中考物理人教力学计算复习 11页

‎2017物理中考力学计算专题复习 一、浮力与重力压强的有关计算 ‎1、（2016巴中）如图，一个边长为10 cm的正方体木块A放在圆筒形的容器的底部，容器的底部水平，木块A的密度ρ水=0.6×103 kg/m3，另一个实心的立方体小铁块B重2 N。求：‎ ‎（1）木块A的质量；‎ ‎（2）木块A对容器底部的压强；‎ ‎（3）将小铁块B放在A的上面，缓慢向容器内倒水直到水注满容器，木块稳定时，木块A露出水面的体积。‎ ‎2．(2014，襄阳)一个底面积为‎10 m2‎的圆柱状容器，装有适量的水，现在将一个体积为‎20 m3‎、密度为0.8×‎103 kg/m3的物体A放入其中，最终物体A漂浮于水面上。则：‎ ‎(1)物体A所受到的浮力是多少？‎ ‎(2)如图所示，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)，则取出的那部分物体的质量是多少？‎ ‎(3)待剩余部分再次静止后，容器底部受到的压强减小了多少？(g取10 N/kg)‎ ‎3．(2014，重庆)如图甲所示，水平放置的平底柱形容器A的底面积为‎200 cm2，不吸水的正方体木块B重为5 N，边长为‎10 cm，静止在容器底部，质量体积忽略的细线一端固定在容器底部，另一端固定在木块底面中央，且细线的长度为L＝‎5 cm，已知水的密度为1.0×‎103 kg/m3。‎ ‎(1)图甲中，木块对容器底部的压强多大？‎ ‎(2)向容器A中缓慢加水，当细线受到拉力为1 N时，停止加水，如图乙所示，此时木块B受到的浮力是多大？‎ ‎(3)将图乙中与B相连的细线剪断，当木块静止时，容器底部受到水的压强是多大？‎ ‎4、(2015•梅州)如图12所示，已知重为10N的长方体木块静止在水面上，浸入在水中的体积占木块总体积的4/5（g取10N/kg）。‎ 图12‎ ‎（1）求木块所受到的浮力大小；‎ ‎（2）若木块下表面所处的深度为‎0.2米，求木块下表面受到水的压强；‎ ‎（3）若要将木块全部浸没水中，求至少需要施加多大的压力。‎ ‎5、（2016鄂州）如图所示，台秤上放置一个装有适量水的烧杯，已知烧杯和水的总质量为800 g，杯的底面积为100 cm2。现将一个质量为600 g，体积为400 cm3的实心物体A用细线吊着，然后将其一半浸入烧杯的水中（烧杯厚度不计，水未溢出）。求：‎ ‎（1）物体A所受到的浮力；‎ ‎（2）物体A一半浸入水中后，水对烧杯底部压强增大了多少？‎ ‎（3）物体A一半浸入水中后，烧杯对台秤表面的压强。‎ 二、浮力与密度的有关计算 ‎1、(2014，济宁)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。已知ρ水＝1.0×‎103 kg/m3，ρ酒精＝0.8×‎103 kg/m3。则下列关于金属块的几个物理量计算正确的是( )‎ A．在水中受到的浮力为2 N B．体积为‎10 cm3‎ C．质量为‎3 kg D．密度为3.0×‎103 kg/m3‎ ‎2、．(2014，凉山)放在水平桌面上的量筒中盛有‎120 cm3的水，当把挂在弹簧测力计下的小金属块完全浸入量筒里的水中后，量筒的水面上升到‎170 cm3处，弹簧测力计的示数为3.4 N。则金属块的体积为____ cm3，所受浮力为____。金属块受到的重力为____，密度为 kg/m3。(g取10 N/kg)‎ ‎3、．(2014，黔南州)一个不规则的实心物体，质量为‎55 g，放入装满纯水的烧杯中，沉入底部，排开0.5 N的水。然后向烧杯中加盐并搅拌，直到物体悬浮为止。(g取10 N/kg)，求：‎ ‎(1)物体在纯水中所受的浮力；‎ ‎(2)物体的体积；‎ ‎(3)物体悬浮时盐水的密度。‎ ‎4、（2014•雅安）水平桌面上放置一底面积为‎100cm2，重为6N的柱形容器，容器内装有‎20cm深的某液体．将一体积为‎400cm3的物体A悬挂在弹簧测力计上，弹簧测力计示数为10N，让物体从液面上方逐渐浸入直到浸没在液体中（如图），弹簧测力计示数变为5.2N．（柱形容器的厚度忽略不计，筒内液体没有溢出，物体未接触容器底．g=10N/kg），求： （1）物体浸没在液体中时受到的浮力； （2）筒内液体密度； （3）物体浸没时，容器对桌面的压强．   ‎ ‎5．(2014，呼和浩特)如图所示，有一实心长方体，悬浮在水和水银的界面上，浸在水中和水银中的体积之比为3∶1，已知水的密度为1.0×‎103 kg/m3，水银的密度为13.6×‎103 kg/m3。求：‎ ‎(1)该物体在水中和水银中所受到浮力之比；‎ ‎(2)该物体在水中所受到浮力与物体重力之比；‎ ‎(3)该物体的密度。‎ ‎6、( 2015·潍坊)如图所示，水平面上有一底面积为5.0×10‎-3m2‎的圆柱形容器，容器中装有质量为‎0.5kg的水.