北京各区中考一模物理力学压轴题 - 图文

2013北京各区中考一摸物理力学压轴题

1．如图20是某种健身器材局部结构示意图，物体A恰好被竖直滑道夹紧。在滑轮组绳子的

自由端施加竖直向下的拉力F1，物体A恰能沿竖直滑道向下做匀速直线运动；在滑轮组绳子的自由端施加竖直向下的拉力F2，物体A恰能以速度v1竖直向上做匀速直线运动，此时滑轮组的机械效率为η1；在物体A下加挂一个物体B（B不与滑道相接触），在滑轮组绳子的自由端施加竖直向下的力F3，则物体A和B恰能以速度v2竖直向上做匀速直线运动，此时滑轮组的机械效率为η2。已知物体A所受重力GA=355N，F1∶F2=40∶41，η1∶η2=81∶82，当F2做82J的功时，物体A升高了0.2m。若物体A沿滑道运动过程中所受摩擦力大小始终不变，且不计绳重及滑轮轴的摩擦。 求：（1）重物A所受摩擦力f；（2）重物B的重力GB。

2．我国是世界上第一个成功完成海底沉船整体打捞的国家，图31是“南海1号”沉船打捞出水的情况。所谓整体打捞，就是将沉船与其周围泥沙按原状固定在特殊的钢制沉箱内一次性吊浮起运，沉箱是一种用金属制成，形状像箱子，下面没有底，可以罩住整个沉船的设备。沉箱四周安放了气囊，起吊过程气体膨胀，产生巨大的浮力，起到助浮的作用。

如图32所示是与上述原理相似的简化装置：一个质量为11.7t的钢制沉箱倒扣在深度H=20m的水底，箱内腔体的横截面积S=10m2、高为L=4m，可忽略重力和体积的充气装置使箱内封入高h为0.5m的空气。现用吊绳将沉箱打捞至水面，吊绳与滑轮组及电动机相连可控制沉箱匀速上升，ρ钢=7.8×103kg/m3，ρ海

水

F1 A 图20

图31 电动机 定滑轮 取1×103kg/m3，g=10N/kg，水的阻力、摩擦和绳重不计。

动滑轮 问：

吊绳 H

S L 图32

h

（1）沉箱倒扣在海底时，沉箱的上表面所受海水的压强是多大？（此问不计沉箱上表面的厚度）

（2） 若使沉箱能够从海底被吊起，吊绳的拉力至少多大？

（3）沉箱上升至到达水面之前的过程中，因压强减小箱内空气体积增大，已知h为0.5m时，滑轮组的机械效率η1=98%，那么当h为1m时，滑轮组的机械效率η2是多少？（结果保留整数）

（4）假设腔内空气的高度h一直未达到腔体的高度L，通过计算说明从起吊到沉箱上表面到达海面的过程中，电动机是否必须一直做功？

3、如图21甲所示，B是一个固定支架，由立柱和两侧装有定滑轮的水平横梁组成，物体M在横梁上可左右移动，M的左端用钢绳跨过定滑轮与电动机相连，右端用钢绳跨过定滑轮与滑轮

333

组相连，滑轮组下挂一实心物体A，其密度ρＡ=5×10kg/m，体积VA=0.024m。当电动机不工作时（可视电动机对钢绳无拉力作用），将物体A浸没在水中，物体A可以通过滑轮组拉着物体M向右匀速运动；当电动机用一个竖直向下的力F1拉钢绳时，物体A在水面下以速度υ1=0.1m/s匀速上升，滑轮组的机械效率为η1；当物体A完全露出水面后，电动机用力F2拉钢绳，物体A匀速上升，滑轮组的机械效率为η2。在以上过程中，电动机对钢绳的拉力的大小随物体A上升高度的关系如图21乙所示，电动机以F1、F2拉钢绳时的功率始终为P。（不计钢绳的质量、滑轮与轴的摩擦、水对物体的阻力。取g =10N/kg）求： （1）滑轮组的机械效率η1：η2（7分） （2）电动机的功率P

甲 乙

4.某工地施工时，用固定在水平工作台上的卷扬机（其内部有电动机提供动力）通过滑轮组提图21

升货物如图26甲所示，卷扬机及其工作台的总重为500N。为监测卷扬机的工作情况，将固定卷扬机的工作台置于水平轻质杠杆的A端，地面上的重为400N配重C与杠杆B端相连接，杠杆AB可绕转轴O在竖直平面内自由转动。当卷扬机以速度v1匀速提升重为

