力学综合题21个
力学竞赛综合练习含答案

力学竞赛练习一、选择题1.如下列图,均匀细杆AB 质量为M ,A 端装有转轴,B 端连接细线通过滑轮和质量为m 的重物C 相连,假设杆AB 呈水平,细线与水平方向夹角为θ时恰能保持平衡,那么杆对轴A 有作用力大小下面表达式中不正确的选项是〔〕A.mgB .Mg2 sin θC .M 2-2Mm sin θ+m 2 gD .Mg -mg sin θ2.如下列图,在倾角为θ的光滑斜面上A 点处,以初速v 0与斜面成α角斜抛出一小球,小球落下将与斜面作弹性碰撞.求a θ、满足什么条件时,小球将逐点返跳回出发点A ?( ).A .k =⋅θαcos sinB .k =⋅θαsin cosC .k =⋅θαcot cotD .k =θαtan tan (123=,,,k )3.在竖直平面的一段光滑圆弧轨道上有等高的两点M 、N ,它们所对圆心角小于10°,P 点是圆弧的最低点,Q 为弧NP 上的一点,在QP 间搭一光滑斜面,将两小滑块〔可视为质点〕分别同时从Q 点和M 点由静止释放,那么两小滑块的相遇点一定在〔 〕 (A )P 点 〔B 〕斜面PQ 上的一点〔C 〕PM 弧上的一点 〔D 〕滑块质量较大的那一侧4.一木板坚直地立在车上,车在雨中匀速进展一段给定的路程。
木板板面与车前进方向垂直,A B θ C其厚度可忽略。
设空间单位体积中的雨点数目处处相等,雨点匀速坚直下落。
以下诸因素中与落在木板面上雨点的数量有关的因素是〔 〕A 、雨点下落的速度B 、单位体积中的雨点数C 、车行进的速度D 、木板的面积5.有一只小虫清晨6时起从地面沿树干向上爬,爬到树顶时是下午6时,第二天清晨6时起从树顶沿树干向下爬,爬回地面时是下午四时。
假设小虫爬行时快时慢,那么两天中,一样钟点〔时、分、秒〕爬过树干上一样高度的时机是〔 〕 A .一定有一次 B.可能没有 C .可能有两次 D.一定没有6.物体A 、B 质量一样,在倾角为30o 的光滑斜面上,滑轮及绳子质量均不计,下滑轮通过轻杆固定在斜面底端,现将系统由静止释放,那么物体A 在下降h 距离时的速度大小为〔 〕 A . 2 g h B .2 3 g h /5 C .22gh D .8 g h /57.如下列图,在静止的杯中盛水,弹簧下端固定在杯底,上端系一密度小于水的木球.当杯自由下落时,弹簧稳定时的长度将( ). A .变长 B .恢复到原长 C .不变 D .无法确定8.如下列图,M 、N 是两个共轴圆筒的横截面.外筒半径为R ,筒半径比R 小得多,可以忽略不计.筒的两端是封闭的,两筒之间抽成真空.两筒以一样的角速度 绕其中心轴线(图中垂直于纸面)匀速转动.设从M 筒部可以通过窄缝S(与M 筒的轴线平行)不断地向外射出,两种不同速率v1和v2的微粒,从S 处射出时初速度方向都是沿筒的半径方向,BA30微粒到达N 筒后就附着在N 筒上.如果R 、v1和v2都不变,而ω取某一适宜的值,那么( ) A .有可能使微粒落在N 筒上的位置都在a 处一条与S 缝平行的窄条上B .有可能使微粒落在N 筒上的位置都在某一处如b 处一条与S 缝平行的窄条上C .有可能使微粒落在N 筒上的位置分别在某两处如b 处和c 处与S 缝平行的窄条上D .只要时间足够长,N 筒上将到处落有微粒 量为二、填空题1.一均匀的不可伸长的绳子,其两端悬挂在A 、B 两点,B 点比A 点高h .在A 点,绳子力为T A .绳子的质m ,绳长为L .那么在B 点绳子的力T B =.2.质量为m 的小球挂在长为L 、不可伸长的轻线上,静止于自然悬挂状态。
专题01 力学综合(压轴题)-解析版

专题01 力学综合(压轴题)一、单选题1.在如图所示的斜面上测量小车运动的平均速度,让小车从斜面的A 点由静止开始下滑,分别测出小车到达B 点和C 点的时间,即可测出不同阶段的平均速度。
对上述实验的数据处理正确的是( )A .图中AB 段的路程s AB =45.0cmB .如果测得AC 段的时间t AC =2.5s ,则AC 段的平均速度v AC =32.0cm/sC .在测量小车到达B 的时间时,如果小车过了B 点才停止计时,测得AB 段的平均速度v AB 会偏大D .为了测量小车在BC 段的平均速度v BC ,可以将小车从B 点静止释放 【答案】B【解析】A .由图知,图中AB 段的路程s AB =80.0cm ﹣40.0cm=40.0cm故A 错误;B .已知测得AC 段的时间t AC =2.5s ,由图可知s AC =80.0cm ,则AC 段的平均速度80.032.0/s 2.5sAC AC AC s cmv cm t === 故B 正确;C .如果让小车过了B 点才停止计时,会导致时间的测量结果偏大,由sv t=知,测得AB 段的平均速度v AB 会偏小,故C 错误;D .如果将小车从B 点静止释放,则所测时间不是运动过程中下半程的时间,小车通过AC 段的时间与AB 段的时间之差才是下半程BC 段的时间,因此测量小车在BC 段的平均速度v BC ,不可以将小车从B 点静止释放,故D 错误。
故选B 。
2.如图,小车从处于轻质杠杆OB 的A 点开始匀速向右运动,在B 端竖直向上方向系一根不可伸缩的细绳使杠杆始终处于水平位置平衡。
下列表示AB 间的距离s 和细绳的拉力F 随时间t 变化的关系图线中,可能正确的是( )A .B .C .D .【答案】D【解析】AB .AB 间的距离s 为s=OB -OA= OB -vt由于OB 是一个定值,速度不变,则s 随t 的增大而减小,且是一条直线,故AB 错误;CD .杠杆始终处于水平位置平衡,根据杠杆平衡的条件可知F ×OB =G ×(OA +vt )则有()G OA vt G OA GvF t OBOB OB⨯+⨯==+ F 和t 符合一次函数关系,故C 错误,D 正确。
