专题4 力学综合计算-2025-2026学年初中物理力学典型题专项训练

力学典型题专项训练初中物理 专题四 力学综合计算 考向1速度、功、功率、压强综合计算 做了多少功？克服重力做功的功率为 1.如图是小明同学 多少瓦？ 在单杠上做引体 向上时的情境， 小明的质量为 60kg,他在30s 内完成了10个引体向上，每次重心上升 50cm,g取10Nkg。求： (1)引体向上前小明先进行了1000m跑 的测试，他的成绩是4分10秒，他跑 的平均速度； 3.如图是一台全自动扫拖一体机器人，它可 (2)小明完成一个引体向上克服重力做的功： 以沿自动规划的路线 (3)小明30s内克服重力做功的功率。 进行扫地和拖地。这 台机器人用时1500s 清扫完空房间，刚好 通过60m。 (1)求机器人全程的平均速度。 (2)机器人水平牵引功率是20W,求机 器人清扫完空房间牵引力做的功。 (3)机器人总重18N,与地面总接触面积 2.花样滑冰是冰上运动项目之一。运动员通 为2×104m2,求机器人静止时对水平 过冰刀在冰面上划出图形，并表演跳跃、 地面的压强。 旋转等高难度动作。某滑冰运动员穿上冰 鞋后总质量为48kg,已知一只冰鞋的冰刀 与冰面的接触面积为4cm2。（g取10Ng) (1)小明用秒表计时运动员直线滑行100m 用了8s,在此过程中运动员的平均速 度为多少？ (2)该运动员双脚站立在冰面上时对冰面 的压强为多少？ 4.中国高铁技术世界领先，高铁总里程世界 (3)已知该运动员在0.8s内完成某个动 第一。如图为运行的某列“复兴号”高铁 作跳起的高度为30cm,她克服重力 列车，它的总质量为4.8×10kg。列车 专题四}力学综合计算 在水平轨道上以100m/s的速度匀速直线行 6.2024年春节以来多地 驶，所受阻力是重 遭受旱灾，为保证灾区 力的0.02倍。g取 某校师生用水，政府派 10Ng。求列车匀 出抗旱送水车送水。如 速直线行驶时： 果一辆送水空车质量为6t,水箱容积为5m3。 (1)1分钟通过的路程； 装满水后，车轮与地面的总接触面积为0.5m2。 (2)所受牵引力的大小； 学校距取水处12km,汽车匀速行驶20mim (3)牵引力的功率。 到达学校。（p*=1.0×103kgm3)求： (1)汽车匀速行驶时的速度； (2)装满水时，车对地面的压强； (3)车平均阻力为6400N,则牵引力做 功为多少，发动机功率为多少。 (4)同学们，水是生命之源，请你写出日 常生活中的两项节水措施。 5.某小汽车重力为2.2×104N,轮胎接地总 受力面积为0.05m2。该车在水平路面上以 90kW的恒定功率从静止启动并沿直线行 驶，其速度与时间的关系图象如图所示，求 (1)小汽车静止时对水平地面的压强； (2)小汽车在匀速阶段通过的路程； (3)小汽车在匀速阶段牵引力所做的功。 +/ms') 7.为解决社会上停车难 30 问题，某小区修建了 立体车库，如图所示 是某轿车停车入库时 0 4 t/min 的情境。某次停车时，驾驶员将轿车停至 载车板上，通过升降机20s就可将车辆竖 直提升10m至第5层。若该车对水平载车 板的压强为2×10Pa,车轮与载车板的总 接触面积为8×103m2,取g=10N/kg。请 通过计算回答： (1)本次提升汽车的平均速度； (2)该汽车对载车板的压力： 力学典型题专项训练初中物理 (3)该汽车的质量； 排水量达9×10kg,海水 (4)升降机克服重力对该汽车做功的功率。 的密度约为10x10kgm, g取10Nkg。 (1)若声呐探测器在水下10m深处，则 声呐探测器所受海水压强为多少？ (2)驱逐舰满载时受到海水的浮力是多少？ (3)当驱逐舰所受浮力为8×10N时排开 水的体积是多少？ 8.如图是我国055型万吨 级驱逐舰“咸阳”号， 该舰满载时排水量约 1.23万吨，吃水深度8m,最大航速60kmh。 (p海水=1.03×10kgm3,g取10N/g) (1)“咸阳”号以最大航速匀速航行6min, 航行的距离为多少km? (2)“咸阳”号满载静止时，舰底0.5m 2.近年来我国驱逐舰、 的船板表面受到海水的压力为多大？ 核潜艇、航空母舰 (3)若“咸阳”号以36kmh的速度匀速 等在海上一一亮相， 航行时，动力推进系统的输出功率为 护我领海，扬我国 4×10W,则“咸阳”号受到的牵引 威。如图所示是我国海军某型号战略导弹 力是多少？ 核潜艇漂浮在海面上的情境，它作为海下 利器，对我国的国防安全有着重要的意义。 该核潜艇的总质量为8×10°kg,总体积为 9×103m3,海水的密度取1×103kgm3。求： (g取10Ng) (1)核潜艇漂浮在海面上时所受的浮力； (2)核潜艇潜入水下800m处，受到海水 的压强； (3)核潜艇通过什么途径实现下潜或上浮？ 考向2压强、浮力综合计算 1.如图为我国自行研制的某型号导弹驱逐舰， 该舰经常担负我军近海和远海的巡航任务。 已知驱逐舰的最大航速为54km/h,满载时 专题四}力学综合计算 容器中水深20cm,物体的底面积为 100cm2,高为10cm,重为15N。容器及绳 子重力忽略不计，p水=1.0×103kgm,g取 10N/kg。求： (1)物体所受的浮力大小； 3.一个实心正方体，体积为1.2×103m3,重 (2)容器对水平地面的压强大小； 10N,用细绳吊着浸入盛水的容器中，有 (3)打开阀门K放出烧杯内的水，当柱形 号的体积露出水面，此时容器中的水面高 物体有一半露出水面时，弹簧测力计 度为30cm(如图)。