专项素养综合全练(十二)　力学综合计算课件-2024-2025学年京改版物理八年级全一册

专项素养综合全练(十二)　 力学综合计算 初中物理 类型一　压强、浮力综合计算 1.(2023北京二中教育集团期末)如图所示,水平地面上有一 圆柱形容器,其底面积S为0.02 m2,一个体积V为10-3 m3的正方 体物块通过一根细线与容器底部相连,细线受到的拉力F拉为 5 N,此时容器中水深h为40 cm。(g取10 N/kg) (1)画出此时正方体物块的受力示意图; (2)计算此时物块所受的浮力F浮; (3)计算物块的重力G; (4)计算此时容器底受到水的压力F压。 初中物理 解析　(1)正方体物块受竖直向上的浮力,竖直向下的重力和 拉力,分别以重心为起点,沿各力的方向画一条有向线段,并 分别在线段末尾标上相关字母,如图所示;   (2)物块排开水的体积V排=V=10-3 m3,物块受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10-3 m3=10 N; 初中物理 (3)物块受到三个力的作用:竖直向下的重力和拉力、竖直向 上的浮力,则物体的重力为G=F浮-F拉=10 N-5 N=5 N; (4)水对容器底的压强为p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg× 0.4 m=4 000 Pa,此时容器底受到水的压力F压=pS=4 000 Pa× 0.02 m2=80 N。 初中物理 2.(2023北京十一中三模)如图所示,将一个底面积为6 cm2、 高为15 cm的长方体实心铁块,直立放在水平桌面上的溢水杯 底(铁块与杯底不密合)。向溢水杯内缓慢注水,当溢水杯中 的水面与溢水口相平时水深h=10 cm,此时铁块立在杯底。 已知水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3,g=10 N/kg。 (1)求铁块所受的浮力大小F浮; (2)若仅将铁块换为形状完全相同、质量为 80 g的物块,重复 上述过程。请通过计算说明物块在水中能否立在杯底; (3)若将质量为80 g的物块取出,求水对容器底部压力的变化量ΔF。 初中物理 解析　(1)铁块排开水的体积为V排=Sh=6 cm2×10 cm=60 cm3= 6×10-5 m3,铁块所受的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3× 10 N/kg×6×10-5 m3=0.6 N。 (2)物块的重力为G=mg=80×10-3 kg×10 N/kg=0.8 N,铁块与物 块形状完全相同,受到的最大浮力F浮=0.6 N<0.8 N,所以物块 静止时,在水中能立在杯底。 初中物理 (3)设容器底面积为S,物块取出后减小的排开水的体积ΔV= V排=6×10-5m3,物块取出后水面下降的高度Δh= ,水对容器底 部压力的变化量ΔF=ΔpS=ρ水gΔhS=ρ水gS× =ρ水gΔV= 1.0×103 kg/m3×10 N/kg×6×10-5 m3=0.6 N。 初中物理 类型二　简单机械、压强、浮力综合计算 3.(2023重庆中考B卷)图甲是《天工开物》里记载的一种捣 谷的舂,“横木插碓头,硬嘴为铁,足踏其末而舂之”。若碓 头质量为20 kg,不计横木的重力和转动摩擦,捣谷人双手与 扶手之间的作用力为0。(g=10 N/kg) 甲 乙 初中物理 (1)求碓头的重力; (2)碓头竖直下落0.5 m,用时0.4 s,求重力做功的功率; (3)质量为72 kg的捣谷人,左脚与地面的接触面积为200 cm2, 当他右脚在B点用最小力踩横木使其刚好转动时,示意图如 图乙,已知OA∶OB=3∶2,求人左脚对地面的压强。 初中物理 解析　(1)碓头的重力G=mg=20 kg×10 N/kg=200 N; (2)碓头竖直下落0.5 m,重力做的功W=Gh=200 N×0.5 m= 100 J,重力做功的功率P= = =250 W; (3)由杠杆平衡条件得,人对杠杆的力为F1= =  = 300 N,物体间力的作用是相互的,人受到杠杆的力为F2=F1= 300 N,人受到重力、地面支持力、杠杆的力的作用处于静止 状态,地面对人的支持力为F支=G人-F2=72 kg×10 N/kg-300 N= 420 N,物体间力的作用是相互的,人左脚对地面的压力F压=F支 =420 N,人左脚对地面的压强p= = =2.1×104 Pa。 初中物理 4.(2023北京一模)小文的体重为600 N,当他使用如图所示的 滑轮组匀速提升水中的体积为0.02 m3的重物A时(重物始终 未出水面),他对地面的压强为8.75×103 Pa,小文与地面的接 触面积为400 cm2。已知动滑轮重力为100 N,若不计绳重和 摩擦,g=10 N/kg,水的密度为1 g/cm3,求: (1)提升重物时小文对地面的压力; (2)重物A在水中所受的浮力; (3)重物A的密度是多少? 初中物理 解析　(1)小文对地面的压力F压=pS=8.75×103 Pa×400× 10-4 m2=350 N; (2)A所受浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gVA=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.02 m3=200 N; (3)地面对人的支持力F支=F压=350 N,人对绳子的拉力F拉=G人- F支=600 N-350 N=250 N,由图知,n=2,不计绳重和摩擦,F拉=  (GA+G轮-F浮),可得GA=2F拉+F浮-G轮=2×250 N+200 N-100 N= 600 N,由G=mg可求出物体A的质量m= = =60 kg,利用 密度公式求其密度ρ= = =3×103 kg/m3。 初中物理 类型三　求密度综合计算 5.(2023北京西城一模)有一根长为L、横截面积为S的质量分 布均匀的实心木棒AB。如图所示,木棒的A端静止在水平地 面上,B端用绳竖直悬挂在电子秤上,电子秤的示数为F。已 知L=2 m,S=40 cm2,F=20 N。(取g=10 N/kg)求: (1)实心木棒的重力G; (2)实心木棒的密度ρ。 初中物理 解析　(1)如图所示 根据杠杆平衡条件Fl动=Gl阻,所以G= =  =40 N; (2)实心木棒的密度ρ= =  =0.5× 103kg/m3。 初中物理 6.(2023北京顺义二模)某同学制作了一个密度计,如图甲所 示,密度计质量m=10 g,长度L=16 cm,把这个密度计放入水 中,密度计竖直漂浮,静止时露出水面的长度L1=8 cm,如图乙 所示;把该密度计放入密度未知的液体A中,密度计静止时露 出水面的长度L2=9.6 cm,如图丙所示,水的密度ρ水=1.0× 103 kg/m3,g取10 N/kg,求: (1)密度计放入水中时所受浮力大小; (2)液体A的密度。 甲 乙 丙 初中物理 解析　(1)由于密度计漂浮在水面上,此时密度计受到的浮力 等于重力,F浮水=G=mg=10×10-3 kg×10 N/kg=0.1 N; (2)假设密度计的底面积为S,密度计竖直漂浮,静止时露出水 面的长度L1=8 cm,则浸入水中的深度为h水=L-L1=16 cm-8 cm= 8 cm,浸入液体A中的深度为h液=L-L2=16 cm-9.6 cm=6.4 cm, 因为密度计无论是在水中还是在待测液体中,都处于漂浮状 态,所以有F浮水=F浮液=G,根据阿基米德原理可得ρ水gSh水=ρ液gSh液,即1.0×103 kg/m3×g×S×0.08 m=ρ液×g×S×0.064 m,解得ρ液= 1.25×103kg/m3。 初中物理 谢谢观看 初中物理 $$