）工件的质量是多少？工件浸没在水中时受到的浮力；（2）滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，机械效率η；（3）工件从露出水面到离开水面，滑轮组的机械效率怎样变化？18．如图所示，支撑杠杆水平平衡的支架AOB随物体M在水中能上下运动自动升降，杠杆始终保持水平平衡。轻质杠杆LOA∶LOB=2∶5，某同学质量为60kg。利用这个装置将物体匀速放入容器中，在M被浸没在水里的过程中，用力F1拉动绳自由端匀速竖直向下运动时，该同学对地面的压强为独立站在地面时对地压强的一半。已知，物体M的体积是0.06m3，动滑轮的重力为60N。（杆的自重、绳的重力、滑轮与绳的摩擦及液体对物体的阻力不计，g=10N/kg）求：（1）物体M浸没在水里受到的浮力；（2）拉力F1的大小；（3）物体M的重力；（4）物体M被浸没在水中的过程时，滑轮组的机械效率。19．如图甲是利用滑轮组打捞水池中物体的简化模型示意图。工人用竖直向下的拉力拉绳的自由端，拉力F随时间t变化的图像如图乙所示，物体上升的速度随时间变化的图像如图丙所示。已知物体的质量为80kg，体积为0.02m3，物体沉没在水底时上表面距离水面8m，在4~8s内物体上升的竖直高度为2m，绳的质量和体积、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计，动滑轮自始至终都未浸入水中＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg。求：（1）物体浸没在水中时