摘要:
**基本信息**
沪科版八年级下册物理期末模拟卷,聚焦力学核心知识,通过生活现象(如吸管喝饮料)、传统工具(桔槔汲水)及科技情境(风电安装船),融合物理观念与科学思维,实现基础巩固与探究能力的梯度考查。
**题型特征**
|题型|题量|知识覆盖|命题特色|
|----|----|----------|----------|
|单选题|7|大气压、功、杠杆平衡|结合生活场景(用吸管喝饮料)考查基础概念|
|多选题|8|摩擦力、平衡力、压强|通过实验情境(滑动摩擦力探究)强化科学推理|
|实验探究题|1|浮力秤制作|项目式设计(选材-刻度-改进)培养科学探究能力|
|综合题|1|机械功、压强计算|以风电安装船为载体,综合应用力学知识解决实际问题|
内容正文:
期末模拟测试卷一 2025-2026学年沪科版物理八年级下册
一、单选题
1.下列小实验或生活现象能说明大气压存在的是( )
A.针管将药液注射入肌肉
B.用吸管喝饮料
C.木桶被压裂
D.向下凸出的橡皮膜
2.在下列事例中,力对物体做功的是( )
A.人将纸箱从地上搬起 B.人推纸箱,纸箱没动
C.人扛着纸箱站在地面上 D.人提着纸箱沿水平方向前行
3.如图所示是活塞式抽水机的工作示意图。有关活塞式抽水机,下列说法中错误的( )
A.活塞式抽水机是利用大气压来抽水的
B.活塞式抽水机提升水的最大高度可以达到12m
C.使用一段时间后,抽水机的活塞与筒壁接触不再紧密,要更换新活塞
D.提起活塞时,阀门A关闭,阀门B打开
4.如图甲所示是我国古人用桔槔从井中汲水的情景,桔槔的杠杆模型图如图乙所示。杠杆(重力忽略不计)的支点O距A点,距B点。在杠杆B点悬挂重力为200N的石头,A点悬挂空水桶,当杠杆在水平位置平衡时,人在A点所用向下的拉力为260N(忽略绳重和摩擦)。下列说法正确的是( )
A.桔槔在提水的过程相当于一个费力杠杆
B.利用桔槔汲水可以省功
C.提水时为了增加每次的提水量,可将配重适当靠近支点
D.空桶的重力为40N
5.下列物体运动过程中,运动状态没有发生改变的是( )
A.公路上正在转弯的汽车 B.正在减速进站的列车
C.人造卫星绕地球匀速转动 D.降落伞匀速直线下落
6.如图所示,水平木板上有甲、乙两个木块,甲的质量小于乙的质量。两木块下表面的粗糙程度相同。甲、乙分别在水平拉力和的作用下,以相同速度匀速直线运动了相同时间,下列说法中正确的是( )
A.F1等于F2 B.F1比F2做功多
C.F2比F1的功率大 D.乙的重力做功较多
7.放在水平桌面上的甲、乙两容器,底面积相同,装有等高的同种液体如图所示。若容器重不计,下面说法正确的是( )
A.液体对甲容器底部的压力大于液体对乙容器底部的压力
B.液体对乙容器底部的压力大于它对桌面产生的压力
C.甲容器底部所受液体的压强大于它对桌面产生的压强
D.两容器对桌面产生的压强相等
二、多选题
8.下列关于物理学史的说法正确的是( )
A.马德堡半球实验第一个证明了大气压的存在
B.帕斯卡首先测出大气压的大小
C.伽利略在实验的基础上总结得出了惯性定律
D.阿基米德发现杠杆原理——杠杆平衡条件
9.小荣同学用图示装置研究滑动摩擦力,用大小为3N的水平向右的拉力F拉动长木板的过程中,木块保持静止不动。下列说法正确的是( )
A.木块所受的摩擦力为0.8N
B.木块所受摩擦力方向水平向右
