2015中考物理汇编:力学压轴题三(含解析)

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中考物理力学压轴题及解析

中考物理力学压轴题及解析

中考物理力学压轴题及解析
(1)整体隔离受力分析方法
(3)能够步步求解的问题(即条件比较多,能求出相关的一些力的大小,然后由平衡方程可以找到一个突破口,然后求出各个力)
(4)有比例关系,需要通过一个共同的未知量来表示比例量,然后得到这个共同未知量的一个方程,从而解出这个未知量。

解出这个未知量之后再通过不同状态的平衡等式可解出其他物理量(通常这个共同的未知量为G D)
例如:
【大兴2019二模】如图25所示为一种蓄水箱的放水装置,AOB是以O点为转轴的轻质杠杆,AO呈水平状态,如图A、O两点间距离为40cm,B、O两点间距离为20cm,且OB与水平面夹角为60。

A点正下方的Q
是一个轻质、横截面积为100cm2的盖板(盖板恰好能堵住出水口),它通过细绳与杠杆的A端相连。

在水箱右侧的水平工作台上,有一质量为60kg的人通过滑轮组拉动系在B点呈竖直状态的绳子,从而可以控制水是否能从出水口流出。

假设水箱中水深为50cm,当盖板恰好要被拉起时,人对绳子的拉力为F1,工作台对人的支持力为N1;假设水箱中水深为100cm,当盖板恰好要被拉起时,人对绳子的拉力为F2,工作台对人的支持力为N2。

N 1与N2之比为9:7,盖板的厚度、绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计,人对绳的拉力与人所受重力在同一直线上,取g=10N/kg。

求:
(1)动滑轮所受的重力
(2)F1:F2
(3)当水位至少达到多高时,人无法拉起盖板。

(1)注1:当遇到浮力问题时要注意,由于在平衡等式里会多出一个浮力,如果浮力或由容易算出那么同上去求解;如果浮力未知那么可能会多给一个机械效率等条件,此时条件的应用一定要注意,尽量消掉浮力,留下D D。

中考物理力学压轴题大题专题精华整理(带答案)

中考物理力学压轴题大题专题精华整理(带答案)

中考物理试题分类汇编—力学压轴题(一)1、(2015郴州)如图所示是一厕所自动冲水装置,圆柱体浮筒A 与阀门C 通过杆B 连接,浮筒A 的质量为 1kg ,高为 0.22m ,B 杆长为 0.2m ,阀门C 的上表面积为 25 cm 2 ,B 和C 的质量、厚度、体积及摩擦均忽略不计,当 A 露出 0.02m 时,C 恰好被A 拉开,实现了自动冲水(g 取 10N/kg )。

求:(1)刚拉开阀门C 时,C 受到水的压强和压力;(2 )此时浮筒A 受到的浮力;(3 )浮筒A 的密度。

【解析】(1)阀门C 处水的深度h=h 浸+L=(0.22m-0.02m)+0.2m=0.4m水对阀门C 的压强pa m kg N m kg gh p 3331044.0/10/10⨯=⨯⨯==水ρ水对阀门C 的压力N m pa pS F 101025104243=⨯⨯⨯==- (2)∵C 恰好被A 拉开,∴浮筒A 对阀门C 的拉力N F F 10==拉 浮筒A 的重N kg N kg mg G A 10/101=⨯== 此时浮筒受向上的浮力、向下的重力和向下的拉力, ∴浮筒A 受到的浮力N N N F G F A 201010=+=+=拉浮 (3)浮筒A 排开水的体积3333102/10/1020m kgN m kg N g F V -⨯=⨯==水浮排ρ 浮筒A 的底面积22331012.0102m mm h V S A --⨯=⨯==浸排浮筒A 的体积3322102.222.0101m m m h S V A A A --⨯=⨯⨯== 浮筒A 的密度3333/1045.0102.21m kg mkg V m A A A ⨯≈⨯==-ρ 2、(2015株洲)一根金属棒AB 置于水平地面上,今通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B 缓慢拉起,如图甲所示。

