内容正文:
考前专项复习四
计算专题
类型一压强的计算
1.一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,g取10N/kg,通过计算回答:(保留两位小数)
:
(1)该箱内所装酱油的密度是多少?
(2)这箱酱油对地面的压强是多少?
味极鲜酱油
U格:800mL×12
aL×12瓶
规格:
0m×20cm×25m
2.如图所示,在一池泥塘里试验,发现质量为5kg、底面积为0.01m2的B石块竖直地轻放在
软泥中,刚好被承载住。g取10N/kg,求:
(1)石块B对软泥的压强?
(2)一位质量为60kg的人,要想在这种软泥中不陷落(刚好被承载住),
应踩在面积至少为多大的木板上?(木板重以50N计算)
3.如图所示,一重6N的梯形截面容器,其底面积是300cm,向容器里倒入质量为6kg的水,
水的深度为28cm。水的密度p水=1.0×103kgm,g取10N/kg。求:
(1)容器底所受水的压强;
(2)容器底所受水的压力;
(3)容器对桌面的压强。
777777777777
13
4.如图所示,一柱状鱼缸(缸底有小石子)放在水平地面上,其内圆底面积为0.06。鱼缸内
无水时,鱼缸对水平地面的压强为1.0×103Pa;在鱼缸内加入质量为42kg的水后,鱼缸对水
平地面的压强为7.0×10Pa;在鱼缸内再放人几条鱼后,鱼缸对水平地面的压强为7.3×10Pa。
g取10N/kg。
求:(1)质量为42kg的水的重力;
(2)鱼缸内无水时,鱼缸(含缸底小石子)的质量;
(3)在鱼缸内放入几条鱼后,水对缸底的某一小石子增加的压强。
5.如图所示,边长分别为0.2m和0.1m的实心正方体A、B放置在水平地面上,p4为2×
103kg/m3,p为1×103kg/m3。g取10N/kg,求:
(1)物体A的质量mA;
(2)物体B对地面的压强Pg;
(3)为使A、B对水平地面的压强相等,将正方体A沿水平方向切去7777777777
一定的高度△h,请求出切去的高度△h。
类型二浮力的计算
6.如图所示,物块A重为3N,将物块A总体积的三分之二浸在足够深的水中静止时,弹簧测
力计的示数F=0.5N。p水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)物块A的体积;
(2)若将物块A从弹簧测力计上取下放入水中,物块A静止时所受浮力的
大小。
用A用
innnimmn
-14-
7.如图甲所示,小明将甜瓜放入盛满水的溢水杯中,静止时溢出水450cm,再使甜瓜向下浸没在水
中静止,需对甜瓜施加0.5N向下的压力,如图乙所示。(p水=1.0×10kg/m3,g取10NVkg)
求:(1)甜瓜所受重力;
(2)甜瓜浸没在水中受到的浮力;
(3)甜瓜的密度。
7777777777777777777777
甲
8.如图所示,密度为0.6×103kg/m3、体积为200cm3的木块在绳子拉力F的作用下浸没在水
中。水的密度p水=1.0×103kg/m3,绳子的重力忽略不计,g取10N/kg。求:
(1)木块此时受到的浮力;
(2)绳子的拉力F;
(3)剪断绳子,木块静止时排开水的体积。
9.“浮沉子”最早是由科学家笛卡尔设计的。小华用大塑料瓶(大瓶)和开口小玻璃瓶(小瓶)
制作了图1所示的“浮沉子”;装有适量水的小瓶开口朝下漂浮在大瓶内的水面上,拧紧大
瓶的瓶盖使其密封,两瓶内均有少量空气。将小瓶视为圆柱形容器,底面积为S,忽略其壁
厚(即忽略小瓶自身的体积)。当小瓶漂浮时,简化的模型如图2所示,小瓶内空气柱的高
度为h,手握大瓶施加适当的压力,使小瓶下沉并恰好悬浮在图3所示的位置。将倒置的小
瓶和小瓶内的空气看成一个整体A,A的质量为m,水的密度为P水,g为已知量,求:
(1)图2中A所受浮力的大小;
(2)图2中A排开水的体积;
空气
h
(3)图2和图3中小瓶内空气的密度之比。
空个
水小瓶
一大瓶
图1
图2
图3
-15-
类型三压强、浮力的综合计算
10.我国自主研制的096型核弹潜艇采用新一代核动力系统和船壳降噪技术,具备更高的潜航
深度和更长的航程,还装备了多种先进的电子设备和通信系统,主要用于海上核威慑、打击
敌方舰船和陆上目标等任务。主要技术参数如表。(海水的密度近似为1.0×103kg/m3,
g取10N/kg)
排水量
水上105000t,水下140000t
最大潜水深度
600m
最大航速
水上60km/h,水下66km/h
最大输出功率(水下)
3000kW
(1)潜艇在水下航行时受到的浮力是多少?