C.力F增大时,木块所受滑动摩擦力变大
D.拉动木板速度变快时,木块所受滑动摩擦力变大
10.如图所示,物体在水平拉力F的作用下沿水平桌面匀速向右运动,下列说法中正确的是( )
A.物体所受拉力和重力是一对平衡力
B.物体所受重力和桌面对物体的支持力是一对平衡力
C.桌面对物体的支持力和物体受到的摩擦力是相互作用力
D.桌面对物体的支持力和物体对桌面的压力是相互作用力
11.下列说法中正确的是( )
A.探究物体所受重力大小与物体的质量的关系时,物体密度是需要控制的变量
B.探究液体内部压强大小与液体的质量的关系时,液体密度是需要控制的变量
C.探究物体所受压力大小与物体所受重力大小的关系时,物体的受力面积是需要控制的变量
D.探究物体所受滑动摩擦力大小与物体所受重力大小的关系时,物体对接触面的压力是需要控制的变量
12.如图所示,将系在细线下的小球拿至点,然后由静止释放,小球将在两点之间往复摆动,如果不考虑空气对小球的阻力,下列分析中正确的是( )
A.小球在摆动过程中始终受到平衡力的作用
B.当小球摆至点时,如果细线突然断裂,小球将竖直下落
C.当小球摆至点时,如果小球所受到的力同时消失,小球将静止在位置
D.小球摆动过程中,随着小球位置的改变,小球所受重力的大小和方向始终不变
13.物理兴趣小组用吸管做了下列小实验,关于这些实验说法正确的是( )
A.图甲:A管中水面上升说明在流体中流速越大的位置压强越大
B.图乙:吹响吸管时上下推拉吸管内的活塞,音调不变
C.图丙:用手堵住吸管一端,吸管可以刺穿土豆,是利用了气体压强
D.图丁:用吸管吸取饮料,利用了大气压强
14.如图所示,用定滑轮提升物体A。分别用拉力 、 、 将物体A竖直方向匀速提升h。A的重力为G,不考虑绳重和摩擦。下列说法中正确的是( )
A. = =
B. < <
C.用定滑轮提升重物不省功
D.用 将A匀速提升h, 做的功等于 h
15.如图,置于水平地面上的立柱质量为M,有一质量为m的猴子从立柱匀速上、下运动,已知猴子静止时,受到摩擦力为f,则有关猴子在运动过程中正确的是( )
A.猴子向上、向下受到的摩擦力方向相反
B.猴子向上、向下受到的摩擦力大小相等
C.猴子向上时,支柱对地面的压力是
D.猴子向下时,支柱对地面的压力是
三、填空题
16.某人用200N的水平推力,在0.5min内,将重100N的物体沿水平面向前推动15m,重力对物体做的功是 J,人对物体做功的功率是 W。
17.如图所示为某款扫地机器人,其工作时电动机转动使内部气流速度变 ,气压变 ,(前两空均选填“大”或“小”)从而使杂物进入吸尘器达到清扫的目的。图甲和图乙中能用该原理解释的是图
18.重2N的书静置在水平桌面上,小明用大小为0.5N的水平拉力使书沿桌面加速前进0.2m,在此过程中书的动能 (增大/不变/减小)、重力势能 (增大/不变/减小);该过程书受到的重力做功为 J,拉力所做的功 (大于/等于/小于)摩擦力所做的功。
19.如图所示,小球沿轨道由静止从A点向D点运动的过程中小球和轨道间存在摩擦,小球在 点的速度最大,在 A点的机械能 选填“大于”或“等于”或“小于”点的机械能。
20.如图两棋子静止叠放在水平面上,上方棋子受力 选填“平衡”或“不平衡”。用尺快速水平击打下方棋子,由于上方棋子具有 ,其位置几乎不变。当下方棋子飞出后,上方棋子受 力的作用而下落。
