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初中物理力学计算题专项训练.doc
计算题专项练习一. 压强浮力1．人民公园绿化带内有一个喷水管，其管口与为其供水的水塔内的水面高度差h=20m ，管口的内截面的面积 S=4× 10-4㎡．开关打开时管口喷水速度V=20m/s，水从管口喷出到落地所用的时间 t=．求：（1）开关关闭不喷水时，管口处受到水产生的压强；（2）开关打开喷水时，空中水柱的质量．2．如图所示，在水平桌面上静止放着一杯水，已知杯和水的总质量为，水面距杯底高度为6× 10-2m，杯底与桌面的接触面积为× 10-3m2， g=10N/kg ，求：（1）杯和水的总重力；（2）杯对桌面的压强；（3）水对杯底的压强．3．随着电热水器的不断改进，右图所示的电热水壶深受人们的喜爱．它的容积为 2L，壶身和底座的总质量是，底座与水平桌面的接触面积为250cm2，装满水后水深16cm．（ρ水 =× 103kg/m 3）求：（1）装满水后水的质量；（2）装满水后水对电热水壶底部的压强；（3）装满水后桌面受到的压强．4．在打捞海底沉船时，常用水下机器人潜入水下打捞船上物品，已知ρ海水 =× 103kg/m 3．（1）机器人在水下 70m 处受到海水产生的压强是多大（ 2）某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为、密度为×103kg/m 3的物体静止不动，求该力的大小．（3）若机器人在水下运动时，所受海水阻力与速度的关系如图所示，求机器人在水下以s 的水平速度匀速运动时，机器人水平推进力的功率．5．如图所示，水平桌面的正中央放着一个圆形鱼缸，重为30N，其底面积为 1200cm 2．鱼缸内装有深的水，水的质量是27kg．请计算：（1）鱼缸内所装水的重力；（2）鱼缸底部受到的水的压强；（3）鱼缸对桌面产生的压强．6．如图所示，底面积为S 的圆筒形容器，高h ，装有体积是V 的水，水底有一静止的边长为L 的正方体实心铝块，密度为ρ 1，水的密度ρ 水．求：（1）水对筒底的压强；（2）铝块受到的支持力；（3）近来科学家研制出一种更轻的泡沫铝，密度为ρ2，且ρ 2 小于ρ水，欲使铝块离开水底，可以给铝块粘贴一块实心泡沫铝，求泡沫铝的最小质量．7．水平桌面上放置底面积为 80cm2，质量为 400g 圆筒，筒内装有 16cm 深的某液体，弹簧测力计悬挂底面积为40cm2、高为 8cm 的圆柱体，从液面逐渐浸入直到浸没，弹簧测力计示数 F与圆柱体浸入液体深度 h 的关系如图所示．（圆筒的厚度忽略不计，筒内液体没有溢出）求：（1）圆柱体浸没在液体中所受浮力是多少（2）筒内液体的密度是多少（3）圆柱体浸没时，圆筒对桌面的压强是多少8．我国自主研制的“蛟龙号”深水探测器于2012 年试验成功下潜到7026m 深度，它标志着我国已进入了深海潜水先进国家之列．（为计算方便，ρ海水 =× 103kg/m 3， g=10N/kg ）求：（ 1）“蛟龙号”下潜到海面下 5000m 时，受到海水的压强为多少帕（2）此时，海水对面积为观测窗产生多大的压力（3）若蛟龙号的体积为 70m3，当它浸没在海水中，受到的浮力是多少牛9．如图所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上方连有正方体木块A，容器侧面的底部有一个由阀门 B 控制的出水口，当容器中水深为20cm 时，木块 A 有 3/5 的体积浸在水中，此时弹簧恰好处于自然状态，即没有发生形变（已知水的密度为×103kg/m 3，不计弹簧所受的浮力，g 取 10N/kg ）（1）求此时容器底部受到水的压强；（2）求木块 A 的密度；（3）先向容器内缓慢加水，直至木块A 刚好完全浸没在水中，此时弹簧对木块的作用力为F1，再打开阀门A 的作用力为B 缓慢放水，直至木块F2，求 F1与 F2之比．A 完全离开水面时，再关闭阀门B，此时弹簧对木块10．随着我国经济的不断增长，国防力量也在加强，我国第一艘航空母舰“辽宁号”已正式交接．根据某航母的主要参数值列式计算：（ g=10N/kg ，ρ海水 =× 103kg/m 3）求：（ 1）求每架舰载飞机对甲板的压强．（2）求航母所受的总重力和浮力的大小．（3）若航母以正常航行速度匀速从甲地开往乙地，行驶了 540km ．求此过程中航母牵引力的功率．（4）若其中一架舰载飞机起飞后，求航母排开海水的体积减少了多少主要参数值航母总质量（包括舰载飞机）6×107kg每架舰载飞机的质量5150kg每架舰载飞机与甲板的总接触面积5000cm 2航母正常航行速度54km/h航母以正常航行速度行驶时所受阻力×108N11．有一质地均匀的实心圆柱体，重 5N，高 10cm．将它挂在弹簧测力计下，然后竖直浸入到装有足够多水的容器中，当它刚好完全浸没时，弹簧测力计示数为 3N，如图所示． g 取 10N/kg ，求此时（1）圆柱体所受到的浮力大小；（2）圆柱体下表面所受到水的压强；（3）圆柱体的密度．