2022年 中考物理总复习专题系列之滑轮组打捞问题

2021-2022年人教版物理下册中考总复习专题系列 滑轮组打捞问题 一、人力打捞 1．如图是工人将重160N的物体匀速放下的过程，已知当物体下降的距离为2m时，用时4s。工人的拉力为50N，工人质量为60kg。（物体未浸入水中，且不计绳重及摩擦） (1)求工人放绳的速度； (2)求滑轮组的效率η1； (3)如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为η2，已知η1：η2＝4：3（物体在水中仍匀速下降，动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦，g＝10N/kg）。求：当物体完全浸没水中后，工人对地面的压力。 2．小明用如图（甲）所示的滑轮组提升物体A，若将A匀速提高2m做的有用功为2160J，小明的体重为640N，（g＝10N/kg）（不计绳重和摩擦）求： （1）物体A所受重力是多少？ （2）已知此时滑轮组机械效率为90%，小明与地面接触面积为4×10-2m2，则此时小明对地面的压强是多少？ （3）如图（乙）所示，若利用此滑轮组从水下缓慢匀速提起（不计水的阻力，物体A没有露出水面）物体A，物体A（正方体）的边长为0.2m；求此时的机械效率？（ρ水＝1.0×103kg/m3）（保留整数） 3．正方体物体A的质量为16kg，小雨的重力为625N，脚与地面的接触面积为0.04m2，他通过如图甲所示滑轮组将物体A从某种液体中匀速提升至空中，他所用拉力F与物体上升距离h的关系图象如图乙所示，不计绳重、摩擦和液体的阻力，求： (1)物体的重力为多少牛？ (2)液体的密度是多少？ (3)若物体B与A等体积但密度为4103kg/m3，现用此滑轮组在空气中匀速提升物体B，求此时小雨对地面的压强是多大？ 4．图甲是使用滑轮组打捞落入水池底部重物的示意图，在整个打捞过程中，人始终以0.4m/s的速度向上拉绳子，图乙是此过程中拉力的功率P随时间t变化的图象。设t＝0时开始提升重物，忽略水的阻力和滑轮的摩擦，g取10N/kg，物体提出水面前后滑轮组的机械效率之比为104∶105，人的重力为450N，双脚的面积为500cm2，求： （1）水池底部受到的液体压强。 （2）将物体打捞出水后，提升重物时人对地面的压强。 （3）该物体的密度。 二、机车打捞 5．如图所示，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15m。物体重G＝5×103N，汽车重G车＝4×104N，汽车匀速行驶时对绳子的拉力F＝2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.05倍，若物体上升的速度为0.4m/s，将物体由井底匀速拉至井口，请计算：（不考虑绳与滑轮的摩擦和绳重） （1）滑轮组提升重物所做的有用功？ （2）滑轮组的机械效率为多少？（保留一位小数） （3）动滑轮的重力是多少？ （4）汽车的牵引力是多大？ （5）汽车的牵引力做功的功率是多少？ 6．如图所示，小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的物体，已知物体重1.2×103N，密度为1.6×103kg/m3。测得物体在出水面后牵引车作用在绳子上的拉力为500牛。若不计摩擦、绳重及水的阻力，g取10N/kg，问： (1)物体浸没水中时所受的浮力多大？ (2)物体露出水面前滑轮组机械效率多大？ (3)物体出水面后上升的速度是0.5m/s，牵引车拉力的功率多大？ 7．如图所示，为完成某水下工程，施工队要把一个圆柱体工件从水中提起。通过技术分析，采用重为2.4×104N，车轮与水平地面的接触总面积为800cm2的小型牵引车，通过牵引滑轮组匀速打捞起水中的圆柱体工件，小型牵引车始终保持2m/s的速度牵引，如图甲所示，在打捞过程中，小型牵引车的牵引功率P随打捞时间t的变化如图乙所示，已知动滑轮重为300N，不计绳子与滑轮间的摩擦和绳重，ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg，求 （1）在打捞的过程中，小型牵引车对水平地面施加的压强是多少? （2）圆柱体浸没在水中，它的下表面距离水面3m时，它的下表面所受水的压强是多少? （3）圆柱体浸没在水中时，它所受浮力的大小是多少? （4）圆柱体工件被拉出水面后在空中匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率是多少? 三、电动机打捞 8．2020年11月10日，中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909米，创造了中国载人深潜新纪录，标志着我国的深潜事业又迈上了一个崭新的台阶；如图1所示为“奋斗者”号载人潜水器的海试现场；“奋斗者”号载人潜水器在设计制造过程中需要进行静态模拟实验，如图2所示某科研室用实心圆柱体A进行静态模拟实验；已知A的体积为1.2×10﹣3m3，质量为2.1kg；整个模拟过程A被匀速提升，A完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为60%；忽略绳重及摩擦，不考虑水的阻力（ρ海水≈1×103kg/m3），求： （1）这次创纪录深潜坐底时，海水对“奋斗者”号潜水器的压强