初中物理力學綜合計算題-(有答案)

1、圖31建筑材料卷揚機1、圖31是某建筑工地利用滑輪組和卷揚機提起重物的示意圖。當以速度v1勻速提起質(zhì)量為m1的建筑材料時，滑輪組的機械效率為1，卷揚機拉力的功率為P1；當以速度v2勻速提起質(zhì)量為m2的建筑材料時，滑輪組的機械效率為2，卷揚機拉力的功率為P2。假設2-1=5%，P1: P2=2:3，m1=90kg，動滑輪受到的重力G動=100N。滑輪與軸的摩擦、細繩受到的重力忽略不計，g=10N/kg。求：1提起質(zhì)量為m1的建筑材料時卷揚機對繩的拉力F1；2兩次工作過程中，建筑材料上升的速度v1與v2之比。乙240W/J4807209600t/s1.02.00.51.5卷揚機ABC玻璃 吸盤 甲

2、圖22天車 2在生產(chǎn)玻璃過程中，常用位于天車上的卷揚機其內(nèi)部有電動機提供動力通過滑輪組和真空吸盤提升玻璃，如圖22甲所示。當卷揚機通過滑輪組提升質(zhì)量為60kg 的玻璃并使玻璃以速度v1勻速上升時，卷揚機對滑輪組繩端的拉力為F1，天車對卷揚機的支持力為N1，拉力為F1的功率為P，滑輪組的機械效率為；當卷揚機通過滑輪組提升質(zhì)量為80kg的玻璃并使玻璃以速度v2勻速上升時，卷揚機對滑輪組繩端的拉力為F2，天車對卷揚機的支持力為N2。拉力F1所做功隨時間變化的圖像如圖22乙所示，卷揚機的質(zhì)量為120 kg，滑輪A、B的質(zhì)量均為4kg，3v1=5v2，=75%，吸盤和繩的質(zhì)量及滑輪與軸的摩擦均可忽略不計

3、，g取10N/kg。求：1P的大??；2v2的大小；3N1與N2的比值。解：1由題中Wt圖像解得P=480W 2分2根據(jù) =1分解得：v1 =0.6m/s：3v1=5v2解得：v2=0.36m/s1分3設動滑輪C所受重力為G0，卷揚機提升60kg玻璃時，滑輪組的機械效率為=75%所以有 =，代入數(shù)據(jù)解得G0=80 N 1分第一次提升60kg玻璃的過程中，玻璃、動滑輪C受力分析如答圖51所示，動滑輪B受力分析如答圖52所示，卷揚機受力分析如答圖53所示。N1mg21G03T1m1gF1mBg2F1T13N2mg54G03T2m2gF2mBg2F2T26答圖5第二次提升80kg玻璃的過程中，玻璃、動

4、滑輪C受力分析如答圖54所示，動滑輪B受力分析如答圖55所示，卷揚機受力分析如答圖56所示。由答圖51的受力分析可知T1=m1g+G0= 600N+80N=N，因T1= T1，由答圖52可得F1=T1+mBg= N +40N=N， 因F1= F1，由答圖53可得N1=F1+mg=N+1200N=N1分同理，由答圖54可得T2=m2g +G0= 800N+80N=N，因T2= T2，由答圖55可得F2=T2+mBg= N +40N=N，因F2= F2，由答圖56可得N2=F2+ mg =N+1200N=N 所以 =1分其他解法正確均得分圖25M3工人利用如圖25所示的裝置，在河邊打撈水中的物體M

5、。打撈過程中物體M在水中勻速上升的速度為0.2m/s，此時工人做功的功率為360W；當物體被打撈出水面后，工人對繩子施加最大的拉力，恰好能使物體繼續(xù)勻速上升。：工人的質(zhì)量為70kg，物體M的密度為2.5×103kg/m3。不計繩重、軸摩擦及水對物體的阻力，g取10N/kg。求：1物體M的重力GM；2動滑輪的重力G動；3物體離開水面后，滑輪組的機械效率。結(jié)果請保存兩位有效數(shù)字1物體M在水中，人對繩的拉力FT450N 1分圖6甲4FTF浮G總=GM+G動乙4FmaxG總=GM+G動對物體M和動滑輪進行受力分析：物體M在水中勻速上升時，如圖6甲所示。物體M全部露出水面勻速上升時，如圖6乙所

6、示。GMG動F浮4FT GMG動4Fmax FmaxG人m人g 兩個受力分析圖或三個方程1分由式解得：F浮4m人g4FT4×70kg×10N/kg4×450N1000N 1分F浮物體M的體積：VM0.1m3 1分物體M受到的重力：GMrMgVM2.5×103kg/m3×10N/kg×0.1m32500N 1分2由式得：動滑輪受到的重力G動4FmaxGM4m人gGM2800N2500N300N 1分3物體M出水后，滑輪組的機械效率：89% 1分說明：解題過程中缺少必要的文字說明的扣1分；計算過程中缺少單位的扣1分。4、圖26是某科研小組

