专项训练46 力学知识体系的大综合计算2025-2026学年人教版物理八年级下册期末复习48个重点难点专练(全国通用)
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摘要:
**基本信息**
聚焦力学核心知识综合应用,通过生活与科技场景题组,系统整合运动、力、压强、功及简单机械等知识,强化科学推理与模型建构。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|速度重力压强与功功率综合计算|13道(如冰场滑行、机器人送餐)|多公式串联计算,结合运动学与力学量|从运动(速度)到力(重力),再到力的效果(压强)与能量(功、功率)的递进应用|
|杠杆滑轮和压强浮力综合计算|7道(如杠杆吊桶、滑轮组打捞)|简单机械平衡条件与浮力、压强结合|以杠杆/滑轮组为机械载体,融合浮力(阿基米德原理)与压强(固体/液体)的跨知识点综合|
内容正文:
2025-2026学年人教版物理八年级下册期末复习48个重点难点专练(全国通用)
专项训练46 力学知识体系的大综合计算
一、速度重力压强与功功率等的综合计算(13道题)
二、杠杆滑轮(组)和压强浮力的综合计算(7道题)
一、速度重力压强与功功率等的综合计算(13道题)
1. 如图所示,小红在冰场上快速滑行,她在10秒内滑行了80米,她和冰刀的总质量为50千克,每只冰刀与冰面的接触面积为10厘米2, g取10N/kg,求
(1)小红在10秒内滑行的平均速度?
(2)小红对冰面的压力?
(3)小红在冰面上双脚滑行时对冰面的压强?
【答案】(1)8m/s(2)500N(3)2.5×105Pa
【解析】( (1)小红在10秒内滑行的平均速度v===8m/s;
(2)小红对冰面的压力F=G=mg=50kg×10N/kg=500N;
(2)双脚滑行时的压强,受力面积为S=2×10×;小红在冰面上双脚滑行时对冰面的压强p== ==2.5Pa.
2. 在劳动实践活动中,小明在平直的道路上用推车运送小麦,如图所示,他用60N的水平推力推着推车,以1m/s的速度匀速前进了一段距离,所用的时间为5s。求:
(1)推车通过的路程;
(2)推车受到的阻力;
(3)推力做的功。
【答案】(1)5m;(2)60N;(3)300J
【解析】(1)根据公式可得推车通过的路程为
s=vt=1m/s×5s=5m
(2)推车匀速运动,所受的阻力和推力是一对平衡力,大小相等
f=F=60N
(3)推力做的功为
W=Fs=60N×5m =300J
答:(1)推车通过的路程为5m;
(2)推车受到的阻力为60N;
(3)推力做的功为300J。
3.如图所示,人工智能逐渐融入我们的生活,餐饮服务行业中,机器人随处可见。在一次送餐服务中,托着饮料的机器人总质量为52kg,与地面接触的面积为。若机器人沿水平地面匀速运动了20m,用时20s。g取10N/kg。求:
(1)机器人的速度;
(2)机器人和饮料的总重力;
(3)机器人对地面的压强。
【答案】(1)1m/s;(2)520N;(3)
【解析】(1)机器人的速度为
(2)机器人和饮料的总重力为
(3)机器人对水平地面的压力等于机器人和饮料的总重力为
则机器人对地面的压强为
4. 自行车是很环保的交通工具。小明同学家与学校之间的距离有4.5km,若他骑自行车以5m/s的速度匀速行驶去上学,如图所示,自行车车轮与水平地面的总接触面积为,小明和自行车总质量为60kg,请你根据提供的数据计算:(取)
(1)小明和自行车的总重力;
(2)行驶过程中,自行车对地面的压强;
(3)自行车匀速行驶时功率为200W,则小明从家到学校全程牵引力所做的功是多少焦耳。
【答案】(1)600N;(2)3×105Pa;(3)1.8×105J
【解析】(1)根据G=mg可得,小明和自行车的总重力为
(2)行驶过程中,自行车对地面的压力为
根据可得,行驶过程中,自行车对地面的压强为
(3)根据可得,小明从家到学校全程所需的时间为
根据W=Pt可得,小明从家到学校全程牵引力所做的功是
答:(1)小明和自行车的总重力为600N;
(2)行驶过程中,自行车对地面的压强为3×105Pa;
(3)自行车匀速行驶时功率为200W,则小明从家到学校全程牵引力所做的功是1.8×105J。
5. 未来生活会向着绿色、智能化、便捷化的方向发展,科学家发明的绿色环保、操作简单的电动平衡车受到很多年轻人的青睐。如图为某型号平衡车,下表为平衡车的参数。g取10N/kg,忽略轮胎与地面接触面积的变化,求:
产品
类型
智能电动
体感车
最大功率
800W
车型
款式
双轮
最高时速
5m/s
荷载
人数
1人
轮胎与地面接触
总面积
产品
重量
10kg
爬坡能力约
15°
(1)平衡车的重力;
(2)体重为50kg的小丽骑车时,平衡车对水平地面的压强;
(3)当平衡车以最高时速匀速行驶时,能获得的最大牵引力。
【答案】(1)100N;(2)6×104Pa;(3)160N
【解析】(1)平衡车的重力
(2)体重为50kg的小丽骑车时,平衡车对水平地面的压力
平衡车对水平地面的压强
(3)由公式得,牵引力为
答:(1)平衡车的重力100N;
(2)体重为50kg的小丽骑车时,平衡车对水平地面的压强6×104Pa;
(3)当平衡车以最高时速匀速行驶时,能获得的最大牵引力160N。
6. 为保家卫国,加强国防建设,我国自主研制了一款两栖坦克,坦克发动机最大功率为440kW,满载时质量是24t,在野外陆地的最大速度是60km/h,在水中的最大速度是14km/h。已知,,请完成下列问题:
(1)坦克满载在水中行进时,排开水的体积是多少?
