内容正文:
一战成名
Q做=m禁游9=0.01kg×4.3×107J/kg=4.3×10J
则起重机的提升效率
W
70X10%=
.29×10J
100%=30%
4.3×103J
6.解:(1)盾构机满负荷工作时的推进速度
=三-005m=0.002m/s:
t 25 s
(2)根据卫=、可知,该管片承受的压力
Fs=pS=2×10Pa×5m2=1×10°N;
(3)推进力做的功
W=Fs=4.2×107N×0.05m=2.1×10°J;
(4)根据P=?可知,25s内盾构机整个系统做的总功
t
W色=Pt=2.8×103W×25s=7×10°J,
盾构机推进的机械效率
×100%=2.1x10°J
W
100%=30%.
7×106J
7.解:(1)无人机总质量为2kg,则无人机的重力
G=mg=2 kgx10 N/kg=20 N;
(2)无人机静止在水平地面上时对地面的压力
重
F=G=20N,
计算
无人机静止在水平地面上时对地面的压强
2.0x104Pa;
破
p=S1.0x103m
(3)由W=F知,无人机匀速上升时升力
F-W1800J
=30N,
s 60 m
44
无人机匀速上升时F舞=G+f,则匀速上升时受到的阻力
f=F升-G=30N-20N=10N.
8.解:(1)智能机器人的重力G=mg=30kg×10N/kg=300N,
智能机器人对地面的压力F压=G=300N,
对地面产生的压强p=
F压300N
S150x104m2
-2×104Pa;
(2)由图乙可知,0~6s智能机器人匀速运动,速度为
1.2m/s,
智能机器人在0~6s内行走的距离
s1=,t,=1.2m/s×6s=7.2m,
由图乙可知,6~10s智能机器人匀速运动,速度为1.0m/s,
智能机器人在6~10s内行走的距离
s2=2t2=1.0m/s×4s=4m,
0~10s内的平均速度
44
参考答案与重
s_5+s_7.2m+4m=1.12m/s;
V=
10s
(3)在0~6g内,智能机器人受到的水平阻力
f=0.05G=0.05×300N=15N,
机器人匀速运动,牵引力和阻力是一对平衡力,大小相
等,故牵引力F=f=15N,
此段时间内智能机器人牵引力做功的功率
p-"_B-Pm,=15Nx1.2/s=18w
tt
9.解:(1)设大轮与小轮的半径比为3:1,水桶受到的总
重力为90N:使周长为3m的大轮转动一圈,水桶匀速
上升的高度是小轮的周长,为大轮周长的了,即1m,井
绳对水桶做的功W=Gh=90N×1m=90J;
(2)水桶对地面的压强n-690N
=900Pa;
SS 0.1 m2
(3)若要使辘轳静止在图乙所示位置,作用在C点最小
的力为F,根据杠杆的平衡条件有FR=G;
则F-G-90Nx1-30N
R3
10.解:(1)碓头的重力G=mg=20kg×10N/kg=200N;
(2)碓头竖直下落0.5m,重力做的功W=Gh=200N×
0.5m=100J,
重力微功的功率P营50,
(3)根据杠杆的平衡条件可得F,×OB=GxOA,则捣谷
人右脚对横木的压力F,=GX01_200N×3
OB
2
300N;
因为力的作用是相互的,则横木对右脚的支持力
F右支=F,=300N,
捣谷人的重力G人=m队g=72kg×10N/kg=720N,
以捣谷人为研究对象,根据力的平衡条件可得G=
F右支+F左支,则左脚受到地面的支持力
F左支=G人-F右支=720N-300N=420N,
左脚对地面的压力和左脚受到地面的支持力是一对
相互作用力,大小相等,则F压=F左支=420N,
F压_420N
左脚对地面的压强p-S200x10m
=2.1×104Pa.
专题2浮力、压强、密度的综合计算
1.解:(1)空载时塑料瓶受到的浮力F1等于塑料瓶的重
力G瓶,F1=G瓶=120×103kg×10NVkg=1.2N;
(2)瓶身浸入水中的最大长度为18cm,此时
题解析·物理
V#=S瓶h=20cm2×18cm=360cm3-3.6×104m3;
此时塑料瓶受到的浮力F2=p水V排g=1×10kg/m3×
3.6×104m3×10N/kg=3.6N;
此时所载物体的重力
G物=F浮2-G瓶=3.6N-1.2N=2.4N;
浮力秤的最大称量值m-C=24N
g 10 N/kg
=0.24kg;
(3)浮力秤空载时和最大称量时塑料瓶浸入水中的体
积变化量△V=
AFn Fm-FaL=
3.6N-1.2N
P水gP水g1×103kg/m3×10N/kg
=2.4×104m3;
水槽内水面的高度差4M=4"2.4x10
=0.02m.
