期末专项特训:计算题-2025-2026学年物理八年级全一册沪科版
2026-06-11
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摘要:
**基本信息**
聚焦八年级力学核心计算,以生活场景为载体,系统覆盖重力、压强、浮力等公式应用及综合题型,强化物理观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础公式应用|1-5题|单一公式直接应用|从G=mg、p=F/S等基础公式出发,建立力与运动、压力与压强的物理观念|
|综合计算|6-15题|多公式结合(如压强与浮力、密度与体积)|通过物体浮沉、力的平衡等科学推理,构建公式间推导链条|
|图表信息题|16-25题|结合图像、场景信息分析|从实际问题中提取数据,培养模型建构与科学论证能力|
内容正文:
期末专项特训:计算题-2025-2026学年物理八年级全一册沪科版
一、计算题
1.2026年我国新能源汽车产业持续蓬勃发展。如图,某品牌家用纯电动汽车在进行性能测试。该汽车的总质量为1500kg,测试时汽车在平直路面上匀速直线行驶,此过程中汽车受到的阻力为车总重的。求:(g取10N/kg)
(1)汽车所受的总重力大小。
(2)测试过程中汽车受到的牵引力大小。
2.在一个重为2N,底面积为0.01m2的容器里装8N的水,容器中水的深度为0.05m,把它放在水平桌面上,求:
(1)水对容器底部的压强和压力;
(2)容器对桌面的压力和压强。
3.一辆自重是的卡车,装载着24箱货物,每箱货物的质量是200 kg。(g取)
(1)卡车所装货物的重力是多少?
(2)该卡车途经一座大桥,桥前的标志牌如图甲所示。请通过计算说明该卡车能否安全通过该桥?
(3)车辆在水平匀速行驶的过程中,除了受到地面的摩擦力,还会受到空气阻力。在常温常压下,车速大于时,空气阻力的大小与行驶速度的平方成正比,如图乙所示。该卡车在水平沥青道路上受到地面的摩擦力约为总重力的0.015倍。当卡车以的速度匀速行驶时,受到空气阻力的大小是多少?牵引力的大小是多少?(其他摩擦忽略不计)
4.双江口水电站拦河大坝为在建世界第一高坝,大坝设计高度315米。库区第一阶段蓄水后,蓄水量达,相当于近8个西湖的水量,水深超90m。水电站的水轮机安装在地下150米的厂房里,厂房周边岩体受强烈地质构造挤压,局部岩壁可达的超高地应力。为保障安全,工程师们发明了“智能锁控系统”,当监测到某区域变形超过15mm时,系统会自动触发液压千斤顶,在8小时内完成反向支撑,将变形拉回安全区间。(,g取10N/kg)
(1)求所蓄的的水受到的重力。
(2)求90m水深处水对坝底的压强。
(3)若岩壁的压强作用于受力面积的液压千斤顶上,求千斤顶受到的压力大小。
5.如图是我国自主研发的长航程极地漫游机器人,其车体采用越野车底盘悬挂技术,4个车轮均换成三角履带,以提高其在极地冰雪地面上的行驶能力。若该机器人的质量为600kg,每条履带与地面的接触面积为0.1m2。(g取10N/kg)
(1)求该机器人所受重力的大小。
(2)求该机器人静止在水平冰面上时,对冰面的压强。
(3)若机器人沿冰面匀速直线行驶时,受到的阻力为其重力的0.02倍,求该过程中机器人受到的牵引力的大小。
6.如图所示,边长为10cm的实心正方体甲放置在水平地面上,此时正方体甲对水平地面的压强为3400Pa、同样放置在水平地面上的薄壁圆柱形容器乙的底面积为高度为24cm,容器乙内装有20cm深的水。求:(g取,)
(1)水对容器乙底部的压强。
(2)正方体甲所受的重力。
(3)将正方体甲轻轻放入容器乙的水中,甲最终浸没在水中静止,求这个过程中容器乙对水平地面压强的变化量p容。
7.“曹冲称象”是妇孺皆知的故事。某科创小组仿效曹冲,制作了一台“浮力秤”,用来测量物体的质量。浮力秤由秤盘和高度为20cm,底面积为0.1m2的圆柱体组成。如图所示,将浮力秤放入水中,静止时浸入水中的深度为8cm,已知:,g=10N/kg。求:
