中考物理力学综合试题解析

中考物理力学综合试题解析

‎1、图甲是建造长江大桥是使用起吊装置（图中未画出）的钢缆绳拉着实心圆柱体A距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降，在下降到江底之前，始终保持0.2m/s的速度不变。图乙是A下降到江底之前钢缆绳对A的拉力F的随时间t变化的图像。（取江水的密度为ρ =1.0×103kg/m3 ，g取10N/kg）求： （1）圆柱体A下降过程中，重力的功率？ （2）圆柱体A的密度？ （3）当圆柱体A下降到江底（江底视为水平），卸下钢缆绳后，圆柱体A对江底的压强？‎ ‎2、新农村建设让农村面貌焕然一新。许多楼房顶部装有自动供水水箱，箱体重1250N，与水平楼顶接触面积为1.5m2。为了控制进水量，在水箱顶部安装压力传感器，如图（14）所示，A物体通过细线与压力传感器相连接，压力传感器相等于拉线开关，A的密度是2.5×103kg/m3，A重为25N。当压力传感器受到竖直向下的拉力等于25N时闭合，电动水泵向水箱注水；当拉力等于15N时断开，电动水泵停止向水箱注水。（1）求未装水时整个水箱对楼顶的压强是多少？（压力传感器及连接线质量不计，g取10N/kg）（2）通过计算说明当水面与A上表面相平时，电动水泵能否停止注水？（g取10N/kg，连接线体积不计）‎ ‎ ‎ ‎3、如图所示，水平桌面的正中央放着三个底面积均为500cm2的薄壁容器，容器内装有适当的水，在圆柱形的乙 容器中放入一个密度为0.6×103kg/m3，体积为1dm3的木块漂浮在水面，现用力F将木块刚好压没于水中静止，‎ 水未溢出。求：（1）静止时所施加的压力F的大小；（2）乙容器中木块被压没后和没有放入木块时相比水对 容器底部的压强增加了多少？（3）若也将木块压没于甲、丙两容器中（木块未触底、水未溢出），静止时判 断三容器中水对容器底部的压强增加量的大小关系。‎ ‎4、一带阀门的圆柱形容器，底面积是200cm2，装有12cm深的水，正方体M边长为10cm，重20N，用细绳悬挂放入水中，有的体积露出水面，如图所示，试求：（1）正方体M的密度；（2）正方体M受到的浮力以及此时水对容器底部的压强；（3）若从图示状态开始，通过阀门K缓慢放水，当容器中水面下降了2cm时，细绳刚好被拉断，则细绳能承受的最大拉力是多少？（g取10N/Kg，水的密度为1.0×103kg/m3）．‎ ‎5、如图11 所示，薄壁圆柱形容器甲和圆柱体乙置于水平地面上。容器甲足够高、底面积为5×10-2m2，盛有质量为5 千克的水。圆柱体乙的重力为160 牛，底面积为8×10-2m2。①求容器甲内水的体积V水；②求圆柱体乙对水平地面的压强 p乙； ③若将一物块A 分别浸没在容器甲的水中、放在圆柱体乙上表面的中央时，水对容器甲底部压强的变化量与圆柱体乙对水平地面压强的变化量相等。求物块A的密度 ρA。‎ ‎6、底面积为S0的圆柱形薄壁容器内装有密度为ρ0的液体，横截面积为S1‎ 的圆柱形木块由一段非弹性细线与容器底部相连，且部分浸入液体中，此时细线刚好伸直，如图19所示，已知细线所能承受的最大拉力为T，现往容器中再缓慢注入密度为ρ0的液体，直到细线刚好被拉断为止，请解答下列问题：（1）画出细线刚好伸直时，木块在竖直方向上的受力示意图；（2）导出细线未拉断前，细线对木块拉力F与注入液体质量m之间的关系式；（3）求出细线刚好被拉断时与细线断后容器中液面恢复稳定时，容器底部所受液体压强的变化量。‎ ‎7、如图是一厕所自动冲水装置，圆柱体浮筒A与阀门C通过杆B连接，浮筒A的质量为 1kg，高为 0.22m，B杆长为 0.2m，阀门C的上表面积为 25 cm2 ，B和C的质量、厚度、体积及摩擦均忽略不计，当 A露出 0.02m 时，C恰好被A拉开，实现了自动冲水（g 取 10N/kg）。