19 微专题四 简单机械综合计算-【智乐星中考·中考备战】2024年山东省中考物理精讲本（人教版）

物理 2024 山东 精讲本 1 微专题四　简单机械综合计算 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，此时物体乙浸没在装有2.4 kg水、底面积为200 cm2的容器中且水未溢出，物体乙未与容器底接触。已知杠杆长2.2 m，支点O距端点B的距离为1.2 m，容器的质量为0.4 kg，物体甲的质量为7.2 kg，物体乙的边长为10 cm(g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3，忽略绳重)。求： 类型1 杠杆与压强、浮力的综合计算 (1)物体乙浸没时受到的浮力； (2)杠杆B端受到绳子的拉力； (3)物体乙的密度； (4)此时容器对桌面的压强。 (2021·山东菏泽)如图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，OB＝4OA。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 m2＝4 kg，高度H＝1 m，横截面积S＝20 cm2。(g取 10 N/kg，ρ水 ＝1.0×103 kg/m3)求： (1)物体N的密度ρ； (2)物体M的质量m1； (3)当压力传感器的示数F＝40 N时， 求水槽内水的深度h。 7 (2022·山东潍坊)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＝5 cm，OB＝1 cm，A 端通过细连接杆AC与柱状浮筒连接，浮筒质量为50 g，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0.2 cm2。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＝1.0×105 Pa，进水管中水压 p水＝6.0×105 Pa。除浮筒外其他装置所受重力不计，忽略所有摩擦，g取 10 N/kg，水的密度ρ水＝1.0×103 kg/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。 图甲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0.1 m/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＝0.8 m3，质量m＝2 000 kg。不计绳重、滑轮轴摩擦及水的阻力，g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3，求： 滑轮(组)与压强、浮力的综合计算 类型2 (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)动滑轮所受重力； (4)当物体A离开水面后，电动机的牵引功率。 17 (2021·山东东营)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4×103 kg/m3，体积为0.01 m3。每个滑轮重100 N，绳重和摩擦均忽略不计。(水的密度ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg) (1)合金块下表面距水面5 m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5 s内匀速上升了2 m， 求人的拉力及其功率。 (2020·山东日照)由于突降暴雨，一件体积为0.3 m3 的物资浸没在 了水坑中，其上表面距水面 2 m。如图是打捞物资所用起重机滑轮组的装 置图，动滑轮重为600 N且始终露在水面外，电动机的输出功率恒为9 kW。 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3 m 高的过程中， 保持1 m/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1.0×103 kg/m3，g取 10 N/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上升的过程中，滑轮组的机械效率。 26 解：(1)物体乙浸没时排开水的体积： V排＝V乙＝(10 cm)3＝1 000 cm3＝1×10－3 m3， 物体乙浸没时受到的浮力： F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10－3 m3＝10 N。 (2)杠杆A端受到的