力学综合计算(冲刺中考专练)
中考物理总复习《力学的综合计算》专题检测卷-附答案
中考物理总复习《力学的综合计算》专题检测卷-附答案学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、计算题1．图是一个用浮筒、小灯泡和收放线装置A制作的航标灯模型，细线下端固定在水槽底部，航标灯总重4N。
当水位上升时，A放线；水位下降时，A收线，从而使细线的拉力保持不变，航标灯静止时浸入水中的深度h始终为5cm，排开水的体积也始终为500cm3（不计线重和摩擦）。
当航标灯静止时，求：（1）航标灯底部受到水的压强是Pa；（2）航标灯排开水的质量为kg，受到的浮力是N；（3）细线对航标灯的拉力为多大？2．如图所示，轿车从某地往长沙方向匀速行驶。
当到达A地时，车内的钟表显示为10时05分，到达B地时，钟表显示为10时35分。
求：（1）轿车从A地到B地用了多少小时？（2）轿车从A地到B地的速度？（3）若轿车仍以该速度继续匀速行驶，从B地到达长沙需要多长时间？3．如图所示，一平底茶壶的质量是0.4kg，底面积是4×10﹣3m2，茶壶的厚度不计，壶内盛有0.6kg的水后，把该茶壶放置在一水平桌面的正中央。
（水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：（1）茶壶和水的总重力；（2）茶壶内所装水的体积；（3）茶壶对水平桌面的压强。
4．将金属块挂在弹簧测力计下端，先后浸没在水和酒精中，金属块静止时弹簧测力计的示数如图甲、乙所示．(ρ酒精＝0.8×103 kg/m3，g取10 N/kg)求：(1)金属块在水中受到的浮力．(2)金属块的密度．5．如图所示，一平底玻璃杯放在水平桌面上。
已知杯子质量为100g，杯内装有200cm3的水，且杯子与桌面的接触面积是5×10-3m2。
求：（1）杯内水的质量；（2）玻璃杯对桌面的压强。
6．如图所示，一个质量为3kg、密度为33、底面积为100cm2的实心物体M，悬挂310kg/m在轻质杠杆B端，OB∶OA=5∶4。
2024年中考物理+专题训练-力学综合计算
2024年中考物理高频考点专题训练-力学综合计算1．如图所示，薄壁柱形容器A置于水平地面上，实心均匀正方体B平放在容器内，已知A的底面积为2×10-2m2；B的边长为0.1m，质量为2kg。
求：（1）正方体B的密度ρB；（2）正方体B对容器底部的压强p B；（3）若向容器A内注入质量为1kg的水，求水对容器底部压强增加量Δp水与容器对水平地面压强增加量Δp地的比值。
2．某建筑工地一装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升质量为80kg的货物，所用的拉力F为500N，绳子自由端在50s内被匀速拉下4m，g取10N/kg．求：（1）货物静止在地面上时，与地面的接触面积为0.04m2，求货物对地面的压强．（2）拉力F的功率．（3）此滑轮组的机械效率．3．如图甲所示，圆柱形平底容器置于水平桌面上，其底面积为500cm2，在容器内放一个底面积为200cm2，高为20cm的圆柱形物块，物块底部的中心通过一段轻质细线与容器底部相连。
向容器内缓慢注入某种液体直至将容器注满，如图乙所示。
已知注入液体的过程中细线对物块的拉力F随液体深度h的变化关系图象如图丙所示（g取10N/kg），求：(1)轻质细线的长度；(2)容器中的液体的密度；(3)容器注满液体后，若将细线剪断，当物块再次静止时，液体对容器底部的压强。
4．如图甲所示是使用汽车打捞水库中重物的示意图，汽车通过定滑轮牵引水下一个质量均匀分布的正方体重物，在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度v＝0.1m/s向右运动。
图乙是此过程中汽车拉力F眼时间な变化的图像。
设t＝0时汽车开始提升重物，忽略水的阻力和滑轮的摩擦。
求：(1)水库水的深度；(2)重物的密度；(3)整个打捞过程中汽车的最小功率和最大功率。
5．质量为3kg的清洁机器人在水平地面上匀速运动时，所受水平推力与速度的关系如图乙所示，g取10N/kg．在150N的水平推力作用下，该机器人在水平地面上匀速运动10s的过程中，问：（1）所受阻力大小为多大？（2）推力所做功是多少？此时推力做功的功率是多少？（3）当该机器人在水平地面上以0.6m/s的速度匀速运动时水平推力的功率是多少？6．图甲是一个不计外壁厚度且足够高的圆柱形容器放在水平桌面上，容器底面积为S1，容器中放着一个底面积S2=100cm²、高H=18cm的均匀圆柱体物块A，A的底部与容器底用一根细绳连在一起。
中考物理总复习《力学综合计算题》专项测试题(附带答案)