12．我国首台自行设计、自主集成研制的“蛟龙号”载人深潜器于 2012 年 6 月顺利完成工作设计深度 7000m 的海试任务．（海水密度取ρ海水 =× 103kg/m 3， g 取 10N/kg ）：（1）当“蛟龙号”下潜到达 7000m 深度时，受到海水的压强是多少（2）“蛟龙号”完成海试任务后，上浮最终漂浮在海面上，现在由起重装置将其匀速竖直调离水面，起重机起吊拉力的功率随时间的变化图象如图所示，图中P2=2P1．已知“蛟龙号”的总质量为× 104kg，求 t 1时刻“蛟龙号”排开水的体积（不考虑水的阻力）．13．如图所示，体积为 V=200cm3的木块在绳子拉力 F=的作用下完全浸没在水中（ g=10N/kg ，ρ水 =× 103kg/m 3，绳子重力不计）．求：（1）木块此时受到浮力．（2）木块的重力．（3）剪断绳子，木块静止时排开水的体积．二．功，功率，机械效率14．一辆汽油和电力混合动力轿车，仅凭汽油动力在平直公路上以v1=90km/h 匀速行驶时，输出功率 P=50kW．当驾驶员看到前方55m 处有超速违章拍照装置（限速70km/h ）时，在保持输出功率不变的情况下，立即启动充电装置给电池充电，达到使轿车减速的目的，轿车行驶 3s 后，速度减为 v2=70km/h ，在这一段时间内，轿车的平均速度为v=72km/h ，发动机输出功率的 80%用于充电，充电效率为50%．轿车在上述过程中所受阻力保持不变．（1）求轿车所受阻力的大小；（2）通过计算判断轿车是否会因为超速而被拍照；（3）若将上述过程充电所获电能全部用来维持90km/h 匀速行驶，求轿车行驶距离．15．如图所示是一辆新型坦克，其质量为 20t，发动机的额定功率为 1000kw ，每条履带与水平地面的接触面积为 2m 2． g 取 10N/kg ，求：（1）坦克的重力．（2）坦克静止时对水平地面的压强；（3）坦克以额定功率行驶 10min ，发动机所做的功．16．如图所示，为了学生的安全我省购置了一批“大104kg．车鼻子”校车，校车满员时人和车的总质量为×轮的总着地面积为．校车以36km/h的速度在平直公路上匀速直线行驶10min ，所受阻力是总重力的倍．请计算：（ g=10N/kg ）（1）满员的校车静止在水平地面上时对地面的压强．（2）校车在这 10min 内行驶的路程．（3）满员的校车在这 10min 内牵引力做的功及其功率．17．电动自行车骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力．张老师骑着电动自行车，沿着公园的水平道路匀速行驶，在30min 内，电动车行驶了9km ，此时车上电动机的工作电压为 32V，工作电流为 4 A．（1）若该车和人共重1000N，行驶时轮胎与地面的接触面积共为×10-3m2．那么车对地面的压强多大（2）若车在行驶过程中所受阻力为20N，则这段路程内该车克服阻力所做的功为多少（3）该电动车的效率是多少（保留一位小数）18．如图某索道最高处到最低处全长3000m ，上下高度差为600m ，吊车与钢索的总接触面积为，吊车承载两人后的总重力为2500N．（1）求此吊车在水平索道上静止时钢索承受的压强．（2）求此吊车从索道最高处运行到最低处重力所做的功．（3）当此吊车从索道最高处以2m/s 的速度匀速运行到最低处，求总重力的功率．19．压路机是一种利用碾轮的碾压作用，使土壤、路基垫层和路面铺砌层压实的工程机械，广泛用于筑路、筑堤和筑坝等工程．某型号压路机质量为3× 104千克，发动机和额定功率为 120 千瓦， g 取 10 牛 / 千克．求：（1）如图所示该压路机在沥青路面辗压时，压路机对水平路面的压强为 2 ×105帕，压路机对水平路面的压力为多少牛压路机与路面的接触面积为多少米2（2）该压路机发动机正常工作，压路机在沥青路面上行驶 500秒，发动机所做的功为多少焦（ 3）该压路机发动机正常工作，压路机在水平地面以 4 米 /秒的速度匀速直线行驶，则压路机的牵引力为多少牛压路机受到的阻力为多少牛20．（ 2013?鄂州）鄂州是一座具有悠久历史和灿烂文化的城市，三国时期吴王孙权在此建都，以武而昌，当时称此地为武昌．“千年往事人何在，遗迹犹存说仲谋．”目前国内最大的孙权雕像矗立在鄂州江滩孙权广场，如150t ，图所示，该雕像用花岗岩雕刻而成，总高，质量底座与地面的接触面积是30m2．求：（1）雕像对地面的压强是多少（2）在搬运过程中，起重机在30s 内将该雕像匀速竖直提高了2m，则起重机的拉力对雕像所做的功和功率分别是多少21．小明用如图所示滑轮组将一个放在水平地面上的物体匀速拉动，物体移动了3m，物体重为 2000N，与地面的接触面积为，运动过程中物体受到的摩擦力为450N，绳子自由端受到的拉力 F 为 200N，求：（1）物体对地面的压强；（2）拉力 F 做的功；（3）该装置的机械效率．22．随着人们生活水平的提高，不少居民小区都配备了健身房．小明每个周末回家都会到健身房锻炼，如图所示是小明最喜爱的用于锻炼臂力的健身拉力器结构示意图．