中考物理力学综合题计算题理.docx

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中考物理力学综合题计算题理

2016中考试题—力学综合

计算题

1.今年春季我市旱情严重,为了全力抗旱保苗,政府下拨专项资金打井蓄水.某物理兴趣小组对一水井进行了考察.小组的同学用细线拴住一体积为2×10-4m3的石块缓慢沉到水底,测出井中水的深度为3m;并观察到安装在井中抽水机

铭牌上的部分参数如下表:

(其中流量300m3/h表示每小时正常抽水300m3).求:

(g取10N/kg)

型号

8B12

流量

300m3/h

功率

10kW

质量

111kg

(1)井底受到的水的压强是多大?

(2)石块浸没到井水中后受得的浮力是多大?

(3)

若该抽水机连续正常工作1h,把水抽高8m,抽水机至少对水做了多少功?

(4)此时抽水机的效率是多少?

答案:

(1)水的压强p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa.(3分)

(2)石块受到浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×2×10-4m3=2N.(3分)

(3)对水做的功W=Gh=mgh=ρ水Vgh=1×103kg/m3×300m3×10N/kg×8m=2.4×107J.(3分)

(4)总功W总=Pt=10000W×3600s=3.6×107J.(1分)

抽水机效率η=

=66.7%.(1分)

2.物体A为实心正方体金属块,边长为10cm,密度为7.9×103kg/m3,将其浸没在水中,物体上表面距水面5cm(上表面与水面平行).若不计绳重和摩擦(g=10N/kg)求:

(1)物体下表面受到水的压强是多少?

(2)物体受到的浮力是多少?

(3)若实际所用的拉力F=46N,则动滑轮的机械效率是多少?

答案:

(1)h=(5+10)×10-2

m=0.15m.(1分)

物体下表面受到的压强:

p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1.5×103Pa.

(2)因为物体浸没所以V排=V物=(10

cm)3=10-3m3.

物体受到的浮力:

F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N.

(3)物体受到的重力:

G=mg=ρ铁gV物=7.9×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=79N.

动滑轮的机械效率:

η=

=75%.

3.在现代城市建设中,各种重机械发挥了很大的作用,不仅解放了生产力,更重要的是提高了劳动效率.在某建筑工地上,一台起重机将重为7000N水泥板在40s内匀速提高4m,如果所做的总功为5.6×104J,求:

(1)起重机做的有用功;

(2)起重机的机械效率;(3)起重机的总功率.

答案:

(1)W有用=Gh=7000N×4m=2.8×104J(2分)

(2)η=

=50%(2分)

(3)P=

=1.4

×103W(2分)

4.随着电热水器的不断改进,图l4所示的电热水壶深受人们的喜爱。

它的容积为2L,壶身和底座的总质最是l.2kg,底座与水平桌面的接触面积为250cm2,装满水后水深l6cm。

(ρ水=1.0×l03kg/m3)求:

(1)装满水后水的质量;

(2)装满水后水对电热水壶底部的压强;(3)装满水后桌面受到的压强。

解:

(1)V=2L=2×l0-3m3(1分)m=ρV=1.0×l03kg/m3×2×l0-3m3=2kg(1分)

(2)p=ρgh=1.0×l03kg/m3×l0N/kg×0.16m=1.6×l03Pa(2分)

(3)F=G=mg=(1.2kg+2kg)×10N/kg=32N,S=250cm2=2.5×10-2m2

p=F/S=32N/2.5×10-2m2=1.28×l03Pa

5.如图所示的是某建筑工地上使用的提升机,用它能将装在货箱A中的建筑材料提升到高处.若拉力F做功的功率为2000W,重为2400N的建筑材料在18s内被匀速提升10m,求:

(1)提升机做的有用功;

(2)提升机的机械效率;(3)拉力F的大小.

解:

(1)提升机做的有用功W有用=Gh=2400N×10m=24000J.

(2)拉力做的总功W总=Pt=2000W×18s=36000J

提升机的机械效率η=

=

×100%≈66.7%.

3)拉力F移动的距离S=2h=2×10m=20m,拉力F=

=

=1800N.

6.一个厚度不计的圆柱形水桶,底面积为4×l0-2m2,盛上一些水后对水平地面的压力为400N。

求:

⑴此时水桶对地面的压强为多大?

⑵桶的侧壁上有一个小阀门A,它能承受的水的压强最大为6×l03Pa。

当A距水面多深时.它将被水冲开?

