初中物理滑轮综合试题(难题综合)

力学综合题

【 1】（ 08 崇文一模） 如图 25 所示是起重机的结构示意图。

32

用它把质量为 2×10kg，底面积为 1m 的货箱

G 匀速提起。（取 g＝ 10N/kg ）问： （ 1）当货箱静止于水平地面时，它对地面的压强 是多少？

（ 2）若把货箱匀速吊起 3m，起重机对货箱做了

多少功？

（ 3）吊起货箱时， 为使起重机不倾倒，

在它右边加挂质量为多大的铁块？ 已知： OA＝ 10m，

OB＝ 5m。（设起重机所受重力的作用线恰好通过 O 点。）

【 2】(08 西城一模 )磅秤上有一个重 1500N 的木箱，小明站在地上，想

用如图 29（甲）所示的滑轮组把这个木箱提升到楼

上，可是他竭尽全力也没有提起，此时磅秤的示数为 40kg。 于是他改变滑轮组的绕绳方法如图

29（乙）所示，再去提

这个木箱。 当木箱匀速上升时， 小明对地板的压力为 100N，不计轴摩擦和绳重，取 g＝ 10N/kg 。求小明的体重和提升木箱时滑轮组的机械效率。

（ 1）力 F1 的大小； （ 2）合金块 M 的密度； （ 3）当 M 浸没于水中时， 若剪断细绳， 合金块 M 沉于容

【 3】

（ 08 昌平一模）如图 30 所示，一正方体合金块 M 的 边长为 20cm，把它挂在以 O 为支点的轻质杠杆

A 的

点处，一个重为 0N 的人在杠杆的 B 点通过定滑轮 用力 F 1 使杠杆在水平位置平衡，此时 M 对水平地面

4的 压 强 为 1.1 ×10Pa ， 人 对 水 平 地 面 的 压 强 为 1.45 Pa；若把 M 浸没于水中 (M 与容器底不接

)， ×10 4触

F2 仍使杠杆在水平位置平衡，此时人对地面 人用力

41.15 ×10 Pa；已知人单独站在水平地面的压强

上， 为

对地面的压强为 1.6 Pa．（ g 取 10N/kg ）

4 ×10 求：

专业资料整理

WORD格式

O A

B

M

图 30

器底，则

M 对容器底的压强为多大． 1

专业资料整理

WORD格式

【 4】 （ 08 朝阳一模）图 23 是简易

M N

电动门式起重机的结构示意

提升电动机 行走装置

图。 MN 为质量可以不计、长

4m 的横梁，行走装置可以把提

起的重物在横梁上左右移动。 滑轮组

提升电动机通过钢丝绳和滑轮

组提起重物，滑轮组的结构如

重物

图。当提起的重物质量是 0.5t，

钢丝绳重和轮、轴间摩擦不计

图 23

时，滑轮组的机械效率是 80% 。

当以 0.2m/s 的速度匀速竖直向上提1.125少？电动机

起 t 重物时，滑轮组的机械效率是多 拉 动钢丝绳的功率是多少？

2.75 ×103

N ，提起重物质量为 2t，行走装置使提起的 若行走装置和提升电动机的总重是

重物 沿横梁从中点 A 移到 B 点，以 M 点为轴， N 点向上的支持力增加

了

6×103N， MB 的距离是

多少？（ g 取 10N/kg ）

【 5】

（ 08 海淀一模） 图 25 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 B

是定滑轮， C 是卷扬机， D 是油缸， E 是

柱塞。作用在动滑轮上共三股钢丝绳， 卷扬

F O

机转动使钢丝绳带动动滑轮上升提取重物， E A

被打捞的重物体积 V＝ 0.5m 3。若在本次打捞C

D 前起重机对地面的压强 p107

Pa，当 1＝ 2.0 ×

物体在水中匀速上 升时起重机对地面的压强 p7

2＝ 2.375 ×10Pa，

物体完全出水后起重机对地面的压强 p 3 ＝

7

体出水前、后柱塞对吊臂的支撑力分别为 N

1 图

和 N2， N1 与 N2 之比为 19： 24。重物出水后

上升的速度 v＝ 0.45m/s。吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计。（ g 取 10N/kg 专业资料整理

