初中物理力学综合计算题有答案.doc
1、图 31 是某建筑工地利用滑轮组和卷扬机提起重物的示意图。
当以速度 v1匀速提起质量为m1 的建筑材料时,滑轮组的机械效率为η1,卷扬机拉力的功率为P1;当以速度 v2匀速提起质量为m2的建筑材料时,滑轮组的机械效率为η2 2,卷扬机拉力的功率为P 。
若η2-η1=5%,P1: P2=2:3,m1=90kg,动滑轮受到的重力G 动=100N。
滑轮与轴的摩擦、细绳受到的重力忽略不计,g=10N/kg 。
求:(1)提起质量为 m1的建筑材料时卷扬机对绳的拉力F1;(2)两次工作过程中,建筑材料上升的速度v1与 v2 之比。
卷扬机建筑材料图 312.在生产玻璃过程中,常用位于天车上的卷扬机(其内部有电动机提供动力)通过滑轮组和真空吸盘提升玻璃,如图22 甲所示。
当卷扬机通过滑轮组提升质量为60kg 的玻璃并使玻璃以速度v1匀速上升时,卷扬机对滑轮组绳端的拉力为F1,天车对卷扬机的支持力为 N1 1η;当卷扬机通过滑轮组提升质量为80kg ,拉力为 F 的功率为 P,滑轮组的机械效率为的玻璃并使玻璃以速度v2匀速上升时,卷扬机对滑轮组绳端的拉力为 2F ,天车对卷扬机的支持力为 N2。
已知拉力 F1所做功随时间变化的图像如图22 乙所示,卷扬机的质量为120 kg,滑轮 A、 B 的质量均为4kg, 3v1=5v2,η=75%,吸盘和绳的质量及滑轮与轴的摩擦均可忽略不计, g 取 10N/kg 。
求:W/ J( 1) P 的大小;卷扬机天车960( 2) v2的大小;( 3) N1与 N2的比值。
A 720B 480240C吸盘玻璃0 t/ s甲乙图 22解:(1 )由 中W - t 像解得W 960J P==480W ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯( 2 分)t2sW 有 P 有 m 1 gv 1 600N v 1 75% ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1 分)( 2 )根据 η=PP480WW 总解得: v 1 =0.6m/s 已知: 3v 1=5v 2解得: v 2=0.36m/s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯( 1 分)( 3) 滑 C 所受重力G 0,卷 机提升 60kg 玻璃 ,滑 的机械效率η=75%所以有W 有m 1g75% ,代入数据解得G 0=80 N ⋯⋯⋯( 1 分)η=m 1 g G 0W 总 3m B g第一次提升 60kg 玻璃的 程中,玻璃、 滑 C 受力分析如答5( 1)所示, 滑B 受力分析如答5(2)所示,卷 机受力分析如答 5( 3)所示。
第二次提升 80kg 玻璃的 程中,玻璃、 滑 C 受力分析如答 5( 4)所示, 滑B 受力分析如答5(5)所示,卷 机受力分析如答5( 6)所示。
12F 1N 13T 22F 2N 23TG 0 m B g 1G 0m B gF 2′F ′m 1g T 1′ mg 2T 2mg m g ′(1)( 2)(3)( 4)(5)( 6)答图 5由答 5( 1)的受力分析可知T 11 ( m 10 1 (600N+80N ) = 680333因 T ′1 15( 2)可得11( T ′1B1 ( 680 400 N , 22 33因 F ′5( 3)可得 N 1=F ′1+mg=400N+1200N=40001= F 1,由答3N ⋯⋯⋯⋯⋯⋯( 1 分)3同理,由答 5(4)可得 T 2= 1( m 21(800N+80N )=880N ,3g +G ) =33因 T ′12( T ′ 1 ( 880 N +40N ) = 500 2 33因 F ′5( 6)可得 N 2=F ′2+ mg =50041002= F 2,由答N+1200N=N33所以N 1 =40⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1 分)N 241(其他解法正确均得分)3.工人利用如 25 所示的装置,在河 打 水中的物体M 。
打 程中物体 M 在水中匀 速上升的速度 0.2m/s ,此 工人做功的功率360W ;当物体被打 出水面后,工人子施加最大的拉力,恰好能使物体 匀速上升。
已知:工人的 量 70kg ,物33。
不 重、 摩擦及水 物体的阻力, g 取 10N/kg 。
求:体 M 的密度 ×10kg/m( 1)物体 M 的重力 G M ; ( 2) 滑 的重力 G 动 ;( 3)物体离开水面后,滑 的机械效率η。
( 果 保留两位有效数字)图 25(1)物体 M 在水中,人 的拉力F T = P =P=360W= 450N ⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 分v4v M 4 0.2m / s物体 M 和 滑 行受力分析:物体 M 在水中匀速上升 ,如6 甲所示。
4F T 4F maxF 浮物体 M 全部露出水面匀速上升 ,如 6 乙所示。
G M + G 动= F 浮 + 4F T ① G M + G 动= 4F max ② F max = G 人 = m 人 g③两个受力分析 或三个方程⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 分由①②③式解得:G 总 =G M +G 动G 总 =G M +G 动甲乙图 6F =4m g - 4F = 4× 70kg × 10N/kg -4 ×450N = 1000N⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 分浮人TF 浮 = 水 gV M物体 M 的体积: VF 浮 =1000N=0.1m 31 分M =水g1 103 kg / m 3 10N / kg物体 M 受到的重力:G M = M gV M =× 103kg/m 3× 10N/kg × 0.1m 3 =2500N1 分( 2)由②③式得:动滑轮受到的重力G 动 = 4F max - G M = 4m 人 g -G M = 2800N - 2500N = 300N1 分(3)物体M 出水后,滑轮组的机械效率:W 有 =G M=2500N= 89%1 分η=G M G 动 2500N 300NW 总说明:解题过程中缺少必要的文字说明的扣 1 分;计算过程中缺少单位的扣 1 分。
4 、图 26 是某科研小组设计的在岸边打捞水中物品的装置示意图。
该装置由悬挂机构和提升装置两部分组成。
悬挂机构由固定杆 OD 和杠杆 BC 构成,O 为杠杆 BC 的支点,CO:OB=4:1。
配重 E 通过绳子竖直拉着杠杆B 端,其质量 m E =500kg 。
安装在杠杆C 端的提升装置由支架、电动机 Q 、定滑轮 K 及动滑轮 M 构成。
其中支架和电动机Q 的总质量 m Q =12kg ,定滑轮 K和动滑轮 M 的质量均为 m 0 。
可利用遥控电动机拉动绳子,通过滑轮组提升浸没在水中的物品。
在一次打捞一批实心金属材料过程中, 金属材料浸没在水中匀速竖直上升, 此时电动机 Q 牵引绳子的功率为 P 1 ,绳子 H 端的拉力为 F 1,金属材料上升速度大小为 v 1,地面对配重 E 的支持力为 N 1 ,滑轮组的机械效率为 1η;在金属材料全部露出水面后匀速竖直上升的过程 中,绳子 H 端的拉力为 F 2 ,地面对配重 2 2E 的支持力为 N ,滑轮组的机械效率为 η。
已知F 1=200N , v 1=0.2m/s , η2=95%,N 1:N 2=6:1,绳和杠杆的质量、捆绑金属材料的钢丝绳的质量 和体积、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属材料的阻力均可忽略不计, g 取 10N/kg 。
