1、第二輪復(fù)習(xí)之力學(xué)綜合突破5第二輪復(fù)習(xí)之力學(xué)綜合突破5模塊一模塊一: 受力分析法之綜合(2011 豐臺(tái)一模) 底面積為100cm2的燒杯中裝有適量水. 當(dāng)金屬塊浸沒(méi)在水中靜止時(shí), 如圖甲所示, 彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F13.4N, 水對(duì)杯底的壓強(qiáng)為p1; 當(dāng)金屬塊總體積的1/4露出水面靜止時(shí), 如圖乙所示, 彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F2, 水對(duì)杯底的壓強(qiáng)為p2; 若p1、p2之差為50Pa, g取10N/kg, 則 ( )A. 金屬塊的體積V金是210-3B. 彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F2是5.4NC. 金屬塊的密度是2.7103kgD. 金屬塊受到的重力是6.8 NC(2013.1 延慶初三期末) 如圖所示, 兩

2、只完全相同的盛水容器放在磅秤上, 用細(xì)線懸掛質(zhì)量相同的實(shí)心鉛球和鋁球(鉛鋁),兩球全部沒(méi)入水中, 此時(shí)容器中水面高度相同, 設(shè)繩的拉力分別為T1和T2, 磅秤的示數(shù)分別為F1和F2, 則 ( )A. F1F2, T1T2 B. F1F2, T1T2C. F1F2, T1T2 D. F1F2, T1T2CACB(2012 房山二模) 如圖所示, 實(shí)心鋁塊B、C的體積均為10cm3, 已知鋁的密度為2.7g/cmACBA. 7g B. 10gC. 17g D. 27gA模塊二: 模塊二: 杠桿、浮力綜合題OA甲B乙(2012 東城二模) (多選) 如圖所示, 輕質(zhì)杠桿AB長(zhǎng)L, 兩端懸掛甲、乙兩個(gè)

3、物體, 已知AO:OB =1:3. 甲、乙物體的高h(yuǎn)甲:h乙=3:1, 底面積S甲:SOA甲B乙A. 甲、乙物體的密度之比為甲:乙=1:9B. 甲、乙物體所受重力之比為G甲:G乙=4:1C. 若將甲物體浸沒(méi)于水中未觸底時(shí), 要保持杠桿在水平位置平衡, 那么乙物體應(yīng)移到距O點(diǎn)(4乙-9水)L/4乙處D. 保持杠桿在水平位置平衡, 甲、乙物體如圖懸掛時(shí)與將乙物體浸沒(méi)于水中未觸底時(shí), 甲物體所受支持力之比是N甲:N甲=乙:(乙+3水)BCDOBADC(2012 延慶二模) 如圖所示, 杠桿AB的A點(diǎn)掛邊長(zhǎng)為10cm的正方體C, B點(diǎn)掛體積為2000cm3實(shí)心小球D, AO:OB=1:2, 杠桿在水平

4、位置平衡時(shí), D靜止在空中, C對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為p1; 若將小球D浸沒(méi)在某種液體中(未接觸到容器底), 杠桿在水平位置平衡時(shí), C對(duì)水平地面的壓強(qiáng)p2OBADCA. 小球D浸沒(méi)在某種液體中受到的浮力為20N B. 小球D浸沒(méi)在某種液體中受到的浮力為40NC. 該液體的密度是2.0103kg/m3D. 小球D的密度是1.0103kg/m3AOBAM(2012 西城二模) 如圖所示, 頂面帶有光滑凹槽的輕質(zhì)杠桿AB可以繞支點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng), 杠桿的A端用細(xì)線沿豎直方向連接在地板上, OB0.5m, 在杠桿的B端懸掛一個(gè)密度為0.8103kg/m3OBAM0.16(2012大興二模) 如圖甲所示, 底面積

5、為60cm2的圓柱形容器內(nèi)裝有深度為h1=8cm的液體, 放在水平桌面上. 若將底面積為40cm2, 密度為2.6103kg/m3的圓柱形物體A掛在輕質(zhì)杠桿左端B點(diǎn), A的部分體積浸入液體中, 此時(shí)A的下底面距容器底的距離為h2=6cm, 在杠桿C點(diǎn)懸掛重物G使杠桿水平平衡, 如圖乙所示. 若將物體A浸沒(méi)在液體中, 移動(dòng)重物G到D點(diǎn)時(shí), 杠桿水平平衡, 此時(shí)液體的深度為h3=15cm, 如圖丙所示. 若OC:OD=3:2, g取10N/kg. 則這種液體的密度為 kg/m3 1.4103(2012 西城一模) 圓柱形容器中裝有適量的水, 將木塊A放入水中靜止時(shí), 有2/5的體積露出水面, 如圖

