机械之简单机械与浮力的结合(难)无答案.doc

机械之简单机械与浮力得结合(难)无答案
1。如图所示,重物A就是体积为10dm3,密度为７、９　×103 ｋg/m3得实心金属块，将它完全浸没在水中，始终未提出水面.若不计摩擦与动滑轮重,要保持平衡，求:
(1)作用于绳端得拉力F就是多少？
(２）若缓慢将重物A提升2m，拉力做得功就是多少？
(3）若实际所用拉力为40０N,此时该滑轮得效率就是多少?
（g=１0N/kg)ﻩ
2．如图2１所示装置,物体B重为5０N,体积VＢ=1、0×1０—3ｍ３,B在水中匀速下沉时，通过滑轮组拉着物体A在水平面上向左匀速运动,此时滑轮组得机械效率为80%。若将物体B换成与物体B体积相同得物体C后,用水平向右得力F拉物体A，使物体C在水中4ｓ内匀速上升0.4m(物体Ｃ未露出水面)，此时滑轮组得机械效率为60％。不计绳重、滑轮轴处摩擦及水得阻力，g取10Ｎ／ｋg,计算结果保留１位小数。求：
(１）物体B在水中受到得浮力F浮.
（2)水平面对物体A得摩擦力fＡ　。
（3）物体C所受重力GC与拉力Ｆ得比值。
（4）拉力F得功率P 。
3.图27就是小明用滑轮组从水池中用密闭容器A提取水得装置示意图，当容器Ａ 到达水面前,在空气中匀速下降过程中,小明对绳子竖直向下得拉力为F1，水平地面对小明得支持力为N1;当容器A完全浸没在水中(容器A未与水池底接触)，且整个装置处于静止状态时,　容器A在水中受到浮力为40N，小明对绳子竖直向下得拉力为为Ｆ2， 水平地面对小明得支持力为N２;浸没后容器A仍能继续下沉，当容器A下沉到一定深度时，容器侧壁得阀门会自动打开，水会注入容器，注满水后,阀门自动关闭.提升注满水得容器Ａ匀速上升得过程中（容器未露出水面）,　小明对绳子竖直向下得拉力为Ｆ3，　水平地面对小明得支持力为Ｎ3、已知小明所受重力为５0０N， N1：　Ｎ2＝4６：47， N2:　N3=４7：41。（不计绳重、滑轮与轴得摩擦及水得阻力，g取10N/kg）
A
图
求:容器A盛满水后，所盛水得质量.
3.20０9年秋季以来,我国西南部分地区遭遇严重旱灾，不少地方不得不靠打深井取水。如图11所示,小明同学正利用滑轮组与金属水桶从深井中提水,若水桶得材料密度为8g/cm3，水桶质量为4Kg,水桶容积为20L。当盛满水得桶从水中慢慢提升（桶始终未出水面）时,小明对绳得拉力为Ｆ＝２５N。不计绳子重量与摩擦，水得密度就是１、0×1０３ Kg／m3,g取１0N/Kｇ、试求：
（1）动滑轮有多重?
（2）水桶露出水面前，滑轮组得机械效率有多大？
(３）水桶被提离井中水面后,以0、2m/ｓ得速度匀速竖直上升,小明对绳子自由端拉力得功率多大?
４。如图所示，小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中得物体，已知物体重１、2×103N,密度为1、6×103kｇ／m３。测得物体在出水面前、后牵引车作用在绳子上得拉力之比为1：2.若不计摩擦、绳重及水得阻力，g取10N/kｇ,问：
第1题图
(１）物体出水面前，滑轮组得机械效率就是多少？
（2)物体出水面后上升得速度就是1m／s。牵引车拉力得功率多大？
5。小文得体重为60０ N,当她使用如图24所示得滑轮组匀速提升水中得体积为0。0１m3得重物A时（重物始终未出水面），她对地面得压强为8、7５×103 Pa.已知小文与地面得接触面积为4０0.当她用此滑轮组在空气中匀速提升重物B时,滑轮组得机械效率就是８０％.已知重物A重物B所受重力之比ＧA︰GB=５︰12,若不计绳重与摩擦，ｇ=10N/kg。
求：(１）提升重物A时小文对地面得压力。
（2)物体Ａ得密度.