如果小明每次向下拉动拉杆时，拉力为F=250N，在内使质量为m=20kg 的配重块匀速升高到 h=40cm 后放手让其自由落下．不计拉杆和绳的重力， g 取 10N/kg ．求：（1）小明拉动拉力器的功率 P；（2）小明拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功；（3）在小明锻炼过程中拉力器的机械效率η．23．为了监测水库的水位，小明设计了利用电子秤显示水库水位的装置．该装置由长方体 A 和 B、滑轮组、轻质杠杆 CD、电子秤等组成，且杠杆始终在水平位置平衡，OC：力 GA=600N， B 所受的重力 GB=110N；当水位上涨到与 A的上表面相平时，水面到水库底部的距离h=20m ．不计滑轮和绳的重力与摩擦．已知水的密度为×103kg/m 3．求：（1）水库底部受到水的压强；（2） A 受到的浮力；（3）此时电子秤受到 B 对它的压力．24．某工程队在一次水下施工作业中，用如图20 所示的滑轮组将浸没在河底的实心物体从深水中吊起．物体的密度为×103kg/m 3，体积是，所用的拉力 F 是× 104N，物体在 20s 内匀速上升了 2m （未露出水面），不计水的阻力．求：（ 1）物体受到的重力；（ 2）物体受到的浮力；（ 3）拉力 F 做功的功率；（ 4）滑轮组的机械效率．25．某同学用滑轮组从装满水的水井中将一铁块匀速提升了2m（铁块始终未露出水面）．已知铁块体积，铁块的密度为× 103kg/m 3．（滑轮的重力和摩擦不计， g=10N/kg）求：（1）铁块的重力大小；（2）绳子 AB 给铁块的拉力大小；（3）在此过程中人做的功．26．如图，物体重 100N，圆柱形容器底面积为400cm2，内盛有 65cm 深的水，当用图中滑轮组将物体浸没在水中后，容器中水面上升到70cm，物体完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为80%（不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦及水的阻力）．ρ水 =× 103kg/m 3， g 取 10N/kg ．求：（1）物体浸没在水中后，水对容器底增加的压强．（2）物体浸没在水中时受到的浮力．（3）若把物体完全拉出水面后，滑轮组的机械效率．27．如图所示，有一粗细均匀，重为40N，长为 4m 的长木板 AB，置于支架上，支点为0，且 AO=1m，长木板的右端 B 用绳子系住，绳子另一端固定在C 处，当长木板 AB 水平时，绳与水平成30°的夹角，且绳子所能承受的最大拉力为60N．一个重为50N 的体积不计的滑块 M 在 F=10N 的水平拉力作用下，从 AO 之间某处以 V=1m/s的速度向 B 端匀速滑动，求：①滑块匀速运动时所受的摩擦力的大小②当滑块匀速运动时拉力 F 做功的功率③滑块在什么范围内滑动才能使AB 保持水平．28． 2011 年，湖北省委、省政府作出实施“壮腰工程”、加快发展荆州振兴的决定．某大型企业决定趁此良机来荆州投资，在进驻荆州国家级开发区后的厂房建设中，需要利用某机车把重为1×105N 的材料沿与水平地面成30°角的斜坡以1m/s 的速度匀速从底部拉上坡顶，如图所示．已知斜坡的长度为 15m ，机车的牵引功率为 6×104W ．（1）机车把材料从斜坡底部拉到顶端的时间是多少（2）机车对材料做的总功是多少（3）机车把材料拉上坡顶的过程中的机械效率是多少。
力学中的计算方法(方程求根)
ˆK x
Fixed-Point Iteration ( x K 1 x K ) 2 xK x K 2 x K 1 x K 2
y=x
x0 , x1 g( x0 ), x2 g( x1 ), ˆ 0 , x3 g( x2 ), x ˆ 1 , x4 g( x3 ), x ... ...
0 f ( x*) f ( x0 ) f ( x0 )( x * x0 ) y
x* x0
f ( xk ) x k 1 x k f ( x 线性 /* linear */ k)
f ( x0 ) f ( x0 )
x*
x
x0
只要 f C1，每一步迭代都有 xk x * ， f ’( xk ) 0， 而且 lim k 则 x*就是 f 的根。
1 | x k 1 x k | | x * xk | 1 L
L | x1 x0 | | x * xk | 1 L
k
( k = 1, 2, … )
且存在极限
lim
k
x * x k 1 g x * x * xk
Fixed-Point Iteration
1 | x k 1 x k | ? ④ | x * xk | 1 L | x k 1 x k | | x * x k | | x * x k 1 | | x * x k | L | x * x k | | x k 1 x k | 来 Lk 可用 | x1 x0 | ? ⑤ | x * xk | 1 L 控制收敛精度
Bisection Method
When to stop?