6、甲所示, 此時(shí)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)增加了300Pa. 若將木塊A掛在輕質(zhì)杠桿左端B點(diǎn), 且A的部分體積浸入水中, 在杠桿C點(diǎn)懸掛重物G使杠桿水平平衡, 如圖乙所示, 此時(shí)水對(duì)容器的壓強(qiáng)比木塊A漂浮時(shí)減少了100Pa. 若將容器中的水換成另一種液體, 使木塊A露出液面的部分與乙相同, 移動(dòng)重物G到D點(diǎn)時(shí), 杠桿水平平衡, 如圖丙所示. 若OC:OD=10:13. 則這種液體的密度為 kg/m3.0.85103解析: 本題屬于難題. 考查多狀態(tài)壓強(qiáng)問(wèn)題. 多狀態(tài)壓強(qiáng)問(wèn)題要從壓強(qiáng)的變化量入手, 要找到除了是液體對(duì)容器底部的壓力變化量還是哪個(gè)力的變化量.(1) 以A和容器為研究對(duì)象分析, 設(shè)容器底面積為

7、S.放入A之前與甲圖比較: 甲圖與乙圖比較: (2) 分析乙圖、丙圖杠桿兩次平衡狀態(tài): /: 所以, 乙圖中浮力與丙圖中浮力的比為: 即, 則(2012 順義二模) 在如圖所示裝置中, 杠桿和滑輪的重力及滑輪的摩擦均可忽略不計(jì), 杠桿AB可以繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng), A端通過(guò)豎直方向的輕繩與滑輪組相連, 在B端用一輕繩沿豎直方向?qū)⒏軛U拉住, 使其始終保持水平平衡. 在滑輪組的下方, 懸掛一圓柱形的物體, 此物體被浸在圓柱形容器內(nèi)的液體中. 已知杠桿O點(diǎn)兩側(cè)的長(zhǎng)度關(guān)系為AO=2OB, 圓柱形物體的底面積為10cm2、高為12 cm, 圓柱形容器的底面積為50cm2. 若容器中的液體為水, 在

8、水深為20cm時(shí)物體的上表面恰與水面相平, 此時(shí)杠桿B端繩上的拉力為F1; 打開(kāi)圓柱形容器下方的閥門K, 將水向外釋放, 直到物體露出水面的體積為其總體積的2/3時(shí), 將閥門K關(guān)閉, 此時(shí)杠桿B端繩上的拉力為F2, 且F1:F2=3:4. 若容器中液體為某種未知液體, 其質(zhì)量與最初容器中的水的質(zhì)量相等, 此時(shí)未知液體的深度為18 cm, 杠桿B端繩上的拉力為F3. 取g=10N/kg, 則 ( )A. 圓柱形物體的密度為2 g/cm3B. 作用在B端的拉力F3大小為1.52NC. 未知液體的密度為1.2 g/cm3D. 未知液體對(duì)圓柱形容器底部的壓強(qiáng)為1980PaD(2011北京中考) 將高為

9、10cm的圓柱體甲放在水平地面上, 細(xì)繩的一端系于圓柱體甲上表面的中央, 另一端豎直拉著杠桿的A端. 當(dāng)把質(zhì)量為800g的圓柱體乙懸掛在杠桿的B端并處于圓柱形容器M中時(shí), 杠桿在水平位置平衡, 如圖所示, 此時(shí)圓柱體甲對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為3200Pa. 把質(zhì)量為900g的水注入容器M中, 水未溢出, 水靜止后, 水對(duì)容器M底面的壓強(qiáng)為2500Pa, 圓柱體甲對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為5000Pa. 已知:AO:OB=2:3, 容器M的底面積為60cm2, 不計(jì)杠桿的質(zhì)量, 則圓柱體甲的密度為 kg/m3OA甲BOA甲BM乙1. 注水后: V排=hS-V水=600cm32. 兩次杠桿平衡 3. 4. 利用