2023年初中物理竞赛力学综合训练试题

(密度、压强、浮力)补充训练(2)一、选择题:1.如图所示,同种材料制成旳两个正方体金属块A 、B 叠放在水平地面上,在A旳上表面施加竖直向下、大小为F 旳压力.金属块A 对B 旳压强为p 1,金属块B 对地面旳压强为p 2.已知:金属块A 、B 旳边长之比L 1∶L 2=1∶2,F ∶G A = 3∶5,则p 1∶p 2 为( )A .2∶3B .6∶5C .3∶2D .4∶32.把木块放在水中时,露出部分为木块体积旳1/2;将物体A 放在木块上,木块露出水面旳体积为木块体积旳1/3;拿掉物体A ,将物体B 放在木块上,木块露出水面旳体积为木块体积旳1/4.若物体A 体积是物体B 体积旳2倍,则物体A 、B 旳密度之比是( )A. 2∶3B. 3∶2C.1∶3D. 3∶13. 如图所示,向两个质量可以忽视不计且完全相似旳塑料瓶中装入密度为ρA 和ρB 旳液体后密闭,把它分别放在盛有密度为ρ甲、ρ乙两种液体旳容器中,所受浮力分别为F 甲、F 乙,两者露出液面旳高度相等,下列判断对旳旳是( )A .由图可知:ρA >ρ甲>ρ乙B .若ρA = ρB ,则ρ甲>ρ乙C .若ρ甲=ρ乙,则ρA >ρBD .若F 甲=F 乙,则ρ甲>ρ乙4. 用不一样种材料制成旳甲、乙两个实心正方体,2ρρ=乙甲,把它们分别放在水平桌面上,甲乙对桌面旳压强分别为1ρ、2ρ,如图2所示,若把甲放在乙上面,则乙对桌面旳压强是( )A 3312214P P P +B 33122244P P P +C 221214P P P + D 22124P P + 5. 甲溢水杯盛满密度为ρ1旳液体,乙溢水杯盛满密度为ρ2旳液体。
将密度为ρ旳小球A 轻轻放入甲溢水杯,小球A 浸没在液体中,甲溢水杯溢出液体旳质量是32g 。
将小球B 轻轻A B放入乙溢水杯,小球B 漂浮,有61体积露出液面,乙溢水杯溢出液体旳质量是40g 。
初中物理力学综合测试题

初中物理力学综合测试题一、选择题:(36分)1、下列关于力和运动的说法正确的是A.人推墙的力和墙对人的力是一对平衡力B.静止的物体不受摩擦力,运动的物体才受摩擦力C.给正在运动的物体再施加一个力,物体就会比原来运动得更快D.在平直轨道上匀速行驶的火车车厢里,竖直向上跳起的人仍将落回原处(不计空气阻力)2、下列示例中属于防止惯性带来危害的是?A.拍打衣服,把灰尘拍去B.将足球射入球门C.公路上的汽车看见远处有障碍物时提前减速D.跳远时快速助跑3、以下措施中用来减小摩擦的是()A、上紧缝纫机的皮带;B、在纲丝钳口刻上花纹;C、在乒乓球拍上粘上带颗粒的胶皮;D、在笔头上装上小钢珠,制成圆珠笔。
4、匀速直线行驶的列车突然减速,车顶上悬挂的小球()A、向前摆B、向后摆C、保持不动D、无法判断。
5、一块砖平放在水平地面上,将它竖直切去一半,剩下的一半对地面的压强()A、一定是原来的1/2 ;B、一定和原来的一样;C、一定是原来的2倍;D、条件不足无法确定。
6、为了加强交通安全,交通部门要求严禁车辆超速超载,严禁驾驶员酒后开车,从20n 年5月1日起,对醉酒驾驶员施以刑法处理,下列说法错误的是・・A.车辆超载会加大对地面的压强,从而对路面具有极大的破坏力B.车辆超速超载会使其动能增大,一旦发生交通事故危害极大C.酒后或醉酒驾车,驾驶员反映迟缘,会加大反应距离,易发生交通事故D.酒后或醉酒驾车,驾驶员极度兴奋,反应迅速,易避免发生交通事故7、.放在水平桌面上静止不动的电视机,受到彼此平衡的两个力是()A.电视机受到的重力和桌面对电视机的支持力B.电视机受到的重力和电视机对桌面的压力C.桌面对电视机的支持力和电视机对桌面的支持力D.桌面受到的重力和电视机对桌面的压力8、.用1 m的玻璃管做托里拆利实验,下面对管内水银柱竖直高度有影响的是()A.玻璃管的粗细B.玻璃管的长短C.实验所在的高度D.玻璃管插入水银槽的深度9、在水平地面上放置一个质量为360N的物体,用图中所示的装置匀速拉动物体(不计绳子与滑轮的摩擦),拉力F 等于40N,则物体与地面间的摩擦力应为()A、 60NB、 80NC、 120ND、 360N10、.三个分别用铜、铁、铝制成的正立方体,它们的质量相等,把它们放在水平桌面上,则对桌面压强大的是()A.铜立方体B.铁立方体C.铝立方体D.三个一样大11、.有一人用一滑轮组分别将1000 N和2000 N的物体匀速提高相同的高度,动滑轮重200 N,绳重及摩擦都不计,则在上述两种情况中()A.人做的额外功相等B.滑轮组的机械效率相等C.人做的总功相等D.人做功的功率相等12、 .下列各现象中不属于惯性现象的是()A.刹车时,人的身体向前倾B.放入水中的铁球很快沉入水底C.汽车关闭发动机后,车还会向前运动一段距离D.锤头松了,用力将锤柄撞击固定物,使锤头紧套在柄上13、 .下列工具或仪器中属于省力杠杆的是() 14、用手握住汽水瓶,汽水瓶并不滑落,这是因为()A.手的握力大于汽水瓶的重力B.手的握力等于汽水瓶的重力C.手给汽水瓶的摩擦力大于瓶的重力D.手给汽水瓶的摩擦力等于瓶的重力 15、两手对拉一弹簧秤,它的示数是10 N,这两手的拉力分别为() A. 5 N, 5 NB. 10 N, 10 NC. 0 N, 0 ND. 20 N, 20 NB 两点处于同一水平线上,如图所示,B.PA =P B = 980帕D.p A =1.96X105帕,p B = 0 22.把一个油桶绕着支点C 推上台阶,在无滑动时,力中最省力的施力方向是A.MB.NC.P17、一年级的小朱和爸爸比一比:登白云山,谁快。
