1、中考物理高等难度试题：力学综合汇编（2013 昌平一模）37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。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 1，滑轮组的机械效率为 A。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 2， 滑轮组的机械效率为 B。拉力 F1、 F2做的功随时间变化的图像分别如图 23 乙中、所示。已知： 1=
2、4 2，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 B与 A之比。【答案】37解：设每个动滑轮受的重力为 G 动 。匀速提升物体 A 时，以物体 A 和动滑轮的整体为研究对象，受力分析如图 4 甲所示。以动滑轮 P 为研究对象，受力分析如图 4 乙所示。匀速提升物体 B 时，以物体 B 和动滑轮的整体为 研究对象，受力分析如图 4 丙所示。以动滑轮 P 为研究对象，受力分析如图 4 丁所示。 （1 分）由图 4 甲、乙得：2F1=GA+ G 动 2F1= F1+ G 动 因为 F1= F1
3、所以 （1 分）34动由图 4 丙、丁得：2F2=GB+ G 动 2F2= F2+ G 动 因为 F2= F2所以 B134动图 23PQ丙G动2F2GB丁F22F2甲G动2 F1乙F12F1GAG动G动图 4（1 分）由得 （1） AA12BB3+4=GF动 动动动由题中 W t 图像可知： （1 分）1290 W45PPtt由 解得： （2） （1 分）1122PFv24v12F由（1） 、 （2）解得： （3） BA3G动由解得：（4） ABm由（3） 、 （4）解得：G 动 = GA G 动 = GB 119（1 分）9B动AA=+32W有总 动BB314G有总 动所以 （1 分）14
4、23AB（其他解法正确的，均可相应得分）（2013 朝阳一模）392007 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，
5、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 1.0103kg/m3,g 取10N/kg。求：当沉箱在水底时，海水对上沉箱顶部的压强。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）【答案】解
6、：（1）海面至上沉箱的深度为 h 深 =23m12m=11m。由液体压强公式p gh 有：p 海水 gh 深 1.010 3kg/m310N/kg11m=1.1105Pa 1 分（2）当上沉箱完全浸没在海水时，吊钩和动滑轮组的受力为重力 G，钢缆的拉力 F 钢缆 1,64 根钢丝绳的拉力 F 拉 1,如图所示1，上沉箱匀速上升，F 拉 1F 钢缆 1G F 钢缆 1G 沉箱 F 浮 1 F 浮 1= 海水 gV 沉箱 = 海水 gaSF 拉 1G 沉箱 G 海水 gaS 当上沉箱露出海水 1m 时，吊钩和动滑轮组的受力为重力G，钢缆的拉力 F 钢缆 2,64 根钢丝绳的拉力 F 拉 2,如图所
7、示 2，上沉箱匀速上升， F 拉 2F 钢缆 2G F 钢缆 2 G 沉箱 F 浮 2F 浮 2 海水 gV 沉箱 = 海水 g（ a h） S F 拉 2 G 沉箱 G 海水 g（ a h） S 由题中表格可以知道： F 拉 1=3.04107N， F 拉2=3.58107N，式,得到： F 拉 2 F 拉 1= 海水 gaS 海水 g（ a h） S = 海水 gSh3.58107N3.0410 7N =103kg/m310N/kg1mS解出：S=5.410 2m2 1 分G 沉箱 m 沉箱 g510 6kg10N/kg510 7N0 0.5 1 1.5 h/m3.853.583.313.