求:( 1)金属材料浸没在水中匀速上升时电动机牵引绳的功率 P 1;( 2)动滑轮 M 的质量 m 0;COB( 3)被打捞金属材料的密度 ρ。
电动机 Q金H定滑轮 K动滑轮 MD E解:( 1)金属材料浸没在水中匀速上升时,电动机牵引绳子的功率为 金属材料P =F ×3v=200N × 3× 0.2m/s=120W ( 2 分)图 261 1 1甲( 2)金属材料浸没在水中匀速上升时,以支架、电动机 Q 、定滑轮 K 为研究对象,受力分析图如图 5 所示,配重 E 的受力分析图如图 6 所示,杠杆上 C 点、 B 点受力分析图如图7 所示。
(说明:受力分析图正确得1 分)F C1N 1F C1 =F C1 , F B1 =F B1 , F C1·CO= F B1 OB ·O BF B1C F C 1 =3F + G +GG Q +G 0F C1F B11Q03F 1m E g图 7图 5 图 6F B1=CO FC14(3F 1+ G Q +G 0 )OBN 1 G E - F B1 G E 4(3F 1 G Q + G 0 )金属材料离开水面后匀速上升的过程中,以支架、电动机 Q 、定滑轮 K 为研究对象,受力分析图如图 8 所示,配重 E 的受力分析图如图9 所示,杠杆上 C 点、 B 点受力分析图如图10 所示。
F C 2, F B 2FC 2N 2=F =F, F ·CO= F OB ·CO BC2B2C2B2F B2F C 2 =3F 2 +G Q +G 0G Q +G 0F C2F B2B2CO2Q03F 2 m E g 图 10F =OBFC2 4(3F + G +G )图 8图 9N 2 G E - F B2 G E 4(3F 2 G Q + G 0 )W有 23 FG2295%W总 23 F 2N 1 G E 4(3F 1 G Q G 0 ) 6 N 2 G E4(3F 2 G Q G 0 )( 1 分)1解得: G 0=50N , m 0=5kg ( 1 分)( 3)金属材料浸没在水中匀速上升时,以动滑轮和被提升的金属材料为研究对象,受力分析图如图 11 所示,金属材料离开水面后匀速上升的过程中,以动滑轮和被提升的金属材料为研究对象,受力分析图如图12 所示。
F 1= F 1, F 2= F 2F +3F =G +G浮1F浮3F =G +G3F 2′23F 1′解得: F 浮=400N , G=950N ( 1 分)F根据阿基米德原理 F=ρ g V ,解得: V =浮-2 3浮水ρ g G 0 +GG 0+G水金属材料密度 ρ= m G33图 11图 12V = gV =×10kg/m33(或 ×10kg/m5.用如图 20 甲所示的滑轮组提升水中的物体 M 1,动滑轮 A 所受重力为 G 1,物体 M 1 完全在水面下以速度 v 匀速竖直上升的过程中,卷扬机加在绳子自由端的拉力为 F 1 ,拉力 1F 做 功的功率为 P 1,滑轮组的机械效率为 1 ;为了提高滑轮组的机械效率,用所受重力为G 2 的 动滑轮 B 替换动滑轮 A ,如图 20 乙所示,用替换动滑轮后的滑轮组提升水中的物体 M 2,物体 M 2 完全在水面下以相同的速度 v 匀速竖直上升的过程中,卷扬机加在绳子自由端的拉力为 F 2,拉力 F 2 做功的功率为 P 2,滑轮组的机械效率为 2 。
初三物理力学综合专题试题答案及解析
初三物理力学综合专题试题答案及解析1.我市初中毕业水平考试的体育测试中,男生有一个引体向上的考试项目,小唐同学为了在体育测试中取得优异成绩,用吸盘和不锈钢管在家里竖固平滑的墙面上安装了如图所示的训练装置练习引体向上.已知,他的质量为50kg,每个洗盘与墙面的接触面积为1.0×10﹣3m3,共有两个吸盘,他每次引体向上上升的高度为0.5m,取g=10N/kg,求:(1)他吊在吸盘器上静止时(脚离地,不考虑吸盘器的重力),墙面对吸盘器的摩擦力是多大?方向怎样?(2)吸盘器对墙面的压强为1.0×105Pa,则两个吸盘器对墙面的压力是多少?(3)他引体向上一次克服重力做的功是多少?阿【答案】(1)500N 竖直向上(2)200N (3)250J【解析】(1)人所受重力为G=mg=50kg×10N/kg=500N,因为整体处于静止状态,是平衡状态,所以f=F=G=500N;方向是竖直向上的;(2)由得F=pS=1.0×105Pa×1.0×10﹣3m2×2=200N;(3)因为G=500N,h=0.5m,所以W=Gh=500N×0.5m=250J所以(1)他吊在吸盘器上静止时(脚离地,不考虑吸盘器的重力),墙面对吸盘器的摩擦力是500N;方向竖直向上;(2)吸盘器对墙面的压强为1.0×105Pa,则两个吸盘器对墙面的压力是200N;(3)他引体向上一次克服重力做的功是250J.【考点】二力平衡条件应用;压强定义式变式应用;功的计算.2.如图所示为我国首辆“玉兔号”月球车。
登月前,在水平地面上进行了测试,月球车匀速直线行驶180 m用时60min,若车的质量为140kg,受到地面的摩擦阻力为500N,网状轮子与地面接触的总面积为0.02m2。
求:(1)月球车受到的重力;(2)月球车对水平地面的压强;(3)月球车在测试过程中的功率。
初三物理力学综合专题试题答案及解析
初三物理力学综合专题试题答案及解析1.王师傅装修房子时,用如图所示的滑轮组装置往楼上运送空心砖。
已知装物箱重250N,每个滑轮重50N,每块空心砖重20N(不计钢丝绳的重力和摩擦)。
若王师傅拉钢丝绳的力是600N,则一次能匀速提升块砖。
若某次提升中,钢丝绳受到的拉力是500N,拉力的功率是250W,则将空心砖匀速提升l0m,需要的时间是 min。
【答案】 80 1【解析】由图可知绳子的有效股数n=3,根据可得,所以砖的重力为,所以砖的块数为1600N/20N=80(块);绳子自由端移动的距离为s=nh=3×10m=30m,根据P=Fv可得,所以需要的时间为:。
【考点】测滑轮(组)的机械效率功率速度公式的应用2.用如图甲所示的滑轮组提升水中的物体M1,动滑轮A所受重力为G1,物体M1完全在水面下以速度v匀速竖直上升的过程中,卷扬机加在绳子自由端的拉力为F1,拉力F1做功的功率为P1,滑轮组的机械效率为;为了提高滑轮组的机械效率,用所受重力为G2的动滑轮B替换动滑轮A,如图乙所示,用替换动滑轮后的滑轮组提升水中的物体M2,物体M2完全在水面下以相同的速度v匀速竖直上升的过程中,卷扬机加在绳子自由端的拉力为F2,拉力F2做功的功率为P2,滑轮组的机械效率为。
已知:G1-G2=30N,-=5%,,M1、M2两物体的质量相等,体积V均为4×10-2m3,g取10N/kg,绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均可忽略不计。
求:(1)物体M1受到的浮力F浮;(2)拉力F1与F2之比;(3)物体M1受到的重力G。
【答案】(1)400N;(2)16:15;(3)760N。
【解析】通过读题发现,该题有两种情况,一是用动滑轮A时,一是用动滑轮B时;我们分别对其两种情况进行受力分析可得:将已知条件分别画出来,以加强对已知条件的印象,然后再看所求的问题。
(1)欲求浮力,由于物体的体积是已知的,且它们还都浸没于水中,故由阿基米德原理可得:F浮=ρ水gV=1.0×103×10×4×10-2N=400N;(2)欲求F1:F2,根据它们的功率之比可求出,设重物上升的速度为v,则拉力上升的速度都是2v,故P1=F1×2v,P2=F2×2v,由已知条件可得,故;(3)欲求物体M的重力,因为已知条件中就剩下两个了,我们要想办法在这两个条件中做文章。
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。