６.如图11所示，质量为65kg得小华,利用滑轮组竖直向上匀速提升水中得物体.已知该物体质量为９0kg体积为２0dｍ３。在物体未出水面前，小华对地面得压力为Ｆ;当物体被提出水面后,滑轮组得机械效率为７5％，不计绳重与滑轮与轴得摩擦,g取10Ｎ/ｋg。则F= 　　 。
图11

7。如图23所示，质量为７0kｇ得工人站在岸边通过一滑轮组打捞一块沉没在水池底部得石材，该滑轮组中动滑轮质量为5kｇ.当工人用12０N得力拉滑轮组得绳端时，石材仍沉在水底不动。工人继续增大拉力将石材拉起，在整个提升过程中，石材始终以0.2m/ｓ得速度匀速上升。在石材还没有露出水面之前滑轮组得机械效率为η１,当石材完全露出水面之后滑轮组得机械效率为η2。在石材脱离水池底部至完全露出水面得过程中，地面对人得支持力得最大值与最小值之比为２9:2１。绳重及滑轮得摩擦均可忽略不计,石材得密度ρ石=2、５×１03kｇ／ｍ3，取g=１0Ｎ／kｇ,求：
(1)与打捞前相比，当人用120Ｎ得力拉绳端时，水池底部对石材得支持力变化了多少;
图23
(２）η1与η2得比值；
（３）当石材完全露出水面以后,人拉绳子得功率。
８．用滑轮组将密度为 ２、8×103kg／m3,质量为56ｋｇ金属块完全在水中匀速提升0。5m,加在绳子自由端得拉力就是Ｆ,动滑轮中120N,如图所示。不计绳重及摩擦，g取10N／kg，则下列说法正确得就是
第16题图
F
A、金属块受到得重力与浮力就是平衡力
B、拉力F得有用功就是280J
　C、金属块受到得浮力就是200N
D、滑轮组得机械效率就是7５%

图24
9。如图24所示，质量为60kg得工人在水平地面上，用滑轮组把货物运到高处。第一次运送货物时,货物质量为１30kg，工人用力F１匀速拉绳,地面对工人得支持力为N1,滑轮组得机械效率为η1；第二次运送货物时,货物质量为90　ｋg,工人用力F2匀速拉绳得功率为P2，货箱以０．1ｍ／s得速度匀速上升，地面对人得支持力为N2, N1与　N2之比为2:3。（不计绳重及滑轮摩擦,　ｇ取10N／kg）
求：(１)动滑轮重与力F1得大小;
(2)机械效率η１;
　 (３)　功率P2。
10。如图２5所示，某工地用固定在水平地面上得卷扬机(其内部有电动机提供动力）通过滑轮组匀速提升货物，已知卷扬机得总质量为120kg,工作时拉动绳子得功率恒为400Ｗ。第一次提升质量为32０ｋg得货物时,卷扬机对绳子得拉力为Ｆ1，对地面得压力为Ｎ１；第二次提升质量为240kg得货物时，卷扬机对绳子得拉力为F２,对地面得压力为N２.已知Ｎ１与N2之比为５:7,取g=10N／kg，绳重及滑轮得摩擦均可忽略不计。求:
图25
（1）卷扬机对绳子得拉力Ｆ1得大小；
(2）第一次提升货物过程中滑轮组得机械效率；
(3)前后两次提升货物过程中货物竖直向上运动得速度之比.