8、04F 拉 /107N图 20动滑轮组32 根钢缆64 根钢丝绳吊钩图 191 分F 浮 1 海水 gV 排 5.410 2m27m10N/kg103kg/m33.7810 7NGF 拉 1G 沉箱 F 浮 1 =3.04107N510 7N3.7810 7N1.8210 7NF1F 拉 1643.0410 7N644.7510 5N设匀速上升 lm,拉力做功 W 总 F 1 64l，有用功为 W 有 （GF 浮 1）l由（2013 大兴一模）39图 19 是一种新型吊运设备的简化模型示意图，图中虚线框里是滑轮组（未画出） ，滑轮组绳子的自由端由电动机拉动。工人师傅用该吊运设备匀速打捞落入水中
9、的圆柱形物体 A。物体 A 的底面积为 200cm2，高为 8m。当物体 A 露出水面 2m 时，绳子用竖直向上 T1 的力拉物体 A，电动机对滑轮组绳子自由端的拉力 F1 为 2400N， ,当物体 A露出水面 4m 时，绳子用竖直向上 T2 的力拉物体 A,，电动机对滑轮组绳子自由端的拉力为 F2，机械效率为 82%。拉力 F2 的功率为 600w, 已知 T1 ：T 2=39：41。不计绳的质量，不计滑轮与轴的摩擦。求：（1）此滑轮组匀速上升的速度 ；v（2）此滑轮组最高的机械效率。【答案】 W 有W总 F1 64l（ G F 浮 1）l 5107N3.7810 7N4.75105N64
10、 40.1% 1 分图 19电动机GAT1(T2) F 浮 1(F 浮2) GA图 9G 动 nF1（nF 2） G F 浮 1（ F浮 2） 图 10图 313 43110kg/m1N/2016m20NFV浮 水 排22kg8浮 水 排解得: 1 分2121浮浮FGTG8043990G%0总有W N-8F浮 2浮 动 动解得 1 分N18动112GF浮 动浮 2动 24091208NF250NF分1 分29N-88%50nF浮 4n1 分 260W.4m/s5PV0.6/sV物1 分 983%0N1G 有总 动（2013东城一模）39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
11、“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，吊绳图 32电动机定滑轮动滑轮H Sh吊绳L与滑轮组及电动机相连可控制沉箱匀速上升， 钢 =7.
12、8103kg/m3， 海水 取1103kg/m3，g=10N/kg ，水的阻力、摩擦和绳重不计。问：（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 1=98%，那么当 h 为 1m 时，滑轮组的机械效率 2 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？【答案】解：（1） PamkgNkg
13、Hgp 53 106./10/1)( 水(2)沉箱在水底时，腔体壁与 底占有的体积330.7=.8/V钢空气占有的体积 2310.5VShm沉箱受到的浮力 341()/10/6.5.10FgkgNkgmN浮 水所以拉动沉箱的最小的力 44.72F浮(3)当 h1=0.5m 时， 1=98，对应吊绳上的拉力 152当 h2=1m 时，对应此时空气的体积 320VShm3 402()/(.)1.50FgVkgNkgN浮 水吊绳上的拉力是 441.7152mF浮 2由 有 ， ，=WG有总 轮 1=轮 2=FG轮将上述数据代入，消去 G 轮 ，解得： 265%（4）如果在到达水面前，h 增加到 1.
14、02m 时，沉箱所受浮力等于沉箱的重力，之后浮力仍将进一步增大，所以电动机不一定需要一直做功。（2013 房山一模）39用如图 22 所示的滑轮组提升物块 时，物块 受到的重力为 ，AAG绳子自由端拉力为 ，滑轮组的机械效率为 ，拉力 做功的功率为 ；用这两个滑1F11F1P轮构成另一种形式的滑轮组（未画出） ，从水中匀速提升物块 时（物块 未露出水B面） ，物块 受到的重力为 ，绳子自由端拉力为 ，滑轮组的机械效率为 ，拉力BBG2F2做的功率为 ；物块 完全离开水面后，与物块 上升的速度相同，绳子自由端拉2F2PA力为 ，滑轮组的机械效率为 ，拉力 做的功率为 ；已知： ，3 333P10