初中物理力学计算大题专项训练(含解析)
力学计算大题一、计算题1.如图所示,某同学用阿基米德原理测量一种未知液体的密度,他把底面积为的圆柱体物块,用细绳悬挂在弹簧测力计上,读出示数后,将物块浸入该液体中,浸入液体中的深度h=10cm,容器底面积为,g取10N/kg。
求:(1)物块所受的浮力;(2)液体的密度;(3)物块浸入前后,液体对容器底的压强变化量。
2.小明在探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验时,将一底面积为4的圆柱体浸入水中,改变其浸入水中的体积,观察弹簧测力计示数的变化,如图所示。
图甲中,圆柱体有体积浸入水中,弹簧测力计的示数为1.1N;图乙中,圆柱体有体积浸入水中,弹簧测力计的示数为0.9N。
取,求:(1)圆柱体全部浸入水中时受到的浮力;(2)图乙中,圆柱体底部受到水的压强。
3.物理实验室里,同学们正在认真的完成“探究浮力的大小跟排开液体重力的关系”的实验。
小明将重5N的物体浸没水中后,弹簧测力计的示数如图所示。
(,)(1)求水对物体浮力大小?(2)求该物体的体积?4.如图甲,用轻质细线将一不吸水的木块悬挂在弹簧测力计下,静止时测力计读数为3N;如图乙,将该木块静置于平放的盛水容器中,木块有的体积露出水面;如图丙,用竖直向下的力F压该木块时,木块刚好全部浸入水中且静止。
已知水的密度为,g取10N/kg,求:(1)图乙中木块所受的浮力大小;(2)木块的体积;(3)木块的密度;(4)图丙中F的大小。
5.用弹簧测力计挂着一个长方体金属块,沿竖直方向缓慢浸入盛有适量水的圆柱形平底薄壁容器中,直至完全浸没(水未溢出),如图甲所示。
通过实验得出金属块下表面浸入水中的深度h与其排开水的体积V排的关系,如图乙所示。
已知金属块的质量为0.4kg,容器的底面积与金属块的底面积之比为5:1,水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
求:(1)金属块所受的重力;(2)金属块的下表面浸入水中的深度为2cm时,弹簧测力计的示数;(3)金属块刚浸没时,金属块底部受到水的压强;(4)金属块浸没后与金属块浸入之前比较,水对容器底部的压强增加了多少。
初中物理力学综合习题_含答案
rofdoogemitaA上面(如图5乙所示),B对A的压强为p2。
若p1:p2=1:2,则ρA:ρB为()A.3:2B.1:3C.2:5D.9:4二.浮力综合题1.物体的质量是2.4kg,体积为4dm3,把物体投入水中,当它静止时,受到的浮力是_____N,物体所受的合力___N。
2.弹簧测力计下挂一个物体,弹簧测力计示数为G,把该物体浸没在甲液体中,弹簧测力计示数为G/3,把该物体浸没在乙液体中,弹簧测力计示数为G/4,则甲、乙两种液体的密度之比是_______。
3.体积相同的实心铜球和实心铅球浸没在水中静止时,受到浮力的大小______(填“相同”或“不相同”;)若两球都放在水银中静止时,______球受到的浮力较大。
(已知ρ银>ρ铅>ρ铜)4.把一小球放入盛满酒精的溢水杯中,它沉入容器底部,从杯中溢出8g酒精,若将小球放入盛满水的溢水杯中,它漂浮在水面上,从杯中溢出水的质量()A.大于8g B.等于8g C.小于8g D.无法判定5.把一个小球轻轻放人盛满水的杯子里,溢出了50g水,则小球的质量()A.一定等于50g B.一定大于50g C.大于或等于50g D.小于或等于50g6.如图所示,把一个小球分别放人盛满不同液体的甲、乙两个溢水杯中,甲杯中溢出的液体质量是40g,乙杯中溢出的液体质量是50g,则:小球质量是,甲、乙两杯中液体的密度之比ρ甲∶ρ乙_________4∶5(选填“>”、“=”或“<”)。
7.甲、乙两个实心金属球,它们的体积相同,其密度分别是3.0×103kg/m3和5.0×103kg/m3。
甲球挂在甲弹簧测力计下,乙球挂在乙弹簧测力计下。
如果让两金属球全部没人水中(未与底及壁接触),则甲球所受浮力F甲与乙球所受浮力F乙之比F甲∶F乙为___;甲弹簧测力计的示数T甲与乙弹簧测力计的示数T乙之比为T甲∶T乙=___。
8.下列说法中,错误的是( )A.潜水艇开始上浮时,浮力大于潜水艇的重力B,热气球上升到一定高度时,在气球体积不变的情况下,浮力变小C.密度计是测定液体密度的仪器,它的刻度值越靠下越大D.密度计是测定液体密度的仪器,它的刻度值越靠下越小9.潜水艇的上浮和下沉与鱼在水中的上浮和下沉都是靠( )A.改变自身重来实现的B.改变自身体积来实现的C.改变自身重和自身体积共同来实现的D.以上说法都不对10.有天平,没有量筒,要测一金属块的体积。
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。
中考物理专题复习《力学综合》测试卷(附参考答案)
中考物理专题复习《力学综合》测试卷(附参考答案) 学校:___________班级:___________姓名:___________考号:___________一、单选题1.下列关于足球比赛中涉及到的物理知识,分析错误的是()A.踢球时脚会痛,是因为物体间力的作用是相互的B.蹋出去的足球能在空中继续运动,这是由于足球具有惯性C.角球射门延弧线飞行的原因是流体压强与流速关系的结果D.运动员用脚踢球,球飞出去,说明力是维持物体运动的原因2.把一铁块浸没在盛满水的杯中,从杯中溢出10克水,若将该铁块浸没在盛满酒精的杯中,从杯中溢出的酒精的质量为(注:ρ铁=7.9×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3)()A.10g B.8g C.79g D.9g3.下图中没有受到浮力的物体是()A.太空中的中国天和核心舱B.航行中的“辽宁号”航母C.飞行中的“歼20”战斗机D.下潜的“蛟龙号”潜水器4.体育中考前九年级的同学都在认真的加强排球训练,如图排球离开手后,经过A、B、C 三点,到达最高点O,然后下落回到A点。
其中AB段和BC段的距离相等。
若不计空气阻力,下列说法中正确的是()A.上升过程中手对排球的力在做功B.上升过程中动能转化为重力势能C.下落时,重力在BA段的功率比CB段小D.A点的机械能大于O点的机械能5.如图所示,小丽同学撑一把雨伞在雨中行走,当一阵大风吹来,伞面被欣翻,“吸”得严重变形。
下列有关这一现象及其解释正确的是()A.伞面被向下“吸”,伞上方的空气流速小B.伞面被向上“吸”,伞上方的空气流速大C.伞面被向下“吸”,伞上方的空气压强大D.伞面被向上“吸”,伞上方的空气压强大6.如图是“探究水的沸腾”的实验图像,下列说法正确的是()A.在t时=4min时,水开始沸腾B.在t时=6min后停止加热,水温仍会保持100℃C.在实验中,水的沸点是100℃D.实验时,气压值低于1标准大气压7.弹簧测力计竖直悬挂一个圆柱体,圆柱体在水中静止时如图所示。
初中物理力学综合计算题-(有答案)
1、图31是某建筑工地利用滑轮组和卷扬机提起重物的示意图。
当以速度v1匀速提起质量为m1的建筑材料时,滑轮组的机械效率为η1,卷扬机拉力的功率为P1;当以速度v2匀速提起质量为m2的建筑材料时,滑轮组的机械效率为η2,卷扬机拉力的功率为P2。
若η2-η1=5%,P1: P2=2:3,m1=90kg,动滑轮受到的重力G动=100N。
滑轮与轴的摩擦、细绳受到的重力忽略不计,g=10N/kg。
求:(1)提起质量为m1的建筑材料时卷扬机对绳的拉力F1;(2)两次工作过程中,建筑材料上升的速度v1与v2之比。
2.在生产玻璃过程中,常用位于天车上的卷扬机(其内部有电动机提供动力)通过滑轮组和真空吸盘提升玻璃,如图22甲所示。
当卷扬机通过滑轮组提升质量为60kg的玻璃并使玻璃以速度v1匀速上升时,卷扬机对滑轮组绳端的拉力为F1,天车对卷扬机的支持力为N1,拉力为F1的功率为P,滑轮组的机械效率为η;当卷扬机通过滑轮组提升质量为80kg 的玻璃并使玻璃以速度v2匀速上升时,卷扬机对滑轮组绳端的拉力为F2,天车对卷扬机的支持力为N2。