中考物理计算题专题《力学综合题》专项训练(解析版)

《力学综合题》一、计算题1.如图1所示,小明用弹簧测力计吊着一重为3.2N的实心圆柱体,将它竖直逐渐浸入水中,记下圆柱体下表面浸入水中的深度h和对应的浮力F浮,并画出F浮-h的图象(如图2所示),g取10N/kg。
求:(1)圆柱体的质量;(2)圆柱体浸入水中的深度h=10cm处,静止时弹簧测力计的示数;(3)圆柱体的密度。
2.如图所示,物体A是正方体金属块,边长是20cm,在拉力F的作用下物体A恰好做匀速直线运动.已知,每个滑轮重20N,金属块的密度ρ金=5×103kg/m3,物体A 运动时受到地面的阻力是物体重的0.3倍,在2s内被拖动5m,不计绳重及绳与滑轮、轮与轴之间的摩擦(g=10N/kg).试求:(1)物体A对地面的压强;(2)拉力F做功的功率;(3)该滑轮组的机械效率.(计算结果保留1位小数)3.近年来,独轮电动平衡车深受年轻人的喜爱,如图所示,它采用站立式的驾驶方式,人通过身体的前倾、后仰实现驾驶,如表为某型号独轮电动车平衡车的部分数据,则:(1)该车充满电后,若以最大速度行驶,能行驶的最长时间是多少?(2)质量为50kg的人驾驶该车,在水平地面上匀速行驶。
若所受阻力为总重力的0.2倍,此时该车受到的牵引力是多大?(g取10N/kg)(3)质量为50kg的人驾驶该车时,车对水平地面的压强是多大?4.如图所示,一个瓶子里有不多的水,乌鸦喝不到水。
聪明的乌鸦想,如果衔很多的小石块填到瓶子里,水面上升就能喝到了水。
若瓶子的容积为500mL,内有0.2kg的水。
请你帮乌鸦计算:(1)瓶内水的体积是多少?(2)使水到达瓶口,要放入的石块质量是多少。
(石块密度为2.6×103kg/m3)5.如图所示,某工人重600N,站在水平面上,用100N的拉力向下匀速拉动绳子,提起一浸没在水中体积为1.2×10-2m3,重360N的物体。
(物体始终浸没在水中,且忽略水对物体的阻力,ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)求:(1)已知工人双脚与地面的总接触面积是3×10-2m2,工人没有拉动绳子时对地面的压强;(2)物体浸没在水中时受到的浮力;(3)提起物体时滑轮组的机械效率。
(学生)力学综合计算题专题

力学综合计算题专题一.山西省近几年力学计算题1.一些与名普通中学生有关的数据,你认为最接近多少①他的手指甲宽度约为②他步行的速度约为③站立时他对地面的压强约为④他的体重约为2.估测中,基本符合实际情况的应是多少①人正常步行的速度约②某同学走路时对地面的压强约③中学生的体重约④把一个鸡蛋举高1m做的功约⑤常人脉搏的频率为⑥合人们洗澡的热水温度约为⑦元硬币的面积约为⑧室门的高度约为3 .售的“金龙鱼”牌调和油,瓶上标有“5L”字样,已知该瓶内调和油的密度为0.92×103kg/m3,则该瓶油的质量是______kg.4.纳米是一个很小的长度单位,1nm=10-9m,一张纸的厚度大约是0.1mm,合_______nm.5.为了学生安全,汽车通过学校门前限速为30km/h,合m/s,小汽车以该速通过校门区240m路程,需s。
(结果保留一位小数)6.省某城市到太原的路程是330km,某人6:30从该城市坐汽车出发,于当日12:00到达太原,则汽车在整个路程中的平均速度是________m/s.7.物体重为20 N,将其全部浸没在水中时,它排开的水重为10 N,此时它受到的浮力为 N,松手后物体将 (选填“上浮”、“下沉”、“悬浮”).8.理兴趣小组,利用课余时间制成了一个潜水艇模型。
已知模型重10N,把它全部压入水中时,排开的水重为12N。
松手后,它将(选填“上浮”、“下沉”、“悬浮”).9.图6所示,重物G=10N,在力F的作用下匀速上升0.2m,若测力计示数为6N,则额外功是J,机械效率是。
10.用如图所示的滑轮组,将重480N的物体在10s内匀速提起2m,所用拉力为300N,此滑轮组的机械效率为,拉力的功率为。
11.工地上,工人师傅用如图所示的装置,用250N的拉力将重400N的货物匀速提高了2m,这时该装置的机械效率是。
12.如图15所示的滑轮组,将480N的物体以0.3m/s的速度匀速提起,绳子自由端的拉力为200N(不计摩擦和绳重)(1)滑轮组的机械效率(2)拉力的功率(3)若用该滑轮组将重600N的物体匀速提升2m时,拉力做的功。
工程力学综合练习题

的约束力。 Fi P ——基本结构在荷载单独作用下,附加约束 i 中产生的约束力。
21.汇交于一刚结点的各杆端弯矩分配系数之和等于( )
A. 1
B. 0
C. 1/2
D. -1
解析:A。
22.图示结构杆件 BC 的 B 端转动刚度 SBC 为(
A.2
B.4
C.6
D.8
)。
5
A
B
C
i=1
i=2
3m
3m
A. A 点线位移 B. A 截面转角 C. A 点竖向位移 D. A 点水平位移
m=1 A
解析:B。
8.对图(a)所示结构,按虚拟力状态图(b)将求出( )
A. 截面 B 的转角
B. 截面 D 的转角
C. BD 两点间的相对移动
D. BD 两截面间的相对转动
2
B
C
1
A
D
(a)
1 (b)
