北京中考复习物理力学大题汇总带解析 20页

‎2010年北京物理中考(二模)力学大题汇总 ‎2010年西城二模 ‎39．物理小组同学在一次模拟打捞沉船的实验中，用三个滑轮（每个滑轮受到的重力均为0.6N）和四个相同的浮筒B设计了如图26所示装置。当浮筒B和表示沉船的物体A浸没在水中匀速上升时，测得绳子自由端的拉力为F1，滑轮组的机械效率h1＝80%。浮筒B和物体A完全出水后，绳子自由端的拉力为F2。已知F1＝F2，四个相同的浮筒排出水后的总重是动滑轮重的倍，浮筒B排出水后产生的浮力 是其自重的5倍。不计绳重、轴摩擦和水的阻力。‎ 求：⑴浮筒B和物体A完全出水后，滑轮组匀速 提升重物A的机械效率h2；⑵物体A的密度rA。‎ ‎39．物体A和浮筒浸没在水中时，受力情况如图1所示。‎ 物体A和浮筒出水后，受力情况如图2所示。‎ 动滑轮先、后两次受力情况如图3所示。……1分 从图1得：GA＋GB＝F拉1＋F浮 从图2得：GA＋GB＝F拉2‎ 从图3得：2F1＝F拉1¢＋GC ‎∴ 2F1＝GA＋GB＋GC―F浮……………………………………………………1分 从图3得：2F2＝F拉2¢＋GC 20‎ ‎∴ 2F2＝GA＋GB＋GC …………………………………………………………1分 ‎＝＝‎ ‎8F浮＝5(GA＋GB＋GC) ① ……………………………………………………1分 物体A和浮筒浸没在水中时，h1＝80%‎ h1＝＝＝＝‎ F浮＝GA＋GB－4GC ②…………………………………………………………1分 ‎①、②两式联立解得：‎ ‎3(GA＋GB)＝37GC GA＋GB＝GC＝×0.6N＝7.4N GB＝GC＝×0.6N＝0.8N GA＝7.4N－0.8N＝6.6N 物体A和浮筒出水后 h2＝＝＝＝＝82.5% ………1分 F浮＝GA＋GB－4GC＝6.6N＋0.8N－4×0.6N＝5N F浮A＝F浮－F浮B＝F浮－5GB＝5N－5×0.8N＝1N VA＝‎ rA＝＝r水＝×1×103kg/m3＝6.6×103kg/m3 …………………1分 解题结果正确，但过程中缺少必要的文字说明的减1分；缺少公式的减1分；缺少单位的减1分。‎ ‎2010年东城二模 ‎38．图25是某建筑的二楼顶上的蓄水箱及放水装置，蓄水箱长3m，宽2m，高1m，楼房每层高3m。其水箱上端右侧安装了一个以O点为转轴，长为50cm的轻质杠杆AB，O点距A端40cm。A点正下方的Q是一个恰好能堵住出水口的重5N、横截面积100cm2、厚5cm的盖板，它通过细绳与杠杆的A 20‎ 端相连。在水箱右侧水平地面上有一质量为54.4kg的人通过滑轮组拉动系在B点的绳子，从而控制水箱中的水从出水口流出。当水箱中蓄满水时，人用F1的力拉绳端，盖板恰能被拉起，此时人对水平地面的压强为p1；当水箱中的水深为60cm时，人用F2的力拉绳端，盖板也恰好被拉起，此时人对水平地面的压强为p2，且p1：p2=11：12。（绳重及滑轮与轴之间的摩擦及进水管直径忽略不计，g取10N/kg）求：‎ ‎（1）若这些水是用水泵从深2m的井中抽上来的，要求一次蓄满水的时间不能超过10min，则水泵的功率至少多大？‎ ‎（2）动滑轮的总重G0；‎ ‎（3）当水箱中蓄满水时，地面对人的支持力N1。‎ 进水管 图25 ‎ C ‎ O A B ‎ Q ‎ ‎38．解：图正确 动 ‎4F1‎ FB1‎ G0‎ 动 ‎4F2‎ FB2‎ G0‎ 人 F1‎ N1‎ G人 人 F2‎ N2‎ G人 ‎……（1分）‎ ‎……（1分）‎ ‎……（1分）‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ∵ ‎ ‎……（1分）‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎……（1分）‎ ‎ ① ③‎ ‎ ② ④ ‎ 20‎ 又∵①-②可得： ‎ ‎ ∵ ‎ ‎ ‎ ‎ …………（1分）‎ ‎ …………（1分）‎ ‎2010年崇文二模 图25‎ ‎35．