已知拉力F1所做功随时间变化的图像如图22乙所示,卷扬机的质量为120 kg,滑轮A、B的质量均为4kg,3v1=5v2,η=75%,吸盘和绳的质量及滑轮与轴的摩擦均可忽略不计,g取10N/kg。
求:(1)P的大小;(2)v2的大小;(3)N1与N2的比值。
图31建筑材料卷扬机乙240W/J4807209600t/s1.02.00.5 1.5卷扬机ABC玻璃吸盘甲图22天车解:(1)由题中W -t 图像解得P =2s960J=t W =480W …………………(2分)(2)根据η =%75W480N 600111=⨯===v P gv m PP W W 有总有………………………(1分) 解得:v 1 =0.6m/s 已知:3v 1=5v 2解得:v 2=0.36m/s ……………………………………………………………(1分)(3)设动滑轮C 所受重力为G 0,卷扬机提升60kg 玻璃时,滑轮组的机械效率为η=75% 所以有 η =%753B 011=++=gm G g m gm W W 总有,代入数据解得G 0=80 N ………(1分) 第一次提升60kg 玻璃的过程中,玻璃、动滑轮C 受力分析如答图5(1)所示,动滑轮B 受力分析如答图5(2)所示,卷扬机受力分析如答图5(3)所示。
初三物理总复习 力学计算题(含答案)
力学计算题(必考)类型1交通工具类(2010.37)1. (2019甘肃省卷)“节能减排,低碳生活”旨在倡导节约能源和减少二氧化碳排放.李明同学坚持骑自行车上下学,他的质量为50 kg,所骑自行车质量为15 kg.(g=10 N/kg)求:(1)若他在平直公路上5 min内匀速行驶了1 500 m,则这段时间他骑行的速度是多大?(2)若他骑行时的牵引力恒为60 N,则他骑行这5 min内克服阻力做了多少功?(3)若他骑行时自行车两轮与地面总的接触面积为25 cm2,则他骑行时自行车对地面的压强为多少?2. (2019金华改编)2019年4月15日起正式实施电动自行车新国家标准,小金买了一辆按新国标生产的电动自行车(如图),部分参数如表所示.已知小金质量为60千克,假定电动自行车在水平骑行过程中受到的阻力始终为总重的0.08倍.第2题图(1)小金在水平地面骑行时,对地面的压强是2×105 Pa,则轮胎与地面接触的总面积是多少?(2)小金在水平公路上骑电动自行车,匀速行驶10千米过程中克服阻力做了多少功?(3)若小金骑行过程中电动车以最大功率输出,匀速行驶时的车速为多少?3. (2019青岛)一辆大鼻子校车在水平路面上行驶,车和人总质量为8 000 kg,轮胎与地面的总接触面积为0.32 m2.(1)求校车对路面的压强.(2)校车以36 km/h的速度匀速行驶时,柴油发动机的输出功率为50 kW.求此过程中校车受到的阻力.(3)如果校车行驶过程中,司机控制油门,使发动机的输出功率为25 kW,并保持此功率不变继续行驶10 min.这段时间内柴油燃烧释放能量的30%转化为有用机械能,在数值上等于发动机牵引力做的功.求这段时间内发动机柴油燃烧释放的能量.类型2压强、浮力类(10年3考)1. (2018上海)相同的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平桌面上.甲中盛有水,乙中盛有另一种液体,水的质量为5千克.(g取9.8 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)①求甲容器中水的体积V水.②分别从甲、乙两容器中抽出相同体积的液体,下表为抽出液体前后两容器底部受到液体的压强.(a)求抽出液体后甲容器中水的深度h水;(b)问抽出液体前乙容器中液体的质量m液,并说明理由.2. (2019张家口宣化区一模)现有一正方体塑料块,边长10 cm,密度ρ塑料=0.9×103 kg/m3.容器的底面积为400 cm2,将容器放置在水平桌面上,如图甲所示.(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)(1)甲中塑料块对容器底面的压强是多少;(2)往容器中加水,直到塑料块对容器没有压力,求应加水的质量;(3)将塑料块下端用一细线固定于容器底部,继续往容器加水直至塑料块浸没在水中,如图乙所示.然后将细线剪断,塑料块静止后,求剪断细线前后水对容器底压强的改变量Δp.第2题图3. (2019张家口桥西区三模)如图所示,甲、乙分别为实心正方体A和B,已知A为木块(不吸水),其棱长为20 cm,密度为0.5 g/cm3;B为铝块,其质量为2.7 kg,铝的密度为2.7 g/cm3.(g取10 N/kg)(1)物体A的质量为多大?(2)物体B放置在水平地面上时,对水平地面的压强是多少?(3)若将A沿水平方向切去n厘米,按图丙所示方式放置在水中时,A刚好能浸没,求:n的值.第3题图4.如图所示,均匀实心正方体甲、乙放在水平地面上,甲的底面积为4×10-2 m2,质量为16 kg,乙的体积为1×10-3 m3.g取10 N/kg.求:(1)甲对地面的压强p;(2)若将乙叠放在甲的上方中央位置处,乙对甲的压强为p1,若将甲叠放在乙的上方中央位置处,甲对乙的压强为p2,已知p2=4p1.求乙的密度;(3)当甲、乙分别平放在水平地面上时,若分别沿水平方向切去相同的体积V,则求甲、乙对地面压强变化量Δp甲与Δp乙的比值.第4题图6. (2019重庆A卷)小杨选择了两个高度分别为10 cm和6 cm,底面积S A∶S B=1∶3的实心均匀的圆柱体A、B进行工艺品搭建,A、B置于水平桌面上,如图甲所示.他从A的上表面沿水平方向截取高为h的圆柱块,并将截取部分平放在B的中央,则A、B对桌面的压强随截取高度h的变化关系如图乙所示.求:(1)圆柱体A的密度;(2)从A截取h=6 cm的圆柱块平放在B的中央,B对桌面的压强增加量;(3)图乙中a的值.甲乙第6题图6.(2019成都)如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器内水的质量为1 kg,水的深度为10 cm.实心圆柱体A质量为400 g,底面积为20 cm2,高度为16 cm.实心圆柱体B质量为m x g(m x取值不确定),底面积为50 cm2,高度为12 cm.实心圆柱体A和B均不吸水,已知ρ水=1.0×103 kg/m3,常数g取10 N/kg.(1)求容器的底面积.(2)若将圆柱体A竖直放入容器内,求静止时水对容器底部的压强p1.(3)若将圆柱体B竖直放入容器内,求静止时水对容器底部的压强p2与m x的函数关系式.第6题图7.如图甲,一个圆柱体A,底面积和体积分别为20 cm2和2×10-4 m3,将A放在底面积为5×10-3m2的圆柱形容器中(容器足够高),A的质量为0.1 kg.现向容器内缓慢注水.(g=10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3).求:(1)向容器中倒入一定体积的水,待液面稳定后,A受到大小为0.8 N的浮力,求倒入水的体积;(2)继续向容器中倒入质量为280 g的水后A漂浮,待液面稳定后,此时水对容器底部的压强.(3)如图乙所示,若将画斜线部分截取下来并取出(其体积为浸入水中体积的一半),待剩余部分再次静止后,容器底部受到压强减小了多少?第7题图8. (2019遂宁)如图甲,将一重为8 N的物体A放在装有适量水的杯中,物体A漂浮于水面,浸入水中的体积占总体积的错误!,此时水面到杯底的距离为20 cm.如果将一小球B用体积和重力不计的细线系于A下方后,再轻轻放入该杯水中,静止时A上表面与水面刚好相平,如图乙.已知ρB=1.8×103 kg/m3,g=10 N/kg.