10、第一次平衡: (2013 大興一模) 如圖所示, 有兩個(gè)底面積均為S的實(shí)心圓柱體C和D, 分別用兩根細(xì)繩的一端系于它們的上表面的中央, 細(xì)繩的另一端分別系在輕質(zhì)杠桿的兩端, 杠桿恰好水平平衡. 把質(zhì)量為800g的酒精緩慢注入底面積為S1的圓柱形容器甲中, 同時(shí)向底面積為S2的圓柱形容器乙中注入某種液體, 當(dāng)兩容器中液體均靜止, 且杠桿再次水平平衡時(shí), 圓柱體C下底浸入酒精中的深度為2.5cm, 酒精對(duì)容器甲底面的壓強(qiáng)為1100Pa, 圓柱體D下底浸入液體的深度為4cm. 若把圓柱體D從B端取下后將其從原位置再豎直向下移動(dòng)2.5 cm, 圓柱體D剛好被液體浸沒(méi), 此時(shí)細(xì)線的拉力為13.6N. 在

11、以上整個(gè)操作過(guò)程中, 兩容器中液體均未溢出, 且圓柱體C和D均未與容器壁接觸. 已知酒精的密度為0.8103 kg/m3, S1為80 cm2, AO:OB=3:1, S2: S = 9 : 4, g取10N/kg, 則圓柱體D的密度為 kg/m3. 5.5103(2012 海淀二模) 將一輕質(zhì)彈簧的兩端分別固定在正方體物體A、B表面的中央, 把正方體物體B放在水平桌面上, 當(dāng)物體A、B靜止時(shí), 彈簧的長(zhǎng)度比其原長(zhǎng)縮短了5cm, 如圖甲所示. 現(xiàn)將物體A、B 上下倒置, 并將它們放入水平桌面上的平底圓柱形容器內(nèi), 使物體A與容器底接觸(不密合), 再向容器中緩慢倒入一定量的某種液體, 待物體A

12、、B靜止時(shí), 物體B上表面與液面平行, 且有1/4體積露出液面, 此時(shí)容器底對(duì)物體A的支持力為1N. 已知物體A、B的邊長(zhǎng)分別為5cm、10cm, 物體A、B的密度之比為16:1, 圓柱形容器的底面積為150cm2, 彈簧原長(zhǎng)為10cm, 彈簧所受力F的大小與彈簧的形變量x(即彈簧的長(zhǎng)度與原長(zhǎng)的差值的絕對(duì)值)的關(guān)系如圖乙所示. 上述過(guò)程中彈簧始終在豎直方向伸縮, 且撤去其所受力后, 彈簧可以恢復(fù)原長(zhǎng). 不計(jì)彈簧的體積及其所受的浮力, g取10N/kg, 則容器內(nèi)倒入液體的質(zhì)量是 kg. 圖乙圖乙F/N0 x/cm圖甲AB4.84模塊三模塊三: 力學(xué)綜合(2013昌平一模) 某科技小組設(shè)計(jì)的提升

13、重物的裝置如圖甲所示. 圖中水平桿與豎直桿、組合成支架固定在水平地面上. 小亮站在地面上通過(guò)滑輪組提升重物, 滑輪組由動(dòng)滑輪和動(dòng)滑輪(動(dòng)滑輪和動(dòng)滑輪的質(zhì)量相等)以及安裝在水平桿上的兩個(gè)定滑輪組成. 小亮以拉力勻速豎直提升物體的過(guò)程中, 物體的速度為, 滑輪組的機(jī)械效率為. 小亮以拉力勻速豎直提升物體的過(guò)程中, 物體的速度為, 滑輪組的機(jī)械效率為. 拉力、做的功隨時(shí)間變化的圖像分別如圖乙中、所示. 已知: , 物體和物體的質(zhì)量之比為1:3, (不計(jì)繩的質(zhì)量, 不計(jì)滑輪與軸的摩擦) 求: (1) 動(dòng)滑輪的重力與物體的重力之比; (2) 機(jī)械效率與之比. PPQ(1) 1:3 (2) 2:3 設(shè)每個(gè)

14、動(dòng)滑輪受的重力為. 勻速提升物體時(shí), 以物體和動(dòng)滑輪的整體為研究對(duì)象, 受力分析如圖4甲所示. 以動(dòng)滑輪為研究對(duì)象, 受力分析如圖1乙所示. 丙G動(dòng)2F2GB丁F2丙G動(dòng)2F2GB丁F22F甲G動(dòng)2 F1乙F12FGAG動(dòng)G動(dòng)圖1由圖1甲、乙得: 因?yàn)樗?= 1 * GB3 (1分)由圖1丙、丁得: 因?yàn)樗?= 2 * GB3 (1分)由 = 1 * GB3 = 2 * GB3 得 (1) 由題中Wt圖像可知: (1分)由 解得: (2) (1分)由(1)、(2)解得: QUOTE * MERGEFORMAT (3)由解得: (4)由(3)、(4)解得: QUOTE * MERGEFORM