15、NF， ， （绳的质量，滑轮与轴的摩擦，水对物体的阻力ABG10W165均忽略不计， 取 。 ） 。求：（7 分）gN/k（1）拉力 做功的功率 ；1F1P（2）若从水中匀速提升物块 ，物块 露出水面的体积占总体积的 时，滑轮组的机B13械效率 ，物块 的密度是多少？480%【答案】39解：受力分析图（略）（1 分）（1） ， ，3A31BFG5=26BA3G13F=5， ， 133PV 31P2115-=0W2130 5W（2） ， ， BA3G+5=6动动 AG+=6动 动 AG3动BG9动， ， 2-F4=80%+5浮浮 动 9F410G5动 浮动 浮 浮 动， ， 315N30N动 动
16、 B3GF10N动 G0动 B990动 F515浮 动 ， -233F5V=0mg1k/m1N/g浮排 水 V3露物 2排物 -2-2307.物 排 3B-23G91.0kg/g7.51/物 （2013 丰台一模）39 如图 20 甲是在岸边打捞水中物体的装置示意图。该装置由悬挂机图 3BCFB1FC1OFB1N1mE图 2FC1图 1nF1GQ +GK构和提升装置两部分组成。悬挂机构由固定杆 OD 和杠杆 BC 构成，O 为杠杆 BC 的支点，COOB41。配重 E 通过绳子竖直拉着杠杆 B 端，其质量 mE800kg。安装在杠杆 C端的提升装置由一个支架、一个电动机 Q、一个定滑轮 K 及
17、数量未知的动滑轮（在虚线框内未画出）构成。其中支架和电动机 Q 的总质量 mQ10kg，定滑轮 K 的质量为mK30kg。可利用遥控电动机拉动绳子自 由 端 H，通过滑轮组提升浸没在水中的物体。在一次打捞一批实心材料过程中，实心材料浸没在水中匀速竖直上升，此时电动机 Q 牵引绳子的功率为 P1，绳子 H 端的拉力为 F1，实心材料上升的高度随时间变化的图像如图 20 乙所示，地面对配重 E 的支持力为 N1；在实心材料全部露出水面后匀速竖直上升的过程中，绳子 H 端的拉力为 F2，地面对配重 E 的支持力为 N2，滑轮组的机械效率为 。已知F1200N，F 2300N，N 1N 221，被打捞
18、的实心材料的密度 2.710 3kg/m3，绳和杠杆的质量、捆绑实心材料的钢丝绳的质量和体积、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对实心材料的阻力均忽略不计，g 取 10N/kg。求：(1)实心材料浸没在水中匀速上升时电动机牵引绳的功率 P1；(2)实心材料露出水面后，滑轮组的机械效率 。【答案】（1）实心材料浸没在水中匀速上升时，以支架、电动机 Q、定滑轮 K 为研究对象，受力分析图如图 1 所示，配重 E 的受力分析图如图 2 所示，杠杆 COB 受力分析图如图 3 所示。 （说明：受力分析图正确得 1 分）=FC1 ， =FB1 ， 1C1BFC1CO= FB1OB =nF1+ GQ+GKCF
19、B1= 4(nF1+ GQ+GK) CO1 分 )+(n4-K1EB1E1 GNQ实心材料离开水面后匀速上升的过程中，以支架、电动机 Q、定滑轮 K 为研究对象，图 20受力分析图如图 4 所示，配重 E 的受力分析图如图 5 所示，杠杆 COB 受力分析图如图 6所示。=FC2 ， =FB2 ， 2C2BFC2CO= FB2 OB=nF2+ GQ+GKFB2= 4(nF2+GQ+GK) COB(n4-02EE2GNQ解得：n=4 (1 分)P1=F14v1=200N40.2m/s=160W （1 分）（2）实心材料浸没在水中匀速上升时，以动滑轮和被提升的实心材料为研究对象，受力分析图如图 7
20、 所示，实心材料离开水面后匀速上升的过程中，以动滑轮和被提升的实心材料为研究对象，受力分析图如图 8 所示。（1 分）解得： （1 分）（1 分）12403(82)(n4Q2E121 NnNGK FB2N2mE图 52C图 4nF2GQ +GK 图 6 BC FB2FC2 O 1027水水浮 gVFG 322710-421 动动动浮 动 G9动 G90%动1总有 GW 4F1F 浮G 动 +G 动图 7 4F2G 动 +G 动图 8 （2013 海淀一模）39图 20 甲是某中学科技小组设计的打捞水池中物体出水面的装置示意图。BOE 为一轻质杆，在其两端分别固定着以 OB 和 OE 为半径的两