中考物理总复习《力学综合计算题》专项测试题(附带答案）学校:___________班级：___________姓名：___________考号：___________1．汽车遇到意外情况时紧急停车要经历反应和制动两个过程，汽车在反应过程做匀速直线运动，在制动过程中做减速直线运动，如图所示，若汽车以108km/h速度行驶，制动距离为60m，制动时间为4s，求：（1）司机正常反应时间为0.2s，则从发现紧急情况到开始刹车，反应距离为多少米?（2）从开始刹车到停止，汽车行驶的平均速度为多少?（3）若汽车经落石区域路段时仍以108km/h的速度行驶，司机发现前方80m处有一块巨石横在路面，若司机疲劳驾驶后会导致反应时间延长0.8s，问汽车是否能安全停车?2．小明用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图线b所示。
已知物体的质量为500g，物体与地面的接触面积为100cm2，所用动滑轮的总重为1N，绳子自由端的拉力F为2N。
（g取10N/kg）在0~2s的过程中，求∶（1）拉力F的功率；（2）滑轮组的机械效率；（3）若不计绳重及摩擦，小明用1N拉力拉绳子时，物体对地面的压强。
3．如图所示，底面积为2100cm的圆柱形容器内盛有一定量的水，将一重力为6N的木块A 放入水中，静止后A露出水面部分是木块总体积的五分之二，再将合金块B放在木块A的上方，静止后A露出水面部分是木块总体积的五分之一，求：（1）单独将木块A放入水中，木块A受到的浮力大小；（2）木块A的体积；（3）放上合金块B后，水对容器底部的压强增加了多少。
4．工人用如图所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮与钢绳间的摩擦力及绳重忽略不计。
若某一次工人将重800N的建材匀速竖直向上提升了6m，所用的拉力为300N 工人的体重为600N。
求：（1）动滑轮的重力；（2）当所运送建材的重为1100N时，工人作用在绳子上的拉力；（3）工人用此滑轮组运送建材时，最大的机械效率是多少。
中考压轴练习之力学的综合计算及答案解析
中考压轴练习之力学的综合计算1、某桥梁施工队用如图所示的滑轮组打捞沉在水底的工件．已知工件的体积是0.16m3，密度是3.5×103kg/m3，滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，人在绳子的自由端施加的拉力F=1800N．（不考虑摩擦及水的阻力，g取10N/kg）求：（1）工件的质量是多少千克？（2）动滑轮重多少牛？滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，机械效率是多大？（3）工件从水里升到水面上的过程中，滑轮组的机械效率将如何变化，并分析原因．2、2015年10月5日考古学家在黄海海域发现甲午海战沉船“致远舰”的消息轰动了整个考古界，随着水下考古工作的进行，一些重要文物近日陆续出水重见天日，关于这艘在海水中沉睡了120余年的战舰是如何被打捞起的谜题也逐步解开．现某课外活动小组，照此设计了如图所示的简单机械，模拟打捞沉船，实验中用实心立方体A代替沉船，已知A的体积为0.1m3，质量为280kg（设整个过程A均为匀速直线运动状态，忽略钢缆绳重及滑轮摩擦，不考虑风浪，水流等因素的影响）（1）A完全浸没在水中时受到的浮力是多大？（ρ水=1.0×103kg/m3）（2）若A完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为60%，那么A完全打捞出水面后，岸上钢绳的拉力F为多大？（3）若A完全打捞出水面后，以0.1m/s的速度被匀速提升，求岸上钢绳拉力F 的功率．3、为了营救落入井中的叶子姐姐，小雨找来一只圆柱形木桶，当空木桶放入水中漂浮时，桶底所受水的压强为500Pa．通过如图滑轮组将空木桶匀速缓慢地放入井中，已知木桶的底面积为0.2m2，动滑轮重30N．（不计绳重和摩擦）（1）木桶底部受到的水的压力多大？（2）在桶入水前，滑轮组的机械效率多大？（3）叶子姐姐爬进水桶中，为了安全起见，小雨用75N的力拉着绳子使木桶保持静止，此时木桶浸入水中的深度为0.25m．小雨用力将木桶拉出水面，使木桶在空中匀速上升到达井口，将叶子姐姐救上来．已知小雨的体重为500N，两脚与地的接触面积为0.04m2，求木桶离水后在上升过程中，小雨对地面的压强．（画出小雨受力的示意图）中的物体A匀速上升时，滑轮组的机械效率为80%；当物体A离开水面后，以0.1m/s的速度匀速上升时，电动机的功率为P，已知物体A的体积V=0.2m3，质量m=0.5t，不计绳重、滑轮轴摩擦及水的阻力，g取10N/kg．求：（1）动滑轮重G动；（2）电动机的功率P．5、如图所示，是一个健身器示意图．配重物A重力350N，底面积5×10﹣2m2，动滑轮重20N，杠杆的OC=3OB，杠杆和细绳重及装置间摩擦力均忽略不计．当质量为60kg的小明通过细绳在B点施加竖直向下150N的拉力时，求：（1）物体A对地面的压强多大？（分别画出物体A和小明的受力示意图）（2）当小明通过细绳在B点施加一个竖直向下的拉力使物体A离开地面时，小明对地面的压力多大？（写出该小题的解题思路，不用求解）6、某科技小组设计的提升重物的装置如图所示．