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历年各市物理中考压轴题(机械)

发布时间:2013-10-26 09:45:00  

1.(2013北京)如图所示,杠杆AD放在钢制水

平凹槽BC中,杠杆AD能以B点或C点为支

点在水平面内转动。BC=0.2m。细绳的一端系在

杠杆的A端,另一端绕过动滑轮固定在天花板

上,物体E挂在动滑轮的挂钩上。浸没在水中

的物体H通过细绳挂在杠杆的D端,与杠杆固

定连接的水平圆盘的上表面受到的压力为F。已

知60N≤F≤200N,动滑轮的质量m0=1kg,物

体H的密度ρ=2×103kg/m3。AD=0.8m,

CD=0.2m。杠杆、圆盘、细绳的质量及摩擦均忽略不计,g取10N/kg。为使杠杆AD保持水平平衡。求:

(1)物体E的最小质量m

(2)物体H的最小体积

2. (2013南宁)为了监测水库的水位,小明设计

了利用电子秤显示水库水位的装置。该装置由长

方体A和B、滑轮组、轻质杠杆CD、电子秤等组

成,且杠杠始终在水平位置平衡,OC:OD=1:2,

如图21所示。已知A的体积为0.03m3,A所受

的重力伪=600N,B所受的重力为110N;当水位上

涨到与A的上表面相平时,水面到水库底部的距

离h=20m。不计滑轮和绳的重力与摩擦。已知水

的密度为1x103kg/m3.求:

(l)水库底部受到水的压强; (2)A受到的浮力;

(3)此时电子秤受到B对它的压力。

3.(2012北京)是一种新型吊运设备的简

化模型示意图,图中虚线框里是滑轮组(未

画出),滑轮组绳子的自由端由电动机拉

动。工人师傅用该吊运设备先后搬运水平

地面上的圆柱形物体A和物体B。物体A

的底面积为AS,密度为A?,高度为1h;

物体B的底面积为BS,密度为B?,高

度为2h。当物体A所受竖直向上拉力为

1500N时,物体A静止,地面对物体A的

支持力为1N,挂在滑轮组挂沟上的物体A

匀速竖直上升4m的过程中,电动机对滑

轮组绳子自由端的拉力为1F,拉力1F做的功为W。当物体B所受竖直向上的拉力2T为1000N时,物体B静止,地面对物体B的支持力为2N。挂在滑轮组挂钩上的物体B以速度v匀速竖直上升的过程中,电动机对滑轮组绳子自由端的拉力2F为625N,拉力2F做功的功率P为500W,滑轮组的机械效率为80%。已知:122NN?,AB54SS?,AB87???,AB25hh?,不计绳的质量,不计滑轮与轴的摩擦。求:

(1)物体B匀速上升的速度v: (2)拉力1F做的功W。

4.(2012南宁)图是某课外科技小组的同学设计的厕所自

动冲水装置的示意图,它在自来水管持续供给的较小量的水

储备到一定量后,自动开启放水阀门,冲洗厕所.实心圆柱

体浮体A的质量为5.6kg,高为0.18m,阀门B的面积为7.5

×10﹣3m2;连接A、B的是体积和质量都不计的硬杆,长

为0.16m.当浮体A露出水面的高度只有0.02m时,阀门B

恰好被打开,水箱中的水通过排水管开始排出.已知水的密

度为1×103kg/m3,不计阀门B的质量和厚度.当水箱开始

排水时,求:

(1)浮体A受到的重力; (2)水对阀门B的压强和压力;

(3)浮体A受到的浮力; (4)浮体A的密度.

5.(2011北京)某科技小组设计的提升重物的装置如图甲所示. 图中水平杆CD与竖直杆EH、DI组合成支架固定在水平地面上.小亮站在地面上通过滑轮组提升重物,滑轮组由动滑轮Q和安装在水平杆CD上的两个定滑轮组成.小亮以拉力F1匀速竖直提升物体A的过程中,物体A的速度为υ1,滑轮组的机械效率为ηA.小亮以拉力F2匀速竖直提升物体B的过程中,物体B的速度为υ2,滑轮组的机械效率为ηB.拉力F1、F2做的功随时间变化的图象分别如图乙

中①、②所示.已知:

υ1=3υ2,物体A的

体积为VA,物体B

的体积为VB,且3VA=2VB,物体A的密度为ρA,物体B的密度为ρB,且8ρA=7ρB.(不计绳的质量,不计滑轮与轴的摩擦)求:

机械效率ηB与ηA之差.

6.(2011南宁)如图是一个太阳能淋浴器储水箱的示意图。主要由一个圆柱形金属水桶、一个压力传感开关和一个长方体组成,其中长方体通过细绳与压力传感开关相连。压力传感开关的作用是:当它受到绳子竖直向下的拉力达到10 N时闭合,控制水泵从进水口开始向桶内注水,此时,水面刚好与长方体的下表面相平,水桶内储水高度为h1=8 cm;当它受到绳子的拉力等于6 N时断开,水泵停止向桶内注水,此时,水刚好浸没长方体的上表面,水桶内储水高度为h2=40 cm。已知水桶的底面积为0.5 m2。求:

(1)水泵开始注水时,水对水桶底部的压强是多少?水桶内储水的质量是多少?

(2)水泵停止向桶内注水时,长方体受到的浮力是多少?

(3)长方体的密度是多少?

