类型02 力学体系大综合计算类填空题 ----2024-2025学年人教版物理八年级下学期

2024-2025学年人教版物理八年下学期期末复习力学体系大综合各类型题专练 类型02 力学体系大综合计算类填空题 1．如图甲所示，水平放置的方形容器里有一个重为8N、棱长为10cm的正方体物块M，M与容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器内注水，容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示（g＝10N/kg），则：当t＝140s时，物块M在水中处于　 　（选填“沉底”“悬浮”或“漂浮”）状态；当t＝140s时，水对容器底部的压力大小是　 　；图乙中a的值是　 　；40～140s时段，浮力对物体做功是　 　。 2.浸没在水中的长方体金属块，上、下表面受到水的压力分别为2N、10N，该金属块受到的浮力为 ________ N，金属块的体积为________，若上表面距离水面的深度为0.4m，现用3N的力把金属块提升0.1m，则此力对物体做的功为________ J，此时金属块受到的浮力将________（选填“变大”、“不变”或“变小”）（，g取10 N/kg）。 3. 体积相同的实心物块甲和乙，它们分别挂在一根轻质不等臂杠杆AOB的左右两端，保持水平位置平衡，已知甲和乙的密度之比为1∶2，则AO∶OB=___________，若将甲、乙如图所示同时浸没在水中，则杠杆___________端将下降。（选填“A”或“B”） 4. 某兴趣小组通过自主探究得知“在一定范围内，弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量成正比”。原长为10cm的弹簧（质量不计）上端固定在天花板上，下端系一重为20N的小球，静止时小球位于A处，弹簧长度变为11cm，再用力F将小球竖直向下拉到B处，弹簧长度为11.5cm（未超过弹性限度），然后由静止释放，在释放瞬间小球受到的合力大小为______N，小球从B处第一次回到A处过程中，小球的动能______（选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“先减小后增大”）。 5.建筑工地上，工人利用杠杆提起重物。如图所示，杠杆AOB在竖直拉力的作用下恰好在水平位置平衡。已知，物体的重力为1600N，与地面的接触面积为400cm2，此时物体对水平地面的压强为。若工人的重力为700N，则工人对地面的压力为_______N，工人最多能拉起_______N的重物（杠杆与绳的自重、转轴上的摩擦均不计）。 6. 某校科技小组设计了如图所示的装置来探究浮力和机械效率的相关问题，B是放置在水平桌面上的盛水玻璃杯，总重力为30N，与桌面的接触面积为25cm2，A物体重力为50N，体积为1.25×10-3m3，当物体A浸没在水中匀速上升时，该装置的机械效率为75%，则物体完全拉出水面后（物体不吸水、不沾水），B容器对水平桌面的压强变化了_____Pa，该装置的机械效率变为_____。（不计绳重、摩擦和水的阻力，g取10 N/kg，ρ水=1×103kg/m3） 7．如图所示为履带式吊车将重为6×104N的挖掘机从河道内吊出的情景。OB为吊臂，CA为液压杆，F1为液压杆对吊臂的作用力。当挖掘机静止时，吊臂B端受到竖直向下的总拉力为6.2×104N。 （1）静止在图示位置的吊臂可看作 　　杠杆。 （2）吊臂B端和吊钩上都装有滑轮，此时用4×104N的拉力F2将挖掘机匀速提升1m用时10s。此过程中：F2所做有用功为 　　J，F2的功率为 　　W，滑轮组的机械效率为 　　。 （3）已知吊车质量（不包含动滑轮、吊钩与钢丝绳）为15t，履带前后端E、F相距8m，此时吊车重心在EF正中，竖直吊绳到履带前端E的距离也为8m。