求： （1）刚拉开阀门C 时，C 受到水的压强和压力； （2 ）此时浮筒A 受到的浮力；（3 ）浮筒A 的密度。 ‎ ‎8、一个圆柱形容器放在水平桌面上，如图甲所示，容器中立放着一个均匀实心圆柱体M。现慢慢向容器中加水，加入的水对容器底的压强p水与所加水的质量m的关系如图丙所示，在整个过程中无水溢出，M的底面始终与容器中的水面平行。当加入的水等于3kg时，物体M刚好漂浮且露出水面的高度为4cm，如图乙所示（已知ρ水=1.0×10kg/m3）。求：（1）圆柱体M刚好漂浮时容器中水的深度h；（2）圆柱体M的密度ρ；（3）圆柱形容器的内底面积S。‎ ‎　‎ ‎9、如图甲所示，水平桌面上放置底面积为100 cm2、质量为500 g的圆筒，筒内装有20 cm深的某液体。弹簧测力计下悬挂底面积60 cm2、高为10cm的圆柱体，从液面逐渐浸入直至完全浸没，弹簧测力计示数F随圆柱体浸入液体的深度h的变化关系如图乙所示（可以忽略圆筒的厚度，过程中液体始终没有从筒中溢出），g取10N/kg，求：（1）圆柱体完全浸没时受到液体的浮力是多少？（2）筒内液体的密度是多少？（3）当圆柱体完全浸没时，圆筒对桌面的压强是多少？‎ ‎10、如图所示，不计外壁厚度且足够高的柱形容器置于水平桌面上，容器的底面积为150cm2．现将一边长为0.1m、质地均匀的正方体物块放在容器底部，当缓慢持续地向容器中注入400cm3‎ 的水时，物块对容器底部的压力恰好为零。求：（1）水对容器底部的压强是多少？（2）物块受到水的浮力是多少？（3）再次向容器中缓慢注水，当容器中水的深度达到12cm时停止注水，第二次注入水的质量是多少？‎ ‎　‎ ‎11、有一质量m=0.1kg，容积V＝1×10-3m3，横截面积S＝2.5×10-3m2的圆筒形薄壁容器B（壁厚忽略不计），现注入体积为V的某种液体A后，将其封闭放入水中，且保持竖直漂浮状态，如图9甲所示，此时水对容器底部的压强p＝2.8×103Pa，（容器B内空气质量不计，g取10N/kg）求： ⑴ 液体A的密度；⑵ 若要使容器B恰好竖直悬浮在水中（如图9乙所示）注入液体A的体积是多少？‎ ‎12、如图，将含有一空心铝球的冰块投入平底水槽中，冰块内空心铝球的体积V铝=10cm3，当冰块（含空心铝球）悬浮时，排开水的体积V排=45cm3．冰全部熔化后，浸没在水中的空心铝球沉入水底，已知冰的密度ρ冰=0.9×103kg/m3，求：（1）冰块（含空心铝球）在水中悬浮时的重力；（2）空心铝球最终对水槽底部的压力大小．‎ ‎13、有一个足够大的水池，在其水平池底竖直放置一段圆木。圆木可近似看作一个圆柱体，底面积0.8m2，高‎5m，密度0.7×‎103kg/m3。（g=10N/kg） （1）未向池内缓慢注水，圆木对池底的压力和压强分别为多大？ （2）向水池内注水，在水位到达‎1m时圆木受到水的浮力和圆木对池底的压力分别为多大？ （3）当向水池内注水深度达到‎4m时，圆木受到的浮力又为多大？‎ ‎14、在水平桌面上放置一个底面积为100cm2，质量为400g的圆筒，筒内装有16cm深的某种液体。弹簧测力计的下端悬挂着一个底面积为40 cm2、高为8cm的金属柱，当金属柱从液面上方逐渐浸入液体中直到全部浸没时，弹簧测力计的示数F与金属柱浸入液体深度h的关系如图所示。(圆筒厚度忽略不计，筒内液体没有溢出，g=l0N/kg)求：(1)当金属柱有一半的体积浸在液体中时，受到液体的浮力是多少？（2)圆筒内所装液体的密度是多少？（3)当金属柱有一半的体积浸在液体中时，圆筒对桌面的压强是多少？‎ ‎15．如图甲所示，有一种圆柱形薄壁烧杯，它的底面积为50cm2，烧杯自重1.2N，置于水平桌面上，在烧杯内倒入200mL的盐水时，杯底所受盐水的压强为440pa。