《（整理版）力学压轴题（一）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（整理版）力学压轴题（一）（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、力学压轴题一FA1、最近，中央电视台科教频道播出了在我市拍摄的“汽车落水后如何水下逃生的纪录片。纪录片中，实验人员开着小车从高处落入滚滚的岷江，并在门窗紧闭的车中，尝试用不同的方法砸碎车窗玻璃逃生，惊心动魄。为了确保实验人员的平安，摄制组精心设计了紧急救援装置，用于当实验人员无法从车中逃生时迅速吊起汽车。现某课外活动小组，照此设计了如下图的简单机械，模拟紧急救援落水汽车。实验中用实心圆柱体A代替小车，A的体积为0.12m3，质量为210kg。g取10N/kg，设整个过程A均为匀速运动状态，忽略钢缆绳重及滑轮摩擦，不考虑风浪、水流等因素的影响。1求A完全浸没在水中时受到的浮力是多大？水103kg
2、/m32假设A完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为 60。那么A完全打捞出水面后，岸上钢绳的拉力F为多大？3假设A完全打捞出水面后，以0.5m/s的速度被匀速提升，求岸上钢绳拉力F的功率。4从A上外表刚出水面到A完全离开水面的过程中，滑轮组机械效率如何变化？请简述理由。答案：1 2 A在水中时=60，那么 ，即 解得G动=600N A完全出水后，钢绳拉力 3 4A从上外表刚出水面到A完全离开水面的过程中，A受到的浮力在减小，绳子对A的拉力在增大，滑轮组对A做的有用功在增加。在额外功一定的情况下，整个过程滑轮组的机械效率在变大。2、如图，甲物体静止置于水平地面上时，对地面的压强为p1；轻质杠杆A
3、B的支点为O，OB=3AO，现在杠杆的A端用轻绳将甲物体吊起，在杠杆的B端悬挂质量为4kg的乙物体，杠杆在水平位置平衡，此时甲物体对地面的压强为p2，且p1=3p2，(g取10N/kg),求： (1)(3分)杠杆A端受到的拉力是多少N? (2)(3分)甲物体的重力是多少N?答案：120N、180N(提示，甲物体悬挂在杠杆上平衡时受三个力作用，由p1=3p2，可得F1=3F2, 即第二种情况地面对甲的支持力是甲重力的1/3.3、如图，物体重100N，圆柱形容器底面积为400cm2，内盛有65cm深的水，当用图中滑轮组将物体浸没在水中后，容器中水面上升到70cm，物体完全浸没在水中时滑轮组的机械效
4、率为80%不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦及水的阻力.水103kg/m3，g取10N/kg.求： 1物体浸没在水中后，水对容器底增加的压强.2物体浸没在水中时受到的浮力.3假设把物体完全拉出水面后，滑轮组的机械效率.1增加的深度：h=70cm-65cm=5cm=0.05m(1分 增加的压强p=水103kg/m310N/kg0.05m=500Pa 2物体体积：V=sh=400cm25cm=cm3=210-3m3浸没时：V排=V=210-3m3(1分)F浮=水gV排103kg/m310N/kg210-3m3=20N3浸没时，=W有/W总=G物F浮h/Fs由图可知，n=3，s=3h，解得F=100/3
5、N 又不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦及水的阻力，由F=G物F浮+G动/3解得G动=3F+F浮-G物=3100N/3+20N-100N=20N拉出水面后，拉力F=G物+G动/3=100+20N/3=40N此时机械效率=W有/W总=G物h/F/s=100/120=83.3%图16A4、如图16所示，重为1140 N的物体，它与水平地面的接触面积为1.5103 cm2。工人师傅用600N的力匀速提升物体，物体的速度为0.2m/s。不计摩擦及绳重求：1工人师傅拉绳的功率； 2滑轮组的机械效率； 3体重为450N的小明用此滑轮组提升物体，但物体没有被拉动，物体对地面的最小压强为多大。1拉力的功率：2滑轮组
6、的机械效率：3由于忽略摩擦及绳重，2F = G+G动 动滑轮重：G动= 2F- G=2600N-1140N =60N绳端最大拉力等于人体重力，那么物体对滑轮组的拉力：F拉= 2G人-G动 滑轮组提升物体的拉力：F拉=G-F支物体受到的支持力：F支=G+ G动-2G人=1140N+60N-2450N=300N 物体对地面的最小压强： 5、如图甲所示是一艘海事打捞船正在打捞一沉人海底的物体，乙图是钢绳将物体竖直向上匀速提起的简化示意图，物体从海底被提升到离开海面一定距离的整个过程中速度均保持不变，从提升物体开始经过时间120s后物体刚好全部出水，物体的体积V2m3，密度3103kg/m3，物体浸没
