力学综合计算——专题训练 2026年中考物理一轮复习

力学综合计算 一、计算题：本大题共8小题，共64分。 1.党的十九大报告提出，要建设生态宜居、生活富裕的新农村。某兴趣小组在社会实践中来到某乡村建筑工地，建筑工地工人们用如图甲所示的滑轮组来提升重物，不计绳重和摩擦。 一个工人质量为，竖直向上匀速拉动的重物时，绳上拉力为，将重物提升用时，滑轮组的机械效率为多少？ 在这的时间内拉力的功率为多少？ 该工人能够提升的最重的物体约为多少？ 请你设计另一种最省力的绕线方式，并画于图乙中。 利用最省力的方式，提升的重物，求绳上拉力的大小？ 利用最省力的方式，竖直向上以的速度匀速拉动绳子，求物体上升的距离？ 2.云梯上料车是利用汽车发动机提供动力，通过钢丝绳牵引，可将货物沿云梯斜面运送上楼，省时省力，深受用户喜爱。如图所示，利用此上料车把重的货物从地面运送到高的楼上需要，货斗沿云梯运动的速度为，整个过程克服摩擦做的额外功为，云梯的机械效率为。钢丝绳重不计求： 货物沿云梯通过的路程； 钢丝绳拉力做的总功； 货斗的重力。 3.某工人用如图所示的滑轮组匀速打捞水中的工件。已知工件的体积为，密度为。每个滑轮的重力为，不计绳与滑轮间的摩擦、绳重及水的阻力。已知，求： 工件浸没在水中时所受的浮力 工件受到的重力 工件在水中上升的过程中工件始终浸没在水中，工人做了多少功。 4.新冠疫情期间，为更好的收治重症患者，武汉市集结了约万名建设者，仅用天左右时间就使火神山、雷神山医院成功交付使用，再次让世界见证了“中国速度”。如图所示，工人用滑轮组装置沿水平轨道运送建筑工件，用力拉绳使工件沿水平轨道匀速运动的速度，经将工件送到目的地。已知工件的质量，与轨道的接触面积，运动过程中所受阻力是重力的倍；若滑轮组的绳保持竖直方向，不计绳重和滑轮与绳间的摩擦，滑轮组装置的机械效率，取。求： 工件在轨道上匀速前进时对轨道的压强； 工人拉力做功的功率； 动滑轮的质量。 5.张家界风景区内的“百龙天梯”是世界上最高、载重量最大、运行速度最快的全景户外观光电梯。该电梯运行高度约为，从地面向上运行到最高点的过程中，电梯速度与时间的关系图象如图所示。游客小明质量为，每只脚与电梯水平地板的接触面积约为，取。 求：“百龙天梯”向上运行时全程的平均速度； 当电梯匀速运行时，双脚站立的小明对电梯的压强； 向上匀速运行的过程中，电梯对小明做的功。 6.图甲是天工开物中记载古人利用杠杆从水井提水的情景。现简化成图乙模型，轻质杠杆，支点为，：：，在端用轻绳系着石块，石块质量；在端用轻绳系着一只木桶，木桶以及桶内的水总质量；水井边站着提水人阿宝取。求： 阿宝不提绳子，杠杆水平平衡时，绳的拉力大小； 阿宝缓慢提绳子绳始终竖直，当水桶刚离开水面时阿宝对绳的拉力大小； 若阿宝的质量为，每只鞋子与地面的接触面积为，当水桶刚离开水面时阿宝对地面的压强。 7.如图甲所示，一轻质弹簧，其两端分别固定在容器底部和正方体物块上。已知物块的边长为，弹簧没有发生形变时的长度为，弹簧受到拉力作用后，伸长的长度与拉力的关系如图乙所示。向容器中加水，直到物块上表面与水面相平，此时水深。 该物块受到水的浮力； 该物块的密度； 打开出水口，缓慢放水，当弹簧恢复原状时，关闭出水口。求放水前后水对容器底部压强的变化量。 8.如图甲所示是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。是动滑轮，是定滑轮，是卷扬机，是油缸，是柱塞。通过卷扬机转动使钢丝绳带动上升，被打捞重物的体积是。若在打捞前起重机对地面的压强，当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强为，重物完全出水后匀速上升时起重机对地面的压强。重物出水前滑轮组的机械效率为，重物出水前卷扬机牵引力做的功随时间变化的图象如图乙所示。吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计。取求： 重物出水前受到的浮力； 动滑轮的重力； 重物出水前卷扬机的功率； 重物出水前卷扬机牵引力可以写分数； 重物出水前匀速上升的速度。 1.【答案】解：此过程所做的有用功：， 图甲中有段绳子承担重物，则绳子自由端移动的距离为：； 所做的总功：， 滑轮组的机械效率为：； 在这的时间内拉力的功率； 由可得， ， 因力的作用是相互的，所以为了防止工人被绳子拉上去，则人施加的最大拉力等于人的重力，即人， 由可得，， 最重的物体质量； 图中滑轮组有两种绕线方法，一种是由两根绳子承担重物，一种是由三根绳子承担重物，要想最省力，应选用三根绳子承担的绕法，即从动滑轮开始缠绕，如图所示：    利用最省力的方式，提升的重物，绳上拉力， 物体的速度 由可得，物体上升的距离： 。  