21.如图所示,两个相同的烧杯分别盛有质量相等的水和盐水放在水平桌面上,已知,则装有盐水的是 ,桌面受到的压力 ,烧杯底受到的液体压强 。(后两空均选填“大于”“小于”或“等于”)
22.如图所示,体积相同而材料不同的球A、B、C、D,分别静止在不同深度的水里,它们受到的浮力分别为FA、FB、FC、FD。它们受到的浮力大小关系是 。
四、计算题
23.如图所示的薄壁容器质量为1kg,底面积为20cm2,放在水平桌面上。容器内装有0.5kg水,水深18cm(容器的厚度忽略不计)。求:
(1)容器对桌面的压力和压强;
(2)水对容器底的压力和压强。
24.小明家的餐桌上放着一个薄壁圆形鱼缸,鱼缸重为,底面积为,缸内有质量为的水和一条质量为的鱼,此时水的深度为已知。请计算:
(1)水对鱼缸底部的压力;
(2)鱼缸对桌面产生的压强。
五、作图题
25.如图一乒乓球漂浮在水面上,用力的示意图表示它所受力的情况。
26.如图甲所示,小雨用弹簧测力计水平拉木块,图乙是他拉动木块得到的路程随时间变化的图像。请你在丙图中画出拉动过程中摩擦力随时间变化的图像。
六、实验探究题
27.物理项目小组受到“轮船装载货物越多下沉就越深”的启发,动手设计制作能够测量质量的“浮力秤”。
任务一:选材组装
(1)如图甲,用一个上端开口,底面积为的空透明圆柱筒,筒底部用细线系一铁块,使圆柱筒竖直 (选填“漂浮”或“悬浮”)在水中。
任务二:标记刻度
(2)定“0”刻度线:空圆柱筒静止时,水面与筒身相交处标记为点(点距圆柱筒底部距离为),记为“0”刻度线,对应称量物体质量为 g。
(3)定标准刻度:如图乙,在筒内放入一个的标准砝码,圆柱筒仍竖直漂浮,此时水面与筒身相交处标记为点,在点旁标记“200g”。
(4)刻度均匀性验证与标记:
a.当秤盘中所放物体质量为时,圆柱筒仍竖直漂浮,此时液面与圆柱筒底部的距离为,请推导出与关系式: ;(用表示)
b.浮力秤的刻度是 (选填“均匀”或“不均匀”)的;将之间分为10份,并标记刻度线。刻度线旁标记质量值,越往上标记的数值越 。
任务三:测试及改进
(5)如图乙,测试时将标准砝码轻放入圆柱筒的中心位置,待圆柱筒静止后,读出对应的刻度值,与砝码的质量进行比较。
(6)若要增大该浮力秤的称量量程,请提出一个改进的方法 。
七、综合题
28.如图甲所示,“驮着四条腿”的“铁建风电2000”是我国目前最先进的第四代自升自航式风电安装船,总质量为22000t,长136m,宽53m,四条由实心材料焊接成的三角形桁架式(空心架)桩腿结构均匀,长度均为130m,主起重机达到2000t起吊能力,甲板以上吊高可达165米。
(1)“驮着四条腿”的“铁建风电2000”安装船赶赴目的地执行安装任务,它5h行驶了54km。这一过程中,以起重机为参照物,桩腿是 (填“静止”或“运动”)的,安装船行驶的平均速度为 m/s;
(2)在这次执行安装任务时,安装船载有3000t的海上风机设备,在安装船到达水深为80m 的目的地后,4条桩腿缓慢下放,直至桩腿底部的扁平底座(不计底座厚度)与 海底接触,安装船上的升降装置使安装船沿桩腿上升到海面上20m处(如图乙所示),准备安装作业,若每根桩腿的质量为2080t。求 :
①安装船在空中上升10m的过程中,克服海上风机设备的重力做了多少焦耳的功?
