中考力學、電學綜合題復習

1、中考力學、電學綜合題訓練1.如圖所示,某工地用固定在水平地面上的卷揚機(其內部有電動機提供動力通過滑輪組勻速提升貨物, 已知卷揚機的總質量為 120kg , 工作時拉動繩子的功率恒為 400W 。 第一次提升質量為 320kg 的貨物時, 卷 揚機對繩子的拉力為 F 1, 對地面的壓力為 N 1; 第二次提升質量為 240kg 的貨物時, 卷揚機對繩子的拉力為 F 2,對地面的壓力為 N 2。已知 N 1與 N 2之比為 5:7,取 g=10N/kg,繩重及滑輪的摩擦均可忽略不計。求: (1卷揚機對繩子的拉力 F 1的大小;(2第一次提升貨物過程中滑輪組的機械效率;(3前后兩次提升貨物過程中貨

2、物豎直向上運動的速度之比。 解:根據題意可得11 (51(15571(11(580011(32010/85N G F N G F F G G F G G N N m g m g G m g m g G G N F m g G kg N kg =-=-=+=+-=-+=-+=-=+機 機 動 動 動 機 動 機動 動 分 分以上四式聯(lián)立并代入 5可得: 分7將已知條件代入上式計算得: 分1=51112112211200 800132010/80%132010/8001(24010/8004132010/8005(5N N G kg N kgG G kg N kg N P G G v F F kg

3、 N kg N v F kg N kg N G G F =-=-+=-+動 動 動 分分分 1 1 1F 2 N 2 G 22. 小林設計了一個由蓄水罐供水的自動飲水槽,如圖所示,帶有浮球的直桿 AB 能繞 O 點轉動。 C 為質量與厚 度不計的橡膠片, AC之間為質量與粗細不計的直桿, 當進水口停止進水時, AC 與 AB 垂直, 桿 AB 成水平 靜止狀態(tài),浮球 B 恰沒于水中。浮球 B 的體積為 110-4m 3,此時橡膠片恰好堵住進水口,橡膠片 C 距槽中 水面的距離為 m1. 0。進水管的橫截面積為 4cm 2, B 點為浮球的球心, OB=6AO。不計桿及浮球的自重(g 取 10N

4、/kg 。求:(1平衡時細桿對橡膠片 C 的壓力大小;(2蓄水罐中水位跟橡膠片處水位差應恒為多少米?解:(1以杠桿為研究對象,受力分析如圖 5所示。杠桿處于水平平衡狀態(tài),所以有:F A LA =F 浮 L BF A LA =水 gV B 6L A (1分 F A =1. 0103 kg/m310N/kg10-4m 36=6N因為橡膠片 C 受到的壓力 F C 與 F A 為相互作用力,大小相等。所以 F C =6N(2以橡膠片 C 為研究對象,受力分析如圖 6所示。其中,水槽中水對橡膠片 C 的壓力為 F 1;蓄水罐中水對物體 C 的壓力為 F 2橡膠片 C 處于靜止狀態(tài),所以有:F 2=F

5、A +F 1 (1分F 1=p 1S c =水 gh 1S c=1. 0103 kg/m310N/kg0. 1m 410-4 m2=0.4N (1分 F 2=p 2S c =水 gh 2S c =1. 0103 kg/m310N/kgh 水 410-4 m2因為 F A 與 F A大小相等, 所以有:1. 0103 kg/m310N/kgh 水 410-4 m2=6N+0.4N (1分解得 h 水 =1. 6m (1分(其他答案正確均可得分圖 243. 如圖所示是某水上打撈船起吊裝置結構示意簡圖。某次打撈作業(yè)中,該船將沉沒于水下深處的一只密封貨箱 以 0. 1m/s的速度勻速打撈出水面,已知該

6、貨箱體積為 50 m3,質量是 200t 。 ( g 取 10N/kg,忽略鋼纜繩重及其與滑 輪間的摩擦 , 不考慮風浪、水流等因素的影響。 (1 貨箱完全浸沒在水中時受到的浮力是多少 ?(2 貨箱完全出水后,又被勻速吊起 1 m,已知此時鋼纜繩拉力 F 為 6. 25105 N,起吊裝置的滑輪組機械效率 是多少 ?(3 貨箱未露出水面時 , 鋼纜繩拉力的功率為多少 ? 解:(1 F 浮 =液 V 排 g = 1.0103 kg/m350m 310N/kg = 5105N(2露出水面后 :%801025. 64/101020053=N kg N kg nF g m nF G W W 拉物 拉

