中考物理力学压轴题常见类型doc
中考物理压轴题及答案

中考物理压轴题及答案以下是十道中考物理压轴题及其试题及答案(力学):1. 试题:一个质量为2kg的物体受到一个10N的恒力作用,加速度为多少?答案:由牛顿第二定律 F = ma,可得 a = F/m = 10N/2kg = 5m/s²。
2.试题:一个小球以10m/s的初速度沿水平方向向前滚动,经过5秒后速度变为15m/s,则加速度大小为多少?答案:由速度变化率得到的加速度大小为a=(V-U)/t=(15m/s-10m/s)/5s=1m/s²。
3. 试题:一个质量为1kg的物体沿直线运动,保持匀速运动3秒,再接受恒力作用的加速运动,加速度大小为2m/s²,物体在t = 5s时的速度是多少?答案:初速度V₀ = U + at = 0 + 2m/s²*3s = 6m/s。
4.试题:一辆汽车以10m/s的速度向前行驶,司机突然踩下刹车,使汽车在2秒内停下来,汽车的减速度大小是多少?答案:由速度变化率得到的减速度大小为a=(V-U)/t=(0-10m/s)/2s=-5m/s²。
5. 试题:一个质量为5kg的物体受到40N的水平恒力,另外有一地面反作用力为12N,物体在水平方向上的加速度大小是多少?答案:物体在水平方向的合力为 F = 40N - 12N = 28N,由牛顿第二定律F = ma,可得a = F/m = 28N/5kg = 5.6m/s²。
6. 试题:一个物体,质量为20kg,空气阻力可以忽略不计,从静止出发,经过5秒后速度为10m/s,物体的加速度大小是多少?答案:由速度变化率得到的加速度大小为a=(V-U)/t=(10m/s-0)/5s=2m/s²。
7.试题:一个物体以50m/s的速度向前运动,经过10秒后减速到30m/s,物体的加速度大小是多少?答案:由速度变化率得到的加速度大小为a=(V-U)/t=(30m/s-50m/s)/10s=-2m/s²。
初三力学压轴试题及答案

初三力学压轴试题及答案一、单项选择题(每题3分,共30分)1. 一个物体受到两个力的作用,这两个力的三要素完全相同,那么这两个力()A. 一定是平衡力B. 一定是相互作用力C. 一定是同一直线上的力D. 不可能是平衡力答案:D2. 一个物体受到非平衡力作用时,其运动状态一定()A. 保持不变B. 发生改变C. 先变后不变D. 先不变后变答案:B3. 用水平力推地面上的箱子,没有推动,这是因为()A. 箱子不受力的作用B. 箱子受平衡力的作用C. 箱子不受推力的作用D. 箱子受的推力小于摩擦力答案:B4. 一个物体受到平衡力作用时,其运动状态()A. 一定保持不变B. 可能保持不变,也可能发生改变C. 一定发生改变D. 以上说法都不对答案:A5. 一个物体受到平衡力作用时,其运动状态()A. 一定保持静止B. 一定保持匀速直线运动C. 可能保持静止,也可能保持匀速直线运动D. 以上说法都不对答案:C6. 一个物体受到非平衡力作用时,其运动状态()A. 一定保持不变B. 一定发生改变C. 可能保持不变,也可能发生改变D. 以上说法都不对答案:B7. 一个物体受到平衡力作用时,其运动状态()A. 一定保持静止B. 一定保持匀速直线运动C. 可能保持静止,也可能保持匀速直线运动D. 以上说法都不对答案:C8. 一个物体受到非平衡力作用时,其运动状态()A. 一定保持不变B. 一定发生改变C. 可能保持不变,也可能发生改变D. 以上说法都不对答案:B9. 一个物体受到平衡力作用时,其运动状态()A. 一定保持静止B. 一定保持匀速直线运动C. 可能保持静止,也可能保持匀速直线运动D. 以上说法都不对答案:C10. 一个物体受到非平衡力作用时,其运动状态()A. 一定保持不变B. 一定发生改变C. 可能保持不变,也可能发生改变D. 以上说法都不对答案:B二、多项选择题(每题4分,共20分)11. 以下关于力的描述正确的是()A. 力是物体对物体的作用B. 力不能离开物体而单独存在C. 力的作用效果是改变物体的形状和运动状态D. 力的作用效果是改变物体的运动状态和形状答案:ABCD12. 以下关于平衡力的描述正确的是()A. 作用在同一物体上的两个力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上B. 作用在同一物体上的两个力,大小不相等、方向相反、作用在同一直线上C. 作用在同一物体上的两个力,大小相等、方向相反、不在同一直线上D. 