求:(1)在甲图中杯壁上距杯底8 cm处O点受到水的压强.(2)甲图中物体A受到的浮力.(3)物体A的密度.(4)小球B的体积.第8题图类型3杠杆类(10年3考)1.如图所示,用长为1 m,重为5 N的杆来提升重物,杆可绕O点自由转动,现将重G=50 N的物体用轻绳悬挂在杆的中点处.在杆的右端用竖直向上的拉力F,使杆从水平位置缓慢转至图中虚线位置处,重物从位置①缓慢匀速提升至位置②,拉力F作用点上升的高度为0.2 m.(1)若不考虑杆重和摩擦,根据题述在图中画出①位置力F的动力臂L,并计算力F的大小.(2)若考虑杆重和O处的摩擦,则在题述过程中:①求拉力所做的有用功W有;②若拉力F克服O处摩擦所做的额外功为0.5 J,求拉力F的大小及该装置的机械效率η.(结果保留一位小数)第1题图2. (2019唐山路南区二模)如图所示,一根足够长的轻质杠杆水平支在支架上,OA=20 cm,G1是边长为10 cm的正方体,G2重为20 N.当OB=10 cm时,G1对水平面的压强为2×103 Pa.求:(1)绳子的拉力;(2)正方体G1的密度;(3)现用一水平拉力使G2以5 cm/s的速度向右匀速直线运动,若使G1对地面的压力恰好为零,求需要经过的时间.(g取10 N/kg)第2题图3.(2019唐山路北区二模)如图所示是建筑工地上的起重机示意图.起重机的电动机功率为3×103 W,当它把质量为1t的重物匀速提起24 m时,用时100 s.(g=10 N/kg)求:(1)在这段时间内起重机提起重物做功的功率是多少?机械效率是多少?(2)若起重机AB长为20 m,吊起重物时B端的配重质量为4t,为使起重机不翻倒,则OB长为多少?(不计摩擦和起重机自重)第3题图4.如图是踩踏式翻盖垃圾桶的图片.若桶盖质量为500 g,是质量分布均匀的方形,桶盖重力作用点在重心,重心在方盖的几何中心.脚踏杆AO1=10 cm,O1B=18 cm,连接杆O2C =5 cm,桶盖O2E=60 cm.(g取10 N/kg,BC杆竖直)求:(1)画出桶盖的阻力臂.(2)若要把桶盖顶起,脚掌对踏板的压力至少为多大?(3)将桶盖翻开30°时,桶盖克服重力做了多少功?第4题图类型4滑轮类(2013.37,2012.37)1. (2019石家庄28中一模)搬运工人站在水平高台上,用如图所示的滑轮组匀速竖直向上提升重物,不计绳重和摩擦,工人的重力为640 N,与地面接触的总面积为4×10-2 m2,提升时间为20 s,重物上升高度为2 m.求:(1)若拉力F的大小为150 N,则拉力的功率为多少;(2)若上述过程中所提货物重力为360 N,则滑轮组的机械效率为多少;(3)若仍用该滑轮组提升另一货物,当提升过程中该工人对高台的压强为2.0×104 Pa,则所提升货物的重力为多少.第1题图2.如图所示,A、B物块的质量分布均匀,长度分别是a、b,重力分别是G A、G B;A、B两长方体底面积S A∶S B=3∶2,滑轮下的绳子挂在两物体结合部位恰好A、B水平静止,且在拉力F=62.5 N作用下匀速竖直向上运动,滑轮的机械效率η=80%.求:(1)A、B两物块的总重力G0;(2)若G A=60 N,则a∶b的比值是多少;(3)A、B两物块的密度ρA∶ρB的比值是多少.第2题图3.(2019保定一模)如图所示,是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图,已知井深10 m,物体重G=4.2×103 N,汽车重G车=3×104 N,汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103 N,汽车受到的阻力为车重的0.05倍.请计算:(1)若汽车运动的速度为1.2 m/s,则物体由井底拉至井口,需要多长时间?(2)滑轮组的机械效率是多少?(3)若汽车发动机效率为25%,则将物体拉至井口需消耗多少汽油?(汽油的热值为4.2×107 J/kg)第3题图4. (2019河北定心卷)为改善老旧住宅楼的保温效果,某小区开展“暖房子工程”,如图为施工现场使用的提升装置,现需要将物体A运送到施工楼层,A与地面的接触面积为0.14 m2,当绳端未施加力时,物体A对地面的压强为3 000 Pa.用滑轮组匀速提升物体A时,滑轮组的机械效率是84%(不计绳重和摩擦,g=10 N/kg).求:第4题图(1)物体A的质量m A.(2)动滑轮的重力.(3)用此滑轮组使物体A以0.2 m/s的速度匀速上升,在5 s的时间内,拉力做的功是多少?5.(2017保定莲池区二模)用如图所示的装置运送建筑材料A.在电动机对绳子的拉力F的作用下,使重800 N的建筑材料A在50 s的时间里,匀速竖直上升了10 m.在这个过程中,电动机对绳子拉力做功的功率为200 W,动滑轮的效率与整个装置的效率之比η1∶η2=5∶4,绳重忽略不计.(g取10 N/kg)求:第5题图(1)电动机对绳子的拉力做的功;(2)运送建筑材料A的过程中,电动机消耗的电能;(3)若质量为100 kg电动机与钢架的接触面积为0.05 m2,求电动机对钢架的压强.6.(2019河北逆袭卷)工人用如图甲所示的滑轮组利用箱子运送建材上楼,已知箱子重为50 N,每次运送量不定,滑轮组的机械效率随建材重量变化的图像如图乙所示,不计绳重及摩擦,人的重量为750 N,双脚的总面积500 cm2(g取10 N/kg).(1)若某次运送建材的质量为10 kg,求此时的拉力是多少?(2)若工人在1 min内将建材匀速竖直向上提升了12 m,作用在钢绳上的拉力为200 N,拉力做功的功率是多大?(3)当滑轮组的机械效率为60%时,人对地面的压强为多少?类型5斜面类(2016.37)1.如图所示,斜面的倾角为30°,高度h=2 m.某人沿斜面向上用F=400 N的力,将质量m=50 kg的物体向上匀速拉至斜面顶端.(g=10 N/kg).求:(1)拉力所做的有用功;(2)该斜面的机械效率;(3)物体在斜面上受到的摩擦力.第1题图2. (2019定州二模)如图所示,建筑工人通过滑轮装置将质量是100 kg、底面积为0.1 m2的物件沿光滑斜面由底端匀速地拉到顶端,工人所用的拉力F始终与斜面平行,斜面长是10 m,高为5 m,物件对斜面的压强为8 660 Pa,不计绳重及滑轮与绳之间的摩擦,g取10 N/kg,求:(1)物件对斜面的压力F压;(2)若工人所用拉力F的大小为312.5 N,求此时装置的机械效率和动滑轮的重力;(3)若某工人的拉力最大为500 N,则他能拉起最大重力为多少N的物体.第2题图力学计算题答案及解析类型1 交通工具类1. 解:(1)骑行的速度为v =s t =1 500 m5×60 s=5 m/s(2)因自行车在平直公路上匀速行驶,故自行车受到的阻力为f =F =60 N 李明克服阻力所做的功W =fs =60 N ×1 500 m =9×104 J(3)骑自行车行驶时对地面的压力F =G =(m 1+m 2)g =(15 kg +50 kg)×10 N/kg =650 N 自行车与地面总的接触面积S =25 cm 2=2.5×10-3 m 2李明骑自行车行驶时对地面的压强p =F S =650 N2.5×10-3 m 2=2.6×105 Pa2. 解:(1)骑行的电动车对地面的压力为F =G =mg =(40 kg +60 kg)×10 N/kg =1 000 N 骑行的电动车对地面的压强为2×105 Pa ,则受力面积为S =F p =1 000 N 2×105 Pa =5×10-3 m 2=50cm 2(2)W =Fs =fs =0.08Gs =0.08×1 000 N ×10×103 m =8×105 J(3)由(2)可知小金骑行过程中所受的牵引力为F 牵=0.08G =0.08×1 000 N =80 N 由v =s t ,P =W t ,W =Fs 可得P =F v ,则v =P F 牵=400 W 80 N =5 m/s3. 