杠杆滑轮浮力综合计算题.docx

1、杠杆滑轮浮力综合计算题杠杆、滑轮、浮力综合计算题1、图1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TI ：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

2、）此滑轮组最高的机械效率。 2、如图2用滑轮组拉动重500N的物体在水平支持面上以2m/s的速度做匀速直线运动，且物体所受摩擦力是物重的0.2倍，问：（1）若不计机械自重及滑轮与轴之间的摩擦，则拉力F是多大？（2）若滑轮组的机械效率是90%，则F的大小是多大？（保留一位小数）（3）可见，使用滑轮组时可以省力不能省功，在物理学中这一原理称为 。3、一名工人用如图3的滑轮组提起450N的重物，绳自由端的拉力F为200N，重物在5s内匀速上升了1m，不计绳子与滑轮间摩擦，则(1)滑轮组所做的有用功是多少？ (2)拉力做功的大小？拉力的功率是多少？ (3)动滑轮的重。4、装卸工人用如图4的装置将重为8

3、00N的货物提至高处，人对绳的拉力为500N，货物在1min内匀速上升了5m，在此过程中求：（1）有用功；（2）拉力做功的功率；（3）滑轮组的机械效率5、5月12日，四川汶川发生8级大地震，震后立即开展了紧急救援。在救援过程中，常看到救援工作者使用的这种起重机械，利用这种机械吊起坍塌的混凝土结构的吊板。如所示是这种起重机吊臂上的滑轮组，它在50s内将重为2.4104N的吊板匀速提高10m。已知拉力F为104N。则这个过程中：（1）拉力F做了多少功？拉力F的功率多大？（2）滑轮组的机械效率多大？6、如图18的装置中，重30 N的物体A，在拉力F的作用下以0.2m/s的速度沿水平桌面做匀速直线运动

4、5s，此时弹簧测力计的示数为2 N(不计机械内部摩擦和机械自重)。求：(1)物体A受到的摩擦力；(2)拉力所做的功；(3)拉力的功率。 7、建筑工地上，工人用如图7的装置将重为500N的建材从地面匀速送到6m高处，所用拉力为300N，时间为20s不计摩擦和绳重，求：（1）工人做的有用功；（2）工人做功的功率；（3）此过程中该装置的机械效率；（4）如果用这个滑轮组匀速提起400N的重物，需要用多大 的拉力？ 8、某人用图8所示的滑轮组匀速提升500N的重物所用的拉力F为200N，绳子自由端被拉了2m，在此过程中，求：（1）拉力做的功（2）滑轮组的机械效率（3）滑轮组中动滑轮的重（4）若现提升80

5、0N的重物时，滑轮组的机械效率又是多少？（不计绳重和摩擦）9、一根平直的杠杆（图9），本身的质量不计，支点为O，OA=2OB，在B点挂了一个体积为10立方厘米的实心铜球，在A点最少应用多大的力，杠杆才能平衡?(铜=8.9103kg/m3,g取10N/kg)10、如图10所示，要把一个质量是450kg的贵重物品A沿水平地面移动100m，为保护该物品，工人把它放在一个质量是50kg的木板B上，然后用了F=400N的水平拉力将木板B沿直线匀速拉动，直至终点。(提示：滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比) (1)在匀速拉动B的过程中，A、B之间的摩擦力是多少? (2)计算拉力F做的总功是多少焦耳? (3

6、)在拉力F做功的过程中，机械效率是多少?11、电气化铁路的高压输电线，无论在严冬还是盛夏都要绷直，才能使高压线与列车的电极接触良好，这就必须对高压线施加恒定的拉力。为此，工程师设计了如图11.B.14所示的恒拉力系统，其简化原理图如图11所示。实际测量得到每个水泥块的体积为1.510-2m3，共悬挂20个水泥块。（已知水泥块的密度为2.6103kg/m3，g取10N/kg。） （1）请指出图中的动滑轮和定滑轮分别是哪个？ （2）每个水泥块的重力是多少？ （3）滑轮组对高压线的拉力是多大？ 12、在大型场馆和高楼建设工地上，常用起重机吊起建材。起重机吊臂上的滑轮组是由一个动滑轮和两个定滑轮组成，