【解析】根据，求出有用功，明确承担重物的绳子段数，得出绳子移动的距离，由可求得总功，根据可求出机械效率。 由可求得拉力的功率； 首先由可求得动滑轮的重力，因力的作用是相互的，所以为了防止工人被绳子拉上去，则人施加的最大拉力等于人的重力，即，由可求得工人能够提升的最重的物体； 滑轮组绳子的绕法，有两种： 一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮； 二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮； 由可求得绳上拉力的大小； 由速度公式变形可求得物体上升的距离。 熟练掌握速度、功、功率、机械效率的计算公式，滑轮组的绕线方法、是解答此题的关键。 2.【答案】解： 由可得，货物沿云梯通过的路程为： ； 货物从地面运送到高的楼上做的有用功为： ， 根据可知，钢丝绳拉力做的总功为： ； 整个过程中克服摩擦做的额外功为：， 则克服货斗重力做的额外功为：， 由可得，货斗的重力为：。 答：货物沿云梯通过的路程为； 钢丝绳拉力做的总功为； 货斗的重力为。  【解析】已知货物沿云梯运动的速度和时间，根据速度公式变形可计算货物沿云梯通过的路程； 先根据计算有用功，已知机械效率，然后根据的变形公式计算出钢丝绳拉力做的总功； 知道钢丝绳拉力做的总功、所做的有用功、整个过程克服摩擦做的额外功，据此计算出克服货斗重力做的额外功，已知上升高度，可根据功的公式计算出货斗的重力。 本题主要考查了速度公式的应用、功和机械效率的计算，明确额外功包括克服摩擦做的功和克服货斗重力做的功是解题的关键。 3.【答案】解：工件浸没在水中时，排开水的体积， 受到的浮力； 根据可得，工件的质量： ； 工件的重力； 工件在水中上升受到的拉力， 绳子移动距离， 工人拉绳子的力， 工人做功。 答：工件浸没在水中时所受的浮力为； 工件受到的重力为； 工件在水中上升的过程中工件始终浸没在水中，工人做了功。  【解析】根据计算浮力； 已知工件的体积和密度，利用密度公式计算质量，由可求得其重力； 工件在水中上升受到的拉力，工件在水中上升，则绳子移动距离，再根据滑轮组拉力与动滑轮重和动滑轮处绳子拉力求出工人拉绳子的力，由可求得工人做了多少功。 此题为力学综合题，涉及到重力、密度、功的计算公式的应用，浮力大小的计算、滑轮组绳子拉力的计算等知识点，关键是各种公式的灵活运用。 4.【答案】解：工件在轨道上匀速前进时，对轨道的压力： ， 对轨道的压强： ； 运动过程中所受的阻力： ， 由图可知，滑轮组绳子的有效股数， 则滑轮组的机械效率： ， 解得：， 绳端移动的速度： ， 则拉力的功率： ； 不计绳重和滑轮与绳间的摩擦，由可得，动滑轮的重力： ， 由可得，动滑轮的质量： 。 答：工件在轨道上匀速前进时对轨道的压强为； 工人拉力做功的功率为； 动滑轮的质量为。  【解析】工件在轨道上匀速前进时，对轨道的压力和自身的重力相等，根据求出其大小，利用求出对轨道的压强； 根据求出运动过程中所受的阻力，根据图示滑轮组可知绳子的有效股数，克服工件所受阻力做的功为有用功，拉力做的功为总功，根据和表示出滑轮组的机械效率即可求出绳端的拉力，根据求出绳端移动的速度，利用求出拉力的功率； 不计绳重和滑轮与绳间的摩擦，根据求出动滑轮的重力，利用求出动滑轮的质量。 本题考查了重力公式和压强公式、滑轮组机械效率公式、功率公式、滑轮组绳子拉力公式的综合应用，明确有用功和总功是关键。 5.【答案】解：由题意可知，该电梯运行高度， 由图乙可知，电梯运行的总时间， “百龙天梯”向上运行时全程的平均速度：； 当电梯匀速运行时，双脚站立的小明对电梯的压力：， 受力面积：， 对电梯的压强：； 由图乙可知，向上匀速运行的速度，运行的时间， 电梯运行的高度：， 电梯对小明做的功：。 答：“百龙天梯”向上运行时全程的平均速度为； 当电梯匀速运行时，双脚站立的小明对电梯的压强为； 向上匀速运行的过程中，电梯对小明做的功为。  【解析】由题意可知该电梯运行高度，根据图象读出电梯运行的总时间，根据求出全程的平均速度； 当电梯匀速运行时，双脚站立的小明对电梯的压力和自身的重力相等，受力面积等于只脚与电梯水平地板的接触面积之和，根据求出对电梯的压强； 向上匀速运行的过程中，电梯对小明做的功等于克服小明自身重力所做的功，根据图象读出匀速运行的时间和速度，根据求出运行的高度，根据求出电梯对小明做的功。 