解:(1)校车对路面的压力F =G =mg =8 000 kg ×10 N/kg =8×104 N 校车对路面的压强为p =F S =8×104 N 0.32 m2=2.5×105 Pa (2)由P =W t =Fs t =F v 得,牵引力F =P v =5×104 W363.6 m/s =5×103 N由于校车匀速行驶,所以f 阻=F =5×103 N (3)由题意可知,η=WQ 放×100%=30%这段时间内发动机柴油燃烧释放的能量Q 放=W 30%=Pt 30%=25×103 W ×10×60 s30%=5×107 J类型2 压强、浮力类1. 解:①甲容器中水的体积V 水=m 水ρ水=5 kg 1.0×103 kg/m3=5×10-3 m 3 ②(a)水的深度h 水=p 水ρ水g =980 Pa1.0×103 kg/m 3×9.8 N/kg=0.1 m (b)m 液=m 水=5 kg理由:两容器底面积S 相等,抽出液体前两容器底部受到液体的压强均为1960 Pa ,根据F =pS ,可知两容器底部受到液体的压力F 相等.圆柱形容器相同,则两液体受到的重力G 相等,m =Gg ,即两液体的质量相等,即m 乙=m 水=5 kg.2. 解:(1)塑料块的体积:V =(0.1 m)3=1×10-3m 3质量:m =ρ塑料V =0.9×103 kg/m 3×1×10-3 m 3=0.9 kg 重力:G =mg =0.9 kg ×10 N/kg =9 N 对容器底的压强:p =F S =G S =9 N0.01 m 2=900 Pa(2)加入水后,塑料块受到水的浮力,当塑料块所受浮力等于重力时,对容器底没有压力,此时F 浮=G =9 N ;排开水的体积:V 排=F 浮ρ水g =9 N 1×103 kg/m 3×10 N/kg=9×10-4 m 3 塑料块浸入水的深度:h =V 排S =9×10-4 m 30.01 m 2=0.09 m加入水的体积:V 水=(S 容器-S )h =(400-100)×10-4 m 2×0.09 m =2.7×10-3 m 3 加入水的质量:m =ρ水V 水=1×103 kg/m 3×2.7×10-3 m 3=2.7 kg(3)将细线剪断,塑料块上浮,最后漂浮在水面上,此时塑料块受到的浮力等于其重力9 N ,排开水的体积为9×10-4 m 3将细线剪断前后,排开水的体积变化:ΔV 排=1×10-3 m 3-9×10-4 m 3=10-4 m 3 液面下降高度:Δh =ΔV 排S =10-4 m 3400×10-4 m2=2.5×10-3 m 压强的改变量:Δp =ρ水g Δh =1×103 kg/m 3×10 N/kg ×2.5×10-3 m =25 Pa 3. 解:(1)物体A 的质量m A =ρA V A =0.5 g/cm 3×(20 cm)3=4 000 g =4 kg (2)物体B 的重力:G B =m B g =2.7 kg ×10 N/kg =27 N 物体B 的体积: V B =m BρB =2 700 g 2.7 g/cm 3=1 000 cm 3=1×10-3 m 3 物体B 的边长L B =0.1 m 物体B 对水平地面的压强p B =G S B =ρB V B g S B =ρB L 3B g L 2B=ρB gL B =2.7×103 kg/m 3×10 N/kg ×0.1 m =2.7×103 Pa(3)若将A 沿水平方向切去n ,按图丙所示方式放置在水中时,A 刚好能浸没,则有F 浮=G A ′+G B即ρ水gL 2A (L A -n )=m A g ·(L A -n )L A+G B 代入数据:1×103 kg/m 3×10 N/kg ×(0.2 m)2×(0.2 m -n )=4 kg ×10 N/kg ×(0.2 m -n )0.2 m +27 N解得:n =0.065 m =6.5 cm5. 解:(1)甲对水平面的压力等于其重力,即F =G =m 甲g =16 kg ×10 N/kg =160 N 甲对地面的压强p =F S 甲=G 甲S 甲=160 N4×10-2 m 2=4 000 Pa (2)若将甲叠放在乙的上方中央位置处,甲与乙的接触面积为S 乙=(3V 乙)2=(31×10-3 m 3)2=0.01 m 2,则甲对乙的压强为p 2=F S 乙=160 N0.01 m 2=16 000 Pa若将乙叠放在甲的上方中央位置处,乙对甲的压强为 p 1=14×16 000 Pa =4 000 Pa则乙对甲的压力即乙的重力为G ′=F ′=p 1S 乙=4 000 Pa ×0.01 m 2=40 N 乙的密度为ρ乙=G ′gV 乙=40 N10 N/kg ×1×10-3 m 3=4×103 kg/m 3 (3)甲的体积为V 甲=(S 甲)3=(0.2 m)3=0.008 m 3 甲的密度为ρ甲=m 甲 V 甲=16 kg0.008 m 3=2×103 kg/m 3当甲、乙分别平放在水平地面上时,若分别沿水平方向切去相同的体积V ,则甲对地面压强的变化量 Δp 甲=ρ甲gVS 甲乙对地面压强的变化量Δp 乙=ρ乙gVS 乙,则Δp 甲∶Δp 乙=ρ甲gV S 甲∶ρ乙gV S 乙=ρ甲 ρ乙×S 乙 S 甲=1 2×14=1∶8 6. 解:(1)由图可知:A 被截取前,A 对地面的压强为2 000 Pa , 则圆柱体A 的密度:ρA =p Agh A=2 000 Pa10 N/kg ×0.1 m=2 000 kg/m 3(2)从A 截取h =6 cm 的圆柱块的重力: G 截=m 截g =ρA V 截g =ρA S A hg 此时B 对桌面的压强增加量:Δp =ΔF S B =G 截S B =ρA S A hg S B =ρA S A hg 3S A =ρA hg 3=2 000 kg/m 3×0.06 m ×10 N/kg 3=400 Pa(3)从A 截取高度为a 的圆柱块后,A 对桌面的压强: p A ′=ρA g (h A -a )由图可知:A 被截取前,B 对地面的压强为1 200 Pa 则圆柱体B 的密度:ρB =p Bgh B=1 200 Pa10 N/kg ×0.06 m=2 000 kg/m 3所以ρA =ρB ,从A 截取高度为a 的圆柱块的重力: G 截′=m 截′g =ρA V 截′g =ρA S A ag B 的重力:G B =m B g =ρB V B g =ρB S B h B g 将截取部分放至B 上,此时B 对桌面的压强:p B ′=F B ′S B =G 截′+G B S B =ρA S A ag +ρB S B h B g S B =ρA S A ag +ρB 3S A h B g 3S A =ρA ag +3ρB h B g 3由于p A ′=p B ′,ρA =ρB 即:ρA g (h A -a )=ρA ag +3ρA h B g3化简得:h A -a =a +3h B3代入数据得:10 cm -a =a +3×6 cm3解得:a =3 cm7. 