在此过程中,弹簧测力计对棒所做的功W 与B 端离开地面的高度x 的关系如图乙所示。

力学--2015年北京市中考物理压轴题练习和答案

力学--2015年北京市中考物理压轴题练习和答案

2015年北京市中考物理力学压轴题练习(15个)(说明:可供2015北京中考师生复习使用,内含北京各区一模试题)1.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F 1匀速拉绳,地面对工人的支持力为N 1,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F 2匀速拉绳的功率为P 2,货箱以0.1m/s 的速度匀速上升,地面对人的支持力为N 2, N 1与 N 2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F 1的大小; (2)机械效率η1; (3) 功率P 2。

1.解:(1)第一次提升货物时,以人为研究对象 11F '-=人G N ①绳对人的拉力与人对绳的拉力相等,11F F ='411动G G F +='② 1分 第二次提升货物时,以人为研究对象22F '-=人G N ③ 绳对人的拉力与人对绳的拉力相等,22F F =' 422动G G F +='④ 1分 N 1G 人 F 1´ N 2G 人 F 2´图2432N N 21= ⑤把数据分别带入以上5个式子,解得:300=动G N 1分 F 1=400N 1分 F 2=300N(2)第一次运送货物时滑轮组的机械效率:81.25%4J4001300J4h F h G W 111=⨯===总有W η 1分 (3)第二次货物上升速度为0.1m/s ,人匀速拉绳的速度为s m s m v /4.0/1.042=⨯=' 1分 W s m N v F P 120/4.0300222=⨯='= 2.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。

2015年最新中考科学:力学部分(难题、易错)题汇编-1.doc

2015年最新中考科学:力学部分(难题、易错)题汇编-1.doc

2015年最新中考科学专题特训:力学部分(难题、易错题)汇编考试范围:力、弹力、重力、摩擦力、压强浮力、运动和力一、选择题1.一只被推出的铅球,在空中飞行时的受力情况是(不计空气阻力)()A.只受推力作用B.只受重力作用C.同时受到重力和推力作用D.不受力的作用2.要使两个物体之间有力的作用,以下说法正确的是()A.一定要互相接触B.可以不接触C.互相接触,并要发生形变D.互相接触并发生相对运动3.如图所示,一圆球放在光滑的水平地面且与竖直墙面接触,处于静止状态,则它受到的力有()A.重力、水平地面的摩擦力B.重力、水平地面的支持力C.重力、水平地面的支持力、竖直墙面的弹力D.重力、水平地面的支持力、水平地面的摩擦力4.如图所示,是我们常见的图象,这种图象如果在横纵坐标加上适当的物理量及单位,可以用来描述()A.弹簧的长度与弹簧所受拉力的关系B.通电导体的电阻与其两端电压的关系C.物体所受重力与质量的关系D.匀速直线运动中路程与速度的关系5.将玻璃瓶、两端开口的细玻璃管和橡皮塞组成如图所示的装置,使用时瓶内装入液体,瓶口密闭,通过细玻璃管内液面高度的变化不以可验证的是()A.阿基米德原理B.大气压随高度的变化C.力可以使固体发生微小形变D.液体温度变化体积也会改变6.放在水平桌面上的茶杯,对桌面有压力,下列有关“茶杯对桌面压力”的说法,正确的是()A.茶杯对桌面的压力是由于茶杯发生形变而产生的B.茶杯对桌面的压力是作用在茶杯上的C.茶杯对桌面的压力就是重力D.茶杯对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的7.沾上灰尘的衣服,用手轻轻拍打几下,就干净多了。