求： 的伸长量。 (1）物体受到的浮力； AFN 20 (2)水对容器底部的压强； (3)绳子的拉力； (4)剪断绳子，物体静止后受到的浮力。 (p水=1.0×10kgm,g取10N/kg) 20 cm 777 777777777777 0 L∠LL∠ 2.55.07.510.0△x/cm 甲 30 cm 5.如图是我国自主研 发的轻型地效翼船 CYG-11,地效翼船 俗称会飞的船，它能 停在水面或地面上，在客运、货运、旅游、 4.如图甲所示，一个柱形物体通过绳子与轻 救护、海上缉私、海洋监测等方面具有广 质弹簧悬挂于O点，物体浸没于装水的薄 阔的应用前景。地效翼船静止在水面上且 柱形容器中，上表面恰好与水面相平，阀 满载时的排水量为1.2t,某次执行任务时 门K处于关闭状态，弹簧所受拉力F与其 （地效翼船已经离开水面)，它以180km/h 伸长量△x的关系如图乙所示。已知容器 的速度沿水平方向匀速直线飞行了0.5h, 置于水平地面上，其底面积为200cm2, 发动机产生的牵引力为72×10N。求：（p水= 力学典型题专项训练初中物理 1.0×103kg/m3,g取10Nkg） 7.如图所示，放置在 (1)地效翼船静止在水面上且满载时所 水平桌面上的柱形 受到的浮力； 容器中装有适量的 20 cm (2)地效翼船在本次执行任务中离开水 水，把质量为300g 7 面飞行时牵引力做的功； 的木块浸人水中，木块静止时有号的体积 (3)船底某处距水面0.5m,水对该处产 生的压强。 露出水面，此时容器中水的深度为20cm。 g取10N/kg,求： (1)水对容器底部的压强； (2)木块受到的浮力； (3)木块的密度。 6.小华想利用气球与探空仪探测高空的空气 状况。如图甲所示，质量为0.4kg的探空 仪静止在水平桌面上，与桌面接触面积为 0.02m。在室内测试时，当向气球内充入 0.6m3的某种气体时，释放后该气球恰好 能携带探空仪悬浮在空中，如图乙所示。 8.如图所示，水平桌面上放置着一个装有水 已知球壳质量为0.23kg,室内空气的密度 的容器，容器底面积为0.02m2,容器质量 为1.22kgm3。求： 为1kg,容器内装有质量为2kg的水，现 （1)探空仪所受的重力； 将一个质量为0.5kg的木块放入容器中， (2)探空仪对水平桌面的压强； 木块处于漂浮状态，此时容器内水的深度 (3)充人的某种气体的密度（计算浮力时， 为0.1m。（p*=1g/cm,g取10N/kg)求： 不计探空仪的体积和球壳的厚度)。 (1)放人木块后水对容器底部的压力； 探空仪 (2)物块所受浮力的大小 (3)放入物体后容器对桌面的压强。 0.1m 177777717777777777777T ® 专题四}力学综合计算 增大了多少Pa? 9.如图甲所示，一个底面积为250cm的圆 柱形容器，将一个底面积为100cm2、高 为8cm的长方体木块放人水中，木块浸入 水中的深度为4cm；如图乙所示，将一个 边长为5cm的正方体金属块放在木块的上 方，金属块和木块刚好浸没在水中。求： (1)木块的密度； (2)金属块的质量； (3)图乙中水对容器底的压强相对于甲 变化了多少。 11.用弹簧测力 计悬挂一个 8 实心物块， 6 物块的下表 2 0246810 面与水面刚 甲 好接触，如图甲所示。从此处匀速下放物块， 当物块浸没于水中后继续匀速下放（物块 未与水底接触)。物块下放过程中，弹簧 测力计示数F与物块下表面浸入水的深度 h的关系如图乙所示。求：（g取10Ng, 10.如图甲所示，边长为10cm的正方体木块 水的密度是1.0×103kg/m3) A在水中静止时漂浮在水面上，此时木块 (1)物块浸没在水中时受到的浮力； 的号露出水面；若将一个与A等体积的 (2)物块刚浸没时，水对物块下表面的 压强； 正方体B粘在A的上方，此时A、B刚好 (3)物块的密度。 浸没在水中，如图乙所示，请计算（P水= 1.0×103kg/m3）: (1)木块A的密度PA; (2)物体B的密度PB; (3)若容器底面积为200cm2,则与图甲 相比较，图乙中水对容器底部压强 ⑦ 力学典型题专项训练初中物理 12.如图甲所示，一个底面积为4×102m2的 多少？ 薄壁圆柱形容器置于水平地面上，装有0.4m (2)若体重为500N的小明也用此滑轮 深的水。现将物体A放入其中，已知A 组提升不同的物体时，则该滑轮组 物体的质量是0.4kg,物体A漂浮于水面 的机械效率最大为多少？ 上，如图乙所示。当在容器底部给物体A 下端系一根细线时，此时物体A恰好浸没 水中静止（水未溢出），在图乙的基础上 水面上升的高度为0.01m,如图丙所示。 (p*=1×10kgm,g取10N/kg)求： (1)容器中水的质量； (2)物体A放入后，容器底部受到水的 压强； (3)求细线对物体A的拉力。 2.如图所示，工人用滑轮组提升重物，已知 重物的重力G=1300N,动滑轮的重力G动= 200N。在工人用力F作用下，重物匀速上 升，20s达到规定高度5m处。不计绳重 和机械之间的摩擦。求： 甲 （1)拉力做功的功率； (2)滑轮组的机械效率； (3)若用该装置提升另一重物时，机械 效率达到90%，则该重物的重力是 多少。 考向3功、功率、机械效率综合计算 1.如图所示，小明的爸 爸用600N的拉力使 重1140N的物体在 10s内匀速上升1m, 不计绳重和摩擦，则： (1)小明的爸爸拉绳 做功的功率为 8 专题四}力学综合计算 3.