解析:D。 9.图示多跨静定梁支座截面 C 的弯矩等于( )
C.CD 部分
D. DE 部分
FP1
A
B
M
C
D
FP2 E
解析:A。此结构的基本部分为 AB。
6.对下图所示结构,在 A 点虚加单位力可以求出什么?( )
A. A 点的竖向位移
B. A 点的水平位移
C. A 截面的转角
D. A 截面的相对转角
A
1
解析:A。可以求出 A 点的竖向位移。 7.图示虚拟状态是为了求( )
解析:D。转动刚度的数值与杆件的线刚度 i 和远端支承有关,当远端支承情 况不同时,转动刚度的数值也不同。当远端固定时,转动刚度为 4i,当远端铰
初中物理力学综合习题-含答案

初中物理力学专项练习一.固体压强题比例关系计算1.一根筷子竖立在水平面上,对桌面的压力是F ,压强为P ,当把一双同样的筷子扎在一起竖立在水平桌面上时,对桌面的压力和压强分别是:( )A , 2F ,2P ; B, 2F ,P; C , F/2 , P/2 ; D , F ,P2。
若压力为F ,横截面积为S 时,压强为P,那么 ( )A 。
当压力变为2F 、横截面积变为2S 时,压强变为2PB 。
当压力变为F/2、横截面积变为S/2时,压强变为P/2C 。
当压力变为2F 、横截面积变为S/2时,压强变为P/4D. 当压力变为F/2、横截面积变为2S 时,压强变为P/43.同种物质制成的甲、乙两实心体,质量之比为2:1,它们的密度之比( )A .2:1B .1:2C .1:1D .无法判断4.如图是小敏同学在探究甲、乙两种不同的固体物质的质量和体积的关系时得出的图象。
如果用上述两种物质做成甲、乙两个质量相同的实心正方体,把它们放在水平面上,则根据图象可知,甲、乙两物体对水平面的压强之比为( )A 。
P 甲∶P 乙=8∶1 B.P 甲∶P 乙=4∶1 C.P 甲∶P 乙=2∶1 D 。
P 甲∶P 乙=1∶15.A 、B 两正方体实心金属块放在水平地面上,它们的边长之比为1∶3,对地面的压强之比为2∶3,则两金属的密度之比是( )A 。
4:9 B.9:4 C 。
1:2 D 。
2:16.甲、乙两个正方体放在水平地面上,它们对地面的压强相等,甲、乙密度之比是1∶2,则甲、乙的底面积之比是( )A.1∶2 B 。
2∶1 C.1∶4 D 。
4∶17.质量相同的三个正方体块,A 为铜块,B 为铁块,C 为铝块,(ρ铜>ρ铁>ρ铝)把它们放在水平桌面上,对桌面的压强( ) A. P A =P B =P C B 。
P A <P B <P C C 。
P A 〉P B >P C D.无法判断8.A 、B 两个均匀实心立方体 , 自由放置在水平桌面上 , 其底面积之比为S A ∶S B =4∶1,它们对桌面的压强之比P A ∶P B =1∶2,则A 、B 两立方体重力之比G A ∶G B 是:( )A .2∶1B .1∶2C . 1∶8D .8∶19.如图所示,甲、乙两个实心均匀正方体分别放在水平桌面上,他们对桌面的压强相等, 甲、乙两个正方体的边长之比为6:5,若在两个正方体的上部沿水平方向都截去甲边长的1/3,则甲、乙两个正方体剩余部分对水平地面的压强之比为( )A.6:5 B 。
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力学综合题21个一、浮力及相关力学综合1. 某单位设计的一种供牲畜饮水的装置如图所示.圆柱形水箱内装有600 kg 的水,水位高度维持h =60 cm 不变,水箱底面积为1 m 2,水箱底部出水口的横截面积为20 cm2.底盖A 、细杆B 和浮球C 的总质量为1 kg ,浮球C 的体积为2 dm3.底盖A 平时顶住水箱底部出水口,一旦饮水槽的水位下降,底盖A 就会下落,水立即通过出水口流入饮水槽.实现自动补水.(1)水箱中的水对底盖A 产生的压强是多少? (2)浮球C 受到的最大浮力是多少?(g 取10 N/kg)(3)试通过计算说明,给出的数据能否达到设计要求?如果不能,请通过计算提供改进的方法和符合设计要求的数据.第1题图【答案】解:(1)水对底盖A 的压强p =ρ水gh =1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×0.6 m =6×103 Pa (2)浮球浸没在水中时,根据F 浮=ρ水gV 排得:浮球C 所受浮力最大,最大浮力为F 浮=ρ水gV 排=1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×2×10-3 m 3=20 N(3)以底盖、竖杆、浮球为整体,它的受力情况是:竖直向上的浮力、竖直向下的重力和压力,而底盖A 、细杆B 和浮球C 的总重G =mg =1 kg ×10 N/kg =10 N 水对底盖A 的压力F 1=pS =6×103 Pa ×20×10-4 m 2=12 N则F 1>F 浮-G ,所以装置不能达到设计要求. 若要符合设计要求,则水对底盖A 的压力为 F 1′=F 浮-G =20 N -10 N =10 N因为F 1′=p ′S =ρgh ′S ,所以水箱中的水位高度为h ′=F 1′ρ水gS =10 N1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×20×10-4 m 2=0.5 m =50 cm水箱内水位的高度应维持50 cm 不变.2. 将一重为1.5 N 、底面积为20 cm 2 的溢水杯放在水平桌面上,向杯内装入重2.5 N 的水,水面恰好到达溢水口,将一物块轻轻放入杯内,静止时如图所示,在此过程中溢出40 cm 3 的水.