(1)当秤盘不放物体时,浮力秤下表面受到水的压强;
(2)浮力秤的重力;
(3)浮力秤能测物体的最大质量。
8.如图所示,质量为120g的平底烧瓶内装有的水,静止放在水平桌面上,烧瓶底面积为,测得水的深度为,已知,。求:
(1)水对烧瓶底部的压强;
(2)烧瓶对水平桌面的压力;
(3)烧瓶对水平桌面的压强。
9. 如图甲所示,重为12N的容器放在水平地面上,该容器上、下两部分都是圆柱形,其横截面积分别为、。容器内装有密度为的液体,已知液面到容器底部的距离通过控制阀门匀速排出液体的过程中(相同时间内排出的液体体积相同),容器底部受到的液体压强p随时间t变化关系如图乙所示。(g取10N/kg )求:
(1)打开阀门之前,液体对容器底部的压强;
(2)t=10s时,容器对水平地面的压力;
(3)t=12s时,容器对水平地面的压强。
10.如图所示,盛有60kg水的柱形容器甲、乙置于水平地面上,容器足够高,两容器底部用细管(体积忽略不计)连通。已知甲、乙容器底面积分别为S甲=0.1m2、S乙=0.3m2,ρ水=1.0×103kg/m3。求:
(1)容器中水的体积;
(2)水对容器底部的压强;
(3)小明将体积为0.008m3的实心体A浸没在甲或乙容器中,整个过程中水未溢出,A静止后沉底,小明发现甲、乙容器对地面的压力增加量相等。请判断小明是把A放入甲容器还是乙容器中,并计算出实心体A的重力。
11.在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,弹簧测力计的示数是27N。当把该零件浸没在水中0.10m深时,弹簧测力计的示数是17N。求:(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)零件浸没在水中0.10m深地方受的水的压强
(2)该零件浸没在水中时受到的浮力
(3)该零件的密度。
12.小华家的晒谷场上有一堆稻谷,体积为5m3,为了估测这堆稻谷的质量,他用一只空桶平平地装满一桶稻谷,测得桶中的稻谷的质量为9.9kg,再用这只桶装满一桶水,测得桶中水的质量为9kg,ρ水=1.0×103kg/m3。
求:(1)桶的容积是多少?
(2)这堆稻谷的总质量约为多少t?
13.成渝高铁全长308km,西起成都东站,东至重庆北站,设12个车站,设计时速为350km/h。现有一列G8561火车从成都东站22:28出发开往重庆北站,途中只停靠了一个车站,在当日23:56到达重庆北站。若这列火车从停靠站刚出站时,以144km/h的速度匀速完全通过一座长度为600m的高铁桥,用的时间为25s。求:
(1)这列火车从成都东站开往重庆北站的平均速度是多少km/h?
(2)这列火车的长度是多少m?
14.体积为20cm3的空心铜球的质量为89g,往它的空心部分注满某种液体后,总质量为225g,已知。
求:(1)空心部分的体积是多少?
(2)注入的液体密度是多少?
15.如图所示,一名体重为650N的工人用滑轮将重900N的物体匀速提升了1m,人对绳自由端竖直向下的拉力 F为500N,不计绳重和摩擦。求:
(1)绳自由端移动的距离?
(2)动滑轮的重力大小?
(3)工人利用该滑轮组最大能提起重物的重力为多少?
16.某同学受“怀丙打捞铁牛”故事的启发,设计了如下“打捞”过程:如图甲,金属块A部分陷入淤泥内,轻质小船装有18N的沙石,细绳将金属块A和小船紧连,细绳对小船的拉力为2N,水面与船的上沿相平;将小船内所有沙石清除后,金属块A被拉出淤泥静止在水中,如图乙所示。已知金属块A的体积为,,g取,小船的质量忽略不计,细绳的质量和体积忽略不计。
(1)甲图中,金属块A上表面距离水面50cm,求金属块A上表面受到的水的压强;
(2)乙图中,小船有体积露出水面,求金属块A的密度。
17.一只船的船底距水面5米深,若船底突然破了一个10平方厘米的洞,则:(g=10N/kg)
(1)船底受到的液体压强多大?
(2)为了把洞堵住,至少要用多大的力压住堵塞物?
