力学(滑轮组、浮力、功、功率、机械效率)综合)计算题(提高班)

一、力学计算题导学案

（滑轮组、浮力、功、功率、机械效率综合）

1、2009年秋季以来，我国西南部分地区遭遇严重旱灾，不少地方不得不靠打深井取水．如图所示，小明同学正利用滑轮组和金属水桶从深井中提水，若水桶的材料密度为8g/cm3，水桶质量为4Kg，水桶容积为20L．当盛满水的桶从水中慢慢提升（桶始终未出水面）时，小明对绳的拉力为F=25N．不计绳子重量和摩擦，水的密度是×103Kg/m3，g取10N/Kg．试求：

（1）动滑轮有多重

（2）水桶露出水面前，滑轮组的机械效率有多大

（3）水桶被提离井中水面后，以s的速度匀速竖直上升，小明对绳子自由端拉力的功率多大

2、如图甲所示，一滑轮组下挂一实心正方体A，将正方体A从水面上方某一高度处匀速下降，然后将正方体A逐渐浸入水中．整个过程中拉力F的示数与正方体A下降高度S关系如图乙所示，已知实心正方体A的密度为×103kg/m3，g=10N/kg；水的密度约为×103kg/m3，当正方体A完全在水中时滑轮组的机械效率为80％.

求：

（1）正方体A完全在水中时受到的浮力。

（2）不计绳子重和摩擦，求动滑轮的重力，并在丙图中画出符合要求的绕线。

（3）试作出正方体A从水中到完全离开水面上升过

程中，正方体A的上表面离开水面的高度h与拉力F的

关系图像。

3、下图是某水上打捞船起吊装置结构示意简图。某次打捞作业中，该船将沉没于水下深处的一只密封货箱打捞出水面，已知该货箱是底面积为10 m2的长方体，质量是200t。（g=10N/kg）

(1)当把货箱打捞上来放在水平船板上，对船板的压强是多大

(2)打捞过程中，货箱完全出水后，又被匀速吊起1m，已知此时钢缆拉力F为1×106 N，则在此过程中拉力F所做的功是多少起吊装置的滑轮组机械效率是多少

(3)若货箱从刚露出水面到完全出水的过程中是被匀速提升的，请分析在此过程中，货箱所受浮力和滑轮组机械效率的变化情况。

4、如图所示，一个边长为50cm的正方体重900N，放在水平地面上，一个人站在地上利用滑

轮组将重物匀速提到楼上．求：

（1）要想使人所用的拉力最小，请在图上画出滑轮组上绳子的绕法．

（2）如果人对绳子的实际拉力是375N，滑轮组的机械效率是多少重物上升的速度是s，人拉绳的功率是多少

（3）小华看到上面的设计后说：“利用现有器材，还可以设计一种更省力的提拉方法”．小华所说的更省力的设计方法是什么请你简要说出．（两滑轮重力相差不大）

5、（12分）“蛟龙号”创造了“中国深度”——下潜7062m。今年“蛟龙号”将远赴印度洋探索2700深处活火山的奥秘。已知：海水深度ρ＝×103kg/m3,取g＝10N/kg.问：

（1）“蛟龙号”下潜到2700m深度时受到的海水的压强是多少（2）“蛟龙号”到达海底扔掉部分配重后，排开的水所受的重力是5×105N，他受到的浮力是多少（4）任务完成后。起重机把重220000 N的“蛟龙号”吊到母船上，起重机滑轮装置原理如图。在滑轮装置作用下，离开水面后缓缓竖直上升10m到达甲板，绳子自由端的拉力为68750N，移动距离是40m，则滑轮装置的机械效率是多少

（5）你认为“蛟龙号”面临的主要技术难题是什么（答出一条即可）

6、2009年秋季以来，我国西南部分地区遭遇严重旱灾，不少地方不得不靠打

深井取水．如图所示，小明同学正利用滑轮组和金属水桶从深井中提水，若水桶的材

料密度为8g/cm3，水桶质量为4Kg，水桶容积为20L．当盛满水的桶从水中慢慢提升

（桶始终未出水面）时，小明对绳的拉力为F=25N．不计绳子重量和摩擦，水的密度

是×103Kg/m3，g取10N/Kg．试求：

（1）动滑轮有多重

（2）水桶露出水面前，滑轮组的机械效率有多大

（3）水桶被提离井中水面后，以s的速度匀速竖直上升，小明对绳子自由端拉力的功率多大

7、. 如图甲所示，一滑轮组下挂一实心正方体A，将正方体A从水面上方某一高度处匀速下降，然后将正方体A逐渐浸入水中．整个过程中滑轮组绳子自由端拉力F 的示数与正方体A下降高度h关系如图乙所示，已知实心正方体A的密度为×103kg/m3，g=10N/kg；水的密度为×103kg/m3，摩擦力、绳子重、动滑轮重都不计。

求：（1）正方体A完全浸入水中时受到的浮力。

（2）滑轮组承担物重的绳子段数n ，并在丙图中画出符合要求的绕线。

（3）试求出正方体A从水中到完全离开水面上升过程中，正方体A的上表面离开水面的高度h与滑轮组绳子自由端受到拉力F的函数关系式。并计算物体A在四分之三浸入水中时，滑轮组绳子自由端受到的拉力。

×103 N N

×103 N

1 2 3 4 h m