⑶现在,已知小阀门A距水面0.5m(如图)。

把一个体积为5×10-3m3的实心浮球放入水中,刚好能够把A冲开,则浮球的密度为多少?

解:

7.如图所示,水池池壁是一个斜面,池中装有深度为h的水,池底a点到水面b点之间的距离为l。

现要将一质量为m的铁块从a匀速拖到b,此过程中斜面的机械效率为η。

水和铁块的密度分别是ρ水和ρ铁。

求:

(1)铁块在池底所受的水对它的压强p;

(2)将铁块从a拖到b所做的有用功W有;(3)拖动过程中铁块所受的阻力f。

8.如图21所示,小红在探究斜面的机械效率时,用力把重为25N的物体沿着高为10cm的斜面,从底端匀速拉到顶端,拉力克服摩擦力做了l.5J的功.

求:

(1)拉力在该过程中所做的功;

(2)该斜面的机械效率:

答案:

(1)W有=Gh=25N×0.1m=2.5J(2分),W总=W有+W额=2.5J+1.5J=4J(2分)

(2)η=W有/W总=2.5J/4J=62.5%

9.建筑工地上,工人们需要将一堆建材运到10m高处,姜荣同学设计安装了如图所示的装置,装置中每个滑轮重100N,工人利用该装置每次提升一件重900N的建材,该工人拉绳子的速度是0.8m/s,在施工过程:

(1)该工人提升建材时的有用功率是多少?

(2)该装置的机械效率是多少?

(不计绳重和摩擦)

(3)孙萍同学想用电动机做动力替代人工作,将该装置改造成简易的起重机(吊起物体的速度限定在0.4m/s)。

她到仓库找到了两台电动机,铭牌上的部分数据如下表所示,她要选用其中的一台,请你帮助选择,就你所选的电动机,说明如何使用该装置才能做到合理配置。

型号

额定电压

额定功率

DJ—I

220V

0.8kW

DJ—II

220V

3.0kW

答案:

(1)工人一次提升所用时间为:

工人提升建材时的有用功率为:

(2)工人一次提升时的拉力为:

所以,机械效率为:

(3)假如选0.8kW,每次应提升2件建材;假如选3.0kW,每次应提升8件建材。

(任答一种均可)

10.如图所示,一个质量60kg,底面积为0.1m2的物块,通过滑轮组在25N拉力F作用下做匀速直线运动,水平向右运动了0.4m。

已知物块受到的滑动摩擦力为物重的0.1倍(g取10N/kg)。

求:

(1)物块静止时对水平地面的压强是多少?

(2)拉力所做的功是多少?

(3)该滑轮组的机械效率是多少?

答案:

(1)6×103Pa

(2)30J(3)80%

11.建筑工地上,起重机将质量为0.8t的货物在30s内匀速提升6m的高度,它的电动机所做的功是1.2×105J(g取10N/kg)。

请计算:

(1)提升货物所做的有用功是多少?

(2)电动机的功率是多少?

(3)起重机的机械效率是多少?

答案:

根据G=mg=0.8×103kg×10N/kg=8×103N

(1)有用功W有=Gh=8×103N×6m=4.8×104J

(2)根据P=W总/t=1.2×105J/30s=4000W

(3)根据η=W有/W总=4.8×104J/1.2×105J=40%

12.如图24所示,用滑轮组提升质量为l20kg、底面积为50cm2的长方体物块。

(1)物块未提之前静止在地面上,则物块对地面的压强是多少?

(g=1ON/kg)

(2)在拉力F的作用下,物块竖直匀速上升3m,已知滑轮组的机械效率为80%,则拉力F做了多少功?

(不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦)

(3)若仍用此滑轮组提升重力为l50ON的物体,则滑轮组的机械效率为多少?

答案:

(1)受力分祈得F压=G=mg=120kg×10N/kg=1200N

(2)

(3)

13.如图所示是用滑轮组从水中匀速提升物体的情景(注:

物体一直浸没在水中)。

已知物体重G1=400N,动滑轮重G2=50N,忽略绳重和摩擦,人对绳子拉力F=100N。

求:

(1)物体浸没在水中受到浮力的大小;

(2)物体的密度大小;

(3)滑轮组的机械效率。

答案:

(1)150N

(2)2.67×103kg/m3(3)83.3%

14.物理兴趣小组同学对物体的浮沉条件进行研究。

在一个重为4N,底面积为200cm2的圆柱形薄壁玻璃容器底部,放一个边长为10cm。

的正方体物块,然后逐渐向容器中倒水(水始终未溢出)。

通过测量容器中水的深度h,分别计算出该物块所受到的浮力F浮,并绘制了如图11所示的图像。

请解答下列问题。

(1)分析图像

可知,水的深度由0逐渐增加到8cm前的过程中,物块受到的浮力怎样变化?