15、AT QUOTE * MERGEFORMAT (1分) 所以 QUOTE * MERGEFORMAT (1分)(2013 順義二模) 如圖所示是液壓汽車起重機(jī)從水中打撈重物的示意圖. A是動(dòng)滑輪, B是定滑輪, C是卷?yè)P(yáng)機(jī), 是油缸, 是柱塞. 卷?yè)P(yáng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使鋼絲繩帶動(dòng)動(dòng)滑輪上升, 同時(shí)提升重物. 被打撈的重物體積是, 若在本次打撈前, 起重機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng), 當(dāng)物體在水中勻速上升時(shí)起重機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng), 物體全部出水面后起重機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng), 假設(shè)起重時(shí)柱塞沿豎直方向, 物體出水前、后柱塞對(duì)吊臂的支撐力分別為和, 與之比為19:24. 重物出水后上升的速度, 吊臂、定滑輪、鋼絲繩的重以及輪與繩的摩擦

16、不計(jì). (取) 求: (1) 被打撈物體的密度; (2) 若被打撈物體在水中勻速上升時(shí)滑輪組AB的機(jī)械效率為1, 物體全部露出水面在空氣中勻速上升時(shí), 滑輪組的機(jī)械效率為2, 求2-1=?(3) 重物出水后, 卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引力的功率. 【答案】(1) (2) (3) (1) 設(shè)起重機(jī)重為G, 被打撈的物體重為, 起重機(jī)與地面的接觸面積為; 打撈物體前, 在水中勻速提升物體時(shí), 其受力情況如圖1示, 起重機(jī)對(duì)物體的拉力為F拉F拉1F浮G物F拉2G物圖1 圖2起重機(jī)對(duì)地面的壓力為物體出水后, 其受力情況如圖2示, 因所以 可得物體的重力為物體的密度為(2) 設(shè)鋼絲繩上的力在物體出水前、后分別為, 柱塞

17、對(duì)吊臂力的力臂為, 鋼絲繩對(duì)吊臂力的力臂為, 根據(jù)杠桿的平衡條件可知: , , 將已知、代入可得當(dāng)物體在水中勻速上升時(shí), 滑輪組的機(jī)械效率為 . ; G物G動(dòng)3G物G動(dòng)3F圖3鋼絲繩的速度為牽引力的功率為(2013 豐臺(tái)一模) 如圖甲所示是在岸邊打撈水中物體的裝置示意圖. 該裝置由懸掛機(jī)構(gòu)和提升裝置兩部分組成. 懸掛機(jī)構(gòu)由固定桿OD和杠桿BC構(gòu)成, O為杠桿BC的支點(diǎn), CO:OB=4:1. 配重E通過(guò)繩子豎直拉著杠桿B端, 其質(zhì)量. 安裝在杠桿端的提升裝置由一個(gè)支架、一個(gè)電動(dòng)機(jī)、一個(gè)定滑輪及數(shù)量未知的動(dòng)滑輪(在虛線框內(nèi)未畫出) 構(gòu)成. 其中支架和電動(dòng)機(jī)的總質(zhì)量, 定滑輪的質(zhì)量為. 可利用遙控

18、電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)繩子自由端, 通過(guò)滑輪組提升浸沒(méi)在水中的物體. 在一次打撈一批實(shí)心材料過(guò)程中, 實(shí)心材料浸沒(méi)在水中勻速豎直上升, 此時(shí)電動(dòng)機(jī)牽引繩子的功率為, 繩子端的拉力為, 實(shí)心材料上升的高度隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示, 地面對(duì)配重的支持力為; 在實(shí)心材料全部露出水面后勻速豎直上升的過(guò)程中, 繩子端的拉力為, 地面對(duì)配重的支持力為, 滑輪組的機(jī)械效率為. 已知, , N1:N2=2:1, 被打撈的實(shí)心材料的密度, 繩和杠桿的質(zhì)量、捆綁實(shí)心材料的鋼絲繩的質(zhì)量和體積、滑輪與軸及杠桿支點(diǎn)處的摩擦、水對(duì)實(shí)心材料的阻力均忽略不計(jì), 取. 求: (1) 實(shí)心材料浸沒(méi)在水中勻速上升時(shí)電動(dòng)機(jī)牽引繩的功率; (2

