2023年中考物理二轮复习 专题速练——力学综合计算题之滑轮组与浮力结合

2023届中考物理二轮复习专题速练 ——力学综合计算题之滑轮组与浮力结合 典题赏析： 1．如图所示，是某工作队用滑轮组从水中打捞正方体物体M的情景。物体M的棱长为1m，密度为2.8×103kg/m3，用7500N的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升2m。忽略绳重、绳与滑轮的摩擦和滑轮与轴的摩擦。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求： （1）物体M上升后，还未露出水面时受到的浮力； （2）物体M上表面在水面下0.2m时，它的下表面受到水的压力； （3）物体M上升后，在未露出水面前，此滑轮组的机械效率。 2．某校科技小组，设计了如图所示的一套从水中打捞物体的简单滑轮组装置，动滑轮的重力为50N，物体A的密度为1.5×103kg/m3，体积为0.04m3；通过滑轮组把A从水中匀速提升（A始终未露出水面），不计绳重、摩擦及水的阻力，ρ水＝1×103kg/m3，g＝10N/kg。求： （1）A浸没在水中所受浮力； （2）A露出水面前，滑轮组的机械效率； （3）若人的重力为625N，与水平地面的接触面积为500cm2，人对地面的压强。 3．如图是某科技小组设计的打捞装置示意图，已知被打捞的合金块密度为4×103kg/m3，体积为0.01m3。每个滑轮重100N，绳重和摩擦均忽略不计。（水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg） （1）合金块下表面距水面5m时，求合金块下表面所受水的压强。 （2）合金块未露出水面时，求合金块受到的浮力。 （3）完全露出水面后，合金块在5s内匀速上升了2m，求人的拉力及其功率。 4．如图甲所示是利用电动机通过滑轮组打捞水中物体A的示意图。某次打捞作业中，物体A在不可伸长的轻钢丝绳作用下，从水底以0.1m/s的恒定速度竖直向上匀速提升至离开水面。电动机的牵引功率P随打捞时间t的变化如图乙所示。已知物体A的体积V＝0.8m3，质量m＝2t。不计绳重、滑轮轴摩擦及水的阻力，g取10N/kg，求： （1）浸没时，物体A受到的浮力和拉力； （2）浸没时，滑轮组的机械效率； （3）动滑轮重G动； （4）当物体A离开水面后，电动机的功率P2。 5．由于突降暴雨，一件体积为0.3m3的物资浸没在了水坑中，其上表面距水面2m。如图是打捞物资所用起重机滑轮组的装置图，动滑轮重为600N且始终露在水面外，电动机的输出功率恒为9kW。打捞过程中，物资从水底开始运动到上表面刚露出水面前以某一速度做匀速直线运动；物资从完全离开水面到竖直提升到离水面3m高的过程中，保持1m/s的速度匀速运动，在此过程中电动机所拉绳子的拉力刚好达到这根绳子所能承受的最大拉力。已知水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。不计绳子的重力、水和空气的阻力及绳子与滑轮组的摩擦。求： （1）物资浸没在水中时所受的浮力。 （2）电动机所拉绳子承受的最大拉力。 （3）物资浸没在水中匀速提升的过程中，滑轮组的机械效率。 6．如图甲、乙所示，物体M先后浸没在水和浓盐水中（ ρ盐水>ρ水），用同一滑轮组 从两种液体中将物体M匀速提出水面，拉力F和F/随时间t变化的图像如图丙所示。不 计绳重、摩擦及水的阻力，物体M不吸水、不沾水， g= 10N/kg. （1）图丙中 （选填“A”“B”）曲线表示拉力F随时间t变化的图像。 （2）求物体M浸没在水中受到的浮力。 （3）如果物体M浸没在水中滑轮组的机械效率为η1，完全拉出水面滑轮组的机械效率 为η0，浸没在浓盐水中滑轮组的机械效率为η2，已知η0： η1=25： 24， η0： η2=20： 19，求物体M浸没在盐水中的浮力。 7．小超与同学到某工地参观，看到工人操作电动机通过如图所示滑轮组将正方体石料从水池底竖直匀速吊起。他们通过调查得知：石料的边长为0.2m ，密度为2.5× 103kg/m3，石料上升时速度恒为0.4m/s，圆柱形水池的底面积为0.2m2，动滑轮重为30N。请根据他们的调查数据求（不计绳重和摩擦，ρ水= 1.0× 103kg/m3， g取10N/kg） ： （1）石料露出水面前受到的浮力； （2）石料的重力； （3）石料露出水面前滑轮组的机械效率； （4）石料从刚露出水面到完全露出水面所用的时间；并推导出该过程中电动机的输出功率P （单位： W）与时间t （单位： s）的函数关系式。 8．两个实心正方体A、B由密度均为ρ的同种材料制成，正方体A的质量为0.7kg，正方体B的质量为5.6kg，将A、B均放置在水平桌面上时，如图甲所示，两物体对桌面的压强分别是PA、PB；若将A物体浸没在水中，用甲滑轮组匀速提升，如图乙所示，匀速提升过程A物体一直 没露出水面，此时滑轮组的机械效率为80%。