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1、如有你有帮助，请购买下载，谢谢！ 中考物理高等难度试题：力学综合汇编 （2013 昌平一模）37 某科技小组设计的提升重物的装置如图 23 甲所示。图中水平杆 CD 与竖直杆 EH 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， 、DI 滑轮 组由动滑轮 P和动滑轮 Q （动滑轮 P和动滑轮 Q的质量相等）以及安装在水平杆 CD 上的两个定滑轮组成。小亮以拉力 F匀速竖直提升物体 A的过程中，物体 A的速度 1为 u 1，滑轮组的机械效率为 h A。小亮以拉力 F匀速竖直提升物体 B的过程中，物体 B 2的速度为 u 2， 滑轮组的机械效率为 h B。拉力 F、F做的功随时间变
2、化的图像分别如 12图 23 乙中、所示。已知：u 1=42，物体 A和物体 B的质量之比为 1 3（不计绳 u：， 的质量，不计滑轮与轴的摩擦）求： （1 ）动滑轮 P的重力与物体 B的重力之比； 2 （ ）机械效率 h B与 h A之比。 【答案】37 解：设每个动滑轮受的重力为 G动。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。 以动滑轮 P为研究对象，受力分析如图 4乙所示。 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丙所示。以动 滑轮 P为研究对象，受力分析如图 4丁所示。 1 分） P由图 4甲、乙得： （2 F
3、1 2F 1 2F2 2F2 2F1=GA+ G 动 Q因为 F1= F1 2F1= F1+ G 动 所以 F1 = 1 GA + 3 G动 图 23 分） （1 G动 4由图 4丙、丁得： 2F2=GB+ G 动 因为 F2= F2 4F=F2+ G 动 22甲G动 GA G动 F1 乙图4 GB 丙G动 F2 丁所以 F2 = 1 GB + 3 G动 （1 分） 由得 441G + 3G F1 = 4 A 4 动 = GA + 3G动 （1 ）F2 1 G + 3 G 4B4动 GB + 3G动 W1 = 90 W P = W2 = 45 W 由题中 W t图像可知： P1 = t1 2t
4、2 （1 分） 由P1 = F1 v1 P2 F2 v2 v1 = 4v2 解得： F1 = 1 F2 2 （2 ）（1 分） 由（1、 2 ）（ ）解得： 3G动 = GB - 2GA （3 ）1页 由解得： GA = m A = 1 GB m B 3 （4 ）如有你有帮助，请购买下载，谢谢！ 由（3、 4 ）（ ）解得： 11G 动= 3 GA G 动= 9 GB G动 = 1 （1 分） GB 9 1所以 A = 2 = = h142 （1 分） hB 3 2 3 3 4（其他解法正确的，均可相应得分） （2013 朝阳一模）392007 年 12 月 22 日，在海底 23m 深处沉睡
5、 800 多年的南海一号 古沉船，被华天龙号打捞船整体打捞成功。整体打捞是为了保存好文物，将南海一号 船体和船上满载的货物连带周围的淤泥一起，按照原状固定在特殊的钢制沉箱内，沉箱分 为上下两部分，上沉箱质量为 5000T，底面积为 S，高为 a=7m，上沉箱整体搬到专门为它 建造的广东海上丝绸之路博物馆水晶宫内。下沉箱底面积为 S，高为 5m,打捞过程中将留 在海底。 华天龙 打捞船的吊臂臂架长达 109m。起吊时，电动机带动绞盘拉动直径为 76mm 的钢丝绳，钢丝绳总长度 2200m，分成 64 根钢丝绳通过吊臂顶端的定滑轮拉动动滑轮和吊 钩，吊钩下用直径为 110mm 的 32 根钢缆拴住
6、沉箱的 16 个吊点，平稳地缓缓竖直上升，上 升过程底面始终保持水平，此时钢丝绳的拉力为 F1,如图 1 所示。当沉箱被吊起离开水面， 露出高 h 时，吊臂对动滑轮组的竖直向上拉力是 F 拉。它们的数量关系如图 2 所示。钢丝 绳、钢缆所受重力，钢缆在水中的浮力不计，海水的密度为 1.0103kg/m3,g 取 10N/kg。求： 当沉箱在水底时，海水对上沉箱顶部的压强。当沉箱在水中匀速竖直上升过程中钢丝绳 的拉力 F1 和机械效率（保留 1 位小数）（7 分） 。F 拉/107N 【答案】解： （1）海面至上沉箱的深度为 h 深=23m12m=11m。由液体压强公式 3.85 pr gh 有