21、段圆弧形的凹槽 ABC 和 DEF，支点 O 为这两段圆弧形凹槽对应的圆心。轻质绳 G 和 H 分别固定在圆弧形凹槽 ABC 的 A 点和 DEF 的 D 点，杆 BOE 旋转时细绳总能在凹槽中，绳 G 和H 拉力的力臂始终保持不变。 固定在水平地面上的电动机 M 可以通过拉动绳子 H 带动杠杆和滑轮组将水池中物体捞出水面。电动机 M 的质量 m 为 52.5kg。电动机 M 用力拉动绳子 H 使柱形物体 K 始终以速度 v 匀速上升。物体 K 浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率为 1，电动机 M 对地面的压强为 P1；物体 K 全部露出水面匀速竖直上升的过程中，滑轮组的机械效率为
22、2，电动机 M 对地面的压强为 P2；电动机 M 对地面的压强随时间变化的图象如图 20 乙所示。已知物体 K 的底面积S=0.1m2，高 h=0.2m， OBOE =34， 1 22728。细绳和杠杆的质量、滑轮及杠杆与轴的摩擦、细绳和凹槽的摩擦、水对物体的阻力均忽略不计，K 出水前后水面高度的变化忽略不计，g 取 10N/kg。求：（1）物体 K 完全浸没时受到的浮力；（2）动滑轮的质量； （3）若用该装置以同样速度打捞质量为 120kg 的物体 K，求 K全部露出水面后，电动机 M 拉动绳 H 的功率。 甲图 20D电动机 MKA OBEGFC H乙0. 5p/104Pa1. 01. 5
23、2. 00 t/s10 205 15 252. 5【答案】39解：（1） （2N0m2.1.0N/kg/m103K gShVF水水浮 分）（2）物体 K 浸没在水中匀速上升时，以物体 K 和动滑轮的整体为研究对象，受力分析图如答图 4 甲所示；电动机 M 的受力分析图如答图 4 乙所示；杠杆两端的受力分析图如答图4 丙所示。3F1F 浮GK+G 动N1T1mg丙AOBEF1FCDT1甲 乙答图 4， 分K13F浮 mgTSPN11， ，OETB1F物体 K 全部露出水面匀速上升时，以物体 K 和动滑轮的整体为研究对象，受力分析图如答图 5 甲所示；电动机 M 的受力分析图如答图 5 乙所示；杠
24、杆两端的受力分析图如答图 5 丙所示。丙AOBEF2FCDT2N2T2mg乙3F2GK+G 动甲答图 5（图 1 分）， 分K23FmgTSPN22， ， OETB2F分析图 20 乙，在 0-5s 的时间里， p1=2.1104Pa；在 15-20 的时间里 p2=1.8104Pa。（1 分）)4N52(:40-N52)F(43(:) )(:)(67: KK21 221 动动 动浮动 ）（ GGmgmgTp动动 动浮动 浮 GGKKKK21:0N2-:F-87:解得： 1分（1 分）kgm（3）分析图 20 乙，在 5-15s 的时间里，物体 K 从上表面开始接触水面到下表面离开水面。由于
25、K 出水前后水面高度的变化忽略不计：， （1 分）/s02.1s.thv vK全部露出水面后，电动机 M 的拉力 N3251043GK 动OEBFTm/s06.3Gv绳由几何关系， /s08.GH绳绳 vB（1 分）W26.N25M绳TvP（其它解法正确也得分）（2013 怀柔一模）39图 20 甲是某科研小组设计从井底打捞物体 A 的装置示意图。图中虚线框里是滑轮组（未画出） ，滑轮组绳子的自由端 H 由电动机拉动。该装置由悬挂机构和提升装置两部分组成。悬挂机构由支架 AD 和杠杆 CB 构成， CO:OB=4:1。配重 E 通过绳子竖直拉着杠杆 B 端，其质量 mE=200kg。安装在杠杆
26、 C 端的提升装置由支架、定滑轮 K、动滑轮 M 及电动机 Q 构成。其中支架和电动机 Q 的质量 mQ=6.2kg，定滑轮 K 和动滑轮 M 的质量均为 mK。可利用遥控电动机拉动绳子，通过滑轮组提升物体。物体 A 完全在水中匀速上升的过程中，电动机 Q 的功率 P1为 60w，绳子自由端 H 的拉力 F1为 20N，物体 A 上升速度大小为 v1，地面对配重 E 的支持力为 N1，滑轮组的机械效率为 1；物体 A 全部露出水面匀速竖直上升的过程中，电动机 Q 的功率为 P2，绳子自由端 H 的拉力为 F2，物体 A 上升速度大小为 v2，地面对配重 E 的支持力为 N2，滑轮组的机械效率