（g=10N/kg）。求：（1）烧杯内盐水的密度；（2）烧杯对桌面的压强；（3）如图乙所示，把一个鸡蛋轻轻放入盐水中，鸡蛋刚好悬浮，液面上升到250mL刻线处，求鸡蛋的重力。‎ ‎16．如图13所示，用细绳系住体积为3×10-4m3的物体A，使它竖直下垂且全部浸入水中静止，此时绳子的拉力是1.5N，容器和水的总质量是0.7kg，容器与水平桌面的接触面积是100cm2。（ρ水=1.0×103kg/ m3，g=10N/kg）求（1）物体A受到的浮力；（2）物体A的密度；（3）容器对桌面的压强。‎ ‎17、如图23甲所示，用吊车将棱长为1m的正方体花岗岩石从距水面1m高的A处沿竖直方向匀速放入水中。在整个过程中，钢缆拉力大小与下落高度的关系如图23乙所示。求：（1）花岗岩石浸没在水中时受到的浮力；（2）花岗岩石下落到图甲B处（h0=2m）时下表面受到水的压强；（3）花岗岩石的密度。‎ ‎18、如图甲所示底面积为0.2m2，高0.2m的质量均匀的长方体物体A，放置在水平地面上，对地面的压强为6×103Pa；一质量为80kg的工人站在水平地面上，用如图乙所示的滑轮组把A运到高处，工人用大小为F1的竖直拉力拉绳使A以10cm/s的速度匀速上升，这时地面对工人的支持力为N1，工人匀速拉绳的功率为P，滑轮组的机械效率为η1．若工人以相同的功率用大小为F2的竖直拉力拉绳使另一物体B以12.5cm/s的速度匀速上升，这时地面对工人的支持力为N2，滑轮组的机械效率为η2．已知N1：N2=3：4，η1：η2=16：15．（g取10N/kg）求：（1）物体A的密度；（2）工人拉绳的功率P；（3）用滑轮组提升B时滑轮组的机械效率η2．‎ ‎ ‎ ‎19、体重为600N的小聪用如图19所示的滑轮组来竖直提升物体A。当A以0.1m/s的速度匀速上升时，小聪对绳子的拉力F为400N，滑轮组的机械效率为80%（不计摩擦及绳重）。求：（1）拉力F的功率；（2）物体A受到的重力；（3）小聪拉动绳子前后对地面的压强之比；（4）小聪使用该滑轮组能提起物体的最大重力。‎ ‎20、某工人用如图所示的装置把一重1200N的箱子从斜面底端匀速拉到顶端用时10s，已知斜面长6m，高2m，此装置的机械效率为80%（滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计）。求：（1）拉力F；（2）拉力F做功的功率；（3）箱子与斜面间的摩擦力。‎ ‎21、如图所示，用滑轮组匀速提起1200N的重物，拉力做功的功率为1500W， 绳子的自由端向下拉的速度为3m/s，地面对人的支持力为N1，不计绳重和摩擦。（1）滑轮组中有几股绳子承担重物？作用在绳自由端的拉力是多少？（2）滑轮组的机械效率是多少？（3）若用此滑轮组匀速提起2400N的重物时，地面对人的支持力为N2，作用在绳自由端的拉力是多少？若N1:N2=5:1时，人的重力是多少？‎ ‎22、如下图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深12m，物体重G=6×103N，汽车重G车=3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F= 2.2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍。求：（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？（2）滑轮组的机械效率为多少？（保留一位小数）（3）若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要多长时间？（4）汽车牵引力为多少？