7、設計的在岸邊打撈水中物品的裝置示意圖。該裝置由懸掛機構(gòu)和提升裝置兩局部組成。懸掛機構(gòu)由固定桿OD和杠桿BC構(gòu)成，O為杠桿BC的支點，CO:OB=4:1。配重E通過繩子豎直拉著杠桿B端，其質(zhì)量mE=500kg。安裝在杠桿C端的提升裝置由支架、電動機Q、定滑輪K及動滑輪M構(gòu)成。其中支架和電動機Q的總質(zhì)量mQ=12kg，定滑輪K和動滑輪M的質(zhì)量均為m0?？衫眠b控電動機拉動繩子，通過滑輪組提升浸沒在水中的物品。在一次打撈一批實心金屬材料過程中，金屬材料浸沒在水中勻速豎直上升，此時電動機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，地面對配重E的支持力為N1，滑輪組的機械效

8、率為1；在金屬材料全部露出水面后勻速豎直上升的過程中，繩子H端的拉力為F2，地面對配重E的支持力為N2，滑輪組的機械效率為2。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處的摩擦、水對金屬材料的阻力均可忽略不計，g取10N/kg。求：1金屬材料浸沒在水中勻速上升時電動機牽引繩的功率P1；電動機QBCOD定滑輪K動滑輪MH甲金屬材料圖26E2動滑輪M的質(zhì)量m0；3被打撈金屬材料的密度金。解：1金屬材料浸沒在水中勻速上升時，電動機牽引繩子的功率為P1=F1×3v1=200N×3×

9、;0.2m/s=120W 2分圖7BCFB1FC1OFB1N1mEg圖6FC1圖53F1GQ +G0¢¢2金屬材料浸沒在水中勻速上升時，以支架、電動機Q、定滑輪K為研究對象，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、B點受力分析圖如圖7所示。說明：受力分析圖正確得1分=FC1 ，=FB1 ， FC1·CO= FB1 ·OB =3F1+ GQ+G0FB1=4(3F1+ GQ+G0) ¢ 圖83F2GQ +G0圖10BCFB2FC2O¢金屬材料離開水面后勻速上升的過程中，以支架、電動機Q、定滑輪K為研究對象，受力分析

10、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、B點受力分析圖如圖10所示。FB2N2mEg圖9=FC2 ，=FB2 ， FC2·CO= FB2 ·OB =3F2+ GQ+G0FB2=4(3F2+ GQ+G0) ¢ 1分解得：G0=50N，m0=5kg 1分¢¢3金屬材料浸沒在水中勻速上升時，以動滑輪和被提升的金屬材料為研究對象，受力分析圖如圖11所示，金屬材料離開水面后勻速上升的過程中，以動滑輪和被提升的金屬材料為研究對象，受力分析圖如圖12所示。F1= F1，F(xiàn)2= F2¢3F2G0+G圖123F1F浮G0+G圖11F浮+

11、3F1=G0+G3F2=G0+G 解得：F浮=400N，G=950N1分根據(jù)阿基米德原理F浮=水g V，解得：V = =4×10-2m3金屬材料密度= = =2.4×103kg/m3或2.375×103kg/m3A甲卷揚機F1B乙卷揚機F2圖20M1M25用如圖20甲所示的滑輪組提升水中的物體M1，動滑輪A所受重力為G1，物體M1完全在水面下以速度v勻速豎直上升的過程中，卷揚機加在繩子自由端的拉力為F1，拉力F1做功的功率為P1，滑輪組的機械效率為；為了提高滑輪組的機械效率，用所受重力為G2的動滑輪B替換動滑輪A，如圖20乙所示，用替換動滑輪后的滑輪組提升水中的物

12、體M2，物體M2完全在水面下以相同的速度v勻速豎直上升的過程中，卷揚機加在繩子自由端的拉力為F2，拉力F2做功的功率為P2，滑輪組的機械效率為。：G1G2=30N，=5%，M1、M2兩物體的質(zhì)量相等，體積V均為4×10-2m3，g取10N/kg，繩重、輪與軸的摩擦及水的阻力均可忽略不計。來源:Zxxk.Com求：1物體M1受到的浮力F?。?2拉力F1與F2之比；來源:Z+xx+k.Com3物體M1受到的重力G。解：1F浮=水gV排 =1×103kg/m3×10N/kg×4×10-2m3=400N 2P=F P1= F1繩=2 F1 P2= F2繩 =2 F2 = 圖42F1F浮G1G甲2F2F浮G2G乙