中考物理总复习专题突破计算题：简单机械综合

2021 中考物理总复习专题突破计算题：简单机械综合 1. 如图所示，是一个上肢力量健身器示意图．配重 A 的质量为 40kg， 其底面积为 100cm2．重为 500N 的小勇通过细绳施加竖直向上的拉力 F1 时，配重 A 对地面的压强为 2×104Pa，人对地面的压强为 P1；他通 过细绳施加竖直向上的拉力 F2 时，配重 A 对地面的压强为 3×104Pa， 人对地面的压强为 P2．滑轮组装置的摩擦力忽略不计，已知 P1：P2=5： 4，g 取 10N/kg．求： （1）拉力 F1 的大小． （2）若人与地面的接触面积为 400cm2，则人对地面的压强 P2 的大小． 2.如图甲所示，正方体 A 边长 0.2m，作配重使用，杠杆 OE：OF=2：3， 某同学用这个装置和一个密闭容器 D 提取水中的圆柱体 B， 圆柱体 B 的体积是密闭容器 D 的 1/3 浮体 C 的体积是 0.1m3，该同学站在浮体 C 上，总体积的 3/5 中；该同学用力拉动滑轮组绕绳自由端，手拉绳 的功率 P 和密闭容器 D 匀速被提升的距离关系如图乙所示；密闭容器 D 上升速度 0.05m/s 保持不变，密闭容器 D 被提出水后，圆柱体 B 从 密闭容器 D 中取出放在浮体 C 的上面，同时手松开绳子时，浮体 C 露 出水面的体积减少总体积的 7/25 全过程中，配重 A 始终没有离开地 面。两个定滑轮总重 10 N.（绳的重力，滑轮与轴的摩擦及水的阻力 不计。g＝10N/kg），求： （1）圆柱体 B 的重力； （2）密闭容器 D 离开水面时，滑轮组提升重物 B 的机械效率；（百分 号前面保留整数）； （3）圆柱体 B 的密度； （4）在提升全过程中配重 A 对地面的压强的最大变化量。 3. 如图是利用电子秤显示水库水位装置的示意图。该装置主要由滑 轮 C、D，物体 A、B 以及轻质杠杆 MN 组成。物体 A 通过细绳与滑轮 C 相连，物体 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 MO:MN=1:3。物体 B 受到的重力 为 100N，A 的底面积为 0.04m2，高 1 m。当物体 A 恰好浸没在水中时， 物体 B 对电子秤的压力为 F1；若水位下降至物体 A 恰好完全露出水面 时，物体 B 对电子秤的压力为 F2，已知：每个滑轮的重力为 20N，F1 ﹕F2=27﹕7。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）物体 A 的底部距水面深为 0.75 m 时，A 受到的浮力 F 浮。 （2）物体 A 的密度ρA。 （3）如果把细绳由 N 端向左移动到 N，处，电子秤的示数恰好为零， NN‘﹕MN =17﹕60，此时物体 A 露出水面的体积 V 露。 4. 图的装置主要由长木板甲、物块乙和丙、定滑轮 S 和动滑轮 P、 水箱 K、配重 C 和 D 及杠杆 AB 组成．C、D 分别与支架固连在 AB 两端， 支架与 AB 垂直，AB 可绕支点 O 在竖直平面内转动．C 通过细绳与 P 相连，绕在 P 上的绳子的一端通过固定在墙上的 S 连接到乙上，乙的 另一端用绳子通过固定在桌面上的定滑轮与丙连接，乙置于甲上，甲 放在光滑的水平桌面上．已知 C 重 100N，D 重 10N，丙重 20N，OA： OB=1：2，在物体运动的过程中，杠杆始终保持水平位置平衡．若在 D 上施加竖直向下 F0=20N 的压力，同时在甲的左端施加水平向左的拉 力 F，甲恰好向左匀速直线运动，乙相对桌面恰好静止；若撤去拉力 F 改为在甲的右端施加水平向右的拉力 F'时，甲恰好在桌面上向右匀 速直线运动，要继续保持乙相对桌面静止，则此时在 D 上施加竖直向 下的压力为 F1；若移动 K，将丙浸没水中，在拉力 F'作用下，甲仍向 右匀速直线运动且乙相对桌面静止，则此时在 D 上施加竖直向下的压 力为 F2．已知ρ丙=2×103kg/m3，F1：F2=4：5．杠杆、支架和不可伸缩 细绳的质量、滑轮与轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计．g 取 10N/kg．求： （1）丙浸没水中后受到的浮力 F 浮； （2）拉力 F． 5. 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 点为支点在竖直平面内转动，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 D 端固定 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 V． 