解:(1)水的体积:V =m ρ=1 000 g 1 g/cm 3=1 000 cm 3容器的底面积等于水柱的横截面积:S 容=V h =1 000 cm 310 cm =100 cm 2(2)圆柱体A 的密度:ρA =m A V A =400 g320 cm 3=1.25 g/cm 3>ρ水所以,将圆柱体A 竖直放入容器内,A 将沉底, 假设A 竖直放入后,没有被水淹没,且水深度为h 1 由体积关系得(S 容-S A )h 1=1 000 cm 3代入数据解得:h 1=12.5 cm ;而h A =16 cm>h 1,假设成立,则A 沉底后没有被水淹没 所以水对容器底的压强为p 1=ρ水gh 1=1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×0.125 m =1.25×103 Pa(3)当ρB ≥ρ水时,B 竖直放入容器内会沉底或悬浮,假设B 被水浸没,且深度为h 2 由体积关系得S 容h 2-V B =1 000 cm 3代入数据解得:h 2=16 cm ;h 2=16 cm>h B =12 cm ,假设成立,B 沉底或悬浮时会被水浸没 所以此时水对容器底的压强为p 2=ρ水gh 2=1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×0.16 m =1.6×103 Pa 此时m B =ρB V B ≥ρ水V B =600 g 即当m x ≥600 g 时,p 2=1.6×103 Pa 当0<ρB <ρ水时,B 竖直放入容器中会漂浮 由体积关系得S 容h 2-V 排=1 000 cm 3①由阿基米德原理和漂浮条件可得F 浮=ρ水gV 排=m B g =m x g ② 而由液体压强公式可得p 2=ρ水gh 2③由①②③联立并代入数据可得:p 2=1 000+m x Pa即当0<m x <600 g 时,p 2=1 000+m x Pa综上所述,静止时水对容器底部的压强与m x 的函数关系为:p 2=⎩⎪⎨⎪⎧(1 000+m x )Pa , 0<m x <600 g 1.6×103 Pa , m x ≥600 g. 8. 解:由于倒入一定水后受到的浮力为0.8 N<G A , 圆柱体还没有漂浮,此时排开水的体积: V 排1=F 浮1ρ水g =0.8 N 1×103 kg/m 3×10 N/kg=8×10-5 m 3 水的深度:h 1=V 排1S A =8×10-5 m 320×10-4 m 2=0.04 m倒入水的体积:V 水1=(S 容-S A )h 1=(5×10-3 m 2-20×10-4 m 2)×0.04 m =1.2×10-4 m 3 (2)继续向容器中倒入质量为280 g 的水后A 漂浮,此时受到的浮力F 浮=1 N ,排开水的体积:V 排2=F 浮ρ水g = 1 N 1×103 kg/m 3×10 N/kg=1×10-4 m 3 开始时倒入水的质量:m 水1=ρ水V 水1=1×103 kg/m 3×1.2×10-4 m 3=0.12 kg =120 g 容器内水的体积:V 水=m 水ρ水=120 g +280 g 1 g/cm 3=400 cm 3=4×10-4 m 3 容器内水和排开水体积之和:V =V 水+V 排=4×10-4m 3+1×10-4 m 3=5×10-4 m 3 由V =S 容h 得容器内水深:h =V S 容=5×10-4 m 35×10-3 m 2=0.1 m 水对容器底部的压强:p =ρ水gh =1×103 kg/m 3×10 N/kg ×0.1 m =1 000 Pa (3)由题意可得,取出的那部分物体的体积: V ′=12V 排2=12×1×10-4 m 3=0.5×10-4 m 3物体的密度:ρA =m A V A =0.1 kg 2×10-4m 3=0.5×103 kg/m 3由ρ=mV得,取出的那部分物体的质量m ′=ρA V ′=0.5×103 kg/m 3×0.5×10-4m 3=2.5×10-2 kg取出的那部分物体的重力:G ′=m ′g =2.5×10-2 kg ×10 N/kg =0.25 N 待剩余部分再次静止后,容器底部受到压力减少量:ΔF =G ′=0.25 N 所以,容器底部受到压强减小量: Δp =ΔF S 容=0.25 N 5×10-3 m 2=50 Pa 9. 解:(1)p 水=ρ水gh =1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×(0.20 m -0.08 m)=1 200 Pa (2)因为A 漂浮在水中,所以F 浮=G A =8 N(3)当A 漂浮在水中时,G A =F 浮,即ρA gV =ρ水gV 浸,所以ρA =V 浸V ρ水=45×1.0×103 kg/m 3=0.8×103 kg/m 3(4)当A 浸没在水中时,小球B 对A 的拉力F =15ρ水gV =14ρ水g (45V )=14F 浮=14×8 N =2 N ,小球B 受到的力:G B =F B 浮+F ,即ρB gV B =ρ水gV B +F ,则V B =F(ρB -ρ水)g =2 N (1.8×103 kg/m 3-1×103 kg/m 3)×10 N/kg=2.5×10-4 m 3. 类型3 杠杆类1. 解:(1)如答图所示第1题答图杠杆在水平位置①时,根据杠杆平衡条件可知: 拉力F ×L OA =G ×12L OA ,解得F =25 N(2)若考虑杆重和O 处的摩擦, ①重物上升的距离h =12s =0.1 m拉力所做的有用功W 有=Gh =50 N ×0.1 m =5 J②拉力克服杠杆重力所做的额外功W 额1=G 杆h =5 N ×0.1 m =0.5 J W 额=W 额1+W 额2=0.5 J +0.5 J =1 J拉力所做的总功W 总=W 有+W 额=5 J +1 J =6 J F =W 总s =6 J 0.2 m=30 N该装置的机械效率η=W 有W 总×100%=5 J6 J ×100%≈83.3%2. 解:(1)绳子的拉力为F A根据杠杆平衡条件:F 1L 1=F 2L 2可得,F A ·OA =G 2·OB F A =G 2·OB OA =20 N ×10 cm20 cm=10 N (2)由于p =F S 即F 支=F 压=pS =2×103 Pa ×100×10-4 m 2=20 N重物G 1受重力、绳子向上的拉力F A 及地面对它的支持力F 支 G 1=F A +F 支=10 N +20 N =30 N m =G 1g =30 N 10 N/kg=3 kgρ=mV =3 kg(0.1 m )3=3×103 kg/m 3 (3)设物体G 2运动到距离O 点为L 处时,G 1对地面的压力刚好为零,此时绳子上的拉力为F A ′=G 1根据杠杆平衡条件,可得F A ′·OA =G 2·L ,则L =F A ′·OAG 2=30 N ×20 cm20 N=30 cm 物体G 2运动的距离s =L -OB =30 cm -10 cm =20 cm 物体G 2运动的时间t =s v =20 cm5 cm/s=4 s3. 解:(1)根据二力平衡,起重机匀速提起重物的力: F =G =mg =1.0×103 kg ×10 N/kg =1×104 N起重机对重物所做的功:W =Gh =1×104 N ×24 m =2.4×105 J 起重机对重物所做的功率P =W t =2.4×105 J100 s =2.4×103 W机械效率η=WW 总×100%= 2.4×105 J 3×103 W ×100 s ×100%=80 %(2)根据杠杆平衡条件:F 1L 1=F 2L 2,即m A g ×(AB -OB )=m B g ×OB 则OB =m A ×AB m A +m B =1×103 kg ×20 m1×103 kg +4×103 kg =4 m4. (1)如答图所示第4题答图解:(2)根据题图可知:杠杆AO 1B ,支点为O 1;杠杆O 2CE ,支点为O 2;设脚对A 点的作用力为F ,顶杆对B 点的作用力为F 1,顶杆对桶盖上C 点的作用力为F 2,根据杠杆平衡条件有:F ×AO 1=F 1×O 1B ① G ×DO 2=F 2×CO 2 ② 由于F 1=F 2,G =mg ,所以有①②得F ×AO 1G ×DO 2=O 1B CO 2,又O 2D =12O 2E =30 cm则F =O 1B ×DO 2CO 2×AO 1×mg =18 cm ×30 cm5 cm ×10 cm ×0.5 kg ×10 N/kg =54 N(3)桶盖在竖直方向上移动的距离h =O 2D sin30°=30 cm ×12=15 cm桶盖克服重力做的功W =Gh =mgh =0.5 kg ×10 N/kg ×0.15 m =0.75 J类型4 滑轮类1. 