2018年（呼伦贝尔兴安盟专版）中考物理复习（练习）题型训练(四)　力学综合计算题.doc

1、 题型训练(四) 力学综合计算题类型 1 压强、浮力、机械效率综合计算题|强 化 训 练|1 【2017咸宁】底面积为 100 cm2 的平底圆柱形容器内装有适量的水，放置于水平桌面上。现将体积为 500 cm3、重为 3 N 的木块 A 轻放入容器内的水中，静止后水面的高度为 8 cm，如图 T42 甲所示。若将一重为 6 N 的物体 B 用细绳系于 A 的下方，使其恰好浸没在水中，如图乙所示(水未溢出) ，不计绳重及其体积，求：(g 取 10 N/kg， 水 1.010 3 kg/m3)(1)图甲中木块 A 静止时浸入水中的体积。(2)物体 B 的密度。(3)图乙中水对容器底部的压强。图

2、T422 【2017昆明】中国首艘国产航母 001A 于 2017 年 4 月 26 日正式下水(如图 T43 所示)。下水方式采用了漂浮式下水，这也是现代航母建造中普遍使用的下水方式。漂浮式下水是打开闸门让海水注入船坞(停泊、修理或制造船只的地方) ，船依靠浮力浮起后驶离船坞。问： (g 取 10 N/kg，海水密度取 1.0103 kg/m3)(1)航母 001A 设计满载时的排水量约 7 万吨，那么它满载时受到的浮力是多少？(2)水面下 4 m 深处的海水产生的压强是多少？(3)一位质量为 60 kg 的“歼15”舰载机飞行员来到航母的水平甲板上，若双脚与甲板的接触面积是 0.04 m2

3、，则他双脚站立时对甲板的压强是多少？图 T433如图 T44 甲所示，水平桌面上放置底面积为 100 cm2、质量为 500 g 的圆筒，筒内装有 20 cm 深的某液体。弹簧测力计下悬挂底面积为 60 cm2、高为 10 cm 的圆柱体，从液面处逐渐浸入直至完全浸没，弹簧测力计示数 F 随圆柱体浸入液体的深度 h 的变化关系如图乙所示，求：(可以忽略圆筒的厚度，浸入过程中液体始终没有从筒中溢出，g取 10 N/kg)(1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力是多少。(2)筒内液体密度是多少。(3)当圆柱体完全浸没时，圆筒对桌面的压强是多少。图 T444.如图 T45 甲所示，弹簧测力计下面挂一实心

4、圆柱体，将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降(其底面始终与水面平行)，使其逐渐浸入水中。图乙是整个过程中弹簧测力计的示数 F 与圆柱体下降高度 h 变化关系的数据图像。求：(容器厚度不计 ，忽略液面变化，g 取 10 N/kg， 水 1.010 3 kg/m3)(1)圆柱体浸没时受到的浮力。(2)圆柱体的密度。(3)圆柱体在刚浸没时下表面受到的水的压强。(4)若盛水容器的底面积为 100 cm2，当圆柱体完全浸没时与圆柱体未接触水时相比较，水对容器底产生的压强增加了多少；容器对水平支持面的压强增加了多少。图 T455半潜船是通过压水舱的吸水和排水，实现其上浮和半潜(甲板潜入水中)

5、 。现有一艘质量为 4104 t 的半潜船，前去执行运输一艘受损船舶的任务。( 海水 取 1.0103 kg/m3，g 取 10 N/kg)(1)如图 T46 甲所示，当该半潜船不装货物，且压水舱不吸水时 ，受到的浮力有多大？(2)压水舱吸水，半潜船下沉，实现半潜，如图乙所示。将受损船舶移动到半潜船甲板上方后 ，半潜船通过排水上浮，当压水舱剩余海水的体积达到 3103 m3 时，半潜船浸入海水中的体积为 5104 m3，这时甲板已完全露出水面，如图丙所示，则其运输的船舶质量是多少？图 T466.如图 T47 所示，在一次野外救援行动中，救援队通过滑轮组将掉落在深井中的物体拉至井口。已知井深 1