18.如图所示,将边长为10 cm的正方体合金块,用细绳挂在轻质杠杆的A点处,在B点施加力F1 =30 N时,杠杆在水平位置平衡,合金块对水平地面的压强恰好为0,撤去F1,在B点施加力F2时,合金块对地面的压强为1.2×103Pa。(OB=3OA,g取10 N/kg)
(1)画出F2的力臂;
(2)求合金块的质量;
(3)求F2的大小。
19.如图甲所示,容积为200mL的杯子放置在水平桌面上,现向杯子中倒入某种液体,测得液体与杯子总质量m和液体体积V的关系如图乙所示,求:
(1)空杯子的质量m杯;
(2)液体的密度ρ液;
(3)将质量为89g的铜线卷成一团,缓慢放入盛有160cm3液体的杯中直至完全浸没。请通过计算判断液体是否会溢出(已知ρ铜=8.9×103kg/m3)。
20.在抖音上会刷到这样的问题:一只鸭子在一个盆子中下了一个蛋之后,让大家讨论盆子中的水面是变高、变低还是不变?我们可以简化成如下所示的模型:一个质量分布均匀的方形空盒A(鸭子),空盒中间有一物件(蛋),把它们放入一个方形透明水槽B内,空盒在水槽中水平稳定漂浮后,如图甲所示,测出和,空盒和水槽的底面积分别为。再将物件从空盒中拿出,轻轻放入水中沉底静止后,空盒水平稳定漂浮,如图乙所示,测出和。整个过程中,不考虑物件和空盒吸水,且水槽里的水质量不变,水的密度为,重力与质量之比为g。(以下答案用题中给出的字母符号等表示)。
(1)求甲图中水槽底部受到水的压力;
(2)求物件的重力;
(3)求物件的体积;
(4)通过计算判断和的大小关系。
21.如图所示,体育课中,小宇同学正在测试自己的仰卧起坐的成绩。小宇同学质量为55kg,她上半身(肚脐以上)质量约为全身质量的60%;若一分钟内她做了40个仰卧起坐,每次上半身重心上升的高度均为0.3m,这一分钟小宇共消耗4400J能量。(g取10N/kg)求:
(1)小宇完成1次仰卧起坐,克服重力所做的功;
(2)这段时间内她克服重力做功的功率;
(3)这个过程小宇做功的效率。
22.用图甲所示的滑轮组提升物体。已知被提升的物体M质量为72kg,绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升,此过程中,拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示,不计绳重和摩擦力大小。求:(g取10N/kg)
(1)拉力F做功的功率;
(2)绳子自由端拉力F的大小;
(3)滑轮组提升重物的机械效率。
23.紫砂壶不仅是一种泡茶器具,更是一种文化符号,茶壶的“壶”字与“福”字谐音,在中国传统文化中,其寓意和象征深远而丰富。如图在水平桌面上,茶壶的质量是300g,底面积为100cm2,壶中盛有0.35kg的茶水,茶水的深度为7cm。求:
(1)水对紫砂壶底压强;
(2)水对紫砂壶底压力;
(3)紫砂壶对桌面压强。
24.宇树机器狗B2在泰山负重清运垃圾的视频火爆全网,已知B2质量为75kg,其单足接触地面积为0.02m2,最大移动速度可达20公里/小时,四足站立时负载能力达120kg。(g=10N/kg)求:
(1)机器狗B2空载时对水平地面的压力;
(2)机器狗B2负载40kg爬泰山时,四足站立时对地面的压强。
25.如图所示,工人用由A、B两个滑轮组成的滑轮组向上提升1000N的重物C,提升的过程中,用大小为550N且竖直向下的力拉动绳子,使重物C以的速度匀速上升,若不计绳重及轮与轴的摩擦。求:
(1)本次提升重物时拉力的功率;
(2)该滑轮组中动滑轮的重力;
(3)本次提升重物时滑轮组的机械效率(百分号前保留一位小数)。
答案解析部分
1.【答案】(1)解:汽车所受总重力为
(2)解:由题意可得,汽车受到的阻力为
汽车在平直路面做匀速直线运动,水平方向受到的牵引力和阻力是一对平衡力,二力大小相等,即
【解析】【分析】(1) 用公式 计算汽车的总重力;
(2) 先根据题意算出阻力 ,再根据匀速直线运动时牵引力与阻力平衡,得到牵引力 。
(1)汽车所受总重力为
(2)由题意可得,汽车受到的阻力为
汽车在平直路面做匀速直线运动,水平方向受到的牵引力和阻力是一对平衡力,二力大小相等,即
2.【答案】(1)根据题意可知, 容器中水的深度为0.05m,
则水对容器底部的压强为p1=ρ液gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa。
容器的底面积为 0.01m2 ,则水对容器底部的压力为F1= p1S=500Pa×0.01m2=5N。
答:水对容器底部的压强为500Pa,压力为5N。
(2)容器对桌面的压力等于容器和水的总重力,即F2=G1+G2=2N+8N=10N;