如图25所示是高层商厦载货电梯的示意图，钢索拉力由电动机提供。电梯匀速提升质量为0.6t的货物时，滑轮组的机械效率为η1，钢索拉力F1；当电梯匀速提升0.4t的货物时，滑轮组机械效率为η2，钢索拉力为F2。已知η1︰η2=5︰4（钢索重和摩擦不计，g取10N/kg，） 求：‎ ‎（1）滑轮组匀速提升0.6t货物上升12m做的有用功。‎ ‎（2）拉力F1︰F2。‎ ‎（3）电梯提升0.6t的货物时，电动机输出的机械功率为8kW，其中 ‎75％转化为钢索拉力做功的功率，则电梯上升的最大速度是多少?‎ ‎（1）‎ ‎(2)依题意受力分析如图：‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 因为 ‎ 可解得 ‎ 设升降机和动滑轮总重为G 20‎ 所以；‎ ‎ ‎ 解得升降机和动滑轮总重 G=6×103N。‎ ‎； ‎ ‎（3）电动机对电梯的功率为 ‎ 图24‎ O B C 工作台 A 进水口 D P电梯=75%P输出=6000W 升降机上升的最大速度 V绳== 1.5m/s V电梯=0.5 m/s ‎2010年丰台二模 ‎39. 某工人用如图24所示的机械拉浸在水中的金属块物体A, 金属块A的密度为8×103kg/m3，杠杆BC可绕O点在竖直平面内转动，OB∶OC＝1∶2，工人受到的重力为500N。当金属块A有3/4的体积露出水面时，杠杆在水平位置平衡，工人对工作台的压力为F1；将容器向上抬，当金属块A全部浸没在水中时，容器底部受到水的压力变化了60N，杠杆仍在水平位置平衡，工人对工作台的压力为F2。已知：F1∶F2 ＝61∶60，杠杆BC和细绳的质量、滑轮间的摩擦均忽略不计，g=10N/kg，求：‎ ‎（1）动滑轮D受到的重力GD。‎ ‎（2）当金属块全部脱离水面时，杠杠在水平位置再次平衡，此时工人对工作台的压力F3是多大？（结果保留整数）（7分）‎ 20‎ ‎39．解： ‎ A GA F浮1‎ F拉A A GA F浮2‎ F’拉A A GA F’’拉A ‎3F拉1‎ GD FC1‎ ‎3F拉2‎ GD FC2‎ ‎3F拉3‎ GD FC3‎ G人 F拉1‎ N1‎ G人 F拉2‎ N2‎ G人 F拉3‎ N3‎ ‎(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9)‎ FB1‎ O C B FC1‎ FB2‎ O C B FC2‎ FB3‎ O C B FC3‎ ‎ ……（1分）‎ ‎ (10) (11) (12)‎ 容器底部受到的液体压力的变化等于A受到的浮力的变化，即：‎ ΔF压=ΔF浮=ρ水gΔV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(3/4) VA=60N，‎ 解得： VA=8×10-3m3 1分；‎ 物体A受到的重力为：‎ GA=ρAg VA=8×103kg/m3×10N/kg×8×10-3m3=640N F浮A=ρ水g（1/4）VA=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-3m3=20N F’浮A=ρ水g VA=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-3m3=80N 由于物体平衡，则由力的示意图（7）（8）有：‎ F拉A= GA- F浮A =640N-20N=620N， F拉A= FB1 （正确算出错误！链接无效。，错误！链接无效。得1分）‎ F’拉A= GA- F’浮A =640N-80N=560N， F’拉A= FB2‎ 根据杠杆平衡条件，由图（10）、（11）有：‎ 20‎ FC1×LOC= FB1×LOB LOB ∶LOC=1∶2，解得： FC1=310N ‎ ‎（正确算出错误！