C都是定滑轮，B 是动滑轮；杠杆DE可绕O点在竖直平面内转动，OD：OE=1：2．小轩的质量为55kg，他通过细绳在E点施加竖直向下的拉力T为150N时，杠杆在水平位置平衡，小轩对地面的压力为F，物体A对地面的压强p为3×103Pa．已知：物体A的质量为100kg，其底面积为5×10﹣2m2，杠杆DE和细绳的质量均忽略不计．求：（1）小轩对地面的压力为F；（2）动滑轮B受到的重力G；（3）小轩通过细绳在E点施加竖直向下的拉力为多大时，物体A对地面的压强恰好为零．密度是3.5×103kg/m3，滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，人在绳子的自由端施加的拉力F=1600N．（不考虑摩擦及水的阻力，g取g=10N/kg）求：（1）工件的质量是多少？工件浸没在水中时，受到的浮力是多少？（2）求动滑轮的重力。
2023年中考物理二轮专题练习-力学综合计算
2023年中考物理二轮专题练习-力学综合计算一、计算题1．如图所示，将密度为330.610kg/m ⨯、高度为10cm 、底面积为220cm 的圆柱体放入底面积为250cm 的容器中，并向容器内加水（水的密度为331.010kg/m ⨯，g 取10N/kg ）。
问： (1)圆柱体的重力多大？(2)当水加到4cm 深时，圆柱体受到的浮力是多少N ？此时圆柱体对容器底的压力为多少N ？ (3)继续向容器中加水，当圆柱体对容器底压力为0时，继续加入的这部分水的质量是多少kg ？2．跳绳是安徽多地中考体育与健康考试选考项目之一，根据安庆市区体育中考考试评分标准，女生1分钟跳绳不低于172次可得满分。
如图所示，小红同学今年参加中考，她的质量为45kg ，每次跳起高度约5cm 。
（g 取10N/kg ）（1）小红跳绳一次所做的功为多少？（2）要想获得满分，小红1分钟跳绳的功率至少多少瓦？3．美国一家公司研制出了“会飞的汽车”（如图），这款车的车身和一般汽车相似，但车门多了两个可折叠的翅膀．在陆地行驶时，翅膀折叠，在空中飞行时，翅膀张开．从汽车到“飞机”的变形在30秒内完成，驾驶员在车内即可完成操作．该车已获准可在美国的空中飞行和公路行驶，是允许上路的第一辆飞行和地面行驶混合车．（g 取10N/kg ）．以下是该车的一些信息：（1）该车的重力是多大？（2）该车停在水平地面上时，对地面的压强是多少？（3）该车以最大飞行速度飞行了800km，则汽车发动机做功多少？4．一只容积为3×10-4m3的瓶内盛有0.2kg的水，一只口渴的乌鸦每次将一块质量为0.01kg的小石子投入瓶中，当乌鸦投了25块相同的小石子后，水面升到瓶口。
求：（1）瓶内石块的总体积；（2）石块的密度。
5．小明同学自制了一个如图所示的气压计，瓶内密闭了一定质量的气体．在A地时，玻璃管内外的液面高度差为1h，瓶内气体体积为1V，此时外界的大气压强为0p；在B地时，他发现玻璃管内外的液面高度差增大为2h，瓶内气体体积变为2V．已知气压计内液体的密度为0 ，在A、B两地瓶内气体温度保持不变．完成下列问答：（1）请判定A、B两地哪处的大气压强大？（2）求出B地的大气压强．6．如图甲所示，足够高的柱形容器的底面积为100cm2，里面装有24cm深的水，上方用一足够长的细绳吊着质量为0.9kg的长方体物体，其底面积为50cm2，高为20cm。
中考物理总复习《力学综合计算》专项练习题(带参考答案)
中考物理总复习《力学综合计算》专项练习题(带参考答案) 学校:___________班级：___________姓名：___________考号：___________1．我国承建的印尼高铁试运行成功，预计下月通车。
列车总质量为5×105kg。
列车停在水平轨道上，轨道的总受力面积为20m2。
车头上的雷达向正前方发出激光，3×10-7s后接收到障碍物反射回的激光信号。
（g=10N/kg）求：（1）障碍物与列车的距离；（2）列车的重力；（3）轨道所受压强。
2．港珠澳大桥是中国境内一座连接香港、珠海和澳门的桥隧工程，如图所示．大桥全长55km，设计时速为100km/h．一辆总质量为1.8t的轿车若以设计时速匀速通过大桥全程．（1）求轿车匀速通过大桥全程所用的时间；（2）若轿车匀速直线通过大桥桥面5km，此时轿车受到的阻力为轿车总重的0.1倍．求牵引力做的功．3．如图所示，底面积不同的圆柱形轻质容器分别盛有质量为10千克的甲、乙两种液体，甲液体的体积为1.25×10-4米3，乙液体为水，两容器中液体深度分别为0.6米、0.5米。
①求甲液体的密度ρ甲；①求乙液体对容器底的压强p乙；①若分别从两容器中抽出高度均为h的液体后，使剩余液体对容器底的压强相等，求h的大小。
4．由于陆地上的资源被人类大量采集，变得越来越匮乏，人们又把眼光投向了海洋。
某海洋勘探船从某位置以最高速度30节匀速航行到预定海域用时1h（大约1节1海里/小时公里/小时）；到达预定海域后，用声呐系统向海底垂直发射超声波，经过5s接收到1.85回波。