27、2为 95%；滑轮组提升物体A 的过程中，杠杆 CB 在水平位置保持平衡。物体 A 上升的速度在水中以及完全出水后随时间的变化如图 20 乙所示。已知 N1 =6 N2。细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦、水对物体A 的阻力均忽略不计， g 取 10N/kg。求：（1）动滑轮 M 的质量 mK；（2）物体 A 全部露出水面匀速上升时电动机的功率 P2；（3）物体 A 的密度 。【答案】解：出水前：物体 A 和动滑轮 M；定滑轮 K 及与电动机 Q；杠杆 BC； 配重 E 受力分析如图1、2、3、4。出水后：物体 A 和动滑轮 M；定滑轮 K 及与电动机 Q；杠杆 BC； 配重 E 受力分析如图5
28、、6、7、8。（1 分）（1）由物体 A 完全在水中匀速上升时，绳子 H 端的拉力为 F1，H 端上升速度如图 25 乙所示。（1 分）3nW 601N2011 smnvFP甲乙甲 图 20图 3BCFB1FC1O图 4N1BFGE图 23F1GQ +GM1CF图 113FGMGAMF 浮图 7BCFB2FC2O图 8N2BFGE图 63F2GQ +GM2CF图 523FGMGAM在水中时， =FC1 ， =FB 1， FC1CO= FB1 OB1C=3F1+ GQ+GKFB1= (3F1+ GQ+GK) 41COB-EE1N出水后，（1 分）由和得：解得：G K=18N，m K=1.8kg
29、（1 分）（2） （1 分）W 216.018232 smNvFP（3）（1 分）（2013 门头沟一模）39.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 1，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 2，小文对地面的压力为 N2。已知：物体 A 的密度为 3103kg/m3，小文的重力为 600N，N 1: N2=7:5。不计绳的质量和滑轮与轴之间的摩擦，g 取 10N/kg
30、。求：(1)物体在水面下受到的浮力；(2)动滑轮受到的重力(3) 1 与 2 的比值。95%K2总有 GWA1GA203F )21G+(4)+(34- KQEKQ2EBEFN6)G(E12101K浮 GA 49 )2(kg/m10.4kg/m0233水浮 NFD FIBEHAC图 22【答案】解:分别对物体 A、动滑轮 B、人进行受力分析，如图所示：由式，N 1: N2=7:5 代入已知：G A=1200N，G 人 =600N， A=3103kg/m3，解得：NmkgGFA 40/033水浮FA1=800N, FA2=1200N G 动 =200N541动浮 浮A 762动GA解得： 1672
31、1（2013 密云一模）40如图所示，当加在滑轮组绳子自由端的拉力为 T1 时，动滑轮对物体 B 竖直向上的拉力为 F1=100N，F 1G B，此时，物体 A 对水平地面的压强为3000pa；当加在滑轮组绳子自由端的拉力为 T2 时，动滑轮对物体 B 竖直向上的拉力为 F2=300N，F 2G B，此时，物体 A 对水平地面的压强为 2500pa；当加在滑轮组绳GAF 浮FA1GA = F 浮 + FA1 GAFA2GA = FA2 4F1FA1G动G 动 +FA1=4F1 4F2FA2G动G 动 +FA2=4F2 G 人F 支 1= N1F1G 人 = N1+ F1 G 人F 支 2= N
32、2F2G 人 = N2+ F2 第 40 题图BA子自由端的拉力为 T3 并使物体 B 以 0.15m/s 的速度匀速上升时，滑轮组的机械效率为 80%。已知动滑轮受重力为 G0，且 GA:G0=9:1。 （不计绳重和摩擦）求：（1）物体 A 的受到的重力；（2）物体 A 与地面接触的面积；（3）拉力 T3 做功的功率。【答案】当加在滑轮组绳子自由端的拉力为 T1 时，以 A、B 整体为研究对象，受力情况如图 1 所示。当加在滑轮组绳子自由端的拉力为 T2 时，以 A、B 整体为研究对象，受力情况如图 2所示。物体 B 在匀速上升的过程中，以动滑轮和物体 B 整体为研究对象，受力情况如图 3