牵引力的功率为多少？‎ ‎23、如图24所示，小明用滑轮组将重为500N的物体在l0s内匀速提升了1.5m。每个滑轮的重相等，均为20N，不计绳重及摩擦。求：（1）小明受到地面的摩擦力。（2）小明做功的功率。（3）滑轮组的机械效率。‎ ‎24、小雨站在水平地面上，通过如图所示的滑轮组从井中提水（不计绳重及摩擦）。已知小雨的重力为500N、双 脚与地面的接触面积为0.04m2，圆柱形水桶的底面积为0.2m2、容积为0.1m3（不计桶的厚度）。（1）将空桶 ‎ 匀速下放的过程中（桶底未接触水面），小雨对地面的压强为1.15×l04Pa，则桶和动滑轮总重是多少？（2）‎ 向上提水，当桶底受到水向上的压强为2.5×103Pa时，小雨对地面的压强为l×l04Pa；小雨将水桶拉离水面后，‎ 匀速拉动过程中滑轮组的机械效率是多少？‎ ‎ ‎ ‎25、我市海洋打捞队的一打捞装置可简化为如图所示的系统．在某次打捞过程中，该装置置从100m深的海底将一物体竖直向上提起至离海面10m高处．该过程可视为水中和空中两个速度大小不同的匀速过程。忽略物体刚要离开水面到刚好完全离开水面过程及速度大小的变化过程．经过A处时物体受到的拉力为4×104N，经过B处时物体受到的拉力6×104N．已知g=10N/kg，海水的密度1.0×103kg/m3，不计水和空气的阻力，请计算：（1）物体在A处受到的浮力和物体的体积；（2）若用于提升工作的柴油机的输出功率恒为69kW，整个提升过程用时80s，求该打捞装置的机械效率。‎ ‎26、如图所示是利用起重机打捞水中物体的示意图，吊臂前端由滑轮组组成，动滑轮总重300kg，绳重和摩擦不计。现在用此起重机从水中把质量为2×103kg，体积为0.8m3的物体G匀速提起，滑轮组上钢丝绳拉力F的功率为3kW（g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）．求：（1）物体完全浸没在水中时受到的浮力；（2）物体离开水面前拉力F的大小；（3）物体离开水面前上升的速度；（4）物体离开水面前，滑轮组的机械效率多大。‎ ‎1、（1）圆柱体在江面上匀速下降时，重力G=F1=3×104N .重力的功率P=Gv=3×104N×0.2m/s=6×103W （1） 当A完全浸入水中时，拉力F2=1×104N A受到的浮力：F浮=G-F2=3×104N-1×104N=2×104N，‎ A的体积V=V排=‎ A的密度 （1） A从刚接触江面到浸没用的时间t=15s-10s=5s A的高度h=vt=0.2m/s×5s=1m ‎ A的底面积 圆柱体A沉底且卸下钢缆绳后，A对江底的压力F=G-F浮=3×104N-2×104N=1×104N 圆柱体A对江底的压强 ‎2、‎ ‎3、（1）木块重力G木=mg=ρ木Vg=0.6×103kg/m3×1×10﹣3m3×10N/kg=6N．‎ 由于木块完全浸没，则V排=V=1dm3=1×10-3m3，‎ F浮=ρ水gV排=1000kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N；‎ 由于F浮=F+G，所以，所施加的压力：F=F浮﹣G=10N﹣6N=4N；‎ ‎（2）由于乙容器是柱状容器，则木块被压没后和没有放入木块时水对容器底部的增加的压力即为木块浸没时所受浮力，即△F乙=F浮=10N，‎ 所以水对容器底面增加的压强为△p乙===200Pa；‎ ‎（3）若也将木块压没于甲、丙两容器中（木块未触底、水未溢出），由于甲的形状是上大下小，故水面升高的高度最小；而丙的形状是上小下大，故水面升高的高度最高；‎ 所以根据可知：△p甲＜△p乙＜△p丙．