19、) 實(shí)心材料露出水面后, 滑輪組的機(jī)械效率. (1) (2) (1) a. 實(shí)心材料浸沒(méi)在水中勻速上升時(shí), 以支架、電動(dòng)機(jī)、定滑輪為研究對(duì)象, 受力 分析圖圖3BCFB1FC1OFB1圖3BCFB1FC1OFB1N1mE圖2FC1圖1nF1GQ +GK, , FB2N2mE圖5圖4nF2GFB2N2mE圖5圖4nF2GQ +GK圖6BCFB2FC2O, , 解得: (2) 實(shí)心材料浸沒(méi)在水中勻速上升時(shí), 以動(dòng)滑輪和被提升的實(shí)心材料為研究對(duì)象, 受力分析圖如圖7所示, 實(shí)心材料離開(kāi)水面后勻速上升的過(guò)程中, 以動(dòng)滑輪和被提升的實(shí)心材料為研究對(duì)象, 受力分析圖如圖8所示. 4F14FF浮G動(dòng)+G動(dòng)圖

20、74FG動(dòng)+G動(dòng)圖8解得: 如圖所示, 杠桿放在鋼制水平凹槽中, 杠桿能以點(diǎn)或點(diǎn)為支點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng), . 細(xì)繩的一端系在杠桿的端, 另一端繞過(guò)動(dòng)滑輪固定在天花板上, 物體掛在動(dòng)滑輪的掛鉤上. 浸沒(méi)在水中的物體通過(guò)細(xì)繩掛在杠桿的端, 與杠桿端固定連接的水平圓盤的上表面受到的壓力為. 已知, 動(dòng)滑輪的質(zhì)量, 物體的密度, , , 杠桿、圓盤、細(xì)繩的質(zhì)量及摩擦均忽略不計(jì), 取. 為使杠桿保持水平平衡, 求: (1) 物體的最小質(zhì)量; (2) 物體的最小體積. (1) 13kg (2) 圖1圖1圖2 圖2由可知, 當(dāng)時(shí), 受力分析如圖1所示, 則有: = 1 * GB3 當(dāng)時(shí), 受力分析如圖2所示

21、, 則有: = 2 * GB3 由 = 1 * GB3 = 2 * GB3 可得: VH=1.010-3m3 mE =13kg因此物體E的最小質(zhì)量: 物體H的最小體積: A. 實(shí)戰(zhàn)演練A. 實(shí)戰(zhàn)演練(2013.1 東城初三期末) 如圖所示, 在臺(tái)秤上放上底面積的盛有水的柱形水槽, 水深為10cm, 臺(tái)秤示數(shù)為5 kg. 固定在支架上的彈簧測(cè)力計(jì)下方懸掛著邊長(zhǎng)為10 cm的正方體金屬塊, 金屬塊的密度. 當(dāng)金屬塊浸入水中的深度為4 cm時(shí)(水未溢出), 下列說(shuō)法正確的是(取10 N/ kg) ( )A. 彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是30NB. 臺(tái)秤的示數(shù)是5.6kgC. 臺(tái)秤受到的壓強(qiáng)增加了200PaD.

22、 水槽底所受水的壓強(qiáng)增加了100PaD(2012 通州一模) 杠桿AB可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng), A端通過(guò)細(xì)繩懸掛一圓柱形金屬塊, B端通過(guò)細(xì)繩懸掛一質(zhì)量為1kg的小桶, 當(dāng)金屬塊剛剛浸沒(méi)在圓柱形容器內(nèi)的水中時(shí), 杠桿在水平位置平衡, 如圖甲所示, 打開(kāi)圓柱形容器側(cè)壁的閥門K, 放出適量水到燒杯M中, 然后關(guān)閉閥門, 把放出的水全部倒入小桶中, 杠桿在水平位置又重新平衡, 如圖乙所示, 已知圓柱形金屬塊的底面積為60cm2、高為5 cm, 圓柱形容器的底面積為100cm2, g取10N/kg, 不計(jì)杠桿及細(xì)繩質(zhì)量, 則金屬塊的密度為 kg/m3.KKOA甲BMKOA乙BM6103(2013