这一过程中物块对容器底部的压强又怎样变化?

(2)当容器中水深超过8cm。

以后,物块处于什么状态?

为什么?

(3)将物块取出后,若容器中水的重力为20N,此时容器对水平桌面的压强是多少?

(4)物块的密度是多少?

答案:

(1)浮力变大,压强城小。

…(2分)

(2)漂浮状态。

………(1分)

从图11知,水到8cm时浮力不冉增大,此时物体并米完全浸没水中,

有部分体积露出水面。

……(1分)

(3)容器对桌新的压力F=Gl+G2=20+4=24(N)…(1分)

容器对桌面的压强

(Pa)…………(1分)

(4)由图像可知,

=(N)(1分

(1分)

15.研究发现:

人在饮酒后驾车的应急反应时间是未饮酒时的2~3倍。

反应时间是指司机从看到意外情况到踩刹车需要的这段时间;在反应时间内汽车要保持原速前进一段距离,这段距离叫反应距离。

如图20所示,某人酒后驾车沿马路直线行驶,车头中央距马路边沿3m,车在到达某位置时,发现一人正从路边出发闯红灯过人行横道,此时汽车的速度为15m/s,距离人的行走路线为30m,若该司机的反应时间为1.2s,刹车后汽车由于惯性还要继续行驶,再经过1s刚好驶到人的行走路线。

(1)求这辆汽车的反应距离是多少?

(2)若人以1.5m/s的速度匀速行走,请计算说明汽车是否有撞上行人的可能?

(提示:

该车的宽度约1.8m)(3)请你为驾驶人和行人各提出一条文明交通的警示语。

答案:

(1)因为司机的反应时间是1.2s,且这段时间肉保持15m/s的原速前进。

(1分)

所以S车=v车t反=15×1.2=18m…(2分)

(2)汽车从A点到行人的行走路线用时:

t总=t反+t=1.2+1=2.2s(1分)

在这段时间内,行人行走的路程:

S人=v人t总=1.5×2.2=3.3m(1分)考虑到车的宽度问题,汽车有撞上行人的可能。

(1分)

(3)为了您和他人的安全,严禁酒后驾车;(1分)

行人过马路要注意看信号灯,不要闯红灯。

(1分)(其他合理答案均可)

16.黑龙江兴凯湖旅游观光车的技术参数如下表:

空车质量

1100kg

车身长度

4.0m

满载人员

10人

满载时轮胎与地接触面积

0.1m2

最大车速

45km/h

平均连续行驶里程

≤75km

 

根据以上参数,解答下列问题:

(1)若乘员质量平均为50kg,求满载时观光车和人的总重是多少N?

(2)求满载时车对水平路面的压强是多少Pa?

(3)若观光车在水平路面匀速行驶1×104m过程中,牵引力所做的功为1×107J,

求观光车匀速行驶时受到的阻力是多少N?

解:

G=mg=(1100kg+10×50kg)×10N/kg=1.6×104N

F=G=1.6×104NP=F/S=1.6×104N/0.1m2=1.6×105Pa

W=FS得F′=W′/S′=1×107J/1×104m=103N

观光车做匀速直线运动,受到的阻力与牵引力是一对平衡力

即:

f=F′=103N

17.如图16所示,有一块平直的轻质木板(木板重力不计),其左端连接在转动轴O处,其右端A用一根细绳系在竖直墙B处,此时木板恰好水平,夹角∠BAO=37°,细绳能承受的最大拉力为10N,OB两点间距是5m,

现将一个重量为10N的小物块放在木板上O点附近(可视为在O点),让它在一个大小为5N的水平拉力作用下以2m/s的速度向右做匀速直线运动,已知sin37°=0.6,sin53°=0.8)

求:

(1)小物块在木板上运动时,它受到的摩擦力是多大?

(2)小物块在木板上运动了多长时间,细绳才被拉断?

(3)在细绳AB拉断之前,拉力F对小物块做了多少功?

做功功率多大?