‎ ‎4、解：（1）正方体M的质量mM===2kg，‎ 体积为VA=L3=（10cm）3=1000cm3=1×10﹣3m3，‎ 所以，密度ρA===2×103kg/m3；‎ ‎（2）由于用细绳悬挂放入水中，有的体积露出水面，则：‎ V排1=（1﹣）VA=×1×10﹣3m3=8×10﹣4m3，‎ 受到的浮力为：F浮1=ρ水gV排1=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣4m3=8N；‎ 设正方体悬挂放入水中后水深为h′，则有Sh′=Sh+V排1，‎ 则h′=h+=0.12m+=0.16m．‎ 此时水对容器底部的压强：p=ρ水gh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1.6×103Pa．‎ ‎（3）原来正方体M浸入水中深度为h1=（1﹣）L=×10cm=8cm，‎ 水面下降2cm时正方体M浸入水中深度为h2=h1﹣2cm=8cm﹣2cm=6cm，‎ 则V排2=h2L2=6cm×（10cm）2=600cm3=6×10-4m3，‎ F浮2=ρ水gV排2=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-4m3=6N；‎ 当绳子刚被拉断时有：Fm+F浮2=G，‎ 所以细绳能承受的最大拉力Fm=G﹣F浮2 =20N﹣6N=14N．‎ 答：（1）正方体M的密度为2×103kg/m3；‎ ‎（2）正方体M受到的浮力为8N；此时水对容器底部的压强为1.6×103Pa；‎ ‎（3）当容器中水面下降了2cm时，细绳刚好被拉断，细绳能承受的最大拉力是14N．‎ ‎5、‎ ‎6、‎ ‎7、（1）阀门C处水的深度h=h浸+L=(0.22m-0.02m)+0.2m=0.4m 水对阀门C的压强 水对阀门C的压力 ‎（2）∵C恰好被A拉开，∴浮筒A对阀门C的拉力 浮筒A的重此时浮筒受向上的浮力、向下的重力和向下的拉力，‎ ‎∴浮筒A受到的浮力 ‎（3）浮筒A排开水的体积 浮筒A的底面积 浮筒A的体积 浮筒A的密度 ‎8、（1）当加入的水m水=3kg时，p水=0.6×103Pa，‎ 由p=ρgh可得，水的深度h= = =0.06m=6cm ‎（2）由于物体M刚好漂浮且露出水面的高度为4cm，‎ 则物体M的高度H=h+h露=6cm+4cm=10cm；‎ 由漂浮条件可知：F浮=G，‎ 即：ρ水V排g=ρ物V物g，‎ 则ρ水Sh浸g=ρ物SHg，‎ 所以ρ物= ρ水 = ×1×103 kg/m3=0.6×103 kg/m3；‎ ‎（3）由于加入的水等于7kg与3kg时压强分别为1.0×103Pa、0.6×103Pa，‎ 由p==得：‎ ‎∴S= = = =0.1m2．‎ ‎9、（1）由图象知，当h=0时，此时测力计的示数等于圆柱体的重力，所以G=18N；‎ 当h≥10cm时，测力计的示数不变，说明此时浮力不变，圆柱体完全浸没，此时F=13.2N；‎ 所以F浮=G﹣F=18N﹣13.2N=4.8N；‎ ‎（2）物体排开液体的体积V排=V物=60×10×10﹣6m3=6×10﹣4m3‎ 由F浮=ρ液gV排得：‎ ρ液===0.8×103kg/m3‎ ‎（3）液体的质量m液=ρ液V液=0.8×103kg/m3×100×20×10﹣6m3=1.6kg 将圆柱体、圆筒、液体看做一个整体，则其对地面的压力：‎ F′=（m液+m筒）g+G物﹣F拉=（1.6kg+0.5kg）×10N/kg+18N﹣13.2N=25.8N 圆筒对桌面的压强：p== =2.58×103Pa．