求:(g 取10 N/kg)(1)物块未放入之前溢水杯对桌面的压强是多大?第2题图(2)物块受到的浮力及物块的重力各是多少? (3)当用一细铁丝将物块完全压入水中时,又排出10 cm 3的水,物块的体积是多大?物块的密度是多少?【答案】解:(1)未放入物块前溢水杯对桌面的压力 F =G 杯+G 水=1.5 N +2.5 N =4 N受力面积S =20 cm 2=2×10-3 m 2,溢水杯对桌面的压强 p =F S =4 N 2×10-3 m 2=2×103 Pa(2)物块受到的浮力F 浮=G 排=m 水g =ρ水V 排g =1.0×103 kg/m 3×4×10-5 m 3×10 N/kg =0.4 N由于物块静止时处于漂浮状态,所以物块的重力 G =F 浮=0.4 N (3)物块的体积V 物=V 排+ΔV 排=40 cm 3+10 cm 3=50 cm 3=5×10-5 m 3物块的质量m 物=G g =0.4 N10 N/kg=0.04 kg物块的密度ρ物=m 物V 物=0.04 kg5×10-5 m 3=0.8×103 kg/m 3 3. 如图甲所示为服役于中国海军的导弹护卫舰.该舰满载时排水量是4 053 t ,吃水深度5 m ,最大航速50 km/h.如图乙所示是护卫舰从启动到正常行驶的v -t 图像,该舰输出功率恒为25 600 kW.(g 取10 N/kg ,ρ海水=1.02 g/cm 3)(1)在0~0.2 h 内,护卫舰的动力 阻力(选填“大于”“等于”或“小于”). (2)护卫舰满载时船底受到的压强和压力各是多少?(3)护卫舰匀速向前航行时,水对护卫舰的阻力是多少?(计算结果保留两位小数)第3题图【答案】(1)大于【解析】由图像乙可知在0~0.2 h 内护卫舰的速度不断增大,是加速运动的,所以它的动力大于阻力.解:(2)护卫舰满载时底部受到的压强是:p =ρ海水gh =1.02×103 kg/m 3×10 N/kg ×5 m =5.1×104 Pa 护卫舰满载时受到的浮力是:F 浮=G 排=m 排g =4 053×103 kg ×10 N/kg = 4.053×107 N护卫舰满载时船底受到的压力是:F 压=F 浮=4.053×107 N(3)由P =W t =Fst =F v 可得,护卫舰的动力是:F =P v =2.56×107 W50×13.6m/s≈1.84×106 N4. 如图所示,是小婷为防止家中停水而设计的贮水箱.当水箱中水深达到1.2 m 时,浮子A 恰好堵住进水管,使其停止向箱内放水,此时浮子A 有15体积露出水面(浮子A 只能沿图示位置的竖直方向移动).进水管口水的压强为1.2×105 Pa ,管口横截面积为2.5 cm 2,贮水箱底面积为 0.8 m 2,浮子A 重10 N.(g 取10 N/kg)求:第4题图(1)注水过程中,随着水位上升,水对水箱底部的压强 . (2)此时浮子A 受到的浮力为多大? (3)浮子A 的密度是多少? 【答案】(1)增大【解析】(2)随着水位上升,水对水箱底部的压强逐渐增大.解:浮子A 堵住进水口时,根据公式p =FS 可得,进水管口水对浮子A 的压力F =p 水S 进水口=1.2×105 Pa ×2.5×10-4 m 2=30 N浮子A 处于静止状态,所以浮子A 受到的浮力F 浮=F +G =30 N +10 N =40 N (3)根据阿基米德原理可知F 浮=ρ水gV 排,则 浮子A 排开水的体积 V 排=F 浮ρ水g =40 N 1×103 kg/m 3×10 N/kg=4×10-3 m 3 浮子A 有15体积露出水面,浮子A 的体积V =V 排1-15=4×10-3 m 345=5×10-3 m 3浮子A 的质量m =G g =10 N10 N/kg=1 kg浮子A 的密度ρ=m V = 1 kg5×10-3 m 3=0.2×103 kg/m 35. 2017年4月11日上午,“雪龙号”极地考察船按计划完成中国第33次南极考察保障工作,顺利停靠位于上海的极地考察国内基地码头,为其第20次征战南极画上了圆满的句号.如图所示,“雪龙号”总长167.0 m ,满载吃水深度为9.0 m ,满载排水量21 000 t.求:(1)“雪龙号”满载时船底受到海水的压强是多少?(海水密度为1.03×103 kg/m 3)第5题图(2)满载的“雪龙号”受到的浮力是多少?(3)已知“雪龙号”在1 m厚冰层海域破冰航速为1 m/s,前行时所受的阻力为1.5×107 N,则“雪龙号”在1 m厚冰层海域破冰前行10 min,克服阻力所做的功是多少?【答案】解:(1)船底受到的压强p=ρgh=1.03×103 kg/m3×10 N/kg×9 m=9.27×104 Pa(2)满载排水量m排=21 000 t=2.1×107 kg满载时“雪龙号”所受到的浮力为F浮=G排=m排g=2.1×107 kg×10 N/kg=2.1×108 N(3)船前行的路程s=v t=1 m/s×10×60 s=600 m克服阻力所做的功W=fs=1.5×107 N×600 m=9×109 J6. 如图所示为某公共卫生间的冲水装置原理图.浮子A是边长为20 cm的正方体,盖片B 的质量为1 kg,表面积为100 cm2,厚度不计,连接A、B的杆长为20 cm,体积和质量都不计.当供水管流进水箱的水刚好浸没浮子A时,盖片B被拉开,水通过排水管实现自动冲洗(水的密度为1×103 kg/m3,g取10 N/kg),求:第6题图(1)当水箱的水变深时,水箱底部受到的水压强(选填“增大”“减小”或“不变”).