(2)潜艇的体积是多少?
(3)潜艇在最大潜水深度处受到的压强是多少?此时潜艇上一个面积是400cm的观察口
受到海水的压力是多少?
(4)潜艇在水下以最大输出功率匀速行驶2h,求发动机输出的能量是多少?
11.如图所示,盛水的薄壁容器静置在水平桌面上。容器重为0.9N,底面积为8×10-3m2,容
器中水重为6N,水面距容器底的距离为0.08。现将物体A放入水中,静止时容器中的
水未溢出。已知物体A的质量为0.09kg,体积为1.5×10-4m3(p水=1.0×103kg/m3,g取
10N/kg)。
求:(1)物体A未放入水中时,水对容器底的压强;
(2)物体A在水中静止时,容器对桌面的压强;
(3)物体A在水中静止时,受到浮力的大小。
0.08m
7777777777T77777777
-16-
12.用弹簧测力计挂着一个长方体金属块,沿竖直方向缓慢浸入盛有适量水的圆柱形平底薄壁
容器中,直至完全浸没(水未溢出),如图甲所示。通过实验得出金属块下表面浸入水中的
深度h与其排开水的体积V排的关系如图乙所示。已知金属块的质量为0.4kg,容器的底
面积与金属块的底面积之比为5:1,P水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)金属块的重力;
V排cm3
(2)金属块的下表面浸入水中的深度为2cm时,弹簧
70
测力计的示数;
60
50
(3)金属块刚浸没时,金属块底部受到水的压强;
40
(4)金属块浸没后与金属块浸入之前比较,水对容器底
20
部的压强增加了多少?
10
甲
012345678h/cm
)
类型四功、功率的计算
13.自行车骑行是生活中一种环保的出行方式。小明骑自行车出行的途中,沿直线匀速经过一
段长150m的平直路面,如图所示,用时30s。若小明的重力为500N,自行车重150N,骑
行时受到的阻力为总重的0.04倍。求:
(1)骑行时自行车受到的阻力;
(2)骑行过程中动力做的功;
(3)骑行过程中动力做功的功率。
14.某小汽车的质量为1.8t,在平直的公路上进行百米加速测试时的v-t图像如图所示,测试
过程中,汽车速度从0加速到108km/h时行驶的路程是120m。假设测试过程中汽车所受
到的阻力始终为重力的0.25倍,汽车发动机的功率恒定不变。(g取10N/kg)
-17-
求:(1)在0~10s内汽车的平均速度;
v/(km/h)
(2)汽车发动机的功率;
108-
(3)在0~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功。
10
t/s
类型五机械效率的计算
15.用如图所示的滑轮组匀速提升重力为60N的物体,在绳子自由端移动6m的过程中,拉力
F做的功为150J,所用时间为5s.求:
(1)拉力F做功的功率;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)若克服摩擦和绳重所做的功为总功的2%,则动滑轮的重力多大?