容器对桌面的压强为。
答:容器对桌面的压力为10N,压强为1000Pa。
【解析】【分析】(1)根据液体压强公式p=ρ液gh计算水对容器底部的压强,根据F= pS计算水对容器底部的压力。
(2)容器对桌面的压力等于容器和水的总重力,根据计算容器对桌面的压强。
3.【答案】(1)解:货物的总质量为
则货物总重力
(2)解:卡车和货物的总重力为
卡车和货物的总质量为
由标志牌可知,大桥限重10t,所以该卡车能安全通过该桥。
(3)解:由题意得,空气阻力与速度平方成正比,即
当,,解得比例系数
当,
地面对卡车的摩擦力
由于车辆匀速行驶受力平衡,牵引力
【解析】【分析】(1)已知每箱货物的质量和一共24箱,可知货物的总质量为,则货物总重力利用,即可求出。
(2)过桥时要用到车和货物的总重力。, 卡车和货物的总质量为与标志牌比较,判断该卡车能否安全通过该桥。
(3)由题意得,空气阻力与速度平方成正比,运用数学函数模型,通过代入数据,
当,,解出比例系数k,再次利用函数,求出 时的空气阻力f2
再根据题意可知,地面对卡车的摩擦力,求出摩擦力,由于车辆匀速行驶受力平衡,牵引力
(1)货物的总质量为
则货物总重力
(2)卡车和货物的总重力为
卡车和货物的总质量为
由标志牌可知,大桥限重10t,所以该卡车能安全通过该桥。
(3)由题意得,空气阻力与速度平方成正比,即
当,,解得比例系数
当,
地面对卡车的摩擦力
由于车辆匀速行驶受力平衡,牵引力
4.【答案】(1)解:所蓄水的质量
受到的重力
(2)解:水对坝底的压强
(3)解:受到的压力
【解析】【分析】(1) 本小问先后运用密度公式、重力公式,先由求出蓄水总质量,再依托推导水的重力。
(2) 本小问考查液体压强公式,直接代入水的密度、g和水深数值计算坝底受到的液体压强。
(3) 本小问依托压强变形公式,把已知压强与受力面积代入,求解千斤顶受到的压力大小。
(1)所蓄水的质量
受到的重力
(2)水对坝底的压强
(3)受到的压力
5.【答案】(1)解:机器人受到的重力
(2)解:对冰面的压力
对冰面的压强
(3)解:由题意可知:阻力
因为机器人做匀速直线运动,所以
【解析】【分析】(1) 本小问考查重力计算公式应用,直接依托,代入已知质量与重力常量完成重力求解。
(2) 本小问考查固体压强计算,先根据水平面上压力等于物体自重确定压力大小,再统计全部履带总接触面积,结合压强公式列式运算。
(3) 本小问结合二力平衡知识,先根据重力与阻力的倍数关系算出阻力,再利用匀速直线运动时牵引力和阻力大小相等的规律确定牵引力数值。
(1)机器人受到的重力
(2)对冰面的压力
对冰面的压强
(3)由题意可知:阻力
因为机器人做匀速直线运动,所以
6.【答案】(1)解:容器内水的深度:
水对容器乙底部的压强:
(2)解:正方体甲的边长 ,其底面积:
水平地面上的正方体对地面的压力等于自身重力,即 ,因此正方体甲的重力:
(3)解:正方体甲的体积:
容器乙的高度 ,容器剩余容积:
甲浸没后,溢出水的体积:
溢出水的重力:
容器对水平地面的压力变化量:
乙对水平地面压强的变化量:
【解析】【分析】(1)考查液体压强的计算,直接利用液体压强公式 ,代入水的密度、重力加速度和水深即可求解。
(2)考查固体压力与重力的关系,解题关键是利用水平面上物体对地面的压力等于重力,结合压强公式 ,反推正方体甲的重力。
(3)本题为固液综合压强计算,解题关键是先算出正方体体积和容器剩余容积,求出溢出水的重力,再根据压力变化量等于物体重力减去溢出水的重力,最后用压强公式求出压强变化量。
(1)容器内水的深度
水对容器乙底部的压强
(2)正方体甲的边长,则甲的底面积
水平地面上的正方体对地面的压力等于自身重力,即,则正方体甲所受的重力
(3)正方体甲的体积
容器乙的高度
容器剩余容积为
甲浸没后,溢出水的体积为
溢出水的重力为
容器对水平地面的压力变化量为
乙对水平地面压强的变化量
7.【答案】解:(1) 当秤盘不放物体时,浮力秤下表面受到水的压强:
(2) 浮力秤静止在水中时,排开水的体积:
根据阿基米德原理,浮力秤受到的浮力:
浮力秤漂浮,故其重力:
(3) 当浮力秤上表面刚与水面相平时,受到的最大浮力:
能测物体的最大重力:
能测物体的最大质量:
答:(1) 当秤盘不放物体时,浮力秤下表面受到水的压强为 ;(2) 浮力秤的重力为 ;(3) 浮力秤能测物体的最大质量为 。
【解析】【分析】(1) 利用液体压强公式 ,代入水的密度、重力加速度和浸入深度,直接计算浮力秤下表面受到的水的压强。
(2) 先根据 计算排开水的体积,再用阿基米德原理 求出浮力,结合漂浮条件 得出浮力秤的重力。