小刚用下面的四句话解释了这一过程,最合理的排列顺序是()①灰尘由于具有惯性,继续保持原来的静止状态;②一手拿着沾有灰尘的衣服,用另一只手轻轻拍打;③灰尘与衣服分离落向地面,衣服便干净了;④衣服受力后运动状态发生改变,由静止运动起来;A.②④①③B.②③①④C.②③④①D.②④③8.下列说法中正确的是()A.手提水桶感觉很累,是因为水桶的重力作用在手上B.在草地上滚动的足球,最终会停下来,原因是足球的动能消耗完了C.推出去的铅球,可以在空中飞行,是因为铅球始终受到推力的作用D.甲乙两队比赛拔河,甲队胜,是因为甲队拉乙队的力比乙队拉甲队的力大9.下列关于力的说法中,正确的是()A.力的作用效果只与力的大小、方向有关B.重力的方向总是垂直向下C.物体由于发生弹性形变而产生的力叫弹力D.自行车手把上的花纹是为了减小摩擦10.甲、乙、丙三位同学用同一个拉力器比试臂力,结果每个人都能把手臂撑直,则下列说法中正确的是()A.甲的体重大,所用拉力大B.乙的手臂粗,所用拉力大C.丙的手臂长,所用拉力大D.甲乙丙所用拉力一样大11.一轻质弹簧的下端固定在容器底部,上端放一小球(不连接),如图所示,向容器中缓慢倒入水,使小球完全浸没且静止在水中,此时小球可能受()A.重力、浮力、弹力和压力B.重力、浮力和拉力C.重力、拉力D.重力和浮力和弹力12.挂在竖直墙壁上的石英钟,它的秒针在走动时会受到转轴处的摩擦阻力和重力的作用。

2015年中考物理试题分类汇编之力学压轴题

2015年中考物理试题分类汇编之力学压轴题

2015年中考物理试题分类汇编1、(2015内江)2014年4月14日,为寻找失联的MH370航班,启用了“蓝鳍金枪鱼﹣21”(简称“金枪鱼”)自主水下航行器进行深海搜寻。

其外形及潜艇相似(如图16甲所示),其相关参数为:体积1m 3、重量7500N ,最大潜水深度4500m ,最大航速7.4km/h (为简化计算,不考虑海水密度变化,海水密度ρ取1.0×103kg/m 3,g 取10N/kg )。

(1)假设“金枪鱼”上有面积为2×10-3m 2的探测窗口,当它下潜至4000m 深度处时,该探测窗口承受海水的压力是多少?(2)“金枪鱼”搜寻任务完成后,变为自重时,能静止漂浮在海面上,求此时“金枪鱼”露出海面的体积为多大?(3)若上述漂浮在海面的“金枪鱼”,由起重装置将其匀速竖直吊离海面。

从某时刻计时起,起重装置拉力的功率随时间变化的图象如图16乙所示,图中P 3=3P 1。

请分析出t 3时刻起重装置对“金枪鱼”拉力,并求出t 1时刻起重装置对“金枪鱼”拉力(不考虑水的阻力)。

【解答】(1)当它下潜至4000m 深度处受到海水的压强:P=ρgh =1.0×103kg/m 3×10N/kg×4000m=4×107Pa探测窗口承受海水的压力:由P=F/S 得F=PS=4×107Pa×2×10-3m 2=8×104N(2)解:“金枪鱼”搜寻任务完成后,静止漂浮在海面上,所以有F 浮=G=7500N 。

由F 浮=ρ液gV 排得V 排=F 浮/(ρ液g )=7500N/(1.0×103kg/m 3×10N/kg )=0.75m 3 露出海面体积为:V 露=V ﹣V 排=1m 3﹣0.75m 3=0.25m 3(3)解:由图象分析知,在t 3时刻“金枪鱼”离开水面,此时起重装置对“金枪鱼”的拉力等于“金枪鱼”的重力,即F 3 =G=7500N由于起重装置吊起“金枪鱼”是匀速竖直离海面,所以速度保持不变即v 1=v 3,由P=Fv , 得P 1=F 1v 1,P 3=F 3v 3,又P 3=3P 1,所以有F 3=3F 1所以F 1=F 3=×7500N=2500N2.(2015绵阳)我国南宋远洋商贸船“南海一号”于2007年成功打捞出水,为复原我国图16海上丝绸之路历史提供了极其珍贵的实物资料,采用沉井包裹沉船的整体打捞方式,在世界水下考古也是一大创新。

中考物理力学压轴题训练

中考物理力学压轴题训练

中考物理力学压轴题专题训练(附答案)1、图甲为加油站加油系统示意图,油罐容积为30m3,为了降低油品损耗,保证油罐运行安全,在油罐顶部安装有调节油罐内外压力平衡的呼吸阀。