23、.1 延慶初三期末) 如圖所示是某科技小組設(shè)計(jì)的一個(gè)提升重物的裝置, CD是一個(gè)以O(shè)點(diǎn)為轉(zhuǎn)軸的水平杠桿, CO:OD=3:2. 滑輪組固定在杠桿C點(diǎn), 通過(guò)固定在水平地面的電動(dòng)機(jī)勻速提升重物, 每個(gè)滑輪的質(zhì)量均為m0. 放置在水平地面上的配重E通過(guò)細(xì)繩豎直拉著杠桿D點(diǎn), 使杠桿CD始終保持水平平衡, 配重E的質(zhì)量mE為100kg. 當(dāng)電動(dòng)機(jī)用拉力F1勻速提升重物A時(shí), 滑輪組的機(jī)械效率為1, 物體A勻速上升的速度為v1; 當(dāng)電動(dòng)機(jī)用拉力F2勻速提升重物B時(shí), 滑輪組的機(jī)械效率為2, 物體B勻速上升的速度為v2. 在勻速提升重物A、B的過(guò)程中, 電動(dòng)機(jī)的功率保持不變. 已知F2-F1=50N,

24、v1:v2=5:4, 2=90%. 細(xì)繩和杠桿的質(zhì)量、滑輪與軸的摩擦均忽略不計(jì), g取10N/kg. 求:CEDO(1) 拉力CEDO(2) 滑輪組的機(jī)械效率1; (3) 當(dāng)電動(dòng)機(jī)用拉力F2勻速提升重物B時(shí), 配重E對(duì)地面的壓力N2. (1) 因?yàn)樵趧蛩偬嵘匚顰、B的過(guò)程中, 電動(dòng)機(jī)的功率保持不變, 所以:P= F13v1= F23v2 解得: F1:F2=v2:v1=4:5 又因?yàn)镕2- F1=50N, 所以F1=200N, F2=250N (2) 以動(dòng)滑輪和重物A整體為研究對(duì)象, 進(jìn)行受力分析, 如圖2所示. 3F1=G0 +GA 同理有 3F2=G0 +GB 當(dāng)電動(dòng)機(jī)用拉力F2勻速提升

25、重物B時(shí), 滑輪組的機(jī)械效率為2=90%G0G0GA3F圖2GB:G0=9:1 由聯(lián)立得: GA=525N, GB=675N, G0=75N. 當(dāng)電動(dòng)機(jī)用拉力F1勻速提升重物A時(shí), 滑輪組的機(jī)械效率為1 G02F2FC2(3) 當(dāng)電動(dòng)機(jī)用拉力F2勻速提升重物B時(shí), 設(shè)滑輪組對(duì)杠桿CG02FFC2配重E對(duì)杠桿D點(diǎn)的拉力為FD2, 地面對(duì)配重E的支持力為N2. GGEFD2N2OOCDFC2FD2圖3圖圖3圖5圖4以定滑輪為研究對(duì)象, 進(jìn)行受力分析, 如圖3所示, FC2=G0 +2 F2以杠桿CD為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析, 如圖4所示, FC2OC= FD2OD解得 FD2 = FC2OC/OD=

26、575N3/2=862.5N以配重E為研究對(duì)象, 進(jìn)行受力分析, 如圖5所示, FD2+N2=GE得: N2=GE -FD2=mEg -FD2=100kg10N/kg-862.5N=137.5N (2012 海淀一模) 如圖所示是某科研小組設(shè)計(jì)的在岸邊打撈水中物品的裝置示意圖. 該裝置由懸掛機(jī)構(gòu)和提升裝置兩部分組成. 懸掛機(jī)構(gòu)由固定桿OD和杠桿BC構(gòu)成, O為杠桿BC的支點(diǎn), CO:OB=4:1. 配重E通過(guò)繩子豎直拉著杠桿B端, 其質(zhì)量mE=500kg. 安裝在杠桿C端的提升裝置由支架、電動(dòng)機(jī)Q、定滑輪K及動(dòng)滑輪M構(gòu)成. 其中支架和電動(dòng)機(jī)Q的總質(zhì)量mQ=12kg, 定滑輪K和動(dòng)滑輪M的質(zhì)量均

27、為m0. 可利用遙控電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)繩子, 通過(guò)滑輪組提升浸沒(méi)在水中的物品. 在一次打撈一批實(shí)心金屬材料過(guò)程中, 金屬材料浸沒(méi)在水中勻速豎直上升, 此時(shí)電動(dòng)機(jī)Q牽引繩子的功率為P1, 繩子H端的拉力為F1, 金屬材料上升速度大小為v1, 地面對(duì)配重E的支持力為N1, 滑輪組的機(jī)械效率為1; 在金屬材料全部露出水面后勻速豎直上升的過(guò)程中, 繩子H端的拉力為F2, 地面對(duì)配重E的支持力為N2, 滑輪組的機(jī)械效率為2. 已知F1=200N, v1=0.2m/s, 2=95%, N1:N2=6:1, 繩和杠桿的質(zhì)量、捆綁金屬材料的鋼絲繩的質(zhì)量和體積、滑輪與軸及杠桿支點(diǎn)處的摩擦、水對(duì)金屬材料的阻力均可忽略不計(jì)