求：（1）此过程中海洋勘探船行驶的路程？（2）该处海洋的深度？（3）能否利用这种方法测量月球和地球的距离？为什么？5．一边长为10cm，密度为0.6g/m3的正方体木块，用细线置于容器的水中，如图所示，求：(1)木块所受的浮力大小？(2)细线的拉力大小？(3)细线剪断后，木块静止时，木块下方所受到水的压强是多大？6．放在水平桌面上的玻璃杯，质量为0.2kg，与桌面的接触面积为2×10﹣3m2。
中考力学综合计算题压轴题(配详细答案)
《北京中考物理力学压轴题练习》1．小文的体重为600 N，当他使用如图所示的滑轮组匀速提升水中的体积为0.01m3的重物A时（重物始终未出水面），他对地面的压强为8.75×103 Pa。
已知小文与地面的接触面积cm。
当他用此滑轮组在空气中匀速提升重物B时，滑轮组的机械效率是80%。
已知为4002重物A重物B所受重力之比G A︰G B=5︰12，若不计绳重和摩擦，g=10N/kg。
求：（1）提升重物A时小文对地面的压力。
（2）物体A的密度。
（3）在水中提升重物A时滑轮组的机械效率。
（4）重物A完全出水面后，以0.2m/s的速度匀速上升，小文拉绳的功率P。
2．如图所示，质量为70kg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η1，当石材完全露出水面之后滑轮组的机械效率为η2。
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ρ石=2.5×103kg/m3，取g=10N/kg，求：（1）与打捞前相比，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）η1与η2的比值；（3）当石材完全露出水面以后，人拉绳子的功率。
3．某桥梁施工队的工人用如图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浮F ；（2）工件A 完全打捞出水面后，滑轮组的机械效率2 ；（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2P 。
中考物理二轮复习压轴题专项练习-力学综合(含解析)
力学综合讲方法本专题的内容是把压力、压强、浮力、简单机械、功、功率、机械效率的知识综合到一起进行解题，这部分知识主要出现在单选最后一题还有最后一道计算大题的压轴题中，是力学综合计算压轴题的考试内容，一般都是针对95分以上的学生必会的题目.针对学习本专题知识时，首先要结合受力分析，利用压力、压强、浮力、简单机械、功、功率、机械效率的基本公式来进行综合分析解题.1.解决力学计算题首先是受力分析.熟练准确的受力分析是解决一切力学题的基础，尤其是复杂的力学综合压轴题，受力分析顺序是一重二弹三摩擦，上高中之后的受力分析顺序也是按照这个顺序分析.2.其次要熟悉掌握压力、压强、浮力、简单机械、功、功率、机械效率的基本原理和基本公式的灵活运用.公式选择很重要，如何选择公式取决于已知条件，还有已知条件的隐含条件的分析与应用，当公式的选择得当往往会让解题容易快捷很多.3.再次在解综合压轴题的时候，有时在利用杠杆平衡条件或者求浮力时会运用到变化量的方法解题，可以节省做题的时间，省去很多繁琐的计算.所以要多做练习，熟练掌握变化量公式求解问题的方法.学思路铺垫1如图3-5-1所示装置，轻质杠杆AB在水平位置保持平衡，O为杠杆的支点，OA:OB=2:3..甲、乙两容器中均装有水，物体M浸没①在乙容器的水中. 已知: 甲容器中活塞 C (含杆 AC) 的质量活塞 C的横截面积、S=400cm²,水深ℎ₁=45cm,ℎ₂=40cm, 物体M的体积VM=1×10³cm³①. 不计摩擦和绳重, g 取 10N/kg.求:(1)物体 M所受浮力. F动;(2)活塞受到水的压强p；(3) 物体 M的密度ρM·压轴题图3-5-3甲是某科技小组设计的打捞水中物体的装置示意图.A是动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机.卷扬机转动拉动钢丝绳通过滑轮组 AB 竖直提升水中的物体. 在一次模拟打捞水中物体的作业中，在物体浸没水中匀速上升的过程中，吊装平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂物体时变化了2dm³;在物体全部露出水面匀速上升的过程中，吊装平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂物体时变化了3dm³,卷扬机所做的功随时间变化的图象如图3-5-3乙所示. 物体浸没在水中和完全露出水面后卷扬机对钢丝绳的拉力分别为T₁、T₂,且T₁与T₂之比为5: 7.钢丝绳的重、滑轮与轴的摩擦及水对物体的阻力均忽略不计，g 取 10N/kg.求：(1)物体的重力G;(2)物体浸没在水中匀速上升过程中，滑轮组AB的机械效率η₁；物体全部露出水面后匀速上升过程中，滑轮组AB的机械效率η₂，则η₂,η₂−η₁多大；(3)物体全部露出水面后匀速上升的速度v物·提能力1.