建筑工地上，工人用滑轮组在20s内吊起 5.如图所示，体重 一质量为180kg的物体升高了5m,如图 为600N的工人 所示，此时滑轮组的机械效率为90%，不 用200N竖直向 5 3 m 计绳重和摩擦，g取10Nkg,求： 下的拉力将重 (1)对物体做的有用功； 300N的货物从斜面底端匀速拉到顶端。已 (2)拉力F的功率； 知斜面长5m,高3m,工人的鞋底与地面 (3)若利用此滑轮组吊起质量为380kg 的总接触面积为320cm2,不计滑轮的摩擦 的物体，机械效率是多少？ 和绳子的重。求： (1)克服货物重力所做的功； (2)该斜面的机械效率； (3)拉动货物时工人对地面的压强。 6.某同学用图甲所示装置将水平地面上的重 物A提升到高处，A重为540N。该同学 4.如图所示是小陌帮爸爸设计用滑轮组拉动 质量为50kg,与地面的接触面积为250cm, 货箱的装置。在50N的拉力作用下，货箱 施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示。 以0.1mls的速度做匀速直线运动，地面对 A上升的速度v随时间t变化的关系如图丙 货箱的滑动摩擦力f为货箱重的0.2倍。 所示，忽略绳重及摩擦，g取10Nkg。求： (g取10Nkg） (1)0~1s内人对地面的压强； (1)货箱运动2min,求拉力做的功。 (2)2~4s内该装置的机械效率； (2)若此滑轮组的机械效率为80%，求 (3)该同学用该装置能提升物体的最大 货箱的质量。 重力。 LLIGLLL111LKK 300 21(m/s) 200 100 A 01234s01234i/ 甲 丙 ®) 力学典型题专项训练初中物理 7.重为2.5t的 (3)站在水平地面的小明用此滑轮组能 越野车户外 越野 提升的最大物重。 车 游玩时，陷 入泥沼中。车上自备牵引设备。如图所示 为施救简图。施救过程中，自备牵引设备 显示，钢丝绳的拉力F为2000N,机械效 率为60%。设系统的额外阻力不变。求： (1)该越野车的重力； （2)越野车受到的阻力； (3)若牵引设备显示的机械效率为80% 时，牵引力是多少。 考向4浮力、滑轮组综合计算 1.小科与同学到某 工地参观，看到 工人操作电动机 电动机 通过如图所示滑 轮组将正方体石 料从水池底竖直 匀速吊起。他们 通过调查得知：石料的边长为0.2m,密度为 2.5×103kg/m3,石料上升时速度恒为0.4ms, 圆柱形水池的底面积为0.2m2,动滑轮重 为30N。请根据他们的调查数据求：（不 计绳重和摩擦，p*=1.0×103kgm3) 8.小明利用如图所示滑轮组给楼上居民运送 (1)石料露出水面前受到的浮力； 物资，站在水平地面上的小明将重为600N (2)石料露出水面前滑轮组的机械效率 的物资在15s内匀速提升3m,小明对绳 (3)石料从刚露出水面到完全露出水面 子末端的拉力F的大小为350N,已知小 所用的时间。 明自身重力为580N, 4L支架 两个滑轮的质量相等， 不计绳重和绳与滑轮间 的摩擦。求： （1)物资移动的速度； (2)此时滑轮组的机 械效率； 物资 专题四}力学综合计算 2.如图是一种用于河 (2)物体露出水面以前 道清淤的绞吸挖泥 滑轮组的机械效率； 船，其工作原理是 (3)物体从开始露出水 利用转动的绞刀绞 面到完全离开水面 松河底的淤泥和土 滑轮组的机械效率 壤，与水混合成泥浆，经吸泥泵吸入泵体 怎样变化，并说明 并经过排泥管送至高处的排泥区。某型号 理由。 绞吸挖泥船部分技术参数如表所示。 （p水=1.0×103kgm3,g取10N/g) 船体 吸泥泵 最大排泥 总质 最大扬 额定功 吃水深 流量Q1 量化 率PW 程h/m 度/m (m'.min) 80 30 3 20 1.8 4.学习了简单机械后，元元设计了如图所示的 （1)求吸泥泵正常工作船底受到水的压强。 实验装置，通过滑轮组 (2)求在非工作状态下静止在水面的绞 匀速拉动立方物体。已 吸挖泥船浸人水中的体积。 知物体的体积为1m3, (3)某次吸泥泵正常工作时，排泥流量 密度为0.8×103kgm3, 为每分钟2.5m3,排泥扬程（将河底 动滑轮重400N,不计 泥浆提起的高度)为l8m,泥浆的 绳重、摩擦和水的阻力， 密度为1.6×103kgm3,求吸泥泵此 p水=1.0×103kgm3,g取10N/kg,求： 次工作时的机械效率。 （1)物体自由漂浮时受到的浮力 (2)物体在水中时动滑轮对其的最大 拉力； (3)物体向下运动过程中滑轮组机械效 率的最大值（保留到小数点后一位）。 3.如图所示，用70N的拉力F恰能使20kg 的实心物体在水中缓慢匀速上升，物体的 密度为2.5×10kgm3,不计水的阻力、绳重和 摩擦，取g取10Nkg,p水=1.0×10kgm,求： (1)物体在水中受到的浮力； 力学典型题专项训练初中物理 5.如图是起重 6.如图甲所示是建造大桥时所用的起吊装置 车吊臂上的 示意图，使用电动机和滑轮组（图中未画出） 滑轮组在打 将实心长方体A从江底沿竖直方向匀速吊 捞湖中质量 起，图乙是钢缆绳对A的拉力F随时间变 为120kg的 化的关系图象。A完全离开水面后，电动 物品A,物品A在水中被匀速提升过程中， 机对绳的拉力F大小为1×10N,滑轮组 滑轮组上钢丝绳的拉力F为480N,动滑 的机械效率为75%，A上升的速度始终为 轮重为300N(不考虑绳重、摩擦及水对A 0.1m/s。