初中物理力和机械试题

如图甲是某中学科技小组设计的打捞水中物体的装置示意图。DB是以O点为转轴的水平杠杆，杠杆可以绕O点在竖直平面内转动，OD的长度为2m。水平地面上的配重E通过细绳竖直拉着杠杆D端，配重E的质量m_E为250kg。安装在杠杆DB上的行走装置由支架、动滑轮X、提升电动机、定滑轮K构成，行走装置的质量m为20kg。电动机Q可以通过定滑轮S和动滑轮X拉动行走装置沿BO水平滑动。固定在提升电动机下的定滑轮K和动滑轮M组成滑轮组Y，当行走装置处于杠杆DB上C点的位置时，提升电动机拉动绳子H端，通过滑轮组Y竖直提升水中的圆柱体A。圆柱体A完全在水中，以0.1m/s匀速上升的过程中，滑轮组Y的机械效率为η₁，配重E对地面的压强为p₁；物体A以原来的速度匀速竖直上升，全部露出水面后，最终停在空中某高度时，配重E对地面的压强为p₂。滑轮组Y提升物体A的过程中，行走装置受到的水平拉力始终为零，杠杆DB在水平位置保持平衡。电动机H处绳子拉力的功率随时间变化的情况如图乙所示。已知圆柱体A的质量m_A为60kg，底面积为30dm²，p₁与p₂之比为4∶1。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的速度水平匀速移动的过程中，电动机Q处拉力T的功率为5W，行走装置受到的水平拉力为F。细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦、水对物体的阻力均忽略不计，g取10N/kg。

求：（1）动滑轮M所受的重力；（2）机械效率η₁；（3）OC的长度；（4）拉力F。

如图所示，牵引车通过滑轮组匀速打捞起河水中的物体A，在被打捞的物体没有露出水面之前，牵引车控制绳子自由端，使物体A以0.5m/s的速度匀速上升，牵引车对绳的拉力为F₁，拉力F₁的功率为P₁；当被打捞的物体完全露出水面后，牵引车控制绳子自由端，使物体A以0.3m/s的速度匀速上升，牵引车对绳的拉力为F₂，拉力F₂的功率为P₂，且P₁=P₂。已知动滑轮重100N，物体完全露出水面后滑轮组的机械效率为80%（若不计摩擦、绳重及水的阻力，g取10N/kg），则被打捞的物体A的密度为     kg/m³。

在生产玻璃过程中，常用位于天车上的卷扬机（其内部有电动机提供动力）通过滑轮组和真空吸盘提升玻璃，如图甲所示。当卷扬机通过滑轮组提升质量为 的玻璃并使玻璃以速度 匀速上升时，卷扬对滑轮组绳端的拉力为 ，天车对卷扬机的支持力为 ，拉力的功率为 ，滑轮组的机械效率为；当卷扬机通过滑轮组提升质量为 的玻璃并使玻璃以速度 匀速上升时，卷扬机对滑轮组的拉力，天车对卷扬机的支持力为。已知拉力所做功随时间变化的图像如图乙所示，卷扬机的质量为，滑轮 、的质量均为 ， ， ，吸盘和绳的质量及滑轮与轴的摩擦均可忽略不计， 取 。求：

（1） 的大小；
（2） 的大小；
（3） 与 的比值。

CCTV科教频道曾报道：有一辆小车载人后停在水平放置的地磅上时，左前轮、右前轮、左后轮、右后轮对地磅的压力分别为4750N，4980N，4040N，3960N．假设该小车四个轮子的轴心围成一个长方形，O为几何中心，AB、CD为两条对称轴，如图所示．若再在车上放一重物，能使整辆车所受重力的作用通过O点，则该重物的重心应落在

A．AOC区域上
B．BOC区域上
C．AOD区域上
D．BOD区域上

如图所示，一均匀杠杆A处挂2个钩码，B处挂1个钩码，杠杆恰好平衡，若每个钩码质量均为50g，在A、B两处再各加一个钩码，那么：(      )

A.杠杆仍平衡   　　           
B.杠杆左边向下倾
C.杠杆右边向下倾                 
D.无法确定杠杆是否平衡

如图，用滑轮组从H=10米深的水中匀速提起底面积为0.04米²、 高2米的实心圆柱体，该物体的密度是2.5×10³千克/米³。现在动滑轮挂钩用钢丝绳与该物体相连，已知绕在滑轮上的绳子能承受的最大拉力F为700牛。

⑴求该物体露出水面前所受的浮力。
⑵若不计摩擦、绳和动滑轮重，绳子被拉断时，物体留在水中的体积为多少立方米？
⑶若考虑摩擦、绳和动滑轮重，该装置的机械效率为90%，将物体匀速提升至露出水面前，拉力F做的功为多少焦？（g=10牛/千克）