解:

(1)F=f=5N

(2)设物由O向A运动路程S时绳被拉断,则FAB·(OB·cos37°)=GS,S=4mT=s/v=4m/2m/s=2s

(3)W=FS=20J,P=Fv=10W。

18.如图所示,用一电动机通过滑轮组匀速提升一重G=3000N的货物,货物在t=6s时间内上升高度为h=1m,电动机的轴对绳的拉力F=1200N,不计绳重和一切摩擦,求:

(1)滑轮组的机械效率是多少?

(2)电动机输出的总功率是多少?

(3)如果要匀速提起5400N的货物,电动机的轴对绳的拉力为多大?

答案:

(1)83.3%

(2)600W(3)2000N

19.在大型场馆和高楼建设工地上,常用起重机吊起建材。

起重机掉吊臂上的滑轮组是由一个动滑轮和两个定滑轮组成,其结构简图如图所示,钢丝绳拉力F由电动机提供,大小为2×104N,起重机在60s内将重为5.4×104N的建材匀速提高了12m。

试求:

(1)建材上升的速度是多少?

(2)滑轮组的机械效率是多大?

(3)说一说提高滑轮组机械效率的方法。

(需要说出一条就可以)

答案:

(1)则建材上升的速度

(2)W有用=Gh=5.4×104×12m=6.48×105Js=3h=3×12m=36m

W总=Fs=2×104N×36m=7.2×105J

(3)在滑轮组可承受的范围内尽量增大起吊的物重(使起重机满负荷工作)或给滑轮组的钢丝绳及转动部分加润滑油

20.小丽身高160cm,质量为56kg,鞋底的支承面积如图所示(图中是用方格纸描下鞋底贴地部分的轮廓,每一小格的面积是5cm2,计算面积时,对于不满一格的,凡大于半格的都算一格,小于半格的都不算)。

在体育加试的跳绳测试中,小丽1分钟跳120次,每次腾空的高度平均为10cm。

(g取10N/kg)

求:

(1)小丽每只脚的面积?

(2)小丽双脚站立时(两脚面积相等)对地面的压强是多大?

(3)在每次跳绳中,她克服重力做功是多大?

(4)在跳绳中,小丽的平均功率是多大?

答案:

(1)小丽每只脚的面积S0=28×5cm2=140cm2=1.4×10-2m2。

(2)F=G=mg=56kg×10N/kg=560N,S=2S0=2×1.4×10-2m2=2.8×10-2m2

小丽双脚站立时对地面的压强

(3)在每次跳绳中,她克服重力做功W0=Gh=560N×0.1m=56J

(4)在跳绳中,小丽的平均功率

21.如图11所示,某建筑工地用电动机和滑轮组把建筑材料从地面提升到工作平台上。

已知建筑材料的质量m=360kg,用t=20s的时间把建筑材料匀逮提升了h=4m,滑轮组的机械效率为90%,g取l0N/Kg。

求这段时间内

(1)建筑材料上升的速度V;

(2)电动机对绳子的拉力F;

(3)电动机拉绳子的功率P。

 

答案:

 

22.如图甲所示,是建筑工地上工人利用滑轮组将底面积0.05m2、质量100kg的方形重物A在1min匀速提高5m.如果工人实际拉力是625N.(g=10N/kg)求:

①物体A受到的重力是多少?

按图乙将A放在水平地面时,对地面压强多大?

②用滑轮组提起物体A,工人所做功的功率是多少?

③该滑轮组的机械效率是多少?

解:

G=mg=100kg×10N/kg=103N1分∵物体A放在水平面上∴F=G=103N

∴P=

=

=2×104Pa…1分

S=2h=2×5m=10mW总=FS=625N×10m=6250J1分

P=

=

≈104.2W…1分

W有=Gh=103N×5m=5×103J1分

=

×100%=

×100%=80%…1分

23.下表是一辆小轿车的部分参数和相关信息,请根据表中数据回答下列问题

(提示:

1L=10-3m3,计算中取g=10N/kg)

小汽车质量1500kg

小汽车发动机额定功率60kw

小汽车轮胎与地面的接触面积共1500cm2

100km耗油10L

汽油密度为0.71×103kg/m3

汽油的热值4.6×107J/kg

 

(1)该小汽车行驶100km,需耗油多少千克?

(2分)

(2)假如该小汽车在平直路面上以额定功率匀速行驶,求发动机10min做的功?

(2分)

(3)该小汽车对水平地面的压强是多大?