链接无效。，错误！链接无效。得1分）‎ FC2×LOC= FB2×LOB LOB ∶LOC=1∶2，解得： FC2=280N 物体 浮筒 F 水面 ‎ （1分）‎ GD=20N （1分）‎ ‎（1分）‎ 注：正确画出受力分析示意图 ……（1分）‎ ‎（其他解法正确的，均可相应得分）‎ ‎2010年朝阳二模 ‎41．为了打捞沉在江中的物体，采用浮筒与起重工程船相结合的办法。沉在江中物体的体积为0.2m3，物质的密度为8×103kg/m3，把4个浮筒固定在物体四周，并用绳捆住物体，绳的上端固定在起重船滑轮组的动滑轮下端的吊钩上，动滑轮重为2×103N。当用压缩气体把浮筒充气后，每个浮筒可以产生1×103N的浮力，如图20所示（图中只能显示3个浮筒）。起重工程船上的电动机带动钢丝绳，通过图示的滑轮组使物体以速度v1=1cm/s竖直上升，在物体未出水面前，电动机拉钢丝绳的拉力为F1，滑轮组的机械效率为η1；当物体完全离开水面后，电动机拉钢丝绳的拉力为F2，滑轮组的机械效率为η2，物体在空中竖直匀速上升的速度为v2。设电动机的功率保持不变，绳子、钢丝绳和浮筒重均忽略不计，滑轮组的轮与轴的摩擦及物体在水中的阻力不计，江水的密度为103kg/m3，g取10N/kg。‎ 求：⑴F1和F2；‎ ‎⑵η1∶η2；‎ ‎⑶v2。（结果保留2位有效数字）‎ ‎41．解 20‎ ‎⑴物体在水面以下，受到重力G物、浮力F物、浮筒的浮力F浮筒、滑轮组拉力T拉，如图1所示。物体匀速上升，根据平衡条件：G物= F物＋F浮筒＋T拉 …………1分 G物=m物·g = V物·ρ物·g =0.2m3×8×103kg/m3×10N/kg =1.6×104N F物= V排·ρ水·g = V物·ρ水·g =0.2m3×1×103kg/m3×10N/kg =2×103N F浮筒=4×1×103N=4×103N 求出T拉= G物－ F物－F浮筒=1.6×104N－2×103N－4×103N=1×104N ‎ 根据滑轮组的结构，F1=（T拉＋G动）/3=（1×104N＋2×103N）/3= 4×103N …………1分 物体出水面之后，物体受到重力G物和滑轮组拉力T拉/，如图2所示 在空中匀速竖直向上运动，根据平衡条件 T拉/＝G物 ＝1.6×104N …………1分 F2＝（T拉/＋G动）/3＝（1.6×104N＋2×103N）/3＝6×103N …………1分 G T拉 F物 F浮筒 G T拉/‎ 图2‎ ‎ …………1分 图1‎ ‎⑵滑轮组的机械效率 ‎1×104N ‎3×4×103N ‎5‎ ‎6‎ T拉·h F1·3·h W有用 W总 ‎ ‎ η= η1＝ ＝ ＝ ‎ T拉/·h/‎ F2·3·h/‎ ‎1.6×104N ‎3×6×103N ‎8‎ ‎9‎ 图24‎ 同理得到：η2＝ ＝ ＝ ‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎15‎ ‎16‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎∴η1∶η2 ＝ ∶ ＝ …………1分 ‎⑶由P=W/ t =F·S/ t =F·v，功率不变，F1·v1= F2·v2‎ 20‎ v2= F1·v1/ F2=4×103N×3cm/s /6×103N ＝2cm/s …………1分 ‎2010年石景山二模 ‎38．如图24所示，是工人用来粉刷楼房外墙壁的简易升降装置示意图，其上端固定在楼顶，工人用力拉绳子，装置可使工人与粉刷涂料及工具乘工作台升至所需高度，工人将绳子固定后进行粉刷墙壁工作。