6、5 m，物体重 G5.9410 3 N， 汽车重 G 车 1.810 4 N， 汽车匀速拉绳子时的拉力 F2.210 3 N，汽车受到的阻力为车重的 0.1 倍。求：(1)将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功。(2)滑轮组的机械效率。(3)若汽车运动的速度为 3 m/s，则将物体由井底拉至井口需要多长时间。(4)汽车牵引力为多少；牵引力做功时的功率为多少。图 T477电动蛙式打夯机(如图 T48 甲所示) 是利用冲击和冲击振动来夯实、平整场地的机械 ，由电动机、皮带轮、偏心块、夯架、夯锤等组成(如图乙所示 )。启动电动机，旋转着的偏心块在离心力作用下 ，夯架绕后轴上下摆

7、动，当夯架向下摆动时夯锤就夯击土层，向上摆动时使打夯机前移，故每夯击一次，机身即向前移动一次。下表是某型号电动蛙式打夯机的部分参数(设夯锤夯击土层的能量全部用于夯实土层) 。电动机功率 3 kW夯锤夯击土层的能量 400 J/次夯锤着地面积 600 cm2前进速度 813 m/min夯击次数 120 次/min(1)若打夯机以 10 m/min 的平均速度沿直线前进，则 10 min 前进了多少米？(2)为了估算某次夯锤夯击土层时的冲击力，小明将重为 4 N、底面积为 1 cm2 的圆柱体竖直平放在被夯击土层上，土层被压下的深度与夯锤夯击的深度相同，则此次夯击时的平均冲击力为多少牛？(3)施工

8、时，若打夯机前移消耗的能量为 200 J/次，则打夯机的机械效率是多少？图 T488.【2017包头青山区二模】用如图 T49 甲所示的滑轮组从水底匀速提升一个重 2400 N、体积为 0.2 m3 的物体。若物体在露出水面前，此装置的机械效率为 80%。求：(不考虑绳重、摩擦和水的阻力，g 取 10 N/kg， 水 1.0 103 kg/m3)(1)物体的密度。(2)物体在露出水面之前，人的水平拉力 F。(3)物体逐渐露出水面的过程中，人拉力的功率随时间变化的图像如图乙所示 ，已知 P10.5P 2，求物体露出水面过程中的 t1 时刻，物体所受浮力的大小。图 T49类型 2 以简单机械为载体

9、的综合计算题|强 化 训 练|1为了将放置在水平地面上，重 100 N 的重物提升到高处，小明同学设计了图 T411 甲所示的滑轮组装置。当小明用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力 F 拉绳时，重物的速度 v 和上升的高度 h 随时间 t 变化的关系图像分别如图丙和丁所示。若重物与地面的接触面积 S510 2 m2，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成竖直方向。求：(1)在 23 s 内 ，拉力 F 的功率 P 及滑轮组的机械效率。(机械效率写成百分数的形式，小数点后保留两位小数)(2)在 12 s 内 ，拉力 F 做的功 W。(3)在 01 s 内 ，重物对地面的压强 p。图 T4112如图

10、 T412 所示，轻质杠杆 OP 长 1 m，能绕 O 点转动，P 端用细绳悬于 N 点。现有一质量为 1 kg 的物体A 通过滑环挂在 M 点(滑环和绳子的质量可忽略)，OM 的长度为 0.1 m，由于杆 OP 与水平方向成 30角倾斜， 滑环刚好能由 M 向 P 端匀速滑动 ，滑动速度为 0.02 m/s，细绳能承受的最大拉力为 9 N。求：(g 取 10 N/kg)(1)滑环从 M 点开始滑动 ，经过多长时间后细绳会断裂。(2)从滑环自 M 点滑动到细绳 PN 断裂时，A 所受重力做的功。(3)上述过程中，A 所受重力做功的功率。图 T4123配重 M 单独置于水平地面上静止时，对地面压

