命题点6 简单机械与浮力综合计算-【一战成名新中考】2024山东中考物理·分层作业本优质课件PPT

第一部分 命题点精准练 模块四 力学 命题点6 简单机械与浮力综合计算 山东物理 物理 1 1.[2021菏泽24题]如图所示是一个水位监测仪的简化模型.杠杆 质量不 计， 端悬挂着物体 ， 端悬挂着物体 ，支点为 ， .物体 下面是一个压力传感器，物体 是一个质量分布均匀的实心圆柱体，放 在水槽中，当水槽中无水时，物体 下端与水槽的底部恰好接触且压力为 零，此时压力传感器的示数也为零.已知物体 的质量 ，高度 ，横截面积 取 ， .求： （1）物体 的密度 ； 2 （2）物体 的质量 ； 3 （3）当压力传感器的示数 时，求水槽内水的深度 . 解： 的重力 ， 则 端受到的拉力 ， 根据杠杆的平衡条件可知， ， 则 端受到的拉力 4 ， 的重力 ， 浸入水中，受到竖直向上的拉力和浮力、竖直向下的重力，则浮力 ， 根据阿基米德原理可知， 排开的水的体积 ， 则 浸入水中的深度即水的深度 . 2.[2022潍坊20题]图甲是某卫生间马桶水箱的进水调节装置，图乙为其结 构示意图，浮臂 可视为绕 点转动的杠杆， , , 端通过细连接杆 与柱状浮筒连接，浮筒质量为 ， 端通过细连 接杆 与圆饼状止水阀连接，止水阀上下表面积与进水管口面积均为 .当水箱中无水或水量较少时，止水阀打开，水从进水管流进水箱. 水位达到一定高度时，浮筒推动杠杆，使止水阀刚好堵住进水管，停止进 水，此时 处于水平位置，连接杆竖直，大气压强 ， 进水管中水压 . 除浮筒外其他装置所受重力不计， 忽略所有摩擦， 取 ，水 的密度 .刚 停止进水时，求: 6 （1）浮筒所受重力; 解：浮筒所受重力： ； 浮筒质量为 ， 端通过细连接杆 与圆饼状止水阀连接，止水阀上下表面积与进水管口面积均为 . （2）进水管中的水对止水阀的压力; 解： 进水管中的水对止水阀的压力： ； 7 （3）连接杆 对止水阀的压力; 第2题解图1 解：止水阀上表面所受大气压力： ， 对止水阀进行受力分析，如解图1所示，则有 ； 大气压强 8 解：浮臂平衡时，由杠杆平衡条件有： ， ， 对浮筒进行受力分析，如解图2所示，则有 ， 由阿基米德原理可得，浮筒排开水的体积 . （4）浮筒排开水的体积. 第2题解图2 9 3.[2023滨州14题]（多选）用如图所示的装置匀速提升浸没在容器底部的 正方体物块 ，物块 的质量为 ，棱长为 ，水的深度为 . 物块 露出水面前滑轮组的机械效率为 ，在水中上升的时间为 .物 块 与容器底部未紧密接触，水对物块 的阻力、绳子的重力、绳子与滑 轮间摩擦都忽略不计： ， 取 .下列分析正 确的是( ) A. 物块 的重力为 B. 物块 上升的速度为 C. 物块 露出水面前，拉力所做的有用功为 D. 物块 完全露出水面后，滑轮组的机械效率约为 √ √ √ 10 【解析】 物块 的重力： ，故A 正确；由图可知，物块 在水中上升距离： ，则物块 上升的速度： ，故B错误；物块 的体积： ，因为物块 浸没在水中， 所以物块 排开水的体积： ，物块 受到的 浮力： ， 由力的平衡条件可知，物块 受到的拉力： 11 ，则物块 露出水面前，拉力所做 的有用功： ，故C正确；由水对物块 的阻力、绳子的重力、绳子与滑轮间摩擦都忽略不计时 可知，动滑轮的重力： ，因为不计绳重和摩擦，所以物块 完全露出水面后，滑轮组的机械效率： ， 故D正确；故选 . 4.[2021东营23题]如图是某科技小组设计的打捞装置示意图，已知被打捞 的合金块密度为 ，体积为 .每个滑轮重 ，绳重 和摩擦均忽略不计.（水的密度 ， 取 ） （1）合金块下表面距水面 时，求合金块下表面所受水的压强； 解：合金块下表面所受水的压强 ； 13 （2）合金块未露出水面时，求合金块受到的浮力； 解：因为合金块浸没水中，所以合金块排开水的体积 ； 合金块所受的浮力 ； 体积为 14 解：合金块的质量 ， 合金块的重力 ， 由图可知， ， 合金块完全露出水面后，人所用拉力 ， 绳子自由端移动的距离 ， 人的拉力做功 ， 拉力的功率 . （3）完全露出水面后，合金块在 内匀速上升了 ，求人的拉力及其 功率. 15 5.