04含有滑轮组复杂装置的浮力综合计算-2022中考物理力学压轴计算题难题专练(原卷版+解析).docxVIP

04含有滑轮组复杂装置的浮力综合计算

1．如图所示，某考古队用滑轮组将重4.8×103N，体积为100dm3的文物打捞出水，定滑轮重100N．滑轮组上共有三根绳子a，b和c，其中a是悬挂定滑轮，b绕在定滑轮和动滑轮上，c悬挂文物，整个打捞过程始终缓慢匀速提升文物，文物完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为95%（ρ水＝1×103kg/m3，g＝10N/kg，绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计）．请解答下列问题：

（1）文物浸没在水中时受到的浮力是多大？

（2）动滑轮的重力是多大？

（3）在整个打捞过程中，a、b、c三根绳中哪根绳承受的拉力最大？该绳至少要承受多大的拉力？

2．如图，水平桌面上放有一薄壁柱形容器，容器底面积为0.03m2，容器中装有水，质量为0.25kg、体积为1×10-3m3的正方体木块漂浮在水面上．现将细绳的一端绕过定滑轮后固定在木块下表面，并用竖直向上的拉力F缓慢匀速拉动细绳另一端，使木块从漂浮状态逐渐浸没入水中，木块不接触滑轮．不计摩擦与水的阻力，忽略绳重与体积的影响，g取10N/kg．求：

（1）木块漂浮时受到的浮力；

（2）若水深为0.3m，则容器底受到的水的压强；

（3）拉力F的最大值；

（4）木块从漂浮到被细绳拉到完全浸没，容器底部受到水的压强的变化量．

3．如图所示，工人用滑轮组缓慢地打捞沉没在水下的重物，打捞过程中当重物全部在水中时，拉力F为160N，滑轮组的机械效率为80%．当重物离开水面后拉力F′为480N，整个装置的摩擦和绳重不计．（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：

（1）当重物上升到距水面以下2.5米时受到水的压强为多少？

（2）动滑轮的重力；

（3）物体的重力；

（4）重物的密度．

4．如图所示，用动滑轮打捞水中的物体A．物体A的体积是0.1m3，重2500N，在卷扬机对绳子拉力F的作用下，物体A在水面以下以1m/s的速度匀速上升．（水对物体A的阻力不计，g=10N/kg）求：

（1）物体A浸没在水中时所受的浮力．

（2）如果物体A在水面下被匀速竖直向上拉起过程中滑轮组的机械效率是75%，拉力F的功率多大？

5．某提升装置中，杠杆能绕固定点在竖起平面内转动，水平地面上的配重乙通过经细绳竖直拉着杠杆端．已知，配重乙与地面的接触面积为且．当在动滑轮下面挂上重的物体甲静止时（甲未浸入水中），竖直向下拉绳子自由端的力为，杠杆在水平位置平衡，此时配重乙对地面的压强为且；如果在动滑轮下挂一个质量为动滑轮质量倍的物体丙，并把物体丙浸没在水中静止时，如图甲所示，竖直向上拉绳子自由端的力为，杠杆在水平位置平衡．此时配重乙对地面的压强为且．已知物体丙的质量与体积的关系的图像如图乙所示，如果不计杠杆重、绳重和滑轮轴间摩擦，图中两个滑轮所受重力相同取．配重乙的体积为，求配重乙的密度．

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6．如图所示，图甲是使用滑轮组从水中打捞一正方体物体的简化示意图，在打捞过程中物体始终以0.1m/s的速度匀速竖直上升，物体未露出水面前滑轮组的机械效率为75%，图乙是打捞过程中拉力F随时间t变化的图象．（不计绳重，忽略摩擦和水的阻力，g取10Nkg）求：

（1）物体的边长；

（2）物体浸没在水中时受到的浮力；

（3）物体的重力．

7．体重为550N的小宇使用如图甲所示的滑轮组匀速提升底面积为0.01m2的重物A。从水中到空气中时拉力F与时间t关系图象如图乙，绳子自由端移动的距离s与时间t的关系图象如图丙所示。已知小宇的鞋底与地面的总接触面积为400cm2，动滑轮的重为100N。不计绳重和摩擦，求：

（1）重物A的高度h；

（2）重物A出水后小宇做功的功率P；

（3）将重物A拉出水面后放在水平地面上，A对地面的压强p。

8．如图所示，是使用汽车从湖水中打捞重物的示意图，汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物，在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度v=0.2m/s向右运动，图乙是此过程中汽车拉动重物的拉力F随时间变化的图像（设t＝0时汽车开始提升重物，忽略水的阻力、绳重和滑轮的摩擦，ρ水＝1×103kg/m3）求：

（1）圆柱形重物在露出水面之前所受到的浮力；

（2）圆柱形重物的密度；

（3）水对湖底的压强（设整个过程中，湖水深度不变）。

9．如图甲是利用滑轮组打捞水池中物体的简化模型示意图。工人用竖直向下的拉力拉绳的自由端，拉力F随时间t变化的图像如图乙所示，物体上升的速度随时间变化的图像如图丙所示。已知物体的质量为80kg，体积为0.02m3，物体沉没在水底时上表面距离水面8m，在4~8s内物体上升的竖直高度为2m，绳的质量和体积、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计，动滑轮自始至终都未浸入水中＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg。求：

（1）物体浸没在水中时受到的