初中物理-力学综合题(含杠杆、滑轮组、压强、浮力)

力学综合题典型例题剖析【例题1】（09四川绵阳）某学习小组对一辆在平直公路上做直线运动的小车进行观测研究。

他们记录了小车在某段时间内通过的路程与所用的时间，并根据记录的数据绘制了路程与时间的关系图象， 如图1所示。

根据图象可以判断（ ） A ．0~5s 内，小车的平均速度是0.4m/s B ．0~7s 内，小车的平均速度是1.5m/s C ．2s~5s 内，小车在运动2 mD ．5s~7s 内，小车运动的平均速度是1 m/s【解析】本题是s-t 图象，解题关键是要理解图像的物理意义。

在前两秒时，运动的时间是2秒，运动的路程是2米，随时间的增大，路程也在增大。

到了第2秒到第5秒之间，运动的时间是3秒，运动的路程是0米，时间在增大上，而路程却不变，说明小车停止运动的。

从第5秒到第7秒，运动的时间是2秒，运动的路程是4米，时间增大，路程也增大。

平均速度用总路程除以总时间。

【答案】 A【例题2】（09南昌）同学们在实验室里测某种小矿石的密度,选用天平、量筒、小矿石、细线、烧杯和水,进行了如下的实验操作：A ．将小矿石用细线系好后慢慢地放入量筒中并记下总的体积．B ．把游码放在标尺的零刻度线处，调节横梁上的螺母，使横梁平衡.C ．把天平放在水平桌面上．D ．将小矿石放在左盘中,在右盘中增减砝码并移动游码直至横梁平衡.E ．在量筒中倒入适量的水并记下水的体积．⑴正确的实验操作顺序是 (只填字母序号).⑵在调节天平时，发现指针位置如图2甲所示，此时应将平衡螺母向 调(选填“左”或“右”)．⑶用调节好的天平称小矿石的质量.天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图2乙所示；量筒量出小矿石的体积如图2丙所示，由此可知，小矿石的密度ρ= kg/m 3．⑷实验中，由于小英同学不小心把量筒打碎了，但实验室里已没有量筒了，老师就给她增加了一个溢水杯.现请你帮她想办法测出小矿石的体积,写出简要的实验步骤.【解析】本题考查的是利用天平和量筒测量物体的密度，解题关键是理解天平和量筒使用方法和注意事项。

图 1图2天平在使用前要通过调节平衡螺母来调平（左高右调，右高左调），使用中不能动平衡螺母，要增减砝码或游码来调平，读数时物体的质量等于砝码数加游码数（以克为单位）。

量筒使用时的读数（以毫升为单位）一定要以液体的凹液面相平读数（水银特殊是凸液面）。

【答案】⑴CBDEA 等 ⑵左 ⑶3.1×103⑷①将小矿石慢慢浸没盛满水的溢水杯中,同时用烧杯收集从溢水杯中溢出的水;用天平测出溢出水的质量m 排.②利用V 石＝V 排＝ m 排 / ρ水得出小矿石的体积。

【例题3】（09广州）如图3所示，将木块放在压缩了的弹簧旁，释放弹簧，木块沿水平地面向右运动，离开弹簧后，水块运动一段距离后停下来。

下列说法正确的是（ ） A ．木块所受摩擦力使木块由静止开始运动 B ．弹簧对木块的弹力使木块由静止开始运动 C ．木块所受摩擦力不会改变木块的运动状态 D ．木块最终停止运动是由于失去弹簧的弹力作用【解析】本题考查的是力与运动之间的关系，解题关键是理解力是改变物体运动状态的原因。

弹簧倍压缩后具有能量，会将木块推动，木块水平方向上受到弹力和地面的摩擦力，离开弹簧后，弹力消失，物体水平方向上只受到摩擦力作用，属于受到非平衡力作用，运动状态改变，最后停止下来。

【答案】B【例题4】（09江苏）置于水平地面上的石柱，高为0.4m ，横截面积为0.15m 2，质量为150kg ，g 取10N/kg ．求： （1）石柱的重力； （2）石柱的密度； （3）石柱对水平地面的压强．【解析】本题考查的知识包含重力、密度和压强，属于综合题，解题关键是对重力、密度和 压强计算公式的理解和应用。

重力的计算公式是G=mg,密度的计算公式是ρ=m/V ,石柱是圆 柱体，体积公式为V=Sh,带入密度的计算公式。

压强的计算公式是 p=F/S,石柱在水平地面 上，对地面的压力就等于重力。

【答案】【例题5】（09重庆）为了响应“健康重庆”的号召，小林和爸爸周末到郊外去钓鱼，他在亲近大自然的同时还观察到爸爸在钓鱼前要“试漂”来确定铅坠(铅坠由合金制成)的大小，尽量使“浮标”更灵敏(如图4甲所示)，图4乙是浮标和铅坠的位置示意图。