已知工作台的底面积为1.5 m2，涂料和工具质量为10 kg，当工人用200 N的力竖直向下拉绳子时，工作台对地面的压强为200 Pa；工人用力F1竖直向下拉绳子使自己匀速上升至某一高度进行粉刷工作，此时该装置机械效率为h1；粉刷工作结束后，工人不慎将涂料桶和工具跌落地面，工人用力F2继续竖直向下拉绳子使自己又匀速上升了2m，查看一下墙壁情况，此过程该套装置的机械效率为h2。已知h1 : h2 =28:27(g取10 N/kg，不计绳重及摩擦)。求：‎ ‎ (1) 动滑轮和工作台的总重 ‎(2) F1和F2的比值 解：（1）假设动滑轮和工作台的总重为G0，人的重力为G人 涂料和工具的重力G1=m1g=10kg×10N/kg=100N 当工人用200 N的力竖直向下拉绳子时，以人、动滑轮、‎ 图乙 ‎3F1‎ G0+G人+G1‎ 图甲 F支 ‎3F G0+G人+G1‎ 图丙 ‎3F2‎ G0+G人 工作台、涂料和工具整体为研究对象，受力如图甲所示：‎ 据题意：F支=F压=P×S=200 Pa ×1.5 m2=300N ‎ 由图甲：G0+G人+G1=3F+ F支 G0+G人=3×200N+300N-100N=800N ‎ 20‎ 当工人前往粉刷地点时，以人、动滑轮、工作台、涂料和工具整体为研究对象，受力如图乙所示；‎ 当工人继续上升时，以人、动滑轮、工作台整体为研究对象，受 力如图丙所示。‎ ‎ 由图乙、丙： ‎ ‎∵ ‎ ‎ ‎ ‎ ∴ G人=600N G0=200N ‎ （2） ‎ ‎ ‎ ‎ 说明：其它方法正确给分。 图24‎ ‎2010年怀柔二模 ‎39．某工人通过如图24所示装置提升重物，甲、乙为定滑轮（质量不计），丙为动滑轮，连接杠杆的绳子、人手中的绳子都竖直。当工人对绳子施加竖直的拉力F1时，工人对水平地面的压力为200N，杠杆刚好在水平位置平衡，重物对水平地面的压强为0.2×104pa。已知重物的底面积为0.5m2，AO=4BO，工人的质量70kg，动滑轮的质量10kg，（不计绳重、滑轮与轴的摩擦、杠杆的重力，g取10N/kg）求：‎ ‎（1）F1为多少牛？ （2）重物的重力为多少牛？‎ F拉 物 F支 GA F′‎ G人 人 F1′‎ ‎39．解：‎ 杆 FA′‎ F拉′‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 20‎ ‎……………（1分）‎ G人=70kg×10N/ kg=700N G动=10kg×10N/ kg=100N F支=0.2×104pa×0.5m2=1000N 人 ‎700N = F1′+ F′ ①‎ 轮 F1= 1/2（FA+100N） ②‎ 杆 FA′×AB= F拉′×OB ③‎ 物 图22‎ B A O 甲 GA=1000N + F拉 ④‎ ‎∵F′=F压=200N由①得 ‎∴F1′=500N ∴F1=500N ………（2分）‎ 入②得FA=900N ……又∵AO=4BO ………（1分）‎ 代入③得F拉′=2700N ……………（1分）‎ 代入④得GA=3700N …………（1分）‎ ‎2010年通州二模 ‎39.如图22所示装置，杠杆OB可绕O点在竖直平面内转动，OA∶AB＝1∶2。当在杠杆A点挂一质量为300kg的物体甲时，小明通过细绳对动滑轮施加竖直向下的拉力为F1，杠杆B端受到竖直向上的拉力为T1时，杠杆在水平位置平衡，小明对地面的压力为N1；在物体甲下方加挂质量为60kg的物体乙时，小明通过细绳对动滑轮施加竖直向下的拉力为F2，杠杆B点受到竖直向上的拉力为T2时，杠杆在水平位置平衡，小明对地面的压力为N2。已知N1∶N2＝3∶1，小明受到的重力为600N，杠杆OB及细绳的质量均忽略不计，滑轮轴间摩擦忽略不计，g取10N/kg。求： （1）拉力T1； （2）动滑轮的重力G。‎ 甲 乙 图1‎ O B A G甲+ G乙 T2‎ O B A G甲 T1‎ ‎39.