现将一个质量分布均匀、体积为5.0×10‎‎-5m3‎ 的物块（不吸水）放入容器中，物块漂浮在水面上，物块浸入水中的体积为4.0×10‎-5m3‎．（g取10N/kg，水的密度ρ水=1.0×‎103kg/m3）‎ ‎（1）求物块受到的浮力大小；‎ （2） 求物块的密度；‎ （3） 用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中（水未溢出），求此时水对容器底的压强。‎ ‎7、（2015•聊城）如图所示，将一底面积为‎30cm2，高为‎10cm的长方体，悬挂在弹簧测力计上，在空气中称量时，弹簧测力计示数为5N．将物体完全浸没在某种液体中，物体下表面距液面‎20cm时，下表面所受液体压力为4.8N．g取10N/kg．求：‎ ‎（1）此时物体下表面受到的液体压强．‎ ‎（2）液体的密度．‎ ‎（3）此时物体受到的浮力及弹簧测力计的示数．‎ ‎8、（2015•贵港）一带阀门的圆柱形容器，底面积是‎200cm2，装有‎12cm深的水，正方体M边长为‎10cm，重20N，用细绳悬挂放入水中，有的体积露出水面，如图所示，试求：‎ ‎（1）正方体M的密度；‎ ‎（2）正方体M受到的浮力以及此时水对容器底部的压强；‎ ‎（3）若从图示状态开始，通过阀门K缓慢放水，当容器中水面下降了‎2cm时，细绳刚好被拉断，则细绳能承受的最大拉力是多少？（g取10N/Kg，水的密度为1.0×‎103Kg/m3）．‎ 三、　功、功率和机械效率的计算 一、利用滑轮组提升物体 利用滑轮组提升物体，分三种情况：‎ ‎1．理想情况：不计动滑轮重力、不计绳重和绳与轮之间的摩擦，即W额＝0，F＝，η＝1，Gh＝Fs。‎ ‎2．半理想情况：考虑动滑轮的重力，不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦，即W额＝G动h，F＝，η＝。‎ ‎3．实际情况：考虑动滑轮的重力、绳重和绳与滑轮之间的摩擦(题目没有说明，表明要考虑)，即η＝，F＝。‎ ‎【例】(2013，荆州)用如图所示的滑轮组提升重物，当作用在绳子自由端的拉力为100 N时，能匀速提起重力为240 N的物体，不计绳重和摩擦，求：‎ ‎(1)动滑轮重力为多少？‎ ‎(2)若绕绳能承受的最大拉力为200 N，则该滑轮组的最大机械效率为多大？‎ ‎【对应练习】‎ ‎1．(2014，重庆)工人借助如图所示的装置，在20 s时间内将重为700 N的货物匀速提升了‎4 m，已知他对绳子的拉力为500 N。该过程中，工人所用装置的机械效率为 ，工人对绳子拉力的功率为 W。‎ ‎2．(2013，佛山)如图所示，物体A在大小为10 N的拉力F作用下，以‎0.3 m/s的速度向右匀速运动(不计滑轮与细绳的摩擦及重力)，若物体A与桌面间的摩擦力为1 N，下列说法错误的是( )‎ A．拉力F做功的功率是3 W B．物体B的质量是‎2.7 kg C．物体B上升的速度是‎0.1 m/s D．物体A运动1 s，则物体B克服重力做功3 J ‎3．(2013，襄阳)用如图所示的滑轮组提升货物，已知动滑轮重30 N，货物重360 N，上升速度是‎0.3 m/s，拉力F的功率是180 W(不计绳重)。求：‎ ‎(1)滑轮组的机械效率η。‎ ‎(2)货物上升‎3 m的过程中，克服摩擦力做的功。‎ 二、利用滑轮组水平拉物体 利用滑轮组水平拉物体，此时克服物体受到的摩擦力做的功为有用功，与物重、滑轮重无关；将上述公式中的G物换成f就行了。‎ 理想情况：W有＝fs，F＝；‎ 实际情况：η＝，F＝。‎ ‎【对应练习】‎ ‎4．(2014，德阳)如图所示，在20 N的水平拉力F作用下，重200 N的物体沿水平地面向左做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力为48 N，则滑轮组的机械效率为____；若物体的速度为‎0.2 m/s，则1 min内拉力做的功为____ J。‎ ‎5．(2014，泰安)一辆质量是3.5× ‎103 kg的汽车不慎陷入泥泞地面，汽车司机组织人们用如图所示的滑轮组将汽车拖出。已知整个过程中，水平拉力F是1×103 N，汽车沿水平方向匀速移动了‎2 m，滑轮组的机械效率为90%。求：‎ ‎(1)拉力F做的总功。‎ ‎(2)有用功为多大？‎ ‎(3)汽车受到的阻力大小。‎ ‎6．如图甲所示，重为16 N的物体A在拉力F的作用下，5 s内匀速运动了‎0.5 m。拉力F做的功随时间变化的图象如图乙所示。己知动滑轮重0.5 N，物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力f为物重G的0.25倍。求：‎ ‎(1)拉力F的功率。