求：（不计钢缆绳与滑轮间的摩 的阻力)，g取10Ng 擦及绳重，不考虑风浪、水流等因素的影响， (1)求物品A的重力； g取10Nkg) (2)求物品A在水中被匀速向上提升过程 LLL111111411 中受到的浮力大小； 滑 (3)物品A完全离开水面在空中被匀速提 、 组 F电动机 升的过程中，求此时滑轮组的机械效率。 KK 甲 F/N 3×104 1×101 020406080100120140s 乙 (1)长方体未露出水面时受到的浮力； (2)长方体的密度； (3)长方体离开水面时，电动机对绳的拉力 的功率。 @(2)由图乙可知，杠杆左端挂了3个钩码，钩码 在两格处，右端挂了两个钩码，位置在3格处， 结合表中数据可知，两格处的力臂是0.1m,因 此3格处的力臂为0.15m,故①为1，②为0.15。 (3)根据表中数据可知，杠杆的平衡条件为F1= F2l20 (4)力臂不一定是支点到力作用，点的距离，用弹 簧测力计斜拉可使结论更具普遍性，因为这样做 改变了拉力的力臂，使力臂与杠杆不重合；从支 点到动力作用线的垂直距离叫动力臂，因此拉力 的力臂应为OB。 5.(1)右(2)1(3)省力 【解析】(1)杠杆右端高，说明水平时重心在支点 左边，所以应将平衡螺母右调，使重心右移，杠杆 才能平衡。 (2)根据杠杆的平衡条件F1l1=F22,每个钩码 的重力相等，每个格的距离也相等，左边钩码重 与力臂的乘积为2×2=4，右边钩码重与力臂的 乘积满足4就可以，A点距支点4个格，所以可 以在A,点挂1个钩码。 (3)由图可知，利用木杆撬动沉重木料时，动力 臂大于阻力臂，此杠杆属于省力杠杆。 6.（1)A （2)动力×动力臂=阻力×阻力臂（或Fl1=F22) 7.（1)0.20 (2)不能右端钩码对杠杆的拉力的力臂变小、 【解析)（1)根据F1l1=F22可知，第2次实验数 据中的阻力臂2应为马=马，2,0N×0、 1.5N 0.20m。（2)用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右 边挂钩码的悬线，此时右端钩码对杠杆的拉力的 力臂变小，在右边挂钩码拉力不变、左端拉力、 左端拉力的力臂不变的情况下，杠杆不能平衡。 8.（1)右（2)Fl=F2b2(3)B （4)右端下沉（5)小于 9.（1)水平(2)大小(3)1.0= （4)①见解析②杠杆自重对杠杆平衡有影响 【解析】(1)当杠杆在水平位置平衡时，力的方向 与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读 出来。（2)如果在左侧钩码下增加一个钩码，杠 杆左侧力臂不变，力变大，根据杠杆平衡条件可知， 杠杆将失去平衡，由此可以猜想：杠杆的平衡可能 与力的大小有关。(3)由图丙可知，杠杆左端挂 了3个钩码，钩码在10cm处，右端挂了两个钩码， 参考答案〉 位置在15cm处，结合表中数据可知，杠杆右侧 的阻力数值为1.0；根据表中数据可知，杠杆的 平衡条件为F山1=F2。（4)①从支点到力的作 用线的距离叫力臂，从支点向动力作用线作垂线， 垂线段的长度即力臂，如图： F ②图丁中，设杠杆的重力为G,力臂为lc,当 杠杆平衡时，根据杠杆的平衡条件F,l1=F22+ Glc,由丁图可知lc≠0，所以杠杆自重对杠杆平 衡有影响，此时F1l1>F220 专题四力学综合计算 考向1速度、功、功率、压强综合计算 1,解：(1)小明1000m跑的平均速度== 1000m=4m/so 250s (2)小明完成一个引体向上克服重力做的功W。= Gh=mgh=60kg×10N/kg×0.5m=300J。 (3)小明30s内克服重力做的功W总=10×W。= 10×300J=3000J。30s内克服重力做功的功率 P=W题=3000J=100W。 30s 2.解：(1)在此过程中运动员的平均速度为=氵 100m=12.5ms。 (2)运动员对冰面的压力为F=G=mg=48kg× 10Nkg=480N,该运动员双脚站立在冰面上时对 F.480N 冰面的压强为p=5=2×4×10m=6×10Pa。 (3)该运动员克服重力做的功为W=Gh=mgh= 48kg×10N/g×0.3m=144J,克服重力做功的 功率为P=”=144」=180W。 t0.8s 3解：(1)机器人的平均速度a=0。 0.04m/so （2)机器人牵引力做的功W=Pt=20W×1500s= 3×104J。 (3)机器人静止在水平地面的压力F=G=18N, 5 力学典型题专项训练初中物理 F 18N 对地面的压强p=3=2×10m=9×10Pa。 4.解：(1)1分钟通过的路程为s=t=100m/s× 60s=6×103m0 (2)列车做匀速直线运动时，受到的牵引力和 阻力是一对平衡力，大小相等，所受牵引力的大 小为F=f=0.02G=0.02mg=0.02×4.8×10kg× 10N/kg=9.6×104N。 (3)牵引力的功率为P=Fv=9.6×10N×100ms= 9.6×105W。 5.解：（1)小汽车静止时对水平地面的压强为P= F_G_2.2×10N=4.4×103Pa 5=s=0.05m2 (2)由图象可知，小汽车在匀速直线运动时， 通过的路程为s=vt=30m/s×2×60s=3600m。 (3)小汽车在匀速阶段牵引力所做的功为W= Pt=90×10W×2×60s=1.08×10J。 