为防止翻车，保持如图所示的吊臂长度和角度不变，该吊车可吊重物的最大质量为 　　t。以下操作可能引起翻车的是 　　，应避免。 A.缓缓缩短吊绳 B.缩短液压杆 C.缩短吊臂 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年人教版物理八年下学期期末复习力学体系大综合各类型题专练 类型02 力学体系大综合计算类填空题 1．如图甲所示，水平放置的方形容器里有一个重为8N、棱长为10cm的正方体物块M，M与容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器内注水，容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示（g＝10N/kg），则：当t＝140s时，物块M在水中处于　 　（选填“沉底”“悬浮”或“漂浮”）状态；当t＝140s时，水对容器底部的压力大小是　 　；图乙中a的值是　 　；40～140s时段，浮力对物体做功是　 　。 【答案】漂浮；15N；8cm；0.32J。 【解析】（1）正方体物块M的体积：V＝L3＝（0.1m）3＝0.001m3； 物块M的质量：m＝＝＝0.8kg； 物块M的密度：ρM＝＝＝0.8×103kg/m3＜1.0×103kg/m3； 即物块的密度小于水的密度， 由图象可知：当t＝140s时，水的深度为h＝12cm，大于正方体物块M的棱长为10cm； 则根据浮沉条件可知此时物块在水中处于漂浮状态； （2）当t＝140s时，注入水的体积：V水＝vt＝5mL/s×140s＝700mL＝7×10﹣4m3， 则注入水的重力：G水＝ρ水gV水＝1.0×103kg/m3×10N/kg×7×10﹣4m3＝7N； 因容器为方形容器，且此时物块处于漂浮状态， 所以此时水对容器底部的压力：F＝G水+GM＝7N+8N＝15N； （3）由图象分析可知，当t＝40s时，物块M刚好处于漂浮状态，则F浮＝GM＝8N， 根据F浮＝ρ水gV排可得此时物块M排开水的体积： V排＝＝＝8×10﹣4m3＝800cm3， 由V排＝SMh浸可得，此时水的深度： a＝h浸＝＝＝8cm； （4）在40﹣140s时段，物块M上升的高度（等于水面上升的高度）：h′＝12cm﹣8cm＝4cm＝0.04m， 则该过程中浮力对物体做功：W＝F浮h′＝8N×0.04m＝0.32J。 【点评】此题是一道力学综合题，熟练运用阿基米德原理、液体压强公式、密度公式，准确分析图象中的信息，方可解答此题。 2.浸没在水中的长方体金属块，上、下表面受到水的压力分别为2N、10N，该金属块受到的浮力为 ________ N，金属块的体积为________，若上表面距离水面的深度为0.4m，现用3N的力把金属块提升0.1m，则此力对物体做的功为________ J，此时金属块受到的浮力将________（选填“变大”、“不变”或“变小”）（，g取10 N/kg）。 【答案】 (1)8 (2)8×10-4 (3) 03 (4) 不变 【解析】（1）该金属块受到的浮力为 （2）由可得 （3）此力对物体做的功为 （4）由可得，把金属块提升0.1m，金属块排开水的体积不变，故金属块受到水的浮力不变。 3. 体积相同的实心物块甲和乙，它们分别挂在一根轻质不等臂杠杆AOB的左右两端，保持水平位置平衡，已知甲和乙的密度之比为1∶2，则AO∶OB=___________，若将甲、乙如图所示同时浸没在水中，则杠杆___________端将下降。（选填“A”或“B”） 【答案】 2∶1 B 【解析】已知甲和乙的密度之比为1∶2，体积相同，则甲和乙的重力之比为 根据杠杆的平衡条件 所以 则AO∶OB=2∶1。 若将甲、乙如图所示同时浸没在水中，则由于体积相同且都浸没，则两物体受到的浮力相等 此时作用在杠杆两端的力分别为 再根据，则此时 因为AO∶OB=2∶1，则可得 故同时浸没在水中后，则杠杆B端下降。 