(3) 先计算浮力秤完全浸入时的最大浮力,再根据受力平衡 求出能测物体的最大重力,最后用 算出对应的最大质量。
8.【答案】解:(1) 水对烧瓶底部的压强:
(2) 水的质量:
烧瓶对水平桌面的压力等于水和烧瓶的总重力:
(3) 烧瓶对水平桌面的压强:
答:(1) 水对烧瓶底部的压强是 ;(2) 烧瓶对水平桌面的压力是 ;(3) 烧瓶对水平桌面的压强是 。
【解析】【分析】(1) 利用液体压强公式 ,代入水的密度、重力加速度和水深,直接计算水对烧瓶底部的压强。
(2) 先通过 计算水的质量,再利用 求出水和烧瓶的总重力,烧瓶对桌面的压力等于总重力。
(3) 根据固体压强公式 ,将烧瓶对桌面的压力和烧瓶底面积代入,计算烧瓶对水平桌面的压强。
9.【答案】(1)解: p=ρgh=0.8×103 kg/m3 ×10N/kg×0. 15m =1. 2×103 pa
(2)解: 由图乙可知,0-10s 排出的是上部分圆柱体内的液体,10-30s 排出的是下部分圆柱体内的液体。 t= 10s 时,液体恰好充满下部分圆柱体。
G液 = mg =ρVg=ρShg=ρghS=pS2 =400pa ×0. 04m2 =16N
F=G容 +G液 =12N+16N=28N
(3)解: 10-30s液体压强减小了400Pa ,每秒减小20Pa
t= 12s时,液体压强为360Pa
G液 = pS = 360pa × 0.04m2=14.4N
F = G容 + G液 = 12N + 14.4N = 26.4N
p =
【解析】【分析】(1)根据液体压强的计算公式求解液体对容器底部的压强;
(2) t=10s 时,液体恰好充满下部分圆柱体,求出重力大小,等于压力大小;
(3)求出t= 12s时液体压强,求出液体重力和总重力,根据压强公式求解容器对水平地面的压强。
10.【答案】(1)由ρ可得,水的体积:
V水0.06m3;
(2)因甲、乙的底部用一根轻质细软管连通形成连通器,所以,甲、乙容器中水面始终相平,则柱形容器中水的深度h水0.15m,则水对容器底部的压强:p=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa;
(3)因甲、乙的底部用一根轻质细软管连通形成连通器,所以,甲、乙容器中水面始终相平,实心小球A放入容器中两边水对容器底部压强的增加量相同,又因S甲<S乙,所以,
由F=pS可知,甲容器中水对容器底的压力增加量小,
又因为柱形容器中液体对容器底的压力增加量等于容器中增加的液体的重力,
而容器对地面的压力增加量也等于容器中增加的液体的重力,
所以柱形容器对地面的压力增加量与液体对容器底的压力增加量相等,
设小球对容器的压力为F压,因甲、乙容器对地面的压力增加量相等,由ΔF压=ΔF水+F压可知,小球必须对甲容器底有压力,即小球放入甲容器;因物体对水平面的压力和自身的重力相等,且甲、乙容器对地面的压力增加量相等,所以,ΔF甲容=ΔF乙容,则水面上升的高度:Δh0.02m,水对乙容器底压强的增加量:Δp水=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa;水对乙容器底压力的增加量:ΔF水=Δp水S乙=200Pa×0.3m2=60N,由ΔF乙容可得,
G=2ΔF水=2×60N=120N。
【解析】【分析】(1)知道水的质量,根据ρ求出水的体积;
(2)利用V=Sh求出水的深度,利用p=ρ液gh求水对容器底部的压强;
(3)甲、乙的底部用一根轻质细软管连通形成连通器,则水静止时甲、乙容器中水面始终相平,据此得出两容器底受到水压强的增加量关系,根据F=pS得出结合S1<S2得出两容器中水对容器底的压力增加量关系,然后确定小球放入的容器;物体对水平面的压力和自身的重力相等,然后结合甲、乙容器对地面的压力增加量相等得出乙容器对地面的压力增加量,根据V=Sh求出水面上升的高度,利用p=ρ液gh和F=pS求出水对乙容器底压力的增加量,根据G=mg=ρVg表示出实心小球A的重力。
11.【答案】(1)液体压强p= 1.0×103kg/m3× 10N/kg×0.1m=103Pa
(2)该金属零件悬挂在弹簧测力计下时直接测量重力,重力为G=27N,该零件浸没在水中时受到的浮力F浮=G﹣F=27N﹣17N=10N;
(3)排开液体的体积与金属体积相等,则
V排1.0×10﹣3m3;
该金属零件的质量m金2.7kg,
该零件浸没在水中时排开液体的体积等于零件本身的体积,V金=V排=1.0×10﹣3m3,
该金属零件的密度ρ金2.7×103kg/m3。
【解析】【分析】(1)根据液体压强计算公式分析;(2)该金属零件悬挂在弹簧测力计下时,弹簧测力计的示数等于零件的重力,该零件浸没在水中时受到的浮力等于重力减拉力;