7.(2010北京)图甲是海洋中学科技小组

设计的打捞水中物体的装置示意图。DB

是以O点为转轴的水平杠杆,OD的长度

为1.6m。水平甲板上的配重E通过细绳竖

直拉着杠杆D端,配重E的质量mE为

225kg。安装在杠杆DB上的行走装置由支

架、动滑轮X、提升电动机、定滑轮K构

成,行走装置的质量m为25kg。电动机Q

可以通过定滑轮S和动滑轮X拉动行走装

置沿BO水平滑动。固定在提升电动机下

的定滑轮K和动滑轮M组成滑轮组Y,

当行走装置处于杠杆DB上C点的位置

时,提升电动机拉动绳子H端,通过滑轮

组Y竖直提升水中的物体A。物体A完全在水中匀速上升的过程中,滑轮组Y的机械效率为η1,甲板对配重E的支持力为N1;物体A全部露出水面匀速竖直上升的过程中,滑轮

组Y的机械效率为η2,甲板对配重E的支持力为N2。滑轮

组Y提升物体A的过程中,行走装置受到的水平拉力始终

为零,杠杆DB在水平位置保持平衡。已知物体A的质量

mA为50kg,体积V为20dm3,N1与N2之比为3:2, η1

与η2之比为9:10 物体A被打捞出水面后,停留在一定高

度,电动机Q开始拉动行走装置。在行走装置以0.05m/s的

速度水平匀速移动的过程中,拉力T所做的功随时间变化的

图像如图21乙所示,行走装置受到的水平拉力为F。细绳和

杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦、水对物体的阻力均忽略不计,

g取10N/kg。 求:

(1)OC的长度;(2)拉力F。

8.(2009北京)小刚设计的一个通过简单机械自

动拉开开关的装置示意图。该装置主要由 滑轮组、

配重C、D以及杠杆AB组成,配重C通过细绳 与

动滑轮相连,配重C、D分别通过支架固连在杠杆

AB 两端,支架与杠杆垂直。杠杆的B端放在水平

台面上, 杠杆可以绕支点O在竖直平面内逆时针

转动,开关被拉 开前,杠杆在水平位置平衡。已

知动滑轮P的质量mP为 0.2kg,OA:OB=3:1,配

重D的质量mD为1.5kg,作用在D上的竖直向下

的压力F为 75N,刚好拉开开关所需的拉力T为6

N。杠杆、支架和 细绳的质量均忽略不计,滑轮与轴的摩擦、杠杆与轴的 摩擦均忽略不计,g取10N/kg。

求:配重C的质量mC等于多少千克,开关刚好能被拉开?

9.(2008北京)一个上肢力量健身器示意图。配重A 受到的重力为1200N,其底面积为5×10-2m2, B﹑C都是定滑轮,D是动滑轮;杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动,OE:OH=2:5.小成受到的重力为600N,他通过细绳在H点施加竖直向下的拉力T1时,杠杆在水平位置平衡,小成对地面的压力为F1,配重A受到的拉力为FA1,配重A 对地面的压强P1为6×103Pa;小成在H点施加竖直向下的拉力为T2时,杠杆仍然在水平位置平衡,小成对地面的压力为F2,配重A受到的拉力为FA2,配重A对地面的压强P2为4×103 Pa。已知F1:F2=20:19,杠杆和细绳的质量均忽略不计。求:

(1)拉力FA1; (2)拉力T2;

(3)动滑轮D受到的重力G.

10.(2007北京)如图19所示,质量为70kg的工人站在水平地面上,用带有货箱的滑轮组把货物运到高处。第一次运送货物时,放入货箱的货物质量为160kg,工人用力F1匀速拉绳的功率为P1,货箱以0.1rn/s的速度匀速上升,地面对工人的支持力为N1。第二次运送货物时,放入货箱的货物质量为120kg,工人用力F2匀速拉绳,货箱以0.2m/s的速度匀速上升,地面对工人的支持力为N2,滑轮组机械效率为η

2。N1与N2之比为15:19。(不计绳重及滑轮摩擦,g取l0N/kg) 求:

(1)货箱和动滑轮的总质量m;

(2)功率P1; (3)机械效率η2。

1

2

3.解:

B 甲

图3

(1)当物体A受拉力为T1时,以物体A为研究对象,受力分析

如图3甲所示;当物体B受拉力为T2时,以物体B为研究 对象,受力分析如图3乙所示。 ………(1分) 由图3甲、乙得: GA= T1 + N1

GB= T2 + N2

已知:N1=2N2, 5SA=4SB, 8ρA=7ρB, 2hA=5hB

T1=1500N, T2=1000N 因为 G=mg=ρVg=ρgSh

所以 GA=ρAgSAhA,GB=ρBgSBhB

解得:GA=3500N ……………(1分)

GB=2000N ……………(1分) 设滑轮组的绳子段数为n,提升物体B时,机械效率η =已知:F2=625N,η =80%

解得:n =4 ……………(1分) 拉力F2做功的功率P=已知:P=500W

解得:v =0.2m/s ……………(1分)

(2)匀速提升物体A时,以物体A和动滑轮的整体为研究对象,

受力分析如图4甲所示。匀速提升物体B时,以物体B和动滑轮的整体为研究对象,受力分析如图4乙所示。 由图4乙得:4F2= GB+G动

解得:G动=4×625N―2000N=500N ……………(1分) 由图4甲得:4F1=GA+G动

A

图4

W有W总

?

GB

nF2

WF2s

= nvF2 ?

tt

B

3500N?500N

解得:F1 ==1000N

4

拉力F1做的功W = nF1h 已知:h=4m

解得:W= 4×1000N×4m=1.6×104J ……………(1分) 4.

5

6

7.

8.

9.

10.

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