内容正文:
题型二 计算题
辽宁物理
物理
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一、力学计算
类型1 密度、压强、浮力综合计算
1.[2023沈阳一模]小明在学习了浮力相关知识后,在实验室利用弹簧测力
计和量筒分别测出了未知液体和石块的密度.如图甲,小明先用弹簧测力计
测出石块的重,示数 ;随后将适量液体倒入量筒中测得
体积如图乙所示;再将石块浸没在液体中,测力计示数 ,
量筒中液体和石块的总体积如图丙所示. 取
求:
甲
乙
丙
2
(1)石块浸没在液体中受到的浮力;
解:由图甲知, ,根据称重法,石块浸没在液体中受到的浮力 ;
(2)未知液体的密度;
解: 由乙、丙两图可知,石块浸没在液体中排开液体的体积
,
根据 可得液体的密度
;
3
(3)石块的密度.
解:由 得,石块的质量 ,
石块的体积 ,
则石块的密度 .
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第2题图
2.[2023大连模拟]2023年5月1日,大连湾海底隧道竣
工通车运营,它是我国北方首个跨海沉管隧道,隧道
主体由十余节沉管组成,由我国自主研制的“一航津安”
号沉管运输安装一体船进行安装施工.如图是标准沉管
安装的示意图,标准沉管的重力约为 ,
体积约为 ,船的重力约为 ,船通过钢缆使沉管在海
水中缓慢下沉,此处海域的海水密度为 , 取
,不计水的阻力及钢缆质量和体积.试求:
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第2题图
(1)沉管上表面距离水面 时,受到海水的压强
是多少?
解:沉管上表面距离水面 时受到海水的压强 ;
(2)浸没在海水中的沉管排开海水的重力是多少?浮力是多少?
解:浸没在海水中的沉管排开海水的重力 ;
根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于它排开的液体受到的重力,
即 .
6
第2题图
(3)沉管在海面下缓慢下沉过程中,该船受到的浮力是多少?
解通过对船进行受力分析可知,船受到的浮力
等于船自身的重力加上沉管的重力减去沉管受到的浮
力,即
.
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第3题图
3.如图甲所示,将一个棱长为 的正方体物块
放入盛满水的溢水杯中,静止时物块漂浮在水面,
物块底部受到水的压强是 ,已知水的密度
, 取 ,试求:
(1)图甲中物块受到的浮力是多大?
解:正方体物块的底面积 ,
由 可得,物块底部受到水的压力
,
物块受到的浮力 ;
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(2)此物块的密度是多大?
第3题图
解:因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,
所以,物块的重力 ,
由 可得,物块的质量
,
正方体物块的体积
,
正方体物块的密度
;
9
第3题图
(3)如图乙所示,在物块上表面施加一个竖直向
下的力 ,要使物块全部浸没水中, 应为多少?
解:物块全部浸没水中时排开水的体积
,
此时物块受到的浮力
,
在物块上表面施加的竖直向下的力
.
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类型2 功、功率、机械效率综合计算
4.[2023沈阳三模]如图甲所示,邻居大叔正吃力地把一重物送往高台,放
学回家的小明看见后急忙前去帮忙,他找来一块木板,搭成如图乙所示的
斜面,结果轻松地把重物推到了高台上.如图乙所示,小明用 沿斜面
把一箱货物从底端匀速推到顶端,推力为 ,斜面长 、高 ,
货物质量为 取 求:
甲
乙
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(1)推力的功率多大?
解:推力做的功 ,
则推力的功率 ;
(2)斜面的机械效率是多少?
解:有用功 ,
则斜面的机械效率 ;
(3)重物受到斜面的摩擦力是多大?
解:额外功 ,
则根据 可得,重物受到斜面的摩擦力 .
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第5题图
5.[2023益阳]早在3 000年前我们的祖先就设计了结构
很合理的辘轳,通常用于从井中提水.如图所示是古代民
间的提水设施辘轳,由辘轳头、支架、井绳、水桶等部
分构成.某次取水时井绳拉着质量为 的水缓慢上升
了 ,水桶的质量为 ,在这一过程中,人做的总
功为 . 取 .求此次取水的过程中:
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第5题图
(1)人做的有用功为多少?
解:拉着质量为 的水缓慢上升了 ,水的重力
,
做的有用功
;
(2)辘轳的机械效率多大?
解:辘轳的机械效率
;
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(3)人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少?
第5题图
解:此过程的额外功
;
额外功包含克服水桶重力做功、克服井绳重力和摩擦阻
力做功,
对水桶做的额外功
;
克服井绳重力与摩擦阻力做的功
.
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第6题图
6.[2023大连模拟]小强同学利用如图所示的滑轮组将货物运送到
楼上,图中每个滑轮均重 ,不计绳子重和摩擦.已知绳能
承受的最大拉力为 ,每次均竖直向上匀速拉动绳子,人重
力为 ,双脚站立在水平地面上时,脚与地面的接触面积
为 ,