11、强为 3105 Pa，将配重 M 用绳系在杠杆的 B 端，在杠杆的 A端悬挂一滑轮组，定滑轮重 150 N，动滑轮重 90 N，杠杆 AB 的支点为 O，OA OB53，由这些器材组装成一个重物提升装置，如图 T413 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 1105 Pa。(杠杆与绳的重力、滑轮组的摩擦均不计，g 取 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。图 T4134如图 T414 所示，光滑长木板 AB 可绕 O

12、 转动，质量不计，A 端用竖直绳与地板上拉着，在离 O 点 0.4 m的 B 处弹簧测力计下挂一密度为 0.8103 kg/m3、长 20 cm 的长方体，当物体浸入水中 10 cm 深处静止时，从盛满水的溢水杯中溢出 0.5 N 的水。求： ( 水 1.010 3 kg/m3， g 取 10 N/kg)(1)物体受到的浮力。(2)系在 B 端的弹簧测力计示数为多少。(3)当一质量为 200 g 的球从 O 点以 2 cm/s 的速度沿木板向 A 端匀速运动时，球由 O 点出发多长时间后 A 端绳子拉力刚好为 0。图 T414参考答案类型 1 压强、浮力、机械效率综合计算题|强 化 训 练|1

13、解：(1)因为 A 漂浮在水中 ，所以 F 浮 G A3 N，根据 F 浮 水 gV 排 得V 排 A 310 4 m3。F浮 水 g 3 N1.0103 kg/m310 N/kg(2)题图乙中 A、B 共同悬浮， F 浮 AF 浮 BG AG B，则 水 g(VAV B)G AG B，VAV B 910 4 m3，GA GB 水 g 3 N 6 N1.0103 kg/m310 N/kg其中 VA500 cm 3510 4 m3，则 VB410 4 m3，B 的质量 mB 0.6 kg，GBg 6 N10 N/kgB 的密度 B 1.510 3 kg/m3。mBVB 0.6 kg410 4 m

14、3(3)当 A、B 共同悬浮在水中时，浸入水中体积的增加量为VV AV BV 排 A910 4 m3310 4 m3610 4 m3，液面升高 h 0.06 m ， VS 610 4 m310010 4 m2图乙中水对容器底部的压强 p 水 gh 水 g(h 甲 h)1.010 3 kg/m310 N/kg(0.08 m0.06 m)1400 Pa。2解：(1)满载时排水量 m 排 70000 t 710 7 kg，满载时受到的浮力 F 浮 G 排 m 排 g710 7 kg10 N/kg710 8 N。(2)水面下 4 m 深处的海水产生的压强p 海水 gh1.0 103 kg/m310 N

15、/kg4 m410 4 Pa。(3)对地面的压力 FGmg 60 kg10 N/kg600 N ，双脚站立时对甲板的压强p 1.510 4 Pa。FS 600 N0.04 m23解：(1)由题图乙知，当 h0 时，弹簧测力计的示数等于圆柱体的重力 ，所以 G18 N；当 h10 cm 时，弹簧测力计的示数不变，说明此时浮力不变，圆柱体完全浸没，此时 F13.2 N，所以完全浸没时 F 浮 GF 18 N13.2 N4.8 N。(2)完全浸没时物体排开液体的体积 V 排 V 物 S 物 h 物 6010 4 m210102 m610 4 m3，由 F 浮 液 gV 排 得 液 0.810 3 k

16、g/m3。F浮gV排 4.8 N10 N/kg610 4 m3(3)液体的质量 m 液 液 V 液 0.810 3 kg/m310010 4 m220102 m1.6 kg，将圆柱体、圆筒、液体看成一个整体，则其对地面的压力 F(m 液 m 筒 )gG 物 F 拉 (1.6 kg0.5 kg)10 N/kg18 N13.2 N25.8 N ，对地面的压强 p 2.5810 3 Pa。FS 25.8 N10010 4 m24解：(1)由题图乙可知，当 h0 时，弹簧测力计示数为 12 N，此时圆柱体处于空气中，根据二力平衡条件可知，圆柱体重力 G12 N，当 h7 cm 时，圆柱体受到的拉力 F