(3)根据V排计算该零件浸没在水中时排开液体的体积;根据m计算零件的质量,该零件浸没在水中时排开液体的体积等于零件本身的体积,根据ρ计算密度。
12.【答案】解:(1)桶的容积
(2)稻谷的密度
稻谷的总质量
m总=ρV总=1.1×103kg/m3×5m3=5.5×103kg=5.5t
答:(1)桶的容积是9×10-3m3;
(2)这堆稻谷的总质量约为5.5t。
【解析】【分析】(1)知道桶里装满水时水的质量,利用密度公式求水的体积,即桶的容积;
(2)桶中稻谷的体积等于桶的容积;知道桶中的稻谷的质量,利用密度公式求稻谷的密度;知道稻谷的体积,利用公式m=ρV算出这堆稻谷的质量。
13.【答案】(1)解:这列火车从成都东站开往重庆北站的时间为
则平均速度为
(2)解:这列火车完全通过高铁桥行驶的路程为
则这列火车的长度为
【解析】【分析】(1)求出火车行驶的时间,根据v求出行驶速度;
(2)根据求出火车行驶路程,火车通过桥梁的路程等于车长加上桥梁长,再求出车长。
(1)这列火车从成都东站开往重庆北站的时间为
则平均速度为
(2)这列火车完全通过高铁桥行驶的路程为
则这列火车的长度为
14.【答案】【解答】解:(1)根据可得,铜球中铜的体积
V铜<V球,铜球是空心的,空心部分的体积
(2)液体的质量
液体的体积
所注的液体密度:
答:(1)空心部分的体积是10cm3;
(2)注入的液体密度是13.6×103kg/m3。
【解析】【分析】(1)根据,计算铜的体积,再计算空心体积;
(2)结合体积,利用,计算密度。
15.【答案】(1)解:由图可知,动滑轮上有2股绳子,即n=2,所以绳自由端移动的距离.s=2h=2×1m=2m。
(2)解:由 得,所以动滑轮的重力大小是 。
(3)解: 当工人对绳子的拉力 F等于工人自重G人时,拉力最大F大=650N,
此时利用该滑轮组最大能提起重物的重力最大,
由 得, 最大能提起重物的重力 。
【解析】【分析】(1)根据图片确定滑轮组承担重力的绳子股数n,然后利用s=nh求出绳自由端移动的距离;
(2)不计绳重和摩擦,根据计算动滑轮的重力;
(3)当工人对绳子的拉力F等于工人自重G人时,拉力最大,不计绳重和摩擦,根据求出最大能提起重物的重力。
16.【答案】(1)金属块A上表面受到的水的压强为:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5000Pa。
(2)甲图中小船受到竖直向下的压力、竖直向下的拉力、竖直向上的浮力,则小船受到的浮力为:F浮=G沙+F=18N+2N=20N,
小船的体积为:,
乙图中,小船有体积露出水面,小船排开水的体积为:,
此时小船受到的浮力为:
F浮'=ρ水gV排'=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2×10-3m3=12N;
乙图中小船受到竖直向下的拉力、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的拉力也为12N,
金属块A受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力、竖直向上的拉力,
所以GA=FA浮+F拉',
ρAgVA=ρ水gVA+F拉',
代入数据得ρA×10N/kg×2×10-4m3=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-4m3+12N;
解得金属块A的密度为:ρA=7×103kg/m3。
答:(1)金属块A上表面受到的水的压强为5000Pa;
(2)金属块A的密度为7×103kg/m3。
【解析】【分析】 (1)根据p=ρgh计算出压强的大小;
(2)甲图中小船受到竖直向下的压力、竖直向下的拉力、竖直向上的浮力,根据F浮=G沙+F算出小船受到的浮力,由阿基米德原理公式算出小船的体积;
乙图中,小船有体积露出水面,由算出小船排开水的体积,根据F浮'=ρ水gV排'算出乙图中小船受到的浮力,根据平衡力算出小船受到金属块A的拉力,根据物体间力的作用是相互的,算出绳子对A的拉力;
图中金属块A受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力、竖直向上的拉力,根据GA=FA浮+F拉',即ρAgVA=ρ水gVA+F拉'算出金属块A的密度。
17.【答案】(1)解:根据p=ρgh可得,船底受到的液体压强为。
(2)解:根据可得,堵塞物受到水的压力为
根据二力平衡的知识,要用堵塞物堵住这个洞,至少需要的力为
。
【解析】【分析】(1)根据p=ρgh可得船底受到的液体压强