如图3-5-4是用滑轮组提升建筑材料A的示意图，在竖直向下的拉力F作用下，使重900N的建筑材料A在5s的时间里，匀速竖直上升了 1m，绳自由端匀速竖直向下移动了2m.在这个过程中，拉力 F 为500N，滑轮组的机械效率为η，拉力 F做功的功率为P. 求：(1)滑轮组的机械效率η；(2) 拉力 F 的功率P.2. 如图3-5-5所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体. 已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，物体被匀速拉动的距离为1m.当物体质量为2kg时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力. 求：(1)物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力；(2)动滑轮的重力；(3) 物体质量为10kg, 以0.1m/s的速度匀速运动时, 拉力F的功率.3. 如图3-5-6是现代家庭使用的升降衣架的结构示意图，它可以很方便晾起洗好的衣服，其实就是通过一些简单机械的组合来实现此功能的. 已知晾衣架上所挂衣服质量为4kg，动滑轮、杆和晾衣架总质量为1kg.小燕同学用力 F拉动绳子自由端，在5s时间内使衣服匀速上移0.5m (g=10N/kg,不计绳重和摩擦). 求：(1)绳子自由端拉力 F的大小；(2)拉力所做的功w;(3)拉力的功率 P;(4)整个过程中机械效率η.4. 某课外科技小组的同学对自动冲水装置进行了研究 (如图3-5-7 所示). 该装置主要由水箱、浮球B、盖板C 和一个可以绕O点自由转动的硬杆OB 构成，AC为连接硬杆与盖板的细绳.随着水位的上升，盖板C所受的压力和浮球B所受的浮力均逐渐增加，当浮球 B 刚好浸没到水中时，硬杆OB处于水平状态，盖板C恰好被打开，水箱中的水通过排水管排出. 经测量浮球 B的体积为1×10⁻³m³,盖板的横截面积为6×10⁻³m²,O点到浮球球心的距离为O点到A 点距离的3倍.不计硬杆、盖板，以及浮球所受的重力、盖板的厚度，g=10N/kg.求:(1)水箱内所能注入水的最大深度；(2)在你以上的计算中忽略了硬杆、盖板以及浮球的重力，如果考虑它们的重力，你认为设计时应采取哪些措施可保证自动冲水装置正常工作?(写出一种措施即可)5. 配重M单独置于水平地面上静止时，对地面压强为3×10⁵Pa,将配重M用绳系杠杆的B端，在杠杆的A 端悬挂一滑轮，定滑轮重 150N，动滑轮重90N，杠杆AB的支点为O, OA:OB=5:3,由这些器材组装成一个重物提升装置，如图3-5-8所示，当工人利用滑轮组提升重力为210N的物体以0.4m/s的速度匀速上升时，杠杆在水平位置平衡，此时配重M对地面压强为1×10⁵Pa,杠杆与绳的重量、滑轮组的摩擦均不计，g=10N/kg.求:(1)滑轮组的机械效率；(2) 配重M质量;(3)为使配重M不离开地面，人对绳的最大拉力.6. 如图3-5-9所示，A为直立固定的柱形水管，底部活塞B与水管内壁接触良好且无摩擦，在水管中装适量的水，水不会流出.活塞通过竖直硬杆与轻质杠杆OCD的C 点相连，O为杠杆的固定转轴，滑轮组 (非金属材料)绳子的自由端与杠杆的D端相连，滑轮组下端挂着一个磁体E，E的正下方水平面上也放着一个同样的磁体F (极性已标出). 当水管中水深为40cm时，杠杆恰好在水平位置平衡. 已知OC:CD=1:2,活塞 B与水的接触面积为30cm²,活塞与硬杆总重为3N，每个磁体重为11N，不计动滑轮、绳重及摩擦，g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m³.求:(1)水管中水对活塞 B的压强；(2)绳子自由端对杠杆 D端的拉力；(3)磁体 F对水平面的压力.学思路铺垫 1答案解：(1)物体M所受浮力F动=ρ底gV M=1×103kg/m3×10N/kg×1×10−3m³=10N;(2)活塞受到水的压强⟩=ρ水g(ℎ1−ℎ2)=1×103kg/m3×10N/kg×5× 10⁻²m=500Pa;(3)对活塞和物体 M 进行受力分析，如图甲所示.活塞受力：G0+F A′=F底;物体 M 受力: G M=F B′+F B;杠杆AB受力情况如图乙所示.杠杆 A 端受力：F A=F F−G0;杠杆 B 端受力：F B=G M−F吸;因为杠杆AB在水平位置保持平衡，所以：F A×OA=FB×OB;则: (F−G0)×OA=(G M−F吸)×OB;底(pS−m0g)×OA=(ρM−ρ底)gV M×OB;解得：ρM=(pS−m0g)×OA+ρ水=+1×10³kg/m³=2×10³kg/m³.答: (1) 物体 M所受浮力F浮为 10N;(2) 活塞受到水的压强 p 为 500Pa;(3) 物体M的密度ρM为2×10³kg/m³.