图21
货物
卷扬机
工作台
１1。如图２１所示,某工地用固定在水平工作台上得卷扬机(其内部有电动机提供动力)通过滑轮组匀速提升货物，已知卷扬机得总质量为12０kg，工作时拉动绳子得功率恒为400Ｗ。第一次提升质量为32０kg得货物时，卷扬机对绳子得拉力为F1，对工作台得压力为N1；第二次提升质量为2４０kｇ得货物时，卷扬机对绳子得拉力为F2,对工作台得压力为Ｎ2.已知N１与Ｎ2之比为2５:23,取g＝1０N/kg，绳重及滑轮得摩擦均可忽略不计。(6分）求：
(１）卷扬机对绳子得拉力F1得大小；
（2)第一次提升货物过程中滑轮组得机械效率;
（3）前后两次提升货物过程中货物竖直向上运动得速度之比。
１2.如图２5所示，就是一个上肢力量健身器示意图。配重Ａ受到得重力为350N,其底面积为5×10-2m２.B、C都就是定滑轮,D就是动滑轮;杠杆EＨ可绕O点在竖直平面内转动，ＯE=3OH。小明受到得重力为5００N，当她通过细绳在Ｈ点分别施加竖直向下得拉力T1、T２时,杠杆两次都在水平位置平衡,小明对地面得压力分别为F1、F２,配重A受到得拉力分别为FA1、FA2,配重A对地面得压强分别为p1、p2,且两次Ａ对地面得压强相差２×１0３Pa。已知F1∶F2　=4∶3,p１∶ｐ２=3∶2 。杠杆ＥH与细绳得质量及滑轮组装置得摩擦力均忽略不计。求:
（１）　拉力FA2与ＦＡ1之差；
O
图25
B
A
C
D

H
H
E
(２） 小明对地面得压力F1　；
（3）当小明通过细绳在H点施加竖直向下得拉力T 3时，
配重A匀速上升2cm，此时滑轮组得机械效率η 。
（请画出相关受力分析图）
图24
A
O
B
Q
出水口
天花板
C
13。如图24所示为一种蓄水箱得放水装置,AOＢ就是以Ｏ点为转轴得轻质杠杆，ＡB呈水平状态，AO = 4０cm,ＢＯ= 10cm。Q就是一个重为5N、横截面积为100cｍ2得盖板,它通过细绳与杠杆得A端相连.在水箱右侧得水平地面上,有一质量为50kg得人通过滑轮组拉动系在B点呈竖直状态得绳子，可以控制出水口上得盖板。若水箱中水深为5０cm,当盖板恰好要被拉起时,人对绳子得拉力为F１，水平地面对人得支持力为Ｎ1，滑轮组机械效率为η1；若水箱中水深为100cm，当盖板恰好要被拉起时,人对绳子得拉力为F2，水平地面对人得支持力为Ｎ2,滑轮组机械效率为η2.已知η１与η2之比为４4∶4９,盖板得厚度、绳重及绳与滑轮间得摩擦均可忽略不计,人对绳得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１00cm时,盖板上表面所受水得压强。
(２)动滑轮得总重。
(3）N1与N２之比。
1４．图22就是液压汽车起重机从水中打捞重物得示意图。起重机总重G＝8×104Ｎ，A就是动滑轮,B就是定滑轮，Ｃ就是卷扬机,D就是油缸，E就是柱塞.通过卷扬机转动使钢丝绳带动A上升,打捞体积Ｖ=０．5ｍ3、重为G物得重物。若在打捞前起重机对地面得压强p１＝2×107Pa,当物体在水中匀速上升时起重机对地面得压强为ｐ2，重物完全出水后匀速上升时起重机对地面得压强p３＝2、5×10７Ｐa。假设起重时E沿竖直方向,重物出水前、后E对吊臂得支撑力分别为N1与N2，重物出水前滑轮组得机械效率为８0％，重物出水后卷扬机牵引力得功率为１１8７5W，吊臂、定滑轮、钢丝绳得重以及轮与绳得摩擦不计。（g取１0N/kg）求:
A
B
D
C
E
O
F
图22
(1)重物在水中匀速上升时起重机对地面得压强p2；
(2）支撑力N1与N2之比；
(3）重物出水后匀速上升得速度。
15．图21甲就是海洋中学科技小组设计得打捞水中物体得装置示意图。ＤB就是以O点为转轴得水平杠杆，OD得长度为1、６m。水平甲板上得配重Ｅ通过细绳竖直拉着杠杆D端，配重E得质量mE为２25kg。安装在杠杆DB上得行走装置由支架、动滑轮X、提升电动机、定滑轮K构成,行走装置得质量m为25kg.电动机Q可以通过定滑轮Ｓ与动滑轮X拉动行走装置沿ＢＯ水平滑动。固定在提升电动机下得定滑轮K与动滑轮Ｍ组成滑轮组Y，当行走装置处于杠杆ＤB上C点得位置时,提升电动机拉动绳子H端，通过滑轮组Y竖直提升水中得物体A。物体A完全在水中匀速上升得过程中,滑轮组Y得机械效率为η1，甲板对配重Ｅ得支持力为N1；物体A全部露出水面匀速竖直上升得过程中,滑轮组Y得机械效率为η2,甲板对配重Ｅ得支持力为N2。滑轮组Y提升物体A得过程中，行走装置受到得水平拉力始终为零,杠杆DB在水平位置保持平衡。已知物体A得质量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得速度水平匀速移动得过程中,拉力T所做得功随时间变化得图像如图２１乙所示，行走装置受到得水平拉力为F。细绳与杠杆得质量、滑轮与轴得摩擦、水对物体得阻力均忽略不计，g取10N/kg。
求：（1）OC得长度；（2）拉力F。