(2)根据可得,堵塞物受到水的压力,根据二力平衡分析至少需要的力。
(1)根据p=ρgh可得,船底受到的液体压强为
(2)根据可得,堵塞物受到水的压力为
根据二力平衡的知识,要用堵塞物堵住这个洞,至少需要的力为
18.【答案】解:(1)延长F2的作用线,过支点O向它作垂线即为力臂。
(2)根据杠杆平衡条件得
则
所以质量为
(3)合金块的底面积为
合金块对地面的压力为
压力与地面对合金块的支持力是一对相互作用力,所以大小相等,则,细绳上的拉力为
根据杠杆平衡条件得
由几何关系可知,则
答:(1)见详解;
(2)合金块的质量为9kg;
(3)F2的大小为52N。
【解析】【分析】(1)延长F2的作用线,过支点O向它作垂线即为力臂。
(2)根据杠杆平衡条件计算物体的重力,结合重力公式计算物体的质量。
(3)合金块的底面积为,结合压强公式计算合金块对地面的压力;压力与地面对合金块的支持力是一对相互作用力,据此计算支持力,结合力的合成分析细绳上的拉力,根据杠杆平衡条件以及几何关系求解F2的大小。
19.【答案】(1)读图可知,当液体体积为0时,即没有液体时,质量为20g,则空杯子的质量m杯=20g;
(2)读图可知,当体积为80cm3时,液体质量为100g﹣20g=80g,
则液体的密度:ρ液1g/cm3;
(3)由ρ可得,890g铜线的体积:V铜100cm3,
则铜线和液体的总体积为V'=160cm3+100cm3=260cm3,
已知杯子的容积V容=200mL=200cm3,因为260cm3>200cm3,所以液体会溢出。
【解析】【分析】(1)杯子的质量就是当液体体积为零时,纵轴上的示数;
(2)由图可知80cm3时的总质量,然后减去杯子的质量即为液体的质量,根据ρ求出液体的密度;
(3)根据ρ求得890g的铜线体积,再加上原来的160cm3液体体积,然后与杯子的容积比较即可。
20.【答案】(1)解:根据题意可知,甲图中水槽底部距离水面的深度为,
根据液体压强公式可知,水槽底部受到水的压强为,
根则此时水槽底部受到水的压力为。
(2)解:根据题意可知,在甲中空盒和物件整体漂浮,
则它们受到的浮力等于重力,即;
此时空盒A进入液体的深度为h1,
此时空盒和物件整体受到的浮力为;
在乙图中,空盒漂浮,根据漂浮条件可知,其受到的浮力为;
此时空盒A浸入液体的深度为h2,此时空盒受到的浮力为;
所以物件的重力为。
(3)解:根据图片可知,乙中水和物件的总体积为;
甲中水的体积为;
所以物件的体积为。
(4)解:综上所述,物件的体积为,
那么物件的密度为;
根据乙图可知,物件沉底,则物件的密度大于水的密度,即;
所以可得;
即;
所以
所以
所以。
【解析】【分析】(1)根据图片确定甲图中水槽底部距离水面的深度,然后根据液体压强公式计算水槽底部受到的压强,根据F=pS计算水槽底部受到的压力;
(2)根据甲中的漂浮状态计算物件和空盒的总重力,根据乙中的漂浮状态计算出空盒A的重力,然后二者相减得到物件的重力;
(3)乙中总体积减去空盒的体积得到水和物件的总体积,甲中总体积减去空盒浸入体积得到水的体积,最后二者相减得到物件的体积。
(4)首先根据密度公式计算该物件的密度,然后根据浮沉条件得到物件密度和水的密度的不等式,然后代入上面的计算结果比较两个高度的大小。
(1)甲图中水槽底部距离水面的深度为,则水槽底部受到水的压强为
根据可得,此时水槽底部受到水的压力为
(2)在甲图中,空盒和物件整体漂浮,根据物体的浮沉条件可知,受到的浮力等于重力,即
根据阿基米德原理可得,此时空盒和物件整体受到的浮力为
在乙图中,空盒漂浮,其受到的浮力为
根据阿基米德原理可得,此时空盒受到的浮力为
所以,物件的重力为
(3)图乙中,水和物件的总体积为
图甲中,水的体积为
所以,物件的体积为
(4)物件的密度为
由图乙可知,物件沉底,根据物体的浮沉条件可知,物件的密度大于水的密度,即
所以可得
即
所以
所以
所以
21.【答案】解:解:(1)小宇所受的重力
仰卧起坐1次克服自身重力做功
(2)1min内完成40个仰卧起坐,克服重力所做的功
克服重力做功的功率
(3)小宇做功的效率
(1)小宇完成1次仰卧起坐,克服重力所做的功为550N;
(2)这段时间内她克服重力做功的功率为66W;
(3)这个过程小宇做功的效率90%。
【解析】【分析】(1)根据G=mg计算小宇所受的重力;仰卧起坐1次克服自身重力做功;
(2)1min内完成40个仰卧起坐,克服重力所做的功,结合功率公式计算可知克服重力做功的功率;
(3)结合效率公式计算可知小宇做功的效率。
22.【答案】(1)jie :由图乙可知,当拉力F做的功为8000J时,所用时间为20s,则拉力F做功的功率为.