4. 某兴趣小组通过自主探究得知“在一定范围内，弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量成正比”。原长为10cm的弹簧（质量不计）上端固定在天花板上，下端系一重为20N的小球，静止时小球位于A处，弹簧长度变为11cm，再用力F将小球竖直向下拉到B处，弹簧长度为11.5cm（未超过弹性限度），然后由静止释放，在释放瞬间小球受到的合力大小为______N，小球从B处第一次回到A处过程中，小球的动能______（选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“先减小后增大”）。 【答案】 10 增大 【解析】原长为10cm的弹簧（质量不计）上端固定在天花板上，下端系一重为20N的小球，静止时小球位于A处，弹簧长度变为11cm，此时弹簧的伸长量为 11cm-10cm=1cm 因在一定范围内，弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量成正比。由此可得，在一定范围内，弹簧每伸长1cm，弹簧的弹力大小增加20N。当用力F将小球竖直向下拉到B处，弹簧长度为11.5cm，此时弹簧的伸长量为 11.5cm-10cm=1.5cm 那么弹簧的弹力大小为 FB=1.5×20N=30N 在B处由静止释放，在释放瞬间小球受到竖直向下的重力和竖直向上的弹簧的弹力的作用，则合力大小为 F合=FB-G=30N-20N=10N 由力与运动的关系可知，当合力方向与运动方向相同时，物体做加速运动。在B处时，受到的合力方上竖直向上，大小为10N，在A处时，弹簧的弹力大小等于重力，合力为0。则小球从B处第一次回到A处过程中，合力的方向一直是竖直向上的，运动的方向也是竖直向上的，故小球做加速运动。由于小球的质量不变，速度变大，所以小球的动能增大。 5.建筑工地上，工人利用杠杆提起重物。如图所示，杠杆AOB在竖直拉力的作用下恰好在水平位置平衡。已知，物体的重力为1600N，与地面的接触面积为400cm2，此时物体对水平地面的压强为。若工人的重力为700N，则工人对地面的压力为_______N，工人最多能拉起_______N的重物（杠杆与绳的自重、转轴上的摩擦均不计）。 【答案】 500 2100 【解析】杠杆与绳的自重、转轴上的摩擦均不计，物体对水平地面的压力 F压=pS=2.5×104Pa×400×10-4m2=1000N 物体受到水平地面的支持力和物体对水平地面的压力是一对相互作用力，其大小相等，所以支持力为 F支=F压=1000N 物体受到重力、支持力和拉力的作用而静止，则绳子对物体的拉力大小为 F拉=G-F支=1600N-1000N=600N 绳子对B端的拉力 FB=F拉=600N 根据杠杆平衡条件得到 FA·OA=FB·OB A端受到绳子的拉力 工人受到重力、支持力和拉力的作用而静止，工人受到支持力 F′支=G人-FA=700N-200N=500N 工人对地面的压力和地面对工人的支持力是相互作用力，两个力的大小相等，则工人对地面的压力 F′压=F′支=500N A端的最大拉力等于工人的重力，根据杠杆平衡条件得到 F′A·OA=F′B·OB B端的最大拉力 工人最多能拉起2100N的重物。 6. 某校科技小组设计了如图所示的装置来探究浮力和机械效率的相关问题，B是放置在水平桌面上的盛水玻璃杯，总重力为30N，与桌面的接触面积为25cm2，A物体重力为50N，体积为1.25×10-3m3，当物体A浸没在水中匀速上升时，该装置的机械效率为75%，则物体完全拉出水面后（物体不吸水、不沾水），B容器对水平桌面的压强变化了_____Pa，该装置的机械效率变为_____。