解：‎ 20‎ ‎（1）对杠杆进行受力分析如图1甲、乙所示： 根据杠杆平衡条件： G甲×OA＝T1×OB (G甲＋G乙)×OA＝T2×OB 又知OA∶AB = 1∶2 所以OA∶OB = 1∶3 （1分） （1分）‎ 甲 乙 G T动2‎ ‎2F2‎ G T动1‎ ‎2F1‎ 图2‎ ‎（2）以动滑轮为研究对象，受力分析如图2甲、乙所示 因动滑轮处于静止状态，所以： T动1＝G＋2F1，T动2＝G＋2F2 又T动1＝T1，T动2＝T2 所以： （1分） （1分） 以人为研究对象，受力分析如图3甲、乙所示。 人始终处于静止状态，所以有： F人1＋ ＝G人， F人2＋ ＝G人 因为F人1＝F 1，F人2＝F 2，N1＝ ，N2＝ 且G人＝600N 所以： N 1＝G人－F 1＝600N－＝（1分） N 2＝G人－F 2＝600N－＝ （1分） 又知N 1∶N 2＝3∶1 ‎ 20‎ 即 解得G＝100N （1分）‎ G人 F人1‎ F人2‎ G人 图3‎ 甲 乙 注：若用其他方法求解，只要思路、结果正确，评分标准雷同。 ‎ ‎2010年延庆二模 ‎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27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总体积的五分之二露出液面，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：‎ D M E G H A C B O 图27‎ O B ‎⑴当物体露出液面为总体积的五分之二时，物体所受的浮力；‎ ‎⑵动滑轮M受到的重力G；‎ ‎⑶P1∶P2的值。‎ ‎40．（1）225N （2）100N （3）8:11 （7分）‎ ‎2010年昌平二模 图24‎ A Q 出水口 O B C ‎40．如图24所示为一种蓄水箱的放水装置，人站在地面上就可以控制蓄水箱进行放水。AOB是以O点为转轴的轻质杠杆，AB呈水平状态，AO = 120cm，BO= 40cm。A点正下方的Q是一个重为10N、横截面积为100cm2的盖板（盖板恰好能堵住出水口），它通过细绳与杠杆的A端相连。在水箱右侧的水平地面上，有一质量为60kg的人通过滑轮组拉动系在B点呈竖直状态的绳子，可以控制出水口上的盖板。若水箱中水深为30cm，当盖板恰好要被拉起时，人对绳子的拉力为F1，水平地面对人的支持力为N1，；若水箱中水深为70cm，当盖板恰好要被拉起时，人对绳子的拉力为F2，水平地面对人的支持力为N2‎ 20‎ ‎。已知N1与N2之比为55：51，盖板的厚度、绳重及绳与滑轮间的摩擦均可忽略不计，人对绳的拉力与人所受重力在同一直线上，g取10N/kg。求：‎ ‎（1）当水箱中水深为70cm时，盖板上表面所受水的压强。 ‎ ‎（2）动滑轮的总重。 ‎ ‎40．（1）水深h2=70cm时：‎ p2=ρ水gh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.7m=7×103Pa（1分）‎ ‎（2）盖板恰好要被拉起时，分别以盖板、杠杆、动滑轮、人 为研究对象， 受力分析示意图依次为图1、图2、图3、‎ 图4。（图共1分）‎ FQ1‎ G板 FA1′‎ 图1‎ 图2‎ FA1‎ FB1‎ A O B 图3‎ FC1‎ G动 ‎3F1‎ F1 ′‎ G人 N1‎ 图4‎ ‎①水深h1=30cm时，‎ 由图1：FA1′=FQ1+G板=p1 S+G板=ρ水gh1 S +G板 ‎ =1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3 m×0.01m2+10N=40N ‎ 由图2：FA1×OA =FB1×OB ‎ ‎ ∵FA1= FA1′=40N ∴ 40N×120cm= FB1×40cm ∴ FB1=120 N （1分）‎ FC1= FB1‎ 由图3: =G动+FC1 ①‎ ‎ ‎ 20‎ ‎ 由图4: ② ‎ 由①、②得 ③ （1分）‎ ‎ ②水深h2=70cm时，‎ 受力分析示意图依次为图5、图6、图7、图8。