a
16.图甲是《墨经》中记载的我国古代提升重物的工具一“车梯”,图乙是其等效图。若利用
此“车梯”使100kg的重物在10s内沿直线匀速竖直上升2m,所用的拉力为400N,g取
10N/kg。求:
(1)使用“车梯”时做的有用功;
(2)使用“车梯”时人做功的功率;
(3)使用“车梯”时做的额外功;
(4)“车梯”的机械效率。
-18-
17.如图,一固定斜面顶端装有定滑轮,为测量该装置提升物体时的机械效率,用弹簧测力计连
接细绳,跨过定滑轮将重为6N的物体沿斜面向上匀速拉动0.6m,物体上升的高度为0.3m,弹
簧测力计的示数为4N。求此过程中。
(1)做的有用功;
(2)该装置的机械效率。
类型六简单机械综合计算
18.某人始终双脚站在地上,用滑轮组从水池底匀速提起实心圆柱体A,如示意图甲。A从离
开池底到刚要离开水面的过程中,其底面受到水的压强与时间的关系P4-t如图乙。A从
刚离开池底到拉出水面并继续向上运动的过程中,人对地面的压强与时间的关系p人-t如
图丙。A未露出水面之前装置的机械效率为?1,A离开水面后装置的机械效率为?2。已知
人的质量为60kg,人双脚站地时,与地面的接触面积为500cm2,A的底面积为200cm2,
m1:72=15:16,p水=1.0×103kg/m。不计摩擦和绳重及水的阻力,g取10N/kg,A不吸水
且不溶于水,A底部与池底不密合,忽略液面高度变化,图甲中①②③④段绳均竖直。
P/10+Pa
◆P/10Pa
①
③
4
0.4
②
0.2-
A
0
20
t/s
0
1520
t/s
免
丙
(1)求池水深度和A的上升速度;
(2)求A的高度和未露出水面前受到的浮力
(3)求A未露出水面前人对绳的拉力和A全部露出水面后人对绳的拉力;
(4)求动滑轮的重力。
-19-
19.“国之重器”中的起重船在我国很多伟大的工程中发挥着重要作用。起重船的工作就是将
重物起吊移至指定位置。如图甲所示,一艘起重船自身质量m1=10000t,要吊装的重物
质量m2=1000t。(g取10N/kg,p水=1.0×103kg/m3)
L
A
◆FN
B
300
200
抽水←+书
V/m
匆
乙
分
(1)起重船带着重物一起漂浮在水面上时,排开水的体积是多少?
(2)起重机将该重物匀速提升了30m,它的电动机所做的功是7.5×103J,则起重机的机械
效率是多少?
(3)为了防止起重船吊装重物时发生倾斜,在起重船的船体两侧建造了由许多小舱室组成
的水舱。起重船吊起重物后,就通过抽水机将一侧水舱里的水抽向另一侧水舱来保持
起重船平衡,示意图如图乙所示。
小海设计了一种用力传感器感知抽水量的长方体水舱模型,其底面积为22,示意图
如图丙所示,其中A是固定的力传感器,能够显示B对它的压力或拉力的大小;B是质
量和体积均可忽略的细直杆,B的上端固定在A上,下端固定在物体C上;物体C是质
量为20kg、高度为2m的圆柱体。水舱中装有4.2m3的水,抽水机将水抽出的过程
中,力传感器示数F的大小随抽出水的体积V变化的图像如图丁所示。当力传感器示
数为0时,剩余的水对舱底的压强是多少?
-20-考前专项复习一
1.如图所示:
GY
2.如图所示:
个F浮=5N
G=5N1
3.如图所示:
G
4.如图所示:
5.如图所示:
泥土
6.如图所示:
7.如图所示:
8.如图所示:
-21
参考答案及解析
(部分答案不唯一)
9.如图所示:
5.(1)B
(2)一位质量为60kg的人,要想在这种软泥中不陷落,应踩在
(2)a.在液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强相等
面积至少为0.13m2的木板上。
b.在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大c.5、7
3.解:(1)容器底所受水的压强:p=P水gh=1.0×10kgm3×
(3)在隔板两侧分别倒入水和硫酸铜溶液,并使水和硫酸铜溶
10N/kg×28×10-2m=2800Pa:
液的深度相同且没过橡皮膜观察薄橡皮膜的形状是否变化,
如果橡皮膜向一侧突出,则说明液体压强与液体的密度有关
(2)由p=号可知,容器底所受水的压力:F=pS=2800Pa×
6.(1)世(2)偏小(3)A
