机械之简单机械与浮力的结合难无答案

机械之简单机械与浮力的结合难无答案

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机械之简单机械与浮力的结合（难）无答案

1．如图所示，重物A是体积为10dm3，密度为×103 kg/m3的实心金属

块，将它完全浸没在水中，始终未提出水面。若不计摩擦和动滑

轮重，要保持平衡，求：

（1）作用于绳端的拉力F是多少？

（2）若缓慢将重物A提升2m，拉力做的功是多少？

（3）若实际所用拉力为400N，此时该滑轮的效率是多少？

（g=10N／kg）

2．如图21所示装置，物体B重为50N，体积V B=×10-3m3，B在水中匀速下沉时，通过滑轮组拉着物体A在水平面上向左匀速运动，此时滑轮组的机械效率为80%。若将物体B换成与物体B体积相同的物体C后，用水平向右的力F拉物体A，使物体C在水中4s内匀速上升（物体Ｃ未露出水面），此时滑轮组的机械效率为60%。不计绳重、滑轮轴处摩擦及水的阻力，g取10N/kg，计算结果保留１位小数。求：

（1）物体B在水中受到的浮力F浮。

（2）水平面对物体A的摩擦力f A。

（3）物体C所受重力G C与拉力F的比值。

（4）拉力F的功率P。

3．图27是小明用滑轮组从水池中用密闭容器A提取水的装置示意图,当容器A 到达水面

前,在空气中匀速下降过程中,小明对绳子竖直向下的拉力为F1,水平地面对小明的支持力

为N1;当容器A完全浸没在水中（容器A未与水池底接触），且整个装置处于静止状态时,

容器A在水中受到浮力为40N,小明对绳子竖直向下的拉力为为F2, 水平地面对小明的支

持力为N2;浸没后容器A仍能继续下沉,当容器A下沉到一定深度时，容器侧壁的阀门会自

动打开，水会注入容器，注满水后，阀门自动关闭。提升注满水的容器A匀速上升的过程

中（容器未露出水面），小明对绳子竖直向下的拉力为F3, 水平地面对小明的支持力为

N

.已知小明所受重力为500N, N1: N2=46:47, N2: N3=47:41。（不计绳重、滑轮与轴的摩3

擦及水的阻力,g取10N/kg）

求：容器A盛满水后,所盛水的质量。

3．2009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11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×103

Kg/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？

4．如图所示，小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的物体，已知物体重×103N，密度为×103kg／m3。测得物体在出水面前、后牵引车作用在绳子上的拉力之比为1：2。若不计摩擦、绳重及水的阻力，g取10N／kg，问：

（1）物体出水面前，滑轮组的机械效率是多少？

（2）物体出水面后上升的速度是1m／s。牵引车拉力的功率多大？

5．小文的体重为600 N，当他使用如图24所示的滑轮组匀速提升水中的体积为的重物A 时（重物始终未出水面），他对地面的压强为×103 Pa。已知小文与地面的接触面积为4002

cm。当他用此滑轮组在空气中匀速提升重物B时，滑轮组的机械效

率是80%。已知重物A重物B所受重力之比G A︰G B=5︰12，若不计绳重和

摩擦，g=10N/kg。

求：（1）提升重物A时小文对地面的压力。

（2）物体A的密度。

6．如图11所示，质量为65kg的小华，利用滑轮组竖直向上匀速提升水中的物体。已知该物体质量为90kg体积为20dm3。在物体未出水面前，小华对地面的压力为F；当物体

被提出水面后，滑轮组的机械效率为75%，不计绳重和滑轮与轴的摩擦，g取10N/kg。则F= 。

7．如图23所示，质量为70kg的工人站在岸边通过一滑轮组打捞一块沉没在水池底部的石材，该滑轮组中动滑轮质量为5kg。当工人用120N的力拉滑轮组的绳端时，石材仍沉在水底不动。工人继续增大拉力将石材拉起，在整个提升过程中，石材始终以s的速度匀速上升。在石材还没有露出水面之前滑轮组的机械效率为η1，当石材完全露出水面之后

图11

滑轮组的机械效率为η2。在石材脱离水池底部至完全露出水面的过程中，地面对人的支持力的最大值与最小值之比为29：21。绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计，石材的密度ρ

=×103kg/m3，取g=10N/kg，求：

石

（1）与打捞前相比，当人用120N的力拉绳端时，水池底部对石材的支持力变化了多少；

（2）η1与η2的比值；

（3）当石材完全露出水面以后，人拉绳子的功率。

8．用滑轮组将密度为×103kg/m3,质量为56kg金属块完全在水中匀速提升，加在绳子自由端的拉力是F,动滑轮中120N,如图所示。不计绳重及

摩擦，g取10N/kg，则下列说法正确的是

A.金属块受到的重力与浮力是平衡力

B.拉力F的有用功是280J

C.金属块受到的浮力是200N

D.滑轮组的机械效率是75%

9．如图24所示,质量为60kg的工人在水平地面上,用滑轮组把货物运到高处。第一次运送货物时,货物质量为130kg,工人用力F1匀速拉绳,地面对工人的支持力为N1,滑轮组的机械效率为η1;第二次运送货物时,货物质量为90 kg,工人用力F2匀速拉绳的功率为P2,货箱以s的速度匀速上升,地面对人的支持力为N2, N1与N2之比为2:3。(不计绳重及滑轮摩擦, g取10N/kg)

求:(1)动滑轮重和力F1的大小;

(2)机械效率η1;

(3) 功率P2。

10．如图25所示，某工地用固定在水平地面上的卷扬机（其内部有电动机提供动力）通过滑轮组匀速提升货物，已知卷扬机的总质量为120kg，工作时拉动绳子的功率恒为

400W。第一次提升质量为320kg的货物时，卷扬机对绳子的拉力为F1，对地面的压力为N

；第二次提升质量为240kg的货物时，卷扬机对绳子的拉力为F2，对地面的压力为N2。

1

已知N1与N2之比为5：7，取g=10N/kg，绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计。求：（1）卷扬机对绳子的拉力F 1的大小；

（2）第一次提升货物过程中滑轮组的机械效率；

（3）前后两次提升货物过程中货物竖直向上运动的速度之比。

11．如图21所示，某工地用固定在水平工作台上的卷扬机（其内部有电动机

提供动力）通过滑轮组匀速提升货物，已知卷扬机的总质量为120kg，工作