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题型12 力学综合计算题
【专题解读】力学综合计算题是江苏中考物理的必考题型,多采用文字、图像、表格等综合形式呈现试题,增加试题信息的广度。综合题的优点是:一方面能考查学生分析、理解和推理的思维能力,另一方面考查学生综合运用知识的能力和知识迁移能力。这完全符合新课程标准的要求和目标,所以这种题型在今后的中考中仍将占有很重要的位置。主要考查的内容有密度、压强、浮力综合计算,速度、功率、效率综合计算,压强或浮力与杠杆类综合计算。
1.仔细读题、审题,弄清题意,理解关键词并排除干扰因素,明确已知量和所求量。有的已知条件比较隐蔽,应该努力挖掘出对解题有用的信息。
2.分析研究对象所处的状态或物理过程,找出已知量和未知量之间的联系,并注意挖掘题中的隐含条件(如二力平衡等)。
3.明确题目所描述的对象和过程涉及到哪些知识点,选择适当的公式或规律进行计算。
4.验证计算结果。对答案进行验证,看过程有无错误,看结果是否符合实际。
类型一 密度、压强、浮力综合计算
1.(2021南京)2021年5月,我国自主设计的“祝融号”火星车成功着陆火星,如图所示,实现了我国航天史上的新突破,已知同一物体在火星上的重力是地球上的。(地球表面g取10N/kg)
(1)火星车依靠太阳能工作,太阳能 (选填“属于”或“不属于”)可再生能源,车的质量为240kg,它从地球上到火星上质量 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)火星车在火星表面静止时,若所有轮子和水平表面的总接触面积为300cm2,则车对火星表面的压强是多少帕?
【答案】(1)属于;不变;(2)3×104Pa。
【解答】(1)太阳能可以从自然界中源源不断地得到,因此它属于可再生能源;
火星车从地球上到火星上,位置发生变化,但所含物质的多少没有变化,所以质量不变;
(2)火星车在火星表面静止时,对火星表面的压力:
F=G火=G地=mg=×240kg×10N/kg=900N,
车对火星表面的压强:p===3×104Pa。
答:(1)太阳能属于可再生能源;在火星上车的质量不变;
(2)火星车在火星表面静止时,对火星表面的压强是3×104Pa。
2.(2021徐州)根据《西游记》的描述,孙悟空的金箍棒的质量约为6750kg,体积约为0.2m3,横截面积约为0.03m2,g取10N/kg。求:
(1)金箍棒的密度;
(2)金箍棒竖立在水平地面时,对地面的压强。
【答案】(1)33.75×103kg/m3;(2)2.25×106Pa。
【解答】(1)金箍棒的密度ρ===33.75×103kg/m3;
(2) 金箍棒竖立在水平地面时,
对地面的压力F=G=mg=6750kg×10N/kg=67500N,
对地面的压强p===2.25×106Pa。
答:(1)金箍棒的密度为33.75×103kg/m3;
(2)金箍棒竖立在水平地面时,对地面的压强为2.25×106Pa。
3.(2020徐州)一个潜水艇模型的质量为2kg。体积为3×10﹣3m3,将其浸没在水中。已知水的密度为1×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)模型所受重力;(2)模型所受浮力。
【答案】(1)20N;(2)30N。
【解答】(1)模型的重力:G=mg=2kg×10N/kg=20N;
(2)模型浸没水中受到的浮力:F浮=ρ水V排g=ρ水Vg=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣3m3=30N。
答:(1)模型所受重力为20N;(2)模型所受浮力为30N。
4.(2021连云港)若滑冰运动员以固定姿势在水平冰面上匀速直线滑行40m用时10s。已知运动员和滑冰鞋的总质量为50kg,滑行过程中冰面的受力面积为2.5×10﹣4m2。(g取10N/kg)求:
(1)运动员的滑行速度。(2)冰面受到的压力。(3)此时冰面受到的压强。
【答案】(1)4m/s;(2)500N;(3)2×106Pa。
【解答】(1)运动员的滑行速度:v===4m/s;
(2)冰面受到的压力:F=G=mg=50kg×10N/kg=500N;
(3)此时冰面受到的压强:p===2×106Pa。
答:(1)运动员的滑行速度为4m/s;(2)冰面受到的压力为500N;(3)此时冰面受到的压强为2×106Pa。
5.(2021宿迁)在探究影响浮力大小因素的实验中,老师提供了横截面积为20cm2的金属圆柱体如图甲所示。小明将圆柱体通过细线(体积和质量均不计)悬挂于弹簧测力计上,如图乙所示,静止时弹簧测力计的示数为2N。他将圆柱体慢慢放入水中。如图丙所示,当圆柱体有一半体积浸入水中时,弹簧测力计示数为1.2N。(g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)
(1)将圆柱体竖直放于水平地面上时,求水平地面受到的压强。
(2)求圆柱体的体积