300×104m2=84N;
(3)水的重力:G水=m*g=6kg×10N/kg=60N,容器对桌面
G
7.(1)②和③①和④(2)相等
的压力:F压=G水+G容=60N+6N=66N,容器对桌面的压
10.如图所示:
(3)换用不同的液体和物体多次实验
强:p'=
66N
(4)烧杯中的水没有装满
8.[证据]①4[解释](1)2(2)无关[交流](1)控制变量法
S300x10‘m=2200Pa。
答:(1)容器底所受水的压强为2800Pa;
(2)不变深度(3)能
9.(1)水平(2)大小(3)1.0=
(2)容器底所受水的压力为84N;
(4)①如图所示:
(3)容器对桌面的压强为2200Pa。
4.解:(1)质量为42kg的水的重力G水=mg=42kg×10N/kg=
420N:
F
(2)设鱼缸的外底面积为S,鱼缸内无水时,鱼缸对水平地面
+0m205
n7
的压强P,-=G①:在鱼缸内加人质量为42kg的水后,鱼
11.如图所示:
0
缸对水平地面的压强p2=
c长⊙4
长S@:由晋得,分
S
G缸
,即1.0×103Pa
G缸
②杠杆自重对杠杆平衡有影响
G缸+G
7.0x103PaGr+420N,解得Gr=70N,鱼缸
考前专项复习二
10.(1)右
1.ABD2.B3.C4.受力面积大气压5.D
(2)将A处的钩码向右移动到离0一格处,并把右侧钩码移
(含缸底小石子)的质量m-:0N。=7kg:
g10 N/kg
6.解:(1)金属块A上表面受到的水的压强为:p=P水gh=1.0×
动到第4小格处
(3)将G每=70N代入①解得S,=0.07m,鱼缸内再放入几条鱼
103kg/m3×10N/kg×0.5m=5000Pa:
(3)位置重力(4)0.4
后,鱼缸对水平地面的压力F,=P3S=7.3×10Pa×0.07m2=
(2)甲图中小船受到竖直向下的压力、竖直向下的拉力、竖直向上
11.(1)匀速(2)丙80%(3)错误(4)1、2(5)越低
511N,
的浮力,则小船受到的浮力为:F浮=G沙+F=18N+2N=20N,
12.(1)匀速直线0.771.4(2)摩擦力(3)0.5
鱼的重力G鱼=F3-Gm-G水=511N-70N-420N=21N,因
F浮
20N
13.(1)B(2)不能(3)增大斜面的高度
为鱼在水中处于悬浮状态,所以在鱼缸内放入几条鱼后,水对
小船的体积为:V=V排=
=2×
水g1.0×103kgm3×10N/kg
14.(1)重力势能先转化为动能,动能再转化为弹性势能小
缸底增加的压力△F=F释=G鱼=21N,水对缸底增加的压强
(2)质量相同,高度越低,重力势能越小
21N
103m,乙图中,小船有号体积露出水面,小船排开水的体积
(3)将质景不同的小球从同一斜面的同一高度由静止释放,
△p=
=350Pa,故水对缸底的某一小石子增加的压强
0.06m2
比较弹簧被压缩后的长度
△p石=△p=350Pa。
为:'=(1-子)V=(1-子)x2×103m2=1.2×103m3,
(4)D水资源丰富(或水量大)和地势高度差大
答:(1)质量为42kg的水的重力为420N;
此时小船受到的浮力为:F浮′=P水gV排'=1.0×103kgm3×
考前专项复习四
(2)鱼缸内无水时,鱼缸(含缸底小石子)的质量为7kg;
(3)在鱼缸内放入几条鱼后,水对缸底的某一小石子增加的压
10N/kg×1.2×10-3m3=12N;乙图中小船受到竖直向下的拉
1.解:(1)由包装箱上标识的相关名词可知,箱内共装12瓶酱油,
酱油的总体积V=800mL×12=9600mL=9600cm3=9.6×
强为350Pa。
力、竖直向上的浮力,则小船受到金属块A的拉力为:F拉=F浮'=
12N,由于物体间力的作用是相互的,所以绳子对A的拉力也
m
11 kg
103m,该箱内所装酱油的密度p=平-g.6×10m≈1.15×
5.解:(1)物体A的体积:V4=(0.2m)3=0.008m3,物体A的质
为12N,金属块A受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力、竖
量:m4=p4Va=2×103kg/m3×0.008m3=16kg;
直向上的拉力,所以GA=F浮+F拉'PAg=P水gVa+F拉',代人