如图16所示，直径为36cm的半球形碗固定在水平面上，碗的端口水平。一根密度分布均匀、长度为47cm的光滑杆ABC搁置在半球碗上，碗的厚度不计，杆平衡时碗内部分AB段与碗外部分BC段的长度之比为（  ）

A．38:9

B．35:12

C．32:15

D．27:20

如图所示，密度分布均匀的圆柱形棒的一端悬挂一个小铁块并一起浸入水中。平衡时棒浮出水面的长度是浸入水中长度的n倍。若水的密度为ρ，则棒的密度为（  ）

A．	B．
C．	D．

如图装置为某学生在科技创新大赛时发明的可以直接测量密度的“密度天平”。其制作过程如下：选择一根长1米杠杆，调节两边螺母使杠杆在水平位置平衡。在左侧离中点10厘米的A位置用细线固定一个质量为150克、容积为80毫升的容器。右侧用细线悬挂一质量为50克钩码（细线的质量忽略不计）。测量时往容器中加满待测液体，移动钩码使杠杆在水平位置平衡，在钩码悬挂位置直接读出液体的密度。

（1）该“密度天平”的“零刻度”应标在右端离支点O　　　cm处。
（2）该“密度天平”的量程为多大？
（3）若将钩码的质量适当增大，该“密度天平”的量程将　　　　（选填“增大”、“减小”或“不变”）.

如图一均匀木板长12m，重200N，距A端3m处有一固定转轴O，另一端B用细绳悬吊着，使木板成水平状态．若细绳能承受的最大拉力为200N，细绳与木板的夹角为30°，欲使一个体重为600N的人在板上能安全行走，此人在板上行走的范围是多大？（求出离O点左侧多少米到离O点右侧多少米）

如图所示，轻质杠杆AD用两根软绳悬挂于天花板上，两绳分别系在杠杆上的B、C两点。已知杠杆的长度为0.8m，BC间的距离为0.2m，CD间的距离为0.2m。用细绳将滑轮组固定在杠杆的A端，物体E（其质量可变）挂在动滑轮的挂钩上，每个滑轮重均为60N。物体H通过细绳挂在杠杆的D端，其质量始终保持不变。为使杠杆AD保持水平平衡，滑轮组所能提升重物E的最大质量m₁与最小质量m₂之比为4:1。杠杆、细绳的质量及一切摩擦均可忽略不计，取g= 10N/kg。求：

（1）滑轮组对杠杆A端的最大拉力F_A1与最小拉力F_A2之比；
（2）重物E的最大质量m₁；
（3）滑轮组的最小机械效率。（百分号前保留整数）

如图甲所示，将一根质量分布均匀的金属硬棒的一端通过铰链固定在O点，并能使金属棒绕O点在竖直面内自由转动。现通过一个“拉力—距离传感器”可对硬棒施加一个竖直向上的力，使硬棒在水平位置始终保持平衡。已知硬棒的长度是1.2m，“拉力—距离传感器”可自动记录拉力F的大小和拉力作用点到O点的距离x，并将记录的结果输送到计算机绘制出F与x的关系图线。若计算机上显示出的拉力F与距离x倒数的变化关系如图乙所示，则可知金属棒所受的重力为      N。

弹簧测力计是测量力的大小的仪器，两个同学同时用F₁＝4N的力拉一弹簧测力计的两端，则弹簧测力计的示数为________N。若将此弹簧测力计的一端固定在墙上，另一端用F₂＝8N的力拉它，则弹簧测力计的示数为________N。

图中是小华利用杠杆提升浸没在水中的物体B的示意图。杠杆CD可绕支点O在竖直平面内转动，OC∶OD＝1∶2，物体A为配重，其质量为200g。烧杯的底面积为75cm²，物体B的质量是320g，体积是40cm³。当物体B浸没在水中时，水对杯底的压强为p₁。当用力拉A，将物体B从容器底提出水面一部分以后，杠杆恰好在水平位置平衡，此时，竖直向下拉A的力为F，杯中水对容器底的压强为p₂。若p₁与p₂之差为40Pa。则拉力F是___________N（g取10N/kg，杠杆的质量、悬挂物体A和物体B的细绳的质量均忽略不计）。

小明做“测滑轮组机械效率”实验时，用图中所示的滑轮，组装成滑轮组，请在图中画出使用该滑轮组时最省力的绕法。用此滑轮组将重为3.6N的物体匀速提起时，拉力的功率为0.36W，滑轮组的机械效率为75%。（忽略摩擦及绳重）求：（1）绳子自由端移动的速度和动滑轮的总重。（2）若用此滑轮组提起小于3.6N的重物时，其机械效率将如何改变？说明理由。