‎ ‎10、（1）正方体物块的底面积为S1=10cm×10cm=100 cm2‎ 容器中水的深度是h===8cm 水对容器底部的压强是p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=8×102Pa；‎ ‎（2）物块排开水的体积V排=S1 h=100cm2×8cm=800cm3‎ 物块受到水的浮力F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣4m3=8N ‎ ‎（3）再次注入水的体积V水=S容（h1﹣h）=150cm2×（12cm﹣8cm）=600cm3‎ 再次注入水的质量m=ρ水V水=1.0×103kg/m3×600×10﹣6m3=0.6 kg．‎ ‎11、（1）F浮＝F向上＝P向上S＝2.8×103pa×2.5×10-3m2＝7N ‎∵整体漂浮 ∴G总=F浮=7N m总=‎ ‎ 液体的质量 m液＝m总－m容＝0.7kg－0.1kg＝0.6kg ‎ ∴液体密度 ρA＝＝=1.8×103kg/m3‎ ‎（2）F浮′ =ρ水gV排=1×103 kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N ‎∵整体悬浮 ∴G总′=F浮′=10N m总′=‎ ‎ 此时液体的质量 m液′＝m总′－m容＝1kg－0.1kg＝0.9kg ‎ V液′= m液′/ρ液=0.9kg÷1.8×103 kg/m3=5×10-4m3‎ ‎12、（1）冰块（含空心铝球）完全浸没时受到的浮力：‎ F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×45×10﹣6m3=0.45N；‎ 由于冰块（含空心铝球）处于悬浮，则冰块（含空心铝球）重力G=F浮=0.45N；‎ ‎（2）冰的体积V=V排﹣V铝=45cm3﹣10cm3=35cm3=35×10﹣6m3，‎ 由ρ=和G=mg得冰的重力：‎ G=mg=ρ冰Vg=0.9×103kg/m3×10N/kg×35×10﹣6m3=0.315N；‎ 空心铝球的重力：G球=G﹣G冰=0.45N﹣0.315N=0.135N；‎ 由于空心铝球沉在底部，则受到的浮力：‎ F浮=ρ水gV排=ρ水gV铝=1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10﹣6m3=0.1N；‎ 对水槽底部的压力：F=G﹣F浮=0.135N﹣0.1N=0.035N．‎ ‎13、（1）圆木的体积：V=Sh=0.8m2×5m=4m3，圆木的质量m=ρ木V=0.7×103kg/m3×4m3=2.8×103kg，‎ 圆木重力：G=mg=2.8×103kg×10N/kg=2.8×104N，未向水池内注水时，圆木对池底的压力：F=G=2.8×104N，‎ 圆木对池底的压强：p===3.5×104Pa；‎ ‎（2）水位达到1m时，V排1=0.8m2×1m=0.8m3，圆木受到的浮力：F浮1=ρ水V排g=1×103kg/m3×0.8m3×10N/kg=8×103N，‎ 圆木对池底的压力：F压=G﹣F浮=2.8×104N﹣8×103N=2×104N；‎ ‎（3）当圆木对池底的压力为0时，F浮2=G=2.8×104N，即F浮2=ρ水V排2g=1×103kg/m3×0.8m2×h2×10N/kg=2.8×104N，‎ 解得水深h2=3.5m，当水位达到4m时，圆木静止时漂浮在水面上，圆木受到的浮力：F浮3=G=2.8×104N．‎ ‎14、‎ ‎15．‎ ‎16．‎ ‎17.（1）V排=V物=1m3，F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m3=1.0×104N，‎ ‎（2）花岗岩石下落到图甲B处（h0=2m）时，下表面距离水的深度h=2m+1m=3m，‎ 下表面受到水的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa，‎ ‎（3）由图可知，花岗岩石的重力G=F=2.8×104N，花岗岩石的质量m===2.8×103kg，‎ 花岗岩石的密度ρ===2.8×103kg/m3．