中考物理高等难度试题:力学综合汇编(2025 昌平一模)37.某科技小组设计的提升重物的装置如图 23 甲所示
图中水平杆 CD与竖直杆 EH、DI 组合成支架固定在水平地面上
小亮站在地面上通过滑轮组提升重物,滑轮 组由动滑轮 P 和动滑轮 Q(动滑轮 P 和动滑轮 Q 的质量相等)以及安装在水平杆CD 上的两个定滑轮组成
小亮以拉力 F1匀速竖直提升物体 A 的过程中,物体 A 的速度为 υ1,滑轮组的机械效率为 ηA
小亮以拉力 F2匀速竖直提升物体 B 的过程中,物体B 的速度为 υ2, 滑轮组的机械效率为 ηB
拉力 F1、F2做的功随时间变化的图像分别如图 23 乙中①、②所示
已知:υ1=4υ2,物体 A 和物体 B 的质量之比为 1:3,(不计绳的质量,不计滑轮与轴的摩擦)求:(1)动滑轮 P 的重力与物体 B 的重力之比;(2)机械效率 ηB与 ηA之比
【答案】37.解:设每个动滑轮受的重力为 G 动
匀速提升物体 A 时,以物体 A 和动滑轮的整体为讨论对象,受力分析如图 4 甲所示
以动滑轮 P 为讨论对象,受力分析如图 4 乙所示
匀速提升物体 B 时,以物体 B 和动滑轮的整体为讨论对象,受力分析如图 4 丙所示
以动滑轮 P 为讨论对象,受力分析如图 4 丁所示
(1 分)由图 4 甲、乙得:2F1=GA+ G 动 2F1= F1+ G 动 因为 F1= F1所以 ① (1分)由图 4 丙、丁得:2F2=GB+ G 动 2F2= F2+ G 动 因为 F2= F2所以 ② ( 1分)由①②得 (1) 图 23PQ丙G 动2F2GB丁F22F2甲G 动2 F1乙F12F1GAG 动G 动图 4由题中 W-t 图像可知: (1 分)由 解得: (2) (1 分)由(1)、(2)解得: (3) 由解得: (4) 由