）

WORD格式

求：

（ 1）被打捞物体的重力；

2

专业资料整理

WORD格式

（ 2）被打捞的物体浸没在水中上升时，滑轮组 AB 的机械效率； （ 3）重物出水后，卷扬机牵引力的功率。

【 6】(08宣武一模 )某桥梁施工队的工人用如图 24所示的滑轮组匀速打捞

1 ＜答案＞ 2 ＜答案＞

沉在水中的工件。已知工件的质量为 100kg工人的质量为 70kg。工件打捞出水面前与工件完全被打捞出水后工人对地面的压力之比为 15： 2，工件在水中时，滑轮组的机械效率为 60% 。若不计摩擦、 绳重及水的阻力， g取10N/kg 。求：

（ 1）工件浸没在水中时所受的浮力 Ｆ浮 ；

（ 2）工件完全打捞出水面后，滑轮组的机械效率 η ；

2

（ 3）工件完全打捞出水面后，以 0.2m/s 的速度被匀速提升，工人拉绳的功 率 P2。

3

F 2 10 kg 10 N / kg

4

（ 1）

p S 1m 2

2 10 Pa 3 4 （ 2） W=FS=2× 10 kg×10N/kg ×3m=6×10 J

（ 3） G×AO = G 0×OB2×103 kg×g×10m = m 0g×5mm0 = 4 ×103kg F 拉＝G人 木箱和动滑轮受力

G 箱 ＋G 轮＝ 2F 拉＋ F 支＝ 2G 人 ＋ F 支 ＝ 2G 人 ＋ mg

改变绕绳方式后，

F拉＋F支＝G

人，

G 箱＋G 轮＝拉 ＝3(G 人－F

木箱和动滑轮受力 3F

支 ) 所以 2G 人＋ mg＝ 3(G 人 －F F 支 ＝F 压＝

支 ) 100N

G 人＝

3F 支 ＋ mg＝ 3×100N＋ 40kg ×10N/kg ＝ 700N

F 拉 ＝G 人－ F 支 ＝700N－100N＝

600N

专业资料整理

WORD格式

G箱 h G箱

1500N机械效率 ＝ ＝ ＝ 83.3% ＝ ＝ W总 F拉 s 3F拉 3 600N

W有用

3

专业资料整理

WORD格式

G人 3 ＜答案＞ （ 1） p人

S

G人 S

人

2

0 N G F1 0.04m ，

4

p1 S p人 1.6 10 Pa

F 1=G 人— p1S=0N — 1.45 G人 F2

42 ×10Pa×0.04m =60N ， p2

S

4 2

F =G — p S=0N— 1.15 ×10 Pa×0.04m =180N

人 2 2 （ 2）杠杆在水平位置平衡时， 有：

OA(G M — F M)=OBF 1

OA(G M — F 浮 )=OBF 2 由①②可得，

GM

GM ① ② F1 F2

4

1 ③

3

2

FM F浮

F M=F 压 =PM SM =1.1 ×10Pa×(0.2m) =440N F 浮 =ρ水 gVM =1×10kg/m ×10N/kg ×(0.2m) =80N

浮 =80N 代入③式，解得： GM

将 F M=440N、F =620N

3 3

620 N 7.75 10 kg/ m ρM GM gVM 10N / kg (0.2m)

（ 3）当 M 浸没于水中时，剪断细绳，合金

M 沉于容器底， 块

GM F / 浮 620 N 80N 4 pM 1.35 10 Pa

2

SM (0.2m)