(3分)

解:

(1)小汽车100km耗油的体积为V=10L=10×10-3m3=10-2m3(1分)

需耗油的质量m=ρV=0.71×103kg/m3×10-2m3=7.1kg(1分)

(2)根据

,变形得W=Pt=60×103W×10×60s=3.6×107J(2分)

(3)小汽车受到的重力G=mg=1500kg×10N/kg=1.5×104N(1分)

在平直公路上小汽车对地面的压力F=G=1.5×104N(1分)

小汽车对地面的压强

(1分)

24.如图16所示,某同学在一薄壁平底玻璃管中装入沙子,管口密封,制成一个“密度计”,用来测量液体密度。

已知,试管和沙子总质量为40g,试管底面积为2.5cm2。

当放入某未知密度的液体中静止时,“密度计”漂浮在液面上,浸入液体中的体积为50cm3。

(提示:

计算中取g=10N/kg)

(1)“密度计”受到的浮力是多大?

(2分)

(2)这种液体的密度是多大?

(2分)

(3)液体对“密度计”底面的压强是多大?

(2分)

.解:

(1)“密度计”的重力G=mg=40×10-3kg×10N/kg=0.4N(1分)

由于“密度计”漂浮在未知液体中,浮力等于重力,所以,“密度计”受到的浮力F浮=G=0.4N(1分)

(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,变形得这种液体密度为

(2分)

(3)方法1:

“密度计”浸入液体中的深度

(1分)

液体对“密度计”底面的压强

P=ρ液gh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.2m=1.6×103Pa(1分)

方法2:

“密度计”漂浮在液面上时,底面受到水的压力等于它的浮力

即,F=F浮=0.4N“密度计”底面受到水的压强为

(2分)

图17

25.如图17所示,质量为8t(含动滑轮等附属设备的质量)的一台起重机正将一箱箱设备吊装到施工台上,其中起重臂下的钢绳是绕在一个动滑轮上的。

已知每箱设备重4000N,施工台距离地面的高度为3m,当起重机沿竖直方向匀速提升一箱设备时,动滑轮上每段钢绳的拉力是2500N。

(忽略钢绳的重力和摩擦)

(1)求动滑轮的机械效率;

(2)起重机工作时汽车轮胎离开地面,若支架与地面接触的总面积为1.2m2,求此时起重机对地面的压强;

(3)起重臂OA长12m,与水平方向夹角为30°(如图17所示),伸缩支撑臂为圆弧状,伸缩时对吊臂的支持力始终与吊臂垂直,作用点为B,且OB=4m,求支撑臂给起重臂的支持力(忽略起重臂自重,cos30°≈0.87);

(4)为了节省时间,加快施工进度,起重机同时将两箱设备以0.2m/s的速度。

匀速提升到施工台。

求这种情况下,动滑轮上钢绳自由端拉力的功率。

解:

(1)动滑轮的机械效率:

×100%=

×100%=

×100%=80%(2分)

(2)重机对地面的压力:

F压=G总=8000×10+4000=84000N

重机对地面的压强:

p=

=7000Pa(2分)

(3)由杠杆的平衡原理可得

支撑臂给起重臂的支持力:

F支=

=13050N(2分)

(4)动滑轮的重力:

G动=2F1-G=2500×2-4000=1000N

动滑轮上钢绳自由端拉力:

F2=

(4000×2+1000)=4500N

钢绳自由端的速度:

V=0.2×2=0.4m/s

钢绳自由端拉力的功率:

p=F2V=4500×0.4=1800W(3分)

26.(10分)图(甲)所示是使用汽车打捞水下重物的示意图,汽车遥过定滑轮牵引水下一

个圆柱形重物,在整个打捞过程中,汽车以恒定的速度V=2m/s向右运动,图(乙)是此过

程中汽车摆动重物的功率P,随时间t的变化图象.设t=0时汽车开始提升重物,忽略水的重力和滑轮的磨擦,g取10N/kg,求:

(1)圆柱型重物的质量?

(2)圆柱型重物的密度?

(3)打捞前,圆柱形重物的上表面所受的水的压力?

(4)从打捞开始到圆柱形重物刚风全部露出水面,汽车共对重物做了多少功?

 

27、质量为89g的铜球浸没在密度为1.2×103kg/m3的盐水中时,弹簧测力计的读数为0.79N(g=10N/kg).求:

(1)铜球受到的浮力是多少?

(2)铜球的体积为多少?

(3)若浸没在密度为0.8×103kg/m3的酒精中称,则弹簧测力计读数为多少?

 

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