‎ ‎18、（1）由p==可知，G=pS=6×103Pa×0.2m2=1200N，‎ 由G=mg可知，A的质量：mA===120kg，‎ A的密度：ρ= = =3000kg/m3；‎ ‎（2）对工人，由平衡条件得：F拉+N=m人g=80kg×10N/kg=800N，‎ 则：N1=800N﹣F1，N2=800N﹣N2，‎ 由题意可知：N1：N2=3：4，则：4F1﹣3F2=800N﹣﹣﹣①‎ 提升物体时的功率相等，P=F1v1=F2v2，解得：F1：F2=5：4﹣﹣﹣②‎ 由①②解得：F1=500N，F2=400N，‎ 工人拉绳子的功率：P=F1v1=500N×0.1m/s×3=150W；‎ ‎（3）滑轮组效率：η==，由题意可知：η1：η2=16：15，‎ η2=η1=×=×=75%；‎ ‎19、（1）由图通过动滑轮绳子的段数n=3，物体A匀速上升，拉力F的功率：P=Fv=Fnv物=400N×3×0.1m/s=120W；‎ ‎（2）根据η===，物体A受到的重力：G=ηnF=80%×3×400N=960N；‎ ‎（3）小聪拉动绳子前对地面压力F=G人=600N，小聪拉动绳子后对地面压力F′=G人﹣F=600N﹣400N﹣200N，‎ 小聪拉动绳子前后对地面的压强之比：====；‎ ‎（4）不计摩擦及绳重，F=（G物+G动），提起A时，G动=3F﹣GA=3×400N﹣960N=240N，‎ 小聪对绳子自由端拉力最大等于他的重力，即F最大=G人=600N，‎ 此时提起物体的重力最大：G最大=3F﹣G动=3×600N﹣240N=1560N．‎ ‎20、【解答】（1）物体从底端到顶端的路程为L，则绳子自由端移动的距离为2L。‎ 此装置的机械效率 ∴拉力F=‎ ‎（2）拉力F做的功W总=Fs绳=250N×2×6m=3000J 拉力F做功的功率 ‎（3）有用功W有=Gh=1200N× 2m=2400J 额外功W额= W总- W有=3000J-2400J=600J ‎∵滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计，‎ ‎∴W额= G动L 则动滑轮的重 ‎21、【解析】由图可知，n=3，∵，∴F拉===500N；‎ ‎（2）机械效率：η=×100%=×100%=×100%=×100%=80%；‎ ‎（3）不计绳重和摩擦，则F拉=（G动+G）G动=3F拉﹣G=3×500N﹣1200N=300N 提起2400N的重物时，F拉′=（G动+G′）=（300N+2400N）=900N 人拉绳子的力与绳子拉人的力是相等的，人受3个力即向下的重力、向上的拉力、向上的支持力，‎ 因此有支持力N=G人﹣F拉 N1=G人﹣500N ① N2=G人﹣900N ②‎ N1：N2=5：1 ③ 所以（G人﹣500N）：（G人﹣900N）=5：1 解得：G人=1000N．‎ ‎22、（1）n=3，s=3h=3×12m=36m，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功：W=Fs=2.2×103N×36m=7.92×104J；‎ ‎（2）滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%≈90.9%；‎ ‎（3）v物=v=×3m/s=1m/s，由v=s/t得，将物体由井底拉至井口需要的时间：t物===12s；‎ ‎（4）牵引力：F牵=F′+f=F′+0.1G车=2.2×103N+0.1×3×104N=5.2×103N，‎ 拉力做功功率：P== =F牵v汽=5.2×103N×3 m/s=1.56×104W．