流体力学计算题
6．高压管末端的喷嘴如图，出口直径d=10cm，管端直径D=40cm，流量Q=0.4m3/s，喷嘴和管以法兰盘连接，共用12个螺栓，不计水头损失，不计水和管嘴的重量，求每个螺栓受力为多少。
[1]
7．矩形断面的平底渠道。已知渠道宽度B=2.7m，渠道河床在某断面有一上升坎，坎高度h1=0.5m，坎上游渐变流断面上的水深H=2m，坎后水面下降h2=0.15m，忽略边壁和底部摩擦阻力，试求水流对底坎的推力R。
[1]
10．一水平放置的突然扩大管路，直径由d1=50mm扩大到d2=100mm，在扩大前后断面接出的双液比压计中上部为水，下部为=15.7kN/m3的四氯化碳，当流量Q=16 m3/h时的比压计读数h=173mm，求突然扩大的局部阻力系数，并与理论计算值进行比较。
【题型：计算】【100分】【限300个汉字以内】
[1]
11．直径为0.5m的通风管道，流动属紊流粗糙区，当空气流量为3m3/s，在400m长的管段上的压差值为20cm水柱高，温度为10ºC时的空气密度为1.25kg/m3，沿程摩阻系数。求管壁的当量粗糙高度ks。
【题型：计算】【100分】【限300个汉字以内】
[1]
12．薄壁孔口出流，直径d=2cm，。水箱水位恒定H=2m，试求：（1）孔口流量Q；（2）此孔口外接圆形管嘴的流量Qn；（3）管嘴收缩断面的真空高度。
[1]
4．有一圆滚门，长度l=20m，直径D=4m，上游水深H1=4m，下游水深H2=2m。求作用于圆滚门上的水平和铅直分压力。
1]
5.钢储罐内装满10°C的水，密封加热到75°C，在加热增压的温度和压强范围内，水的热膨胀系数α= 4.1×10-4/°C，体积弹性模量E= 2×109 N/m2，罐体坚固，假设容积不变，试估算因加热罐壁承受的压强。
力学中各种公式的计算
力学中各种公式的计算力学是物理学的一个重要分支，研究物体受力的规律及其运动状态。
在力学中，有许多重要的公式用于计算各种物理量。
在本文中，我将为您介绍力学中一些常用的公式，并提供相应的计算方法。
1. 力的公式（F=ma）：力（F）等于物体的质量（m）乘以物体的加速度（a）。
这个公式用于计算物体所受的力。
如果已知物体的质量和加速度，可以通过乘法运算得到物体所受的力。
2. 动能的公式（K=½mv²）：动能（K）等于物体的质量（m）乘以物体的速度的平方（v²）再除以2、这个公式用于计算物体的动能。
如果已知物体的质量和速度，可以通过乘法和除法运算得到物体的动能。
3. 动量的公式（p=mv）：动量（p）等于物体的质量（m）乘以物体的速度（v）。
这个公式用于计算物体的动量。
如果已知物体的质量和速度，可以通过乘法运算得到物体的动量。
4.力与位移的公式（W=Fs）：力（F）等于物体所受的作用力，位移（s）是物体移动的距离。
这个公式用于计算力对物体进行的位移所做的功（W）。
如果已知力和位移，可以通过乘法运算得到功。
5.功率的公式（P=W/t）：功率（P）等于做功（W）的速率。
这个公式用于计算物体的功率。
如果已知做功和时间，可以通过除法运算得到功率。
6.动能定理（W=ΔK）：根据动能定理，当物体受到合力的作用时，物体的动能会发生变化，动能的变化等于合外力（W）对物体所做的功。
这个公式用于计算物体动能的变化。
如果已知外力和动能的变化，可以通过等式计算功。
7. 运动学方程（v=u+at）：当物体的初速度（u）、加速度（a）和时间（t）已知时，可以使用运动学方程计算物体的末速度（v）。
根据公式，最终速度等于初速度加上加速度乘以时间。
8. 自由落体公式（h=½gt²）：自由落体公式用于计算自由落体运动中物体的下落距离（h）。
根据公式，下落距离等于重力加速度（g）的一半乘以时间的平方。
力学计算
力学计算一、公式1、速度：v=s/t→1m/s=3.6km/h2、密度：ρ=m/v→1g/ cm3 =1×103kg/m33、重力：G=mg→g=9.8N/kg4、压强：p=F/S p=ρgh5、浮力：F浮=G排=ρ液gV排→G物=ρ物gV物6、杠杆：F1l1=F2l27、滑轮组(不计绳重、摩擦)：F=(G物+G动)/n→G动=nF-G物G物=nF-G动→s=nh、v绳=nv物8、功：W=Fs=Pt→竖直：W=Gh9、功率：P=W/t P=W/t=Fs/t=Fv10、机械效率：η =W有/W总（1）有用功：W有=Gh(竖直) W有=fs物(水平)（2）额外功：机械自重机械摩擦（3）总功：W总=W有+W额=Fs（4）滑轮组：①竖直：η =W有/W总=Gh/Fs= Gh/F·nh=G/nF(任何情况)②竖直：η =W有/W总= G物h/ G物h+G动h= G物/ G物+G动(不计绳重、摩擦)③水平：η =W有/W总=fs物/Fs= fs物/F·n s物=f/nF(任何情况)④浮力：G物→G物-F浮二、步骤：1、记住公式2、根据已知条件选择公式3、如果利用公式不能直接求出，就利用方程三、思路：1、正推法：已知条件→所求问题2、倒推法：所求问题→已知条件。
力学计算公式大全
力学计算公式大全一、力（F）相关。
1. 重力（G）计算公式：G = mg。
这里的m就是物体的质量，单位是千克（kg）；g是重力加速度，约等于9.8N/kg（在一些粗略计算里也可以取10N/kg）。
就好比你有个10千克的大西瓜，那它受到的重力G = 10kg×9.8N/kg = 98N，这就相当于地球使劲儿拽着这个西瓜的力量。