其中吸气阀(图乙)管口面积为2×10m2,重力不计的吸气阀盖在0.6N的恒力作用下堵住吸气管口。

加油时,加油机内油泵自动启动,加油枪流量控制为Q=5×10m3/s。

(ρ油取0.8×103kg/m3外界大气压取105Pa)(1)某次加油时,加油枪口高出油罐油面3m,所加油的体积为2.5×10m3,则加油系统克服油的重力做了多少功?(不考虑油面的变化)(2)若加油枪口横截面积为4×10m2,则加油时油在油枪口处流速是多少米/秒?(3)若油罐中油的体积为1004m3.,罐内气体压强与其体积关系如下表所示(吸气阀未打开前气体质量、温度保持不变),则在加油多长时间后,吸气阀会立即打开?油罐内气体体积(m3)……19.96 19.98 20 20.02 20.04……油罐内气体压强(Pa)……99900 99800 99700 99600 99500……(1) 600J (2) 1.25m/s (3)80s【解析】解:(1)所加油的重力G=ρ油Vg=0.8×103kg/m3×2.5×10-2 m3×10N/kg=200N,加油系统克服油的重力做的功为:W =Gh=200N×3m=600J。

(2)由于流量是单位时间内流出油枪的体积,即Q==Sv;故油在油枪口处流速为:v===1.25m/s。

(3)当吸气阀刚好打开时,对于阀盖进行受力分析,有F外=F内+F0p外S2=p内S2+ F0 则 105Pa ×2×10-3m2=p内×2×10-3m2 +0.6N 则p内=99700Pa;根据表中数据可知,当吸气阀刚好打开时,油罐中气体的体积为20 m3。

2015中考物理汇编:力学压轴题三(含解析)

2015中考物理汇编:力学压轴题三(含解析)

力学压轴题三1.〔2015河北〕如图19所示,将边长为10cm的正方体合金块,用细绳挂在轻质杠杆的A点处,在B点施加力F1=30N时,杠杆在水平位置平衡,合金块对水平地面的压强恰好为0。

撤去F1,在B点施加力F2时,合金块对地面的压强为1.2×103Pa〔OB=3OA,g取10N/kg〕。

〔1〕画出F2的力臂。

〔2〕求合金块的质量。

〔3〕求F2的大小。

解析:此题是压强、杠杆平衡条件及力的平衡的综合;解答过程如下2.〔2015厦门〕超高压水刀是一种新技术产品,一般由水泵、射流发生装置、工作机构等组成。

它将普通水经过多级增压后,通过一个极细的喷嘴喷出一道高速“水箭”,可以对坚硬物体实施切割,如下图。

某超高压水刀喷嘴横截面积S=5×10-8m2,喷水速度v=800m/s,高速“水箭”对该切割面的压强p=300Mpa。

已知水泵电机功率P=20kW,水的密度ρ=1.0×103kg/m3。

求:〔1〕水刀正常工作1min消耗的电能;〔2〕高速“水箭”对切割面的压力;〔3〕每秒钟从喷嘴喷出的水的质量;〔4〕水刀的效率。

此题虽然涉及电学知识,但在力学方面是难点。

【解析】〔1〕∵P=,∴消耗的电能:W=Pt=20000W×60s=1.2×106J;〔2〕p=300MPa=300×106Pa=3×108Pa,∵p=,∴高速“水箭”对切割面的压力F=pS=3×108Pa×5×10﹣8m2=15N;〔3〕每秒钟喷出水的体积为:V=SL=Svt=5×10﹣8m2×800m/s×1s=4×10﹣5 m3喷出的水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×4×10﹣5 m3=0.04kg;〔4〕水刀的功率为:P1===Fv=15N×800m/s=12000W=12kW效率为:η=×100%=×100%=60%.答:〔1〕水刀正常工作1min消耗的电能1.2×106J;〔2〕高速“水箭”对切割面的压力15N;〔3〕每秒钟从喷嘴喷出的水的质量0.04kg;〔4〕水刀的效率60%.3.〔2015青岛〕小雨站在水平地面上,通过如下图的滑轮组从井中提水〔不计绳重及摩擦〕。