S猫120×104m2
2.解:(1)由阿基米德原理F=P腋V排g得图乙中模型B
受到的浮力FB=p水V排g=1.0×103kg/m3×2000×
106m3×10N/kg=20N;
(2)图乙中,以A、B整体为研究对象,受到总重力G、浮
力F和容器底的支持力F支,且根据力的相互作用知
F支=F压=16N,
整体受到的浮力F#=Pk(V排A+V)g=1.0×10kgm×
(2000×10-6m3+200×106m3)×10N/kg=22N;
整体受到的重力G=G,+G+G*,由于三力平衡,所以
G=Fm+F支=GA+Gg+G水,
B中充人的水的重力GB*=F+F支-(G,+GB)=22N+
16N-(1.4kg+0.6kg)×10N/kg=18N;
由p=?和G=mg,根据题意知道,模型B空心部分的体
积V室c等于B中充入的水的体积V水,即V空心=咏=
GB水三
18N
P*10N/kgx1.0x10kg/m-1.8x103m;
(3)图丙中,A、B整体为研究对象,受到总重力G、浮力
F浮',处于漂浮状态,则浮力
Fm'=G4+GB=(1.4kg+0.6kg)×10N/kg=20N;
排开水的总体积
20N
=2×10-3m3;
P水g10N/kg×1.0×103kg/m3
则乙到丙的过程中水面上升的体积△V排=V*+V排'-V
=V脉+V排'-(V+Va)=1.8×103m3+2×103m3-(2000
×10-6m3+200×106m3)=1.6×10-3m3,
液面变化的高度
4V排1.6×103m3
Ah=
S1000×10-4m2
1.6×10-2m;
参考答案与重难
一战成名目
水对容器底的压强变化量△p=p水g△h=1.0×103kg/m
×10N/kg×1.6×102m=160Pa.
3.(1)空载【解析】题目中提到“梦想”号钻探船上有高
耸的井架,出海执行任务时需要通过大桥,为了确保安
全通行,我们需要考虑船只在最不利情况下的高度;当
船只满载时,由于装载了货物或设备,船体可能会下
沉,导致井架的高度减小.因此,只要在空载状态下能
够通过大桥,那么在满载或其他任何状态下,船只的井
架高度都不会超过空载时的高度,从而确保始终能够
安全通行;
解:(2)深度为5000m处海水对钻头的压强p'=P海水gh
=1.0×103kg/m3×10N/kg×5000m=5×10'Pa;
(3)井架对甲板的压力等于自身的重力,即F=G=m架g=
5×10kg×10N/kg=5×107N,
F_5x10N-1.25x103Pa:
井架对甲板的压强p=§400m
(4)当装载m=1800kg的货物时,货物的重力
G货=m货g=1800kg×10N/kg=1.8×104N;
已知船头和船尾是由2块相同的等腰梯形板材制成,且
0=45°,此时船头(或船尾)在水中的侧面积(梯形的面
1
1
积,如解图1)S则=2h,×(d+d)=2×0.4mx(1m+
难
0.4m+0.4m+1m)=0.56m;
计算
破
0.4m
I m
0.4m
h,=0.4m
第3题解图1
因船浸入水中部分为柱体,则此时船排开水的体积
45
V排=S则l=0.56m2×4m=2.24m3,
所以装载m=1800kg的货物时,船受到的浮力
Fm=pkV排g=1.0×103kg/m3×2.24m3×10N/kg=
2.24×10N,
则船自身的重力G=F#-G货=2.24×104N-1.8×
104N=4.4×103N;
要实验船始终能安全通过此桥,需空载时能通过大桥,
就能始终确保安全通行,
空载时船受到的浮力F#'=G=4.4×103N,
此时船排开水的体积
Fn'
4.4×103N
V排'=
=0.44m3,
P水g1×103kg/m3×10N/kg
空载时船头(或船尾)在水中的侧面积
题解析·物理
45
一战成名目
S侧'=
V#'0.44m
=0.11m2,
4m
设此时船的吃水深度为h2,露出水面的高度为h,如解
图2所示:
45
h
I m
第3题解图2
此时S'=2,x(d+)=2,x(1m+h,+h,+1m)
0.11m2,解得h2=0.1m,
则此时船露出水面的高度
h,=h-h,=1m-0.1m=0.9m,
所以旗杆的最大高度h杆=H-h=3m-0.9m=2.1m.
