初中物理平衡状态的判断计算题

图是从井中提升重物的装置示意图。O点为杠杆AB的支点，OA∶OB＝2∶3。配重C通过绳子竖直拉着杠杆B端，其质量m_C=100kg。杠杆A端连接由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组，定滑轮和动滑轮的质量均为m，滑轮组下安装吊篮，吊篮底部固定一电动机D，电动机D和吊篮的总质量m₀=10kg，可利用遥控电动机拉动绳子E端，通过滑轮组使吊篮升降，电动机D提供的功率恒为P。当吊篮中不装物体悬空静止时，地面对配重C的支持力N₀为800N，杠杆B端受到向下的拉力为F_B；将质量为m₁的物体装入吊篮，启动电动机，当吊篮匀速上升时，地面对配重C的支持力为N₁；物体被运送到地面卸下后，又将质量为m₂的物体装到吊篮里运到井下，吊篮以0.6m/s的速度匀速下降时，地面对配重C的支持力为N₂。已知N₁∶N₂=1∶2，m₁∶m₂=3∶2，不计杠杆重、绳重及摩擦，g取10N/kg。求：

（1）拉力F_B；
（2）动滑轮的质量m；
（3）物体的质量m₂；
（4）电动机功率P。

如图所示，工人站在水平地面，通过滑轮组打捞一块沉没在水池底部的实心金属物体A。工人用力将物体A竖直缓慢拉起，在整个提升过程中，物体A始终以0.1m/s的速度匀速上升。物体A没有露出水面之前滑轮组的机械效率为η₁，工人对水平地面的压强为p₁；当物体A完全露出水面之后滑轮组的机械效率为η₂，工人对水平地面的压强为p₂。若物体A重为320N，动滑轮重40N，工人双脚与地面的接触面积是400cm²，p₁－p₂=250Pa，绳重、水的阻力及滑轮轮与轴间的摩擦均可忽略不计，g取10N/kg，求：

（1）当物体A刚离开底部，受到水的浮力；
（2）金属A的密度；
（3）当物体A完全露出水面以后，人拉绳子的功率；
（4）η₁与η₂的比值。

圆柱形物体A和B通过细线悬挂在圆柱形容器的顶部，悬挂A物体的细线的长度为l₁，悬挂B物体的细线的 长度为l₂，容器顶部有注水孔，通过该孔可向容器中注水，如图所示。当容器内注入水的质量为1kg时，细线对物体A向上的拉力为14N，水对容器底部的压强为p₁；当容器内注入水的质量为10kg水时，细线对物体A向上的拉力为6N。已知：圆柱形容器的底面积为200cm²、高为70cm；物体A和B完全相同，重力均为8N、底面积均为40cm²、高均为15cm，g取10N/kg，圆柱形容器的厚度忽略不计。

求：（1）p₁；（2）l₁。

如图所示，一轻绳绕过定滑轮，一端与粗糙水平面上的滑块相连，另一端悬挂一个砂桶。调整桶内砂的质量，当砂桶和砂的总质量m=0.2kg时，砂桶和滑块都做匀速直线运动，速度大小v=0.5m/s，不计滑轮的摩擦，求砂桶和滑块匀速运动时：

（1）滑块受到的摩擦力的大小；
（2）砂桶和砂所受的重力在2s内做的功。

如图所示，用轻质薄木板AB做成杠杆，O为支点，OA＝OB＝2m，地面上一质量为3kg，边长为0.1m的实心正方体物块M用一不可伸长的细线系于OB的中点C，此时AB静止于水平位置，细线刚好被拉直。现将重为10N的小物块P放在O点的正上方的板上，对P施加F＝2N的水平向左推力，使P沿OA向左做匀速直线运动。求：（g取10N/kg）

（1）物块M的密度；
（2）小物块P所受滑动摩擦力的大小和方向；
（3）若细线能承受的最大拉力为14N，小物块P可从O点开始往左运动多远？小物块P往左运动到最远时，推力F做了多少功？物块M对地面的压强为多大？

如图所示，一个木块用细绳系在容器的底部，向容器内倒水，当木块露出水面的体积是20cm3，时，细绳对木块的拉力为0.6N．将细绳剪断，木块上浮，静止时有的体积露出水面，如图（b）所示，求此时木块受到的浮力．（g取10N／kg）

（a）   （b）

如图所示的木块浸没在水中，细线对木块的拉力是2N．剪断细线，待木块静止后，将木块露出水面的部分切去，再在剩余的木块上加1N向下的压力时，木块有20cm³的体积露出水面．求木块的密度．（g取10N/kg）

有一根绳子，通过如图19甲所示的滑轮组，能够提起的最重的物体是A，物体再重绳子将断裂（不计绳重和摩擦）。求：

（1）将A匀速提高2m做的有用功为740J，则物重G_A为多少？
（2）若此时滑轮组机械效率为92.5%，人的体重为600N，每只脚与地的接触面积为2×10^-2m²，则人对地面压强为多少？绳子能承受的最大拉力为多少？
（3）若利用这根绳子和这些滑轮，组成图19乙所示滑轮组，利用它从水中缓慢提起（不计水的阻力）一个边长为3×10^-1m的正方体B，当提到B的下表面所受水的压强为2×10³Pa时绳子断裂。则正方体B的密度为多少？