作用在同一物体上的两个力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,使物体保持静止或匀速直线运动状态答案:AD13. 以下关于相互作用力的描述正确的是()A. 作用在不同物体上的两个力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上B. 作用在同一物体上的两个力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上C. 作用在不同物体上的两个力,大小不相等、方向相反、作用在同一直线上D. 作用在不同物体上的两个力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用效果不能相互抵消答案:AD14. 以下关于力的作用效果的描述正确的是()A. 力可以改变物体的运动状态B. 力可以改变物体的形状C. 力不能改变物体的运动状态D. 力不能改变物体的形状答案:AB15. 以下关于力的三要素的描述正确的是()A. 大小、方向、作用点B. 大小、方向、作用线C. 大小、作用点、作用线D. 方向、作用点、作用线答案:A三、填空题(每题4分,共20分)16. 力是物体对物体的作用,力的作用效果有两个:一是改变物体的____,二是改变物体的____。
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。
全国中考物理力学压轴题

一、计算题(共495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Q,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4X104N,经过B处时物体受到的拉力6x104N.已知g=10N/kg,海水的密度1. 0x103kg/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.51堂他犯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2x103kg,体积为的物体G匀速提起,滑轮组上钢丝绳拉力F的功率为3kW(g=10N/Kg,p水=x103kg/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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力学压轴题:16.图 10 是实验用的锥形瓶,将锥形瓶放在面积为s 的水平桌面上,已知锥形瓶的质量为m 1、底面积为 s 1;当往锥形瓶中倒入密度为 ρ、质量为 m 2 的液体后,液面高度为h ,则A .锥形瓶中的液体重为 ρg s 1hB .液体对锥形瓶底的压强为 ρghC .瓶底对水平桌面的压力为( m 1+m 2)gD .瓶底对水平桌面的压强为( m 1+m 2)g/ s16.图 5 中定滑轮重 2N ,动滑轮重 1N 。
物体 A 在拉力 F =4N 的作用下, 1s 内沿竖直方向匀速升高了图 100.2m 。
不计绳重和轴摩擦,则以下计算结果正确的是 A .绳子自由端移动速度为 0.4m/s B .滑轮组的机械效率为87.5%C .天花板对滑轮组的拉力为10ND .滑轮组对物体 A 做功的功率为 1.6W3。
用细绳将两物体通过定滑轮连23.图 8 中的物体 A 的质量是 400g ,物体 B 的体积是 8cm接,放手后, A 恰能沿着水平桌面向右做匀速直线运动。
若将 B 始终浸没在水中,并使A 沿着水平桌面向左做匀速直线运动时,需要施加 1.12N 水平向左的拉力。
则物体B 的密度为 _______ g/cm 3。
(g 取 10N/kg )12.如图 7 所示,质量为 2kg 的小铁块静止于水平导轨 AB 的 A 端(形状及尺寸在图中标出) ,导轨 AB 及支架只可以绕着过 D 点的转动轴在图中竖直平面内转动。
现用一个沿导轨的拉力F 通过细线拉铁块, 假定铁块起动后立即以0.1m/s 的速度沿导轨匀速运动,此时拉力F 为 10N 。
(导轨及支架 ABCD 的质量忽略不计, g=10N/kg )。
