06含有滑轮组复杂装置的浮力、机械效率综合计算-2022中考物理力学压轴计算题难题专练(原卷版+解析).docxVIP

06含有滑轮组复杂装置的浮力、机械效率综合计算

1．如图是在岸边打捞水中金属块的装置示意图，均匀实心金属块的体积为，质量为40kg。若水对金属块的阻力忽略不计，，g取10N/kg，试解答下列问题：（不计绳重和摩擦）

(1)在金属块还未露出水面时，求金属块所受到的浮力；

(2)若人用200N的拉力使金属块在水中匀速上升3m后还未露出水面，求人的拉力所做的功；

(3)求金属块在水中匀速上升时滑轮组的机械效率。

2．如图甲所示是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。A是动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机，D是油缸，E是柱塞。通过卷扬机转动使钢丝绳带动A上升，被打捞重物的体积是V=0.6m3，重力G物=2.4×104N。若在打捞前起重机对地面的压强p1=1.8×107Pa，当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强为p2=2.4×107Pa，重物完全出水后匀速上升时起重机对地面的压强p3=2.6×107Pa。重物出水前滑轮组的机械效率为90%，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。（g取10N/kg）求：

（1）重物出水前受到的浮力；

（2）动滑轮的重力；

（3）重物出水前卷扬机的功率；

（4）卷扬机牵引力（可以写分数）；

（5）重物出水前匀速上升的速度。

3．如图所示是打捞物体的模拟装置。现电动机钢丝绳自由端以0.5m/s的速度匀拉动滑轮组，经过5min将体积为0.1m3的物体由海底提升到海面。（不计物体的高度、绳重和摩擦，ρ物＝7.6×103kg/m3，ρ海水取1.0×103kg/m3）求：

(1)物体浸没在海水中受到的浮力；

(2)物体在海底时受到海水的压强；

(3)已知动滑轮的总质量为m0，物体匀速上升过程中，绳子自由端的拉力为F，求该滑轮组的机械效率。（用已知量的字母表示）

4．如图所示，实心物体A浸没在水面下，现利用电动机通过滑轮组拉动A，使A向上运动?已知A的体积为1m3，密度为1.2×103kg/m3。动滑轮重为3×103N，电动机工作时拉绳子的功率为1.2×103W且保持不变，不计绳重?摩擦和水的阻力，求：

(1)A的重力；

(2)A浸没在水中受到的浮力；

(3)A向上运动的最大速度；

(4)A向上运动过程中，滑轮组机械效率的最大值?

5．如图所示，有一体积为1m3、密度为1.45×103kg/m3的物体置于水底，欲将其打捞上来，现用电动机带动钢丝绳自由端通过滑轮组使物体以0.1m/s的速度在水中匀速上升，经过3min的时间物体由水底提升到水面，在此过程中滑轮组的机械效率为90%（不计物体的高度、绳重和摩擦，g取10N/kg，=1.0×103kg/m3)，求：

(1)物体浸没在水中时受到的浮力；

(2)物体在水底时受到水的压强；

(3)动滑轮的重力；

(4)若物体离开水中后匀速上升，且电动机的输出功率比物体在水中时增大了20%，此时钢丝绳自由端的速度。

6．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10Nkg，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。

7．如图所示，用一个底面积S=0.05m2、高h=0.2m的长方体形状的重物模拟“南海一号”，该同学站在岸边拉动绳子自由端，使重物从水底开始向上运动，假定重物一直做竖直向上的匀速直线运动，并经历三个运动阶段：第一阶段，从重物在水中开始运动到重物的上表面刚露出水面，绳对重物的拉力为F1=140N，用时t1=40s；第二阶段，从重物上表面刚露出水面到其下表面刚离开水面，用时t2=4s；第三阶段，从重物下表面离开水面后在空中上升。（已知动滑轮所受重力G0=60N，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/g，不计绳重、轮与轴之间的摩擦及水的阻力，不考虑重物出水前后质量的变化）求：

（1）在第一阶段运动中，水对重物的浮力F浮；

（2）在第一阶段运动中，绳对重物做的功W1；

（3）滑轮组在第一阶段运动中的机械效率η1和第三阶段运动中的机械效率η2。（计算结果保留一位小数）

8．如图甲所示是利用电动机和滑轮组（图中未画出）将实心圆柱体A从水库底匀速竖直起吊的装置示意图。钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图象如图乙所示，不计钢缆绳重、钢缆绳与滑轮间的摩擦及水的阻力，g取10N/kg。求：

(1)长方体A未露出水面时受到的浮力；

(2)长方体A的体积；

(3)长方体A完全离