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中考物理压轴题
电动机QBCOD定滑轮K动滑轮MH甲金属材料图1E1.图1是某科研小组设计的在岸边打捞水中物品的装置示意图。该装置由悬挂机构和提升装置两部分组成。悬挂机构由固定杆OD和杠杆BC构成,O为杠杆BC的支点,CO:OB=4:1。配重E通过绳子竖直拉着杠杆B端,其质量mE=500kg。安装在杠杆C端的提升装置由支架、电动机Q、定滑轮K及动滑轮M构成。其中支架和电动机Q的总质量mQ=12kg,定滑轮K和动滑轮M的质量均为m0。可利用遥控电动机拉动绳子,通过滑轮组提升浸没在水中的物品。在一次打捞一批实心金属材料过程中,金属材料浸没在水中匀速竖直上升,此时电动机Q牵引绳子的功率为P1,绳子H端的拉力为F1,金属材料上升速度大小为v1,地面对配重E的支持力为N1,滑轮组的机械效率为η1;在金属材料全部露出水面后匀速竖直上升的过程中,绳子H端的拉力为F2,地面对配重E的支持力为N2,滑轮组的机械效率为η2。已知F1=200N,v1=0.2m/s,η2=95%,N1
电动机Q
B
C
O
D
定滑轮K
动滑轮M
H
甲
金属材料
图1
E
(1)金属材料浸没在水中匀速上升时电动机牵引绳的功率P1;
(2)动滑轮M的质量m0;
(3)被打捞金属材料的密度ρ金。
2.如图2甲,轻质杠杆AB能绕固定点O在竖直平面内转动,水平地面上的配重N通过细绳竖直拉着杠杆B端,使用过程中杠杆始终在水平位置平衡。已知AO:OB=2:5。当圆柱形物体M浸没在水面以下匀速上升时,作用在绳子自由端的拉力为F1,配重N对地面的压强为P1,滑轮组的机械效率为η1;当物体M的上表面露出水面20cm时,作用在绳子自由端的拉力为F2,配重N地面的压强为P2,滑轮组的机械效率为η2;当物体M全部露出水面后匀速上升时,作用在绳子自由端的拉力为F3,配重N对地面的压强为P3,滑轮组的机械效率为η3;已知滑轮组中大小两种滑轮的质量之比为9:2,配重N的质量为64.8kg,物体M的底面积为600cm2,物体M的质量与体积的关系的图像如图2乙所示,若F1:F2=5:6,P1:P3=6
(1)当滑轮组的机械效率为88%时,物体M受到的浮力;
(2)出水后如果物体M以0.1m/s的速度匀速上升,小明作用在绳子自由端拉力F3的功率。
图2甲图2乙
3.如图3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。若在打捞前起重机对地面的压强p0=1.9×107Pa,当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强比打捞前增大了0.6×107Pa,重物完全出水后匀速上升时起重机对地面的压强比打捞前增大了0.8×107Pa。假设起重时E沿竖直方向,重物出水前、后E对吊臂的支撑力N1与N2之比为10∶13,重物出水前卷扬机牵引力做的功随时间变化的图象如图19乙所示。
(1)被打捞物体的重力;
(2)重物出水前滑轮组的机械效率;
图3ABDCE
图3
A
B
D
C
E
O
F
乙
1.2×105
W/J
2.4×105
3.6×105
4.8×105
0
t/s
20
40
10
30
甲
甲
FDCOA配重BEGM图44.工人用图4所示装置,打捞深井中的边长为30cm的正方体石料,石料的密度为3?103kg/m3。装置的OC、DE、FG三根柱子固定在地面上,AB杆可绕O点转动,AO:
F
D
C
O
A
配重
B
E
G
M
图4
(1)如果石料在水中匀速上升时滑轮组的机械效率是η1,石料完全离开水面后滑轮组的机械效率是η2,且η1:η2=83:84,求石料在水中匀速上升过程中,工人拉绳的功率多大?
(2)若石料在水中匀速上升时,配重对地面的压强为6500帕,石料完全离开水面后,配重对地面的压强为4812.5帕;求配重M的密度。(7分)
5.质量为60kg的小明站在
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