7、其结构简图如图12所示，钢丝绳拉力F由电动机提供，大小为2104N，起重机在60s内将重为5.4104N的建材匀速提高了12m。试求：在此过程中做的有用功为多少？ 拉力F的功率是多大？ 滑轮组的机械效率是多大？ 13、如图13是一个上肢力量健身器示意图。配重A受到的重力为1200 N；杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动，OE0H25 。小成同学受到的重力为600N，他通过细绳在H点施加竖直向下的拉力为F1时，杠杆在水平位置平衡，配重A刚好拉起来。杠杆EH和细绳的质量均忽略不计；所有摩擦也忽略不计。求：（1）判断滑轮B、C、D分别是定滑轮还是动滑轮？答：滑轮B是 滑轮；滑轮C是 滑轮；滑轮D是 滑

8、轮。（2）不考虑动滑轮的重时，拉力F1多大？（3）若考虑动滑轮的重时，作用在H点竖直向下的拉力为F2，其大小是260 N，则动滑轮受到的重力G动为多大？ 14、用如图14所示滑轮组提升重物人用拉力F的大小为50N， 15s内使重为90N的物体匀速上升了3m不计绳重和摩擦，求：（1）动滑轮的重（2）人拉绳子做功的功率（3）滑轮组的机械效 率15、有一种测量人的体重和身高的电子秤，其测体重部分的原理如图15中的虚线框所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO，压力传感器R（电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻），显示体重大小的仪表A（实质是电流表）。其中AOBO51，压力传感器R表面能承受

9、的最大压强为2106Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示。压力F/N050100150200250300电阻R/300270240210180150120设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8V。请回答：（1）踏板空载时，电流表读数是多少mA？（2）若压杆与压力传感器之间的接触面积是2104m2，则该秤的最大称量值是多少？（3）为了把电流表A的表盘改装成电子秤表盘，我们需要确定踏板上人的体重G与电流表的示数I的关系。请你写出这个关系式16、如图16甲所示装置中，物体甲重G甲150N，动滑轮重G轮50N，人重G人650N。轻杆AB可以绕

10、O点转动，且OAOB59。不计轴摩擦和绳重，当轻杆AB在水平位置时，整个装置处于平衡状态，地面对物体乙的支持力为F1210N。求：物体乙受到的重力G乙。若用物体丙替换物体甲，并在物体乙的下方连接一个弹簧，如图乙所示，当轻杆AB在水平位置时，整个装置处于平衡状态，弹簧对物体乙的作用力为F2780N。求：此时地面对人的支持力F3。 17、如图17是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。已知货物的质量为600kg，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍，滑轮组的机械效率为75。若人以0.5m/s的速度匀速前行，经100s将货物拉出仓库，g取10N/kg,。求在此过程中：（1）人做的有用功

11、为多大？（2）人的拉力为多大？ （3）人拉力的功率为多大？18、如图18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0.1ms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0.2ms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2。N1与N2之比为1519。（不计绳重及滑轮摩擦，g取l0Nkg）求：（1）货箱和动滑轮的总质量m；（2）功率P1；（3）机械效率2。19、如图19所示，一个质量

12、60kg，底面积为0.1m2物块，通过滑轮组在25N拉力作用下作匀速直线运动。已知物块受到的滑动摩擦力为物重的0.1倍。(g取10N/kg )。求：（1）在图上作出物体对水平地面压力的示意图；（2）物体的重力是多少？（3）物体静止时对水平地面的压强是多少？（4）该滑轮组的机械效率是多少？ 20、在如图20所示，用滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速移动，在40s内移动了8m，绳子自由端拉力F的大小为20N。请你根据已知条件提出3个问题并进行解答。（不计摩擦和动滑轮重）21、如图21均匀细长棒AB，其质量为m，A端用细线悬挂起来且悬线竖直，B端无阻碍地斜向浸没在水池中，当它稳定静止时，棒被

