2013年北京各区初三物理二模力学大题工作总结_含详细解析wo.doc

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（海淀二）39．图23是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。C是卷扬机，E是液压机的柱塞，能够竖直向上支撑起重臂OMB。在起重臂的两端分别固定有定滑轮，图中虚线框内是悬挂在起重臂B端的滑轮组（未画完整，其中A是定滑轮），卷扬机经O点和B点的定滑轮拉动滑轮组的钢丝绳自由端K，使重物始终以恒定的速度匀速上升。当重物完全浸没在水中上升的过程中，地面对起重机的支持力N1为1.225×105N，柱塞E对起重臂的支撑力为F1，卷扬机对钢丝绳自由端K的拉力T1为6.25×103N，滑轮组的机械效率为η；重物被完全拉出水面后上升的过程中，地面对起重机的支持力N2为1.375×105N，柱塞E对起重臂的支撑力为F2，卷扬机的输出功率P2为5kW，对钢丝绳自由端K的拉力为T2。已知定滑轮A的质量mA为200kg，虚线框内动滑轮的总质量mD为250kg，F1：F2=9：14。若不计起重臂、钢丝绳的质量及滑轮组的摩擦，g取10N/kg，求：
（1）被打捞的重物浸没在水中时受到的浮力F浮；

C
E
O
M

B
A
K
图23
（2）滑轮组的机械效率η；
（3）卷扬机拉动钢丝绳的速度v。

G
F浮
N1
G0
N2
G0
答图6
甲
乙
G
39．解：
（1）设液压汽车起重机（包括滑轮组）受到的重力为G0，被提升物体受到的重力为G，以起重机和被提升物体整体做为研究对象，物体在水中和在空气中的受力分析分别如答图6甲和乙所示。
图1分
G0+G=N1+F浮①
G0+G=N2②1分
①②联立得出：
F浮=N2-N1=1.375×105N-1.225×105N=1.5×104N1分
（2）把吊臂作为一个杠杆，设吊臂B端受到的总拉力为FB、对应的力臂为l1，柱塞E的支撑力对应的力臂为l2。吊臂的受力分析如答图7甲和乙所示。
O
M
B
F2
FB2
乙
O
M
B
F1
FB1
甲

答图7

根据杠杆平衡条件得出：
FB1×l1=F1×l2
FB2×l1=F2×l2则FB1:FB2=F1:F2=9:14
G
F浮
FB1
GD
FB2
GD
答图8
甲
乙
G
GA
GA
把滑轮组和物体作为一个整体进行受力分析，如答图8甲和乙所示。
G+GD+GA=FB1+F浮③
G+GD+GA=FB2④
③④联立得出：
FB1:FB2=（G+GD+GA-F浮）:（G+GD+GA）=9:14
则（G+mDg+mAg）:F浮=14:5
（G+250kg×10N/kg+200kg×10N/kg）:1.5×104N=14：5
解得G=3.75×104N1分
GD
F浮
nT1
G
nT2
G
答图9
甲
乙
GD

1分

（3）以动滑轮和物体作为一个整体进行受力分析，如答图9甲和乙所示。
G+GD=nT1+F浮⑤
G+GD=nT2⑥1分
由⑤得出：n=（G+mDg-F浮）/T1=（3.75×104N+250kg×10N/kg-1.5×104N）/6.25×103N=4
由⑥得出：T2=（G+mDg）/n=（3.75×104N+250kg×10N/kg）/4=104N
由功率公式P2=T2v得出v=P2/T2=5×103W/104N=0.5m/s1分
（其它解法正确也得分）
图26

电动机

滑轮组绳子自由端

滑轮组挂钩

A
B

（西城二）39.图26是一种新型吊运设备打捞物体的简化模型示意图，图中虚线框里是滑轮组（未画出），滑轮组绳子的自由端由电动机拉动。物体A浸没在水中并悬挂在滑轮组挂钩下端的细绳下。当物体A浸没在水中时，电动机对滑轮组绳子自由端的拉力F1为100N，吊运设备对横杆B点的拉力比不挂物体时增大了N1。然后，将物体A竖直向上提升，当物体A有的体积露出水面静止时，电动机对滑轮组绳子自由端的拉力F2为180N，吊运设备对横杆B点的拉力比不挂物体时增大了N2。已知：物体A的体积为80dm3，N2=3N1。不计绳的质量，不计滑轮与轴的摩擦。g取10N/kg。求：[来源:学_科_网]
（1）物体A的重力GA；
（2）动滑轮的重力G动；
（3）物体完全出水后匀速上升时，
滑轮组的机械效率η。

39.解：
F浮1

F浮2

T1
GA
T2
GA
A
A
图7
甲
乙
（1）当物体A浸没在水中时，以物体A为研究对象，受力分析
如图7甲所示；当物体A有的体积露出水面时，以物体
A为研究对象，受力分析如图7乙所示。
由图7甲、乙得：
T1＝GA—F浮1①；T2＝GA—F浮2②
（受力分析图或两个方程）-------（1分）
当物体A浸没在水中时，吊运设备对横杆B点拉力比不挂物体时增大N1
当物体A有的体积露出水面时，吊运设备对横杆B点拉力比不挂物体时增大N2
因此，N1=T1=GA—F浮