2015年山东省物理中考题力学压轴题

2015年山东省物理中考题力学压轴题

一、计算题(共90分,每小题15分)1.在水平桌面上放置一个底面积为100cm2,质量为400g的圆筒,筒内装有16cm深的某种液体.弹簧测力计的下端挂着一个底面积为40cm2、高为8cm的金属柱,当金属柱从液面上方逐渐浸入液体中直到全部浸没时.弹簧测力计的示数F与金属柱浸入液体深度h的关系如图所示.(圆筒厚度忽略不计,筒内液体没有溢出,g=10N/kg)求:(1)当金属柱有一半的体积浸在液体中时,受到液体的浮力是多少?(2)圆筒内所装液体的密度是多少?(3)当金属柱有一半的体积浸在液体中时.圆筒对桌面的压强是多少?2.某商厦每层楼高3m,小明看到工作人员将360kg的货物在一楼放入载货电梯内,闭合开关,仅用25s的时间,便将货物运到六楼,小明对载货电梯产生了浓厚的兴趣,他通过查阅资料了解到该载货电梯的结构及式作电路如图所示,电梯是通过电动机带动钢丝绳提升货物的,电动机线圈电阻为2.4Ω,电梯厢(含动滑轮)的质量140kg,提升上述货物时电流表的示数为20A,不计钢丝绳的重力和一切摩擦,请解答下列问题(g取10N/kg):(1)匀速提升过程中钢丝绳上的拉力多大?(2)电梯工作时消耗的总电能是多少?(3)电动机工作时的效率多大?3.我市海洋打捞队的一打捞装置可简化为如图所示的系统.在某次打捞过程中,该装置从100m深的海底将一物体竖直向上提起至离海面10m高处.该过程可视为水中和空中两个速度大小不同的匀速过程.忽略物体刚要离开水面到刚好完全离开水面过程及速度大小的变化过程.经过A处时物体受到的拉力为4×104N,经过B处时物体受到的拉力6×104N.已知g=10N/kg,海水的密度1.0×103kg/m3,不计水和空气的阻力,请计算:(1)物体在A处受到的浮力和物体的体积;(2)若用于提升工作的柴油机的输出功率恒为69kW,整个提升过程用时80s,求该打捞装置的机械效率.4.如图所示是利用起重机打捞水中物体的示意图,吊臂前端由滑轮组组成,动滑轮总重300kg,绳重核摩擦不计.现在用此起重机从水中把质量为2×103kg,体积为0.8m3的物体G匀速提起,滑轮组上钢丝绳拉力F的功率为3kW(g=10N/Kg,ρ水=1.0×103kg/m3).求:(1)物体完全浸没在水中时受到的浮力;(2)物体离开水面前拉力F的大小;(3)物体离开水面前上升的速度;(4)物体离开水面前,滑轮组的机械效率多大.5.电梯是高层住宅必备的交通工具。

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2015中考物理汇编:力学压轴题三(含解析)力学压轴题三1.(2015河北)如图19所示,将边长为10cm的正方体合金块,用细绳挂在轻质杠杆的A点处,在B点施加力F1=30N 时,杠杆在水平位置平衡,合金块对水平地面的压强恰好为0。

撤去F1,在B点施加力F2时,合金块对地面的压强为1.2×103Pa(OB=3OA,g取10N/kg)。

(1)画出F2的力臂。

(2)求合金块的质量。

(3)求F2的大小。

解析:本题是压强、杠杆平衡条件及力的平衡的综合;解答过程如下喷出的水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×4×10﹣5m3=0.04kg;(4)水刀的功率为:P 1===Fv=15N×800m/s=12000W=12kW效率为:η=×100%=×100%=60%.答:(1)水刀正常工作1min消耗的电能1.2×106J;(2)高速“水箭”对切割面的压力15N;(3)每秒钟从喷嘴喷出的水的质量0.04kg;(4)水刀的效率60%.3.(2015青岛)小雨站在水平地面上,通过如图所示的滑轮组从井中提水(不计绳重及摩擦)。