2. 弹簧弹力（F = kx）这里的k是弹簧的劲度系数，它就像弹簧的脾气，硬弹簧k值大，软弹簧k值小，单位是牛每米（N/m）；x是弹簧的伸长量或者压缩量，单位是米（m）。
比如说有个弹簧，劲度系数k = 50N/m，你把它拉长了0.2米，那弹簧对你的弹力F =50N/m×0.2m = 10N，就像弹簧在说“你拉我，我就给你个反作用力”。
3. 摩擦力（f）（1）静摩擦力：这个静摩擦力可调皮了，它没有一个固定的计算公式。
它的大小等于外力的大小，但是有个上限，就是最大静摩擦力f_max=μ_sN。
这里的μ_s是静摩擦因数，N是接触面间的正压力。
就好比你想推动一个箱子，你开始轻轻推，静摩擦力就和你用的力一样大，你慢慢加大力气，静摩擦力也跟着变大，直到达到最大静摩擦力，箱子就开始动了。
（2）滑动摩擦力：f=μ N。
这个μ是滑动摩擦因数，N还是接触面间的正压力。
比如说有个木块在水平木板上滑动，木块重10N，木板对木块的支持力N = 10N，如果滑动摩擦因数μ = 0.3，那滑动摩擦力f = 0.3×10N = 3N，就像木板在扯着木块的后腿，不让它跑得那么顺畅。
二、压强（p）相关。
1. 固体压强（p=\frac{F}{S}）这里的F是压力，单位是牛（N）；S是受力面积，单位是平方米（m^2）。
比如说你有个小脚丫，面积S = 0.02m^2，你站在地上，体重G = 500N，那你对地面的压强p=(500N)/(0.02m^2) = 25000Pa。
这就好比你用你的体重这个力，压在你脚丫子这么大的面积上，对地面造成的“压力效果”。
力学计算
力学速度:V=S/t重力:G=mg密度:ρ=m/V压强:p=F/S液体压强:p=ρgh浮力:F浮＝F’－F (压力差) F浮＝G－F (视重力)F浮＝G (漂浮、悬浮)阿基米德原理: F浮=G排＝ρ液gV排杠杆平衡条件:F1 L1＝F2 L2理想斜面: F/G＝h/L理想滑轮:F=G/n实际滑轮:F＝(G＋G动)/ n (竖直方向) 功:W＝FS＝Gh (把物体举高)功率:P＝W/t＝FV功的原理:W手＝W机实际机械: W总＝W有＋W额外机械效率: η＝W有/W总滑轮组效率:η＝G/ nF(竖直方向)η＝G/(G＋G动) (竖直方向不计摩擦)η＝f / nF (水平方向)常用物理量光速:C＝3×108m/s (真空中)声速:V＝340m/s (15℃)人耳区分回声:≥0.1s重力加速度:g＝9.8N/kg≈10N/kg标准大气压值:760毫米水银柱高＝ 1.01×105Pa水的密度:ρ＝1.0×103kg/m3水的凝固点:0℃水的沸点:100℃水的比热容:C＝4.2×103J/(kg·℃)元电荷:e＝1.6×10-19C一节干电池电压:1.5V安全电压:≤36V家庭电路电压:220V单位换算:1m/s＝3.6km/h1g/cm3＝103kg/m31kw·h＝3.6×106J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＝1700N。
（不考虑摩擦及水的阻力，g取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）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。
答案：(1)m=ρV=3.5×103kg/m3×0.16m3=560kgF浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.16m3=1600N(2)F=G-F浮=mg-F浮=560kg×10N/kg-1600N=5600N-1600N=4000Nη=(W有用/W总)×100%=(F′×h)/(F×s)×100%=(F′×h)/(F×3h)×100%=(4000N/1700N×3)×100%=78.43% (3) η将变大η=W有用/(W有用+W额) ×100%，W有用增大，而W额不变，所以η变大超高压水切割又称“水刀”，它是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”，对切割表面产生108～109Pa的压强。
力学常用计算公式
力学常用计算公式1. 牛顿第二定律牛顿第二定律表明，物体的加速度和作用在其上的合力成正比，反比于物体的质量。
公式为：\[ F = ma \]其中，\( F \) 是物体所受的合力（单位：牛顿），\( m \) 是物体的质量（单位：千克），\( a \) 是物体的加速度（单位：米/秒²）。
2. 动能定理动能定理描述了物体的动能与其所受的合力做功之间的关系。
公式为：\[ W = \frac{1}{2}mv^2 \]其中，\( W \) 是合力对物体所做的功（单位：焦耳），\( m \)是物体的质量（单位：千克），\( v \) 是物体的速度（单位：米/秒）。
3. 力的合成当一个物体受到多个力的作用时，这些力可以合成为一个等效的力。
合成力的大小和方向可以通过矢量相加得到。
如果有两个力\( F_1 \) 和 \( F_2 \)，合成力 \( F_{\text{合成}} \) 的大小和方向可以通过以下公式计算：\[ F_{\text{合成}} = \sqrt{{F_1}^2 + {F_2}^2 +2F_1F_2\cos{\theta}} \]其中，\( \theta \) 是 \( F_1 \) 和 \( F_2 \) 之间的夹角（单位：弧度）。