‎ FQ2‎ G板 FA2′‎ 图5‎ 图6‎ FA2‎ FB2‎ A O B 图7‎ FC2‎ G动 ‎3F2‎ F2 ′‎ G人 N2‎ 图8‎ 由图1：FA2′=FQ2+G板=p2 S+G板=ρ水gh2 S +G板 ‎ =1.0×103kg/m3×10N/kg×0.7 m×0.01m2+10N=80N ‎ 由图2：FA2×OA =FB2×OB ‎ ‎ ∵FA2= FA2′=80N ∴ 80N×120cm= FB2×40cm ∴ FB2=240 N （1分）‎ FC2= FB2‎ 由图3: =G动+FC2 ④‎ ‎ 由图4: ⑤‎ 由③、④ ⑥ （1分）‎ 由题意：N1：N2=55∶51 解③、⑥两式可得 （1分）‎ 说明：其它方法正确给分。‎ ‎2010年北京中考 ‎38．图21甲是海洋中学科技小组设计的打捞水中物体的装置示意图。DB是以O点为转轴的水平杠杆，OD的长度为1.6m。水平甲板上的配重E通过细绳竖直拉着杠杆D端，配重E的质量mE为225kg。安装在杠杆DB上的行走装置由支架、动滑轮X、提升电动机、定滑轮K构成，行走装置的质量m为25kg。电动机Q可以通过定滑轮S和动滑轮X拉动行走装置沿BO水平滑动。固定在提升电动机下的定滑轮K和动滑轮M组成滑轮组Y，当行走装置处于杠杆DB上C点的 20‎ 位置时，提升电动机拉动绳子H端，通过滑轮组Y竖直提升水中的物体A。物体A完全在水中匀速上升的过程中，滑轮组Y的机械效率为η1，甲板对配重E的支持力为N1；物体A全部露出水面匀速竖直上升的过程中，滑轮组Y的机械效率为η2，甲板对配重E的支持力为N2。滑轮组Y提升物体A的过程中，行走装置受到的水平拉力始终为零，杠杆DB在水平位置保持平衡。已知物体A的质量mA为50kg，体积V为20dm3，N1与N2之比为3∶2，η1与η2之比为9∶10。物体A被打捞出水面后，停留在一定高度，电动机Q开始拉动行走装置。在行走装置以0.05m/s的速度水平匀速移动的过程中，拉力T所做的功随时间变化的图像如图21乙所示，行走装置受到的水平拉力为F。细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦、水对物体的阻力均忽略不计，g取10N/kg。求：（1）OC的长度；（2）拉力F。‎ 图21‎ 乙 ‎50‎ W/J ‎100‎ ‎150‎ ‎200‎ ‎0‎ t/s ‎20‎ ‎40‎ ‎10‎ ‎30‎ B 支架 提升电动机 D O E 打捞船 Q A 甲 定滑轮K 定滑轮S 动滑轮X 动滑轮M T H C ‎38．解：（1）物体A在水中匀速上升h1的过程中，物体A的受力分析如图4所示。‎ 图4‎ F1‎ F浮 mAg F1= ‎ F浮==200N ‎ F1=300 N ………………（1分）‎ 此时，滑轮组的机械效率= =‎ 物体A离开水面后匀速上升h2的过程中，滑轮组机械效率 ‎= =‎ 根据η1∶η2＝9∶10，解得：G动=100N。 …………………………（1分）‎ 20‎ 物体A在水中匀速上升过程中，以行走装置、动滑轮M和物体A为研究对象，受力分析图如图5所示，配重E的受力分析图如图6所示，杠杆上C点、D点受力分析图如图7所示。‎ FD1‎ N1‎ mEg 图6‎ 图5‎ FC1‎ F浮 G FC1= G -F浮 图7‎ D CD O G = ‎ OD=OC FC1= ， FD1= ………………………………（1分）‎ FD2‎ N2‎ mEg 图9‎ 图8‎ FC2‎ G 图10‎ D CD O 物体A离开水面后匀速上升的过程中，以行走装置、动滑轮M和物体A为研究对象，受力分析图如图8所示，配重E的受力分析图如图9所示，杠杆C点、D点受力分析图如图10所示。