2023年中考物理二轮复习 专题速练——力学综合计算题之杠杠与浮力结合

2023届中考物理二轮复习专题速练 ——力学综合计算题之杠杠与浮力结合 典题赏析： 1．如图所示，一个重力为8N，密度为8×103kg/m3的合金块，悬挂在轻质杠杆的A点，O为支点，OA长0.1m，此时合金块浸没在某种液体中。杠杆右边B点吊着重为2N的物体， OB长0.34m，杠杆在水平位置平衡。不计绳重及转轴处摩擦，求： （1）合金块的体积； （2） A端受到绳子的拉力大小； （3）该液体密度为多少? 2．如图所示，重力不计的轻质杠杆AOB可绕支点O无摩擦转动，当把甲、乙两正方体分别挂在A、B两个端点上时，杠杆恰好在水平位置平衡，此时乙刚好完全浸没在装有2.4kg水、底面积为200cm2的容器中且水未溢出，物体乙未与容器底接触，已知杠杆长2.2m，支点O距端点B的距离为1.2m，容器的质量为0.4kg，物体甲的质量为7.2kg，物体乙的边长为10cm（g取10N/kg，忽略绳重）。求： （1）乙物体浸没时受到的浮力； （2）杠杆B端受到绳子的拉力； （3）乙物体的密度； （4）此时容器对桌面的压强。 3．如图所示，用细线将质量可忽略不计的杠杆悬挂起来，把质量为0.3kg的物体A用细线悬挂在杠杆的C处；质量为0.5kg的物体B （ B不溶于水）用细线悬挂在杠杆的D处。当物体B浸没于水中静止时，杠杆恰好在水平位置平衡。此时C、D到O点的距离分别为20cm、30cm。（g取10N/kg）求： （1）物体A的重力； （2）细线对物体B的拉力； （3）物体B的体积。 4．如图所示是一个水位监测仪的简化模型。杠杆AB质量不计，A端悬挂着物体M，B端悬挂着物体N，支点为O，BO＝3AO。物体M下面是一个压力传感器，物体N是一个质量分布均匀的实心圆柱体，放在水槽中，当水槽中无水时，物体N下端与水槽的底部恰好接触且压力为零，此时压力传感器的示数也为零。已知物体N的质量为6kg，高度为1m，横截面积S＝20cm2。求： （1）物体N的密度； （2）物体M的质量； （3）当压力传感器的示数F＝30N时，求水槽内水的深度h。 5．图甲是某卫生间马桶水箱的进水调节装置，图乙为其结构示意图，浮臂AB可视为绕O点转动的杠杆，OA＝5cm，OB＝1cm，A端通过细连接杆AC与柱状浮筒连接，浮筒质量为50g，B端通过细连接杆BD与圆饼状止水阀连接，止水阀上下表面积与进水管口面积均为0.2cm2。当水箱中无水或水量较少时，止水阀打开，水从进水管流进水箱。水位达到一定高度时，浮筒推动杠杆，使止水阀刚好堵住进水管，停止进水，此时AB处于水平位置，连接杆竖直，大气压强p0＝1.0×105Pa，进水管中水压p水＝6.0×105Pa。除浮筒外其它装置所受重力不计，忽略所有摩擦，g取10N/kg，水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3。刚停止进水时，求： （1）浮筒所受重力； （2）进水管中的水对止水阀的压力； （3）连接杆BD对止水阀的压力； （4）浮筒排开水的体积。 6．如图所示，图为水箱示意图，AO1C和DO2E均为金属杆。其中A端连接按钮M，P为轻质活塞，P与C端通过细绳相连；E端连接浮球，D端连接针阀，针阀能将进水口堵住。已知AO1和CO1两点间水平距离相等，P上表面处的深度为0.1米，浮球排开水的体积为5×10- 4米。 （1）求浮球所受浮力F液的大小。 （2）水对活塞P上表面的压强p水。 （3）轻质活塞P即将被拉起时，细绳CP上的拉力为3牛，求此时作用在按锥M上的竖直向下压力F压的大小。 （4）浮球受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力相等时，针阀恰好将进水口堵住，放水后水箱中水位下降，浮球的排水体积减小，受到的浮力减小，浮球受到的重力大于浮力，杠杆DE绕O2顺时针转动，针阀被拉起，水从进水口进入水箱。请参考上述描述说明水箱的出水过程。 7．甲、乙、丙三人用如图所示装置打捞水中重物。端点为A、B的木棒中点为C，端点为D、H的木棒中点为E；两根木棒质地均匀，均为圆柱体，重力均为150N；重物的体积为0.01m3、重力为1200N；A、B、H是三人对木棒施力的作用点，C与D之间、E与重物之间均通过轻绳相连。打捞过程中两根轻绳始终紧绷，三人用竖直向上的力使两根木棒始终以相同的速度同步匀速提升重物，最终将重物打捞出水。（不计轻绳的质量及水的阻力，g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3） （1）重物浸没在水中时受到的浮力大小为多少？ （2）重物浸没在水中时，打捞过程中轻绳对D点的拉力大小为多少？ （3）若重物浸没在水中时，被提升的高度为1m，请计算整个装置在此过程中的机械效率。 【参考答案】 1．解： （1） 合金块的体积： （2）根据杠杆的平衡条件GB×OB=F×OA， 可知A端受到绳子的拉力大小：