7、在水中的上升过程中，钢绳提升物体的功率P40kW，(忽略水的阻力和钢绳重量，海水的密度取水103kg/m3，g取10N/kg)求： (1)物体浸没在水中的上升过程中，钢绳提升物体的拉力； (2)物体全部离开水面后的上升过程中，钢绳提升物体的功率； (3)打捞处海水对海底的压强。(1)G物=gV=3103kg/m310N/kg2m3=6104N F浮=水gV排103kg/m310N/kg2m3=2104N钢绳提升物体的拉力F=G物F浮=6104N 2104N=4104N (2) 物体浸没在水中的上升过程中,钢绳提升物体的功率P40kW由P=Fv变形得，v=P/F=4104W/(4104N )=1
8、m/s物体全部离开水面后，设此时钢绳的拉力为F1 ，F1=G物=6104N设此时钢绳提升物体的功率P1 ，P1=F1v=6104N1m/s=6104W 设打捞处海水深度为h，h=vt=1m/s120s=120m打捞处海水对海底的压强p=水103kg/m310N/kg120m=106帕6、某建筑工地用升降机提升 石的示意图如下图。升降机货箱的重力是400N，g取10N/kg。不计滑轮和钢丝绳的重力，不计摩擦。试求：103kg/m310-2m3 ,那么每块 石的重力是多少？2如果每根钢丝绳上能承受的最大拉力是N，那么该升降机一次最多能匀速提升多少块 石？3某次提升中，升降机在1min内将货物匀速提
9、升了15m，钢丝绳的拉力是N。那么钢丝绳的拉力的功率是多少？ 答案：(1) 每块 石重： (2) 升降机一次能提起的 石块数： (3) 钢丝绳端移动的距离： 把货物提升15 m做的功： 升降机的功率： 7、如图23 所示, A、B 是两个完全相同的薄壁柱形金属容器, 质量为0. 5kg, 底面积为0. 01m2 , 容器高50cm, 分别装有2.0 10-3m3 的水和3.0 10 -3m3 的酒精, 置于水平桌面上( 酒精= 0.8 103 kg/m3 , g =10N/kg) 。求:( 1) 水的质量;( 2) A容器对水平桌面的压强;( 3) 依据题意, 下述情境是否有可能出现:当两个容
10、器中的液体在增一深度h 后, 容器中的液体对底部的压强能够到达P水 P酒精? 请说明理由。答案：12kg (2)2500Pa8、 一列长为l=1500m的货运列车，在平直的轨道上匀速行驶，运动中所受阻力为f=4105N。在要通过某长度为L=600m的跨江大桥时，为提醒大桥上铁轨两旁的行人注意，处于车头的司机在机车到达桥头时拉响汽笛，位于车尾的押运员经过t1=4s听到汽笛声，空气中声速为v1=340m/s，求：1列车机车提供的牵引力F；2列车的行驶速度v2；3列车通过大桥的时间t2。答案：1由于列车做匀速直线运动处于平衡状态，根据二力平衡条件有：解代入数据得：2根据题意，由速度、路程和时间关系有
11、：解代入数据得：3根据题意，由速度、路程和时间关系有：解代入数据得：9、 现有重800N的木箱A，小李同学想把它搬到高为6m、长为10m的斜面上，如下图，他站在斜面上，沿斜面向上用600N的拉力使木箱A以0.2ms的速度匀速从斜面底端到达斜面顶端。求： (1)小李同学拉木箱的功率是多大? (2)该斜面的机械效率是多少?(3)木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多大?解：(1)1分 1分 1分 (2) 1分 2分 (3)1分 2分10、6月，我国自主设计的载人潜水器“蛟龙号，实验下潜7000m到达一个新的深度。试验经历了以下主要过程：母船用新型的吊装设备将潜水器投放到海中；潜水器缓慢竖直下潜和
12、上升；吊装设备将潜水器吊上母船。如图是母船的吊装设备的示意图，图中虚线框中是滑轮组未画出，电动机拉放滑轮组绳子自由端，挂钩挂着潜水器。吊装设备缓慢地将潜水器投放到海中，然后，潜水器下潜用时t1=6h，到达7000m出停留t2=0.5h，上升用时t3=3.5h。潜水器上升到海面后，挂钩挂着潜水器离开水面后，缓慢匀速竖直上升高度h=6m，在这个过程中电动机拉滑轮组绳子自由端的拉力F1104N，滑轮组的机械效率=80%。104kg，体积V=20m3，水的密度1103kg/m3，海水的密度2103kg/m3，g取10N/kg。不计绳和挂钩的质量，不考虑空气阻力，不考虑潜水器离开海面后海水对潜水器质量的
13、影响。求：1吊装设备将潜水器投放至刚被海水浸没时，挂钩的拉力是多大？2潜水器从开始下潜到返回海面的整个过程中，平均速度是多少米/秒？3滑轮组中，与动滑轮相连的绳子是多少段？104kg105N浸没在海水中受到的浮力为F浮=2 gV排=103kg/m310N/kg20m3 105N此时挂钩的拉力为F0=GF浮104N（2) 设整个过程的平均速度为v,下潜深度h0=7000m ,v=2h0/(t1+t2+t3)=27000m/(103600s)=/s(3)潜水器离开水面竖直上升6m高度的过程中，设电动机做的总功为W总，有用功为W有，与动滑轮相连的绳子段数为n，W有=mgh ,W总=F1nh=W有/W总=G/nF1 ,变形得：n=G/F1105104N)=5此题难点是，题中告诉了一些关于潜水器离开水面后的条件。11、水平桌面上放置底面积为80cm2，质量为400g的圆筒，筒内装有16cm深的某液体。弹簧测力计悬挂底面积为40cm2、高为8cm的圆柱体，从液面逐渐浸入直到浸没，弹簧测力计示数F与圆柱体浸入液体深度h的关系如右图所示。圆筒的厚度忽略