4.解:(1)由p=严可得,圆柱体A的体积
y,=-。90g=150em:
P 0.6 g/cm'
(2)将A竖直缓慢放入B中,静止时A漂浮在水面,
则此时圆柱体A受到的浮力
F¥=G4=m4g=90x103kg×10N/kg=0.9N;
计算
(3)将A竖直缓慢放人C中,静止时状态未知,假设A
放入油中是沉底的,
破
由V=Sh可得,A的底面积
_V_150em-15em2=1.5x103m,
5,=210cm
油的体积V海=Schc=30cm2×3cm=90cm3,
46
A沉底后油的深度
V
90cm3
k32-S30em-15m
=6cm=0.06m,
此时A受到的浮力F浮'=P油V排浦g=0.9×103kgm3×
1.5×10-3m2×0.06m×10N/kg=0.81N,
因为F'=0.81N<G,=0.9N,所以假设成立,A放人油
中会沉底,
则油对容器底部的压强
p=pgh'=0.9×103kg/m3×10N/kgx0.06m=540Pa.
5.解:(1)调节升降台前水对容器底部的压强
p=p水gh,=1.0×103kg/m3×10NVkg×0.1m=1×103Pa;
(2)初始状态,容器内水面与圆柱体下表面恰好不接
触,此时容器内水的体积可表示为V水=S,h;缓慢调节
升降台后使细线恰好伸直且无拉力,此时容器上升的
46
参考答案与重天
高度为h2=8cm,
圆柱体下表面到容器底的距离
h'=h-h2=10 cm-8 cm=2 cm,
此时容器内水的体积可表示为V水=S,×h'+(S2-S)×h,
其中S1:S2=1:3,
由水的体积不变可列方程为S,h,=S2×h'+(S2-S,)
x h,
代入已知数据解得h=12cm;
(3)细线恰好伸直且无拉力,说明此时圆柱体处于漂浮
状态,V排=S,h,由阿基米德原理得
F浮=G排=P水V排g=P水Shg
圆柱体的重力G=mg=P物V物g=P物S,Hg:
由浮沉条件可知,漂浮时F浮=G,则圆柱体的密度
*h_1.0x103kg/mx0.12m=0.6x10°kg/m3.
P物三
H
0.20m
6.【图像解读】54大3030不变不变
解:(1)由图乙可知,当h为0~40cm时,弹簧测力计示
数为54N,此时砖块处于空气中,根据二力平衡条件可
知,砖块的重力G=F拉1=54N;当h≥70cm时,弹簧测
力计示数为24N,且不变,此时砖块浸没在水中,则砖
块浸没时受到的浮力F浮=G-F2=54N-24N=30N;
(2)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
结合F浮=P液gV排可得,砖块的体积
30N
V=V排=。
=3×103m3,
水g1.0x103kg/m3×10N/kg
砖块的质量m=G-54N
=5.4kg,
g 10 N/kg
肥-5.4k好=1.8x10kg/m:
砖块的密度p=v3x10m
(3)由图乙可知,砖块刚好浸没时下底面所处的深度
h'=70cm-40cm=30cm=0.3m,
砖块下底面受到水的压强p水=p水gh'=1.0×10kg/m3×
10N/kg×0.3m=3000Pa,
其下底面所受的压强p=p水+p大气=3000Pa+1.013×
103Pa=1.043×103Pa.