铺垫2答案解： (1)铸铁球浸没在水中时：F =ρ水γV和=1×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N;(2)铸铁球浸没在水中和完全露出水面后，对物体和动滑轮受力分析如图甲、乙所示.2F 1=G +G 动−F 浮=1400N +G 动−200N =12001] +G 动; 2F 2=G +G 动=1400N +G 动;F 1F 2=G−F ;+G 动2G +G 动2=1200N +G 动1400N +G 动=1517;解得： G 动=300N.η=W 动W 总=(G−F 吸)ℎ(G−F吸+G 动)ℎ =1400N−200N1400N−200N +300N =80%;(3) 由 P =F 2×v 侧=G +G动2⋅v −1400N +300N2.2v 球 =340W,则: v 球=0.2m/s.答: (1)铸 铁球 浸 没 在 水 中时受到 的浮力为 200N;(2)铸铁球浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率为80%；(3) 铸 铁 球 提 出 水 面 后 匀 速 上 升 的 速 度为0.2m/s.压轴题答案 解：(1)在物体全部露出水面匀速上升的过程中，船浸入水中的体积相对于动滑轮A 未挂物体时变化了3dm³，船增大的浮力F 浮=ρgV 和=1×103kg/m 3×10N/kg ×3×10−3m 3=30N, 即物体的重力为G=30N;(2)在物体浸没水中匀速上升的过程中，船浸入水中的体积相对于动滑轮 A 未挂物体时变化了2dm³; 船增大的浮力 F 浮′=ρgV 排′=1×103kg/m 3 ×10N/kg ×2×10⁻³m³=20N,即动滑轮处绳子对物体的拉力为 F₁=20N;物体浸没在水中匀速上升的过程中， T 1=13(F 1 +G 动),物体全部露出水面匀速上升的过程中， T 2=13(G +G 动),且 T₁:T₂=5:7,解得： G 动=5N,滑轮组 AB 的机械效率： η†=W 有用1W 总×100%= F 1ℎT13ℎ×100%=F 13T 1×100%=F 1F1+G 动×100%=物体全部露出水面后匀速上升过程中，滑轮组AB 的机械效率： η2=W 有用2W 82×100%=GℎT23ℎ×100%=G 3T 2×100% =G G +G 动×100%=30N30N +5N ×100%≈85.7%;故η²⁻η₁=85.7%-80%=5.7%;(3)由图象可知，卷扬机做功的功率： P =W t= 140J40s =3.5W,由 P =Fv,卷扬机拉绳子的速度: v 和=PT 2=物体全部露出水面后匀速上升的速度： v 外=13v 侧 =13×0.3m/s =0.1m/s.答:(1) 物体的重力为30N;(2) 滑轮组AB 的机械效率为80%;η₁⁻η₁的大小为 5.7%;(3)物 体 全 部 露 出 水 面 后 匀 速 上 升 的 速 度为0.1m/s.提能力1. 答案 解: (1)W 有用=Gℎ=900N ×1m =900J; W 总 = Fs=500N×2m= 1000J;机械效率 η=W 有用W 球×100%=900J1000J ×100%=90%;(2)拉力 F 的功率: P =W 总t=1000J 5s=200W.答:(1)滑轮组的机械效率为90%;(2) 拉力 F 的功率为 200W.2. 答案 解: (1) 物体受到的摩擦力: f=0.1G=0.1×2kg×10N/kg=2N;(2) 因为 η=W 有用W 总=fs F ⋅ns =f nF ,故 F =f 3×η =2N 3×50%=43N,由图知，滑轮组由3段绳子拉着动滑轮，由 F =13(G 动+f )得动滑轮重力： G 动=3F−f =3×43N−2N =2N;(3)当物体质量为 10kg 时，物体在水平面上受到的滑动摩擦力为： f ′=0.1G ′=0.1×10kg ×10N/kg =10N,自由端的拉力为： F′=动+f ′=13×(2N+10N) =4N,拉力功率为： P =W t=Fs t=Fv =4N ×3×0.1m/s =1.2W.答：(1)物体质量为2kg 时，在水平面上受到的滑动摩擦力2N ；(2) 动滑轮的重力2N;(3) 物体质量为 10kg, 以0.1m/s 的速度匀速运动时, 拉力 F 的功率1.2W.3. 答案 解： (1)由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n=4，所承受的总重力：G 总 = m 总g = (4kg + 1kg) × 10N/kg = 50N,不计绳重和摩擦，拉力： F =14G 球=14×50N =12.5N;(2)拉力端移动的距离s = 4h =4×0.5m =2m, 拉力做功:W 总 = Fs=12.5N×2m=25J;(3)拉力做功功率： P =W 总t=25J 5s=5W;(4)有用功: W 有用=G ∗ℎ=m ∗gℎ=4kg ×10N/kg×0.5m=20J,整个过程中机械效率： η=W 有用W 总=20J25J ×100%=80%.