解:(1)重物上升的高度h =2 m ,绳的自由端上升s =6 m拉力做的功:W 总=Fs =150 N ×6 m =900 J 拉力的功率P =W 总t =900 J20 s =45 W(2)有用功W 有=Gh =360 N ×2 m =720 J 滑轮组的机械效率:η=W 有 W 总×100%=720 J900 J ×100%=80%(3)额外功:W 额外= W 总-W 有=900 J -720 J =180 J 动滑轮的重:G 动=W 额外h =180 J2 m=90 N 人对地面的压力:F ′=pS =2.0×104 Pa ×4×10-2 m 2=800 N 人拉绳的力:F ″= F ′-G 人=800 N -640 N =160 N 物重G 物,不计绳重和摩擦,则有:3F ″=G 物+G 动 G 物=3F ″-G 动=160 N ×3-90 N =390 N2. 解:(1)由η=W 有W 总×100%得:此滑轮组的机械效率η=G 02F ×100%=G 02×62.5 N×100%=80%,解得G 0=100 N(2)由于A 的重力已知,则B 的重力为G B =G 0-G A =100 N -60 N =40 N ,根据杠杆平衡条件,G A ×12a =G B ×12b ,代入数据得60 N ×12a =40 N ×12b解得a ∶b =2∶3 (3)由密度计算公式得ρA =G A S A ×a ×g ,ρB =G BS B ×b ×g将a ∶b =2∶3,S A ∶S B =3∶2代入解得ρA ∶ρB =3∶23. 解:(1)由图可知,滑轮组中由3段绳子承担重物,则物体上升的速度为:v 物=13v =13×1.2 m/s =0.4 m/s物体由井底拉至井口需要的时间:t =s v 物=h v 物=10 m0.4 m/s =25 s(2)滑轮组的机械效率为:η1=W 有W ×100%=Gh Fs ×100%=Gh F 拉×3h ×100%=G3F 拉×100%=4.2×103 N3×2×103 N×100%=70%(3)由题意可知,汽车受到的阻力为:f =0.05 G 车=0.05×3×104 N =1 500 N汽车匀速直线运动,受到平衡力作用,在水平方向上,汽车受到向右的牵引力、向左的拉力、向左的阻力作用,由力的平衡条件可得牵引力:F 牵=F 拉+f =2×103 N +1 500 N =3 500 N 汽车运动的距离:s 车=3h =3×10 m =30 m牵引力做功为:W 牵=F 牵s 车=3 500 N ×30 m =1.05×105 J需要消耗的汽油完全燃烧放出的热量:Q =W 牵η2=1.05×105 J 25%=4.2×105 J消耗汽油的质量:m =Q q = 4.2×105 J 4.2×107 J/kg=0.01 kg 4. 解:(1)由p =F S可得,当绳端未施加力时,A 对地面的压力:F 压=pS =3 000 Pa ×0.14 m 2=420 N因为物体A 在水平地面上,所以物体A 的重力:G A =F 压=420 N物体A 的质量:m A =G A g =420 N 10 N/kg=42 kg (2)用滑轮组匀速提升物体A 时,不计绳重和摩擦,则滑轮组的机械效率:η=W 有W 总×100%=Gh (G +G 动)h ×100%=G G +G 动×100%=420 N 420 N +G 动×100%=84% 解得动滑轮重力:G 动=80 N(3)用此滑轮组使物体A 以0.2 m/s 的速度匀速上升5 s ,则物体A 上升的高度:h =v t =0.2 m/s ×5 s =1 m由图可知n =2,则拉力端移动距离:s =nh =2×1 m =2 m不计绳重和摩擦,则绳端的拉力:F =12(G A +G 动)=12×(420 N +80 N)=250 N 拉力做的功:W 总=Fs =250 N ×2 m =500 J5. 解:(1)根据公式P =W t得:电动机对绳子的拉力做的功 W =Pt =200 W ×50 s =1×104 J(2)装置所做的有用功: W 有=Gh =800 N ×10 m =8×103 J动滑轮的效率为η1=W 有W 总×100%=8×103 J 1×104 J×100%=80% 因动滑轮的效率与整个装置的效率之比为η1∶η2=5∶4所以η2=45η1=45×80%=64% 则电动机消耗的电能W 电=W 有η2=8×103 J 64%=1.25×104 J (3)由η1=G 物G 物+G 动×100%得: G 动=G A (1-η1η1)=800 N ×(1-80%80%)=200 N 电动机对钢架的压力F =m 电g +12(G A +G 动)=1 000 N +500 N =1 500 N 电动机对钢架的压强p =F S =1 500 N 0.05 m 2=3×104 Pa 6. 解:(1)建材的重力:G 1=m 1g =10 kg ×10 N/kg =100 N由甲图可知,n =2,由乙图像可知,当重物G 1=100 N 时,η1=50%由η=G nF 可得:F 1=G 1n η1=100 N 2×50%=100 N (2)由甲图可知,n =2,则1min 绳子自由端移动的距离s =2h =2×12m =24m ,拉力做的功:W =Fs =200 N ×24 m =4 800 J拉力的功率:P =W t =4 800 J 60 s=80 W (3)由(1)知,当提升100 N 重物时,拉力F 1=100 N由于机械间摩擦及绳重忽略不计,G 动=nF 1-G 箱-G 1=2×100 N -100 N -50 N =50 N当η2=60%时,由η=W 有用W 总×100%=W 有用W 有用+W 额×100%=G G +G 动+G 箱×100%可得,此时的物重:G 2=η2(G 动+G 箱)1-η2=60%×100 N1-60%=150 NF 拉=G 2+G 动+G 箱n =150 N +50 N +50 N 2=125 N p =F S =G 人-F 拉S =750 N -125 N 0.05 m 2=12 500 Pa 类型5 斜面类1. 解:(1)有用功:W 有用=Gh =mgh =50 kg ×10 N/kg ×2 m =1 000 J(2)斜面倾角为30°,斜面高为2 m ,所以斜面长为s =2h =2×2 m =4 m拉力做的总功:W 总=Fs =400 N ×4 m =1 600 J斜面的机械效率:η=W 有用W 总×100%=1 000 J 1 600 J ×100%=62.5% (3)使用斜面做的额外功:W 额=W 总-W 有用=1 600 J -1 000 J =600 J由W 额=fs 得摩擦力:f =W 额s =600 J 4 m=150 N 2. 解: (1)F 压=pS =8 660 Pa ×0.1 m 2=866 N(2)G =mg =100 kg ×10 N/kg =1 000 NW 有=Gh =1 000 N ×5 m =5 000 J当物体提升5 m 时,绳子末端移动的距离为s =2L =2×10 m =20 mW 总=Fs =312.5 N ×20 m =6 250 J ,W 额=W 总-W 有=6 250 J -5 000 J =1 250 J ,η=W 有W 总×100%=5 000 J 6 250 J×100%=80% 由于斜面光滑且不计绳重及滑轮与绳之间的摩擦,所以额外功就是克服动滑轮重力所做的功,则 G 动=W 额h =1 250 J 5 m=250 N (3)拉力所做的功用于提升物体和动滑轮,W 总′=F 最大s =500 N ×20 m =1×104 JW 有=W 总-W 额=1×104 J -1 250 J =8 750 JG 最大=W 有h =8 750 J 5 m =1 750 N。