6.解：(1)汽车匀速行驶时的速度0=三=2km= t 20 min 12 km=36 km/h =10 m/so (2)装满水时，水的质量m水=p水V=1.0× 103kgm3×5m3=5×103kg,车的总重力G总= G水+G车=m水g+m车g=5×103kg×10N/kg+ 6×103kg×10N/kg=1.1×103N,装满水时，车 对地面的压强P==C题=1：1×10N=2.2× S=- S 0.5m2 10Pao (3)汽车做匀速直线运动，水平方向上所受的 牵引力与阻力是一对平衡力，则F=∫=6400N, 牵引力做功W=F=6400N×12000m=7.68×10J, 发动机功率P=平-7.68×10J-7.68×10」_ t 20 min 1200s 64000W。 (4)日常生活中的两项节水措施：①提高水的 重复使用；②及时关闭水龙头。（合理即可） 7解：(1)提升片车的平均速度为==9 0.5m/s。 (2)该汽车对载车板的压力为F=pS=2×10Pa× 8×103m2=1.6×104N。 (3)该汽车的质量为m= GF1.6×104N g=g=10N/kg 1600kg0 (4)升降机克服汽车重力做的功为W=Gh= 1.6×104N×10m=1.6×10J,则升降机克服重 152 力对该汽车做功的功率为P=”=1.6×10J= t 208 8000W。 8.解：（1)“咸阳”号以最大航速匀速航行6min, 航行的距商为s=8=60kamh×品h=6km。 （2)“咸阳”号满载静止时，舰底受到的压强为 p=p海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×8m= 8.24×10Pa,舰底0.5m2的船板表面受到的海水 的压力F压=pS=8.24×10Pa×0.5m2=4.12×104N。 (3)“咸阳”号速度为v=36km/h=10m/s,由 P=平==Fm可得，“咸阳”号受到的牵引力 F=P=4×10W=4X10N。 10m/s 考向2压强、浮力综合计算 1.解：（1)声呐探测器所受海水压强p=pgh=1.0× 103kgm3×10N/kg×10m=1×103Pa。 （2)由题意可知，驱逐舰处于漂浮状态，浮力 等于重力，因此受到的浮力F浮=G排=m排g=9× 103kg×10N/kg=9×10N。 (3)根据F浮=P液gV排可知，当驱逐舰所受 浮力为8×10N时排开水的体积V兼=登 P水g 8×10N =8×103m3。 1.0×103kg/m3×10N/g 2.解：（1)核潜艇漂浮在海面上时所受的浮力等 于自身重力，大小为F浮=G=mg=8×10°kg× 10N/kg=8×10'N。 （2)潜入水下800m时，核潜艇受到海水的压 强为p=Pgh=1×103kgm3×10Nkg×800m= 8×10Pa。 (3)核潜艇有储水仓，需要下潜时，将水仓中 充满水，增大自身重力，使重力大于浮力，实现 下潜；要上浮时，将水仓中的水排出，使浮力大 于重力，实现上浮，所以它是通过改变自身重力 来实现下潜或上浮的。 3.解：（1)由题意可得此时正方体排开水的体积 =(1-号p-号×12x103m=8×10, 此时物体所受的浮力F浮=p水g#=1.0×10kgm× 10N/kg×8×104m3=8N。 （2)此时容器中的水面高度为30cm=0.3m,则 水对容器底部的压强p=p水gh=1.0×103kgm3× 10N/kg×0.3m=3×103Pa。 （3)此时物体受到向上的拉力、向上的浮力和向 下的重力而处于静止状态，则F拉+F浮=G,所以 绳子对物体的拉力F拉=G-F浮=10N-8N=2N。 (4)若物体全部浸没水中，则此时物体所受的 浮力F浮=p水gV排=p水gV=1.0×103kgm3× 10N/kg×1.2×10-3m3=12N>10N,所以剪断 绳子后物体最终会漂浮在水面上，则物体静止后 受到的浮力为F浮=G=10N。 4.解：（1)物体的体积为V物=S物h物=100cm2× 10cm=1000cm3=10-3m3,物体浸没在水中所 受的浮力大小为F浮=P水gV物=1.0×103kg/m× 10Nkg×103m3=10N。 (2)容器中水的体积为V水=S容h水-V物=2× 102m2×0.2m-103m3=3×103m3,容器中水受 到的重力为G水=m水g=p水V水g=1.0×10kgm3× 3×103m3×10N/kg=30N,容器对水平地面的压 力为F压=G水+F浮=30N+10N=40N,容器对 水平地面的压强为p= 是8品想器 2×103Pa。 （3)当柱形物体有一半露出水面时，受到的浮 力为F路=分F#=之×10N=5N,根据吸=C物 1 F可知打开阀门K后弹簧测力计的示数为F拉= G物-F弹=15N-5N=10N,如图乙所示，当弹 簧测力计的示数为10N时，弹簧测力计的伸长量 为5cm。 5.解：(1)该舰满载时所受浮力F浮=G排=m排g= 1.2×103kg×10N/kg=1.2×104N。 （2)地效翼船飞行的距离s=vt=180km/h× 0.5h=90km=90000m,发动机产生的牵引力 F=7.2×103N,牵引力做的功W=Fs=7.2×10N× 90000m=6.48×108J。 (3)船底某处距水面h=0.5m,水对该处产生 的压强p=p水gh=1.0×103kgm3×10N/kg×0.5m= 5000Pa。 