‎ FC2= G OD =OC ‎ FC2= ， FD2= ………………………………（1分）‎ N1∶N2＝3∶2‎ 解得：OC =1.8OD=2.88m ………………………………（1分）‎ ‎（2）行走装置以v=0.05m/s的速度水平匀速移动的过程中，由图像可得拉力T的功率 ‎ P == =5W P= T×2v， 解得：T=50N………（1分）‎ ‎ F =2T =100 N …………（1分）‎ ‎（其他答案正确均可得分）‎ ‎39．如图25所示装置，物体B重为100N，它在水中匀速下沉时，通过滑轮组拉着重200N的物体A在水 平面上匀速运动。当用一个水平向左的力F1拉物体A，使物体B在水中匀速上升（物体B未露出水面）时，滑轮组的机械效率为η1 ；当物体B完全露出水面后，用另一个水平向左的力F2拉物体A，在4s内 使物体B匀速上升0.4m，此时滑轮组的机械效率为η2 。已知：物体B的密度ρB=5ρ水 ，两次拉力F1∶F2=9∶10。若不计绳重、滑轮组装置的摩擦及水中的阻力，g取10N/kg。求：‎ 20‎ ‎（1）水平面对物体A的摩擦力f ；‎ ‎（2）η1与η2的比值；‎ ‎(3) 在物体B完全露出水面后，拉力F2的功率P2 。‎ ‎（请画出相关受力分析图）‎ ‎39. (共7分) 解：‎ 当B在水中下沉，物体A在水平面上匀速运动，A水平方向受力情况如图8（甲）所示。‎ 当用力F1拉物体A，物体B在水中匀速上升时，A水平方向受力情况如图8（乙）所示。‎ 当物体B完全露出水面后，用力F2拉物体A，A水平方向受力情况如图8（丙）所示。‎ 当物体B浸没在水中时，动滑轮与物体B的受力情况如图8（A）所示。‎ 当物体B完全露出水面时，动滑轮与物体B的受力情况如图8（B）所示。‎ 图8‎ ‎(甲、乙、丙三个受力分析图正确的1分)‎ 由甲图： f = F拉 ①； 由乙图：F1= f+ F拉 ② ；由乙图：F2= f+ F´拉 ③‎ 由（A）图： 3 F拉= G动+ GB—F浮 ④‎ 由（B）图： 3 F´拉= G动+ GB ⑤‎ ‎(A、B两图正确或④⑤方程正确得1分)‎ 20‎ ‎（1）∵GB=ρBgVB ∴VB = GB/ρBg= GB/5ρ水g ‎∴F浮=ρ水g VB=ρ水g GB/5ρ水g=100N/5=20N -----------------(1分) ‎ 又∵F1/ F2=9/10=(2 GB+2 G动—2F浮)/ (2 GB+2 G动—F浮)‎ 将GB=100N，F浮=20N代入上式得： G动=10N -----------------(1分) ‎ ‎∴f = F拉=（G动+ GB—F浮）/3=(10N+100N-20N)/3=30N -----------------(1分)‎ ‎(2) ∵η1=W有/W总= （GB—F浮）/ (G动+ GB—F浮)‎ η2=W’有/W’总= GB / (G动+ GB)‎ ‎∴ η1 / η2=（GB—F浮）(G动+ GB) / (G动+ GB—F浮) GB ‎ ‎=(100N-20N)×(100N+10N)/(100N+10N-20N)×100N = 44 / 45 -----------------(1分)‎ ‎（3）∵P2=F2 v2= ( f+ F´拉) 3vB=(90N+10N+100N) ×0.4m/4s = 20W -----------------(1分)‎ ‎2010年宣武二模 ‎40.如图25（甲）所示的装置中，轻质杠杆A B可绕O点在竖直平面内转动。3AO = OB,一个边长为20cm的正方体铜块完全浸没在水中，当在杠杆B端用细钢丝挂重为112N的重物G时，杠杆AB恰处于水平平衡；若利用此装置提拉一个物块A，质量为40kg的小明用力拉住杠杆B端使杠杆水平平衡，如图25（乙）所示。已知物块A的体积为40dm3.若杠杆的质量、细钢丝的质量与摩擦忽略不计（g取10N/kg,ρ铜 =8.9g/cm3）.求：‎ ‎（1）此装置中动滑轮的重G动；‎ ‎（2）小明所能吊起物块A的最大质量mA. ‎ 20‎ 20‎