河北专版2018年秋中考物理总复习题型复习四综合计算题20181022524.wps
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1、题型复习( (四) ) 综合计算题 第 1 1 讲 力学综合计算题型之一 压强、浮力的综合计算 如图甲所示,一底面积为 400 cm2圆柱形容器内盛足够多的水,一实心正方 体木块漂浮在液面上,已知木块的体积为 1 000 cm3, 木0.6103 kg/m3,求:(g 取 10 N/kg) 甲 (1)这时木块受到的浮力; (2)此时木块浸在水中的体积; 解:(1)木块所受的重力: G 木m 木 g 木 V 木 g0.6103 kg/m31 000106 m310 N/kg6 N 因为木块漂浮,所以木块受到的浮力 F 浮G 木6 N F 浮 6 N (2)由 F 浮 液 gV 排得 V 排 61
2、04 m3 液g 1.0 103 kg/m3 10 N/kg 【拓展训练 1 1】木块下表面受到水的压力和压强分别是多少? 解:正方体的体积:Va31 000 cm3 正方体的边长:a10 cm0.1 m 正方体的底面积:Sa2(0.1 m)20.01 m2 方法(一) 物体浸入水中的体积:V 液V 排Sh,所以物体浸入水中的深度: V 排 6 104 m3 h 0.06 m S 0.01 m2 木块下表面受到水的压强: pgh1 000 kg/m310 N/kg0.06 m600 Pa 木块下表面受到水的压力 FpS600 Pa0.01 m26 N 方法(二) 根据浮力产生的原因有: F 向
3、上F 浮6 N F 向上 6 N p 600 Pa S 0.01 m2 【拓展训练 2 2】若在木块上放入一物体 A 后,木块刚好浸没在水中(如图乙所示),则容器 底部对桌面的压强增加多少?水对容器底部压强增加多少? 乙 解:木块露出液面的体积:V 露V 木V 排1 000 cm3600 cm3400 cm3 已知圆柱形容器的底面积为 400 cm2,增加的压力 FGAG 排; 1 G 排 水 gV 排1 000 kg/m310 N/kg400106 m34 N 容器对桌面的压强增加量: F G 排 4 N p 100 Pa S 容 S 容 4 102 m2 V 露 400 cm3 A 放在木
4、块上后,使容器液面上升高度 h 1 cm0.01 m S 容 400 cm2 则水对容器底的压强增加量:p 水gh1.0103 kg/m310 N/kg0.01 m100 Pa 1 1(2018石家庄 43中一模)水平地面上有一个质量为 2 kg、底面积为 1102 m2的薄壁 圆柱形容器,容器内盛有质量为 2 kg 的水求: (1)水的体积 (2)容器对地面的压强 (3)现将一物块浸没在水中,水未溢出,若容器对地面压强的增加量等于水对容器底部压 强的增加量,则该物块的密度是多少?(g 取 10 N/kg) m m 2 kg 解:(1)由 得水的体积 V 2103 m3 V 1 103 kg/
5、m3 (2)容器对地面的压力: FG 容G 水(m 容m 水)g(2 kg2 kg)10 N/kg40 N F 40 N 容器对地面的压强:p 4 000 Pa S 1 102m2 (3)设物体的质量为 m, F mg 则容器对地面压强的增加量:p1 S S V 物水 对容器底部压强的增加量:p2 水hg 水 g S mg V 物由 题知,p1p2,即: 水 g S S 物 水1.0103 kg/m3 2 2(2018上海)两个相同的薄壁圆柱形容器,一个装有水,另一个装有某种液体,水的 质量为 5 kg. (1)求水的体积 V. (2)现从两容器中分别抽取相同体积液体后,水和液体对容器底部的压
6、强关系如下表:求 抽出液体前,液体原来的质量. 液体对底部的压强 抽出前 抽出后 p 水 1 960 Pa 980 Pa p 液 1 960 Pa 1 078 Pa m 解:(1)由 可得水的体积: V m 5 kg V 5103m3 1 103 kg/m3 (2)由 pgh 可得抽出前水的深度: 2 p 水0 1 960 Pa h 水 0 0.2 m 水g 1 103 kg/m3 9.8 N/kg 由 VSh 得薄壁圆柱形容器的底面积: V 5 103 m3 S 2.5102 m2 h 水0 0.2 m F 由 p 可得抽出前液体对底面的压力: S FpS1 960 Pa2.5102 m24