6. 如图，杠杆在水平位置平衡，物体 M1 重为 500N，OA：OB=2：3， 每个滑轮重为 20N，滑轮组机械效率为 80%，在拉力 F 的作用下，物 体 M2 以 0.5m/s 速度匀速上升了 5m．（杠杆与绳的自重摩擦均不计） 求： （1） 物体 M2 的重力； （2） 拉力 F 的功率； （3）物体 M1 对水平面的压力。 7. 某科技小组设计从水中打捞重物 A 的装置如图所示，小文站在地 面上通过滑轮组从水中提升重为 1200N 的物体 A．当物体 A 在水面下， 小文以拉力 F1 匀速竖直拉动绳子，滑轮组的机械效率为η1，小文对 地面的压力为 N1；当物体 A 完全离开水面，小文以拉力 F2 匀速竖直拉 动绳子，滑轮组的机械效率为η2，小文对地面的压力为 N2．已知： 物体 A 的密度为 3×103kg/m3，小文的重力为 600N，N1：N2=7：5．不 计绳的质量和滑轮与轴之间的摩擦，g 取 10N/kg．求： （1）物体在水面下受到的浮力； （2）动滑轮受到的重力 （3）η1 与η2 的比值． 8. 如图所示，小张站在地面上用杠杆和滑轮组构成的装置匀速提升 水中的物体 A。已知小张体重为 600N，双脚着地面积为 400cm2 ， OC： OD=1：2。物体 A 的体积为 0．2m3 ，密度为 2．1×103kg/m3。装置中 滑轮重、杠杆重、绳子与滑轮间的摩擦、杠杆转动的摩擦均忽略不计。 已知ρ水=1×103kg/m3 ，g=10N/kg。求： （1） A 受到的重力 （2） A 浸没在水中时绳子对 A 的拉力大小; （3） 小张对地面的最小压强(假设装置能使 A 上升足够高度)。 9. 如图是某科技小组设计的一个提升重物的装置，CD 是一个以 O 点 为转轴的水平杠杆，CO：OD=3：2。滑轮组固定在杠杆 C 点，通过固 定在水平地面的电动机匀速提升重物，每个滑轮的质量均为 m0。放置 在水平地面上的配重 E 通过细绳竖直拉着杠杆 D 点，使杠杆 CD 始终 保持水平平衡，配重 E 的质量 mE 为 100kg。当电动机用拉力 F1 匀速 提升重物 A 时，滑轮组的机械效率为η1，物体 A 匀速上升的速度为 v1；当电动机用拉力 F2 匀速提升重物 B 时，滑轮组的机械效率为η2， 物体 B 匀速上升的速度为 v2。在匀速提升重物 A、B 的过程中，电动 机的功率保持不变。已知 F2-F1=50N，v1:v2=5:4，η2=90%。细绳和杠 杆的质量、滑轮与轴的摩擦均忽略不计，g 取 10N/kg。求： （1）拉力 F1 的大小； （2）滑轮组的机械效率η1； （3）当电动机用拉力 F2 匀速提升重物 B 时，配重 E 对地面的压力 N2。 10. 如图所示为一种蓄水箱的人工放水装置，AOB 是以 O 点为转轴的 轻质杠杆，AB 呈水平状态，AO=40cm，BO=10cm．Q 是一个重为 5N、 横截面积为 100cm2 的盖板（恰好堵住出水口），它通过细绳与杠杆的 A 端相连．在水箱右侧的水平地面上，有一质量为 70kg 的人通过滑 轮组拉动系在 B 点呈竖直状态的绳子，可以控制出水口上的盖板．若 水箱中水深为 50cm，当盖板恰好要被拉起时，人对绳子的拉力为 F1， 水平地面对人的支持力为 N1；若水箱中水深为 80cm，当盖板恰好要 被拉起时，人对绳子的拉力为 F2，水平地面对人的支持力为 N2．已知 N1 与 N2 之比为 64：61，盖板的厚度、绳重及绳与滑轮间的摩擦均可 忽略不计，人对绳的拉力与人所受重力在同一直线上，g 取 10N/kg．求： （1）当水箱中水深为 80cm 时，盖板上表面所受水的压强； （2）动滑轮的总重 G 动． 11. 如图甲所示，重为 16N 的物体 A 在拉力 F 的作用下，5s 内匀速 运动了 0.5m．拉力做的功随时间变化的图象如图乙所示．物体 A 在 水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重 G 的 0.25 倍． 求：（1）拉力 F 的功率． （2）拉力 F 的大小． （3）此滑轮组的机械效率． 12. 如图甲所示．一根轻质不可伸长的细线，绕过定滑轮（不计摩 擦）将均匀柱体 A 与 B 相连，B 置于水平放置的电子秤的托盘上，A 置于足够高的薄壁柱形容器底部，但与容器底部不挤压．逐渐向容器 中加水，得到了电子秤的示数 m 与容器中水深 h 之间的关系，如图乙 所示．已知 B 的重力为 20N，体积为 400cm3 ， 容器重为 10N，S 容 =4SA ． 求： （1） 柱体 B 的密度是多少？ （2） 柱体 A 的重力是多少？ （3） 水深为 15cm 时，柱形容器水平地面的压强是多少？