G1=800N的货物上升时，卷扬机的拉力为F1，配重C对地面的压强为p1，滑轮组的机械效率为η1；当卷扬机以速度v2匀速提升重为G2的货物上升时，卷扬机的拉力为F2，配重C对地面的压强为p2，滑轮组的机械效率为η2；卷扬机的拉力F1、F2做功随时间变化的图像分别如图26乙中①、②所示。已知：υ1:υ2 =1: 3, η1:η2=16:15， OA:OB=2:5。忽略所有连接绳索的质量及各处摩擦。G取10N/kg.求： （1）卷扬机提升重物G1上升12s做的功； （2）动滑轮的质量； W/J 2500 ② 2000 卷扬机

B 配重 C O 1500 500 A 工作台 1000

① ②

（3）p1与p2的比值。

5.某科技小组设计从水中打捞重物A的装置如图22所示，小文站在地面上通过滑轮组从水中提升重为1200N的物体A。当物体A在水面下，小文以拉力F1匀速竖直拉动绳子，滑轮组的机械效率为η1，小文对地面的压力为N1；当物体A完全离开水面，小文以拉力F2匀速竖直拉动绳子，滑轮组的机械效率为η2，小文对地面的压力为N2。已知：物体A的密度为3×103kg/m3，小文的重力为600N，N1: N2=7:5。不计绳的质量和滑轮与轴之间的摩擦，g取10N/kg。求：

(1)物体在水面下受到的浮力； (2)动滑轮受到的重力 (3) η1与η2的比值。

6．2007年12月22日，在海底23m深处沉睡800多年的“南海一号”古沉船，被“华天龙号”打捞船整体打捞成功。整体打捞是为了保存好文物，将“南海一号”船体和船上满载的货物连带周围的淤泥一起，按照原状固定在特殊的钢制“沉箱”内，沉箱分为上下两部分，上沉箱质量为5000T，底面积为S，高为a=7m，上沉箱整体搬到专门为它建造的广东海上丝绸之路博物馆“水晶宫”内。下沉箱底面积为S，高为5m,打捞过程中将留在海底。“华天龙”打捞船的吊臂臂架长达109m。起吊时，电动机带动绞盘拉动直径为76mm的钢丝绳，钢丝绳总长度2200m，分成64根钢丝绳通过吊臂顶端的定滑轮拉动动滑轮和吊钩，吊钩下用直径为110mm的32根钢缆拴住沉箱的16个吊点，平稳地缓缓竖直上升，上升过程底面始终保持水平，此时钢丝绳的拉力为F1,如图1所示。当沉箱被吊起离开水面，露出高h 时，吊臂对动滑轮组的竖直向上拉力是F拉。它们的数量关系如图2所示。钢丝绳、钢缆所受重力，钢缆在水中的浮力不计，海水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求：⑴当沉箱在水底时，海水对上沉箱顶部的压强。⑵当沉箱在水中匀速竖直上升过程中钢丝绳的拉力F1和机械效率（保留1位小数）。（7分） 7F/10N 拉

3.85

3.58

3.31

64根钢丝绳 3.04 动滑轮组

吊钩 32根钢缆 0 0.5 1 1.5 h/m 图20

7．如图21所示，是小明利用器械提升重物的示意图。当小明自由站在水平地面上时，对地面

4

的压强P0=2×10Pa；当在动滑轮下挂一个与小明重力相同的物体甲时，他用力匀速举起杠杆

4

的A端，使杠杆在水平位置平衡时，小明对地面的压强P1=4. 5×10Pa，此时滑轮组的机械效率为η1；当在动滑轮下挂1200 N重物乙时，他用力匀速举起杠杆的A端，使杠杆在水平位置

4

平衡时，小明对地面的压强P2=5. 5×10Pa，此时滑轮组的机械效率为η2；已知杠杆OA∶OB＝1∶2（杠杆、绳重和机械间摩擦忽略不计，g取10N/kg） 求：（1）小明的质量m人

（2）?1∶?2新课标 第一网

8．某科技小组设计的提升重物的装置如图23甲所示。图中水平杆CD与竖直杆EH、DI组合成

支架固定在水平地面上。小亮站在地面上通过滑轮组提升重物，滑轮组由动滑轮P和动滑轮Q（动滑轮P和动滑轮Q的质量相等）以及安装在水平杆CD上的两个定滑轮组成。

图21 小亮以拉力F1匀速竖直提升物体A的过程中，物体A的速度为υ1，滑轮组的机械效率为ηA。小亮以拉力F2匀速竖直提升物体B的过程中，物体B的速度为υ2，滑轮组的机械效率为ηB。拉力F1、F2做的功随时间变化的图像分别如图23乙中①、②所示。已知：υ1=4υ2，物体A和物体B的质量之比为1：3，（不计绳的质量，不计滑轮与轴的摩擦）求：

（1）动滑轮P的重力与物体B的重力之比；（2）机械效率ηB与ηA之比。

图23

P

Q