6.解：（1)探空仪的重力为G探空仪=mg=0.4kg× 10N/kg=4N。 (2)探空仪对桌面的压力大小等于其重力大小， 即F=G=4N,则压强p=5=0.02m F 4N =200Pa。 (3)悬浮时，不计探空仪的体积和球壳的厚度， 则V排=V气=0.6m3,由阿基米德原理可得，其所 受浮力为F浮=p空气gV排=1.22kgm3×10Nkg× 0.6m3=7.32N,球壳的重力G壳=m壳g=0.23kg× 10Nkg=2.3N;由于气球所受浮力等于总重力， 参考答案〉 则某种气体的重力为G气=G总-G探空仪一G壳= 7.32N-4N-2.3N=1.02N,某种气体的质量m= 会-08=01me则a贤-0g2学g- g 10N/kg 0.17kg/m3。 7.解：（1)水对容器底部的压强为p=Pgh=1.0× 103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa。 (2)木块漂浮，则浮力等于重力，所以木块受 到的浮力为F浮=G=mg=0.3kg×10Ng=3N。 (3)木块排开水的体积为V排=Pp*g 1.0×10kgm×10NWg=3×10m3,则木块的 3N 体积为v=维，=3×10m=5x10m则木 3 5 块的密度为p=丹5=06x10kgm。 8.解：（1)此时容器内水的深度为0.1m,则水 对容器底部的压强p=p水gh=1×103kg/m3× 10Nkgx01m=1×10Pa,由p=5得，压力为 F=pS=1×103Pa×0.02m2=20N。 (2)物块漂浮，浮力与物体的重力相等，F浮= G=mg=0.5kg×10N/kg=5N。 (3)容器对桌面的压力为F'=G'=m'g=（1kg+ 2kg+0.5kg)×10Nkg=35N,则容器对桌面的 压强53器=170， 9.解：（1)由题意可知，木块排开水的体积为 V排=S*h浸=100cm2×4cm=400cm3=4× 104m3,木块受到的浮力为F浮=p水gV排=1.0× 103kgm3×10Nkg×4×104m3=4N;图甲中，木 块漂浮，重力为G木=F浮=4N,木块的质量为m= G生=0Ng g 4心。=0.4kg,木块的密度为p=受= 0.4kg 100x8×106m=0.5×103kgm3。 （2)将木块和金属块看做一个整体，整体漂浮，由 图乙和漂浮的条件得m金g+G木=P水g(V金+V木）， 代入数值得m金×10Ng+4N=1.0×103kgm3× 10N/g×[(5×10-2m)3+4×104m3],解得 m金=0.125kg。 (3)图乙相较于图甲，液面升高的高度为△h= Vk+y全-2y大-10em2x8cm+(5cm S S- 250cm1 2x100cm×8cm -=2.1cm=0.021m,图乙相对 250cm2 53 力学典型题专项训练初中物理 于图甲中水对容器底变化的压强为△p=P水g△h= 1.0×103kg/m3×10N/g×0.021m=210Pa。 10.解：(1)已知正方体木块A边长为10cm,木 块A的体积为Va=(10cm)3=1000cm3=1× 103m3,图甲中A木块漂浮在水面上，此时木 块的子露出水面，所以A木块排开水的体积为 M0=(1-号)%=(1-号)×1x10m㎡2=6× 104m3,则木块A的重力为GA=FA浮=P水gV排= 1.0×103kgm3×10N/kg×6×104m3=6N,A的 质量为-号-然g=06,放A的密度 为=段=12=06x10wn (2)图乙中A和B一起悬浮时，因为VB=VA= 1000cm3=1×103m3,V#=Va+B=1×103m3+ 1×103m3=2×10-3m3,F浮=P水gV排=1.0× 103kg/m3×10N/g×2×103m3=20N,对A、B 受力分析可得，GA+GB=F浮，则GB=F浮-GA= 20N-6N=14N,则B的密度PB== 1以3=14x0kg。 （3)对比甲、乙两图，当A、B全部浸人液体时， 水上升的高度为4有。Ag。+ 号x100em+10cm =7cm,图乙中水对 200cm2 容器底部的压强比图甲增加了△p=P水g△h= 1.0×103kg/m3×10N/kg×7×102m=700Pao 11.解：（1)由图乙可知，弹簧测力计的最大示数， 此时物块未浸入水中，物块的重力等于最大示 数，即G=F最大=8N；由图乙可知，物块浸没 在水中时弹簧测力计的示数为4N,由称重法可 知，物块完全浸没在水中时受到的浮力F浮=G F'=8N-4N=4N。 (2)由图乙可知，物块刚浸没时下表面所处的 深度h=4cm=0.04m,则物块刚浸没时，水 对物块下表面受到的压强p=p水gh=1.0× 103kg/m3×10Ng×0.04m=400Pa。 (3)物块的质量为m=G=,8N=0.8kg,物体 g 10N/kg 浸没时，物块的体积等于它排开水的体积，故物块 F浮 的体积为V=VY#-P*g10x10kgm×10Nkg 4N 4x10m,物块的蜜度为p=晋=8 2×103kgm。 12.