（不计绳重、摩擦和水的阻力，g取10 N/kg，ρ水=1×103kg/m3） 【答案】 5000 80% 【解析】当物体浸没在水中时，根据阿基米德原理可知，物体受到的浮力为 物体完全提出水后，玻璃杯底对地面的压力变化量为 根据可得，玻璃杯对地面变化的压强为 由图知，拉力作用在动滑轮的轴上，使用时费力但省距离，且n=2，则拉力端移动距离，不计绳重、、摩擦和水的阻力，当物体A浸没在水中匀速上升时，该滑轮的机械效率为 即 解得F=100N。 对动滑轮进行受力分析，动滑轮受到向上的拉力F、二股绳子的向下的拉力（每股绳子的拉力等于）、自身的重力G动，即 所以动滑轮的重力为 物体A完全提出水面后，动滑轮受到向上的拉力F、二股绳子的向下的拉力（每股绳子的拉力等于GA）、动滑轮的重力，则拉力为 拉力端移动距离，此时动滑轮的机械效率为 7．如图所示为履带式吊车将重为6×104N的挖掘机从河道内吊出的情景。OB为吊臂，CA为液压杆，F1为液压杆对吊臂的作用力。当挖掘机静止时，吊臂B端受到竖直向下的总拉力为6.2×104N。 （1）静止在图示位置的吊臂可看作 　　杠杆。 （2）吊臂B端和吊钩上都装有滑轮，此时用4×104N的拉力F2将挖掘机匀速提升1m用时10s。此过程中：F2所做有用功为 　　J，F2的功率为 　　W，滑轮组的机械效率为 　　。 （3）已知吊车质量（不包含动滑轮、吊钩与钢丝绳）为15t，履带前后端E、F相距8m，此时吊车重心在EF正中，竖直吊绳到履带前端E的距离也为8m。为防止翻车，保持如图所示的吊臂长度和角度不变，该吊车可吊重物的最大质量为 　　t。以下操作可能引起翻车的是 　　，应避免。 A.缓缓缩短吊绳 B.缩短液压杆 C.缩短吊臂 【答案】（1）费力；（2）6×104；8×103；75%；（3）7.3；B。 【解析】（1）由图可知，吊臂被液压杆撑起时，液压杆提供的力为动力，吊臂B端受到竖直向下的总拉力为阻力，O为支点，根据图示可知，动力臂小于阻力臂，所以吊臂相当于费力杠杆； （2）吊车吊起挖掘机过程中所做的有用功：W有＝G挖h＝6×104N×1m＝6×104J； 由图可知n＝2，则绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×1m＝2m， 拉力F2做的总功：W总＝F2s＝4×104N×2m＝8×104J， 拉力F2的功率：P＝＝＝8×103W， 滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝75%； （3）由题意可知，动滑轮、吊钩与钢丝绳的总重力：G动绳＝F总拉﹣G挖＝6.2×104N﹣6×104N＝2×103N， 吊车的重力：G吊＝m吊g＝15×103kg×10N/kg＝1.5×105N， 由题知，履带前后端E、F相距8m，此时吊车重心在EF正中，竖直吊绳到履带前端E的距离也为8m， 将吊车视为杠杆，E为支点，重物和动滑轮、吊钩与钢丝绳的总重力的力臂L1＝8m，吊车自身重力的力臂L2＝EF＝×8m＝4m， 设吊起物体的最大重力为G物，由杠杆平衡条件可得：（G物+G动绳）×L1＝G吊×L2， 代入数据有：（G物+2×103N）×8m＝1.5×105N×4m， 解得：G物＝7.3×104N， 由G＝mg可知，吊起物体的最大质量：m物＝＝＝7300kg＝7.3t； A、缓缓缩短吊绳，不会改变力和力臂，由杠杆平衡条件可知，该操作不会引起翻车，故A不符合题意； B、缩短液压杆，吊臂与水平面的夹角变小，由数学知识可知，重物和动滑轮、吊钩与钢丝绳的总重力的力臂变大，使得重物和动滑轮、吊钩与钢丝绳的总重力与其力臂的乘积大于吊车自身重力与其力臂的乘积，则吊车会向左侧翻转而引起翻车，故B符合题意； C、缩短吊臂，重物和动滑轮、吊钩与钢丝绳的总重力的力臂减小，使得重物和动滑轮、吊钩与钢丝绳的总重力与其力臂的乘积小于吊车自身重力与其力臂的乘积，由杠杆平衡条件可知，该操作不会引起翻车，故C不符合题意；故选B。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$