提起重物质量分别

4 ＜答案＞ 0.5t 和 2t， 为

3//＝ 5×10N ， G＝ m g ＝ 2t G＝ mg ＝ 0.5t 重物重分别3 ×10N/kg ＝ 20×10N ×10N/kg 为

η＝ W 有用 /W 总 ＝ G 物 /（ G 物 ＋ G 动 ），代入数据： 由滑轮组机械效率

33

＝ 5×10N/ （ 5×10N＋ G 动），解80% 出

G 动 =1.25 3 ×10N

/

＝G //3

3 3 物 /物 ＋G 动）＝ 20×10

N/ （ 20×10 N＋ 1.25

N） （ G η ×10

≈ 94%

/＋ 3 3 3 钢丝绳拉力 F=

）/3 =（20×10 1.25 ×10 N） /3 ≈ ×N1 （ G G N＋ 7.1 0

物 动

匀速拉动时，电动机拉动钢丝绳的功

率

3P ＝ Fv＝ 7.1 ×10N×3×0.2m/s=4.26 3 10×W

/ ） 3 3 3 ＝N ＋ ×10 N） v 物（〔或 P＝（ G 物＋ 动 20×10 1.25G ×0.2m/s=4.25 10×W〕

专业资料整理

3

3

3

WORD格式

把横梁 MN 看成杠杆，M 点为轴，重物

在 A 点和 B 点时，根据杠杆平衡条件： 以

（ G 物＋ G 行＋G 动）·MA ＝F A·MN （ G 物＋ G 行＋ G 动） ·MB ＝F B·MN 两式相减得：

（ G 物＋ G 行＋G 动）·（MA －MB ） ＝（ F A－F

） ·MN 当 FA－ FB＝ 6×10N＞ 0，代入数据：

3 3 3 3

（ 20×10 N＋ N ＋2.75 ×10 N）1.25 ×10 （ 2m － MB ）＝ 6×10 N×4m

B

3

5 ＜答案＞解出： MB ＝ 1m

当 F3

A－ FB＝－ 6×10N＜ 0，代入数据：

（ 20×10 N3 ＋ 1.25 ×310 N ＋ 2.75 3×

10 N）（ 2m－ MB ）＝－

解出： MB /

＝ 3m

（ 1）设起重机重为 G，被打捞物体重力为 G 物打捞物体前， G=p0S

4

专业资料整理

3 6×10 N×4m

；WORD格式

6 ＜答案＞

在水中匀速提升物体

F 拉=G 物－F

时：

浮

起重机对地面的压

G+F 拉 力：

=p1S F 浮=ρ水 gV 排 =0.5

×104

N

物体出水后： G+G 物=p2S， F 拉 =（ p1- p0） S；G 物 =（ p2- p0） S

F

拉 G物 F浮 p1 p0 3

G

物 G物 p2 p0 4

可得物体重力

为

G 物 =2.0 ×104N。 （ 2）设钢丝绳上的力在出水前后分别

为

F 1、 F 2，柱塞对吊臂力的力臂为 L1，钢丝绳对吊臂力的力臂为 L2。根据杠杆平衡条件可

知：

N F N1 1 －

1L1=3F1L2 ； N2L1=3F2L2， = ，F 1= （ G F + G ）

1 物 浮 动 F2 N2 3 F 2= 1

（G物+G动）， F1

= G物 F浮 G动 =

19 3

F2

G物 G动 24 将数据代入

=0.4 4 得：

G ×10 N 动

物体浸没在水中上升时，滑轮组

AB 的机械效率：

浮 ）

W （

G F

有物 F

h G 物 浮

η

G 动 G

W 总 G 物 F 浮

h G 物 F 浮 动

10 4

N-2 0.5 104

N 0

10 4

N-78.

2 0.5 104N 0.4 104

N 9 0

（ 3）出水后钢丝绳上的F 2= (G 物+G

力：

动 )/3=0.8 10×4

N 物体上升的速

v，钢丝绳的速度

度 0.45m/ s =1.35m/

v＇ =3v=3 s

4 4

P=F 2 v＇=0.8 ×10 ×1.35m/ s =1.08 N 10×W 。

（ 1）以人为研究对象，进行受力分析如图（ 3）甲、乙所示：

∴ N1=G 人 -∵ G 人 =F′1+N1

F′1

G 人 =F′2+N2 N 2=G 人 -F′2

工人受到地面的支持力与工人对地面的压力大小相等；绳对人的拉力与人对

拉力大小相

等。

＝（Ｇ人 -F′） /（ G 人 -F′）＝

∴Ｎ ′1/ ＝Ｎ 15/2

Ｎ2 ′ 1/2

Ｎ

1 2 专业资料整理

绳的

WORD格式

又∵ η （ G 物 -F 浮） h / F1S = (G

1=W 有/W 总=

物 -F 浮 )/2F 1=60%

F1=（G 物 +G 动 -F 浮） /2 F2=（G 物 +G 动） /2

将③、④式代入①、 ②式，并且将 G 人 =m 人

g=70kg×10N/kg =700N ，G 物 =m 物 g=100kg ×10N/kg =1000N 代入 ,解得： G

动 =320N

浮 )

由②③式得：60%=(G 物 － F / (G 物+G 动 -F 图 （ 3）

浮 )=(1000N-F 浮 ) / (1000N+320N- F 浮 ) ∴解得 F 浮 =520N 则： F 1=400N ； F 2=660N 。

（ 2）∵ η =W′有 / W 总 =G 物 / 2F =G 物 / (G 物 +G 动 )=1000N/(1000N+320N) =76 %2 2

（ 3）∵ P2=F 2 ·v2=F 2 ×2 v 物 = 1320N ×0.2m/s = 2 W

5

专业资料整理