答: (1) 绳子自由端拉力F 的大小为12.5N;(2) 拉力所做的功为25J;(3) 拉力的功率为5W;(4)整个过程中机械效率为80%.4. 答案 解：(1)当浮球 B 刚好浸没到水中时，排开水的体积和自身的体积相等，则浮球 B 受到的浮力： F ℜ=ρgV 和=ρgV B =1.0×103 kg/m³×10N/kg ×1×10⁻³m³=10N, 此时硬杆OB 处于水平状态，由杠杆的平衡条件可得: F A ⋅OA =F 浮⋅OB,则盖板受到绳子的拉力： F A =OB OA F 动=3×10N=30N,盖板C 恰好被打开时，处于平衡状态，受到绳子的拉力和液体对盖板的压力是一对平衡力，所以，水对盖板的压力 F E =F A =30N,由 p =FS 可得，盖板受到水的压强： p =F A S= 30N6×10−3m 2=5000Pa,由 p =ρgh 可得，水箱内所能注入水的最大深度： ℎ=pρg =5000Pa1.0×103kg/m 3×10N/kg =0.5m;(2)考虑硬杆、盖板以及浮球的重力时，绳子对盖板的拉力减小，根据杠杆的平衡条件可知，要使盖板被打开，应增大绳子的拉力，可以增大浮球体积增大浮力的大小 (或“使杠杆的OB 段比OA 段更长一些”).答： (1)水箱内所能注入水的最大深度为0.5m;(2)考虑硬杆、盖板以及浮球的重力时，保证自动冲水装置正常工作可以增大浮球体积增大浮力的大小 (或“使杠杆的OB 段比OA 段更长一些”).5. 答案 解: (1) 根据图示可知, n=2, 则 F= 12(G +G 动)=12(210N +90N )=150N;滑轮组的机械效率： η=W 有用W ∗×100%=GℎFs× 100%=G2F ×100%=210N 2×150N ×100%=70%;(2)设配重M 的底面积为S ， 由 p =FS 可得： 3×105Pa =G MScircle1当物体匀速上升时，作用在杠杆 A 端的力： F A =3F +G 差=3×150N +150N =600N;由杠杆平衡条件可得， F B ×OB =F Λ×OA,即 F B =F A ×OA OB=600N ×53=1000N;由 p =FS 可 得: 1×105Pa =G M −F BS=G M −1000NS联立①②可得： 3=G MG M −1000N ,G M =1500N;由G=mg 可得, m =G M g=1500N10N/kg =150kg;(3)当配重对地面的压力为0时，人对绳子的拉力最大，此时 B 端受到的拉力为 1500N ；由杠杆平衡条件可得， F B ′×OB =F A ′×OA,即 F A ′=F B ′×OB OA=1500N ×35=900N;以定滑轮为研究对象，定滑轮受向下的重力G 定、3段绳子向下的拉力 3F'和向上的拉力FA'，由力的平衡条件可得： 3F ′+G 底=F A ′,则人 对 绳 的 最 大 拉 力： F ′=F A ′−G 差3=900N−120N3=250N.答:(1)滑轮组的机械效率为70%;(2) 配重M 质量是 150kg;(3)为使配重M 不离开地面，人对绳的最大拉力是250N.6. 答案 解:(1)水管中水对活塞 B 的压强: p B =ρ底gℎ=1.0×103kg/m 3×10N/kg ×40× 10⁻²m =4×10³Pa;(2) 由 p =FS 可得，水对活塞的压力即水的重力： G 水=F B =p B S B =4×103Pa ×30×10−4m ′= 12N,杠杆C 受到的压力：F c =G 水+G 浮=12N +3N =15N,由杠杆的平衡条件可得：F c ⋅OC =F D ⋅OD,则绳子自由端对杠杆 D 端的拉力： F D =OCOD F c =OCOC +OD F c =11+2×15N =5N;(3)因力的作用是相互的，所以，杠杆 D 端对滑轮组绳子的自由端的拉力也为5N,由同名磁极相互排斥可设磁极间的作用力为 FF,把动滑轮和磁体 E 看做整体，受到竖直向上两股绳子的拉力和磁极间的斥力、竖直向下磁体 E 的重力,由力的平衡条件可得： 2F D +F F =G E ,则 F F =G E −2F D =11N−2×5N =1N,磁体 F 对水平面的压力：F E =G F +F F =11N +1N =12N.答: (1)水管中水对活塞 B 的压强为 4×10³Pa;(2)绳子自由端对杠杆 D 端的拉力为5N ；(3) 磁体 F 对水平面的压力为 12N.。
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力学计算题
一、浮力及相关力学综合
1、将一重为1.5 N、底面积为20 cm2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 cm3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？