7.解:(1)由图乙可知,当h>15cm时,物块完全离开水
面,物块受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力,则物
块的重力G=F'=13N;
当h≤9cm时,物块完全浸没在水中,此时拉力F=
8N,物块受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直
向上的浮力,则G=F+F浮,因此物块浸没在水中时受到
题解析·物理一战成名目
专题2浮力、压强、密度的综合计算
类型①漂浮、悬浮、触底类
1.(2025乐山)如图所示,某同学用一个上端开口的圆柱形厚底空塑料瓶和装有水的圆柱形水槽制
作了一个浮力秤,用于测量质量.空塑料瓶质量为120g,塑料瓶底面积为20cm2,水槽底面积为
120cm2,瓶身能够浸入水中的最大长度为18cm,使用过程中水不溢出,塑料瓶始终漂浮且瓶身
保持竖直.已知水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg,不考虑塑料瓶侧壁的厚
塑料瓶
力学综
度.求:
(1)空载时塑料瓶受到的浮力;
水槽
合计算
(2)浮力秤的最大称量值;
第1题图
(3)浮力秤空载时和最大称量时水槽内水面的高度差,
园方法指导+++++++++++小+
物体浸入一定深度后与物体下移一段距离的液面深度变化分析:
物体浸入水中的深度为h
物体在液体中下移一定距离h
3
示意
2
△h
图
物
当物体浸入液体中深度为
当物体以原来的液面为参照物下移h,同时液面还要上升一定的高
h时,实际上是一个动态过
度,即物体浸入液体中的深度不止h;
液面
程,物体一边下降,液面一
变化
方法一:设液面上升的高度为△h,则△h=
△V排S(h+△h)
边上升,物体下降的深度
S家
S家
分析
加上液面上升的高度刚好
S物h
方法二:因为V1=V2+V3,所以△h
为h
S客-S轴
十十一十十十一十十十一十一一十
十十十十一十十十十十十十十十十十十十十十十十十十十十一十十
重难计算突破·物理
7
一战成名目
2.(2025兰州)图甲是利用“浮筒打捞法”打捞沉船的示意图,浮筒是密封的大钢筒,能浮在水面上
打捞工作船把若干个浮筒拖到沉船所在位置上方的水面上,将浮筒灌满水,让它们沉到水底.潜
水员用钢索把灌满水的浮筒拴牢在船的两侧,然后用压气机将空气压进浮筒,把水排出,浮筒就
会带着沉船一起浮到水面上来.小雅利用上述原理制作了实心沉船模型A和空心浮筒模型B来
模拟打捞沉船的过程:A、B间用轻质细绳相连,将A、B放入水平地面上一个装有适量水、足够高
力学综合计算
的圆柱形容器中,B利用容器中的水自动充水,B充满水后A、B的位置如图乙所示,此时,A对容
器底部的压力为16N.打捞时,向B中充气,当B中的水全部排出至容器中时,B浮出水面,A、B
静止时的位置如图丙所示.已知A的质量为1.4kg,体积为200cm3,B的质量为0.6kg,体积为
2000cm3,圆柱形容器的底面积为1000cm2.求:(g取10N/kg)
甲
第2题图
(1)图乙中B受到的浮力:
(2)B空心部分的体积;
(3)乙、丙两图中,水对容器底部压强的变化量△.
8
重难计算突破·物理
一战成名目
3.(2025云南)2024年11月17日,我国建造的全球最先进的大洋钻探船“梦想”号正式入列,如图
甲所示.它具备11000米超深水钻探能力,有望实现“打穿地壳,进入地球深部”的科学梦想.钻
探船上高耸的井架控制钻杆作业,使钻头深入海底钻取岩心.(g取10N/kg)》
启航
力学综合计算
第3题图
(1)“梦想”号钻探船上建有高耸的井架,出海执行任务时,要从大桥下通过.只要
(选填
“空载”或“满载”)时能通过大桥,就能始终确保安全通行
(2)求在水深5000m处海水对钻头的压强.(p海水取1.0×103kg/m3)
(3)科创小组估测井架质量为5×10kg,井架与甲板接触面积为400m2,求井架对甲板的压强:
(4)为了研究“梦想”号钻探船从桥下安全通行的高度问题,科创小组用两块相同的等腰梯形板
材和三块长边均为1=4m的矩形板材,制作了如图乙所示的“启航”号实验船,板材不吸水且厚
度不计.船底短边d=1m,船身高度h=1m,0=45°,船头竖立有旗杆.将船放入平静的湖水中进
行实验,当装载m=1800kg货物时吃水深度为h1=0.4m.若桥离水面的高度H=3m,要实验船
始终能安全通过此桥,求旗杆的最大高度.(货物高度始终低于旗杆顶部,P水=1.0×103kg/m3)
重难计算突破·物理
9