28、, g取10N/kg. 求:(1) 金屬材料浸沒(méi)在水中勻速上升時(shí)電動(dòng)機(jī)牽引繩的功率P1; (2) 動(dòng)滑輪M的質(zhì)量m0; 電動(dòng)機(jī)QBCOD定滑輪K動(dòng)滑輪電動(dòng)機(jī)QBCOD定滑輪K動(dòng)滑輪M金屬材料E(1) 120W (2) m0=5kg (3) 2.4103kg/m3 (或2.375103(1) 金屬材料浸沒(méi)在水中勻速上升時(shí), 電動(dòng)機(jī)牽引繩子的功率為P1=F13v1=200N30.2m/s=120W (2) 金屬材料浸沒(méi)在水中勻速上升時(shí), 以支架、電動(dòng)機(jī)Q、定滑輪K為研究對(duì)象, 受力分析圖如圖5所示, 配重E的受力分析圖如圖6所示, 杠桿上C點(diǎn)、B點(diǎn)受力分析圖如圖7所示. =FC1 , =FB1 ,

29、 FC1CO= FB1OB=3F1+ GQ+G0FB1=4(3F1+ GQ+G0) 金屬材料離開(kāi)水面后勻速上升的過(guò)程中, 以支架、電動(dòng)機(jī)Q、定滑輪K為研究對(duì)象, 受力分析圖如圖8所示, 配重E的受力分析圖如圖9所示, 杠桿上C點(diǎn)、B點(diǎn)受力分析圖如圖10所示. =FC2 , =FB2 , FC2CO= FB2 OB =3F2+ GQ+G0FB2=4(3F2+ GQ+G0) 解得: G0=50N, m0=5kg (3) 金屬材料浸沒(méi)在水中勻速上升時(shí), 以動(dòng)滑輪和被提升的金屬材料為研究對(duì)象, 受力分析圖如圖11所示, 金屬材料離開(kāi)水面后勻速上升的過(guò)程中, 以動(dòng)滑輪和被提升的金屬材料為研究對(duì)象, 受力

30、分析圖如圖12所示. F1= F1, F2= F23F2G0+G圖123F13FG0+G圖123FF浮G0+G圖113F2=G0+G 解得: F浮=400N, G=950N (1分)根據(jù)阿基米德原理F浮=水g V, 解得: V = EQ F(F浮, 水g) =410-2m3金屬材料密度金= EQ F(m,V) = EQ F(G, gV) =2.4103kg/m3 (或2.375103kg/m如圖所示, 輕質(zhì)杠桿用兩根軟繩懸掛于天花板上, 兩繩分別系在杠桿上的、兩點(diǎn). 已知杠桿的長(zhǎng)度為, 間的距離為, 間的距離為. 用細(xì)繩將滑輪組固定在杠桿的端, 物體(其質(zhì)量可變) 掛在動(dòng)滑輪的掛鉤上, 每個(gè)滑

31、輪重均為. 物體通過(guò)細(xì)繩掛在杠桿的端, 其質(zhì)量始終保持不變. 為使杠桿保持水平平衡, 滑輪組所能提升重物的最大質(zhì)量與最小質(zhì)量之比為4:1. 杠桿、細(xì)繩的質(zhì)量及一切摩擦均可忽略不計(jì), 取. 求: (1) 滑輪組對(duì)杠桿端的最大拉力與最小拉力之比;(2) 重物的最大質(zhì)量;(3) 滑輪組的最小機(jī)械效率. (百分號(hào)前保留整數(shù)) (1) 以B點(diǎn)為支點(diǎn)時(shí), 滑輪組對(duì)杠桿A端有最大拉力FA1; 以C點(diǎn)為支點(diǎn)時(shí), 滑輪組對(duì)杠桿A端有最小拉力FA2. 由圖中距離關(guān)系可知: AB=0.4m, AC=0.6m, BD=0.4m,根據(jù)杠桿平衡條件: 1分/得出: FA1:FA2=3:1(2) 以定滑輪為研究對(duì)象, 受力