(2)当水箱的水只有20 cm深时,水箱底部受到水的压强为多少?当水箱的水刚好浸没浮子A,盖片B将被拉开时,水对盖片B的压力是多少?(3)浮子A的密度是多少?【答案】(1)增大解:(2)水箱底部受到水的压强:p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m=2×103 Pa水刚好浸没浮子A时,水对盖片B的压强为p B,压力为F B,p B=ρ水gh=1×103 kg/m3×10 N/kg×(0.2 m+0.2 m)=4×103 PaF B=p B S B=4×103 Pa×100×10-4 m2=40 N(3)设浮子A的密度为ρA,水刚浸没浮子A时它受到的浮力F A浮=ρ水V排g=ρ水V排g=1.0×103 kg/m3×(0.2 m)3×10 N/kg=80 N因为F A浮=m A g+m B g+F B即:80 N=m A g+1 kg×10 N/kg+40 N所以A的质量:m A=3 kgρA=m AV A=3 kg(0.2 m)3=375 kg/m37. 图甲为同学们自制的潜水艇模型.把模型放入一个水槽里,逐渐往水槽注入水,待模型漂在水面上过一段时间后,注水的同时又将注射器内的活塞向外拉.图乙为注水过程中模型所受到的浮力与水深度之间的关系图像,请回答下列问题.(g 取10 N/kg)第7题图(1)该“潜水艇”模型从漂浮到完全浸入水中的过程,受到的浮力变化情况是 W. (2)距离水面5 cm 时,该处水的压强是多少?(3)该“潜水艇”模型的质量为多少?该“潜水艇”模型悬浮在水中时,整体的密度是多少?【答案】(1)逐渐变大【解析】从漂浮到完全浸入水中的过程,“潜水艇”排开水的体积在不断增大,根据阿基米德原理可知,“潜水艇”受到浮力逐渐变大.解:(2)水面下5 cm 深处的压强为p =ρ水gh =1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×0.05 m =500 Pa(3)“潜水艇”未注水时它的浮力等于重力,由图像可知此时浮力为0.3 N ,则它的质量为m =G g =0.3 N 10 N/kg=0.03 kg“潜水艇”悬浮在水中时,受到的浮力从图像中可以看出:F 浮=0.6 N 由公式F 浮=ρgV 排可知“潜水艇”的体积为 V =V 排=F 浮ρ水g =0.6 N 1.0×103 kg/m 3×10 N/kg=6×10-5 m 3 此时“潜水艇”的质量m 1=G ′g =F 浮g =0.6 N 10 N/kg =0.06 kg则“潜水艇”的密度为 ρ=m 1V =0.06 kg 6×10-5 m 3=1×103 kg/m 3 二、以简单(匀速)运动为背景8. 电动车以其环保、快捷、轻便的优势,成为家庭常用的交通工具.如图所示的这辆电动车自身重力为600 N ,在水平公路上匀速直线行驶了4.8 km 用了10 min ,行驶时受到的阻力是 40 N.求:第8题图(1)电动车轮子的轮胎上刻有许多花纹是为了 .(2)该车在这段时间内行驶的速度是多少?牵引力做的功是多少?(3)若该车每个车轮与地面的接触面积为0.01 m 2,车胎能承受的最大压强为2×105 Pa ,该车的最大载重量是多少?【答案】(1)增大摩擦解:(2)s =4.8 km =4 800 m ,t =10 min =600 s电动车行驶的速度v =s t =4 800 m600 s=8 m/s因为该车在水平地面上做匀速直线运动,所以牵引力和阻力是一对平衡力,即F =f =40 N则牵引力做的功是W =Fs =40 N ×4 800 m =1.92×105 J (3)由p =FS得:F =pS =2×105 Pa ×2×0.01 m 2=4 000 N 在水平面上,G =F =4 000 N 则该电动车的最大载重量G 载=4 000 N -600 N =3 400 N9. 如图所示,自行车的质量为10 kg ,小明体重600 N ,小明沿水平路面从家中骑自行车匀速行驶到达学校取货后沿原路返回,该过程中路程与时间的关系图像如图所示.自行车受到的阻力为小明与自行车总重力的0.02倍,g 取10 N/kg ,求:(1)自行车的链条上涂润滑油是通过 减小摩擦的;(2)小明从家到学校前20 s 内通过的路程;小明从家到学校期间所做的功; (3)小明以60 W 的功率返回,求返回时自行车对地面的压强.(每个轮胎与地面的接触面积为40 cm 2)第9题图【答案】(1)使接触面分离解:(2)由图像知,小明从家到学校用时t 1=6 min =360 s ,通过的路程为s 1=1 800 m 他的速度为:v 1=s 1t 1=1 800 m360 s =5 m/s前20 s 内通过的路程为s =v 1t =5 m/s ×20 s =100 m 自行车的重力:G 车=m 车g =10 kg ×10 N/kg =100 N 人和自行车的总重力:G =G 车+G 人=100 N +600 N =700 N 自行车受到的阻力:f 1=0.02G =0.02×700 N =14 N 小明从家到学校做的功:W =Fs =f 1s 1=14 N ×1 800 m =2.52×104 J (3)小明返回时通过的路程s 2=3 600 m -1 800 m =1 800 m 小明返回时用的时间t 2=16 min -6 min =10 min =600 s 小明返回时的速度:v 2=s 2t 2=1 800 m600 s =3 m/s小明返回时的牵引力为F ′=P v 2=60 W3 m/s=20 N因为在水平路面上匀速直线行驶,所以返回时的阻力为f 2=F ′=20 N ,人、自行车和货物的总重:G ′=f 20.02=20 N0.02=1 000 N自行车对地面的压力:F 压=G ′=1 000 N 自行车对地面的压强:p =F 压S = 1 000 N 2×40×10-4m =1.25×105 Pa 10.