解：（1)由题意可知，容器中水的体积为V水= Sh=4×102m2×0.4m=1.6×102m,则水的质 量为m水=p水V水=1×103kg/m3×1.6×102m3= 16 kgo (2)物体A漂浮在水面上，受到的浮力的大 小等于其重力的大小，即F浮=mAg=0.4kg× 10Nkg=4N,由阿基米德原理可得排开水的 F浮 4N 体积为V#=P水g1x10kgm×10Ng 4X 10,所以可知水面升高的高度为△h=号- 4×104m=0.01m,则由液体压强公式可知 4×102m7 物体A放入后容器底部受到的水的压强为p= p水g(h+△h)=1×103kg/m3×10N/kg× (0.4m+0.01m)=4100Pa。 (3)因为图丙中的水面在图乙的基础上水面上 升的高度为0.01m,所以可知相比于放入物体 A之前水面升高的高度为h2=0.01m+0.01m= 0.02m,则可知物体A完全浸没于水中时受到的 浮力为F浮=P水gV排=P水gh2S=1×10kgm3× 10N/kg×0.02m×4×102m2=8N,图丙中物体 A静止时，受到重力、浮力和绳对它的拉力， 根据力的平衡的条件可知三者的关系为G+F拉= F浮，所以细绳对物体A的拉力大小为F拉=F浮- GA=8N-4N=4N。 考向3功、功率、机械效率综合计算 1.解：(1)由题意可得，动滑轮上有2股绳，拉 力端的移动距离为s=2h=2×1m=2m,拉力端 移动的速度为e==识=02s,小明的爸爸 拉绳做功的功率P=Fv=600N×0.2ms=120W。 (2)不计绳重和摩擦时，由题意可得，拉力为 F=2(G+Ca),即600N=3(1140N+Ca), 解得G动=60N,体重为500N的小明也用此滑轮 组提升不同的物体时，最大的拉力为自身重力， 即F数大=Gx=500N,由F=(G+C)可得， 提升最大的物重为G物=2F最大-G动=2×500N- 60N=940N,滑轮组的机械效率最大为7最大= G物 940N G%+C940N+60N×100%=94%。 2.解：(1)由图可知，动滑轮上绳子的股数n=3, 不计绳重和机械之间的摩擦，拉力为F=G+G边三 1300N+200N=500N,拉力移动的距离为s= 3 nh=3×5m=15m,拉力做功为W总=Fs= 500N×15m=7500J,拉力做功的功率为P= W总=7500J=375W。 20s (2)滑轮组的有用功为W有用=Gh=1300N×5m= 6500J,机械效率为7=形用×100%=6500J× W总 7500J 100%≈86.7%。 (3)若用该装置提升另一重物时，机械效率达 到90%，则7=×10%=cm4Ca五×100%= Gh' W点 G G°+200N×100%=90%,解得该重物的重力是 G'=1800N。 3.解：（1)工人对物体做的有用功W有用=Gh= 1800N×5m=9000J。 (2)根据)=×10%可知，拉力做的总功为 W卷=W-9000J=10000J,则工人师傅拉力 790% 做功的功率P=W色=10000J=500W。 20s （3)根据W总=W有用+W籁可知，额外功W颓=W总一 W有用=10000J-9000J=1000J,不计绳重和摩 擦，则动滑轮的重力6a--1901=20N,质 5m 量为380kg的物体所受重力G'=m'g=380kg× 10Nkg=3800N,不计绳重和摩擦，滑轮组的机 Gh' 械效率7'=有×100%=G五+G2×100%三 G 3800N c+G×100%=3800N+200N×100%=95%. 4.解：(1)由图可知，n=3,由v=2可得，2min内 货箱运动的距离s=v物t=0.1m/s×120s=12m, 绳端移动的距离s1=3s=3×12m=36m,拉力做 的功W总=Fs1=50N×36m=1800J。 (2)由)-器得，克服李擦做的功即有用功 W有用=7W总=80%×1800J=1440J,地面对货箱 的滑动摩擦力f=阻=1440J=120N,由题意可 12m 知，滑动摩擦力f=0.2G,则货物所受重力为G= =120N=600N,由G=mg可得，货物的质量 0.2-0.2 为m=异8=60e 参考答案〉 5.解：（1)克服货物重力做的有用功W有用=Gh= 300N×3m=900J。 (2)不计滑轮的摩擦和绳子的重，拉力做的总 功W总=Fs=200N×5m=1000J,该斜面的机械 效率7=W有用×100%=0×100%=90%。 1000J (3)拉动货物时，工人对地面的压力F压=G- F=600N-200N=400N,工人对地面的压强p= 专-3.125×10 400N 6.解：（1)由图丙可知，0~1s内重物A静止不动， 由图乙可知，0~1s内拉力F,是100N,该同学 的重力G人=m队g=50kg×10Nkg=500N,人对 地面的压力F压=G人-F=500N-100N=400N, 0-1:内人对地面的压强p=专=2500 400N 1.6×104Pa。 (2)由图甲可知，滑轮组的动滑轮绕3段绳，n= 3,由图丙可知，2~4s内重物A做匀速直线运动， 由图乙可知，2~4s内拉力F2是200N,该装置 的机械效率η=Wa W有用×100%三Es天06-F×h大 Fs 540N 100%=G×100%=3x200N×100%=90%。 (3)因为忽略绳重及摩擦，动滑轮所受的重力 G动=nF-G=3×200N-540N=60N;因为工人 站在地面上拉绳子，所以工人施加的最大拉力 F最大=G人=500N,因为不计绳重及绳与滑轮间的 摩擦，这名工人用该装置能提升物体的最大重力 G最大=3F最大-G动=3×500N-60N=1440N。 7.解：（1)根据题意可知，越野车的质量为m= 2.5t=2500kg,该越野车的重力为G=mg= 2500kg×10N/kg=25000N。 （2)根据题图可知，动滑轮上绳子股数n=2, 由于司=腰×10%=子×10%可每光车受到 的阻力为f=2F7=2×2000N×60%=2400N。 (3)根据刀=是×10%=去×10%可得，当 牵引设备显示的机械效率为80%时，牵引力为F= f=2400N=1500N。 2×7-2×80% 8.解：(1)物资移动的速度为=h=3m=0.2ms。 t-15s (2)由图可知，n=2,则滑轮组的机械效率为 7=0×100%-g×10%=6×10%- Es 600N 6×100%=2×350N×100%≈85.7%。 力学典型题专项训练初中物理 (3)不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，根据F= (G+G商)，动滑轮重力为G劲=nF-G=2× n 350N-600N=100N,小明自身重力为580N, 则绳子自由端拉力最大为580N,则站在水平地 面的小明用此滑轮组能提升的最大物重为G'= nF'-G动=2×580N-100N=1060N。 考向4浮力、滑轮组综合计算 1.解：（1)石料的边长为0.2m,石料的体积V石= （0.2m)3=8×10-3m3,石料露出水面前，即淹 没时，V排=V石=8×103m3,石料露出水面前受到 的浮力F浮=P水gV排=1.0×103kg/m3×10Nkg× 8×10-3m3=80N。 （2)石料的质量m石=p石V石=2.5×103kg/m3× 8×103m3=20kg,石料的重力G石=m石g= 20kg×10Nkg=200N;石头露出水面前石料对滑 轮组的拉力F拉=G石-F浮=200N-80N=120N,滑 轮组的机械效率η=W。 _×100%=W用+W版× W有用 F拉h 100%h+Gh×100%=F+C×100%3 120N+30N×100%=80%。 120N （3)石料从刚露出水面到完全露出水面的过程， 由于V排的减小，池中水面会下降，由△V=V石= S△h可得，水面下降高度Ah==8×10m S池0.2m2 0.04m,石料上升的实际高度h'=L-△h=0.2m- 0.04m=0.16m,所以石料被拉出水面的时间t= K_0.16m=0.4s0 v石=0.4m/s 2.解：（1)吸泥泵正常工作船底受到水的压强为 p=pgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.8m=1.8× 104Pa。 （2)由二力平衡知，漂浮在水面的绞吸挖泥船 受到的浮力为F浮=C船=m船g=80×103kg× 10N/kg=8×103N,由阿基米德原理F浮=P液gV排 知，绞吸挖泥船浸入水中的体积为V韩=P水g 8×10°N 1.0×10kg/m×10NWkg=80m。 （3)吸泥泵1min排泥质量m=1.6×103kgm3× 2.5m/min×1min=4×103kg,吸泥泵1min做的 有用功为W有用=Gh=mgh=4×103kg×10N/kg× 18m=7.2×10J,吸泥泵1min做的总功为W总= Pt1=30×103W×60s=1.8×10°J,则吸泥泵此次 工作时的机浓效率为n=赞×0账保8产 100%=40%。 3.解：(1)根据题意可知，物体的体积为V=”= 25x10kgm=8×10m,物体在水中受到的浮 20kg 力F浮=pgh=1.0×103kgm3×10N/kg×8×103m3= 80N。 (2物体的重力为G=mg=20kg×10N/kg=200N, 滑轮组对物体的拉力F'=G-F浮=200N-80N= 120N,机械效率刀=Wa W有用×100%=E。×100%= 120N×k×100%=85.7%。 70N×2h （3)物体从开始露出水面到完全离开水面的过 程中，排开液体的体积减小，受到的浮力减小， 滑轮组对物体的拉力F变大，相当于增加物重， 所以机械效率变大。 4.解：（1)物体受到的重力为G=mg=pg=0.8× 103kg/m3×10N/kg=8×103N,漂浮时F浮=G= 8×103N。 （2)物体浸没在水中时，V排=V=1m3,此时物 体受到的浮力为F浮=p水gV排=1.0×103kgm3× 10N/kg×1m3=1×104N,物体浸没在水中所 受的浮力最大，此时动滑轮对物体的拉力最大， F拉=F浮-G=1×104N-8×103N=2×103N。 (3)由图可知，n=3,动滑轮对物体的拉力最 大时，绳子自由端的拉力为F=上(F拉+G动)= 号×(2×10N+400N)=800N,此时机械效率 F拉h、J F拉h 最大，最大机械效率”=×100%=F而× 100%=看是×10%=号艾800N×100%=83.3%. 2×103N nF 5.解：(1)物品A的重力GA=mAg=120kg× 10Nkg=1200N。 (2)吊起动滑轮的绳子股数为3股，物品A在 水中被匀速向上提升过程中受到的浮力为F浮= GA+G动-3F=1200N+300N-3×480N=60N。 (3)不考虑绳重、摩擦，货物A完全离开水面在 空中被匀速提升的过程中，滑轮组上钢丝绳的拉力 为Fr=号(G+Ga)=3x(120N+30N)= _W有用×100%= 5D0N,此时滑轮组的机械效率刀=W ×10m%=鼎×10%-号×10%30× Es 100%=80%。 6.(1)2×104N(2)1.5×103kg/m3(3)4000W