已知小雨的重力为500N、双脚与地面的接触面积为0.04m2,圆柱形水桶的底面积为0.2m2、容积为0.1m3(不计桶的厚度)。

(1)将空桶匀速下放的过程中(桶底未接触水面),小雨对地面的压强为 1.15×l04Pa,则桶和动滑轮总重是多少?(2)向上提水,当桶底受到水向上的压强为2.5×103Pa 时,小雨对地面的压强为l×l04Pa;小雨将水桶拉离水面后,匀速拉动过程中滑轮组的机械效率是多少?【解析】(1)由p=可得,小雨对地面的压力:F N=p人S人=1.15×104Pa×0.04m2=460N,绳子对小雨的拉力:F=G人﹣F N=500N﹣460N=40N,由图可知,n=3,不计绳重及摩擦,由F=G 总可得,桶和动滑轮总重:G0=nF=3×40N=120N;(2)由p=ρgh可得,桶底所处的深度:h 1===0.25m,水桶排开水的体积:V1=Sh1=0.2m2×0.25m=0.05m3<0.1m3,水桶受到的浮力:F浮=ρ水gV排=ρ水gV1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m3=500N,此时小雨对地面的压力:F N′=p人′S人=1×104Pa×0.04m2=400N,小雨对绳子的拉力:F′=G人′﹣F N=500N﹣400N=100N,以动滑轮、桶及桶内水的整体为研究对象,受3段绳子向上的拉力、向上的浮力和整体的总重,根据力的平衡有3 F′+ F浮= G0 + G水,所以水的重力:G水=3F′+F浮﹣G0=3×100N+500N﹣120N=680N,不计绳重及摩擦,水桶拉离水面后,则匀速拉动过程中滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=×100%=×100%=85%.答:(1)桶和动滑轮总重是120N;(2)水桶拉离水面后,匀速拉动过程中滑轮组的机械效率是85%.4.(2015杭州)有一个足够大的水池,在其水平池底竖直放置一段圆木。

圆木可近似看作一个圆柱体,底面积0.8m2,高5m,密度0.7×103kg/m3。

(g=10N/kg)(1)未向池内缓慢注水,圆木对池底的压力和压强分别为多大?(2)向水池内注水,在水位到达1m时圆木受到水的浮力和圆木对池底的压力分别为多大?(3)当向水池内注水深度达到4m时,圆木受到的浮力又为多大?本题为浮力与压强的综合题,难点是第3问。

注意圆柱体恰好漂浮时水的深度。

【解析】(1)圆木的体积:V=Sh=0.8m 2×5m=4m 3,圆木的质量m=ρ木V=0.7×103kg/m 3×4m 3=2.8×103kg ,圆木重力:G=mg=2.8×103kg ×10N/kg=2.8×104N , 未向水池内注水时,圆木对池底的压力:F=G=2.8×104N , 圆木对池底的压强:p===3.5×104Pa ;(2)水位达到1m 时,V 排1=0.8m 2×1m=0.8m 3, 圆木受到的浮力:F 浮1=ρ水V排g=1×103kg/m 3×0.8m 3×10N/kg=8×103N , 圆木对池底的压力:F 压=G ﹣F 浮=2.8×104N ﹣8×103N=2×104N ;(3)当圆木对池底的压力为0时,F 浮2=G=2.8×104N ,即F 浮2=ρ水V排2g=1×103kg/m 3×0.8m 2×h 2×10N/kg=2.8×104N ,解得水深h 2=3.5m ,当水位达到4m 时,圆木静止时漂浮在水面上, 圆木受到的浮力:F 浮3=G=2.8×104N .答:(1)未向水池内注水时,圆木对池底的压力和压强分别为2.8×104N 、3.5×104Pa ;(2)向水池内缓慢注水,在水位到达1m 时圆木受到水的浮力和圆木对池底的压力分别为8×103N 、2×104N ;(3)当向水池内注水深度达到4m时,圆木受到的浮力又为2.8×104N.5.(2015盘锦)如图甲所示,正方体石料在钢丝绳拉力作用下,从水面上方以恒定不变的速度缓慢下降,直至没入水中.图乙是钢丝绳拉力F随时间t变化的图象.(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)。

求:(1)石料全部没入水中时受到的浮力;(2)石料的体积;(3)石料浸没后钢丝绳拉力的功率。

难点是第3问,关键是求物体运动的速度。

【解析】(1)由图象可知:石料的重力G=2.5×104N,浸没在水中受到的拉力F=1.5×104N因为匀速下降浸没水中石料全部浸没水中受到的浮力F浮=G﹣F=2.5×104N﹣1.5×104N=1.0×104N;(2)根据F浮=G排=ρ液V排g石料的体积V石=V排===1m3;(3)石料是正方体,设边长为l,根据V=l3=1m3,得石料边长l=1m 。