4. 万有引力定律万有引力定律描述了两个物体之间的引力与它们的质量和距离的关系。
公式为：\[ F = G\frac{m_1m_2}{r^2} \]其中，\( F \) 是两个物体之间的引力（单位：牛顿），\( G \) 是万有引力常数（约等于 \( 6. \times 10^{-11} \, \text{m}^3 \,\text{kg}^{-1} \, \text{s}^{-2} \)），\( m_1 \) 和 \( m_2 \) 是两个物体的质量（单位：千克），\( r \) 是两个物体之间的距离（单位：米）。
5. 力矩公式力矩是描述力对物体产生转动效果的物理量。
力学计算实验报告
一、实验目的本次实验旨在通过实际操作，加深对力学基本概念和计算方法的理解。
通过实验，掌握以下内容：1. 力的合成与分解；2. 物体的受力分析；3. 力矩和力偶的计算；4. 物体平衡条件的应用；5. 力学实验数据的处理和分析。
二、实验原理力学计算实验涉及的主要原理包括：1. 力的合成与分解：根据力的平行四边形法则，将多个力合成一个力，或将一个力分解为两个分力。
2. 物体的受力分析：分析物体所受的力，包括重力、支持力、摩擦力等，并根据力的作用线、作用点等特征进行计算。
3. 力矩和力偶的计算：力矩是力与力臂的乘积，力偶是两个等大、反向、不共线的力。
通过计算力矩和力偶，可以分析物体的转动状态。
4. 物体平衡条件的应用：物体在力的作用下处于平衡状态时，所受的合力为零，合力矩为零。
5. 力学实验数据的处理和分析：对实验数据进行整理、计算和分析，得出结论。
三、实验设备与仪器1. 力学实验台；2. 力学测力计；3. 支撑杆；4. 滑轮；5. 测力计；6. 水平仪；7. 计算器；8. 记录纸。
四、实验步骤1. 实验一：力的合成与分解（1）搭建力学实验台，将测力计固定在实验台上；（2）用测力计分别测量两个力的合力，记录数据；（3）用平行四边形法则计算两个力的合力，并与实验数据进行比较。
2. 实验二：物体的受力分析（1）搭建力学实验台，将物体放置在实验台上；（2）分析物体所受的力，包括重力、支持力、摩擦力等；（3）根据受力分析，计算物体所受的合力，判断物体的运动状态。
3. 实验三：力矩和力偶的计算（1）搭建力学实验台，将物体放置在实验台上；（2）分析物体所受的力，确定力臂；（3）计算力矩和力偶，判断物体的转动状态。
4. 实验四：物体平衡条件的应用（1）搭建力学实验台，将物体放置在实验台上；（2）分析物体所受的力，判断物体的平衡状态；（3）验证物体是否满足平衡条件。
5. 实验五：力学实验数据的处理和分析（1）整理实验数据，进行计算；（2）分析实验数据，得出结论。
力学计算题部分
1、作如图所示多跨梁各段的受力图。
本题考核的知识点是物体的受力分析方法。
解：作ＡＢ段的受力图如图(a)，作ＢＣ段的受力图如图(b)取梁ＢＣ为研究对象。
受主动力1F 作用。
Ｃ处是可动铰支座，它的反力是垂直于支承面的C F ，指向假设垂直支承面向上；Ｂ处为铰链约束，它的约束力可用两个互相垂直的分力Bx F 、By F 表示，指向假设如图。
取梁ＡＢ为研究对象。
Ａ处是固定铰支座，它的反力可用Ax F 、Ay F 表示，指向假设如图；Ｄ处是可动铰支座，它的反力是垂直于支承面的D F ，指向假设向上；Ｂ处为铰链约束，它的约束力是BxF '、By F '，与作用在梁ＢＣ上的Bx F 、By F 是作用力与反作用力的关系，其指向不能再任意假定。
2、桥墩所受的力如图所示，求力系向Ｏ点简化的结果，并求合力作用点的位置。
已知kN F P 2740=，kN G 5280=，kN F Q 140=，kN F T 193=，m kN m ⋅=5125。
本题考核的知识点是平面一般力系的平衡方程和解题方法。
本题是一个平面一般力系向向Ｏ点简化的问题。
解：坐标系如图kN R X 333)140(193-=-+-=' kN R Y8020)2740(5280-=-+-=' 主矢kN R R R YX 9.802622='+'=' 方向1.243338020tan =--=''=XYR R α 主矩m kN M O ⋅=+⨯+⨯=106765125211937.10140注意：①主矢R '由力系中各力的矢量和确定，所以，主矢与简化中心的位置无关。
对于给定的力系，选取不同的简化中心，所得主矢相同。
②主矩由力系中各力对简化中心的矩的代数和确定，简化中心的位置不同，各点对其的矩不同，所以，主矩一般与简化中心的位置有关。
3、如图所示，简支梁中点受力P F 作用，已知kN F P 20=，求支座Ａ和Ｂ的反力。
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力学综合计算题1.杠杆在我国使用久远．古人从水井中提起8kg 的水（如图13所示），若人用50N 的力把绳拉下2.5m ，使水桶上升1m ，求：（1）8kg 的水重多少牛？（2）水桶的容积至少是多少立方米？（3）这次提水，人做的有用功和总功各是多少焦耳？（g 取10N/kg ） 2.（2010梅州）如图12所示，物体A 的质量m =12kg ，在拉力F 的作用下，物体A 以0.1m/s 的速度在水平面上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为12N ，忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力，并且绳子足够长。