32、分析如圖甲、乙所示; 以兩個(gè)動(dòng)滑輪和物體E整體為研究對(duì)象, 受力分析如圖丙、丁所示. 得出如下平衡方程: 因?yàn)閙1:m2=4:1, 所以G1:G2=m1:m2=4:1代入數(shù)據(jù): 解得: G1=1600Nm1=G1/g=160kg1分(3) 因?yàn)镚1:G2= 4:1, 所以G2= G1/4=1600N/4=400N2分BB. 基礎(chǔ)訓(xùn)練(2013.1東城初三期末) (多選) 關(guān)于力和運(yùn)動(dòng), 下列說(shuō)法正確的是 ( )A. 力是物體間的相互作用B. 速度越大物體的慣性越大C. 只有直接接觸的物體才能產(chǎn)生力的作用D. 力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因AD(2013 通州一模) (多選) 下列說(shuō)法中, 正確的是

33、 ( )A. 密度是物體的一種特性B. 壓力一定垂直于受力物體的表面C. 漂浮在水面上的木塊, 其所受浮力大于所受重力 D. 一個(gè)物體所受的合力大小可能等于它所受各個(gè)力大小之和BD(2013 燕山一模) (多選) 下列說(shuō)法中正確的是 ( )A. 排球從空中下落過(guò)程中, 重力在相等時(shí)間內(nèi)做的功越來(lái)越多B. 向上扔出去的排球, 雖然受到向下的重力作用, 但由于慣性, 仍向上運(yùn)動(dòng)C. 靜止的物體, 如果受到推力的作用, 它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定發(fā)生改變D. 小明站在磅秤上用力向下踩, 小明對(duì)磅秤的壓力大于磅秤對(duì)小明的支持力AB(2013房山一模) 下列說(shuō)法中正確的是 ( )A. 做功快的機(jī)械, 其機(jī)械效率一

34、定大B. 做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能保持不變C. 踢出去的足球在水平地面上越滾越慢, 是因?yàn)樽闱蚓哂袘T性D. 物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變, 該物體一定受到力的作用D(2013 海淀一模) (多選) 下列說(shuō)法中正確的是 ( )A. 物體受平衡力作用時(shí), 機(jī)械能可能減小B. 物體的運(yùn)動(dòng)方向可能與它受到的合力方向相反C. 豎直上拋的籃球速度為零時(shí), 籃球受到的合力也為零D. 小明乘電梯勻速上升時(shí), 他對(duì)電梯的壓力和電梯對(duì)他的支持力二力平衡AB(2013 平谷一模) (多選) 下列說(shuō)法中正確的是 ( )A. 豎直向上拋出的排球, 在空中豎直向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受合力的方向豎直向下B. 運(yùn)動(dòng)員雙手拉住吊環(huán)在空

35、中靜止, 他對(duì)吊環(huán)的拉力和他所受的重力是一對(duì)平衡力C. 蹦床運(yùn)動(dòng)員在比賽中從蹦床彈向空中的過(guò)程中, 運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能變大D. 做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能保持不變AC (2013 石景山一模) (多選) 下列說(shuō)法不正確的是 ( )A. 做功越快的機(jī)械, 它的機(jī)械效率越高B. 在平衡力作用下的物體機(jī)械能保持不變C. 打乒乓球時(shí), 球受到球拍作用力同時(shí)球拍也受球的作用力, 這兩個(gè)力三要素不同 D. 拋向空中的石塊豎直上升, 運(yùn)動(dòng)越來(lái)越慢的原因是石塊的慣性小于其重力ABD(2013 懷柔二模) (多選) 下列關(guān)于力學(xué)現(xiàn)象的解釋中正確的是 ( )A. 物體受平衡力作用時(shí), 機(jī)械能可能增大B. 豎直上拋的籃球速度為零時(shí), 籃球受到的合力也為零C. 人用力推車, 車未動(dòng), 是因?yàn)檐囀艿降耐屏εc摩擦力是一對(duì)平衡力D. 使用滑輪組對(duì)物體做功時(shí), 通過(guò)增加動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)來(lái)增加承受拉力的繩的段數(shù), 是為了提高機(jī)械效率AC(2013.1東城初三期末)(多選) 如圖甲所示, 某人在水平地面上用力推木箱, 推力隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示, 木箱速度隨時(shí)間變化的圖像如圖丙所示, 以下對(duì)于這一過(guò)程的分析中正確的是 ( )甲甲t/s1302F/N乙15324t/s1302/ms-1(m/s)丙12A. 0-1s內(nèi)木箱沒(méi)有動(dòng)是因