33、所示。1分 1BA1FGN22（1）SN0pa30（2）35BA（3）0%8G由（3）式得： （4）0B因为：G A:G0=9:1所以： （5）B94GAGBF1N1GAGBF2N2GBG02T3图 3图 1 图 2将（5）式分别代入（1）式和（2）式解得： （6）1N90AG分将（6）式代入（5）式解得： 140B分将 、 代入（1）式解得 1N90AGB 2m4.0S分将 代入（4）式得： 1B N0G分 032T1N5分175W.3m/s3P分（2013 平谷一模）39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，对地面的压强 P0=2104Pa；当在动滑
34、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的 A 端，使杠杆在水平位置平衡时，小明对地面的压强 P1=4. 5104Pa，此时滑轮组的机械效率为 1；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，使杠杆在水平位置平衡时，小明对地面的压强 P2=5. 5104Pa，此时滑轮组的机械效率为 2；已知杠杆 OAOB 12（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） 12图 21【答案】解：小明自由站在水平地面上，对小明受力分析如图 1 所示。提重物甲时，对小明、杠杆、动滑轮和甲物体受力分析如图 2、3、4 所示。提重物
35、乙时，对小明、杠杆、动滑轮和乙物体受力分析如图 5、6、7 所示。（1） （1 分）PaGSNFp400 02人由图 4 可知 2FB1= G 动 G 甲由图 3 可知 FA1OA= FB1OBFA1=2 FB1=2 FB1 由图 2 可知 N1= FA1G 人 = G 动 G 甲 G 人（2）（1 分）PaSp 411 05. 动甲人由图 7 可知 2FB2= G 动 G 乙由图 6 可知 FA2OA= FB2OB122BAOFA2=F A2=2 FB2=2 FB2由图 5 可知 N2= FA2G 人 = G 动 G 乙 G 人图 3N1图 2G 人FA1N0G 人图 12 FB1G 动G
36、甲FA1BAO FB1图 4N2图 5G 人FA2FA2BAO FB22 FB2G 动G 乙图 6 图 7卷扬机工作台图 26 乙4 102 6 8500W/J1500200025000 t/s1000甲BOAC 货物配重（3） PaGGSNFp 422 105.S120N 动人动乙人（1 分）由方程（1） （2） （3）解得G 人 = G 甲 = 800 NG 动 =200 N （1 分）（1 分）kggm80/1人人 （1 分）15420N1821 动乙 乙 动甲 甲 G正确画出受力分析图 （1 分）（2013 石景山一模）40.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
37、供动力）通过滑轮组提升货物如图 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 1；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 2；卷扬机的拉力 F1、F 2 做功随时间变化的图像分别如图 26
38、乙中、所示。已知： 1:2 =1: 3, 1:2=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；（3）p 1 与 p2 的比值。【答案】解：（1）由图 26 乙得: P1= =100W sJ0tWW= P1t=100W12s=1200J （2）设动滑轮所受重力为 G 动 ，卷扬机及其工作平台所受重力为 G。由图 26 乙可知: t=10s 内，F 1、F 2 做功 W1=1000J，W 2=2000J ，且 21J021WP21213FvP G 2=500N563N831GF提
