中考物理力學(xué)壓軸題訓(xùn)練

中考物理力學(xué)壓軸題專題訓(xùn)練（附答案）1、圖甲為加油站加油系統(tǒng)示意圖，油罐容積為30m3，為了降低油品損耗，保證油罐運(yùn)行安全，在油罐頂部安裝有調(diào)節(jié)油罐內(nèi)外壓力平衡的呼吸閥。其中吸氣閥（圖乙）管口面積為2×10m2，重力不計(jì)的吸氣閥蓋在0.6N的恒力作用下堵住吸氣管口。加油時(shí)，加油機(jī)內(nèi)油泵自動(dòng)啟動(dòng)，加油槍流量控制為Q=5×10m3/s。(ρ油取0.8×103kg/m3外界大氣壓取105Pa)（1）某次加油時(shí)，加油槍口高出油罐油面3m，所加油的體積為2.5×10m3，則加油系統(tǒng)克服油的重力做了多少功？（不考慮油面的變化）（2）若加油槍口橫截面積為4×

油罐內(nèi)氣體體積（m3）……19.96

19.98

20

20.02

20.04……

油罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)（Pa）……99900

99800

99700

99600

99500……

(1)600J(2)1.25m/s(3)80s【解析】解：（1）所加油的重力G=ρ油Vg=0.8×103kg/m3×2.5×10-2m3×10N/kg=200N，加油系統(tǒng)克服油的重力做的功為：W=Gh=200N×3m=600J。（2）由于流量是單位時(shí)間內(nèi)流出油槍的體積，即Q==Sv；故油在油槍口處流速為：v===1.25m/s。（3）當(dāng)吸氣閥剛好打開時(shí)，對于閥蓋進(jìn)行受力分析，有F外=F內(nèi)+F0

p外S2=p內(nèi)S2+F0則

105Pa×2×10-3m2=p內(nèi)×2×10-3m2+0.6N

則p內(nèi)=99700Pa；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)吸氣閥剛好打開時(shí)，油罐中氣體的體積為20m3。則此時(shí)油罐中油的體積為V1=30m3－20m3=10m3；故要加油的體積為：V2=10.04m3－10m3=0.04m3則要加油的時(shí)間：t=。（1）欲求加油系統(tǒng)克服油的重力做了多少功，應(yīng)該由油的體積求出油的質(zhì)量，得出油的重力，再根據(jù)其被提升的高度求出功的大?。唬?）欲球油槍口處流速的大小，由于已知流量的大小，再根據(jù)流量的定義，用它除槍口的橫截面積即可得出流速的大?。唬?）吸氣閥打開時(shí)就是閥蓋受到的罐內(nèi)外的壓力差等于0.6N時(shí)的狀態(tài)，故我們可先由此求出罐內(nèi)的壓強(qiáng)，然后再由罐內(nèi)氣體的體積與罐內(nèi)壓強(qiáng)的的對照表得到罐內(nèi)氣體的多少，再求出應(yīng)該所加油的多少，再根據(jù)流量關(guān)系求出加油的時(shí)間來?！究键c(diǎn)】二力平衡，功及流量的知識(shí)。2、如圖甲所示，放在水平地面上的物體A受到水平向右的力F的作用，力F的大小以及物體A的運(yùn)動(dòng)速度大小V隨時(shí)間t的變化情況如圖乙所示。(1)當(dāng)t=7s時(shí)，物體A受到的摩擦力f的大小為N，方向?yàn)椤?2)根據(jù)圖乙有關(guān)信息，請用公式P=Fv，求F=10N時(shí)該力的功率。(3)如圖丙所示，在A的兩側(cè)分別掛上柱狀重物B、C，且C的一部分浸人水中。已知GB=20N，Gc=50N，C的橫截面積為30cm2，長度足夠，水夠深。則當(dāng)物體A不受摩擦力作用時(shí)，C的下底面受到的水的壓強(qiáng)是多少?若物體A移動(dòng)就會(huì)觸發(fā)報(bào)警裝置(圖中未畫出)，當(dāng)物體A不移動(dòng)時(shí)，最高水位與最低水位的差是多少?(g取10N／kg)(1)10；水平向左；

(2)拉力的功率為0W或50W。

(3)當(dāng)物體A不受摩擦力作用時(shí)，C的下底面受到的水的壓強(qiáng)是1×104Pa，當(dāng)物體A不移動(dòng)時(shí)，最高水位與最低水位的差是0.8m

分析：（1）當(dāng)t=7s時(shí)，物體A受到的力是12N，物體在加速運(yùn)動(dòng)，故由此判斷不出物體所受摩擦力的大小，但知道此時(shí)物體受到的摩擦力是滑動(dòng)摩擦力，又由于當(dāng)時(shí)間大于8s時(shí)，物體在力10N的情況下物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故可知物體的摩擦力也是10N，滑動(dòng)摩擦力只與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)，故當(dāng)t=7s時(shí)，物體A受到的摩擦力也是10N，方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反，故水平向左；