(2)坦克每条履带与地面的接触面积是2m2,满载时对水平地面的压强多大?
(3)在某次演习中,坦克以最大功率在水中行驶10min,发动机所做的功是多少?
【答案】(1)24m3;(2)6×104Pa;(3)2.64×108J
【解析】(1)由题意知,坦克满载时受到的重力为
由于坦克漂浮,所以此时坦克重力等于其受到得浮力,即
由F浮=ρgV排可得,此时它排开水的体积
(2)坦克满载时静止在地面上,对地面的压力等于其重力,即
两条履带的触地面积为
由得,坦克满载时对水平地面的压强
(3)由题意知,坦克以最大功率和最大速度在水中行驶10min,发动机牵引力所做的功为
答:(1)坦克满载在水中行进时,排开水的体积是24m3。
(2)坦克每条履带与地面的接触面积是2m2,满载时对水平地面的压强是6×104Pa。
(3)在某场演习中,坦克以最大功率和最大速度在水中行驶10min,发动机所做的功是2.64×108J。
7. 海南三亚某军港交接入列的长征18号核潜艇,在某次训练中漂浮在水面上时浸入水中的体积是9×103m3,该核潜艇巡航时,在深度为200m的海水中以36km/h的速度匀速行驶,受到的海水阻力为1.6×106N,海水的密度取1.0×103kg/m3,g=10N/kg。求:
(1)该核潜艇漂浮时受到的浮力?
(2)核潜艇在深度为200m的海水中巡航时,面积为0.04m3的整流罩受到海水的压力?
(3)核潜艇巡航时受到的水平推力做功的功率?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)该核潜艇漂浮时受到的浮力
(2)核潜艇在深度为200m的海水中巡航时整流罩受到海水的压强
整流罩受到海水的压力
(3)核潜艇巡航时的速度
因为匀速行驶,推力等于阻力,所以潜艇受到的水平推力做功的功率
答:(1)该核潜艇漂浮时受到的浮力是;
(2)整流罩受到海水的压力是;
(3)核潜艇巡航时受到的水平推力做功的功率是。
8. “绿色环保、低碳出行”的意识已经深入人心。小杨的爸爸为尽量减少驾驶机动车,每天坚持骑自行车上下班。如果人和自行车的总质量为90kg,自行车总的着地面积为,当他以5m/s的速度在水平的公路上匀速骑行时,所受阻力是人和自行车总重的0.03倍()求:
(1)正常行驶的自行车对路面的压强?
(2)小杨爸爸以5m/s匀速骑行1000米,动力所做的功?
(3)小杨爸爸骑行功率?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)人和自行车的总重力为
正常行驶的自行车对路面的压强
(2)当他以5m/s的速度在水平的公路上匀速骑行时,处于平衡态,牵引力和阻力相等,则
动力所做的功为
(3)小杨爸爸的骑行功率为
答:(1)正常行驶的自行车对路面的压强为;
(2)小杨爸爸以5m/s匀速骑行1000米,动力所做功;
(3)小杨爸爸的骑行功率。
9. 小明把质量为2.4kg的花盆由地面匀速竖直拿起,放置在1.2m高的水平窗台上,花盆与窗台接触面积为60cm2,放置后调整花盆位置时,将花盆沿窗台移动0.5m,g取10N/kg,请回答下列问题:
(1)该花盆所受重力的大小是多少?
(2)花盆对窗台的压强是多少?
(3)把花盆由地面拿起到窗台的过程中,小明对花盆做的功是多少?
(4)请判断花盆沿窗台移动的过程中,重力是否做功?