17、4 N ，圆柱体浸没时受到的浮力F 浮 GF12 N4 N8 N。(2)由 F 浮 水 gV 排 得，圆柱体完全浸入水中时排开水的体积 V 排 810 4 m3，F浮 水 g 8 N1.0103 kg/m310 N/kg圆柱体的质量 m 1.2 kg，Gg 12 N10 N/kg圆柱体的密度 1.510 3 kg/m3。mV mV排 1.2 kg810 4 m3(3)由图乙可知，圆柱体刚浸没时，下表面所处的深度为 h7 cm3 cm 4 cm0.04 m ，因此刚浸没时下表面受到的液体压强p 水 gh1.0 103 kg/m310 N/kg0.04 m400 Pa。(4)水面升高的高度 h 0

18、.08 m，V排S 810 4 m310010 4 m2水对容器底压强的增加量 p 水 gh1.010 3 kg/m310 N/kg0.08 m800 Pa；容器对水平支持面压力的增加量 FF 浮 8 N，容器对水平支持面压强的增加量 p 800 Pa。 FS 8 N10010 4 m25解：(1)当该半潜船不装货物，且压水舱不吸水时受到的浮力 F 浮 G 船 m 船 g410 4103 kg10 N/kg410 8 N。(2)当压水舱剩余海水的体积达到 3103 m3 时，半潜船受到的浮力 F 浮 海水 gV 排 1.010 3 kg/m310 N/kg5104 m3510 8 N。压水舱内

19、海水的重力为 G 海水 海水 gV 海水 1.010 3 kg/m310 N/kg3103 m3310 7 N，其运输的船舶的重力为 G 运 F 浮 G 海水 G 船 510 8 N310 7 N410 8 N710 7 N，其运输的船舶的质量为 m 运 710 6 kg。G运g 7107 N10 N/kg6解：(1)由图知，n3，拉力端移动距离 s3h315 m45 m，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功WFs 2.210 3 N45 m9.910 4 J。(2)滑轮组的机械效率 90%。W有W总 GhFs GhF3h G3F 5.94103 N32.2103 N(3)已知汽车运动的速度为 v3

20、 m/s ，则物体上升的速度v 物 v 3 m/s1 m/s，13 13将物体由井底拉至井口需要的时间t 物 15 s。hv物 15 m1 m/s(4)汽车向右匀速运动时，受到向右的牵引力、向左的绳子拉力和向左的摩擦力 ，则牵引力 F 牵 F fF0.1G 车 2.210 3 N0.11.8 104 N410 3 N。牵引力做功时的功率P F 牵 v410 3 N3 m/s1.210 4 W。Wt F牵 st7解：(1)s vt10 m/min10 min100 m 。(2)p 4104 Pa，FS 4 N110 4 m2由题意知，夯锤夯击时对土层的压强等于圆柱体对土层的压强，故夯击时的平均冲

21、击力为 FpS 410 4 Pa600104 m22.410 3 N。(3)打夯机工作 1 min 时，W 有 (400 200)J/次120 次7.210 4 J，W 总 W 电 Pt3000 W60 s1.810 5 J， 40%。W有W总 7.2104 J1.8105 J8解：(1)已知物体的重力和体积，由 和 Gmg 可得，物体的密度mV 1.210 3 kg/m3。GVg 2400 N0.2 m310 N/kg(2)物体露出水面前受到的浮力F 浮 水 gV 排 1.010 3 kg/m310 N/kg0.2 m32000 N，物体被匀速提升，受到平衡力作用，所以出水前滑轮组对物体的拉

22、力 FGF 浮 2400 N2000 N400 N，由题图甲知，通过动滑轮绳子的段数 n2，由 可得，作用在绳子末端的拉力 F 250 N 。W有W总 FhFs F2F F2 400 N280%(3)由题知，不考虑绳重、摩擦和水的阻力，所以动滑轮的重力G 动 2FF2250 N400 N100 N ，物体部分露出水面时的拉力 F1 ，G F浮 G动2物体全部露出水面后的拉力 F2 ，G G动2由于物体匀速上升，速度不变，由 P F v 和 P10.5P 2 得，Wt Fst所以 F1v0.5F 2v，即 F10.5F 2，所以 0.5 ，G F浮 G动2 G G动2GF 浮 G 动 0.5(G