匀速直线运动是指在任何相等的时间内通过相等路程的直线运动，匀加速直线运动是指在任何相等的时间内增加相同速度的直线运动，如从静止开始，1秒末的速度是2米/秒，则2秒末的速度是4米/秒．3秒末的速度是6米/秒……
作匀速直线运动的物体在时间t内移动的距离s=vt，在它的v—t图象中（下图1），阴影矩形的边长正好是v和t，可见，做匀速直线运动的物体移动的距离对应着v—t图象中阴影的面积，匀加速直线运动的物体移动的距离也有类似的关系。
现有一辆汽车在教练场上由静止开始沿平直道路做匀加速运动，在10秒末速度达到 10米/秒．然后以此速度做50秒的匀速直线运动，最后减速慢慢停下。

（1）从汽车由静止开始运动计时，在下图2中做出汽车在1分钟内的v—t图象。
（2）求这1分钟内汽车行驶的距离。
（3）汽车在行驶的过程中，在水平方向上受到使汽车前进的牵引力F₁和阻碍汽车运动的阻力F₂，试分析这一分钟内F₁和F₂的大小关系。

如图所示的防空导弹驱逐舰被誉为“中华神盾”。它满载时总重约为6×10⁷N，驱逐舰满载以36km/h的速度匀速直线航行时，受到的阻力是总重的0.01倍，如果以这个速度匀速航行10h消耗燃油12t，问：

（1）驱逐舰航行时的牵引力是多大？
（2）航行时驱逐舰克服阻力做了多少功？
（3）整个航行过程中驱逐舰的效率是多大？（取q_燃油=4×10⁷J/kg）

如图所示，水平桌面的正中央放着三个底面积均为500cm²的薄壁容器，容器内装有适当的水，在圆柱形的乙容器中放入一个密度为0.6×10³kg/m³，体积为1dm³的木块漂浮在水面，现用力F将木块刚好压没于水中静止，水未溢出。求：

（1）静止时所施加的压力F的大小；
（2）乙容器中木块被压没后和没有放入木块时相比水对容器底部的压强增加了多少？
（3）若也将木块压没于甲、丙两容器中（木块未触底、水未溢出），静止时判断三容器中水对容器底部的压强增加量的大小关系。

汽车发动机效率η是指发动机牵引汽车前进所做的功与汽油完全燃烧产生内能的比值，一辆小汽车在高速公路上匀速行驶200km，所用时间是2h，消耗汽油14L（汽油完全燃烧），若此汽车汽油发动机的效率η是25%，汽油密度ρ_汽油=0.8×10³kg/m³，汽油热值q_汽油=4.5×10⁷J/kg。

（1）求该汽车在高速公路上行驶这段时间内的牵引力和牵引力功率的大小。
（2）汽车驶出高速公路后，进入某国道，如图为此国道某直线路段的一处测速仪，测速仪内有能发射和接受超声波的传感器。在汽车以某一速度v远离测速仪某段距离L＝64m时，测速仪发出超声波经汽车反射后接收到超声波信号的时间为0.4s。已知此路段限速为80km/h，超声波的速度为340m/s。试计算并说明汽车在此路段是否超速？

为提倡环保，促进节能减排，鼓励使用新能源，2015年5月18日，国家税务总局等部门出台相关免征车船税优惠政策，纯电动车也在免税之列。
一辆纯电动客车铭牌上部分参数如表格所示。

最大允许总质量	18000kg
额定载客人数	57
电动机额定功率	90kW
电动机额定电压	600V
电池容量	600Ah

某次搭载乘客时车与人的总质量为15000kg，假如车的在额定功率下以20m/s的速度沿水平路面匀速行驶20min，所受阻力为车与人总重力的0.02倍，g取10N/kg.求：
（1）电动机的额定电流。
（2）该过程客车消耗的电能。
（3）该过程客车所受阻力的大小。
（4）该过程客车牵引力所做的功。

按照规定，我国载货车辆的轮胎对地面的压强应控制在7×10⁵Pa以内。某型号货车部分参数如表所示。司机师傅在执行一次运输任务时，开着装满了质量约25t沙子的货s车在一段平直的公路上匀速行驶8km，所用时间是6min，该路段限速60km/h。（取g=10N/kg）
（1）货车的速度为多少km/h？
（2）货车轮胎对地面的压强是多少？
（3）货车在这段公路上行驶时所受阻力为车重的 0.03倍，
这段时间内货车牵引力的功率是多大？
（4）根据以上计算，请指出该车存在的一条违规行为并说出其危害。（答出一种即可）

五一假期，小明全家准备驾车从苏州到扬州游玩，出发前，爱学习的小明收集了相关数据，整理成下表，请你根据表中数据完成相关计算：

（1）轿车静止时对水平地面的压强(g取10N/kg)；
（2）全程行车所需的时间；
（3）匀速行驶1km牵引力所做的功；
（4）全程消耗的汽油在完全燃烧时放出的热量(g汽油24.6×10⁷J/kg)．