【答案】(1)24N;(2)4×103Pa;(3)28.8J;(4)不做功
【解析】(1)花盆所受重力
(2)花盆与窗台接触面积
花盆对窗台的压强
(3)小明对花盆做的功
(4)不做功,重力的方向竖直向下,未在重力的方向上移动一定的距离,所以重力不做功。
答:(1)该花盆所受重力的大小是24N;
(2)花盆对窗台的压强是4×103Pa;
(3)小明对花盆做的功是28.8J;
(4)花盆沿窗台移动的过程中,重力不做功。
10. 如图所示为解决停车难的问题,在某商业区修建了立体车库,停车时,驾驶员只需将汽车停到地面的载车板上,工作人员通过控制升降机将汽车提升到相应的车位。某次停车升降机用20s将质量是1.2t的汽车辆提升了8m。车轮与载车板的总接触面积为8×10-3m2。(g=10N/kg)
求:
(1)本次提升汽车的平均速度是多少?
(2)汽车对载车板的压强是多少?
(3)升降机克服汽车重力做功功率是多少?
【答案】(1)0.4m/s;(2)1.5×106Pa;(3)4.8×103W
【解析】(1)提升汽车的平均速度为
(2)该车静止时对水平载车板的压力为
则该车静止时对水平载车板的压强为
(3)升降机克服汽车重力做的功为
则升降机克服重力对该汽车做功的功率为
答:(1)本次提升汽车的平均速度是0.4m/s;
(2)汽车对载车板的压强是1.5×106Pa;
(3)升降机克服汽车重力做功的功率是4.8×103W。
11. 如图所示为亚洲最大、最先进的绞吸挖泥船“天鲲号”,也是目前世界上智能化水平最高的自航绞吸船。其工作原理是利用锋利的绞刀绞碎海底的土壤甚至是坚硬的岩石,与海水混合成泥浆,由吸泥泵吸入泵体并经过排泥管吹送到要吹填的区域。“天鲲号”的部分参数如下表所示。(ρ海水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg) 求:
满载时的排水量/t
每小时输送泥浆的体积/m3
最大挖深/m
17000
6000
35
(1)天鲲号最大挖深处海水的压强是多少?
(2)天鲲号满载时受到的浮力是多少?
(3)若泥浆的密度为1.6×103kg/m3,天鲲号每天提升泥浆的质量是多少?
【答案】(1)3.5×105Pa;(2)1.7×108N;(3)2.304×108kg
【解析】(1)以最大挖深工作时,天鲲号最大挖深处海水的压强是
(2)“天鲲号”满载排水量
满载时,“天鲲号”受到的浮力是
(3)若泥浆的密度为1.6×103kg/m3,天鲲号每天提升泥浆的质量为
答:(1)天鲲号最大挖深处海水的压强是3.5×105Pa;
(2)天鲲号满载时受到的浮力是1.7×108N;
(3)若泥浆的密度为1.6×103kg/m3,天鲲号每天提升泥浆的质量是2.304×108kg。
12. 今年夏季雨水充沛,河水水位上涨,为了监测河水水位,物理兴趣小组设计了“智能水位报警器”如图甲所示,由A 、B两部分组成,A 模拟控制器部分,内部高度为0.5m,顶部固定着压力传感器,当压力达到某一数值时,报警器会自动报警。Q 是体积为400cm³的圆柱体,底部未与A紧密接触。B模拟河道部分。在某次注水测试中,当 Q 露出水面长度为0.04m时,报警器恰好开始报警。Q下表面受到水的压强 p 随注入水的深度h 变化的关系图像如图乙所示。(g 取10N/kg)
(1)A 、B两部分组成了_______,当水不流动时两部分液面总保持相平。
(2)从开始加水到水深12cm 的过程中浮力是否对物体Q 做功 ______。
(3)从水深42cm到水深46cm的过程中,Q 下表面受到的压力将______
(4)报警器报警时压力传感器受到的压力是 _______N。
【答案】(1)连通器 (2)否 (3)变大 (4)0.8
【解析】(1)A 、B两部分上端开口,底部相连通,组成了连通器。
(2)由图像得,从开始加水到水深12cm 的过程中,此过程中物体Q在浮力的作用下没有移动,则此过程中浮力对物体Q 不做功。
(3)由图像得,从水深42cm到水深46cm的过程中,Q 下表面受到的压强变大,由得,Q 下表面受到的压力将变大。
(4)Q进入水中深度为12cm时,Q刚好处于漂浮状态;当水深为42cm时,Q的上表面接触到容器顶端,此时Q露出水面的高度为
Q的高度为
Q的横截面积为
当 Q 露出水面长度为0.04m时,报警器恰好开始报警,则报警器报警时压力传感器受到的压力是
13. 为助力乡村振兴,某市将生态农业和旅游观光相结合,打造美丽乡村。如图是该市夏日乡村游用观光艇,其部分技术参数如表:(=1.0×103kg/m3,=10N/kg)
商品名称
浪花牌观光艇
商品型号
船长7.5m×型宽2.0m×型深0.9m
空船质量
800kg
发动机最大输出功率
40kW
最大载人数量
8人
最大航速
10m/s
(1)若人的质量均为50kg,当观光艇满载时,所受的浮力是多少?