②若构成桩腿材料的密度为8×103kg/m3,每个扁平底座的底面积为20m2,桩腿底座对海底的压强(海底与底座之间不密合)。
答案解析部分
1.【答案】B
2.【答案】A
【解析】【解答】A.人将纸箱从地上搬起,纸箱受到的提力与纸箱移动的方向相同,提力做功,故A符合题意;
B.人推纸箱,纸箱没动,推力没有使纸箱移动,推力没有做功,故B不符合题意;
C.人扛着纸箱站在地面上,力没有使纸箱发生移动,力没有做功,故C不符合题意;
D.人提着纸箱沿水平方向前行,提力与纸箱移动的方向垂直,提力没有做功,故D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】力对物体做功的两个条件:一是作用在物体上的力,二是物体沿力的方向通过的距离。两个条件缺一不可。
3.【答案】B
【解析】【解答】A.塞式抽水机利用了大气压作用,故A正确;
B.在标准大气压下,由p=ρgh,计算支撑水面高度:,B错误;
C.抽水机的活塞与筒壁接触不再紧密,空气进入,活塞上下气压相同,水无法在大气压的作用下进入圆筒,要更换新活塞,故C正确;
D.提活塞的压杆是一个杠杆,手向压杆的末端移动,动力臂越长越省力,故D正确。
故选B。
【分析】抽水机利用大气压的作用将水压上来;利用p=ρgh,计算大气压支撑的水面高度;压杆是一个杠杆,利用杠杆的平衡条件,可以省力。
4.【答案】D
【解析】【解答】A.根据图片可知,提水过程中,O为杠杆的支点,B点的石头提供的是动力,提水时水桶A点提供的是阻力。此时动力臂是L2=2.1m,阻力臂是L1=1.4m,则动力臂大于阻力臂,那么 桔槔 为省力杠杆,故A错误;
B.根据功的原理,使用任何机械都不能省功,故B错误;
C.提水时,要增加每次的提水量,即增大A点的阻力(水桶和水的总重力)。根据杠杆平衡条件可知,此时需要增大动力臂。将配重适当远离支点,故C错误;
D.根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得到:200N×2.1m=F阻×1.4m;
解得:F阻=300N,
此时空桶重力G空=F阻-F拉=300N-260N=40N,故D正确。
故选D。
【分析】A.比较动力臂和阻力臂的大小,从而确定杠杆的分类;
B.根据功的原理判断;
CD.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断。
5.【答案】D
6.【答案】C
7.【答案】B
【解析】【解答】A.据图可知ρ相同,h相同, 根据液体压强公式p=ρgh知 ,p相同,底面积相同,所以液体对容器底部的压力F相同,故A不符合题意;
B.液体对乙容器底部的压力F=pS=ρghS,其中里为G=ρgV,乙容器上细下粗,所以hs>V,所以F>G,故B符合题意;
C.甲容器底部所受液体压强p=ρgh,根据压强公式计算甲容器对桌面产生的压强
甲容器为圆柱形,甲容器底部所受液体压强等于甲容器对桌面产生的压强,故C不符合题意;
D.容器相同,但是甲容器的水多,所以重力大,即G甲>G乙,S相同,所以p甲>p乙,故D不符合题意。
故选B。
【分析】1、压强的计算:公式为P=ρgh,压强和液体的密度、浸没深度有关,且密度越大,压强越大,深度越大,压强越大, 在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 相同;
2、圆柱形容器,则容器底部受到压力等于液体的重力,上宽下窄,则容器底部受到压力小于液体的重力,上窄下宽,则容器底部受到压力大于于液体的重力。
8.【答案】A,D