7、： pr 海水gh 深 1.0103kg/m310N/kg11m=1.1105Pa 1 分 3.58 （2）当上沉箱完全浸没在海水时，吊钩和动滑轮组的受力为重力 3.31 1 分 G，钢缆的拉力 F 钢缆 1,64 根钢丝绳的拉力 F 拉 1,如图所示 64 根钢丝绳 1，上 沉箱匀速上升，F 拉 1F 钢缆 1G F 钢缆 1G 沉箱F 浮 1 动滑轮组 吊钩 3.04 F 浮 1=r 海水gV 沉箱 =r 海水g根S缆 0 0.5 1 1.5 h/m 32 a 钢 F 拉 1G 沉箱Gr 海水gaS 图 20 当上沉箱露出海水 1m 时，吊钩和动滑轮组的受力为重力 G，钢缆的拉力 F图钢1
8、92,64 根钢丝绳的拉力 F 拉 2,如图所示 2，上 缆沉箱匀速上升， F 拉 2F 钢缆 2G F钢缆 2G沉箱F浮 2 F浮 2r 海水g V沉箱= 海水g （a h S r ） F拉 2G沉箱G r 海水g （a h S ） 2页 如有你有帮助，请购买下载，谢谢！ 由题中表格可以知道：F拉 1=3.04N F拉 2=3.58N 10， 710， 7式, 得到：F拉 2F拉 1= 海水g a S r 海水g a h S= 海水g S h r （ ） r 3.58107N3.04107N =103kg/m310N/kg1mS 解出：S=5.4102m2 1 分 G 沉箱m 沉箱g5106
9、kg10N/kg5107N F 浮 1r 海水gV 排5.4102m27m10N/kg103kg/m33.78107N GF 拉 1G 沉箱F 浮 1 =3.04107N5107N3.78107N1.82107N F1F 拉 1643.04107N644.75105N 设匀速上升 lm, 拉力做功 W 总F1 64l，有用功为 W 有（GF 浮 1） l 由h W 有（G F浮 1）l 510 N3.7810 N 40.1% （2013 W 总 771 分 大兴一模） F1 64l 4.75105N64 39图 19 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 ，
10、组绳子的自由端由电动机拉动。 工人师傅用该吊运设备匀速打捞落入水中的圆柱形物体 A。物体 A 的底面积为 200cm2，高为 8m。当物体 A 露出水面 2m 时，绳子用竖直向上 T1 的力拉物体 A，电动机对滑轮组绳子自由端的拉力 F1 为 2400N，,当物体 A 露出水面 4m 时，绳子用竖直向上 T2 的力拉物体 A,，电动机对滑轮组绳子自由端的拉力为 F2， 机械效率为 82%。拉力 F2 的功率为 600w, 已知 T1 ：T2=39：41。不计绳的质量，不计 滑轮与轴的摩擦。 求： 1）此滑轮组匀速上升的速度 v ； （2）此滑轮组最高的机械效率。 电动机 【答案】 T1(T2)
11、 nF1（nF2） T1 = G - F浮1 F 浮 1(F 浮-21200N 39 = G ) 解得: GF 浮9000N） T2 G - F浮2 41 G - 800N = （F 浮 2 1G动 1分 解得 G动 = 1800 N 1分 GGA F1 = G - F浮1+ G G动2400N = 9000N -1200N + 1800N F2 = 2 5 0 0 N1 F2 G- F 2 + G 9000N - 800N + 1800N 分82% = 浮G - F浮2 nF2 图9 动= 9000N-800N n 2500N F2 n=4 图 10 图 19 1分 V = P2 = 600W = 0.24m/s V物 = 0 . 0 6 m / s 1分 F2 2500N h = W有 = G=9000N = 83% 1分 W总 G + G 9000N +1800N 动3页
