初中物理力學(xué)綜合計(jì)算題

1、1、圖31是某建筑工地利用滑輪組和卷揚(yáng)機(jī)提起重物的示意圖。當(dāng) 以速度vi勻速提起質(zhì)量為 mi的建筑材料時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為 n,卷揚(yáng)機(jī)拉力的功率為Pi；當(dāng)以速度V2勻速提起質(zhì)量為 m2的建筑材料時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為n,卷揚(yáng)機(jī)拉力的功率為P2。若n-n=5%. Pi： F2=2:3, mi=90kg，動(dòng)滑輪受到的重力 G 動(dòng)=100N?；?輪與軸的摩擦、細(xì)繩受到的重力忽略不計(jì)，g=i0N/kg。求：(1) 提起質(zhì)量為 mi的建筑材料時(shí)卷揚(yáng)機(jī)對繩的拉力Fi;(2) 兩次工作過程中，建筑材料上升的速度Vi與V2之比。45. (1設(shè)捉起質(zhì)雖“的建說材料時(shí)卷揚(yáng)機(jī)對繩的拉力為片 根據(jù)動(dòng)滑輪受力圖累可稷

2、 2F=mG &Fi-動(dòng)).2=(900N+1WNJ /2-SOON2分 設(shè)甌雖為2的建筑村料上升高度都為乩則(m iff + Gh1 I叫F送-19OUN設(shè)捉起質(zhì)5b如的証螺材料時(shí)卷揚(yáng)機(jī)對繩的拉力為F-根據(jù)動(dòng)滑輪受力關(guān)系4得F尸51零-G血、二(1900NU00N) -2=1000N根據(jù)P=Fv有珂P尸22門=4；322 在生產(chǎn)玻璃過程中，常用位于天車上的卷揚(yáng)機(jī)(其內(nèi)部有電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力)通過滑輪組和真空吸盤提升玻璃，如圖22甲所示。當(dāng)卷揚(yáng)機(jī)通過滑輪組提升質(zhì)量為60kg的玻璃并使玻璃以速度 Vi勻速上升時(shí)，卷揚(yáng)機(jī)對滑輪組繩端的拉力為Fi,天車對卷揚(yáng)機(jī)的支持力為Ni,拉力為Fi的功率為P,滑輪組

3、的機(jī)械效率為n當(dāng)卷揚(yáng)機(jī)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(shí)，卷揚(yáng)機(jī)對滑輪組繩端的拉力為F2,天車對卷揚(yáng)機(jī)的支持力為 2。已知拉力Fi所做功隨時(shí)間變化的圖像如圖22乙所示，卷揚(yáng)機(jī)的質(zhì)量為i20 kg,滑輪A、B的質(zhì)量均為4kg, 3vi=5v2, n=75%，吸盤和繩的質(zhì)量及滑輪與軸的摩擦均可忽略不計(jì)，g取iON/kg。求：(1) P的大??；(2) V2的大??；(3) Ni與N2的比值。9607202480-/2402 0t/sW/J乙解：(1 )由題中W t圖像解得P=W 960J =480W ( 2分)t 2s(2)根據(jù) n = W有 空 mgVl 600N v 7

4、5%(1 分)W總P P 480W解得：V! =0.6m/s已知：3vi=5v2解得：V2=0.36m/s (1 分)mign=75%(1 分)(3) 設(shè)動(dòng)滑輪C所受重力為 G,卷揚(yáng)機(jī)提升60kg玻璃時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為所以有n =-75%，代入數(shù)據(jù)解得 G=80 NW 總 mg G0 3mBg第一次提升60kg玻璃的過程中，玻璃、動(dòng)滑輪C受力分析如答圖(1)所示,動(dòng)滑輪B受力分析如答圖5 (2)所示，卷揚(yáng)機(jī)受力分析如答圖5 ( 3)所示。第二次提升80kg玻璃的過程中，玻璃、動(dòng)滑輪C受力分析如答圖(4)所示,動(dòng)滑輪B受力分析如答圖5( 5)所示，卷揚(yáng)機(jī)受力分析如答圖5 (6)3T111|2

5、F1Gq1m旳m1g(1)(2)(N1mg3T2仆2F2*GqmBgm2gT2 (4)(5)(所示。N2時(shí)mg答圖5因T1= T1,由答圖5因F1= F1,由答圖5T1=(m1g+Go)(600N+80N)N,3331 / ,1/ 680400F1=(T 1+mBg)N +40N)2233,4004000N1-F 1+mg-1N+1200NN由答圖5 (1 )的受力分析可知(2)可得N,(3)可得(1 分)同理，由答圖5 (4)可得 門=丄(m2g +G0) = 1 (800N+80N) =880 N33-因T2= T2,由答圖51(5)可得 F2=(T 2+mBg)=2(迴N +40N)=色

6、%,33因F2= F2,由答圖5500(6)可得 N2=F 2+ mg =N+1200N=34100N3所以NiN24041（ 1 分）(其他解法正確均得分)3. 工人利用如圖25所示的裝置，在河邊打撈水中的物體M。打撈過程中物體 M在水中勻速上升的速度為0.2m/s，此時(shí)工人做功的功率為360W ;當(dāng)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。已知：工人的質(zhì)量為70kg，物體M的密度為x l0kg/m 3。不計(jì)繩重、軸摩擦及水對物體的阻力,(1) 物體M的重力Gm ；(2) 動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)；(3 )物體離開水面后，滑輪組的機(jī)械效率(結(jié)果請保留兩位有效數(shù)字)g 取