(2)当观光艇以最大速度航行10min时,做功是多少?
(3)小曾观察到艇身上标注的最大吃水线为50cm。当吃水达到该位置时,水对艇底部的压强是多大?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)船始终漂浮在水面,若人的质量均为50kg,当观光艇满载时,所受的浮力是
(2)当观光艇以最大速度航行10min时,做功是
(3)当吃水达到最大吃水线位置时,水对艇底部的压强是
答:(1)当观光艇满载时,所受的浮力是;
(2)当观光艇以最大速度航行10min时,做功是;
(3)当吃水达到最大吃水线位置时,水对艇底部的压强是。
二、杠杆滑轮(组)和压强浮力的综合计算(7道题)
1. 小明同学利用如图所示的杠杆将一桶水从地面转移到车上(假设杠杆始终保持水平)。挂在A端的桶重50N,桶内部底面积为,桶内装有750N的水,水深0.8m。重500N的小明用绳子竖直拉住B端,小明的脚与地面的接触面积为,。求:(,g取10N/kg)
(1)水对桶底的压力;
(2)人对地面的压强。
【答案】(1)400N;(2)1×104Pa
【解析】(1)水对桶底的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.8m=8×103Pa
水对桶底的压力
F=pS=8×103Pa×500×10-4m2=400N
(2)由杠杆平衡条件可得
G总AO=F拉OB
拉力
地面对人的支持力
F支持=G-F拉=500N-200N=300N
人对地面的压力和地面对人的支持力是相互作用力,人对地面的压力
F压=F支持=300N
人对地面的压强
答:(1)水对桶底的压力为400N;
(2)人对地面的压强为1×104Pa。
2.如图所示,一个重力为6N,密度为6g/cm3的合金块,悬柱在轻质杠杆的A点,O为支点,OA长10cm,此时合金块浸没在某种液体中。杠杆右边B点吊着重力为0.7N的物体,OB长70cm,杠杆在水平位置平衡。不计绳重及转轴处摩擦,求:
(1)合金块的体积;(2)A端受到绳子的拉力大小;(3)该液体密度为多少?
【答案】(1)1×10-4m3;(2)4.9N;(3)1.1×103kg/m3
【解析】(1)由G=mg可得,合金块的质量:
由可得,合金块的体积:
(2)设A点受到绳子的拉力为FA,B点受到绳子的拉力为FB,由受力分析可知,因杠杆处于水平平衡状态,故由杠杆的平衡条件可得:
FA×OA= FB×OB
代入数据有:
FA×0.1m=0.7N×0.7m
解得:FA= 4.9N,即杠杆左端A点受到绳子拉力的大小为4.9N
(3)对合金块受力分析可知,合金块受到向下的重力G,向上的绳子拉力F,大小等于A点受到的绳子拉力FA= 4.9N,向上的浮力F浮,因合金块处于平衡状态,由力的平衡可得合金块所受浮力:
F浮=G-F=6N-4.9N= 1.IN
因为合金块浸没在液体中,所以合金块排开液体的体积:
V排=V=1×10-4m3
由F浮=ρ液gV排可得,该液体的密度:
3. 如图是一个上肢力量健身器的示意图。杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动,OE︰OH=1︰2,动滑轮D的质量为30kg,配重A的质量为150kg,运动员的体重为600N,不计杠杆重、绳重及摩擦,g取10N/kg。当配重A恰好离开地面时,求:
(1)杠杆E端所受拉力大小F1;
(2)运动施加的拉力大小F2;
(3)运动员对地面的压力大小F3。
【答案】(1)900N;(2)450N;(3)150N
【解析】(1)配重A和动滑轮D的总重力为
G总=m总g=(150kg+30kg)×10N/kg=1800N
杠杆F端所受拉力大小为
(2)由杠杆平衡条件知
F1×OE=F2×OH
代入数据得
(3)对运动员受力分析知,地面对运动员的支持力大小为
F支=G-F2=600N-450N=150N
由相互作用力的关系知,运动员对地面的压力大小为
F3=F支=150N
答:(1)杠杆E端所受拉力大小为900N;
(2)运动施加的拉力大小为450N;
(3)运动员对地面的压力大小为150N。
4.如图所示,重力为500N的工人站在水平地面上,用滑轮组打捞浸没水中的重为600N的货物,货物的体积为0.025m3。货物出水后被竖直匀速提升1m,用时5s,此时地面对工人的支持力为100N(不计摩擦及绳重)。(g取10N/kg)求:
(1)货物浸没水中时受到的浮力;
(2)货物出水后提升货物工人做的功;
(3)货物出水后该滑轮组的机械效率。
【答案】(1)250N;(2)800J;(3)75%
【解析】(1)货物浸没水中时受到的浮力为
(2)货物出水后工人受到的拉力为
根据相互作用力,绳子自由端拉力为
由图可知,有效绳子段数,则绳子自由端移动距离为
则货物出水后提升货物工人做的功为
(3)货物出水后有用功为
则货物出水后该滑轮组的机械效率为
答:(1)货物浸没水中时受到的浮力为250N;
(2)货物出水后提升货物工人做的功为800J;
(3)货物出水后该滑轮组的机械效率为75%。
5.“奋斗者”号是中国研发的万米载人潜水器。如图甲所示,是“奋斗者”号完成任务出水后,用起重机将重的潜水器吊起,回收到母船上的情形,我们将起吊装置简化为图乙所示的滑轮组。若“奋斗者”号的体积约为,离开水面后吊起时,电动机对钢绳自由端的拉力F为,用时200秒,“奋斗者”号匀速上升了10m。不计绳重及摩擦,,,求此次回收“奋斗者”号的过程中:
(1)滑轮组吊起“奋斗者”号所做的有用功是多少J?