7、9 N 液体对薄壁圆柱形容器底面的压力等于液体的重力,即: GF49 N 则液体的质量: G 49 N m 5 kg g 9.8 N/kg 3 3如图所示,甲、乙两个质量均为 2 kg 的实心均匀圆柱体放在水平地面上甲的底面积 为 4103 m2,乙的体积为 0.8103 m3.求: (1)乙的密度 乙; (2)甲对地面的压强 p 甲; (3)若甲的底面积是乙的 1.5倍,在甲、乙的上部沿水平方向分别切去 m 甲和 m 乙,再 将切去部分互叠在对方剩余部分的上方,使甲、乙对水平地面的压强相等请比较 m 甲和 m 乙的大小关系并求出两者的差值 解:(1)乙的密度: m 乙 2 kg 乙 2.51
8、03 kg/m3 V 乙 0.8 103 m3 (2)甲对地面的压力: F 甲G 甲m 甲 g2 kg9.8 N/kg19.6 N 甲对地面的压强: F 甲 19.6 N p 甲 4 900 Pa S 甲 4 103 m2 (3)在甲、乙的上部沿水平方向分别切去m 甲和 m 乙,再将切去部分互叠在对方剩余部 分的上方后,因此时甲、乙对水平地面的压强相等,即 p 甲p 乙, F甲 F乙 所以, S 甲 S 乙 (m 甲m甲m乙)g (m乙m乙m 甲)g 即: S 甲 S 乙 把 m 甲m 乙2 kg 和 S 甲1.5S 乙代入上式可得: 2 kgm 甲m乙 2 kgm 乙m甲 1.5S 乙 S
9、乙 整理可得:m 乙m 甲0.4 kg,则 m 乙m 甲 3 4 4(2018枣庄)现有一个用超薄材料制成的圆柱形容器,它的下端封闭,上端开口,底 面积 S200 cm2,高度 h20 cm,如图甲所示;另有一个实心均匀圆柱体,密度 0.8103 kg/m3,底面积 S1120 cm2,高度与容器高相同,如图乙所示( 水1.0103 kg/m3,g 取 10 N/kg) (1)将圆柱体竖直放在圆柱形容器内,求圆柱体对容器底部的压强是多少? (2)向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零,求此时水对容器底部的压 强和所注的水重各是多少? 解:(1)圆柱体对容器底部的压力: FG 柱m
10、柱 ggV 柱gS1h0.8103 kg/m310 N/kg120104 m220102 m 19.2 N 圆柱体对容器底部的压强: F 19.2 N p 1 600 Pa S1 120 104 m2 (2)向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零,圆柱体刚好处于漂浮状态, 则 F 浮G 柱19.2 N 又因 F 浮 水 gV 排 水 gS1h 水 所注水的深度: F 浮 19.2 N h 水 0.16 m 水gS1 1.0 103 kg/m3 10 N/kg 1.2 102 m2 水对容器底部的压强: p 水 水 gh 水1.0103 kg/m310 N/kg0.16 m1 600
11、 Pa 所注水重:G 水 m 水 g 水 V 水 g 水(SS1) h 水 g1.0103 kg/m3(200120)10 4 m20.16 m10 N/kg12.8 N 5 5(2018潍坊)如图所示,用细线将正方体 A 和物体 B 相连放入水中,两物体静止后恰 好悬浮,此时 A 上表面到水面的高度差为 0.12 m已知 A 的体积为 1.0103m3,所受重力为 8 N;B 的体积为 0.5103 m3,水的密度 1.0103 kg/m3, g 取 10 N/kg,求: (1)A 上表面所受水的压强; (2)B 所受重力大小; (3)细线对 B 的拉力大小 解:(1)A 上表面所受水的压强
12、: pgh1.0103 kg/m310 N/kg0.12 m1 200 Pa (2)A 和 B 受到的总浮力: F 浮 水 g V 排 水 g(VAVB)1103 kg/m310 N/kg(1.0103 m30.5103 m3) 15 N 4 因为 A、B 恰好悬浮,所以 F 浮GAGB 则 B 的重力:GBF 浮GA15 N8 N7 N (3)B 受到的浮力: F 浮 B 水 gV 排 B 水 g VB1103 kg/m310 N/kg0.5103 m35 N 细线对 B 的拉力大小: F 拉GBF 浮 B7 N5 N2 N 6 6(2018唐山路南区二模)如图甲所示,水平地面上有一底面积为