【解析】【解答】AB.托里拆利实验第一次测量出大气压的值,马德堡半球实验第一个证明了大气压的存在,故A正确,B错误;
C.惯性定律牛顿在实验的基础上经过推理总结得出了,故C错误;
D.阿基米德发现杠杆原理——杠杆平衡条件,并说了有名的一句话“给我一个支点,我能翘起地球”。故D正确。
故选AD。
【分析】物理中有关科学家的物理学史,逐个分析即可判断。
9.【答案】A,B
【解析】【解答】A、木块保持静止,所以摩擦力等于弹簧测力计的拉力,所以 木块所受的摩擦力为0.8N ,A正确
B、木块受到弹簧测力计的拉力向左, 木块所受摩擦力方向水平向右 ,B正确
C、 力F增大时,木块所受滑动摩擦力不变,C错误
D、 拉动木板速度变快时,木块所受滑动摩擦力不变,D错误
综上选AB
【分析】根据运动和力判识选项
1、物体受力平衡时,摩擦力等于弹簧的弹力,所以 木块所受的摩擦力为0.8N ,摩擦力的方向和物体运动方向相反;
2、滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大,拉动木板速度变快时,木块所受滑动摩擦力不变。
10.【答案】B,D
【解析】【解答】A.物体所受拉力和重力不在同一直线上,所以不是一对平衡力,A不符合题意;
B.物体在水平拉力F的作用下沿水平桌面匀速向右运动,处于平衡状态,物体所受重力和桌面对物体的支持力符合二力平衡条件,所以是一对平衡力,B符合题意;
C.桌面对物体的支持力和物体受到的摩擦力不在同一直线上,所以不是相互作用力,C不符合题意;
D.桌面对物体的支持力和物体对桌面的压力分别作用在物体和桌面上,符合相互作用力的条件,所以是相互作用力,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】匀速直线运动的物体,受到平衡力的作用,二力平衡时,力的大小相等;物体间的力的作用是相互的。
11.【答案】B,D
【解析】【解答】A.探究物体所受重力大小与物体的质量的关系时,改变物体的质量,测出对应重力,找出规律即可,不需要控制物体密度不变,A不符合题意。
B.液体内部压强与液体的密度和液体的深度都有关系,探究液体内部压强大小与液体的质量的关系时,应控制液体的密度和深度相同,B符合题意。
C.探究物体所受压力大小与物体所受重力大小的关系时,应改变物体的重力,观察压力的作用效果是否相同找出规律,不需要控制物体的受力面积不变,C不符合题意。
D.滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度都有关系,探究物体所受滑动摩擦力大小与物体所受重力大小的关系时,应控制物体对接触面的压力和受力面积相同,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】液体的压强和液体的密度、深度有关,摩擦力和压力、接触面的粗糙程度有关,当某物理量有多个影响因素时,要利用控制变量法.
12.【答案】C,D
13.【答案】C,D
14.【答案】A,C,D
【解析】【解答】AB.图中所用的滑轮是定滑轮,定滑轮只改变力的方向,不改变力的大小,因此
A符合题意,B不符合题意;
C.根据机械功原理可知,使用任何机械都不省功,所以用定滑轮提升重物不省功,C符合题意;
D.定滑轮是等臂杠杆,不考虑绳重和摩擦时,用 将A匀速提升h,拉力
拉力移动的距离 拉力做的功等于
D符合题意。
故答案为:ACD。
【分析】定滑轮实质上是一等臂杠杆,只改变力的方向,而不省力;使用任何机械都不能省功;在定滑轮工作过程中,不考虑绳重和摩擦,则总功等于有用功。
15.【答案】B,C,D