13、浸没部分的长度是全长的3/5， 棒的密度是多少？ 22、如图22所示，杠杆处于平衡状态，其中OA长1米，OB长0.25米，重物P重58.8牛，滑轮和杠杆的质量不计，求：（1）重物G重多少牛？（2）滑轮悬挂点D、C各受多大的力？ 23、.如图23甲所示，某工人用滑轮组从水深为H=5m的井底匀速提起高为2m，底面积为0.02m2的实心圆柱体M（圆柱体底部与井底不密合），该物体的密度为2.5103kg/m3，如果动滑轮挂钩用钢丝绳与物体相连，绕在滑轮上的绳子能承受的最大的拉力F=500N。当工人作用在绳端竖直向下的拉力为F1时，实心圆柱体受到井底的支持力为N；从实心圆柱体刚刚离开井底到刚好要露出水面

14、前始终以某一速度匀速上升时，工人作用在绳端竖直向下的拉力为F2，工人做功与时间的图像如图23乙所示。已知：F1F2=25。不计摩擦和绳重及水的阻力，g=10N/kg。求：(1) 当实心圆柱体在水中匀速上升时（未露出水面）所受的浮力； (2) 当作用在绳端的拉力为F1时，实心圆柱体受到井底的支持力N； (3)实心圆柱体上表面刚刚露出水面后继续上升，当绳子刚好能被拉断时，实心圆柱体 M所受的拉力F0。 24、在水井清淤工程中，工人用如图24所示的装置来起吊井底的一块石头。如果石头的重力是500N，体积是0.02m3。（1）此装置_（选填“能”或“不能”）省力，其带来的好处是_。（2）请通过计算说明

15、，当石头浸没在水中时和完全离开水面后，要把石头匀速吊起，工人分别需要多大的拉力。注：不计摩擦、水的阻力和绳的重力等。 25、如图25是利用电子称显示水库水位装置的示意图。该装置主要由不计重力的滑轮C、D，长方体物体A、B以及轻质杠杆MN组成：物块A通过细绳与滑轮C相连，物块B通过细绳与杠杆相连。杠杆可以绕支点O在竖直平面内转动，杠杆始终在水平位置平衡，且MOON=12。已知物块A的密度为1.5103kg/m3，底面积为0.04m2，高1m，物块B的重力为100N。滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计，g取10N/kg。求：（1）当物块A的顶部刚没入水面时，底部受到水的压强大小；（2）当物

16、块A的顶部刚没入水面时，物块A所受的拉力大小；（3）若水位发生变化，当电子称的示数为55N时，求物块A浸入水中的深度。26、某中学“STS”课题小组到某工厂的锅炉车间进行实践活动，重点研究锅炉供水自动控制装置方面的问题，如图15为冷水自控位置，小水箱与锅炉相连，当杠杆呈水平状态时，浮球受到2.5N竖直向上的浮力，塞子B刚好顶住自来水的进口。已知OC25cm。OD1cm，塞子B横截面积为1cm2，由此算出自来水对塞子B的压强为多大？27、科技小组的同学用长方形泡沫塑料、三脚架和灯泡等制作了一个航标灯模型（如图27），当航标灯静止时泡沫塑料浸入水中的深度始终为5cm，排开水的质量为500g，（不计

17、绳重和绳与滑轮间的摩擦）（1）泡沫塑料底部受到水的压强是多大？（2）航标灯静止受到的浮力是多大？ 28、某学校组织学生到某厂的锅炉车间进行实践活动.活动中锅炉技术师傅介绍了锅炉的一些配套设备及工作原理,下面就一些设备的设计用我们所学的知识给予计算或说明. (1)图28甲为锅炉保险阀,安全压强值P=1.2105Pa,当蒸汽压力超过安全值时,圆柱体铁锤A被顶起,排出部分蒸汽.已知A的底面积S=10cm2,则铁锤质量不能超过多少?(p外=1.0105Pa) (2)图28乙为锅炉的冷水自控装置,小水箱与锅炉相连,它们组成了一个连通器.浮球C和活塞B及连杆OC组成了一个杠杆来控制进水管的水的流出.当杠杆