7、 10N/kg。求:圖25(1) 物體M在水中，人對繩的拉力Ft= P =v4Vm360W4 0.2m/s=450N動(dòng)甲圖6乙對物體M和動(dòng)滑輪進(jìn)行受力分析：物體M在水中勻速上升時(shí)，如圖 6甲所示。物體M全部露出水面勻速上升時(shí)，如 圖6乙所示。Gm + G 動(dòng)=F 浮 + 4Ft Gm + G 動(dòng)=4FmaxFmax= G人=m人g兩個(gè)受力分析圖或三個(gè)方程 1分由式解得：F 浮=4m 人g 4Ft= 4 x 70kg x 10N/kg 4 x 450N = 1000NF浮=水gVM物體M的體積：Vm F浮1000N3-一 0 1m31分水g1 103kg/m3 10N /kg物體M受到的重力：G

8、m m gVM =X 103kg/m 3 X10N/kg X 0.1m3 2500N1分(2) 由式得：動(dòng)滑輪受到的重力G 動(dòng)=4Fmax Gm = 4m 人 g Gm = 2800N 2500N = 300N 1 分(3) 物體M出水后，滑輪組的機(jī)械效率：WW = GmW總GmG動(dòng)2500N=89%2500N 300N求：(1)(2)(3)Q、定滑輪K為研究對象，受C點(diǎn)、B點(diǎn)受力分析圖如圖P金。7所示。(說明：受力分析圖正確得1 分)FC1 =Fc1 , FB1 =Fb1 , Fc1 CO= FB1 OBFc1 =3 F1 + Gq+GoFC1Gq +Go3F1Fb1mEgFb1說明：解題過

9、程中缺少必要的文字說明的扣1分；計(jì)算過程中缺少單位的扣1分。4、圖26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 0D和杠桿BC構(gòu)成，0為杠桿BC的支點(diǎn)，CQ0B=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(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mc=12kg，定滑輪K 和動(dòng)滑輪M的質(zhì)量均為 mo?？衫眠b控電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)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(shí)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(shí)電動(dòng)機(jī)Q牽引繩子的功率為

10、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 2，滑輪組的機(jī)械效率為n;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(jī)械效率為n。已知F1=200N, V1=0.2m/s , n=95%,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、水對金屬材料的阻力均可忽略不計(jì)，g取10N/kg。金屬材料浸沒在水中勻速上升時(shí)電動(dòng)機(jī)牽引繩的功率 動(dòng)滑輪M的質(zhì)量m； 被打撈金屬材料的密度解：(1)金屬材料浸沒在水中勻速上升時(shí)，電動(dòng)機(jī)牽引繩子的功P1=F1X31=2

11、00NX 3 X 0.2m/s=120W ( 2 分)(2)金屬材料浸沒在水中勻速上升時(shí)，以支架、電動(dòng)機(jī) 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COFB1=OBFC1 4(3F1+N1 Ge - Fbi Ge 4(3F| Gq + Go)金屬材料離開水面后勻速上升的過程中，以支架、電動(dòng)機(jī)Q、定滑輪K為研究對象，受力分析圖如圖8所示，配重E的受力分析圖如圖10所示。FC2=Fc2 , FB2=Fb2 , Fc2 CC= Fb2 OB9所示，杠桿上C點(diǎn)、B點(diǎn)受力分析圖如圖F C2 =3F2 + Gq+GocoFb2=FC2 4(3F2+ Gq+Go)OBN 2 GE - FB2

12、 GE 4(3F2 Gq + G)圖9圖8FB23 F2 G03f295%N1 Ge 4(3 Fi Gq Go)6N2 Ge 4(3F2 Gq Go)1(1 分)圖11圖12解得：Go=5oN, mo=5kg (1 分)(3) 金屬材料浸沒在水中勻速上升時(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(dòng)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, F2= F2F 浮 +3F1=Go+G3F2=Go+G解得：F 浮=400N , G=950N ( 1 分)根據(jù)阿基米德原理 F浮=p7K g V,解得：V =

13、=4 X 10m3p水 g金屬材料密度p= m =gV = x 1kg/m3(或 X 1kg/m 35 用如圖20甲所示的滑輪組提升水中的物體M1，動(dòng)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(yáng)機(jī)加在繩子自由端的拉力為R ,拉力F1做功的功率為P1,滑輪組的機(jī)械效率為1 ；為了提高滑輪組的機(jī)械效率，用所受重力為G2的動(dòng)滑輪B替換動(dòng)滑輪A,如圖20乙所示，用替換動(dòng)滑輪后的滑輪組提升水中的物體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(yáng)機(jī)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(jī)械心你曲彳W竽效率為 2。已知：G1 G2=30N, 2 1=5%,P 16一-,M1、M2兩物體的質(zhì)量相等，體積 VF215甲圖20乙均為4X 1俘m3, g取10N/kg ,繩重、輪與軸 的摩擦及水的阻力均可忽略不計(jì)。求:(1) 物體Mi受到的浮力F 浮;(2) 拉力Fi與F2之比；(3) 物體Mi受到的重力Go解:(i) F浮=p水gV排=1X 103kg/m3x 10N/kg x 4X 10-2m3=400N(2) F=F u Pi= Fi u 繩=2 Fi uF2= F2 u 繩=2 F2 uFi R 16F2 F2152FiF浮GiG甲2F2F浮G2G乙(3)在勻速