103kg/m3:
(2)物体B的体积:Vg=(0.1m)3=0.001m3,物体B的质量:
数据得pu×10NVkg×2×10-4m3=1.0×103kg/m3×10Vkg×2×
(2)这箱酱油总重力G=m毛g=12kg×10N/kg=120N,因为放
mB=pg'g=1×103kg/m3×0.001m3=1kg,物体B对地面的
在水平地面上,所以对地面的压力F=G=120N,受力面积S=
压力:Fg=Cg=mgg=1kg×10N/kg=10N,物体B对地面的
10-4m3+12N,解得金属块A的密度为:P4=7×103kgm3。
60cm×20cm=1200cm2=0.12m2,这箱酱油对地面的压强
10N
答:(1)金属块A上表面受到的水的压强为5000Pa;
F120N
压强:Pg=S号=(0.1m2-10o0Pag
(2)金属块A的密度为7×103kg/m。
p=§=0.12m2
=1000Pao
(3)A、B对水平地面的压强相等时,A对地面的压力:F=PS4=
7.A8.惯性运动状态9.水
答:(1)该箱内所装酱油的密度约是1.15×103kgm3;
考前专项复习三
(2)这箱酱油对地面的压强是1000Pa。
1000Pa×(0.2m)2=40N,此时A的体积:V=G=F=
gPA gPA
1.(1)①不能②近③没有摩擦阻力(2)匀速直线
2.解:(1)B的重力:Ga=mag=5kg×10N/kg=50N,石块B对
40N
(3)①匀速直线②压力③压力和接触面的粗糙程度相同
FB
50N
10VgX2x10kg/m=2×10'm,此时A的商度:A=5
时,滑动摩擦力大小与接触面积大小无关
软泥的压强:p=。-0.01m
=5000Pa:
2×10-3m3
=0.05m,切去的高度△h=h4-h=0.2m-0.05m=
2.[进行实验](4)①否[结论]相等同一直线
(2)当人踩在木板上时,对软泥的压力F=G卷=m人g+G本=60kg×
(0.2m)2
[交流与评估](1)方向定滑轮(2)重支持
10NMkg+50N=650N,根据P=号可得:木板的最小面积
0.15me
3.(1)26038222(2)1.25×104
答:(1)物体A的质量m为16kg;
(3)选用方格边长更小的方格纸
4.(1)打开不漏气(2)丙相等(3)上2000
。018
(2)物体B对地面的压强pg为1000Pa;
(3)切去的高度△h为0.15m。
(4)小变大
答:(1)石块B对软泥的压强为5000Pa;
6.解:(1)物块A三分之二体积浸在水中静止时,由物块A受平
-22-
衡力可知:物快A所受的浮力F浮=G-F=3N-0.5N=2.5N,
由阿基米德原理可知,物块A排开水的体积为:y舞=P2=
P水吕
2.5N
1.0×103kg/m3×10N/kg
=2.5×104m3,因为V排=3V物
所以物块A的体积。=子=号×25×10+m=3.5×
10-4m3;
(2)若物块A浸没在水中,所受浮力F1=P水gV排'=P水gV物=
1.0×103kg/m3×10Vkg×3.75×10-4m=3.75N,因F1>G,所
以静止时物块A处于漂浮状态,由二力平衡得F2=G=3N。
答:(1)物块A的体积为3.75×104m3;
(2)物块A静止时所受浮力为3N。
7.解:(1)根据阿基米德原理:P浮=G#=P液gV排=1.0×10kg/m3×
450×10-6m3×10N/kg=4.5N:
因为漂浮,所以甜瓜所受重力G=F湿=4.5N:
(2)由图乙可知浸没时,F浮'=G+F=4.5N+0.5N=5N;
(3)由F浮'=G排'=P水8V排可得:物体浸没时的体积:
V=V排'=
F
5N
=5×10-4m3,
P水g1.0×103kgm3×10N/kg
由G=mg可得,甜瓜的质量:m=
G4.5N=0.45kg,
g10 N/kg
甜瓜的密度:p=0=0.45kg
T5x10-m=0.9×103kg/m。
答:(1)甜瓜所受重力为4.5N;
(2)甜瓜浸没在水中受到的浮力为5N;
(3)甜瓜的密度为0.9×103kgm3。
8.解:(1)木块的体积V=200cm3=2×10-4m3,
所以木块完全浸没在水中时V排=V=2×10-4m3,
木块此时受到的浮力为:
F浮=pkgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-4m3=2N;
(2)木块的重力为:C木=m*g=p*V*g=0.6×103kg/m3×2×
10-4m3×10N/kg=1.2N,
木块在绳子拉力的作用下静止在水中,受到竖直向下的重力和
拉力、竖直向上的浮力作用,所以G木+F=F浮,则绳子的拉力
F=F-G*=2N-1.2N=0.8N;
(3)剪断绳子,因为F浮>G,所以木块上浮,静止时会漂浮在水
面上,此时木块受到的浮力等于自身的重力,即F浮'=G本,根据
阿基米德原理可得:P水g'#'=G木=1.2N,所以排开水的体积:
维'
1.2N
=1.2×10-4m3。
pkg1.0×103kg/m3×10N/kg
答:(1)木块此时受到的浮力为2N;
(2)绳子的拉力为0.8N;
(3)剪断绳子,木块静止时排开水的体积为1.2×10-4m3。
9.解:(1)由图2可知,A处于漂浮状态,由物体的漂浮条件可知,
图2中A所受浮力:F浮=G=mg;
(2)由F浮=P液gV排可知,图2中A排开水的体积:V排=
F浮=m
P水gP水
(3)图2中小瓶内空气的体积为V=Sh,由图3可知,A处于悬浮
状态,由物体的悬浮条件可知,图3中A所受浮力:F浮'=G=
mg,由F%=P黄gY#可知,图3中A排开水的体积:V韩'=p水g
Fn'
m咀=”,因为忽略小瓶自身的体积,所以图3中空气的体积:
P水8P水
=V排'=”,由于图2和图3中小瓶内空气的质量不变,由
P水
m空
p=?可知,图2和图3中小瓶内空气的密度之比:P空
V
=
P空m空
m
卡-器
m
答:(1)图2中A所受浮力的大小为mg
-23-
(2)图2中A排开水的体积为m
水
(3)图2和图3中小瓶内空气的密度之比为一·
10.解:(1)潜艇在水下航行时受到的浮力:F浮=G排=m排下g=
140000×103kg×10N/kg=1.4×10°N;
(2)潜艇的体积:V=V排=
1.4×10N
海水81.0×10kg/m3×10N/kg
1.4×103m3;
(3)潜艇在最大潜水深度处受到的压强:P=P海水欧=1.0×
103kg/m3×10N/kg×600m=6×10Pa,此时潜艇上一个面
积是400cm的观察口受到海水的压力:F=pS=6×106Pa×
400×10-4m2=2.4×105N;
(4)潜艇在水下以最大输出功率匀速行驶2h发动机输出的
能量:W=Pt=3000×103W×2×3600s=2.16×100J
答:(1)潜艇在水下航行时受到的浮力是1.4×10°N;
(2)潜艇的体积是1.4×10°m3;
(3)潜艇在最大潜水深度处受到的压强是6×106Pa,此时潜
艇上一个面积是400cm2的观察口受到海水的压力是2.4×
103N:
(4)潜艇在水下以最大输出功率匀速行驶2h发动机输出的
能量是2.16×10°J。
1.解:(1)物体A未放人水中时,水对容器底的压强:p=p水gh=
1.0×103kg/m×10N/kg×0.08m=800Pa;
(2)物体A的重力:G4=m4g=0.09kg×10N/kg=0.9N,物
体A在水中静止时,容器对桌面的压力:F=G窘+G水+GA=
0.9N+6N+0.9N=7.8N,容器对桌面的压强:p'=S=
7.8N
=975Pa;
8×10-3m2
(3)物体A的密度:PA=V=.5×104m
0.09kg
=0.6×103kg/m3,
由PA<P水可知,物体A在水中静止时处于漂浮状态,则它受
到的浮力:F浮=G4=0.9N。
答:(1)物体A未放入水中时,水对容器底的压强为800Pa;
(2)物体A在水中静止时,容器对桌面的压强为975Pa;
(3)物体A在水中静止时,它受到的浮力为0.9N。
2.解:(1)由题意可得,金属块受到的重力为:G=mg=0.4kg×
10N/kg=4N;
(2)由题图乙可知,当h=2cm时,金属块排开水的体积V排=
20cm3=20×106m3,根据阿基米德原理可知,此时金属块受
到的浮力为:F浮=P水gV排=1.0×10kgm3×10N/kg×20×
10-6m3=0.2N,弹簧测力计的示数为:F拉=G-F浮=4N-
0.2N=3.8N;
(3)由题图乙可知,当h=5cm时,金属块刚好浸没,即金属块