若球形浮标的体积为15cm 3，铅坠的密度为11 g ／cm 3。

(取水的密度ρ水=1.0×103kg/m 3,g=10N/kg)(1)有经验的钓鱼者会使浮标体积的 23浸入水中，此时浮标受到的浮力是多大?(2)小林看见爸爸有一种体积为0.5 cm 3的铅坠，如果使用这种铅坠，浮标静止时浸入水中的体积有多大?(铅图3坠未接触池底，不计浮标的质量，不计钓线、鱼钩和鱼饵的体积及质量)【解析】本题考查的是浮力计算和浮沉条件应用的综合题，解题的关键是应用阿基米德原理公式时对于V排的理解。

（1）属于漂浮，浸入水中的体积就是排开的体积，直接利用计算V 排=2/3 V 浮标，带入到阿基米德原理的浮力计算公式（F 浮=ρ液g V 排）中.(2)属于悬浮，浮标和铅坠的浮力等于铅坠的重力，利用G=mg=ρVg 计算, 利用F 浮=G 计算出浮力的大小，根据阿基米德原理公式的变形公式V 排=F 浮/（ρ液g ）（注意前后使用符号的区别表示），求出排开水的体积，那么浮标浸入水中的体积就等于排开水的体积减去铅坠的体积（不计钓线、鱼钩和鱼饵的体积）。

【答案】(1)浮标浸入水中的体积：浮标有三分之二的体积浸入水中时的浮力为：(2)铅坠的质量：铅坠受到的重力：G=mg=0.0055 kg ×l0N ／kg=0.055 N 由于铅坠未接触池底，浮标和铅坠静止时受到的浮力 根据阿基米德原理，此时排开水的体积浮标浸入水中的体积【例题6】（09北京）如图5所示,是2008北京残奥会开幕式最后一棒火炬手侯斌，靠自己双手的力量，攀爬到火炬台底部并最终点燃圣火的照片，该点火仪式充分体现了残疾人自强自立、拼搏向上的勇气和精神.已知他和轮椅总质量为80kg ，攀爬高度39m ，历时约3min20s. （1）如果不计机械装置的额外功，求他的平均功率多大？（2）小明同学看到火炬手攀爬很费劲，想到物理课上学过利用滑轮组可以省力.小明同学如果站在地面上,用如图20所示的哪个滑轮组拉起火炬手侯斌最合适,理由是什么?如果该滑轮组机械效率为80％，求小明同学的拉力至少要多大？（g 取10N/kg ）FF图4【解析】本题考查的是滑轮组中的功、功率和机械效率的综合题，解题的关键是理解并会应用功、功率和机械效率的公式。

（1）火炬手侯斌在上升的过程中要克服自身的重力做功，利用功的公式W=FS和功率的公式P=W/t计算即可。

（2）滑轮组的省力要看承接动滑轮的绳子的股数，股数越多，越省力，所以有的同学就会选择C了，但是考虑小明同学是站在地面上拉绳子的，所以应该选择D。

利用机械效率求拉力，可以用逐步化简的公式η＝W有用/W总＝Gh/Fs＝Gh/4Fh＝G/4F计算即可。

【答案】（1）P＝W/t＝Gh/t＝mgh/t＝80kg×10N/kg×39m/200s＝156W（2）D滑轮组. 拉力方向向下且更省力∵η＝W有用/W总＝Gh/Fs＝Gh/4Fh＝G/4F∴F＝G/4η＝（80kg×10N/kg）/（4×0.8）＝250N1 （11崇文一模）如图25所示是起重机的结构示意图。

用它把质量为2×103kg，底面积为1m2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 (10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。

3 （11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 为支点的轻质杠杆的A 点处，一个重为640N 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 对水平地面的压强为1.1×104Pa ，人对水平地面的压强为1.45×104Pa ；若把M 浸没于水中(M 与容器底不接触)，人用力F 2仍使杠杆在水平位置平衡，此时人对地面的压强为1.15×104 Pa ；已知人单独站在水平地面上，对地面的压强为1.6×104 Pa ．（g 取10N/kg ）求：（1）力F 1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 器底，则M 对容器底的压强为多大．4 （10朝阳一模）图23是简易电动门式起重机的结构示意图。

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。

提升电动机通过钢丝绳和滑轮组提起重物，滑轮组的结构如图。

当提起的重物质量是0.5t ，钢丝绳重和轮、轴间摩擦不计时，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起1.125t 重物时，滑轮组的机械效率是多 少？电动机拉动钢丝绳的功率是多少？若行走装置和提升电动机的总重是2.75×103N ，提起重物质量为2t ，行走装置使提起的重物沿横梁从中点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 ）图30 MO A B滑轮组重物行走装置提升电动机 M N 图235 （10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 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，卷扬机转动使钢丝绳带动动滑轮上升提取重物，被打捞的重物体积V ＝0.5m 3。

若在本次打捞前起重机对地面的压强p 1＝2.0×107Pa ，当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强p 2＝2.375×107Pa ，物体完全出水后起重机对地面的压强p 3＝2.5×107Pa 。

假设起重时柱塞沿竖直方向，物体出水前、后柱塞对吊臂的支撑力分别为N 1和N 2，N 1与N 2之比为19：24。

重物出水后上升的速度v ＝0.45m/s 。