北京中考物理力学压轴题及答案.doc

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1、39.火车与公路交叉处设置人工控制的栏杆，图22是栏杆的示意图。栏杆全长AB=6m，在栏杆的左端安装配重，使栏杆和配重总体的重心位于O点。栏杆的P点安装转轴，转轴与支架C连结，使栏杆能绕P在竖直平面无摩擦转动，支架C用两块木板做成，中间空隙可以容纳栏杆。栏杆的B端搁置在支架D上，当支架D上受到压力为FD时，栏杆恰好在水平位置平衡。当体重为G人的管理人员双脚站在水平地面时，他对地面的压强是p1；当他用力F1竖直向下压A端，使栏杆的B端刚好离开支架，此时人双脚对地面的压强是p2。管理人员继续用力可使栏杆逆时针转动至竖直位置，并靠在支架C上

2、。火车要通过时，他要在A端用力F2使栏杆由竖直位置开始离开支架C，使栏杆能顺时针转动直至栏杆B端又搁置在支架D上。已知AP=OP=1m，PE=m，O点到栏杆下边缘的距离OE=0.5m，p1∶p2=2∶1，栏杆与配重的总重G杆=240N。求：（1）FD（2）G人（3）F2的最小值，此时F2的方向。（计算和结果可带根号）（6分）O图22BA支架C支架DPE解：（1）支架D受到的压力FD与支架D对杆的支持力FB是一对相互作用力，FD=FB根据杠杆平衡条件F1·l1=F2·l2，得到：G杆·PE=FD·PBFD=G1杆·PE/PB=240N·

3、（/2）m/5m=72NG杆·PE=F1·APF1=G1杆·PE/PA=240N·（/2）m/1m=360N（2）人站在水平地面对地面的压强P1=G人/S，S为人与地面的接触面积，用力F1后，F1=F1，对地面的压强P2=（G人－F1，）/SP1∶P2=2∶1即：G人/S∶（G人－F1，）/S=2∶12（G人－360N）=G人G人=720N（3）当栏杆在竖直位置时，栏杆重力的力臂为OE，在A点沿水平方向向右，可以使力臂最长，最省力。根据杠杆平衡条件G杆·OE=F2·PAF2=G1杆·OE/PA=240√3N·0.5m/1m=120NA

4、39．某桥梁施工队的工人用如图18所示的滑轮组匀速打捞沉在水中的工件A。已知工件的质量为100kg，工人的质量为70kg。工件A打捞出水面之前与工件完全被打捞出水后工人对地面的压力之比为15：2，工件在水中时，滑轮组的机械效率为60%。若不计摩擦、绳重及水的阻力，g取10N/kg。求：（1）工件A浸没在水中时所受的浮力；（2）工件A完全打捞出水面后，滑轮组的机械效率；（3）工件A完全打捞出水面后，以0.2m/s的速度被匀速提升，工人拉绳的功率。（7分）39题答图解（1）以人为研究对象，其受力情况如图甲、乙所示。∵，∴；∵，∴；∵工人受

5、到地面的支持力与工人对地面的压力大小相等；绳对人的拉力与人对绳的拉力大小相等。∴---------①┄（1分）又∵---------②--------------③-------------------④┄（1分）将③、④式代入①、②式，并且将和代入后可解得┄（1分）A图20由②③式得：∴解得，则（3）39体重为510N的人，站在水平地面上对地面的压强为p1,.如图20所示，用滑轮组拉物体A沿水平方向做匀速运动，此时人对地面的压强为p2,压强变化了2750pa。已知人一只脚的面积是200cm2，滑轮组的机械效率为80%。（不计绳重和摩

6、擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，）。求：（1）绳对人的拉力；（2）物体A与地面的摩擦力；（3）若在物体A上再放一个物体B,滑动摩擦力增大了30N,此时该装置的机械效率是多少？（7分）39解：（1）F＝△F＝△PS＝27505Pa×4×10－2m2＝110……………………2分（2）h＝f＝h·＝80%×2×110＝176………………………………1分（3）F＝＝－f＝2×110N－176＝44…………………………1分＝176

7、+30＝206…………………………1分h'＝＝＝82.4%…………………………2分40．某校科技小组的同学设计了一个从水中打捞物体的模型，如图23所示。其中D、E、G、H都是定滑轮，M是动滑轮，杠杆BC可绕O点在竖直平面内转动，OC∶OB＝3∶4。杠杆BC和细绳的质量均忽略不计。人站在地面上通过拉绳子提升水中的物体A，容器的底面积为300cm2。人的质量是70kg，通过细绳施加竖直向下的拉力F1时，地面对他的支持力是N1，A以0.6m/s的速度匀速上升。当杠杆到达水平位置时物体A总体积的五分之三露出液面，液面下降了50cm，此时拉力F

8、1的功率为P1；人通过细绳施加竖直向下的拉力F2时，物体A以0.6m/s的速度匀速上升。当物体A完全离开液面时，地面对人的支持力是N2，拉力F2的功率为P2。已知A的质量为75kg，N1∶N2＝2∶1，忽略细绳与滑轮的摩