39、升重物 G1 时，分别以重物和动滑轮、卷扬机及工作平台、杠杆、 配重 C 为研究对象，受力分析示意图依序为答图 6、7、8、9 所示。提升重物 G2 时，受力分析示意图分为答图 10、11、12、13 所示。由图 6、图 10，3F 1= G1+G 动 3F2= G2+G 动 ， G 动 =100N， kg0/Ngm动（3）F 1= ，同理: F 2=200N08动NA1=NA1= G+F1=500N+300N= 800N， 同理: N A2=700NFB1= ， 同理: N B2=280N325 OBAN1 =N1=GC- FB1=400N320N=80N， 同理: N2=120N物体 C
40、受力面积 S 一定， 3N10821P（其他方法正确均可得分）（2013 顺义一模）41为了将放置在水平地面上重 G=100 N 的重物提升到高处。小明设计了图 28（甲）所示的滑轮组装置。当小明用图 28（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力 F 拉绳时，重物的速度 和上升的高度 h 随时间 t 变化的关系图像分别如图 28（丙）v和（丁）所示。若重物与地面的接触面积 S=510-2 m2，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。 （已知小明的质量为 60kg,每只鞋与地面的有效接触面积为图 6G 动3F1G1NA1F1G图 7 图 8A BDO 1F1FB1N1GC图 9图 10G 动
41、3F2G2NA2F2G图 11 图 12A BDO 22N2FB2GC图 13200cm2）求：（1）在 23s 内，拉力 F 的功率 P 及滑轮组的机械效率 ；（2）在 12s 内，拉力 F 所做的功 W；（3）在 01s 内，小明对地面的压强 与重物对地面的压强 的差值 多大。1p2p【答案】解：（1）由图像可知，在 23s 内，重物做匀速运动， = 2.50 m/s，拉力1vF1=40N，因为连接动滑轮的绳子有三根，所以拉力 F 的作用点下降的距离是重物上升高度h1的 3 倍。拉力 F 的功率 （1 分）WsmNvP30/5.24031滑轮组的机械效率 （1 分）%3.8.41hFGW总
42、有 用（2）在 12s 内，拉力 F2=50N，重物上升高度 h2=1.25m；拉力 F 所做的功 （1 分）JmN5.7.503（3）设动滑轮重为 G 动 ， 。N041动在 01s 内，拉力 F3=30N。取动滑轮和重物为研究对象，受到向下的重力 、向上的人G支持力 以及三根绳子向上的拉力 的作用处于静止状态，如图 1 所示。1N3地面对重物的支持力 NNG302011 人由于力的作用是相互的，所以重物对地面的压力 ，1重物对地面的压强 （1 分）aPmSNp6105322图 28甲 乙 丙 丁FG3F3N1G 物F3N2G 人41 题答案图 1 41 题答案图 2两图共（1 分）在 01
43、s 内，拉力 F3=30N。取人为研究对象，人受到向下的重力 、地面对人向上的人G支持力 以及绳子向上的拉力 三个力的作用处于静止状态，如图 2 所示。2N3由于力的作用是相互的，所以人对地面的压力 ，NN5703602小明对地面的压强 （1 分）aPmSp4221 5.1057人压强的差值 - （1 分）aP4.（其他解法正确的，均可相应得分）（2013 通州一模）40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
44、 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 1； 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 2。 已 知物
45、 体 A 所 受 重 力 GA=355N， F1 F2=40 41， 1 2=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。【答案】解：T2N2GBB图 3甲 乙图 20AF11 分（画出图 1、图 2 即可给 1 分）由图 1 有 2F 1+f=GA+G 动 F 1= F1 2F 1 =GA+G 动 - f 1 分由图 2 有 2F 2=GA+G 动 +f F 2= F2 2F 2=GA+G 动 +f 1 分由图 3 有 2F 3=GA+ GB+ G 动 +f F 3= F3 2F 3=GA+ GB+ G 动 +f 依题意有 0
