北京中考物理力学压轴题和答案1.doc

39.火车与公路交叉处设置人工控制的栏杆，图22是栏杆的示意图。栏杆全长AB=6m，在栏杆的左端安装配重，使栏杆和配重总体的重心位于O点。栏杆的P点安装转轴，转轴与支架C连结，使栏杆能绕P在竖直平面无摩擦转动，支架C用两块木板做成，中间空隙可以容纳栏杆。栏杆的B端搁置在支架D上，当支架D上受到压力为FD时，栏杆恰好在水平位置平衡。当体重为G人的管理人员双脚站在水平地面时，他对地面的压强是1；当他用力F1竖直向下压A端，使栏杆的B端刚好离开支架，此时人双脚对地面的压强是2。管理人员继续用力可使栏杆逆时针转动至竖直位置，并靠在支架C上。火车要通过时，他要在A端用力F2使栏杆由竖直位置开始离开支架C，使栏杆能顺时针转动直至栏杆B端又搁置在支架D上。已知AP=OP=1m，PE=m，O点到栏杆下边缘的距离OE=0.5m，1∶p2=2∶1，栏杆与配重的总重G杆=240N。 求：（1）FD （2）G人 （3）F2的最小值，此时F2的方向。 解： （1）支架D受到的压力FD与支架D对杆的支持力FB是一对相互作用力，FD = FB 根据杠杆平衡条件F1·l1 = F2·l2，得到： G杆·PE = FD·PB FD = G1杆·PE/PB =240N·（/2）m/5m = 72N G杆·PE = F1·AP F1 = G1杆·PE/PA =240N·（/2）m/1m = 360N （2）人站在水平地面对地面的压强P1=G人/S，S为人与地面的接触面积，用力F1后，F1= F1，对地面的压强P2=（G人－F1，）/S P1∶P2=2∶1 即：G人/S∶（G人－F1，）/S =2∶1 2（G人－360N）= G人 G人=720N （3）当栏杆在竖直位置时，栏杆重力的力臂为OE，在A点沿水平方向向右，可以使力臂最长，最省力。根据杠杆平衡条件 G杆·OE = F2·PA F2= G1杆·OE/PA =240√3N·0.5m/1m = 120N 39．如图所示不计摩擦绳重及； （2）工件A完全打捞出水面后，滑轮组的机械效率。（7分） 解（1）以人为研究对象，受力如图甲、乙所示∵，∴； ∵，∴； ∵工人受到地面的支持力与工人对地面的压力大小相等；绳对人的拉力与人对绳的拉力大小相等。 ∴-------①┄（1分） 又∵ -------② --------------③ -------------------④┄（1分） 将③、④式代入①、②式，并且和 代入解得 由②③式得：∴解得则 （3） 39 体重为510N的人，站在水平地面上对地面的压强为p1, .如图20所示，用滑轮组拉物体A沿水平方向做匀速运动，此时人对地面的压强为p2,压强变化了2750pa。已知人一只脚的面积是200cm2，滑轮组的机械效率为80%。（不计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，）。求：（1）绳对人的拉力；（2）物体A与地面的摩擦力；（3）若在物体A上再放一个物体B,滑动摩擦力增大了30N,此时该装置的机械效率是多少？（7分） 39解：（1）F＝△F＝△PS＝27505 Pa×4×10－2m2＝110 ……………………2分 （2）?＝ f＝?·＝80%×2×110＝176 ………………………………1分 （3）F＝ ＝－f＝2×110N－176＝44 …………………………1分 ＝176+30＝206 …………………………1分 ?＝＝＝82.4% …………………………2分 40．某校科技小组的同学设计了一个从水中打捞物体的模型，如图23所示。其中D、E、G、H都是定滑轮，M是动滑轮，杠杆BC可绕O点在竖直平面内转动，OC∶OB＝3∶4。杠杆BC和细绳的质量均忽略不计。人站在地面上通过拉绳子提升水中的物体A，容器的底面积为300 cm2。人的质量是70 kg，通过细绳施加竖直向下的拉力F1时，地面对他的支持力是N1，A以0.6m/s的速度匀速上升。当杠杆到达水平位置时物体A总体积的五分之三露出液面，液面下降了50cm，此时拉力F1的功率为P1；人通过细绳施加竖直向下的拉力F2时，物体A以0.6m/s的速度匀速上升。当物体A完全离开液面时，地面对人的支持力是N2，拉力F2的功率为P2。已知A的质量为75kg， N1∶N2＝2∶1，忽略细绳与滑轮的摩擦以及水对物体的阻力，g取10N/kg。求： ⑴当物体露出液面为总体积的五分之三时，物体所受的浮力； ⑵动滑轮M受到的重力G； ⑶P1∶P2的值； 40．解：（1）以物体A为研究对象，受力分析如图1甲、乙所示。 GA＝F浮＋FA1 GA＝FA2 GA＝mAg