【解析】【解答】A:猴子向上和向下运动时,相对立柱都是有运动趋势的,且摩擦力方向都与运动趋势方向相反,所以摩擦力方向都是向上的。A 错误;
B:因为猴子匀速运动,处于平衡状态,所以向上和向下运动时受到的摩擦力都等于重力,大小相等。B 正确;
C :猴子向上运动时,立柱受到猴子向下的摩擦力 f、立柱重力 M 和地面的支持力,根据平衡,支持力等于 M+f,根据力的相互性,支柱对地面的压力为 M+f。C 正确;
D :猴子向下运动时,立柱受到猴子向上的摩擦力 f、立柱重力 M 和地面的支持力,根据平衡,支持力等于 M-f,根据力的相互性,支柱对地面的压力为 M-f,D 正确。
综上所述,正确答案是 B、C、D。
【分析】 首先明确研究对象有猴子和立柱。对于猴子,无论向上还是向下运动都是匀速,其摩擦力与重力始终相等且方向都向上。接着针对立柱进行受力分析,当猴子向上运动时,立柱受到重力、猴子的摩擦力和地面的支持力;当猴子向下运动时,立柱受力情况变化。
16.【答案】0;100
17.【答案】大;小;甲
【解析】【解答】扫地机器人工作时,电机转动使内部气体流速变大,流速大的位置压强小,杂物被压入集尘盒。
图甲中,风中雨伞容易“上翻”,是由于伞的上方凸起,空气流速大,压强小,流速大的位置压强小,上方压强小、下方压强大,则向上翻;图乙中,挤出吸盘内部的空气,内部气压小于外界大气压,利用大气压将吸盘压在墙上。
【分析】流体在流速大的地方压强小;吸盘挂钩利用大气压的作用被压在墙上。
18.【答案】增大;不变;0;大于
19.【答案】B;大于
20.【答案】平衡;惯性;重
【解析】【解答】 (1)图中两棋子静止叠放在水平面上,上方棋子处于静止状态,所以受力平衡;
(2)用尺快速水平击打下方棋子,由于上方棋子具有惯性,所以其位置几乎不变;
(3)当下方棋子飞出后,上方棋子受竖直向下的重力的作用而下落。
【分析】(1)物体处于平衡状态时受平衡力,而平衡状态包括静止状态或匀速直线运动状态;
(2)物体都有保持原来运动状态不变的性质叫惯性;
(3)重力的方向竖直向下。
21.【答案】乙;等于;等于
【解析】【解答】(1)水和盐水的质量相同,,由,V水>V盐水,故装有盐水的是乙;
(2)烧杯和液体的总质量相等,由G=mg,总重力相等,桌面受到的压力等于总重力,即=;
(3)由G=mg,水和盐水的重力相等,烧杯底受到的液体压力相等,烧杯底面积相等,由,受到的液体压强相等,即p甲=p乙。
故答案为:乙;等于;等于。
【分析】根据图中液体体积的关系和 判断出甲、乙液体密度的关系,进而判断出哪杯是盐水;
桌面受到的压力等于容器和液体的总重力,根据F=G=mg判断桌面受到的压力关系;由于容器的形状规则,所以烧杯底受到的液体压力等于液体的重力,由压强公式判断出烧杯底受到液体压强的关系。
22.【答案】FA<FB<FC=FD
23.【答案】(1)15N,7.5×103Pa;(2)3.6N,1.8×103Pa
24.【答案】(1)解: 水对鱼缸底的压强
水对鱼缸底部的压力
答:水对鱼缸底的压力为;
(2)解: 水的重力
鱼的重力
鱼缸对桌面的压力
鱼缸对桌面的压强
答:鱼缸对桌面产生的压强为。
【解析】【分析】(1)首先根据液体压强公式 计算水对鱼缸的压强,再根据F=pS计算水对鱼缸底部的压力;
(2)首先根据G=mg分别计算出水和鱼的重力,再根据 计算鱼缸对桌面的压力,最后根据 计算鱼缸对桌面的压强。
25.【答案】解:如图所示:
【解析】【分析】过球心分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条带箭头的线段表示出重力和浮力,二者大小相等,并标出G和F浮.