‎ ‎(2)拉力F的大小。‎ ‎(3)克服绳重及摩擦所做的额外功占总功的比例。‎ ‎7、（2014•遵义）一体重为600N，双脚与地面接触面积为0.05m2的工人，用如图所示的滑轮组将重为800N的物体匀速提高了0.5m，此时该滑轮组的机械效率为80%，求：（不计绳重及摩擦）  （1）在匀速提升物体的过程中，工人对绳子的拉力为多大；  （2）在匀速提升物体的过程中，工人对地面的压强为多大； ‎ ‎（3）使用该滑轮组，这个工人最多能提起多重的物体？ ‎ ‎8、（2015•德阳）如图甲所示底面积为‎0.2m2‎，高‎0.2m的质量均匀的长方体物体A，放置在水平地面上，对地面的压强为6×103Pa；一质量为‎80kg的工人站在水平地面上，用如图乙所示的滑轮组把A运到高处，工人用大小为F1的竖直拉力拉绳使A以‎10cm/s的速度匀速上升，这时地面对工人的支持力为N1，工人匀速拉绳的功率为P，滑轮组的机械效率为η1．若工人以相同的功率用大小为F2的竖直拉力拉绳使另一物体B以‎12.5cm/s的速度匀速上升，这时地面对工人的支持力为N2，滑轮组的机械效率为η2．已知N1：N2=3：4，η1：η2=16：15．（g取10N/kg）求：21世纪教育网版权所有 ‎（1）物体A的密度；‎ ‎（2）工人拉绳的功率P；‎ ‎（3）用滑轮组提升B时滑轮组的机械效率η2．‎ ‎(2016嘉兴)如图甲为塔式起重机简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装。(动滑轮重、绳重及摩擦不计，g取10 N/kg) ‎ ‎(1)为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越 。‎ ‎ ‎ ‎ (2)图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，定滑轮a的作用是 。若钢丝绳能承受的最大拉力为3 ×104 N，则能吊起货物的质量不能超过多少?‎ ‎(3)若将重为1.2×104 N的货物由地面沿竖直方向匀速提升30 m，再沿水平方向移动20 m，则此过程中克服货物重力做的功是多少?‎ ‎(4)若该起升电动机的效率为90%，将重为1.2×104 N的货物提升到30 m的高度，用时 ‎50 s，则该起升电动机的实际功率是多少?‎ 三、利用斜面提升物体 利用斜面提升物体分两种情况：‎ ‎1．理想情况：不考虑机械自重和摩擦，沿斜面拉上去所做的功Fs等于直接搬上去所做的功Gh，即Fs＝Gh。‎ ‎2．非理想情况：考虑机械自重及摩擦，W有＝Gh，W总＝Fs，W额＝fs，η＝＝。‎ （2015•荆州）在荆州火车站附近的荆州中学新校区的建设工地上，工人把重1200N的物体沿着长L=‎5m、高h=‎1m的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端，沿斜面所用的拉力为300N（不计空气阻力）．求：‎ ‎（1）将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做了多少功？‎ ‎（2）工人使用斜面做功的机械效率是多少？‎ ‎（3）物体和斜面之间的摩擦力是多大？‎ 四、密度、压强、浮力、功、功率、机械效率的结合。‎ ‎1、（2016达州）某工人使用如图甲所示的滑轮组匀速提升浸没在水中的实心物体A，拉力的功率随时间的变化如图乙所示，已知动滑轮的重力为60 N，物体匀速上升的速度始终为1 m/s。（不计绳重，摩擦及阻力，ρ水=1×103kg/m3，g=10 N/kg）求：‎ ‎（1）物体浸没在水中时受到的浮力；‎ ‎（2）物体的密度；‎ ‎（3）物体浸没在水中时滑轮组的机械效率。‎ ‎2、（7分）（2014•黄冈）‎2014年4月14日，为寻找失联的MH370航班，启用了“蓝鳍金枪鱼﹣‎21”‎（简称“金枪鱼”）自主水下航行器进行深海搜寻．其外形与潜艇相似（如图甲所示），相关标准参数为：体积‎1m3‎、质量‎750kg，最大潜水深度‎4500m，最大航速‎7.4km/h（不考虑海水密度变化，密度ρ取1.0×‎103kg/m3，g取10N/kg）．‎ ‎（1）假设“金枪鱼”上有面积为‎20cm2的探测窗口，当它由海水中‎2000m处下潜至最大潜水深度处，问该探测窗口承受海水的压力增加了多少？‎ ‎（2）“金枪鱼”搜寻任务完成后，变为自重时恰能静止漂浮在海面上，此时露出海面体积为多大？‎ ‎（3）若上述漂浮在海面的“金枪鱼”，由起重装置将其匀速竖直吊离海面．起重装置拉力的功率随时间变化的图象如图乙所示，图中P3=3P1．求t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力（不考虑水的阻力）．