（2）由于當(dāng)拉力F=10N時(shí)，拉力與滑動(dòng)摩擦力相等，故物體可能處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可能處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故功率就可能有兩個(gè)，速度的大小分別為0和5m/s；

（3）當(dāng)物體A不受摩擦力時(shí)，A受到左右兩側(cè)的拉力是相等的，由B、C的重力即可計(jì)算C受到的浮力，然后通過浮力就是下底面的壓力，再除C的底面積得壓強(qiáng)，也可以由浮力求排開液體的體積，再由面積得浸入水中的深度，最后再由液體壓強(qiáng)公式計(jì)算得出壓強(qiáng)來，這樣麻煩些；

當(dāng)物體A受到摩擦力時(shí)，由圖乙可知，物體A的最大靜摩擦力是12N，要保證物體A不移動(dòng)，最大靜摩擦力的方向或向左或向右，故物體C受到的浮力差值為12N×2=24N；由此可計(jì)算排開水體積的變化，進(jìn)而得出液面高低的變化量，這就是最高水位與最低水位的差。

(1)10；水平向左；

(2)解：當(dāng)F＝10N時(shí)，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或以5m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)

①物體靜止時(shí)，P=Fv=10N×0m/s=0W；

②當(dāng)物體以5m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，P=Fv=10N×5m/s=50W；

答：拉力的功率為0W或50W。

（3）解：由題意可知，當(dāng)物體不受摩擦力作用時(shí)，物體C受到的浮力

F?。紾A－GB＝50N－20N=30N；

根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因可知：F浮＝pS；故p===1×104Pa；

由題意可知，物體A靜止時(shí)，物體C所受浮力的最大變化量⊿F?。?×12N＝24N；

⊿h====0.8m；

答：當(dāng)物體A不受摩擦力作用時(shí)，C的下底面受到的水的壓強(qiáng)是1×104Pa，當(dāng)物體A不移動(dòng)時(shí)，最高水位與最低水位的差是0.8m3、最近，中央電視臺(tái)科教頻道播出了在我市拍攝的“汽車落水后如何水下逃生”的紀(jì)錄片。紀(jì)錄片中，實(shí)驗(yàn)人員開著小車從高處落入滾滾的岷江，并在門窗緊閉的車中，嘗試用不同的方法砸碎車窗玻璃逃生，驚心動(dòng)魄。為了確保實(shí)驗(yàn)人員的安全，攝制組精心設(shè)計(jì)了緊急救援裝置，用于當(dāng)實(shí)驗(yàn)人員無法從車中逃生時(shí)迅速吊起汽車。現(xiàn)某課外活動(dòng)小組，照此設(shè)計(jì)了如圖所示的簡單機(jī)械，模擬緊急救援落水汽車。實(shí)驗(yàn)中用實(shí)心圓柱體A代替小車，已知A的體積為0.12m3，質(zhì)量為210kg。（g取10N/kg，設(shè)整個(gè)過程A均為勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，忽略鋼纜繩重及滑輪摩擦，不考慮風(fēng)浪、水流等因素的影響。）（1）求A完全浸沒在水中時(shí)受到的浮力是多大？（ρ水=1.0×103kg/m（2）若A完全浸沒在水中時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為60％。那么A完全打撈出水面后，岸上鋼繩的拉力F為多大？（3）若A完全打撈出水面后，以0.5m/s的速度被勻速提升，求岸上鋼繩拉力F的功率。（4）從A上表面剛出水面到A完全離開水面的過程中，滑輪組機(jī)械效率如何變化？請簡述理由。1）1200N

（2）540N

（3）1350W

（4）4.05W【解析】（1）A完全浸沒在水中時(shí)排開液體的體積就是A的體積，根據(jù)阿基米德原理，（2）A完全浸沒在水中，提升A勻速上升高度h，則做的有用功，總功為，物體A的重力機(jī)械效率帶入計(jì)算出水后滑輪組有5段繩子，假設(shè)拉力等于F，則根據(jù)滑輪組省力原則(3)A以0.5m/s的速度被勻速提升,根據(jù)滑輪組省力費(fèi)距離，繩子自由端移動(dòng)的速度，拉力F做功的功率（4）從A上表面剛出水面到A完全離開水面的過程中，浮力逐漸減小，上升相同的高度，有用功隨浮力減小而變大。額外功不變，所以效率變大。