(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 cm3的水，物块的体积是多大？物块
的密度是多少？
2、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/m3)
(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1.5×107N，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？
3、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：
(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？
4、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)
(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？
二、以简单(匀速)运动为背景
5、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：
(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 m2，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？
6、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 cm2)
7、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 m2.(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.
(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)
8、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 m2.(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”).
(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？
三、以简单机械为背景
9、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F1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？
10、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？
(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？
11、某建筑工地用升降机提升大理石的示意图如图11所示。
升降机货箱的重力是400 N，g取10 N/kg.不计滑轮和钢丝绳的重力，不计摩擦.试求：
(1)已知大理石的密度是2.8×103 kg/m3，每块大理石的体积是1.0×10－2 m3，则每块大理石的重力是多少？
(2)如果每根钢丝绳上能承受的最大拉力是2 000 N，则该升降机一次最多能匀速提升多少块大理石？
(3)某次提升中，升降机在1 min内将货物匀速提升了15 m，钢丝绳的拉力是2 000 N.则钢丝绳拉力的功率是多少？
12、小伟家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木板，将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台，用时10 s.如图所示，已知窗台高3 m，木板长5 m，瓷砖重50 kg，沿斜面所用拉力400 N.试求：
(1)拉力的功率；
(2)该斜面的机械效率；
(3)斜面受到的摩擦力.
练习
1、某电动观光旅游车的技术参数如表：
根据以上参数，解答下列问题：
(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)
2、“龙门吊”是港口、货场中常见的起重设备，其滑轮组部分如图所示.现用此装置将地面上一个重为3×104 N、与地面的接触面积为1.5 m2的重物匀速吊到3 m的高处，滑轮组钢索自由端的拉力为1×104 N.请解答以下问题：
(1)重物被吊起前对地面的压强是多大？
(2)提升重物过程中滑轮组的机械效率是多少？
(3)若再用此装置提升2×104 N的重物时，它的机械效率将(选填“变大”“变小”或“不变”).
3、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：
(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？。