的高度为5cm,此时金属块底部受到水的压强为:p=P水gh=
1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-2m=500Pa;
V排三
(4)金属块的底面积为$金=
50 cm
5 cm
-=10cm2,容器的底
面积为S=5S金=5×10cm2=50cm2;增加的压力等于水对金
属块的浮力,则△F=F浮′=P水gV排=1.0×10°kgm3×
10N/kg×50×10-6m3=0.5N,水对容器底部增加的压强为
△F
△p=
0.5N
-50×10-4m2
=100Pa。
答:(1)金属块的重力为4N:
(2)弹簧测力计的示数为3.8N;
(3)金属块底部受到水的压强为500Pa;
(4)水对容器底部的压强增加了100Pac
13.解:(1)人和自行车的总重为G总=G小明
+G左=500N+150N=
650N,骑行时受到的阻力为总重的0.04倍,故骑行时自行车
受到的阻力为f=0.04G=0.04×650N=26N;
(2)由于自行车在做匀速直线运动,所以骑行过程中动力与阻
力为一对平衡力,这两个力大小相等,故有F动=∫=26N,所以
骑行过程中动力做的功为W=F动s=26N×150m=3900J;
(3)骑行过程中动力做功的功率为P=?-3900」=130W。
为0.2×104Pa,物体A刚完全离开水面;物体A的高度:h=t=
30s
0.2m/s×5s=1m,物体A的体积:V=Sh=200×10-4m2×
答:(1)骑行时自行车受到的阻力为26N;
1m=2×10-2m3,A未露出水面前受到的浮力:F浮=p*gV=
(2)骑行过程中动力做的功为3900J;
1.0×103kgm3×10N/kg×2×10-2m3=200N;
(3)骑行过程中动力做功的功率为130W。
(3)人的重力G=mg=60kg×10N/kg=600N,由图丙知人
14.解:(1)汽车的平均速度0==20m=12m/s;
对地面的压强与时间关系,第15s时压强最大为0.4×104Pa,
t
108
物体A刚要离开水面,此时人对地面压力为F=pS=0.4×
(2)由图可知,10s后汽车做匀速直线运动,速度v=108km/h=
104Pa×500×10-4m2=200N;第20s时压强最小为0.2×
30m/s,根据二力平衡条件可得,此时牵引力:F=f=0.25G=
104Pa,物体A刚完全离开水面,此时人对地面压力为F,=
0.25mg=0.25×1.8×103kg×10N/kg=4500N,则汽车的
P1S=0.2×104Pa×500×10-4m2=100N,由二力平衡条件可
功率为P=”_=Fm=4500N×30m/s=1.35x10W:
知,人的重力等于绳对人的拉力加上地面对人的支持力(地
面对人的支持力和人对地面的压力大小相等),所以,A未露
(3)因汽车的功率不变,故在0~10s内汽车发动机产生的牵
出水面前人对绳的拉力F拉=600N-200N=400N,A全部露
引力所做的功:W=Pt=1.35×10W×108=1.35×106J。
出水面后人对绳的拉力F拉'=600N-100N=500N;
答:(1)在0~10s内汽车的平均速度是12m/s;
(4)由图甲可知,滑轮组绳子的段数n=2,当A未露出水面前人
(2)汽车发动机的功率1.35×103W;
对绳的拉力F拉=400N,此时G物+G动-F浮=2F拉=2×400N=
(3)在0~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是1.35×
106J。
8mN机减城率m=。。6。当A全餐水面后
的拉力F拉'=500N,此时G物+G动=2F拉=2×500N=1000N,
15.解:(1)拉力F做的功为W=150J,则拉力F做功的功率:P=
W_150J=30W;
G物
,因为71:2=15:16,即16m1=152,
t
机械效率2=G物+G
,G物-200N
(2)由图可知n=3,则物体上升的高度为:h=号-6”=2m,
得16×
800N—三15×1O物N解得G物=800N,则动滑轮
3
做的有用功为:W有=Gh=60N×2m=120J,滑轮组的机械
的重力:G动,=1000N-G物=1000N-800N=200N。