则从铁块运动时起,导轨及支架能保持静止的最长时间是A .7sB .3sC .11sD .6s(海淀一模)39.如图所示,质量为 270kg 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 0.2m/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 1,当石材完全露出水面之后滑轮组的机械效率为 2.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 3 3石=2.5 10 kg/ m ,取 g 10 N /kg ,求: (1)与打捞相比,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)1与 2 的比值;1(3)当石材完全露出水面以后,人拉绳子的功率. (宣武一模) :(昌平一模) :12.边长为0.1m 质量均匀的正方体物体 M ,放在水平地面上对地面的压强为5.0 ×103Pa 。
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初中物理力学压轴题汇总1.如图所示,小明在玩滑板的过程中,思考了如下力学问题,其中正确的是。
A.人和滑板滑得越快,惯性越大B.滑板底部安装轮子是为了减小摩擦C.滑板随人动是因为鞋与滑板固定在一起D.人对滑板的压力和滑板对人的支持力是一对平衡力2.探究“作用在同一个物体上二个力的平衡条件”,需要比较“平衡”和“不平衡”两种不同状态的受力情况才可以得出结论。
实验室内的实验装置如图所示(定滑轮按45°角固定在桌边上)。
小红利用此装置做实验的过程中,将木块进行扭转,小亮说:“由于定滑轮无法扭转,所以会影响实验效果”。
(1)在木块不扭转的情况下,“二力平衡”的三个条件中,对哪些平衡条件的探究存在缺陷?(2)根据实验需要改进该实验装置,简述你的改进方案。
3.小明用如图 1 所示的装置,探究摩擦力的大小与哪些因素有关。
图 1图2( 1)实验时,小明将木块放在水平木板上,弹簧测力计沿方向拉动木块,并使木块作匀速直线运动.这样做的目的是。
序号木块放置情况木板表面情况压力 /N 弹簧测力计示数 /N1 平放木板 6 1.22 平放木板8 1.63 平放木板10 2.04 平放木板上铺棉布 6 1.85 平放木板上铺毛巾6 3.0( 2)实验时,小明记录的部分数据如表所示。
a.分析序号 ______三组数据可知:滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关,滑动摩擦力的大小与接触面所受压力 F 大小的关系式是______;b.如要探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系,应选序号为______三组数据进行分析。
( 3)小明在实验时还发现:在木块没有被拉动时,弹簧测力计也有示数,且示数会变化.他请教老师,知道可用F-t 图象表示拉力随时间的变化情况。
若某次实验开始拉动木块直到木块匀速滑动的F-t 图象如图 2 所示,其中0~ 4s 木块处于静止状态,分析图象可知:要使木块由静止开始运动,至少要用______N 的水平拉力拉木块;如果实验时木块所受的拉力是2N,则下列对木块所处状态的判断,正确的是______。
中考物理压轴题及答案(力学)

中考物理压轴题(力学)解力学方法:(1)整体隔离受力分析方法(2)压轴计算题时,通常会出现一套机械的多种状态,一定是先对各个不同状态做受力分析再列平衡方程(牛顿第一定律以及杠杆平衡条件)。
列出平衡方程之后可能出现两种情况:(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2010二模】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。
若水箱中水深为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;若水箱中水深为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。
已知N1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。
图25………………………………………………………………………1分(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,如果浮力已知或由已知容易算出则同上去求解;如果浮力未知则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