7、物 總 有 (3露出水面后 :由 F=4動物 G G +, 可得 :G 動 =4F -G 物 =46. 25105 N -2106 N=5105 N露出水面前 :N N N N F G G F 55510541051051024=-+=+=6浮 動 物v 鋼纜 =n v物 =40.1 m/s = 0.4 m/sP=F v 鋼纜 = 5105N 0.4 m/s = 2105W4. 如圖所示,小燈泡 L 標有“ 6V 1.5W”字樣, R 2為阻值未知的定值電阻器,電源電壓為 12V 保持不變 .(1若開關 S 1閉合, S 2斷開,滑動變阻器 R 1的滑片在它的中點時,小燈泡恰能正常發(fā)光 . 求

8、:滑動變阻器 R 1 的最大阻值 .(2若開關 S 1閉合, S 2斷開,滑動變阻器 R 1的滑片 P 移到最左端時,求:小燈泡這時的實際功率 . (小燈泡燈 絲的電阻視為不變(3若保持滑動變阻器 R 1的滑片 P 在左端不動,將開關 S 1、 S 2均閉合,此時電流表的示數為 1.25A ,求:R 2的 阻值 .解析:(1當 S 1閉合、 S 2斷開, P 在 R 1中點時,燈 L 與 R 1串聯(lián)接在電源上,燈正常工作時I= P L U L = 1.5W 6V = 0.25A, RL = U L 2P L (6V21.5W, R總 U I 12v 0.25A , 12 R 1= R 總 R

9、L = 48-24=24, 所以, R 1= 242=48. (3分(2 S 1閉合、 S 2斷開, P 在 R 1最左端時, R 1與 L 串聯(lián)接在電源上, 則 R 總 =R 1+R L =48+24=72,此時該支路上的電流 I = U R 12V 72 = 16,L的實際功率為 P L = I 2R L = (16A 224=0.67W.(3分(3 P 在 R 1最左端, S 1、 S 2均閉合時, L 被短路,只有 R 1、 R 2并聯(lián)接在電源上,電流表的示數為干路上的電流 . 則 I 1=12V48, I 2=I I 1= 1.25A 0.25A= 1A, 所以, R 2 = 12V

10、1A. (4分5. 如圖所示,電源電壓恒為24v,小燈泡標有“6v、3W”字樣,定值電阻R 2的阻值為24,當S閉 合,S 1、S 2都斷開且滑片P移到滑動變阻器的中點時,燈L正常發(fā)光。(1燈泡L的電阻是多少?(2滑動變阻器的最大阻值是多少?(3當S 1、S 2都閉合時,調節(jié)滑動變阻器,使整個電路消耗的總功率最小,這個最小值是多少?解析:(1R=U 額 2/P 額 =(6V 2/3W=12(2當S閉合,S 1、S 2都斷開,L與R 1串聯(lián),P位于中點L正常發(fā)光時U 1=U-U L =24V-6V=18VI=P L /U L =3W/6V=0. 5AR 1中 =U 1/I=18V/0. 5A=3

11、6R 1最大 =2R 1中 =236=72(3當S、S 1、S 2都閉合,R 1、R 2并聯(lián)且滑片置于最右端時,電路消耗功率最小R 總 =R 1R 2/(R 1+R 2=2472/(24+72=18P 最小 =U 2/R 總 =(24V 2/18=32W 6. 小明同學對某居民小區(qū)進行用電情況調查, 該小區(qū)家用空調的總額定功率為 7.26kw , 其他用電器總額定功率 為 4.84kw ,下圖是該小區(qū)供電線路的示意圖。已知從供電電源到用戶的兩根輸電線的總電阻為 0.2,假設用 戶得到的電壓始終是 220V 。試求:(1當居民小區(qū)的空調都不工作,而其他用電器都正常工作時,則其它用電器的總電阻是多

12、少?通過輸電線的 電流是多少?輸電線因發(fā)熱損失的電功率是多少?(2若居民小區(qū)所有用電器都正常工作 2h ,則輸電線上消耗的電能是多少? 解析:課后練習:1.圖 22是液壓汽車起重機從水中打撈重物的示意圖。起重機總重 G =8104N , A 是動滑輪, B 是定滑輪, C 是卷揚機, D 是油缸, E 是柱塞。通過卷揚機轉動使鋼絲繩帶動 A 上升,打撈體積 V =0.5m 3、重為 G 物 的重物。若在打撈前起重機對地面的壓強 p 1=2107Pa ,當物體在水中勻速上升時起重機對地面的壓強為 p 2,重物完全出水后勻速上升時起重機對地面的壓強 p 3=2.5107Pa 。假設起重時 E 沿豎