(1)若观光车在前进的过程中受到的阻力是1 000 N.汽车以最大速度匀速行驶100 s ,牵引力所做的功是多少焦;(2)当汽车以最大速度行驶时,汽车发动机的动率至少是多少瓦;(3)从环何的角度分析用电动车取代燃油汽车有什么优点.(说出一条即可)【答案】解:(1)因为汽车匀速行驶,则受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以牵引力的大小:F =f =1 000 N汽车行驶的最大速度:v =36 km/h =10 m/s由v =st 可得,汽车行驶的距离:s =v t =10 m/s ×100 s =1 000 m 牵引力所做的功:W =Fs =1 000 N ×1 000 m =1×106 J (2)汽车发动机的功率:P =W t =Fst=1 000 N ×10 m/s =1×104 W(3)从环保的角度,电动车相比汽车有无尾气、噪音小等优点.11. 2017年5月5日,拥有我国自主知识产权的C919大型客机在上海浦东机场成功首飞.C919的最大起飞质量为7.25×104 kg ,最大速度约为0.98×103 km/h ,客机以最大起飞质量静止在水平地面上时,机轮与地面的总接触面积为1.5 m 2.(g 取10 N/kg)(1)客机飞行时,飞行员以客机为参照物,天空中静止的云朵是 (选填“运动”或“静止”)的.第11题图(2)客机在水平地面上静止时,对地面的压强是多少?(计算结果保留一位小数)(3)若客机在空中以900 km/h 的速度水平直线飞行时,受到的阻力为客机重力的0.1倍,那么客机在5 min 通过的路程是多少?客机发动机在这段时间内的功率是多少?(计算结果保留一位小数)【答案】(1)运动解:(2)客机静止在水平地面上时,对地面的压力:F =G =mg =7.25×104 kg ×10 N/kg =7.25×105 N客机对地面的压强:p =F S =7.25×105 N 1.5 m 2≈4.8×105 Pa(3)客机飞行的速度v =900 km/h =250 m/s ,飞行时间 t =5 min =300 s 由v =st可得,飞行的路程:s =v t =250 m/s ×300 s =7.5×104 m因客机水平匀速直线飞行,牵引力和阻力是一对平衡力,所以发动机的牵引力: F ′=f =0.1G =0.1×7.25×105 N =7.25×104 N 客机发动机在这段时间内所做的功为:W =F ′s =7.25×104 N ×7.5×104 m ≈5.4×109 J 客机发动机在这段时间内的功率: P =W t =5.4×109 J 300 s=1.8×107 W12. 2017年3月2日,全地形消防机器人(如图所示)在西安亮相并参与灭火.它适用于消防人员无法靠近的危险场所,有效地避免了人员伤亡,已知消防机器人的质量为300 kg ,车轮与水平地面的总接触面积为0.24 m 2.(g 取10 N/kg)(1)消防机器人静止时,它对地面的压力和地面对它的支持力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”).第12题图(2)消防机器人静止时对水平地面的压强为多少?(3)当消防机器人以5 m/s 的速度向着火点匀速前进时,所受阻力为总重的0.03倍,则机器人前进时的功率是多少?【答案】(1)相互作用力【解析】消防机器人静止时,它对地面的压力和地面对它的支持力大小相等、方向相反,分别作用在两个物体上,是一对相互作用力.解:(2)消防机器人的质量为300 kg ,则静止时重上时对水平地面的压力F =G =mg =300 kg ×10 N/kg =3×103 N车轮与水平地面的总接触面积为0.24 m 2,则消防机器人静止时对水平地面的压强为:p =F S =3×103 N 0.24 m 2=1.25×104 Pa(3)消防机器人以5 m/s 的速度向着火点前进时,所受的阻力为总重的0.03倍,则消防机器人受到的阻力为:f =0.03 G =0.03×3×103 N =90 N消防机器人匀速前进时,牵引力大小等于阻力大小,即F ′=f =90 N ,则机器人前进时的功率为:P =W t =Fst=F v =90 N ×5 m/s =450 W13. 人们可乘坐索道吊车从滇池而上观赏山水美景(如图所示).某景区的索道,全长约2000 m ,上、下高度差约300 m ,单程运行时间约为25 min ,单个客箱载满人后的总质量是600 kg ,以单个客箱载满人为例,求:第13题图(1)游客乘坐索道吊车匀速上山的过程中,吊车的动能 ,重力势能 W.(均选填“增大”“减小”或“不变”)(2)客箱运行的平均速度多大?(3)若吊车从索道最高处运行到最低处,重力做功的功率为多大? 【答案】(1)不变 增大 解:(2)客箱运行的平均速度v =s t =2 000 m 25 min=80 m/min(3)重力做功W =mgh =600 kg ×10 N/kg ×300 m =1.8×106 J 功率P =W t =1.8×106 J25×60 s=1.2×103 W14. 