答:(1)池水深度为4m,A的上升速度为0.2m/s:
效率为:7="0x100%=150×100%=80%9
(2)A的高度为1m,未露出水面前受到的浮力为200N;
150J
(3)A未露出水面前人对绳的拉力为400N,A全部露出水面
(3)克服动滑轮重力做的功:W动=(1-80%-2%)×W=
后人对绳的拉力为500N:
18%×150J=27J,由W动=G动h可得,动滑轮的重力:G动=
(4)动滑轮的重力为200N。
W边=27J=13.5N。
19.解:(1)船漂浮时浮力等于重力,起重船自身质量m=10000t,
h
2m
要吊装的重物质量m2=1000t,则起重船带着重物一起漂浮在水
答:(1)拉力的功率是30W:
面上时所受浮力为F浮=G=(m1+m2)g=(10000×10kg+
(2)滑轮组的机械效率为80%;
1000×103kg)×10N/kg=1.1×108N,排开水的体积为V排
(3)动滑轮的重力为13.5N。
F浮
1.1×108N
16.解:(1)使用“车梯”时做的有用功:W有=Gh=100kg×10N/kg×
P*g1.0×103kg/m3×10N/kg
=1.1×104m3;
2m=2000J:
(2)起重机将该重物匀速提升了30m过程中做的有用功为:
(2)由图乙知,n=4,绳子自由端移动的距离:s=nh=4×2m=
W有=Gh=m2gh=1000×103kg×10N/kg×30m=3×108J,
8m,使用“车梯”时人做功(拉力做的总功):W总==400N×
则起重机的机被效率是为:7-×10%=50×
3×108J
8m=3200J,做功的功率:P=
W总-3200J=320W;
10s
100%=40%:
(3)使用“车梯”时做的额外功:
(3)由图丁可知,当抽出水的体积为4m后,力传感器的示数
W额=Wa-W有=3200J-2000J=1200J;
等于C的重力Gc=200N,且保持不变,则抽出4m水时,C
(4)“车梯的机械效率:n=W三
W有×100%=3200
2000J
×100%=
Vo
的下表面露出水面,则C的下表面距离舱底的深度:h,=
62.5%。
答:(1)使用“车梯”时做的有用功为2000J;
V-上_4.2m3-4m=0.1m,由丁图可知,当水舱中装有
S
2m2
(2)使用“车梯”时人做功的功率为320W;
(3)使用“车梯”时做的额外功为1200J;
4.2m的水时,C对传感器的压力为300N,F压三F浮太
-Gc,所
(4)“车梯”的机械效率为62.5%。
以F浮大=F压+Gc=300N+200N=500N,此时C浸没在水
17.解:(1)克服物体重力做的有用功:W有=Gh=6N×0.3m=
中,由阿基米德原理可得:。=V大=达=
1.8J;
P水g
500N
(2)弹簧测力计的示数大小即为拉力大小,故拉力做的总功:
W粒
1.0×10kg/m×10/kg
0.05m,C的横截面积:$c=元
W。==4N×0.6m=2.4J,该装置的机械效率:7=W是
0.05m=0.025m2,当力传感器示数为0时,水对C的浮力
10%-28×10%:75%。
2m
等于C的重力,根据阿基米德原理可得,V排!=
F
答:(1)做的有用功是1.8J;
P水g
(2)该装置的机械效率为75%。
200N
=0.02m3,C浸在水中的深度:h1=
18.解:(1)由图乙可知最大压强为4×104Pa,深度最深,根据液
1.0×103kg/m3×10N/kg
体压强公式P=pgh可得h能水=
4×10Pa
V维=0.02m
=0.8m,此时水舱中水的深度:h=h。+h1=
P水g1.0×103kg/m3×10Vkg
S。0.025m2
4;由图乙可知物体A从池底到离开水面,底面压强不断减
0.1m+0.8m=0.9m,水对舱底的压强:p=p水h=1.0×
小,用时20s,可得A的上升速度0=÷-分=0.2ms:
103kg/m3×10N/kg×0.9m=9×103Pa。
答:(1)排开水的体积是1.1×104m;
(2)由图丙知人对地面的压强与时间关系,第15s时压强最
(2)起重机的机械效率是40%;
大为0.4×104Pa,物体A刚要离开水面;第20s时压强最小
(3)剩余的水对舱底的压强是9×103Pa。
-24