求：（1）物体A 与水平面间摩擦力f 的大小；（2）拉力F 的大小；（3）物体A 运动10s 的过程中，拉力F 所做的功。
3．如图所示，AB 是一杠杆，可绕支点O 在竖直平面内转动，AO ：OB=2：3，OD ：DB=1：1，滑轮重为100N 。
当在B 点施加大小为F 的竖直向下的拉力时，杠杆在水平位置平衡，边长为0.2m 的正方体M 对水平地面的压强为7500pa ；当在D 点施加大小为F 的竖直向下的拉力时，杠杆在水平位置平衡，正方体M 对水平地面的压强为15000pa 。
（不计杠杆重、绳重和摩擦，图中各段绳子所受拉力均沿竖直方向）求：（1）正方体M 的受到的重力；（2）拉力F 的大小4.（2010兰州）如图13所示，物重G 为2000N ，斜面长5m ，高3m ，斜面和滑轮组装置的总机械效率为80%，若将重物沿斜面以0.2m/s 的速度拉上来，求：（1）所需拉力F 是多少？ （2）机械的总功率是多少？5.体重为510N 的人，站在水平地面上对地面的压强为p1, .如图20所示，用滑轮组拉物体A 沿水平方向做匀速运动，此时人对地面的压强为p2,压强变化了2750pa 。
已知人一只脚的面积是200cm2，滑轮组的机械效率为80%。
（不计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体A 相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，）。
求：（1）绳对人的拉力；（2）物体A 与地面的摩擦力；（3）若在物体A 上再放一个物体B,滑动摩擦力增大了30N,此时该装置的机械效率是多少？（7分）图D A BO MF A6.某型号电动自行车的主要技术参数如表所示．（1）若该车和人共重l400N ，行驶时两轮胎与地的接触面积共为1.0×10-2m2，那么车对地面的压强多大？（2）在某平直路段上，电动自行车以额定功率匀速行驶时，受到的平均阻力为40N ．此时自行车的动力多大？若行驶速度为7m/s ，则1s 内动力对自行车所做的功是多少？电动自行车的效率多大？（3）与内燃机摩托车相比，电动自行车在环保节能方面有许多优点，请写出其中的两条．空车质量 1180Kg 车身长度 3.8m 满载人员12人 电动机额定电压 48V 满载时轮胎与地接触面积 4×250cm2 最大车速 45Km/h 电动机将电能转换成机械能的效率80%平路连续行驶里程≤80Km（1）每个乘客的质量平均为60kg ，求满载（包含车及全部的人员）时车对水平路面的压强？（2）若观光车在水平路面匀速行驶时受到的阻力为2×103N ，求观光车匀速行驶5km 的过程中，牵引力所做的功？（3）要使牵引力做上述的功，需要提供多少电能？8.太阳能动力车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机驱动的一种新型机动车。
有一种太阳能实验车，它上面的太阳能接收板的有效面积S ＝8m ，天气晴朗且接收板正对着太阳时，每平方米面积上能接收到太阳辐射的功率为P0＝1kw ，太阳能电池产生的电压为U ＝120V ，可供电动机正常工作的电流为I ＝10A 。
求：(1)电动机正常工作时的电功率是多大？太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？（2）若电动机正常工作时，将电能转化为机械能的效率是75％，且该车装满贫物沿水平路面匀速行驶时所获得牵引力是150N ，所受阻力是车与货物总重的0.1倍，则该车匀速行驶时的速度是多大？所装货物质量是多少？(已知车自重900N ，g 取10N ／kg)(3)通过以上介绍及有关计算，你对该车的技术参数及性能有了大致了解，你认为该车能否批量生产投放市场？请简述理由．型号TDR0178Z 无刷电机 48V 400W 铅蓄电池 48V 80Ah 整车质量 80.4kg外包尺寸 1860×530×10509.在南极科学考察中使用的海洋破冰船，其发动机额定功率为1.2×104 kW ，航行于海面上时，它的排水体积为1800m3。
破冰船针对不同的冰层采用不同的破冰方法，其中一种方法是：接触冰面前，船全速航行，船体大部分冲上冰面，就可以把冰压碎。
已知ρ海水＝1.0×103 kg/m3。
g 取10N/kg 。
求：（1）若破冰船以额定功率在海面上以30km/h 的速度匀速前进了20km ，破冰船受到的阻力和破冰船所做的功各是多少？（2）在一次破冰行动中，当船冲上冰面后，船的排水体积变为原来的1/3，船与冰面的接触面积为6 m2，此时破冰船对冰层的压强是多少？10．底面积为50cm2平底圆柱形容器内盛满某种液体后，置于水平桌面中央（容器壁厚度不计），液体的压强与深度关系如图15所示。
现将一个质量为0.08kg 金属块A 用轻质细线悬挂在弹簧测力计下，再缓慢浸没于容器内液体中，待金属块静止后，擦干容器外壁，弹簧测力计的示数如图16所示。