中考物理力学压轴题一.解答题(共15小题)1.图是某水上打捞船起吊装置结构示意简图.某次打捞作业中,该船将沉没于水下深处的一只密封货箱以0.1m/s 的速度匀速打捞出水面,已知该货箱体积为50m3,质量是200t.(g取10N/kg,忽略钢缆绳重及其与滑轮间的摩擦,不考虑风浪、水流等因素的影响.)(1)货箱完全浸没在水中时受到的浮力是多少?(2)货箱完全出水后,又被匀速吊起1m,已知此时钢缆绳拉力F为6.25×105 N,起吊装置的滑轮组机械效率是多少?(3)货箱未露出水面时,钢缆绳拉力的功率为多少?考点:浮力大小的计算;阿基米德原理;滑轮(组)的机械效率;功率的计算。
专题:计算题。
分析:(1)已知物体体积(浸没水中排开水的体积),根据浮力公式F=ρgV排可求受到的浮力.浮(2)由图知,承担物重的绳子股数n=4,则s=4h,拉力做的功为总功,根据公式W=FS计算;对物体做的功为有用功,根据公式W=Gh计算;机械效率等于有用功除以总功;(3)露出水面后,由于忽略钢缆绳重及其与滑轮间的摩擦,利用F=(G物+G轮)求动滑轮重;露出水面前,物体受到水的浮力,利用F=(G物+G轮﹣F浮)求此时的拉力,求出拉力端移动的速度,利用P=Fv 求钢缆绳拉力的功率.解答:解:(1)F浮=ρ液V排g=1.0×103kg/m3×50m3×10N/kg=5×105N;(2)由图可知,n=4,则s=4h=4×1m=4m,拉力做的功:W总=Fs=6.25×105N×4m=2.5×106J.W有用=Gh=mgh=2×105kg×10N/kg×1m=2×106J,η===80%;(3)露出水面后:∵忽略钢缆绳重及其与滑轮间的摩擦,∴F=(G物+G轮)G轮=4F﹣G物=4×6.25×105N﹣2×106N=5×105N,露出水面前:F′=(G物+G轮﹣F浮)=(2×106N+5×105N﹣5×105N)=5×105N,拉力端移动的速度:v=4v物=4×0.1m/s=0.4m/s,钢缆绳拉力的功率:P=F′v=5×105N×0.4m/s=2×105W.答:(1)货箱完全浸没在水中时受到的浮力是5×105N;(2)起吊装置的滑轮组机械效率是80%;(3)货箱未露出水面时,钢缆绳拉力的功率为2×105W.点评:本题考查了浮力、功率、总功、有用功和机械效率的计算,主要是考查各种公式的灵活运用,本题的关键是知道物体露出水面前拉力F=(G物+G轮﹣F浮),物体露出水面后拉力F=(G物+G轮).2.课外小组的同学们设计的一个用水槽来储存二次用水的冲厕装置如图所示.其中重为1N的浮球固定在横杆AB 右端(B为浮球的中心),杆AB能绕O点转动,且OB是OA长度的4倍.横杆AB左端压在进水阀门C上,进水口的横截面积为4cm2.阀门C正好堵住进水口时,水箱内停止蓄水,杆AB在水平位置,且浮球浸在水中的体积为190cm3.进水口距箱底30cm,水箱内溢水管长为40cm,D是一个横截面积为30cm2的排水阀门.用金属链将排水阀门D与水箱顶部排水按钮相连,当按动排水按钮时,铁链向上拉起排水阀门D使其打开,水箱排水.要打开排水阀门D,铁链给它的拉力至少是12.5N.(进水阀门C、直杆AC、横杆AB的重力均忽略不计,进水阀门C 和排水阀门D的厚度均不计,g取10N/kg).求:(1)进水阀门C所受水箱中水的向下的压力;(2)停止蓄水时水槽中的水面比溢水管管口高出多少?(3)排水阀门D的最大质量为多少?考点:阿基米德原理;压强的大小及其计算;液体的压强的计算。
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中考力学压轴题常见类型唐跃月在中考试题中,力学压轴题是一道把关题,题目的知识面广、综合性强、灵活性大。
它不仅考查学生对概念、知识点的掌握,而且考查学生如何把相关知识联系起来,灵活地进行分析和解决问题的能力。
通过对近几年力学压轴题的探究,现将常见考试类型分类分析和归纳如下。
一、浮力、密度、压强的综合例1. 如图1所示,金属块挂在弹簧秤钩上,弹簧秤示数为54N;当金属块有2/5的体积浸入圆柱形容器的水中时,示数为46N。
已知圆柱形容器的底面积为200cm2(g取10N/kg)求:(1)金属块的密度;(2)若金属块全部浸入水中(水未溢出),与图示情况相比,容器底部受到水的压强增加了多少帕?图1解析:(1)金属块的质量:mGgNN k gk g===54154/.,金属块有2/5体积浸入水中所受浮力:FGGNNN浮=-=-='54468。