‎ ‎3、（2013宜宾）最近，中央电视台科教频道播出了在我市拍摄的“汽车落水后如何水下逃生”的纪录片。纪录片中，实验人员开着小车从高处落入滚滚的岷江，并在门窗紧闭的车中，尝试用不同的方法砸碎车窗玻璃逃生，惊心动魄。为了确保实验人员的安全，摄制组精心设计了紧急救援装置，用于当实验人员无法从车中逃生时迅速吊起汽车。‎ 现某课外活动小组，照此设计了如图所示的简单机械，模拟紧急救援落水汽车。实验中用实心圆柱体A代替小车，已知A的体积为‎0.12m3‎，质量为‎210kg。（g取10N/kg，设整个过程A均为匀速运动状态，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）求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？‎ F A ‎（3）若A完全打捞出水面后，以‎0.5m/s的速度被匀速提升，求岸上钢绳拉力F的功率。‎ ‎（4）从A上表面刚出水面到A完全离开水面的过程中，滑轮组机械效率如何变化？请简述理由。‎ ‎4、（2016玉林）在一底面积为4 m2的圆柱形深井底部，有一体积为2 m3，密度为10×103 kg/ m3的贵重物体，现用如图所示的装置将其打捞上来。若牵引车以0.6 m / s的速度匀速向右行驶，通过滑轮组将物体由井底开始往上拉，30 s后井底受到的水的压强恰好变化了2.5×103 Pa，（忽略动滑轮和绳子的重力及滑轮与绳子之间的摩擦，g取10 N/kg）求：‎ ‎（1）物体的重力；‎ ‎（2）物体浸没在水中时受到的浮力；‎ ‎（3）牵引车行驶了30 s后，物体被提升的高度；‎ ‎（4）物体未露出水面前，物体受到绳子拉力的功率；‎ ‎（5）牵引车行驶了30 s时，牵引车对绳子的拉力。‎ ‎5、（2016攀枝花题）配重M单独置于水平地面上静止时，对地面压强为3×105 Pa，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150 N，动滑轮重90 N，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，如图所示，当工人利用滑轮组提升重力为210 N的物体以0.4 m/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=10 N/kg）‎ ‎（1）求滑轮组的机械效率；‎ ‎（2）配重M的质量；‎ ‎（3）为使配重M不离开地面，人对绳的最大拉力。‎ ‎ ‎ 五、力热结合 ‎1、．（7分）（2014•江西）莲莲家的汽车尾部上标有“2.0T”的字样，其中“T”就是“涡轮增压”，是利用高温、高压的废气去冲击“废气涡轮”高速旋转，来带动同轴的“进气涡轮”也高速旋转，从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压，使汽油燃烧更充分，燃气压强更大，同时也减少了废气中的有害物质，达到提高发动机效率和减少废气污染的目的．这辆汽车的最低油耗可达‎0.2kg/（kW•h），已知汽油的热值为4.6×107J/kg．（温馨提示：最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量；‎0.2kg/（kW•h）表示获得1kW•h能量消耗‎0.2kg汽油）．‎ 求：（1）‎0.2kg的汽油完全燃烧时放出的热量为多少？‎ ‎（2）该汽车发动机的效率最高可达多少？（结果保留整数）‎ ‎2、（2014•威海）我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达‎20000m，最大航行速度达2.5倍声速（合‎3060km/h），最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：‎ 速度v/（m/s）‎ ‎100‎ ‎200‎ ‎300‎ ‎400‎ ‎500‎ 阻力f/N ‎0.3×104‎ ‎1.2×104‎ ‎2.7×104‎ ‎4.8×104‎ ‎7.5×104‎ 已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg．求：‎ ‎（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少焦？‎ ‎（2）当飞机以‎400m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦？‎ ‎（3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以‎500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少千米？‎