‎ ‎23、（1）以下面动滑轮为研究对象，∴‎ 以上面动滑轮为研究对象，受向下的重力、向下的绳子拉力F1和向上的2段绳子拉力2F2 。‎ ‎∵匀速提升物体，∴ ，即20N+260N=2F2.‎ 解得F2=140N.‎ ‎∵小明受向左的绳子拉力F2和地面的摩擦力f而处于静止状态，‎ ‎∴f=F2=140N .‎ ‎（2）物体提升高度为h，则上面的动滑轮提升的高度为2h 。‎ 以上面动滑轮为研究对象，则绳子自由端移动的距离s=2×2h=4×1.5m=6m。‎ 小明做功的功率 ‎（3）滑轮组的机械效率 ‎24、（1）由p=可得，小雨对地面的压力：FN=p人S人=1.15×104Pa×0.04m2=460N，‎ 绳子对小雨的拉力：F=G人﹣FN=500N﹣460N=40N，由图可知，n=3，不计绳重及摩擦，由F= G总可得，‎ 桶和动滑轮总重：G0=nF=3×40N=120N；‎ ‎（2）由p=ρgh可得，桶底所处的深度：h1===0.25m，‎ 水桶排开水的体积：V1=Sh1=0.2m2×0.25m=0.05m3＜0.1m3，‎ 水桶受到的浮力：F浮=ρ水gV排=ρ水gV1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m3=500N，‎ 此时小雨对地面的压力：FN′=p人′S人=1×104Pa×0.04m2=400N，‎ 小雨对绳子的拉力：F′=G人′﹣FN=500N﹣400N=100N，‎ 以动滑轮、桶及桶内水的整体为研究对象，受3段绳子向上的拉力、向上的浮力和整体的总重，根据力的平衡有3 F′+ F浮= G0 + G水，‎ 所以水的重力：G水=3F′+F浮﹣G0=3×100N+500N﹣120N=680N，‎ 不计绳重及摩擦，水桶拉离水面后，则匀速拉动过程中滑轮组的机械效率：‎ η=×100%=×100%=×100%=×100%=85%．‎ ‎25 、（1）不计水和空气的阻力，由题意知，物体在A处受到的浮力：‎ F浮=G﹣FA=FB﹣FA=6×104N﹣4×104N=2×104N．‎ 由F浮=ρ液gV排可得，物体的体积：‎ V物=V排===2m3；‎ ‎（2）设物体在水中提升的高度为hA，在空气中提升的高度为hB，‎ 提升过程中该装置的有用功为：‎ W有=FAhA+FBhB=4×104N×100m+6×104N×10m=4.6×106J，‎ 由P=可得，提升过程中该装置的总功为：W总=Pt=69×103W×80s=5.52×106J，‎ 该装置的机械效率为：η=×100%==83%．‎ ‎26、（1）物体完全浸没在水中时， V排=V物=0.8m3，‎ 则F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.8m3=8×103N；‎ ‎（2）物体重力G物=m物g=2×103kg×10N/kg=2×104N；‎ 动滑轮的总重力G动=m动g=300kg×10N/kg=3×103N；‎ 物体和动滑轮的总重力G总=G物+G动=2×104N+3×103N =2.3×104N；‎ 以动滑轮、物体的整体为研究对象，受3段绳子向上的拉力、向上的浮力和整体的总重，‎ 根据力的平衡有3 F+ F浮= G总，‎ 所以绳子的拉力F=（G总-F浮）=×（2.3×104N-8×103N）=5×103N；‎ ‎（3）已知功率P=3kW=3000W，根据P===Fv得：‎ 绳子自由端的速度v===0.6m/s，‎ 则物体上升的速度为v′=v=×0.6m/s=0.2m/s；‎ ‎（4）物体离开水面前，物体的视重G= G物 - F浮=2×104N-8×103N=1.2×104N 由于绳重和摩擦不计，则机械效率η====80%．‎