金属块的体积:VFg金浮水ρ=25=82510101033Nk g m N k g×××.//=-21033×m。
金属块的密度ρ×金金==-mVk gm5421033.=27133./×kgm。
(2)金属块浸没在水中,排开水的体积V V排物=,水面上升∆h,V hS物=∆。
所以水面升高高度:∆hVSmmm===--金底××21020010013342.,底部增加的压强:∆∆p g h =ρ水=1010100133.//.×××kg m N kg m =1000Pa 。
说明:此题可用“逆思顺解”的方法来解。
要求金属块的密度,就应先分别求出金属块的质量和体积,金属块的质量由m G g =来求,因V V 排金=25,只要求出V 排便可求得V 金,而V 排可根据V F g排浮水ρ=求出,而F F G G 浮浮可以根据=-'来求出。
用同样的方法来求∆p ,然后按上述解析的过程进行求解。
二、杠杆、压强、密度的综合例2. 长方形金属块M 静置于水平地面上时,给地面的压强6.4×104Pa ,轻质杠杆的支点为O ,AB :OB =8:5,在杠杆的A 端用轻绳将金属块吊起,若杠杆的B 端悬挂质量为2.88kg 物体时,杠杆此时在水平位置平衡,且金属块M 给地面压强为零,若金属块的高度h=0.8m ,求金属块的密度和体积。
(g=10N/kg )图2解析:由杠杆的平衡条件 F O A F O B A B··=得 M m O B O A k g k g===××2885348.., 当物体放在水平地面上时p M gS=得S M g p m ==4810641042..×× =-751042.×m, 金属块的体积V S h m m ==-75100842..×× =-61043×m , 金属块的密度为 ρ××===-M V k g mk g m 486108104333./。
说明:此题可用“把条件和要求的量有机地联系起来进行分析”的方法求解。
根据条件“轻质杠杆的支点…给地面压强为零”。
利用杠杆的平衡条件F O A F O B A B ··=求出金属块的质量M ,根据条件“长方形金属块M 静置于水平地面上时,给地面的压强64104.×P a”,结合求出的M 值,再由固体的压强公式p F S M g S==求出底面积S ,又结合条件“金属块的高度h m =08.”由VS h =求出金属块的体积。
再由密度公式ρ=MV求出金属块的密度。
三、机械效率、功、功率的综合例3. 如图3所示,用滑轮组拉着重为600N 的物体A 沿水平方向匀速运动,在40s 内物体A 移动了8m ,拉力F 做的功为128J ,求:(1)拉力F 的大小及拉力F 的功率;(2)若动滑轮重为12N ,且不计摩擦,试求该滑轮组的机械效率。
图3解析:(1)根据W =Fs ,F W s JmN===12801680。
根据P F v v msm s===,×284004./ 所以P N m s W==800432×./。
(2)方法一此滑轮组的额外功为克服滑轮重所做的功,即 W G hN m J 额动×===12896 根据W W W 总有额=+,则 WJ J J 有=-=1280961184, 所以η===W W J J 有总11841280925%.。
方法二:根据F nG f =+1()动, f F G N N N =-=-=228012148动× 所以η====W W f s W N m J 有总总×14881280925%.。
说明:解此类题关键把握好以下几点:(1)拉力移动的距离和物体移动的距离;(2)拉力移动的速度和物体移动的速度;(3)根据具体的滑轮装置会判断总功、有用功和额外功;(4)掌握好功率的两个计算公式:P W tP F v ==和;(5)会灵活的运用ηηη====+==+W W G h F s W W G h G h G h W W W W W 有总有总动有总有有额;;来计算。
四、机械效率、浮力、密度的综合例4. 用如图4所示的滑轮组匀速提起水中的重物,当重物浸没在水中时,拉力F 为11.6N ,滑轮组的机械效率为75%,当重物离开水面时,拉力为14.5N (整个装置的摩擦和绳重不计),求重物的密度。