23、G 动 )F 浮 0.5(GG 动 )0.5(2400 N100 N) 1250 N。类型 2 以简单机械为载体的综合计算题|强 化 训 练|1解：(1)由题图可知 23 s 内，重物做匀速运动，v2.50 m/s ，拉力 F140 N，从动滑轮上直接引出的绳子股数(承担物重的绳子股数)n 3。则拉力 F 的作用点下降的速度 v3v32.50 m/s 7.5 m/s。拉力做功的功率PF 1v40 N7.5 m/s300 W，滑轮组的机械效率 83.33%。W有W总 Gh3F1h G3F 100 N340 N(2)在 12 s 内 ，拉力 F250 N ，重物上升高度 h21.25 m，拉力 F

24、 的作用点下降的距离s23h 231.25 m3.75 m，拉力做的功WF 2s250 N3.75 m187.5 J。(3)设动滑轮重为 G 动 ，由 F1 (G 物 G 动 )，13得动滑轮重 G 动 3F 1G340 N 100 N20 N。在 01 s 内，拉力 F330 N，把动滑轮和重物看成整体，则这个整体受到向下的重力、向上的支持力以及三根绳向上的拉力作用处于静止状态。则 F 支 3F 3G 动 G 物 ，地面对重物的支持力F 支 G 物 G 动 3F 3100 N20 N330 N30 N 。根据力的作用是相互的可知，重物对地面的压力F 压 F 支 30 N，对地面的压强p 60

25、0 Pa。F压S 30 N510 2 m22解：(1)设经 t 时间后细绳会断裂，由杠杆平衡条件有FPOPcos 30F A(OMvt)cos 30，FAm Ag，则 FPOPm Ag(OMvt)t 40 s。FPOPmAg OMv9 N1 m1 kg10 N/kg 0.1 m0.02 m/s(2)重力做的功 WGm Aghm Agvtsin 301 kg10 N/kg0.02 m/s40 s0.54 J。(3)重力做功的功率 P 0.1 W。WGt 4 J40 s3解：(1)根据题图可知，n2，则 F (GG 动 ) (210 N90 N)150 N，12 12滑轮组的机械效率 70% 。W

26、有W总 GhFs G2F 210 N2150 N(2)设配重 M 的底面积为 S，由 p 可得，310 5 Pa ，FS GMS当物体匀速上升时，作用在杠杆 A 端的力 FA3FG 定 3150 N150 N 600 N。由杠杆平衡条件可得，F BOBF AOA，即 FB 1000 N，FAOAOB 600 N53由 p 可得，110 5 Pa ，FS GM FBS GM 1000 NS联立可得 GM1500 N，m 150 kg。GMg 1500 N10 N/kg(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 FB1500 N，由杠杆平衡条件可得，F BOBF

27、 AOA，即 FA 900 N，FB OBOA 1500 N35由二力平衡条件可得 3FG 定 F A，F 250 N。FA G定3 900 N 150 N34解：(1)G 排 0.5 N，所以物体受到的浮力 F 浮 G 排 0.5 N。(2)根据 F 浮 水 V 排 g 可知，V 排 510 5 m3，F浮 水 g 0.5 N1.0103 kg/m310 N/kgV 物 2V 排 2510 5 m3 1104 m3，物体的重力 Gmg 物 V 物 g0.810 3 kg/m3110 4 m310 N/kg0.8 N，所以弹簧测力计示数 F 示 GF 浮 0.8 N 0.5 N 0.3 N。(3)绳子在 B 处的拉力为 0.3 N，设小球运动 t 秒后，系在 A 端的绳拉力 FA0 N，而 v 球 2 cm/s0.02 m/s，G 球 m 球 g0.2 kg10 N/kg 2 N，则 FBlOBG 球 v 球 t，即 0.3 N0.4 m2 N0.02 m/st，解得 t3 s。