(2)jie :由图甲可知绳子段数为2,则绳子自由端移动的速度为v=nv物=2×0.5m/s=1m/s.
由公式P=Fv可知,绳子自由端拉力为.
(3)jie :由题意可知,物体M的重力为G=mg=72kg×10N/kg=720N.
则20s内所做的有用功为W有=Gh=720N×0.5m/s×20s=7200J.
滑轮组提升重物的机械效率为.
【解析】【分析】(1)拉力F做的功为8000J时,所用时间为20s,结合功率的计算可知拉力F做功的功率;
(2)绳子段数为2,则绳子自由端移动的速度为物体的2倍,即v=2v物;由公式P=Fv可知,绳子自由端拉力;
(3)由题意可知,物体M的重力为G=mg,用功为W有=Gh,滑轮组提升重物的机械效率为。
(1)由图乙可知,当拉力F做的功为8000J时,所用时间为20s,则拉力F做功的功率为
(2)由图甲可知绳子段数为2,则绳子自由端移动的速度为v=nv物=2×0.5m/s=1m/s
由公式P=Fv可知,绳子自由端拉力为
(3)由题意可知,物体M的重力为G=mg=72kg×10N/kg=720N
则20s内所做的有用功为W有=Gh=720N×0.5m/s×20s=7200J
滑轮组提升重物的机械效率为
23.【答案】(1)解:根据题意可知, 茶水的深度为7cm,
则水对茶壶底部的压强。
(2)解:根据题意可知,茶壶的底面积为 100cm2, 则水对茶壶底部的压力。
(3)解:茶壶对桌面的压力;
已知茶壶的底面积为 100cm2,
则茶壶对桌面的压强。
【解析】【分析】(1)根据计算水对紫砂壶底的压强;
(2)根据公式F=pS计算水对茶壶底部的压力;
(3) 茶壶对桌面的压力大小等于茶壶和水的总重力, 根据计算茶壶对桌面的压强。
(1)水对茶壶底部的压强
(2)水对茶壶底部的压力
(3)茶壶对桌面的压力大小等于茶壶和水的总重力,即
则茶壶对桌面的压强
24.【答案】(1)解:根据题意可知,该机器狗的质量为120kg,
则机器狗B2空载时的重力;
机器狗B2空载时对水平地面的压力等于其重力,所以。
(2)解:B2负载40kg时,其总重力等于自身重力和负载的重力之和,
即;
四足站立时受力面积等于四足接地面积之和,即
对地面的压强。
【解析】【分析】(1)根据G=mg计算机器狗的重力;
(2)机器狗对水平面的压力等于其重力,结合计算机器狗对地面的压强。
(1)机器狗B2空载时的重力
机器狗B2空载时对水平地面的压力等于其重力,所以
(2)B2负载40kg时,其总重力
四足站立时受力面积
对地面的压强
25.【答案】(1)解:由题图可知,滑轮组的绳子承重股数为n=2,绳子自由端移动的速度为
根据可得,本次提升重物时拉力的功率为。
(2)解:不计绳重及轮与轴的摩擦,由可得,该滑轮组中动滑轮的重力为。
(3)解:本次提升重物时滑轮组的机械效率为。
【解析】【分析】(1)由题图可知,滑轮组的绳子承重股数为n=2,绳子自由端移动的速度为,结合可得本次提升重物时拉力的功率。
(2)不计绳重及轮与轴的摩擦,由可得该滑轮组中动滑轮的重力。
(3)根据效率公式计算可知提升重物时滑轮组的机械效率。
(1)由题图可知,滑轮组的绳子承重股数为n=2,绳子自由端移动的速度为
根据可得,本次提升重物时拉力的功率为
(2)不计绳重及轮与轴的摩擦,由可得,该滑轮组中动滑轮的重力为
(3)本次提升重物时滑轮组的机械效率为
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