1、2016 一模力学计算汇编1.(东城一模) 如图 17 所示，质量为 20kg 的物体沿水平面以 0.4m/s 的速度做匀速直线运动，地面与物体间的摩擦力为 12N。（ g=10N/kg）（1）不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦的情况下，绳子自由端的拉力为多少？（2）若考虑绳重、滑轮与轴之间的摩擦，且滑轮组机械效率为 80%，绳子自由端的拉力为多少？拉力做功的功率为多少？解：（1 ） F1= f= 12N=4N3（2）根据 = ， F2=5N。nP=F2nv=5N30.4m/s=6w2.（西城一模）用如图 36 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，卷扬机加在绳
2、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。 解：（1 ） 物体 A 所受浮力F 浮 水 gVA110 3kg/m310N/kg910 3m390N 1 分（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，受力分析如图 5所示；滑轮组的机械效率 = = 1 分总有W2GF浮80%= A90N4图 17F图 36FA卷扬机F 浮2FG 动A图 5解得：G A=730N
3、 1 分3.（海淀一模）用如图 32 所示的滑轮组提升物体 A，物体 A 受到的重力大小为 GA。在匀速竖直提升物体 A 的过程中，物体 A 上升的速度大小为 vA，滑轮组的机械效率为 。已知：GA=800N， vA=0.4 m/s， =80%，绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计。求：（1）动滑轮所受的重力 G 动 ；（2）拉力 F 做功的功率 P。4 （朝阳） 悬浮在海水中的潜艇排开海水的质量为 3106kg。 （ g 取 10N/kg，海水的密度取 1.0103kg/m3）求：（1）画出潜水艇的受力示意图；（2）潜艇所受浮力。解（1 ）（2 ） G=m 排 g=3106kg10N/kg=310
4、7N 潜艇悬浮 F 浮 =G 排 = 3107N卷扬机F图 32A（1 分）（1 分）GF5.（丰台一模）如图 36 是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、配重、缆绳、滑轮和电动机等部件组成，连接轿厢的两根缆绳非常靠近，轿厢空载时的质量是 310kg，配重的质量是 300kg，某次电梯载货量为 100kg，当电梯匀速上升 15m，所用的时间为 10s， （不计缆绳重力和轮与轴之间的摩擦，g 取 10N/kg）在此运动过程中，求：（1）轿厢的速度大小；（2）配重重力对配重做的功；（3）电动机的功率。解：（1）轿厢的速度 stsv/5.1=m0（2）配重重力做功 W=mgh=300kg10N/kg1
5、5m=4.5104J（3 ）将物体与轿厢作为研究对象，其受力情况如图 4 所示F 电 +F 配 = G 货 +G 轿F 电 = G 货 +G 轿 -F 配= G 货 +G 轿 -G 配=100kg10N/kg + 310 kg10N/kg -300 kg10N/kg=1100N 电动机的功率 P=Fv=1100N1.5m/s=1650W6.（石景山一模）如图 27 所示，小型牵引车通过滑轮组可以将重物匀速吊起，若每次重物均以 0.4m/s 的速度匀速上升，且滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计。当吊起质量为 270kg 的重物 A 时，牵引车对绳的拉力为 F，滑轮组的机械效率为 90%，取 g=10N
6、kg。求：（1）拉力 F 的大小。（2）动滑轮所受的重力。（3）拉力 F 的功率 P。解：（1）G A=mg=270kg10N/kg=2700N 270N9%3nFF=1000N图 36O图 27A图 4F 电G 货G 轿配3FGA动（2）对 A 物体和动滑轮受力分析：G 动 =3F-GA=31000N-2700N=300N（3）P= FnvA=1000N30.4m/s=1200W7.（顺义一模）图 26 是用滑轮组打捞水中物体的示意图，已知物体 A 的质量为 80kg，体积为 210-2m3。当卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力 F 为 400N 时，物体 A 在水中以0.1m/s 的速度匀
7、速竖直上升（物体 A 始终未露出水面。不计绳重和摩擦， g 取 10N/kg） 。求：（1）物体 A 在水中（未露出水面）时受到的浮力 F 浮 ；（2）物体 A 在水中匀速竖直上升时，拉力 F 的功率 P；（3）动滑轮所受的重力 G 动 。解：（1 ）物体 A 在水中受到的浮力F 浮 = 水 gV=1103kg/m310N/kg210-2m3=200N-1 分（2）绳端的速度 = =2 0.1m/s=0.2m/s绳vA2拉力 F 做功的功率 = =400N 0.2m/s=80W -1 分P绳F（3 ）动滑轮的重力为 G 动 ，A 完全在水中时绳上拉力为 TGA=F 浮 +T 所以 T= GAF