26.【答案】
27.【答案】漂浮;0;;均匀;大;选用长度更长的圆柱筒
28.【答案】(1)静止;3
(2)海上风机设备的重力G=mg=3000×103kg×10N/kg=3×107N
则安装船克服海上风机设备的重力做功W=Gh=3×107N×10m=3×108J
由题可知,船和设备的总重力G总=m总g=(22000+3000)×103kg×10N/kg=2.5×108N
桩腿长度均为130m,水深80m,则在水面以下的桩腿质量
由密度公式变形可得水面以下的桩腿的体积
由阿基米德原理可得安装船整体所受浮力F浮=ρ液gV下=1.0×103kg/m3×10N/kg×640m3=6.4×106N
安装船整体受竖直向下的重力和竖直向上的浮力和支持力,且在这三个力的作用下保持平衡,所以有F浮+F支=G总;则F支=G总-F浮=2.5×108N-6.4×106N=2.436×108N;因为力的作用是相互的,所以安装船整体对海底的压力为2.436×108N,由压强公式可得桩腿底座对海底的压强。
【解析】【解析】(1)起重机和桩腿都安装在同一条船上,二者相对位置没有发生变化,因此以起重机为参照物,桩腿是静止的。
已知:路程s=54km=54000m,时间t=5h=5×3600s=18000s,安装船行驶的平均速度。(2)海上风机设备的重力G=mg=3000×103kg×10N/kg=3×107N
则安装船克服海上风机设备的重力做功W=Gh=3×107N×10m=3×108J
由题可知,船和设备的总重力G总=m总g=(22000+3000)×103kg×10N/kg=2.5×108N
桩腿长度均为130m,水深80m,则在水面以下的桩腿质量
由密度公式变形可得水面以下的桩腿的体积
由阿基米德原理可得安装船整体所受浮力F浮=ρ液gV下=1.0×103kg/m3×10N/kg×640m3=6.4×106N
安装船整体受竖直向下的重力和竖直向上的浮力和支持力,且在这三个力的作用下保持平衡,所以有F浮+F支=G总;则F支=G总-F浮=2.5×108N-6.4×106N=2.436×108N;因为力的作用是相互的,所以安装船整体对海底的压力为2.436×108N,由压强公式可得桩腿底座对海底的压强。
故答案为:(1)静止;3;
(2)海上风机设备的重力G=mg=3000×103kg×10N/kg=3×107N
则安装船克服海上风机设备的重力做功W=Gh=3×107N×10m=3×108J
由题可知,船和设备的总重力G总=m总g=(22000+3000)×103kg×10N/kg=2.5×108N
桩腿长度均为130m,水深80m,则在水面以下的桩腿质量
由密度公式变形可得水面以下的桩腿的体积
由阿基米德原理可得安装船整体所受浮力F浮=ρ液gV下=1.0×103kg/m3×10N/kg×640m3=6.4×106N
安装船整体受竖直向下的重力和竖直向上的浮力和支持力,且在这三个力的作用下保持平衡,所以有F浮+F支=G总;则F支=G总-F浮=2.5×108N-6.4×106N=2.436×108N;因为力的作用是相互的,所以安装船整体对海底的压力为2.436×108N,由压强公式可得桩腿底座对海底的压强。
【分析】1、参照物与运动的相对性
判断物体运动/静止:看物体与参照物的相对位置是否变化。位置不变则静止,变化则运动。
本题中,起重机和桩腿都在船上,相对位置不变,故以起重机为参照物,桩腿静止。
平均速度计算
公式:,注意单位统一(路程用米,时间用秒,速度单位为m/s)。
2、功的计算
克服重力做功公式:W=Gh=mgh,其中h是物体在重力方向上移动的距离。
阿基米德原理:F浮=液gV排,本题中桩腿浸没在水中,V排=V桩腿。
压力计算:对海底的压力 = 桩腿重力 - 桩腿受到的浮力(浮力向上,抵消部分重力)。
压强公式:,注意是单根桩腿的底座面积,不是总面积。
(1)[1]由题可知,起重机和桩腿之间没有距离的改变,所以以起重机为参照物,桩腿是静止的。
[2]由平均速度公式可得安装船行驶的平均速度
(2)[1]安装船的重力G=mg=3000×103kg×10N/kg=3×107N
则安装船克服海上风机设备的重力做功W=Gh=3×107N×10m=3×108J
[2]由题可知,船和设备的总重力G总=m总g=(22000+3000)×103kg×10N/kg=2.5×108N
桩腿长度均为130m,水深80m,则在水面以下的桩腿质量
由密度公式变形可得水面以下的桩腿的体积
由阿基米德原理可得安装船整体所受浮力F浮=ρ液gV下=1.0×103kg/m3×10N/kg×640m3=6.4×106N
安装船整体受竖直向下的重力和竖直向上的浮力和支持力,且在这三个力的作用下保持平衡,所以有F浮+F支=G总
则F支=G总-F浮=2.5×108N-6.4×106N=2.436×108N
因为力的作用是相互的,所以安装船整体对海底的压力为2.436×108N,由压强公式可得桩腿底座对海底的压强
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