房地产公司为响应国家号召满足市场需求,在楼房出售期间,他们购置了咱们山东研发生产的14座太阳能电动观光看房车,第14题图如图.该观光看房车相关参数如下表.工作人员除了耐心介绍房子以外,还陪同老人们乘观光车浏览小区绿化美景及沿途的风光,老人们按需购房心情大好. (g 取10 N/kg)(1)(2)若车轮与地面的接触总面积为0.1 m 2,车上乘坐了10个老年人,总质量约为600 kg ,则观光车静止时对水平地面的压强大约是多大?(3)观光车以最高时速沿水平路面匀速直线行驶了5 min ,做功1.2×106 J ,求观光车克服的阻力是多少?(4)从环保角度分析,太阳能电动观光车与普通汽车相比,具有哪些优点? (写出一条即可)【答案】解:(1)“重量1 300 kg ”信息错误,应改为质量1 300 kg (2)观光车静止在水平地面上,它对地面压力的大小等于重力的大小 F =G 总=(m 车+m 人)g =(1 300 kg +600 kg)× 10 N/kg =19 000 N观光车对水平地面的压强:p =F S =19 000 N0.1 m 2=1.9×105 Pa(3)观光车5 min 行驶的路程:s =v t =453.6m/s ×5×60 s =3 750 m观光车克服阻力做的功:W =Fs =fs ,所以阻力为f =W s =1.2×106 J3 750 m =320 N(4)节能(噪声小、环保、无尾气等均可)其它解法只要合理,同样得分. 三、以简单机械为背景15. 如图甲所示是利用电动机和滑轮组(图中未画出)将实心圆柱体A 从水库底匀速竖直起吊的装置示意图.钢缆绳对A 的拉力F 1随时间t 变化的图像如图乙所示,不计钢缆绳重、钢缆绳与滑轮间的摩擦及水的阻力,g 取10 N/kg.求:(1)长方体A 未露出水面时受到的浮力. (2)长方体A 的体积.(3)长方体A 完全离开水面后,电动机对绳的拉力F 为8×103 N ,滑轮组的机械效率为75%,则动滑轮的重力为多少?第15题图【答案】解:(1)由题图乙可知:长方体A 所受重力G A =2.4×104 N ,未露出水面时F 1=1.4×104 N未露出水面时长方体A 所受浮力F 浮=G A -F 1=2.4×104 N -1.4×104 N =1.0×104 N(2)由阿基米德原理可知,长方体A 的体积为V A =F 浮ρ水g = 1.0×104 N 1.0×103 kg/m 3×10 N/kg=1 m 3 (3)长方体A 离开水面后η=G A nF ×100%=2.4×104 N n ×8×103 N×100%=75% 故承担动滑轮的绳子段数为n =4动滑轮重为G 动=4F -G A =4×8×103N -2.4×104N =8×103 N16. 如图所示为某健身场所拉力器的示意图.配重块边长为1 dm ,重20 kg ,用250 N 的拉力向下拉动拉杆,使配重块在2 s 内匀速升高40 cm.不计拉杆和绳的重力,g 取10 N/kg.求:第16题图(1)配重上升的过程中将 能转化为 能.(2)所拉配重块静止时对平台的压强是多少?拉力做功的功率是多少?(3)此过程中拉力器所做的额外功与总功之比是多少?【答案】(1)动 重力势解:(2)配重块重力:G =mg =20 kg ×10 N/kg =200 N配重块与平台的接触面积为:S =a 2=(0.1 m)2=0.01 m 2配重块静止时对平台的压强:p =F 压S =G S =200 N 0.01 m 2=2×104 Pa 因为滑轮为定滑轮,所以拉杆移动的距离等于配重块上升的距离,拉力做的功为总功:W 总=Fs =250 N ×0.4 m =100 J拉力做功的功率:P =W 总t =100 J 2 s=50 W (3)有用功为配重块上升所做的功:W 有=Gs =200 N ×0.4 m =80 J拉力器所做的额外功:W 额=W 总-W 有=100 J -80 J =20 J额外功与总功之比:W 额W 总=20 J 100 J =1517. 如图所示,起重机将地面上的一箱设备沿竖直方向匀速吊到施工台上,设备重4 000 N ,施工台距离地面的高度为3 m(g 取10 N/kg).(1)起重机臂是一个 杠杆.(2)起重机的质量为8 t ,工作时,用支架将汽车的轮胎支离开地面.如果地面能承受的最大压强是7×104 Pa ,则支架与地面接触的总面积是多少?第17题图(3)若动滑轮上每段钢绳的拉力是2 500 N ,起重机做的额外功和机械效率是多少?【答案】(1)费力解:(2)起重机的重力G 1=m 1g =8×103 kg ×10 N/kg =8×104 N设备重:G 2=4 000 N起重机对地面的压力:F =G 1+G 2=8×104 N +4 000 N =8.4×104 N根据压强公式p =F S可得,支架与地面的接触面积 S =F p =8.4×104 N 7×104 Pa=1.2 m 2 (3)绳子自由端移动的距离:s =2h =2×3 m =6 m有用功:W 有=Gh =4 000 N ×3 m =1.2×104 J总功:W 总=Fs =2 500 N ×6 m =1.5×104 J额外功:W 额=W 总-W 有=1.5×104 J -1.2×104 J =3 000 J起重机的机械效率:η=W 有W 总×100%=1.2×104 J 1.5×104 J×100%=80% 18. 某建筑工地用升降机提升大理石的示意图如图11所示。