(2)滑轮组的机械效率为多少?
(3)动滑轮的重力为多少N?
(4)若“奋斗者”号离开水面前后速度不变,则绳端拉力所做的功率的变化量是多少W?
【答案】(1);(2);(3);(4)
【解析】(1)滑轮组吊起“奋斗者”号所做的有用功为
(2)由图可知,滑轮组绳子承重段数n=4,则该滑轮组的机械效率为
(3)不计绳重及摩擦,动滑轮的重力为
(4)用时200秒,“奋斗者”号匀速上升了10m,则钢绳末端移动的速度为
“奋斗者”号浸没在水中受到的浮力为
“奋斗者”号浸没在水中时钢绳自由端的拉力为
“奋斗者”号离开水面前的功率为
“奋斗者”号离开水面后的功率为
则“奋斗者”号离开水面前后绳端拉力所做的功率的变化量为
答:(1)滑轮组吊起“奋斗者”号所做的有用功是;
(2)滑轮组的机械效率为75%;
(3)动滑轮的重力为;
(4)绳端拉力所做的功率的变化量是。
6. “同济飞鱼”是我国同济大学自主制造的一款水空跨域巡航器原型机,它在空中可以像无人机一样飞行,入水后可以像潜水艇一样运行(如图甲所示)。(g取10N/kg)在某次执行任务时,“同济飞鱼”下面用绳(绳重力不计)悬挂着一个实心正方体物块A从水面以下上升,直至将物块A被提升到距水面一定的高度,如图乙所示。此过程中,物块A上、下面表面的压强随时间t变化的图象如图丙所示,图像中BC段物块A受到的拉力为2.25N。(不计水的阻力,忽略水面位置的变化)求:
(1)分析图像可知:在整个过程中物块A的动能______;
(2)在“同济飞鱼”全部浸没在水面以下运动的过程中,它受到的浮力将__________;
(3)在C点对应的时刻,物块A的上下表面的压强差为_____Pa;
(4)实心物块A的密度是_____。(写出必要的文字说明、表达式及最后结果。)
【答案】(1) 保持不变 (2) 不变 (3) 500 (4)
【解析】(1)由于图中压强均匀减小,说明上升的高度均匀减小,因而做匀速直线运动,故速度不变,物体的质量和速度都不变,则动能不变。
(2)全部浸没在水面以下运动的过程中,可以像潜水艇一样运行。排开水的体积不变,故浮力不变。
(3)液体压强与深度有关,深度越大压强越大,由图像知,AD是下表面受到水的压强,BC是上表面受到水的压强,C点表示上表面刚好露出水面。图像是平行的直线,此时上下表面的压强差一直不变,等于开始的压强差,压强差为
(4)根据
Δp=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×h=500Pa
解得物体上下表面的高度差即物体的边长为h=0.05m,浸没时的浮力
则物体的重力
G=F+F浮=2.25N+1.25N=3.5N
物体的密度
7. 大家都知道,人要上楼,可以选择爬楼梯或坐电梯,那么船舶要翻过大坝,是不是也有多种选择呢?答案是Yes,也可选择爬楼梯或者坐电梯,这里的“楼梯”指的是船闸,“电梯”自然就是升船机。
(1)三峡船闸的工作原理是__________原理。如图甲所示,三峡船闸共有五级船闸,如,船从下游驶来,需过大坝上行,先将五闸室水位降到与下游水位一致,打开下闸门,船舶进入闸室;关闭下闸门,输水系统充水抬高闸室水位,船舶随闸室水位上升而上升,当水位__________ (选填“高于”、“等于”或“低于”)四闸室水位时,打开五闸首人字闸门,船舶就好像爬过一级阶梯,轻松驶入上一级闸室.以此类推,最后到达上游。
(2)我们著名的三峡大坝除了五级船闸外,还有一个世界第一的升船机。如图乙所示,三峡大坝上的船可以“坐”升船机过坝.
①升船机,又称“举船机”。船只上行时,从下游引航道驶入承船厢,关闭闸门和下游端厢门后,泄去这两门之间缝隙内的水(厢里有水),在驱动装置作用下,承船厢上升并停靠与上闸首对接的位置;给闸门之间空隙内灌水,开启上闸首的工作闸门及承船厢上游端的船厢门,船只即驶进上游引航道,下行时则相反。
②一艘排水量为的船在下游江面上正常行驶时受到的浮力是__________N.当此船从大坝下游江面驶入升船机的承船厢后,泄水后,厢内水深为,此时承船厢底部的位置受到水的压力是__________N。
③随后升船机将此船从海拔高度为的下游江面,沿竖直方向运送至海拔高度为的上游江面,利用升船机运送船,对船做的有用功是__________J,升船机的机械效率一定__________100%(选填“大于”、“等于”或“小于”)。(,g取)
【答案】 (1) 连通器 高于 (2) 3×105 5×104 2.88×107 小于
【解析】(1)三峡船闸利用了连通器的工作原理,当连通器中的水静止时液面相平。
船舶进入闸室,关闭下闸门,输水系统充水抬高闸室水位,船舶随闸室水位上升而上升,当水位高于四闸室水位时,打开五闸首人字闸门,五闸室和四闸室构成上端开口,底部连通的连通器,根据连通器原理,水会向四闸室流去,船舶自然顺水进入四闸室。
(2)一艘排水量为30t的船受到的浮力
船底所受水的压强
承船厢底部1m2位置受到水的压力
根据沉浮条件可知,船的重力大小等于船受到的浮力大小,则船的重力为
利用升船机运送船,对船做的有用功
机械效率是有用功占总功的比值,总功包括有用功与额外功,额外功是不能避免的,所以有用功总是小于总功,则机械效率总是小于1。
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2025-2026学年人教版物理八年级下册期末复习48个重点难点专练(全国通用)
专项训练46 力学知识体系的大综合计算
一、速度重力压强与功功率等的综合计算(13道题)
二、杠杆滑轮(组)和压强浮力的综合计算(7道题)
一、速度重力压强与功功率等的综合计算(13道题)
1. 如图所示,小红在冰场上快速滑行,她在10秒内滑行了80米,她和冰刀的总质量为50千克,每只冰刀与冰面的接触面积为10厘米2, g取10N/kg,求
(1)小红在10秒内滑行的平均速度?
(2)小红对冰面的压力?
(3)小红在冰面上双脚滑行时对冰面的压强?
2. 在劳动实践活动中,小明在平直的道路上用推车运送小麦,如图所示,他用60N的水平推力推着推车,以1m/s的速度匀速前进了一段距离,所用的时间为5s。求:
(1)推车通过的路程;
(2)推车受到的阻力;
(3)推力做的功。
3.如图所示,人工智能逐渐融入我们的生活,餐饮服务行业中,机器人随处可见。在一次送餐服务中,托着饮料的机器人总质量为52kg,与地面接触的面积为。若机器人沿水平地面匀速运动了20m,用时20s。g取10N/kg。求:
(1)机器人的速度;
(2)机器人和饮料的总重力;
(3)机器人对地面的压强。
4. 自行车是很环保的交通工具。小明同学家与学校之间的距离有4.5km,若他骑自行车以5m/s的速度匀速行驶去上学,如图所示,自行车车轮与水平地面的总接触面积为,小明和自行车总质量为60kg,请你根据提供的数据计算:(取)
(1)小明和自行车的总重力;
(2)行驶过程中,自行车对地面的压强;
(3)自行车匀速行驶时功率为200W,则小明从家到学校全程牵引力所做的功是多少焦耳。
5. 未来生活会向着绿色、智能化、便捷化的方向发展,科学家发明的绿色环保、操作简单的电动平衡车受到很多年轻人的青睐。如图为某型号平衡车,下表为平衡车的参数。g取10N/kg,忽略轮胎与地面接触面积的变化,求:
产品
类型
智能电动
体感车
最大功率
800W
车型
款式
双轮
最高时速
5m/s
荷载
人数
1人
轮胎与地面接触
总面积
产品
重量
10kg
爬坡能力约
15°
(1)平衡车的重力;
(2)体重为50kg的小丽骑车时,平衡车对水平地面的压强;
(3)当平衡车以最高时速匀速行驶时,能获得的最大牵引力。
6. 为保家卫国,加强国防建设,我国自主研制了一款两栖坦克,坦克发动机最大功率为440kW,满载时质量是24t,在野外陆地的最大速度是60km/h,在水中的最大速度是14km/h。已知,,请完成下列问题:
(1)坦克满载在水中行进时,排开水的体积是多少?
(2)坦克每条履带与地面的接触面积是2m2,满载时对水平地面的压强多大?
(3)在某次演习中,坦克以最大功率在水中行驶10min,发动机所做的功是多少?
7. 海南三亚某军港交接入列的长征18号核潜艇,在某次训练中漂浮在水面上时浸入水中的体积是9×103m3,该核潜艇巡航时,在深度为200m的海水中以36km/h的速度匀速行驶,受到的海水阻力为1.6×106N,海水的密度取1.0×103kg/m3,g=10N/kg。求:
(1)该核潜艇漂浮时受到的浮力?
(2)核潜艇在深度为200m的海水中巡航时,面积为0.04m3的整流罩受到海水的压力?
(3)核潜艇巡航时受到的水平推力做功的功率?
8. “绿色环保、低碳出行”的意识已经深入人心。小杨的爸爸为尽量减少驾驶机动车,每天坚持骑自行车上下班。如果人和自行车的总质量为90kg,自行车总的着地面积为,当他以5m/s的速度在水平的公路上匀速骑行时,所受阻力是人和自行车总重的0.03倍()求:
(1)正常行驶的自行车对路面的压强?
(2)小杨爸爸以5m/s匀速骑行1000米,动力所做的功?
(3)小杨爸爸骑行功率?
9. 小明把质量为2.4kg的花盆由地面匀速竖直拿起,放置在1.2m高的水平窗台上,花盆与窗台接触面积为60cm2,放置后调整花盆位置时,将花盆沿窗台移动0.5m,g取10N/kg,请回答下列问题:
(1)该花盆所受重力的大小是多少?
(2)花盆对窗台的压强是多少?
(3)把花盆由地面拿起到窗台的过程中,小明对花盆做的功是多少?
(4)请判断花盆沿窗台移动的过程中,重力是否做功?
10. 如图所示为解决停车难的问题,在某商业区修建了立体车库,停车时,驾驶员只需将汽车停到地面的载车板上,工作人员通过控制升降机将汽车提升到相应的车位。某次停车升降机用20s将质量是1.2t的汽车辆提升了8m。车轮与载车板的总接触面积为8×10-3m2。(g=10N/kg)
求:
(1)本次提升汽车的平均速度是多少?
(2)汽车对载车板的压强是多少?
(3)升降机克服汽车重力做功功率是多少?
11. 如图所示为亚洲最大、最先进的绞吸挖泥船“天鲲号”,也是目前世界上智能化水平最高的自航绞吸船。其工作原理是利用锋利的绞刀绞碎海底的土壤甚至是坚硬的岩石,与海水混合成泥浆,由吸泥泵吸入泵体并经过排泥管吹送到要吹填的区域。“天鲲号”的部分参数如下表所示。(ρ海水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg) 求:
满载时的排水量/t
每小时输送泥浆的体积/m3
最大挖深/m
17000
6000
35
(1)天鲲号最大挖深处海水的压强是多少?
(2)天鲲号满载时受到的浮力是多少?
(3)若泥浆的密度为1.6×103kg/m3,天鲲号每天提升泥浆的质量是多少?
12. 今年夏季雨水充沛,河水水位上涨,为了监测河水水位,物理兴趣小组设计了“智能水位报警器”如图甲所示,由A 、B两部分组成,A 模拟控制器部分,内部高度为0.5m,顶部固定着压力传感器,当压力达到某一数值时,报警器会自动报警。Q 是体积为400cm³的圆柱体,底部未与A紧密接触。B模拟河道部分。在某次注水测试中,当 Q 露出水面长度为0.04m时,报警器恰好开始报警。Q下表面受到水的压强 p 随注入水的深度h 变化的关系图像如图乙所示。(g 取10N/kg)
(1)A 、B两部分组成了_______,当水不流动时两部分液面总保持相平。
(2)从开始加水到水深12cm 的过程中浮力是否对物体Q 做功 ______。
(3)从水深42cm到水深46cm的过程中,Q 下表面受到的压力将______
(4)报警器报警时压力传感器受到的压力是 _______N。
13. 为助力乡村振兴,某市将生态农业和旅游观光相结合,打造美丽乡村。如图是该市夏日乡村游用观光艇,其部分技术参数如表:(=1.0×103kg/m3,=10N/kg)
商品名称
浪花牌观光艇
商品型号
船长7.5m×型宽2.0m×型深0.9m
空船质量
800kg
发动机最大输出功率
40kW
最大载人数量
8人
最大航速
10m/s
(1)若人的质量均为50kg,当观光艇满载时,所受的浮力是多少?
(2)当观光艇以最大速度航行10min时,做功是多少?
(3)小曾观察到艇身上标注的最大吃水线为50cm。当吃水达到该位置时,水对艇底部的压强是多大?
二、杠杆滑轮(组)和压强浮力的综合计算(7道题)
1. 小明同学利用如图所示的杠杆将一桶水从地面转移到车上(假设杠杆始终保持水平)。挂在A端的桶重50N,桶内部底面积为,桶内装有750N的水,水深0.8m。重500N的小明用绳子竖直拉住B端,小明的脚与地面的接触面积为,。求:(,g取10N/kg)
(1)水对桶底的压力;
(2)人对地面的压强。
2.如图所示,一个重力为6N,密度为6g/cm3的合金块,悬柱在轻质杠杆的A点,O为支点,OA长10cm,此时合金块浸没在某种液体中。杠杆右边B点吊着重力为0.7N的物体,OB长70cm,杠杆在水平位置平衡。不计绳重及转轴处摩擦,求:
(1)合金块的体积;(2)A端受到绳子的拉力大小;(3)该液体密度为多少?
3. 如图是一个上肢力量健身器的示意图。杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动,OE︰OH=1︰2,动滑轮D的质量为30kg,配重A的质量为150kg,运动员的体重为600N,不计杠杆重、绳重及摩擦,g取10N/kg。当配重A恰好离开地面时,求:
(1)杠杆E端所受拉力大小F1;
(2)运动施加的拉力大小F2;
(3)运动员对地面的压力大小F3。
4.如图所示,重力为500N的工人站在水平地面上,用滑轮组打捞浸没水中的重为600N的货物,货物的体积为0.025m3。货物出水后被竖直匀速提升1m,用时5s,此时地面对工人的支持力为100N(不计摩擦及绳重)。(g取10N/kg)求:
(1)货物浸没水中时受到的浮力;
(2)货物出水后提升货物工人做的功;
(3)货物出水后该滑轮组的机械效率。
5.“奋斗者”号是中国研发的万米载人潜水器。如图甲所示,是“奋斗者”号完成任务出水后,用起重机将重的潜水器吊起,回收到母船上的情形,我们将起吊装置简化为图乙所示的滑轮组。若“奋斗者”号的体积约为,离开水面后吊起时,电动机对钢绳自由端的拉力F为,用时200秒,“奋斗者”号匀速上升了10m。不计绳重及摩擦,,,求此次回收“奋斗者”号的过程中:
(1)滑轮组吊起“奋斗者”号所做的有用功是多少J?
(2)滑轮组的机械效率为多少?
(3)动滑轮的重力为多少N?
(4)若“奋斗者”号离开水面前后速度不变,则绳端拉力所做的功率的变化量是多少W?
6. “同济飞鱼”是我国同济大学自主制造的一款水空跨域巡航器原型机,它在空中可以像无人机一样飞行,入水后可以像潜水艇一样运行(如图甲所示)。(g取10N/kg)在某次执行任务时,“同济飞鱼”下面用绳(绳重力不计)悬挂着一个实心正方体物块A从水面以下上升,直至将物块A被提升到距水面一定的高度,如图乙所示。此过程中,物块A上、下面表面的压强随时间t变化的图象如图丙所示,图像中BC段物块A受到的拉力为2.25N。(不计水的阻力,忽略水面位置的变化)求:
(1)分析图像可知:在整个过程中物块A的动能______;
(2)在“同济飞鱼”全部浸没在水面以下运动的过程中,它受到的浮力将__________;
(3)在C点对应的时刻,物块A的上下表面的压强差为_____Pa;
(4)实心物块A的密度是_____。(写出必要的文字说明、表达式及最后结果。)
7. 大家都知道,人要上楼,可以选择爬楼梯或坐电梯,那么船舶要翻过大坝,是不是也有多种选择呢?答案是Yes,也可选择爬楼梯或者坐电梯,这里的“楼梯”指的是船闸,“电梯”自然就是升船机。
(1)三峡船闸的工作原理是__________原理。如图甲所示,三峡船闸共有五级船闸,如,船从下游驶来,需过大坝上行,先将五闸室水位降到与下游水位一致,打开下闸门,船舶进入闸室;关闭下闸门,输水系统充水抬高闸室水位,船舶随闸室水位上升而上升,当水位__________ (选填“高于”、“等于”或“低于”)四闸室水位时,打开五闸首人字闸门,船舶就好像爬过一级阶梯,轻松驶入上一级闸室.以此类推,最后到达上游。
(2)我们著名的三峡大坝除了五级船闸外,还有一个世界第一的升船机。如图乙所示,三峡大坝上的船可以“坐”升船机过坝.
①升船机,又称“举船机”。船只上行时,从下游引航道驶入承船厢,关闭闸门和下游端厢门后,泄去这两门之间缝隙内的水(厢里有水),在驱动装置作用下,承船厢上升并停靠与上闸首对接的位置;给闸门之间空隙内灌水,开启上闸首的工作闸门及承船厢上游端的船厢门,船只即驶进上游引航道,下行时则相反。
②一艘排水量为的船在下游江面上正常行驶时受到的浮力是__________N.当此船从大坝下游江面驶入升船机的承船厢后,泄水后,厢内水深为,此时承船厢底部的位置受到水的压力是__________N。
③随后升船机将此船从海拔高度为的下游江面,沿竖直方向运送至海拔高度为的上游江面,利用升船机运送船,对船做的有用功是__________J,升船机的机械效率一定__________100%(选填“大于”、“等于”或“小于”)。(,g取)
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