18、呈水平状态时,浮球一半的体积浸入水中,塞子B刚好顶住自来水进口.已知浮球体积为500cm3,OC=25cm,OD=1cm,塞子B横截面积为1cm2,由此算出进水管压强为多大?(不计杠杆、塞子、浮球的质量,g=10N/kg) (3)小水箱中的杠杆若以浮球受到的浮力为动力,则此杠杆是省力还是费力?若不用此杠杆,在进水管的水压不变的情况下,直接用浮球将活塞顶住,则活塞的体积至少为多大?29、如图29所示，重物A是体积为10dm3，密度为7.9103kg/m3的实心金属块，将它完全浸没在水中，始终未提出水面。若不计磨擦和动滑轮重，要保持平衡，求： 30、图30是小亮为村里的养牛场设计的牲畜自动饮水器的

19、示意图，设计储水箱A的蓄水深度为0.5m，阀门K处出水口的横截面积为6104m2，支点O到浮球球心的距离为O到B点距离的2倍，要求浮球浸入水中1/3时杠杆水平，K处的活塞即能将出水口关闭。(g取10Nkg)(1)若不考虑活塞、杆KB、OC及浮球的重力，小亮选用浮球的体积应为多大?(2)实际上活塞、杆及浮球的重力是需要考虑的，若考虑它们的重力，你认为采取哪些措施可保证饮水器正常工作?(答出一种措施即可) 31、如图31所示，一正方体合金块M的边长为20cm，把它挂在以O为支点的轻质杠杆的A点处，一个重为640N的人在杠杆的B点通过定滑轮用力F1使杠杆在水平位置平衡，此时M对水平地面的压强为1.1

20、104Pa，人对水平地面的压强为1.45104Pa；若把M浸没于水中(M与容器底不接触)，人用力F2仍使杠杆在水平位置平衡，此时人对地面的压强为1.15104Pa；已知人单独站在水平地面上，对地面的压强为1.6104Pa（g取10N/kg）求： (1)力F1的大小； (2)合金块M的密度； (3)当M浸没于水中时，若剪断细绳，合金块M沉于容器底，则M对容器底的压强为多大 32、如图32所示，质量分布均匀的长方形木板AB的长度L= 4m,中央支于支架O上，A、B端分别用细绳AD、BC系于天花板上，木板AB水平时，绳AD、BC刚好绷直，且AD绳竖直，BC绳与板AB成30角,已知细绳承受的最大拉力均

21、为360N现有重为300N的小孩，从O点出发（1）如果沿A方向向A端缓慢行走当小孩行走到距离O点1.5m的E点时AD绳上的拉力是多大?（2）如果沿B方向向B端缓慢行走，在保证细绳不被拉断的情况下，小孩向右行走的最大距离是多少m？参考答案一、计算题1、图 1分 解得: 1分 1分 1分 1分 1分 1分2、（1）50N（2）55.6N（3）功的原理。3、75% 120W 150w 4、 （1）4000J 2分； （2）83.3W 2分 （3）80% 2分 5、6、 7、解： （1）W有Gh500N6m 3000J （2）PW/t 300N12m/20s 180W （3）Gh /Fs 3000J/

22、(300N12m) 83.3% （4）由 F（G物G动）/n 300N（500NG动）/2 G动100N 当G物400N时 由上式可得：F250N 8、（1）400J （2） 83.3 （3）100N （4）88.99、 0.445N10、(1)0(2)W总=FS=400100=4104(J) (3)滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比， ，即 11、12、（1）6.48105 J (2)1.2104 W (3)90% 13、（1） 定 定 动 （各1分）（2）240N （3分）（3）100N 14、（每问2分，共6分）（1）10N （2）20W （3）90%15、解：（1）空载时，电流为I=U

