05含有滑輪組復(fù)雜裝置的機(jī)械效率綜合計(jì)算-2022中考物理力學(xué)壓軸計(jì)算題難題專練（原卷版）

05含有滑輪組復(fù)雜裝置的機(jī)械效率綜合計(jì)算1．如圖甲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)由固定桿和杠桿構(gòu)成，為杠桿的支點(diǎn)，。配重E通過繩子豎直拉著杠桿的端，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)Q、一個(gè)定滑輪K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)Q的總質(zhì)量，定滑輪K的質(zhì)量。可利用遙控電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)繩子的自由端，通過滑輪組提升浸沒在水中的物體。在一次打撈一批實(shí)心材料的過程中，實(shí)心材料浸沒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，繩子端的拉力為，實(shí)心材料上升的高度隨時(shí)間變化的圖像如乙圖，地面對(duì)配重的支持力為。實(shí)心材料全部露出水面后勻速豎上升的過程中，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，，，被打撈的實(shí)心材料的密度，繩子和桿的質(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)心材料浸沒在水中勻速上升時(shí)的速度；（2）實(shí)心材料浸沒在水中勻速上升時(shí)電動(dòng)機(jī)牽引繩的功率；（3）實(shí)心材料露出水面后，滑輪組的機(jī)械效率。2．如圖所示，重為400N的工人用如圖滑輪組在空氣中提升一個(gè)450N的重物A時(shí)，機(jī)械效率為90%，現(xiàn)有一石材B沉沒于水池底部（石材未與底部緊密接觸），工人用該滑輪組要將其打撈上來。開始時(shí)工人用力但是沒有拉動(dòng)，繼續(xù)增大拉力將石材拉起，在整個(gè)提升過程中，石材上升的s﹣t圖像如圖所示，在石材脫離水池底部至完全露出水面的過程中，人對(duì)繩子拉力的最大值與最小值之比為7：5，繩重及滑輪的摩擦均可忽略不計(jì)，石材的密度ρ石＝2.5×103kg/m3，取g＝10N/kg，人雙腳的受力面積為400cm2，求：(1)動(dòng)滑輪的重力；(2)提升A時(shí)人對(duì)地面的壓強(qiáng)；(3)石材B出水前，人拉繩子的功率。3．如圖是工人將重160N的物體勻速放下的過程，已知當(dāng)物體下降的距離為2m時(shí)，用時(shí)4s。工人的拉力為50N，工人質(zhì)量為60kg。（物體未浸入水中，且不計(jì)繩重及摩擦）(1)求工人放繩的速度；(2)求滑輪組的效率η1；(3)如果物體完全浸沒水中后滑輪的機(jī)械效率為η2，已知η1：η2＝4：3（物體在水中仍勻速下降，動(dòng)滑輪不會(huì)浸入水中且不計(jì)繩重及摩擦，g＝10N/kg）。求：當(dāng)物體完全浸沒水中后，工人對(duì)地面的壓力。4．如圖所示的裝置中，質(zhì)量可忽略不計(jì)的杠桿AB可繞轉(zhuǎn)軸O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，，兩個(gè)滑輪的質(zhì)量相等。質(zhì)量為60kg的小熊站在水平地面上，用F1的力拉繩時(shí)，合金塊E在空中靜止且杠桿恰好在水平位置平衡，此時(shí)人對(duì)地面的壓強(qiáng)為p1=1.05×104Pa，定滑輪對(duì)C處的拉力為Fc；在所有拉動(dòng)過程中，小熊始終雙腳著地，腳與地面的接觸面積為5×102m2，底面積為6×102m2的圓柱形容器D中盛有適量的水，水的高度為50cm。（g=10N/kg，繩重、杠桿和滑輪的摩擦、水對(duì)物體的阻力均可忽略不計(jì)）求：(1)合金塊E未浸入水中時(shí)，水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)；(2)人對(duì)繩子的拉力F1；(3)把合金塊E緩緩且勻速的放入水中，水沒有溢出。當(dāng)液面高度變化15cm時(shí)，定滑輪對(duì)C處的拉力為Fc，，則此時(shí)裝置的機(jī)械效率為多少？(4)合金塊E的重力為多大？5．利用如圖所示的滑輪組勻速拉動(dòng)水平地面上重為60N，邊長(zhǎng)為10cm的正方體物體，拉力F的大小為5N，物體在水平地面上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到地面對(duì)它的摩擦力為8N。求：（1）正方體物體對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少？（2）若在拉力F作用下物體以0.2m/s的速度勻速拉了4s，求拉力F的功率多大？（3）此時(shí)該滑輪組的機(jī)械效率為多少？6．如圖所示是打撈物體的模擬裝置。電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鋼絲繩自由端以恒定的速度勻速拉動(dòng)滑輪組，經(jīng)過5min將體積為0.1m3的物體由海底提升到海面，物體在海面下勻速上升的過程中，該滑輪組的效率為90%，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出功率為800W（不計(jì)物體的高度、動(dòng)滑輪體積、繩重和摩擦，ρ物＝8.2×103kg/m3，g取10N/kg，ρ海水取1.0×103kg/m3）。求：（1）物體浸沒在海水中受到的浮力；（2）動(dòng)滑輪的總重力；（3）物體在海底時(shí)受到海水的壓強(qiáng)；（4）物體離開海面后電動(dòng)機(jī)的輸出功率。7．電梯為居民出入帶來很大的便利，小明家住6樓，每層樓高3m，放學(xué)后，乘電梯回家：(1)電梯在20s內(nèi)將小明送到家，在此過程中，電梯上升的平均速度是多少？(2)已知小明的體重為500N，電梯對(duì)小明做功的功率為多少？(3)如圖是一種電梯的結(jié)構(gòu)示意圖。A為電梯廂，B為動(dòng)滑輪，繞過滑輪的鋼絲繩一端固定在樓房頂層，另一端通過電動(dòng)機(jī)提供拉力，C為配重。在電動(dòng)機(jī)拉力作用下電梯廂能在電梯井中沿豎直通道上下運(yùn)行。某次運(yùn)行中，電梯將總質(zhì)量為180kg的小明一家人送回家時(shí)，電動(dòng)機(jī)拉力F為6000N。（不計(jì)鋼絲繩、滑輪重及摩擦）在此過程中，電梯的機(jī)械效率是多少？8．如圖甲所示，動(dòng)滑輪重6N，所吊重物B重40N，物體A重240N，此時(shí)物體B恰好以0.1m/s的速度勻速下降。不計(jì)繩重、摩擦及繩子的伸長(zhǎng)。求：(1)物體A受到繩子的拉力及水平面對(duì)物體A的摩擦力；(2)滑輪組的機(jī)械效率（結(jié)果保留兩位小數(shù)）；(3)如圖乙，要使物體B恰好以0.2m/s的速度勻速上升，則要對(duì)物體A施加水平向右拉力的功率。9．小華用如圖所示的滑輪組拉動(dòng)貨箱，已知貨箱的重為600N，在F＝50N的拉力作用下，貨箱以0.1m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，地面對(duì)貨箱的滑動(dòng)摩擦力f為貨箱重的0.2倍。求：(1)拉力F的功率是多少？(2)貨箱運(yùn)動(dòng)了2min，克服摩擦所做的功是多少？(3)此滑輪組的機(jī)械效率是多少？10．如圖所示，是用滑輪組提升物體的示意圖，已知物體A的重力為300kg，物體A以0.1m/s的速度勻速上升時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率為400W，若將A更換為