13、 300 cm2,不计质量的 薄壁柱形容器,容器中放有一个用细线与容器底相连的小木块,木块质量为 400 g,细线体积 忽略不计若往容器中缓慢地匀速加水,直至木块完全没入水中,如图乙所示木块所受的浮 力 F 浮与时间 t 的关系图象如图丙所示,其中 AB 段表示木块离开容器底上升直至细线被拉直 的过程,(g 取 10 N/kg)求: (1)木块浸没在水中时受到的浮力和木块的密度; (2)木块浸没在水中时绳子受到的拉力; (3)剪断绳子待木块静止后水对容器底压强的变化 解:(1)木块浸没在水中,由图丙分析可得浮力: F 浮10 N 由 F 浮 液 gV 排,可得木块的体积: F 浮 10 N V
14、V 排 103 m3 水g 1 103 kg/m3 10 N/kg m 0.4 kg 木块的密度: 0.4103 kg/m3 V 103 m3 (2)木块的重力:Gmg0.4 kg10 N/kg4 N 绳子受到的拉力等于木块受到的绳子拉力的大小,即 F 拉FF 浮G10 N4 N6 N (3)剪断绳子后木块漂浮,此时受到的浮力: F浮G4 N 由 F 浮 液 g V 排,可得木块此时排开液体的体积: F浮 4 N V排 4104 m3 水g 1 103 kg/m3 10 N/kg 剪断绳子前后排开体积的变化量: V 排V 排V排103 m34104 m36104 m3 水面下降的深度: V 排
15、 6 104 m3 h 0.02 m S 300 104 m2 水对容器底压强的变化:pgh1103 kg/m310 N/kg0.02 m200 Pa 题型之二 简单机械的综合计算 (2018荆州)如图所示是蒙华铁路荆州段长江大桥施工现场工程师用起吊装置从 江中起吊工件的情景已知工件重 4 000 N,每个滑轮重 500 N,声音在水中的传播速度是 1 5 500 m/s.在水面上用超声测位仪向江底的工件垂直发射超声波,经过 0.02 s后收到回波(不计 绳重和摩擦,g 取 10 N/kg, 水1.0103 kg/m3) (1)求工件在水下的深度; (2)不计工件的高度,求水对工件产生的压强;
16、 0.02 s 内声音走过的距离是多少? svt1 500 m/s0.02 s30 m 工件在水下的深度是多少? 1 1 h s 30 m15 m 2 2 水对工件产生的压强是多少? p 水 gh1.0103 kg/m310 N/kg15 m1.5105 Pa (3)当工件在水面下匀速上升时,绳子自由端的拉力为 500 N,求工件的体积; 工件受到的浮力是多少? 1 由绳子拉力:F (G 物G 轮F 浮)得 n F 浮G 物G 轮nF4 000 N500 N3500 N3 000 N 整个滑轮组对工件的拉力是多少? F 拉4 000 N3 000 N1 000 N 工件的体积是多少? F 浮
17、3 000 N V 工件V 排 0.3 m3 水g 1.0 103 kg/m3 10 N/kg 1.(2017郴州)利用如图所示的滑轮组,用 F=1000N的力拉绳子自由端,货物 A 以 0.1 m/s 的速度匀速直线运动 l0s,整个过程中,滑轮组的机械效率为 75%求: (1)货物 A 在 10 s 内移动的距离: (2)这个过程中拉力 F 的功率: (3)水平地面对货物 A 的摩擦力大小. 6 2.用如图所示滑轮组在 15s内将重 1000N 的物体匀速上升了 3m,人用的拉力 F 为 400N,不计 绳重和摩擦力.求: (1)动滑轮的重; (2)绳子自由端拉力 F 做的功; (3)滑轮
18、组的机械效率. (4)若将重物的重力增加 200N后,用这滑轮组将重物匀速提高相同的高度,该滑轮组的机械 效率是多少?(结果百分数保留一位小数) 7 3.(2018孝感)搬运工人站在水平高台上用如图所示的滑轮组匀速竖直向上提升重物,不计 绳重和摩擦,工人的重力为 640N,与地面接触的总面积为 4102m2,提升时间为 20s,重物 上升高度为 2m.求: (1)提升时绳自由端的速度为多少; (2)若拉力 F 的大小为 150N,则拉力的功率为多少; (3)若上述过程中所提货物重为 360N,则滑轮组的机械效率为多少; (4)若仍用该滑轮组提升另一货物,当提升过程中该工人对高台的压强为 2.0