13、直方向,重物出水前、后 E 對吊臂的支撐力分別為 N 1和 N 2, 重物出水前滑輪組的機械效率為 80%, 重物出水后卷揚機牽引力的功率為 11875W , 吊臂、 定滑輪、鋼絲繩的重以及輪與繩的摩擦不計。 (g 取 10N/kg求:(1重物在水中勻速上升時起重機對地面的壓強 p 2; (2支撐力 N 1和 N 2之比; (3重物出水后勻速上升的速度。解:(1(2重物浸沒在水中上升時,滑輪組的機械效率:G 動 =3750N設鋼絲繩上的力在出水前后分別為 F 1、 F 2,柱塞對吊臂 支撐 力的力臂為 L 1,鋼絲繩對吊臂 拉力 的力臂為 L 2。根 據杠桿平衡條件可知:N 1L 1=3F 1

14、L 2 ; N 2L 1=3F 2L 2 21N N =21F F F 1=31(G 物 -F 浮 + G 動 F 2=31(G 物 + G 動 21N N =動物 動 浮 物 G G G F G +-=20000N 5000N 3750N 20000N 3750N -+=1915(3出水后鋼絲繩上的力:F 2= (G 物 +G 動 /3重物上升的速度 v 物 ,鋼絲繩的速度 v 繩 v 繩 =3v 物P =F 2 v繩v 繩 =211875W (20000N3750N P F =+=1.5m/ s111.5m/s0.5m/s332.在圖 23所示裝置中,甲物重 G 甲 =10N ,乙物重 G

15、 乙 是動滑輪重 G 輪 的 8倍。物體乙跟地面的接觸面積為 1.510-2m 2。輕桿 AB 可以繞 O 點轉動,且 OA OB =2 1。不計軸摩擦,裝置如圖所示處于平衡狀態(tài)時,乙對 水平地面的壓強 P =2103Pa 。求:此時動滑輪對物體乙的拉力 F 拉 ;若在物體甲下面再加掛物體丙,恰使 物體乙對地面的壓強為零。求:丙的物重 G 丙 。 解.杠桿平衡:G 甲 OA =F B OBF B =OBOA G 甲 =1210N =20N 1分 對動滑輪進行受力分析如圖甲3F B =F 拉 +G 輪 1分 G 輪 =3F B -F 拉對物體乙進行受力分析如圖乙G 乙 =F 拉 +F 支 1分

16、乙 輪G G =支 拉 拉 F F F F +-B 3=81 24F B -8F 拉 =F 拉 +F 支F 拉 =91(24F B -F 支 =91(24F B -pS =91(2420N -2103Pa 1.510-2m 2 =50N 1分 G 輪 =3F B -F 拉 =320N -50N =10NG 乙 =8G 輪 =810N =80N物體乙對地面的壓強為零時,即地面對物體乙的支持力 F 支 為零此時物體乙受力 F 拉 =G 乙 =80N 1分動滑輪受力 3F B =F 拉 +G 輪F B =31(F 拉 +G 輪 =31(80N+10N =30N 杠桿平衡:F A OA =F B OB

17、對杠桿 A 端進行受力分析如圖丙F A =G 甲 +G 丙G 丙 =OAOB F B -G 甲 =2130N -10N =5N 1分 畫出受力分析圖 1分圖233.如圖所示,電源電壓為 12V ,并且保持不變,滑動變阻器的最大阻值為 18,小燈泡上標有 “6V 3W” 字樣。 求:(1燈泡的電阻和正常工作時的電流是多少?(2當 S 閉合, S 1、 S 2都斷開時,要使燈泡正常工作,滑動變阻器接入電路中的阻值為多大?(3保持滑動變阻器的位置不變,閉合 S 、 S 1、 S 2,此時電流表示數變化了 1A ,求 R 0的阻值是多少?(4閉合 S 、 S 1、 S 2,調節(jié)滑動變阻器,使整個電路消

18、耗的總功率為最小,這個最小值是多少?解析:(1R燈 =U額 2/P額 =(6V2/3W=12 I 額 =P額 /U額 =3W/6V=0.5A(1分 (2當 S 閉合, S 1、 S 2都斷開時,燈 L 和滑動變阻器串聯(lián)U 滑 =U-U額 =12V-6V=6V R 滑 =U滑 /I額 =6V/0.5A=12(1分 (3閉合 S 、 S 1、 S 2時, R0與滑動變阻器并聯(lián)I=I額 +1A=0.5A+1A=1.5A I 滑 =U/R滑 =12V/12=1A(1分 R 0=U/(I-I滑 =12V/(1.5A-1A=24(1分 (4閉合 S 、 S 1、 S 2, 滑動變阻器的滑片調到 b 端時,整個電路消耗的功率最小I 最小 =I0+IR =12V