由图可知200s至300s之间石料下降1m,s==0.01m/s;石料运动的速度V 石=t石料浸没后钢丝绳拉力的功率W==Fv=1.5×104N×0.01m/s=150W.P=t答:(1)石料全部没入水中受到的浮力1.0×104N;(2)石料的体积1m3;(3)石料浸没后钢丝绳拉力的功率150W.6.(2015日照)我市海洋打捞队的一打捞装置可简化为如图所示的系统.在某次打捞过程中,该装置置从100m深的海底将一物体竖直向上提起至离海面10m高处.该过程可视为水中和空中两个速度大小不同的匀速过程。

忽略物体刚要离开水面到刚好完全离开水面过程及速度大小的变化过程.经过A处时物体受到的拉力为4×104N,经过B处时物体受到的拉力6×104N.已知g=10N/kg,海水的密度1.0×103kg/m3,不计水和空气的阻力,请计算:(1)物体在A处受到的浮力和物体的体积;(2)若用于提升工作的柴油机的输出功率恒为69kW,整个提升过程用时80s,求该打捞装置的机械效率。

【解析】(1)不计水和空气的阻力,由题意知,物体在A处受到的浮力:F浮=G﹣F A=F B﹣F A=6×104N﹣4×104N=2×104N.由F浮=ρ液gV排可得,物体的体积:V物=V排===2m3;(2)设物体在水中提升的高度为h A,在空气中提升的高度为h B,提升过程中该装置的有用功为:W有=F A h A+F B h B=4×104N×100m+6×104N×10m=4.6×106J,由P=可得,提升过程中该装置的总功为:W 总=Pt=69×103W×80s=5.52×106J,该装置的机械效率为:η=×100%==83%.答:(1)物体在A处受到的浮力为2×104N;物体的体积为2m3;(2)该打捞装置的机械效率为83%.7.(2015莱芜)如图所示是利用起重机打捞水中物体的示意图,吊臂前端由滑轮组组成,动滑轮总重300kg,绳重和摩擦不计。

现在用此起重机从水中把质量为2×103kg,体积为0.8m3的物体G匀速提起,滑轮组上钢丝绳拉力F的功率=1.0×103kg/m3).求:为3kW(g=10N/kg,ρ水(1)物体完全浸没在水中时受到的浮力;(2)物体离开水面前拉力F的大小;(3)物体离开水面前上升的速度;(4)物体离开水面前,滑轮组的机械效率多大。

【解析】(1)物体完全浸没在水中时, V 排=V 物=0.8m 3,则F 浮=ρ水V 排g=1.0×103kg/m 3×10N/kg ×0.8m 3=8×103N ;(2)物体重力G 物=m 物g=2×103kg ×10N/kg=2×104N ;动滑轮的总重力G 动=m 动g=300kg ×10N/kg=3×103N ;物体和动滑轮的总重力G 总=G 物+G 动=2×104N+3×103N=2.3×104N ;以动滑轮、物体的整体为研究对象,受3段绳子向上的拉力、向上的浮力和整体的总重,根据力的平衡有3 F+ F 浮= G 总,所以绳子的拉力F=(G 总-F 浮)=×(2.3×104N-8×103N )=5×103N ;(3)已知功率P=3kW=3000W ,根据P===Fv 得: 绳子自由端的速度v===0.6m/s ,则物体上升的速度为v ′=v=×0.6m/s=0.2m/s ; (4)物体离开水面前,物体的视重G = G 物- F浮=2×104N-8×103N=1.2×104N 由于绳重和摩擦不计,则机械效率η===FG 3==⨯⨯⨯NN341053102.180%.答:(1)物体完全浸没在水中时受到的浮力为8×103N ; (2)物体离开水面前拉力F 的大小为5×103N ; (3)物体离开水面前上升的速度为0.2m/s ; (4)物体离开水面前,滑轮组的机械效率为80%.8.(2015常州)小明来到素有“中国死海”之称的新疆达坂城盐湖游玩,看到游客能漂浮在湖面,便利用随身携带的砝码盒以及长方体有盖铁皮罐、细线、沙石、水等物品探究湖中盐水的密度。

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