8、 浮 =800N200N=600N所以 G 动 =2FT=2400N600N=200N -1 分图 26A卷扬机F8.（平谷一模）工人用如图 27 所示的滑轮组匀速打捞沉在水中体积是 310-2m3的铝块。在匀速打捞过程中，被打捞的铝块露出水面前与完全出水后工人对绳的拉力之比为2：3，不计摩擦、绳重及水的阻力，已知铝的密度为 2.7103kg/m3，g 取 10N/kg。求：（1）铝块浸没在水中时所受的浮力；（2）铝块完全出水后，滑轮组的机械效率 ；（3）铝块完全出水后，以 0.2m/s 的速度被匀速提升时，工人拉绳的功率。解F 浮 300N =90% P180W9.（通州一模）如图 23 所
9、示，工人用滑轮组提升重 480N 的物体，所用拉力 F 为 200N，物体以 0.2m/s 的速度匀速上升了 2m。求：（1）拉力 F 所做的功； （2）拉力 F 做功的功率；（3）滑轮组的机械效率。（1）WFs 200N32m1200J （1 分）（2）P Fv 200N30.2m/s120W （1 分）（3） （1 分）%80m6N204FsGh总有图 23图 27图 2310.（延庆毕业）如图 28 所示是某起重机上的滑轮组。当竖直匀速吊起 810kg 的物体时，滑轮组的机械效率为 90%。若物体上升的速度为 0.5m/s,取 g=10N/kg，不计绳重和一切摩擦。求:（1）使物体上升
10、5 m,起重机所做的有用功。（2）动滑轮所受重力。（3）绳端的拉力 F 做功的功率。解.(1)W=mgh=810kg10(N/kg)5m=40500J(2) GD =900N(3)P=Fv=3000N1.5m/s=4500W11.（房山毕业）某同学参加跳绳测试时，1min 内连续跳了 150 次。已知该同学的质量为45kg，每只鞋底与地面的接触面积为 150cm2时，跳起时重心升高的平均高度为 4cm，取g=10N/kg。求该同学（1）站在操场上时对地面的压强；（2）跳绳一次所做的功；（3）跳绳时的平均功率。解：（1 ） P= =1.5104Pa（2 ）W=Fs=Gh=18JSmgF（3 ）
11、P= =45WtnW/图 2812.（怀柔一模）用如图 28 甲所示的滑轮组提升物体 M，已知被提升的物体 M 重为 760N，卷扬机加在绳子自由端的拉力 F 将物体 M 以 0.5m/s 的速度匀速提升到 10m 的高度。拉力做的功 W 随时间 t 的变化图象如图 28 乙所示，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。求：（1）滑轮组提升重物所做的有用功 W 有 ；（2）滑轮组提升重物的机械效率 ；（3）动滑轮的重力 G 动 。解：（1） = =760N 10m=7600J有WhG（2）t= = =20S；由图像可知 W 总 =8000Jvsm/5.01滑轮组的机械效率 = = =95%总有 J8076（
12、3 ） W 额 =G 动 h=W 总 -W 有 =400J；G 动 = = =40Nh额 mJ10413.（门头沟一模）用如图 30 所示的滑轮组提升重为 400N 的物体 A，使物体 A 匀速竖直上升 2m ，卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力为 F，物体 A 上升的速度 vA为0.1m/s，滑轮组的机械效率 为 80%，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。求：（1）拉力 F 做功的功率 P；（2）动滑轮所受的重力 G 动 。卷扬机F图 30A乙2000W/J40000600080000 t/s10 205 15卷扬机F甲M图 28解：根据 W 有 =G 物 hW 总 =FS 解得：F=250N总W由
13、 2F=FA+GD 解得： GD =100NP=F2vA=250N20.1m/s=50W14.（燕山毕业） “蓝鳍金枪鱼-21” （简称“金枪鱼” ）是自主水下航行器，可进行深海搜寻。其外形与潜艇相似（如图 25 甲所示） ，其体积为 1m3，质量为 750kg，最大潜水深度 4500m，最大航速 7.4km/h（不考虑海水密度变化，密度 取 1.010 3 kg/m3，g 取 10N/kg） 。（1）求“金枪鱼”在海水下 3000m 处时所受到的压强；（2） “金枪鱼”搜寻任务完成后，先是漂浮在海面上，然后由起重装置将其匀速竖直吊离海面。起重装置拉力的功率随时间变化的图象如图 25 乙所示，图中 P 33P 1。求：t 1 时刻金枪鱼露出海面的体积（要求：画出 t 1、t 3时刻金枪鱼的受力分析图）FAGA FAGA=FA2FGD2F=FA+GD解：（1） PamkgNmkgghP 73 103/10/0.1（2）设 t1、 t3时刻起重机给金枪鱼的拉力分别为 F1、 F3，金枪鱼受力如图所示GF浮1Nkgmg750/17503 vP1F31由以上方程解得： F 浮 5000N排浮 gV335.0/1/015mkgNmkF浮排 3V排露GF 浮F1GF3