图4解析:重物浸入水中时, η==-=-=W W G F h F h G F 有总浮浮··×().2116275%可得:G F N -=浮174. (1) 由F G G F G N =+-=1258[()].动浮动可得,重物离开水面后: F G G G N '[].=+=12232动得 (2) 由(1)、(2)得ρρ×水==4401033./k g m 。
说明:解此类题可采用分割法:即把图分割为水面上、水面下和物体离开水面后这三部分进行分析,当重物在水中时,在水面上部分:设作用在动滑轮下端的这个力为F 0,根据题设可利用滑轮组的机械效率η==W W F h F h 有总·02=75%求出F 0。
由F G F =+120()动又求出G 动;在水面下部分:根据重物在水中受力情况分析得:F G g V G 0=-=-ρ水排ρρ水G,当重物离开水后有:F G G '()=+12动综合上述式子便可求出重物的密度。
这种方法很快很准。
五、图象与力学知识的综合例5. 两只完全相同的柱形烧杯,分别盛满水和某种液体,现有一弹簧测力计挂着一实心圆柱体,分别将渐浸入水或者某种液体中。
图5是弹簧测力计吊着圆柱体浸入水或者某种液体中的情况。
甲图所示弹簧测力计的示数随柱体渐浸入水中的情况,乙图所示弹簧测力计的示数随柱体渐浸入某种液体中的情况。
试根据图所给条件求出:(1)圆柱体的底面积为多少?(2)圆柱体的密度为多少?(3)未放入圆柱体前,液体对烧杯底产生的压强为多少?甲 乙图5解析:根据图5中的甲、乙可知G 柱=2N ,圆柱体浸没水中静止或匀速下降(未沉底),有:F G F N N N 浮=-=-=21406.., 圆柱体体积为V V F g ==排浮水ρ==-06110106010353./.N N k gm ×××。
由图甲可知h c m m 柱×==-2424102..,由圆柱体底面积 S V h m mm ===---60102410251053232...×××。
(2)圆柱体的质量m G g NN k gk g===21002/.,则圆柱体密度 ρ×==-m V k gm02601053.. =331033./×k g m(3)由图甲可知h c m m 水×==-6060102.. 由乙图,当h c m =20.时,F =0N ,则有F G '浮=,即ρ液g S h G =,所以 gShG=液ρ ==--21025102010401033233NN k g m m k g m/.../×××××因为水、液体均是满杯,所以h h c m m 水液×===-6060102..,则未放入圆柱体前,液体对杯底的压强 P m kg N m kg gh p 3233104.2100.6/10/100.4×××××ρ液液===-。
说明:此题是把图象和力学知识相结合的好题,它较好地考查了学生综合分析的能力。
解题的关键在于:首先结合题意理解图象的涵义,其次根据图象反映出的物理事实和过程,运用相关的物理规律,建立各物理量之间的关系的表达式,最后充分利用已知量、过程量等相关信息来进行求解。
六、力学知识在生活中的运用例6. 如图6所示,是高压锅的示意图:锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上戴着一个帽子为限压阀,当高压锅内气体的压强超过安全值时,锅内的气体就会冲开限压阀,气体跑出部分,使锅内气体的压强减少,现有一个直径24cm ,空心柱小孔的横截面积为10mm 2,限压阀的质量为100g 的高压锅,要用它来煮饭,若当时的大气压为1.0×105Pa 。
问:(1)此高压锅内气体能达到的最大压强为多少?(2)经商品质量检测,此高压锅内气体的最大压强不能超过18105.×P a 。
要使高压锅能继续安全使用,原来的限压阀还能使用吗?若不能,应该再配备一个质量为多大的限压阀?(g=10N/kg )图6解析:(1)设外界的大气压为p 0,限压阀产生的压强p m ,锅内气体的压强达到最大值时: p p p m 内=+0 而p F S m g S m m m m==//,则 p Pa kg N kgm 内×××=+-101001101010552../.=2105×Pa(2)由于p Pa Pa 内××=>210181055.,要使此高压锅继续使用,必须减小p 内,由p p p p mg S m m 内=+=+00/可知,要减小限压阀的质量,则原来的限压阀不能使用。
由p p m g S m ''/内=+0得 m p p S g m '(')/=-内0=--(..)./181010101010105552××××Pa Pa m N kg=008.kg 。