19、104Pa,则所 提升货物的重力为多少. 4.(2018桂林)小能在课外实践活动中,用如图 17 甲所示的滑轮组匀速拉动放在一水平面 上的不同物体,物体受到的摩擦力从 100N 开始逐渐增加,每次物体被拉动的距离均为 1m.根 据测量结果画出了该滑轮组机械效率与物体受到摩擦力大小的关系图像,如图 17 乙所示.若不 8 计绳重和绳与滑轮间的摩擦,求: (1) 由图 17乙可知,当物体受到的摩擦力为 100N 时,滑轮组机械效率是多大? (2) 当滑轮组的机械效率为 75%,物体以 0.1m/s的速度匀速运动时,该滑轮组的有用功率是 多大? (3) 当物体与地面的摩擦力为 1500N 时,体重为
20、 500N的小熊竖直向下拉绳还能用此滑轮组拉 动物体吗?用计算结果说明. 5.(2018南充)如图是工人将重 160N的物体匀速放下的过程,已知物体下降的距离为 3m, 9 用时 3s,工人的拉力为 50N,工人质量为 50kg.(物体未浸入水中,且不计绳重及摩擦) (1)求工人放绳的速度. (2)求滑轮组的效率 1 (3)如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为 2,已知 1:2=4:3(物体在水中仍匀 速下降,动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦,g=10N/kg).求当物体完全浸没水中后,工 人对地面的压力. 6.(2017绥化)在斜面上将一个质量为 0.4kg的物体,从底端沿斜面匀速拉到顶
21、端(如图所 示),所用时间为 4s,斜面长 s=1m、高 h=0.2m,该斜面的机械效率为 80%(g=10N/kg) 求:(1)物体受到的重力. (2)拉力所做的有用功. (3)拉力所做的总功和总功率. (4)物体在斜面上受到的摩擦力. 10 7.建筑工地上,需要利用拖拉机和滑轮组(如图所示)将质量为1.2103kg的物体,拉到长100m, 高 50m的斜面顶端,测得拉动一个物体沿斜面匀速上升时拖拉机的水平拉力为 4103N, g=10N/kg,不计绳重及滑轮与绳、轴间的摩擦. (1)在图中画出物体对斜面压力 F 的示意图; (2)对物体做的有用功,以及此时滑轮组与斜面组合的机械效率; (3
22、)若动滑轮重 1000N,物体所受摩擦力的大小; (4)若拖拉机的最大输出功率为 12kW,求拖拉机在水平地面上匀速拉动物体过程中的最大速 度. 11 8.如图所示,轻质杠杆可绕 O 点转动,杠杆左端 A 处挂了一金属球,右端 B 处施加一个 F=90N 的拉力,此时杠杆在水平位置平衡,测得 OA=30cm,OB=20cm. (1)求绳子对杠杆 A 端的拉力. (2)若金属球的体积为 3000cm3,求金属球浸没时受到的浮力. (3)求金属球的密度. (4)若 F 始终与 AB垂直,在 F 的作用下 AB 顺时针匀速转动 60度静止,此时金属球刚好有三 分之一露出水面,求此时拉力 F 的大小.
23、(不考虑水的阻力) 12 9.(2017重庆)图甲是天工开物中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔,其示意图如图乙 所示轻质杠杆的质点 O 距左端 l10.5 m,距右端 l20.2 m在杠杆左端悬挂质量为 2kg 的 物体 A,右端挂边长为 0.1 m 的正方体 B,杠杆在水平位置平衡时,正方体 B 对地面的压力为 20 13 N(g 取 10 N/kg)求: (1)此时杠杆左端所受的拉力大小为多少? (2)正方体 B 的密度为多少? (3)若该处为松软的泥地,能承受的最大压强为 4103 Pa,为使杠杆仍在水平位置平衡,物体 A 的重力至少为多少? 甲 乙 解:(1)此时杠杆左端所受的拉力大小
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