求：（1）液体的密度是多少？（2）金属块排开液体质量是多少？（3）剪断细线，金属块下沉到容器底部，此时容器对桌面的压强比只盛满液体时对桌面压强增大了多少？11.物理兴趣小组同学对物体浮沉条件进行研究．在一个重为4N ，底面积为200cm2的圆柱形薄壁玻璃容器底部，放一个边长为10cm 的正方体物块，然后逐渐向容器中倒水（水始终未溢出）．通过测量容器中水的深度h ，分别计算出该物块所受到的浮力F 浮，并绘制了如图所示的图象．请解答下列问题：（1）分析图象可知，水的深度由0逐渐增加到8cm 前的过程中，物块受到的浮力怎样变化？这一过程中液体对容器底部压强又怎样变化？（2）当容器中水深超过8cm 以后，物块处于什么状态？为什么？（3）将物块取出后，若容器中水重力为20N ，此时容器对水平桌面的压强是多少？（4）物块的密度是多少？图16图15P （×102Pa ）h （cm ）12在弹簧测力计下挂一圆柱体，从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降，圆柱体浸没后继续下降，直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止，如图14-17所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像。
求：（1）分析图像可知，圆柱体重力是________N；（2）圆柱体浸没在水中时，受到的浮力是______N；（3）圆柱体的体积是_________m3；（4）圆柱体的密度是_________kg/m3；（5）分析图像BC段，可得结论：物体浸没液体之前，浸入液体的深度越深，受到的浮力越___（“大”或“小）（6）分析图像CD段，可得结论：______________________________。
13.图（甲）所示是使用汽车打捞水下重物的示意图，汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物，在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度V=0.2m/S向右运动．图（乙）是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t的变化图象，设t=0时汽车开始提升重物，忽略水的重力和滑轮的摩擦，g取10N/㎏．求：（1）圆柱型重物的质量？（2）圆柱型重物的密度？（3）打捞前，圆柱形重物的上表面所受的水的压力？（4）从打捞开始到圆柱形重物刚刚全部露出水面，汽车共对重物做了多少功？14.（10分）如图17所示，某工程队在一次施工作业中，以恒定速度沿竖直方向将质量为5×103kg的圆柱形实心工件从深水中吊起至距水面某一高度。
绳子作用在工件上端的拉力F 的功率P随工件上升高度h变化的图象如图18所示，不计水的阻力（ρ水＝1.0×103kg/m3,g取10N/kg），求：⑴工件上升的速度大小？⑵当工件露出水面的1/2时所受的浮力大小？⑶工件的横截面积S是多大？15．（2008）（7分）距离传感器发出的超声波遇到物体后反射回传感器，传感器收到信号后自动计算出物体与传感器的距离，并显示物体的距离（s）一时间（t）图象．超声波在空气中的速度是340 m /s．（1）若传感器在发出信号后0.01 s收到从物体反射回来的信号．物体距传感器多远？（2）若显示物体的s一t图象如图16，物体在0至15s的运动情况如何．（3）如图17所示，一物体在F＝10 N的水平拉力作用下，沿水平地面做直线运动．传感器显示物体的s一t图象如图18．求：在0至15s物体受到的摩擦力多大？拉力的功率多大？16.如图甲所示的滑轮组，每个滑轮等重．不计绳重和摩擦，物体重G1从200 N开始逐渐增加，直到绳子被拉断．每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度．图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像．(1)每个动滑轮重多少牛?(2)绳子能承受的最大拉力是多少牛?(3)当滑轮组的机械效率为80％时，物体重多少牛?17.利用轮船上的电动机和缆绳从水库底竖直打捞出一长方体物体，下图P-t图像中表示了电动机输出的机械功率P与物体上升时间t的关系。
已知0～80s时间内，物体始终以的速度匀速上升，当时，物体底部恰好平稳的放在轮船的水平甲板上。
已知电动机的电压是200V，物体上升过程中的摩擦阻力不计，g取10N/kg。
求：（1）湖水的深度h1，甲板离水面距离h2 。
（2）物体的质量m，长度，体积V 。
（3）若电动机电能转换为机械能的效率为80%，求在0～50s内，电动机线圈中电流的大小。
图2418.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50 m3，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1 m ，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?19．图22是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。
起重机总重G ＝8×104N ，A 是动滑轮，B 是定滑轮，C 是卷扬机，D 是油缸，E 是柱塞。