本题考查了平均速度公式和重力公式、压强公式、做功公式的综合应用等，知道平均速度等于总路程和总时间的比值、物体对水平面的压力和自身的重力相等、电梯对小明做的功等于克服自身重力做的功是关键。 6.【答案】解：石块的重力：， 根据杠杆的平衡条件可知： ， 所以绳的拉力：； 木桶以及桶内的水总重力：， 水桶在竖直向下的重力、杠杆端向上的拉力和阿宝向上的拉力的作用下处于平衡状态， 所以阿宝对绳子向上的拉力：； 阿宝的重力：， 阿宝在竖直向下的重力、绳子向下的拉力和地面对向上的支持力的作用下处于平衡状态， 因为绳子向下拉阿宝的力与阿宝对绳子向上的拉力是一对相互作用力，所以， 所以地面对阿宝的支持力：， 根据物体间力的作用是相互的可知，阿宝对地面的压力， 所以阿宝对地面的压强：。 答：阿宝不提绳子，杠杆水平平衡时，绳的拉力大小为； 阿宝缓慢提绳子绳始终竖直，当水桶刚离开水面时卜宝对绳的拉力大小为； 若阿宝的质量为，每只鞋子与地面的接触面积为，当水桶刚离开水面时阿宝对地面的压强为。  【解析】根据求出石块的重力，再根据杠杆平衡的条件求出绳的拉力； 根据求出木桶以及桶内的水总重力，再根据平衡力的条件求出阿宝对绳的拉力； 根据求出阿宝的重力，根据平衡力的条件求出地面对阿宝的支持力，再利用物体间力的作用是相互分析出压力，最后根据求出压强。 本题考查了重力、压强的计算、二力平衡条件和杠杆平衡条件的应用，有一定的难度。 7.【答案】解：物块刚好完全浸没在水中，则 ， 物体所受的浮力：； 由图甲可知，当物块上表面与液面齐平时，物块上表面距容器底的距离为，弹簧伸长的长度：， 由图乙可知，此时弹簧对物体的拉力为， 物块的重力：， 物块的质量：， 物体的密度：； 当弹簧处于没有发生形变的自然状态时，， 此时物体受的浮力：， ， 可得：； 此时水的深度：； 放水前后水对容器底部压强的变化量。 答：物体受到的水的浮力为； 物体的密度为； 打开出水孔，缓慢放水，当弹簧处于没有发生形变的自然状态时，关闭出水孔。放水前后水对容器底部压强的变化量为。  【解析】本题考查了学生对液体压强公式、密度公式、物体浮沉条件的理解与掌握，明确弹簧因受力不同形变不同和物体浸没时弹簧对物体的拉力。 8.【答案】解：重物出水前排开水的体积： ， 重物出水前受到的浮力： ； 设起重机对地面产生压强的受力面积为， 由可得，在打捞前起重机对地面的压力： ------------- 当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压力： ，即------ 重物完全出水后匀速上升时起重机对地面的压力： ----------------- 由得：， 重物出水前滑轮组的机械效率： ， 解得：动滑轮的重力； 由图乙可知，重物出水前卷扬机牵引力在内做的功为， 则重物出水前卷扬机的功率： ； 由图可知，滑轮组绳子的有效股数，吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计，重物出水前卷扬机牵引力： ； 由可得，重物出水前卷扬机拉绳的速度： ， 由可得，重物出水前匀速上升的速度： 。 答：重物出水前受到的浮力为； 动滑轮的重力为； 重物出水前卷扬机的功率为； 重物出水前卷扬机牵引力为； 重物出水前匀速上升的速度为。  【解析】重物出水前排开水的体积和自身的体积相等，利用求出重物出水前受到的浮力； 设出起重机对地面产生压强的受力面积，根据表示出在打捞前起重机对地面的压力、物体在水中匀速上升时起重机对地面的压力、重物完全出水后匀速上升时起重机对地面的压力，然后联立等式即可求出重物的重力，利用表示出重物出水前滑轮组的机械效率即可求出动滑轮的重力； 根据图乙读出一组重物出水前卷扬机牵引力做的功和做功时间，利用求出重物出水前卷扬机的功率； 根据图示滑轮组可知绳子的有效股数，吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计，根据求出重物出水前卷扬机牵引力； 根据求出重物出水前卷扬机拉绳的速度，利用求出重物出水前匀速上升的速度。 本题考查了阿基米德原理和压强公式、滑轮组机械效率公式、滑轮组拉力公式、功率公式的综合应用等，明确有用功和总功以及正确得出重物的重力是关键。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $