内容正文:
专项训练06 计算题(50题)
一、计算题
1.如图甲所示的是小美做俯卧撑保持静止时的情境,她的身体与地面平行,可抽象成如图乙所示的杠杆模型,地面对脚的力作用在O点,对手的力作用在B点,小美的重心在A点。已知小美的体重为500N,OA长为0.9m,OB长为1.5m,完成一个俯卧撑,小美重心上升的高度为0.2m。问:
(1)小美完成一个俯卧撑,克服重力做功是多少?
(2)小美将身体撑起地面对手的作用力至少是多少?
【答案】(1)
(2)300N
【详解】(1)克服重力做功为
(2)由图乙可知,O为支点,动力臂为,阻力臂为,由杠杆平衡条件可得
即
解得,即地面对手的作用力至少是300N。
2.AI机器人逐渐改变了我们的生活,我国自主研发的某款机器人,在一次测试中该机器人用80N竖直向上的力将箱子在2s内匀速抬高了1m。求:
(1)该过程中机器人对箱子所做的功;
(2)该过程中机器人对箱子做功的功率;
(3)机器人的电动机在该过程中所做功的功率为50W,求此过程中机器人的机械效率η。
【答案】(1)80J
(2)40W
(3)80%
【详解】(1)由题意知,机器人用80N竖直向上的力将箱子在2s内匀速抬高了1m,则机器人对箱子做的功
(2)机器人对箱子做功的功率
(3)由,机器人的电动机在该过程中所做的功
因此,机器人的机械效率
3.妈妈购买了一件工艺品,但疑惑该工艺品是不是由纯铜制作.小明想到了学过的密度知识,于是他想帮妈妈鉴定该工艺品是不是由纯铜制作,经妈妈同意后他测出了这件工艺品的质量为,体积为,查资料得知纯铜的密度.(g取)
(1)求该工艺品的密度;
(2)该工艺品静止在水平地面上时与地面的接触面积为,求它对水平地面的压强;
(3)小明发现该工艺品底部有一个小孔,猜想其内部可能是空心的,于是用注射器往工艺品内部注满水,发现内部可以注的水,请再次判断该工艺品是不是由纯铜制作的.
【答案】(1)
(2)
(3)是由纯铜制作的
【详解】(1)该工艺品的密度
(2)工艺品静止在水平地面时,水平地面受到的压力
工艺品对水平地面的压强
(3)工艺品实心部分的体积
工艺品的密度
与纯铜密度相符,说明该工艺品虽有空腔,但材质是纯铜。
4.为了积极响应国家号召,文老师将自己的汽车置换成了小米新款纯电SU7轿车,如图所示,汽车和乘客的总质量为,若汽车匀速直线行驶时牵引力大小为总重力的0.2倍。求:
(1)该车的总重力;
(2)该车在匀速直线行驶时的摩擦力。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)该车的总重力为
(2)该车在匀速直线行驶时的摩擦力为
5.高速飞车大同(阳高)试验线一期全长2公里(动力段),其主体工程已经全部完工。如图是在试验基地进行高速飞车全尺寸试验线的首次超导航行试验,高速飞车在210米的水平线路上匀速直线行驶用时4s。若高速飞车质量为1500kg,静止时与水平轨道总接触面积为3m2,行驶中受到水平方向的阻力为1.8×105N,g取10N/kg。
(1)高速飞车静止时,对轨道的压强;
(2)高速飞车匀速直线行驶时牵引力所做的功;
(3)高速飞车匀速直线行驶时牵引力所做功的功率。
【答案】(1);
(2)
(3)
【详解】(1)高速飞车静止时,对轨道的压力
高速飞车静止时,对轨道的压强
(2)高速飞车匀速直线行驶时
牵引力所做的功
(3)牵引力的功率
6.一辆质量为1.5t的小汽车,在水平公路上匀速行驶,受到的阻力是车重的0.05倍。求:(g取10N/kg)
(1)小汽车受到的重力是多少?
(2)小汽车受到的牵引力是多少?
【答案】(1)15000N
(2)750N
【详解】(1)汽车质量
重力
(2)因为汽车匀速行驶,牵引力
7.2025年4月,兰陵县街头已出现无人送货车的实际运营。如图所示是一辆无人快递派送车,车和货物的总质量为500kg,该车从快递驿站出发,行驶4min后到达480m处的派送点,已知匀速直线行驶时阻力为重力的0.2倍。()求:
(1)派送车从快递驿站到派送点的平均速度;
(2)派送车及货物受的总重力;
(3)派送车匀速行驶时所受的牵引力。
【答案】(1)2m/s
(2)5000N
(3)1000N
【详解】(1)派送车从快递驿站到派送点的平均速度为
(2)派送车及货物受的总重力为
(3)根据题意,阻力为重力的0.2倍,所以阻力的大小为
派送车匀速直线行驶时,处于平衡状态,其所受的牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,设牵引力为,阻力为,则
8.人工智能逐渐融入我们的生活,一些餐厅、饭店等餐饮场所使用送餐机器人送餐。如图所示是某餐厅的送餐机器人,其自身质量为45kg,当该送餐机器人托着质量为5kg的物体送餐时,在2min内匀速直线运动120m,受到的摩擦力约为其总重力的0.1倍(g取10N/kg)。求:
(1)该送餐机器人自身的重力。(未携带物体时)
(2)机器人送餐过程中所受摩擦力的大小。
【答案】(1)450N
(2)50N
【详解】(1)由可得,送餐机器人自身的重力
(2)送餐时,机器人和物体的总质量
机器人和物体的总重力
机器人送餐过程中所受摩擦力的大小
9.如图所示,某安防机器人的质量为80kg,其轮子与水平地面接触的总面积为。求:(g取10N/kg)
(1)安防机器人的重力;
(2)安防机器人静止时对水平地面的压强。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)安防机器人的重力
(2)安防机器人静止时对水平地面的压力为
对水平地面的压强
10.如图,一辆重为10000N小轿车在水平向左的牵引力F的作用下向左做匀速直线运动,已知牵引力F的大小为2000N,求小车受到的支持力大小和阻力大小?
【答案】10000N,2000N
【详解】小车向左做匀速直线运动,则小车在竖直方向上保持静止,小车受的支持力与重力是平衡力,则小车受到的支持力FN = G = 10000N
在水平方向上,小车做匀速直线运动,则小车受的阻力与牵引力是平衡力,大小相等,则阻力为f=F=2000N
11.某科创小组用PLA(某种塑料)打印带有底座的“哪吒”实心模型。如图所示,将模型置于水平桌面上,模型质量为72g,体积为60cm3,模型底座面积为12cm2。(g=10N/kg)求:
(1)PLA的密度;
(2)模型的重力;
(3)模型对桌面的压强。
【答案】(1)1.2g/cm3(1.2×103kg/m3)
(2)0.72N
(3)600Pa
【详解】(1)模型的密度为
(2)模型的重力为
(3)模型放在水平桌面上,对水平桌面压力等于自身重力,即
模型对水平桌面压强为
12.2025年4月24日,神舟二十号飞船在酒泉卫星发射中心成功发射,预计2025年10月下旬返回东风着陆场。神舟飞船由轨道舱、返回舱、推进舱构成,在返回阶段,返回舱将与轨道舱分离,然后经历制动、再入、减速、关闭制动匀速下降、着陆缓冲等阶段,最后成功返回地球家园,其中返回舱总质量达到3t。通过计算请回答:
(1)返回舱总重力是多少?
(2)返回舱在竖直匀速下降阶段,返回舱受到的阻力是多少?
【答案】(1)3×104N
(2)3×104N
【详解】(1)返回舱总质量
则返回舱重力
(2)返回舱在竖直匀速下降过程中处于平衡状态,所以返回舱受到的阻力等于重力,即阻力是
13.如图是深圳某学校操场上出现的Go2四足机器人。同学们查询到Go2机器人的质量为15kg,每只脚与地面的接触面积均为30cm2。(g取10N/kg)
(1)求Go2机器人的重力;
(2)Go2机器人沿水平方向做匀速直线运动时受到的阻力为重力的0.04倍,求它受到的牵引力;
(3)求该机器人站立在水平地面时,对地面的压强。
【答案】(1)150N
(2)6N
(3)
【详解】(1)Go2机器人的重力
(2)由题意知,Go2机器人沿水平方向做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的牵引力等于阻力,受到的阻力为重力的0.04倍,则它受到的牵引力
(3)该机器人站立时四只脚着地,总受力面积
则该机器人站立在水平地面时对地面的压强
14.“木桶理论”告诉我们,一只木桶能装多少水,并不取决于桶壁上最长的那块木板,而恰恰取决于桶壁上最短的那块。如图所示,桶壁上最长的木板的竖直高度为0.8m,最短的木板的竖直高度为0.25m,桶底面积为,桶壁的厚度不计。求:(水的密度为,取10N/kg)
(1)桶装满水时,桶底受到水的压强。
(2)桶装满水时,桶底受到水的压力。
【答案】(1)
(2)100N
【详解】(1)桶装满水时,桶中水的深度等于最短木板的竖直高度,因此桶底受到水的压强
(2)由可知,桶底受到水的压力
15.我国快递业务量已破950亿件,如图所示是一辆物流机器人智能配送时的情景。该机器人的质量为60kg,从快递驿站出发,以2m/s速度匀速直线运动行驶5min到达派送点;已知它受到的阻力大小为自身重力的0.2倍。求:
(1)机器人从快递驿站到派送点的路程;
(2)机器人受到的阻力大小。
【答案】(1)600m
(2)120N
【详解】(1)机器人行驶的路程为
(2)机器人所受的重力为
根据题意,机器人受到的阻力大小为其自身重力的0.2倍,则阻力为
16.工人利用如图所示的斜面把木箱推到离地面高的平台上,已知木箱的质量为,工人沿着斜面向上推木箱的力为,斜面长为,g取。求:
(1)木箱所受到的重力;
(2)工人对木箱做的有用功;
(3)工人对木箱做的总功和机械效率;
(4)木箱受到斜面的摩擦力。
【答案】(1)
(2)
(3),
(4)
【详解】(1)木箱受到的重力
(2)工人对木箱做的有用功
(3)工人对木箱做的总功
这个斜面的机械效率
(4)克服摩擦力做的功是额外功,额外功等于总功减有用功,则摩擦力做的功
木箱受到斜面的摩擦力
17.货车即将行驶到一座桥上时,司机看到桥边立有如图所示的标识牌,g取10N/kg。求:
(1)该桥允许通过车的最大重力;
(2)已知货车重12t,司机和货物总重为,请通过计算说明货车通过该桥是否存在安全隐患。
【答案】(1)
(2)货车通过该桥存在安全隐患
【详解】(1)由限重标识牌可知该桥允许通过的最大质量为15t,即,
该桥允许通过车的最大重力
(2)司机和货物的总质量
货车总质量
,货车总质量超过桥的限重,因此货车通过该桥存在安全隐患。
18.随着科技的进步,AI机器人将逐渐改变我们的生活。如图所示是我国自主研发的某款人形机器人,具有智能灵巧身手。某次测试中,该机器人用100N竖直向上的力将物体在2s内匀速抬高1m。求:
(1)机器人对物体所做的功;
(2)机器人对物体做功的功率。
【答案】(1)100J
(2)50W
【详解】(1)机器人对物体所做的功为W=Fs=100N×1m=100J
(2)机器人对物体做功的功率为
19.如图,水杯重2N,底面积是4×10-3m2,放置在水平的杯托上。内盛0.8kg的水,水深15cm。(g取10N/kg;水的密度为1.0×103kg/m3)求:
(1)水的重力是多大?
(2)水对杯底的压强多大?
(3)水对杯底的压力多大?
(4)水杯对杯托的压强多大?
【答案】(1)8N
(2)1500Pa
(3)6N
(4)2500Pa
【详解】(1)由题意可知,水的质量为0.8kg,则水受到的重力为G水=m水g=0.8kg×10N/kg=8N
(2)由液体压强公式可知水对杯底的压强为p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa。
(3)水对杯底的压力为F=pS=1500Pa×4×10-3m2=6N
(4)水与水杯的总重力为G总=2N+8N=10N
即水杯对杯托的压力为F压=G总=10N
则水杯对杯托的压强为
20.如图所示为我国自主研制的深水水下采油树,可在深海高压环境下正常工作,是深海油气开发的“咽喉”装备。若采油树与海水接触的有效受力面积,海水密度,当该采油树在1500 m深的海水中工作时,求:
(1)此处海水产生的压强大小。
(2)求海水对采油树的压力大小。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)此处海水产生的压强
(2)根据,海水对采油树的压力
21.为了方便喝水,晓瑜买了一款大肚水杯,如图所示。已知该水杯的质量为,底面积为,向水杯内倒入的水,测出水的深度为。(水杯厚度不计,,)求:
(1)水对杯子底部的压强;
(2)水对杯子底部的压力;
(3)水杯对水平桌面的压强。
【答案】(1)1×103Pa
(2)2.5N
(3)4×103Pa
【详解】(1)水对杯子底部的压强为
(2)水对杯子底部的压力为
(3)杯子中水的质量为
杯子中水的重力为
杯子自身的重力为
杯子对水平桌面的压力为
则杯子对水平桌面的压强为
22.图所示的电动巡逻车,运动时所受的阻力为人和车总重的0.04倍,某次巡逻时人和车总重量为2.0×103kg,每个轮胎与地面的接触面积为100cm2,在水平路面上以15km/h的速度匀速行驶了20min,(g取10N/kg)求:
(1)巡逻车在水平路面上匀速行驶时受到的牵引力;
(2)小轿车对水平地面的压强。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)巡逻车在水平路面上匀速行驶时,处于平衡状态,受到的牵引力与阻力二力平衡,则牵引力为
(2)四个轮胎与地面的接触面积为
小轿车对地面的压力等于自身的重力,所以巡逻车对水平地面的压力为
由压强公式可得,巡逻车对水平地面的压强为
23.如图所示,是成都大运会的一款蓉宝机器人,具有人脸识别、引导、翻译等功能,还可以提供急救包,是世界上首款带有应急功能的机器人。若重为600N的机器人在50N的牵引力作用下,以0.5m/s的速度在水平地面沿直线匀速行驶60s。求:
(1)机器人运动的距离;
(2)此过程中牵引力所做的功;
(3)此过程中牵引力做功的功率。
【答案】(1)30m
(2)1500J
(3)25W
【详解】(1)机器人运动的距离为
s=vt=0.5m/s×60s=30m
(2)此过程中牵引力所做的功为
W=Fs=50N×30m=1500J
(3)此过程中牵引力做功的功率为
24.为了估算某只野生东北虎的质量,生物学家在松软、平坦且足够深的雪地上,选取该东北虎四脚着地停留时的脚印,其中的一个脚印如图甲所示。在方格纸上描绘出脚印的轮廓,如图乙所示,图中每个小方格的面积均为10cm2,数出脚印轮廓占有小方格的数量(大于半格的算一格,小于半格的不算)。测出脚印的深度,在脚印旁边相同的雪地上放一底面积为100cm2的平底容器,在容器中缓缓放入适当的物体,当容器下陷的深度与脚印的深度相同时,测出容器及内部物体的总质量为40kg。忽略脚趾和脚掌之间空隙的面积,g取10N/kg。该东北虎的质量为多少?
【答案】240kg
【详解】底面积为的平底容器,容器及内部物体的总质量为,容器对雪地的压强
容器下陷的深度与脚印的深度相同,说明老虎对雪地的压强等于容器对雪地的压强。由图乙可知,老虎一只脚印的面积
老虎站在雪地,四只脚的面积
由得,老虎对地面的压力
老虎的重力
老虎的质量
25.一个体重为600N的人,从大厦的1楼步行至第11楼共升高了30m,用时2min。那么:
(1)他克服重力做了多少焦耳的功?
(2)他克服重力做功的功率是多大?
(3)完成以下计算可以帮助我们认识汽油的热值的大小:汽油的热值约为4.5×107J/kg。如果汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和上述功相等,需要汽油的质量是多少?
【答案】(1)18000J;(2)150W;(3)4×10-4kg
【详解】解:(1)由题意可得,他克服重力做功为
W=Gh=600N×30m=18000J
(2)根据可得,他克服重力做功的功率为
(3)汽油完全燃烧获得热量为
Q放=W=18000J
需要燃烧汽油的质量为
答:(1)他克服重力做了18000J的功;
(2)他克服重力做功的功率是150W;
(3)需要汽油的质量是4×10-4kg。
26.一个图钉帽的面积是0.8cm2,图钉尖的面积是5×10-4cm2,手指对图钉帽的压力是10N。求
(1)手指对图钉帽的压强;
(2)图钉尖对墙的压强。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)手对图钉帽的压强为
(2)图钉尖对墙的压力等于手对图钉帽的压力,即F图钉尖对墙=F手指对图钉帽=10N,图钉尖对墙的压强为
27.为减少空气中的灰尘,邹城市对城区道路集中开展了雾炮车喷洒水作业。雾炮车空载时的质量为10t,它配备了一个体积为的水箱。为了方便清洗,水箱底部有一个排水孔,排水孔盖子面积约为(g取10N/kg)
(1)若雾炮车在水平地面上匀速行驶时受到的阻力为车重的0.1倍,求雾炮车喷洒完后空载匀速返回时汽车受到的牵引力?
(2)当水箱中水的深度为1m时,排水孔盖子受到水的压力为多少N?(水的密度为)
【答案】(1)
(2)100N
【详解】(1)由题意得,雾炮车空载质量
雾炮车空载时的重力
因为雾炮车匀速行驶,处于平衡状态,牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,阻力
故牵引力
(2)由题意得,水箱中水的深度,排水孔盖子面积
排水孔盖子受到水的压强
故排水孔盖子受到水的压力
28.一箱某品牌酱油放在水平地面上,如图所示。其包装箱上标识的相关名词含义如下:“规格”是每瓶内酱油的体积×包装箱内酱油的瓶数;“净重”是包装箱内所装酱油的总质量;“毛重”是包装箱及其内部所有物品的总质量;“体积”是包装箱的长度×宽度×高度。请根据包装箱上标识的内容,通过计算回答:
(1)这箱酱油对地面的压力是多少?
(2)如果这种包装箱的底部用的单层瓦楞纸最大承受压强是6000Pa,那么地面上最多叠放几箱?
(3)把最后一箱从地面搬到最上面一层的过程中对重物所做的功。
【答案】(1)120N
(2)5箱
(3)144J
【详解】(1)由图可知,包装箱及其内部所有物品的总质量为12kg,因为放在水平地面上,酱油对地面的压力等于它的重力
(2)这种包装箱的受力面积为
根据得单层瓦楞纸最大承受压力是
因为水平面上的物体对水平面的压力大小等于其重力的大小,所以单层瓦楞纸最大承受包装箱的总重力为
包装箱的个数为
(3)每箱高度30cm,叠放5箱时,最后一箱上升高度
此过程中对重物所做的功
29.如图所示,水平桌面上有一个上面开口的杯子,杯内装有0.1m深的水,杯子的底面积为8×10-3m2,杯子和水的总质量为1.2kg,g取10N/kg。求:
(1)水对杯底的压强;
(2)杯子对桌面的压强。
【答案】(1)1000Pa
(2)
【详解】(1)水对杯底的压强为
(2)杯子对桌面的压力为
则杯子对桌面的压强为
30.如图所示的中国人民解放军海军福建舰,是中国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,采用平直通长飞行甲板,配置电磁弹射和阻拦装置。某次弹射舰载机时,电磁弹射装置释放1.15×108J能量,使舰载机通过弹射轨道100m完成起飞,弹射装置给舰载机的平均推力是6.9×105N,燃油热值为4.6×107J/kg,g取10N/kg。求:
(1)此次电磁弹射装置释放的能量,相当于多少燃油完全燃烧释放的能量;
(2)电磁弹射装置的工作效率。
【答案】(1)
(2)60%
【详解】(1)某次弹射舰载机时,电磁弹射装置释放能量,根据
可知,相当于燃油的质量为
(2)弹射装置给舰载机的平均推力是,则推力做的功为
电磁弹射装置的工作效率为
31.如图所示,平底茶壶的重力是2N,底面积是。内盛0.6kg的水,水面高度12cm,放置在面积为的水平桌面中央(,)。求:
(1)水对茶壶底部的压强和压力;
(2)茶壶对桌面的压强;
(3)当小明用竖直向上的力F提茶壶,但没有提起来时,此时茶壶对地面的压强为600Pa,求F的大小。
【答案】(1)1.2×103Pa,4.8N
(2)
(3)5.6N
【详解】(1)已知水深
12cm=0.12m
水对壶底的压强
水对壶底的压力
(2)茶壶对桌面的压力等于茶壶和水的总重力为
茶壶对桌面的压强
(3)小明用竖直向上的力提茶壶,但没有提起来时,此时茶壶对地面的压强为600Pa,此时茶壶对地面的压力
竖直向上提茶壶的力
32.如图所示,用拉力F把物重为G的物体从高为h,长为L的粗糙斜面以速度v由底端匀速拉到顶端的过程中,求:
(1)物体由底端运动到顶端的时间;
(2)拉力的功率;
(3)斜面的机械效率;
(4)物体所受的摩擦力;
(注:所有物理量表达式都用题干中所给字母表示)
【答案】(1)
(2)P=Fv
(3)
(4)
【详解】(1)根据速度公式可知物体由底端运动到顶端的时间
(2)拉力的功率
(3)斜面的机械效率
(4)额外功
物体所受的摩擦力
33.如图所示,容器中装有水,将一长方体木块放入水中,保持静止,阿牛测出木块的高度和露出水面的高度分别为h1=10cm和h2=2cm 。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g=10N/kg)试求:
(1)水对木块底部的压强大小;
(2)木块的密度。
【答案】(1)800Pa
(2)0.8×103kg/m3
【详解】(1)木块底部到水面的距离为
h=h1-h2=10cm-2cm=8cm=0.08m水对木块底部的压强为
p水=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa
(2)设木块的底面积为S,则木块的体积为
V=Sh1木块排开水的体积为
V排=Sh所以木块的重力为
G=mg=ρVg=ρSh1g木块受到的浮力为
F浮=ρ水gV排=ρ水gSh又因为木块漂浮在水面,则F浮=G,即
ρ水gSh=ρSh1g所以木块的密度为
34.如图甲所示是某地修建大桥时使用滑轮组打捞不慎落入水中的长方体石料M的示意图。在整个打捞过程中,石料以恒定的速度v=0.1m/s上升,石料离开水面之后绳子自由端的拉力F=1000N。图乙是钢丝绳的拉力T随时间变化的图像,t=0时刻石料刚好离开湖底。求:(不计水面变化,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)石料完全浸没在水中受到的浮力;
(2)刚离开湖底时,石料底面受到湖水的压力;
(3)石料离开水面之后滑轮组的机械效率。
【答案】(1)400N
(2)2×103N
(3)80%
【详解】(1)由图乙知,当50s后,石料完全露出水面,根据二力平衡,石料的重力G=T2=1600N
石料浸没水中时,钢丝绳的拉力T1=1200N
石料所受的浮力为F浮=G-T1=1600N-1200N=400N
(2)由图乙知,从开始到石料完全露出水面,需用的时间t1=50s,则湖水的深度为h=vt1=0.1m/s×50s=5m
湖底受到湖水的压强为p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa
由阿基米德原理得,石料排开水的体积
从40s石料上表面刚刚露出水面,到50s石料下表面刚刚离开水面,所用时间t2=50s-40s=10s
故石料的高度h石= vt2=0.1m/s×10s=1m
石料的底面积为
根据,刚离开湖底时,石料底面受到湖水的压力F=pS=5×104Pa×0.04m2=2×103N
(3)由图知,承担物重的绳子段数n=2,拉力端移动距离s=2h
石料离开水面之后滑轮组的机械效率
35.如图所示,某学校升旗时的情景,旗手利用固定在旗杆顶部的定滑轮通过下拉绳索匀速竖直向上提升重为20N的国旗(不包括固定国旗的钢棍和绳索),所用的竖直拉力为40N,国旗上升的高度为20m,用时20s。求:
(1)旗手所做的有用功W有;
(2)旗手所用拉力做功的功率P;
(3)定滑轮的机械效率η。
【答案】(1)400J
(2)
(3)
【详解】(1)旗手所做的有用功为W有=Gh=20N×20m=400J
(2)国旗旗杆顶部的滑轮为定滑轮,定滑轮不省力,但是可以改变力的方向,因此旗手下拉的绳端移动距离等于国旗上升的高度,即s=h=20m
旗手所用拉力做的功为
则旗手所用拉力做功的功率为
(3)定滑轮的机械效率为
36.超载是造成车祸和毁坏公路的主要因素,每年给国家造成300多亿元的损失。按照我国汽车工业的行业标准,载货车辆对地面的压强应控制在7×105Pa以内,超过这个标准就算超载。有一辆自重2000kg的6轮汽车,已知该车在某次实际营运中装货10t,每个车轮与地面的接触面积为0.02m2.求:
(1)该车重力为多大。
(2)这辆汽车是否算做超载,请写出计算过程。
【答案】(1)
(2)超载
【解析】【小题1】装载货物后,车的总质量为
车的总重力为
【小题2】该车对地面的压力为
该汽车对路面的压强为
载货车辆对地面的压强应控制在7×105Pa以内,超过这个标准就算超载。所以这辆车超载。
37.一个鱼缸放在水平桌面中央,内盛有0.1m深的水,水的质量是2.5kg。g取10N/kg。(鱼缸厚度忽略不计)求:
(1)鱼缸的底面积是2×10-2m2,水对鱼缸底部的压力;
(2)鱼缸的质量是1.3kg,此时容器对桌面的压强多大?
【答案】(1)20N
(2)1900Pa
【详解】(1)水对鱼缸底部的压强为
水对鱼缸底部的压力
(2)鱼缸和水的总重力
此时鱼缸对桌面的压强
38.小馨同学家装修新房,看到工人师傅使用如图所示滑轮组向楼上吊装笨重的装修材料,大大减少了工人搬运材料的劳动强度。若工人用的拉力将的材料在20s内匀速提升了10m(不计绳重和摩擦),求:
(1)工人拉力做的有用功;
(2)该次做功的机械效率;
(3)动滑轮的重力。
【答案】(1)
4500 J
(2)
60%
(3)
300N
【详解】(1)工人拉力做的有用功是克服物体的重力做功为
(2)图中连接动滑轮绳子的股数是3股,则绳末端移动的距离为
工人做的总功为
该次做功的机械效率
(3)不计绳重和摩擦,额外功为克服动滑轮的重力做功为
动滑轮的重力为
39.重量为500N的工人用如图所示的滑轮组提升重物,工人站在地面上向下拉动绳子,使重400N的物体G在10s内匀速上升2m。图中每个滑轮重均为100N,不计绳重和摩擦。求:
(1)工人做的有用功是多少?
(2)拉力的功率是多少?
(3)滑轮组的机械效率是多大?
(4)若绳子能承受的最大拉力为600N,站在地面上的工人用此滑轮组提升重物的最大机械效率是多少?
【答案】(1)800J
(2)100W
(3)80%
(4)90%
【详解】(1)工人做的有用功为
(2)由图知道,有效绳子段数n=2,则绳子自由端移动的距离
不计绳重和摩擦,绳子自由端拉力为
拉力做的功为
拉力的功率为
(3)由知道,滑轮组的机械效率为
(4)因为人站在地面施加的最大拉力不可能大于自身重力,所以最大拉力F大=500N,提升的最大物重为
则站在地面上的工人用此滑轮组提升重物的最大机械效率为
40.马铃薯富含淀粉,如果采挖过早,那么所含淀粉量并不高;如果采挖晚了又可能被虫蛀了,造成损失。研究发现,马铃薯淀粉含量越高,它的密度越大。有经验的老农用如图所示的弹簧秤进行“复称法”来检测,先取样品挂在弹簧秤上,称得质量为1.2kg,再将样品浸没在水中称,这时弹簧秤的示数为0.4kg,此时即可采挖。浸没在水中称时,示数越接近空气中称得的数值,马铃薯品相就越好。求:
(1)样品所受的浮力;
(2)马铃薯可以采挖时的密度ρ;
(3)根据相关公式,说明这种复称法,浸没在水中称时,示数越接近空气中称得的数值就越好的原因。
【答案】(1)8N
(2)
(3)马铃薯浸没在水中时受到的浮力为
由可知,马铃薯排开水的体积
因为马铃薯浸没在水中,所以马铃薯的体积为
马铃薯的密度为
因此浸没在水中称时,示数越接近空气中称得的数值,马铃薯的密度越大,马铃薯淀粉含量越高。
【详解】(1)样品在空气中称时,弹簧秤示数等于其重力,即
浸没在水中称时,弹簧秤示数为
故样品所受浮力为
(2)因为样品浸没在水中,所以
由得
则马铃薯可以采挖时的密度
(3)略。
41.独轮车俗称“手推车”,是我国古代优秀的科技发明成果,在近现代交通运输工具普及之前,是一种轻便的运物、载人工具。如图空载时车总质量为、最大可装货物。若某次满载使用时匀速行驶了。已知独轮车满载时所受阻力是总重力的0.2倍,请回答下列问题。
(1)独轮车正常行驶时的平均速度;
(2)独轮车满载时受到的重力;
(3)独轮车匀速行驶时的功率。
【答案】(1)1.2 m/s
(2)1000 N
(3)240 W
【详解】(1)独轮车正常行驶时的平均速度
(2)独轮车满载时受到的总重力为
(3)已知独轮车满载时所受阻力是总重力的0.2倍,独轮车匀速行驶时阻力等于牵引力,则牵引力
独轮车匀速行驶时的功率
42.美国是世界上龙卷风发生频率最高的国家。如图所示是一所房屋,屋顶面积是100m2,则:(g取10N/kg,标准大气压取1×105 Pa)
(1)龙卷风是不稳定的天气情况下,产生的高速旋转的漏斗状的强风漩涡,其中心附近风速极大,可知中心附近的气压______(选填“极大”或“极小”)。
(2)在标准大气压下,大气对屋顶的压力是多少?
(3)这么大的压力,为什么没有把屋顶压塌?
(4)在一次发生龙卷风时,屋外大气压降到了0.9×105 Pa,此时屋顶内外受到的大气压力差是多少?
【答案】(1)极小
(2)1×107 N
(3)房子内外气压平衡
(4)1×106 N
【详解】(1)根据流体压强和流速的关系可知:流速越大的位置压强越小。因为空气旋转时,其中心最大风速比涡旋外围的风速大得多,所以漏斗状涡旋内部的压强远小于外部的大气压。
(2)大气对屋顶的压力
(3)房子内部与外部大气相通,内外气压相平衡,因此不会把屋顶压塌;
(4)屋外大气对屋顶的压力
屋顶内外受到的大气压力差
43.小明从课外资料上了解到物体下落过程中会受到空气阻力的作用,阻力的大小与物体的速度的二次方成正比,关系式为(为常数),并且搜集到一个质量为0.36g的物体在无风天气从空中由静止开始竖直落下时,物体受到的空气阻力与它对应速度的部分数据如下表所示(取10N/kg)。则:
速度
1
2
3
4
…
阻力
1
4
9
16
…
(1)求出该运动物体受到的空气阻力与物体运动速度的具体关系表达式(常数k需求出)。
(2)该物体匀速下落时受到的空气阻力和速度分别是多少?(假设在无风天气,物体下落高度足够大)
【答案】(1)
(2),
【详解】(1)根据表格中的数据可知,当速度变为原来的2倍时,阻力变为原来的4倍,当速度变为原来的3倍时,阻力变为原来的9倍;根据关系式f=kv2,把第一组数据代入可得
则
(2)无风天气情况下,该物体匀速下落时,受到竖直向下的重力和竖直向上的阻力的作用,这两个力是一对平衡力,则
匀速下落时的速度
44.如图甲所示,底面积为,高为10cm的平底圆柱形容器和一个质量为1kg,密度为的小球置于水平桌面上(容器厚度不计),容器内盛某种液体时,容器和液体的总质量与液体的体积关系如图乙所示。求:
(1)容器质量
(2)液体密度
(3)若容器和液体的总质量为300g,将小球投入到容器的液体内,溢出液体的体积
(4)在第(3)问中, 容器对桌面的压强p。()
【答案】(1)100g
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)由图乙中图像可知,当液体的体积为0时,容器和液体的总质量为100g,说明这个容器的质量为100g。
(2)由图乙中图像可知,当液体的体积每增加,液体质量就增加50g,则该液体的密度为
(3)由图乙中图像可知,当容器和液体的总质量为300g时,液体的体积为, 因为小球密度大于液体密度,将小球投入到容器的液体内,小球会沉底,液面要上升;小球的体积为
容器的容积为
则溢出液体的体积为
(4)在第(3)问中,小球放入液体中,除了溢出的液体,剩下液体的体积为,则剩下液体的质量为
则此时容器对桌面的压力大小等于容器与容器中的液体和小球的总重力为
容器对桌面的压强为
45.如图所示是一种投入使用的新型安全校车,承载着学生匀速行驶到18km外的考点参加考试。若在此过程中,校车和学生的总质量为9000kg,校车受到的牵引力大小始终为总重力的0.1倍,车轮与地面接触的总面积为0.2m2,取g=10N/kg。通过计算求出:在此过程中,
(1)该校车总的重力是多少?
(2)该校车对水平路面的压强是多少?
(3)汽车匀速行驶时所受摩擦力是多大?
【答案】(1)9×104N
(2)4.5×105Pa
(3)9×103N
【详解】(1)校车和学生的总重力
G=mg=9000kg×10N/kg=9×104N
(2)校车对水平路面的压力
F压=G=9×104N
校车对水平路面的压强
(3)校车所受的牵引力为
F=0.1G=0.1×9×104N=9×103N汽车匀速行驶时,牵引力和阻力是平衡力,根据二力平衡可知,汽车匀速行驶时所受的摩擦力
f=F=9×103N
46.在某海域装满货物的密封集装箱意外落入水中。已知货箱的质量为,体积为,沉入深的海底(未陷入),利用如图所示的打捞船进行打捞。(,)求:
(1)未打捞集装箱时,集装箱底部受到海水的压强。
(2)集装箱沉没时,受到的浮力。
(3)集装箱匀速上升的过程中(未露出水面),绳子的拉力。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)未打捞集装箱时,集装箱底部受到海水的压强
(2)集装箱沉没时,受到的浮力
(3)货箱的重力
绳子的拉力是
47.某工厂长方体储液池被一块密封隔板隔成左右两部分,其截面图如图所示,隔板上下两部分的厚度不同 。已知隔板的长为10m,左储液池内储有密度为1.0×103kg/m3的液体,右储液池内储有密度为1.2×103kg/m3的液体。隔板左侧凸出部分的下表面所在的深度为0.6m,隔板右侧凸出部分下表面受到液体的压强比左侧凸出部分下表面受到液体的压强小1.2×103Pa(g取10N/kg)。
(1)求隔板左侧凸出部分的下表面受到的液体压强;
(2)求隔板右侧凸出部分的下表面所处的深度;
(3)若隔板最低处的两侧受到液体的压强差为600Pa,则左储液池中液体的深度是多少?
【答案】(1)6000Pa
(2)0.4m
(3)1.5m
【详解】(1)隔板左侧凸出部分下表面受到的液体压强
(2)由题意可知右侧压强比左侧小,先计算右侧压强,
隔板右侧凸出部分的下表面所处的深度
(3)设隔板凸出下表面到储液池最低处的高度为,则左侧最低处总深度为,右侧最低处总深度为,已知最低处压强差,右侧液体密度更大,因此压强差为右侧压强减去左侧压强:
代入数值:
解得,因此左储液池中液体的总深度
48.2023年1月12日,中国建造的全球首艘智能型无人系统科考母船“珠海云”完成各项检测顺利入泊母港,该船设计满载时排水量为2100吨,取海水的密度为,求:
(1)该船在海水中满载航行时受到的浮力;
(2)该船浸入海水中的最大体积;
(3)当船上无人艇被释放后,船身受到的浮力将_________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】(1)2.1×107N
(2)
(3)变小
【详解】(1)该船在海水中满载航行时受到的浮力为
(2)由得
(3)轮船始终漂浮,浮力等于其总的重力,当船上无人艇被释放后,船的重力会变小,则船身受到的浮力将变小。
49.有一个质量为4kg,底面积为的足够高的薄壁柱形容器静放在水平地面上,有一个不吸水的正方体物块A边长为10cm,密度( 另一不吸水的重为9N的长方体物块B,其底面积为高为15cm。将 A、B两物块放在容器中,如图所示。(g取
(1)容器受到的重力是多大?
(2)容器对水平地面的压强是多大?
(3)向容器内缓慢加水,当水深为10cm时停止加水,然后取出其中一个物块(不考虑取出过程带出水),求液面稳定后水对容器底部的压强。
【答案】(1)40 N
(2)1100 Pa
(3)857.1Pa或840 Pa
【详解】(1)已知容器的质量,g取10 N/kg。根据重力公式 G = mg,可得容器的重力
(2)容器对水平地面的压力等于容器、物块A和物块B的总重力。物块A的体积
物块A的质量
物块A的重力
容器对地面的总压力
容器的底面积
根据压强公式 ,可得容器对水平地面的压强
(3)当水深
时,由于物块A的密度小于水的密度,所以物块A会漂浮。物块A漂浮时受到的浮力
物块A排开水的体积
物块B的质量
物块B的体积
物块B的密度
所以物块B能漂浮。物块B漂浮时,需要浸入水中的深度
因为实际水深
所以物块B此时沉在容器底部。此时,物块B排开水的体积
容器中水的体积
若取出物块A。容器中剩下物块B和水。假设B沉底,则水面高度
所以物块B确实沉在容器底部,假设成立
水对容器底部的压强
若取出物块B。容器中剩下物块A和水。物块A会漂浮,排开水的体积
水和物块A排开水的体积之和等于水面下的总体积
解得液面高度
水对容器底部的压强
50.有一实心物体,先后投入到足够多的水中和酒精中,静止时所受浮力分别是9N和8N,若酒精的密度0.8×103kg/m3,求该物体的密度。
【答案】
【详解】①假设物体的密度小于酒精的密度,则物体在水中、酒精中都漂浮。
根据二力平衡原理,所以在水中与酒精中浮力都相等,即;而已知,,即,故假设不成立。
②假设物体的密度大于或等于水的密度,则物体浸没在水中、酒精中。
根据阿基米德原理可得,;因为物体完全浸没在两种液体中,所以,则
故假设不成立。
③物体的密度小于水的密度、大于等于酒精的密度,则物体在水中漂浮、浸没在酒精中。
因为物体漂浮在水中,所以
由重力公式可得,物体的质量为
又因为物体浸没在酒精中,受到酒精的浮力
所以物体排开酒精的体积也即为物体自身的体积为
由密度公式可得,该物体的密度为
故该假设成立,物体的密度为。
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$专项训练06
计算题(50题)
一、计算题
1.如图甲所示的是小美做俯卧撑保持静止时的情境,她的身体与地面平行,可
抽象成如图乙所示的杠杆模型,地面对脚的力作用在O点,对手的力作用在B
点,小美的重心在A点。已知小美的体重为500N,O4长为0.9m,OB长为1.5m,
完成一个俯卧撑,小美重心上升的高度为0.2m。问:
乙
(1)小美完成一个俯卧撑,克服重力做功是多少?
(2)小美将身体撑起地面对手的作用力至少是多少?
2.A!机器人逐渐改变了我们的生活,我国自主研发的某款机器人,在一次测试
中该机器人用80N竖直向上的力将箱子在2s内匀速抬高了1m。求:
(1)该过程中机器人对箱子所做的功:
(2)该过程中机器人对箱子做功的功率;
(3)机器人的电动机在该过程中所做功的功率为50W,求此过程中机器人的机械
效率n。
3.妈妈购买了一件工艺品,但疑惑该工艺品是不是由纯铜制作.小明想到了学
过的密度知识,于是他想帮妈妈鉴定该工艺品是不是由纯铜制作,经妈妈同意后
他测出了这件工艺品的质量为267g,体积为50cm3,查资料得知纯铜的密度
P關=8.9×103kg/m3.(g取10N/kg)
(1)求该工艺品的密度;
(2)该工艺品静止在水平地面上时与地面的接触面积为8.9cm2,求它对水平地面
的压强:
(3)小明发现该工艺品底部有一个小孔,猜想其内部可能是空心的,于是用注射
器往工艺品内部注满水,发现内部可以注20L的水,请再次判断该工艺品是不
是由纯铜制作的.
4.为了积极响应国家号召,文老师将自己的汽车置换成了小米新款纯电SU7轿
车,如图所示,汽车和乘客的总质量为2.5×10g,若汽车匀速直线行驶时牵
引力大小为总重力的0.2倍。求:
(1)该车的总重力:
(2)该车在匀速直线行驶时的摩擦力。
5.高速飞车大同(阳高)试验线一期全长2公里(动力段),其主体工程已经全
部完工。如图是在试验基地进行高速飞车全尺寸试验线的首次超导航行试验,高
速飞车在210米的水平线路上匀速直线行驶用时4s。若高速飞车质量为1500kg,
静止时与水平轨道总接触面积为3m2,行驶中受到水平方向的阻力为1.8×10N,
g取10N/kg。
(1)高速飞车静止时,对轨道的压强;
(2)高速飞车匀速直线行驶时牵引力所做的功:
(3)高速飞车匀速直线行驶时牵引力所做功的功率。
6.一辆质量为1.5t的小汽车,在水平公路上匀速行驶,受到的阻力是车重的0.05
倍。求:(g取10N/kg)
(1)小汽车受到的重力是多少?
(2)小汽车受到的牵引力是多少?
7.2025年4月,兰陵县街头已出现无人送货车的实际运营。如图所示是一辆无
人快递派送车,车和货物的总质量为50okg,该车从快递驿站出发,行驶4min
后到达480m处的派送点,已知匀速直线行驶时阻力为重力的0.2倍。
(g=10N/kg)求:
202=
S四
(1)派送车从快递驿站到派送点的平均速度;
(2)派送车及货物受的总重力:
(3)派送车匀速行驶时所受的牵引力。
8.人工智能逐渐融入我们的生活,一些餐厅、饭店等餐饮场所使用送餐机器人
送餐。如图所示是某餐厅的送餐机器人,其自身质量为45kg,当该送餐机器人
托着质量为5kg的物体送餐时,在2min内匀速直线运动120m,受到的摩擦力约
为其总重力的0.1倍(g取10N/kg)。求:
(1)该送餐机器人自身的重力。(未携带物体时)
(2)机器人送餐过程中所受摩擦力的大小。
9.如图所示,某安防机器人的质量为80kg,其轮子与水平地面接触的总面积为
160cm2。求:(g取10N/kg)
(1)安防机器人的重力:
(2)安防机器人静止时对水平地面的压强。
10.如图,一辆重为10000N小轿车在水平向左的牵引力F的作用下向左做匀速
直线运动,已知牵引力F的大小为2000N,求小车受到的支持力大小和阻力大小?
11.某科创小组用PLA(某种塑料)打印带有底座的“哪吒”实心模型。如图所
示,将模型置于水平桌面上,模型质量为72g,体积为60cm3,模型底座面积为
12cm2。(g=10N/kg)求:
(1)PLA的密度;
(2)模型的重力:
(3)模型对桌面的压强。
12.2025年4月24日,神舟二十号飞船在酒泉卫星发射中心成功发射,预计2025
年10月下旬返回东风着陆场。神舟飞船由轨道舱、返回舱、推进舱构成,在返
回阶段,返回舱将与轨道舱分离,然后经历制动、再入、减速、关闭制动匀速下
降、着陆缓冲等阶段,最后成功返回地球家园,其中返回舱总质量达到3t。通过
计算请回答:
(1)返回舱总重力是多少?
(2)返回舱在竖直匀速下降阶段,返回舱受到的阻力是多少?
13.如图是深圳某学校操场上出现的Go2四足机器人。同学们查询到Go2机器
人的质量为15kg,每只脚与地面的接触面积均为30cm2。(g取10N/kg)
(1)求Go2机器人的重力:
(2)Go2机器人沿水平方向做匀速直线运动时受到的阻力为重力的0.04倍,求它
受到的牵引力;
(3)求该机器人站立在水平地面时,对地面的压强。
14.“木桶理论”告诉我们,一只木桶能装多少水,并不取决于桶壁上最长的那
块木板,而恰恰取决于桶壁上最短的那块。如图所示,桶壁上最长的木板的竖直
高度为0.8m,最短的木板的竖直高度为0.25m,桶底面积为4×10-2m2,桶壁的
厚度不计。求:(水的密度为1.0×103kg/m3,取10N/kg)
(1)桶装满水时,桶底受到水的压强。
(2)桶装满水时,桶底受到水的压力。
15.我国快递业务量已破950亿件,如图所示是一辆物流机器人智能配送时的情
景。该机器人的质量为60kg,从快递驿站出发,以2m/s速度匀速直线运动行驶
5min到达派送点;已知它受到的阻力大小为自身重力的0.2倍。求:
(1)机器人从快递驿站到派送点的路程;
(2机器人受到的阻力大小。
16.工人利用如图所示的斜面把木箱推到离地面0.5高的平台上,已知木箱的
质量为40kg,工人沿着斜面向上推木箱的力为75N,斜面长为4m,g取
10N/kg。求:
(1)木箱所受到的重力;
(2)工人对木箱做的有用功:
(3)工人对木箱做的总功和机械效率;
(4)木箱受到斜面的摩擦力。
17.货车即将行驶到一座桥上时,司机看到桥边立有如图所示的标识牌,g取
10N/kg。求:
(1)该桥允许通过车的最大重力:
(2)已知货车重12t,司机和货物总重为3.5×104N,请通过计算说明货车通过该
桥是否存在安全隐患。
18.随着科技的进步,A!机器人将逐渐改变我们的生活。如图所示是我国自主研
发的某款人形机器人,具有智能灵巧身手。某次测试中,该机器人用100N竖直
向上的力将物体在2s内匀速抬高1m。求:
(1)机器人对物体所做的功;
(2)机器人对物体做功的功率。
19.如图,水杯重2N,底面积是4×103m2,放置在水平的杯托上。内盛0.8kg
的水,水深15cm。(g取10N/kg:水的密度为1.0×10kg/m3)求:
(1)水的重力是多大?
(2)水对杯底的压强多大?
(3)水对杯底的压力多大?
(4)水杯对杯托的压强多大?
20.如图所示为我国自主研制的深水水下采油树,可在深海高压环境下正常工作,
是深海油气开发的“咽喉”装备。若采油树与海水接触的有效受力面积
S=0.4m2,海水密度p=1.0×103kg/m3,当该采油树在1500m深的海水中工
作时,求:
(1)此处海水产生的压强大小。
(2)求海水对采油树的压力大小。
21.为了方便喝水,晓瑜买了一款大肚水杯,如图所示。己知该水杯的质量为
500g,底面积为25cm2,向水杯内倒入500mL的水,测出水的深度为10cm。
(水杯厚度不计,p本=1.0×10kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)水对杯子底部的压强;
(2水对杯子底部的压力;
(3)水杯对水平桌面的压强。
22.图所示的电动巡逻车,运动时所受的阻力为人和车总重的0.04倍,某次巡
逻时人和车总重量为2.0×10kg,每个轮胎与地面的接触面积为100cm2,在水平
路面上以15km/h的速度匀速行驶了20min,(g取10N/kg)求:
(1)巡逻车在水平路面上匀速行驶时受到的牵引力:
(2)小轿车对水平地面的压强。
23.如图所示,是成都大运会的一款蓉宝机器人,具有人脸识别、引导、翻译等
功能,还可以提供急救包,是世界上首款带有应急功能的机器人。若重为600N
的机器人在50N的牵引力作用下,以0.5m/s的速度在水平地面沿直线匀速行驶
60s。求:
(1)机器人运动的距离;
(2此过程中牵引力所做的功;
(3)此过程中牵引力做功的功率。
24,为了估算某只野生东北虎的质量,生物学家在松软、平坦且足够深的雪地上,
选取该东北虎四脚着地停留时的脚印,其中的一个脚印如图甲所示。在方格纸上
描绘出脚印的轮廓,如图乙所示,图中每个小方格的面积均为10c2,数出脚印
轮廓占有小方格的数量(大于半格的算一格,小于半格的不算)。测出脚印的深
度,在脚印旁边相同的雪地上放一底面积为100cm2的平底容器,在容器中缓缓
放入适当的物体,当容器下陷的深度与脚印的深度相同时,测出容器及内部物体
的总质量为4Okg。忽略脚趾和脚掌之间空隙的面积,g取10N/kg。该东北虎的
质量为多少?
甲
25.一个体重为600N的人,从大厦的1楼步行至第11楼共升高了30m,用时2min。
那么:
(1)他克服重力做了多少焦耳的功?
(2)他克服重力做功的功率是多大?
(3)完成以下计算可以帮助我们认识汽油的热值的大小:汽油的热值约为4.5
×10/kg。如果汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和上述功相等,需要汽油的质量
是多少?
26.一个图钉帽的面积是0.8cm2,图钉尖的面积是5×104cm2,手指对图钉帽的
压力是10N。求
(1)手指对图钉帽的压强:
(2)图钉尖对墙的压强。
27.为减少空气中的灰尘,邹城市对城区道路集中开展了雾炮车喷洒水作业。雾
炮车空载时的质量为10t,它配备了一个体积为10m3的水箱。为了方便清洗,
水箱底部有一个排水孔,排水孔盖子面积约为100cm2(g取10N/kg)
(1)若雾炮车在水平地面上匀速行驶时受到的阻力为车重的0.1倍,求雾炮车喷洒
完后空载匀速返回时汽车受到的牵引力?
(2)当水箱中水的深度为1m时,排水孔盖子受到水的压力为多少N?(水的密度
为1×103kg/m3)
28.一箱某品牌酱油放在水平地面上,如图所示。其包装箱上标识的相关名词含
义如下:“规格”是每瓶内酱油的体积×包装箱内酱油的瓶数;“净重”是包装箱
内所装酱油的总质量;“毛重”是包装箱及其内部所有物品的总质量;“体积”是
包装箱的长度×宽度×高度。请根据包装箱上标识的内容,通过计算回答:
规格:800mL×12瓶
味极鲜酱油
/净重:11kg
规格:800mL×12瓶
毛重:12kg
体积:长×宽×高
50cm×20cm×30cm
(1)这箱酱油对地面的压力是多少?
(2)如果这种包装箱的底部用的单层瓦楞纸最大承受压强是6000Pa,那么地面上
最多叠放几箱?
(3)把最后一箱从地面搬到最上面一层的过程中对重物所做的功。
29.如图所示,水平桌面上有一个上面开口的杯子,杯内装有0.1m深的水,杯
子的底面积为8×103m2,杯子和水的总质量为1.2kg,g取10N/kg。求:
0.
(1)水对杯底的压强;
(2)杯子对桌面的压强。
30,如图所示的中国人民解放军海军福建舰,是中国完全自主设计建造的首艘弹
射型航空母舰,采用平直通长飞行甲板,配置电磁弹射和阻拦装置。某次弹射舰
载机时,电磁弹射装置释放1.15×10刷能量,使舰载机通过弹射轨道100m完成
起飞,弹射装置给舰载机的平均推力是6.9×105N,燃油热值为4.6×10/kg,g
取10N/kg。求:
(1)此次电磁弹射装置释放的能量,相当于多少燃油完全燃烧释放的能量;
(2)电磁弹射装置的工作效率。
31.如图所示,平底茶壶的重力是2N,底面积是4×103m2。内盛0.6kg的水,
水面高度12cm,放置在面积为1m2的水平桌面中央(g=10Nkg,
P水=1.0×103kg/m3)。求:
(1)水对茶壶底部的压强和压力:
(2)茶壶对桌面的压强;
(3)当小明用竖直向上的力F提茶壶,但没有提起来时,此时茶壶对地面的压强为
600Pa,求F的大小。
32.如图所示,用拉力F把物重为G的物体从高为h,长为L的粗糙斜面以速度
V由底端匀速拉到顶端的过程中,求:
产
h
(1)物体由底端运动到项端的时间;
(2)拉力的功率;
(3)斜面的机械效率;
(4)物体所受的摩擦力;
(注:所有物理量表达式都用题干中所给字母表示)
33.如图所示,容器中装有水,将一长方体木块放入水中,保持静止,阿牛测出
木块的高度和露出水面的高度分别为h=10cm和h2=2cm。(p本=1.0×103kg/m3,
g=10N/kg)试求:
(1)水对木块底部的压强大小:
(2)木块的密度。
h=h1-h2=10cm-2cm=8cm=0.08m水对木块底部的压强为
V=Sh1木块排开水的体积为
V排=Sh所以木块的重力为
G=mg=pVg=pShg木块受到的浮力为
P水gSh=pShg所以木块的密度为
34.如图甲所示是某地修建大桥时使用滑轮组打捞不慎落入水中的长方体石料M
的示意图。在整个打捞过程中,石料以恒定的速度=0.1/s上升,石料离开水
面之后绳子自由端的拉力F=1000N。图乙是钢丝绳的拉力T随时间变化的图像,
t=0时刻石料刚好离开湖底。求:(不计水面变化,p*=1.0×10kg/m3,g=10N/kg)
TN
1600
1200
M
0
405070
甲
(1)石料完全浸没在水中受到的浮力;
(2)刚离开湖底时,石料底面受到湖水的压力;
(3)石料离开水面之后滑轮组的机械效率。
35.如图所示,某学校升旗时的情景,旗手利用固定在旗杆顶部的定滑轮通过下
拉绳索匀速竖直向上提升重为20N的国旗(不包括固定国旗的钢棍和绳索),所
用的竖直拉力为40N,国旗上升的高度为20m,用时20s。求:
旗杆顶
的定滑轮
(1)旗手所做的有用功W有:
(2)旗手所用拉力做功的功率P;
(3)定滑轮的机械效率n。
36.超载是造成车祸和毁坏公路的主要因素,每年给国家造成300多亿元的损失。
按照我国汽车工业的行业标准,载货车辆对地面的压强应控制在7×10Pa以内,
超过这个标准就算超载。有一辆自重2000kg的6轮汽车,已知该车在某次实际
营运中装货10t,每个车轮与地面的接触面积为0.02m2·求:
(1)该车重力为多大。
(2)这辆汽车是否算做超载,请写出计算过程。
37.一个鱼缸放在水平桌面中央,内盛有0.1m深的水,水的质量是2.5kg。g取
10N/kg。(鱼缸厚度忽略不计)求:
(1)鱼缸的底面积是2×102m2,水对鱼缸底部的压力:
(2)鱼缸的质量是1.3kg,此时容器对桌面的压强多大?
38.小馨同学家装修新房,看到工人师傅使用如图所示滑轮组向楼上吊装笨重的
装修材料,大大减少了工人搬运材料的劳动强度。若工人用250N的拉力将
450N的材料在20s内匀速提升了10m(不计绳重和摩擦),求:
(1)工人拉力做的有用功:
(2)该次做功的机械效率;
(3)动滑轮的重力。
39.重量为500N的工人用如图所示的滑轮组提升重物,工人站在地面上向下拉
动绳子,使重400N的物体G在10s内匀速上升2m。图中每个滑轮重均为100N,
不计绳重和摩擦。求:
7777777777
(1)工人做的有用功是多少?
(2)拉力的功率是多少?
(3)滑轮组的机械效率是多大?
(4)若绳子能承受的最大拉力为600N,站在地面上的工人用此滑轮组提升重物的
最大机械效率是多少?
40.马铃薯富含淀粉,如果采挖过早,那么所含淀粉量并不高;如果采挖晚了又
可能被虫蛀了,造成损失。研究发现,马铃薯淀粉含量越高,它的密度越大。有
经验的老农用如图所示的弹簧秤进行“复称法”来检测,先取样品挂在弹簧秤上,
称得质量为1.2kg,再将样品浸没在水中称,这时弹簧秤的示数为0.4kg,此时即
可采挖。浸没在水中称时,示数越接近空气中称得的数值,马铃薯品相就越好。
求:
(1)样品所受的浮力;
(2)马铃薯可以采挖时的密度P:
(3)根据相关公式,说明这种复称法,浸没在水中称时,示数越接近空气中称得
的数值就越好的原因。
41.独轮车俗称“手推车”,是我国古代优秀的科技发明成果,在近现代交通运
输工具普及之前,是一种轻便的运物、载人工具。如图空载时车总质量为30kg、
最大可装货物70kg。若某次满载使用时50s匀速行驶了60m。已知独轮车满
载时所受阻力是总重力的0.2倍,请回答下列问题。(g=10N/kg
货物架
车把
777777777777777
77777777777
(1)独轮车正常行驶时的平均速度:
(2)独轮车满载时受到的重力;
(3)独轮车匀速行驶时的功率。
42.美国是世界上龙卷风发生频率最高的国家。如图所示是一所房屋,屋顶面积
是100m2,则:(g取10N/kg,标准大气压取1×105Pa)
(1)龙卷风是不稳定的天气情况下,产生的高速旋转的漏斗状的强风漩涡,其中
心附近风速极大,可知中心附近的气压一
(选填“极大”或“极小”)。
(2)在标准大气压下,大气对屋顶的压力是多少?
(3)这么大的压力,为什么没有把屋顶压塌?
(4)在一次发生龙卷风时,屋外大气压降到了0.9×105Pa,此时屋顶内外受到的
大气压力差是多少?
43.小明从课外资料上了解到物体下落过程中会受到空气阻力的作用,阻力∫的
大小与物体的速度v的二次方成正比,关系式为f=2(k为常数),并且搜集
到一个质量为0.36g的物体在无风天气从空中由静止开始竖直落下时,物体受到
的空气阻力与它对应速度的部分数据如下表所示(g取10N/kg)。则:
速度
v/(m.s)
阻力
1
4
9
16
f/(×104N
(1)求出该运动物体受到的空气阻力f与物体运动速度v的具体关系表达式(常数
k需求出)。
(2)该物体匀速下落时受到的空气阻力和速度分别是多少?(假设在无风天气,物
体下落高度足够大)
44.如图甲所示,底面积为50cm2,高为10cm的平底圆柱形容器和一个质量为
1kg,密度为2.5g/cm3的小球置于水平桌面上(容器厚度不计),容器内盛某种
液体时,容器和液体的总质量与液体的体积关系如图乙所示。求:
个m/g
300
250
200
150
100
50
77777777777777777777777
050100150200V/cm3
甲
(1)容器质量m
(2)液体密度P液
(3)若容器和液体的总质量为300g,将小球投入到容器的液体内,溢出液体的体
积V
(4)在第(3)问中,容器对桌面的压强p。(g=10N/kg)
45.如图所示是一种投入使用的新型安全校车,承载着学生匀速行驶到18km外
的考点参加考试。若在此过程中,校车和学生的总质量为9000kg,校车受到的
牵引力大小始终为总重力的0.1倍,车轮与地面接触的总面积为0.2m2,取
g=10N/kg。通过计算求出:在此过程中,
(1)该校车总的重力是多少?
(2)该校车对水平路面的压强是多少?
(3)汽车匀速行驶时所受摩擦力是多大?
46.在某海域装满货物的密封集装箱意外落入水中。已知货箱的质量为100t,体
积为60m3,沉入40m深的海底(未陷入),利用如图所示的打捞船进行打捞。
(Pk=1.1×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)未打捞集装箱时,集装箱底部受到海水的压强。
(2)集装箱沉没时,受到的浮力。
(3)集装箱匀速上升的过程中(未露出水面),绳子的拉力。
47.某工厂长方体储液池被一块密封隔板隔成左右两部分,其截面图如图所示,
隔板上下两部分的厚度不同。已知隔板的长为10m,左储液池内储有密度为1.0
×10kg/m3的液体,右储液池内储有密度为1.2×10kg/m3的液体。隔板左侧凸
出部分的下表面所在的深度为0.6,隔板右侧凸出部分下表面受到液体的压强
比左侧凸出部分下表面受到液体的压强小1.2×10Pa(g取10N/kg)。
隔板
0.6m
(1)求隔板左侧凸出部分的下表面受到的液体压强;
(2)求隔板右侧凸出部分的下表面所处的深度;
(3)若隔板最低处的两侧受到液体的压强差为600Pa,则左储液池中液体的深度是
多少?
48.2023年1月12日,中国建造的全球首艘智能型无人系统科考母船“珠海云”
完成各项检测顺利入泊母港,该船设计满载时排水量为2100吨,取海水的密度
为1×103kgm3,求:
(1)该船在海水中满载航行时受到的浮力;
(2)该船浸入海水中的最大体积:
(3)当船上无人艇被释放后,船身受到的浮力将
(选填“变大”、“不变”
或“变小”)。
49.有一个质量为4kg,底面积为500cm2的足够高的薄壁柱形容器静放在水平
地面上,有一个不吸水的正方体物块A边长为10cm,密度(P4=
0.6×103kg/m3,另一不吸水的重为9N的长方体物块B,其底面积为80cm2,高
为15cm。将A、B两物块放在容器中,如图所示。(g取
10N/kg,P*=1.0×103kg/m3)
(1)容器受到的重力是多大?
(2)容器对水平地面的压强是多大?
(3)向容器内缓慢加水,当水深为10cm时停止加水,然后取出其中一个物块(不
考虑取出过程带出水),求液面稳定后水对容器底部的压强。
50.有一实心物体,先后投入到足够多的水中和酒精中,静止时所受浮力分别是
9N和8N,若酒精的密度0.8×10kg/m3,求该物体的密度。