FFA4、2012年6月，我國自主設(shè)計(jì)的載人潛水器“蛟龍?zhí)枴保瑢?shí)驗(yàn)下潛7000m達(dá)到一個(gè)新的深度．試驗(yàn)經(jīng)歷了以下主要過程：母船用新型的吊裝設(shè)備將潛水器投放到海中；潛水器緩慢豎直下潛和上升；吊裝設(shè)備將潛水器吊上母船．如圖是母船的吊裝設(shè)備的示意圖，圖中虛線框中是滑輪組（未畫出），電動(dòng)機(jī)拉放滑輪組繩子自由端，掛鉤掛著潛水器．吊裝設(shè)備緩慢地將潛水器投放到海中，然后，潛水器下潛用時(shí)t1=6h，到達(dá)7000m出停留t2=0.5h，上升用時(shí)t3=3.5h．潛水器上升到海面后，掛鉤掛著潛水器離開水面后，緩慢勻速豎直上升高度h=6m，在這個(gè)過程中電動(dòng)機(jī)拉滑輪組繩子自由端的拉力F1=5.5×104N，滑輪組的機(jī)械效率η=80%．已知潛水器總質(zhì)量（含潛水員）m=2.2×104kg，體積V=20m3，水的密度ρ1=1.0×103kg/m3，海水的密度ρ2=1.03×103kg/m3，g取10N/kg．不計(jì)繩和掛鉤的質(zhì)量，不考慮空氣阻力，不考慮潛水器離開海面后海水對潛水器質(zhì)量的影響．求：（1）吊裝設(shè)備將潛水器投放至剛被海水浸沒時(shí)，掛鉤的拉力是多大？（2）潛水器從開始下潛到返回海面的整個(gè)過程中，平均速度是多少米/秒？（3）滑輪組中，與動(dòng)滑輪相連的繩子是多少段？（1）

（2）

（3）n="5"

（1）潛水器剛被海水浸沒時(shí)，潛水器受到水的浮力和自身重力以及掛鉤的拉力。浮力向上，拉力向上，重力向下，根據(jù)二力平衡，拉力加浮力等于重力

潛水器總重

所以掛鉤拉力等于

（2）潛水器下潛時(shí)間t1=6h，t2=0.5h，上升用時(shí)t3=3.5h，總時(shí)間是

下潛深度7000m，上升也是7000m，總路程是14000m所以

（3）離開水面上升過程，已經(jīng)沒有浮力，上升h=6m，有用功

假設(shè)有N段繩子，則有繩自由端上升Nh高度，總功

機(jī)械效率

解得N=55、如圖所示，某橋梁工程部門在一次工程作業(yè)中，利用汽車將重為G，高為h0的柱形實(shí)心鐵塊，從水深為h1的河底豎直打撈上來．汽車速度為υ，且保持恒定．水的密度為ρ0，鐵的密度為ρ1．不計(jì)滑輪的摩擦和繩重，不考慮水的阻力和物體排開水的體積對水面高度的影響．請完成下列有關(guān)分析和計(jì)算．（1）鐵塊上升過程中所受浮力的最大值；（2）推導(dǎo)出自鐵塊上表面與水面相平升至整體剛露出水面的過程中，繩子的拉力隨時(shí)間變化的關(guān)系式（從鐵塊上表面與水面相平時(shí)開始計(jì)時(shí)）（3）在圖中，定性畫出鐵塊自河底升至滑輪處的過程中，繩子拉力的功率P隨鐵塊上升高度h變化關(guān)系的圖象．（1）（2）

（3）

（1）由題意可知，鐵塊在未打撈出水面前，鐵塊受到浮力最大

（2）

（2）

6、如圖是一個(gè)上肢力量健身器示意圖．D是動(dòng)滑輪；配重A的底面積為5×10﹣2m2，放在水平地面上對地面的壓強(qiáng)P0為2.4×104Pa．杠桿EH可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，OE：OH=2：5．此人受到的重力為600N，他通過細(xì)繩在H點(diǎn)施加豎直向下的拉力T1時(shí)，杠桿在水平位置平衡，他對地面的壓力為F1，配重A對地面的壓力為FA1，配重A受到的拉力為TA1．配重A對地面的壓強(qiáng)P1為6×103Pa；他在H點(diǎn)施加豎直向下的拉力T2時(shí)，杠桿仍在水平位置平衡，他對地面的壓力為F2，配重A對地面的壓力為FA2，配重A受到的拉力為TA2，配重A對地面的壓強(qiáng)P2為4×103Pa．已知F1：F2=20：19，杠桿EH和細(xì)繩的質(zhì)量均忽略不計(jì)．求：

（1）配重A受到的重力GA．

（2）拉力TA1和TA2．

（3）動(dòng)滑輪D受到的重力GD．（1）GA=1000N，（2）T1＝140N

（3）100N

解：（1）以物體A為研究對象，受力分析如圖1甲、乙所示。

GA=P0S

=2×104

Pa×5×10-2m2=1000N

N1

=p1S

=8×103

Pa×5×10-2m2=400N

N2

=p2S

=6×103

Pa×5×10-2

m2="300"N

∵物體A始終處于靜止?fàn)顟B(tài)

∴FA1=GA-N1=1000N-400N=600N

FA2=GA-N2="1000N-300N=700N"

（2）以人為研究對象，受力分析如圖2甲、乙所示。

∵

T

￠1與T

1、F

￠1與F1、T

￠2與T2、F

￠2與F2

均為相互作用力，且人始終處于靜止?fàn)顟B(tài)

∴

G人=F

￠1＋