23、/R=4.8V/300=0.016A（2分）（2）压力传感器受到的最大压力为F=PS=2106Pa210-4m2=400N，则踏板上受到的最大称量为GLBO=FLAO，即：G/F=LOA/LOB，G/400N=5/1，解得G=2000N。（3）设电路中电流为I时，则此时其电阻为R=U/I=4.8/I，因为表格中压力与电阻是呈线性关系，所以F/（300-R）=50/（300-270）=5/3，故F/（300-4.8/I）=5/3，所以F=500-8/I（2分）而根据GLBO=FLAO可知G/F=LOA/LOB=5/1，即G=5F将代入得：G=2500-40/I。（2分）【解析】（1）由表中可知当

24、压力为0时，压力传感器电阻为300，根据欧姆定律I=U/R即可算出。（2）根据F=PS代入相应数值即可计算出所能承受的最大压力，再根据杠杆原理GLOB=FLOA即可算出最大称量值。（3）由于需要求出体重与电流表示数I的关系，所以我们先设电路中电流为I，计算出相应的电阻，并计算出此时的压力，再根据杠杆原理求出人的体重G。16、（1）1分杠杆两端受力如图1所示。根据杠杆平衡条件：FAFB(G轮2G甲)(50N2150N)630N 1分物体乙受力如图2所示。G乙FAF1630N210N840N 1分（2）加入弹簧后，物体乙受力如图3所示。FAG乙F2840N780N1620N 1分根据杠杆平衡条件：

25、FBFA1620N900N 1分物体丙替代物体甲后，滑轮受力如图4所示。FB2G丙G轮G丙(FBG轮)(900N50N)425N 1分人受力分析如图5所示。G丙F3G人F3G人G丙650N425N225N1分解题结果正确，但过程中缺少必要的文字说明的减1分；缺少公式的减1分；缺少单位的减1分。17、W有用fs物 代入数据得：W有用1.5104 J = 代入数据得： F=400N P=或PFv 代入数据得：P=200W18、解：（1）动滑轮和货箱总重为G；第一次提升货物：以人为研究对象，受力分析如图（甲）人所受的重力为G人=m人g=70kg10N/kg=700N运送的货物所受的重力为G1=m1g

26、=160kg10N/kg=1600N绳对人的拉力F1与人对绳的拉力F1大小相等 N1=G人F1 第二次提升货物：以人为研究对象，受力分析如图（乙）运送的货物所受的重力为G2=m2g=120kg10N/kg=1200N绳对人的拉力F2与人对绳的拉力F2大小相等N2=G人F2 把数据分别代入解得：G=400N F1=400N （2）第一次运送货物时，人匀速拉绳的力F1= F1=400N货物匀速上升的速度v1=0.1m/s人匀速拉绳的速度v1=5 v1=50.1m/s=0.5m/sP1=F1 v1=400N0.5m/s=200W （3）第二次运送货物时滑轮组的机械效率 19、(1)图略 (2)G=m

27、g=60 kg10Nkg=600 N (3)F=G=600N P=6103 Pa(4)f=0.1G=0.1600 N 20、（1）A受摩擦力为40N（2）A受支持力为600N（3）绳子自由端的速度为0.4ms（4）绳子自由端移动了l6m21、0.8422、（1）117. 6牛（2）29.4牛、235.2牛。23、解： 根据已知及图甲做受力分析(1)当拉力为F1时 （2）当拉力为F2时 （3）当绳子恰好被拉对动滑轮及M 对动滑轮及M 断时对动滑轮及 由（1）（2）（3）得：GM =F浮1 +N + FM -2F1 = GD + FM-2F2 +F浮1= GD+ GM-2F +F浮2= GD+ GM-由已知得：F浮1=水g V排=1.0103kg/m310N/kg2