力学计算综合专题.docx

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力学计算综合专题

力学综合训练题

1、如图是用滑轮组提起重物的装置示意图；物重为8×104N，滑轮组的机械效率为80％，要把重物匀速提升1m，求：

（1）有用功和总功各是多少?

（2）需用的拉力F为多大?

（3）假若将重物提升1m所用的时间是2s，那么拉力F的功率是多大?

2、斜面长15m的电动传送机把300N的货物送至8m的高处（如下左图所示），若货物在这过程中的s-t图像如下右图所示，求：

（1）货物在0与5s的运动情况如何；

（2）传送带运转时，传送带上货物的速度是多大；

（3）在此过程中，传送机付出的额外功是1600J，则它的机械效率是多少？

3、为缓解城市公交运输压力，我校综合实践活动小组针对我市淮海路交通拥挤现象，设计电力机车专用道。

同学们收集到电力机车和公交汽车在某段运行区间内的相关数据如下：

××型号电力机车

电力机车

功率106W

平均速度

60km／h

牵引力

5×103N

额定载客量80人

××型号公交汽车

燃油热值

4×107J／kg

平均速度

15km／h

牵引力

3000N

额定载客量40人

（1）甲、乙两车站相距2.1km，电力机车运行需要多长时间？

消耗多少电能？

（2）公交汽车每千米消耗燃油0.4kg，行驶2.1km路程所消耗的燃油完全燃烧放出多少热量？

公交汽车的效率是多少？

（3）根据题中获得的信息，从物理学角度谈一谈电力机车作为交通工具的优点。

（写出一条即可）

4、如图23甲所示，某工人用滑轮组从水深为H=5m的井底匀速提起高为2m，底面积为0.02m2的实心圆柱体M（圆柱体底部与井底不密合），该物体的密度为2.5×103kg/m3，如果动滑轮挂钩用钢丝绳与物体相连，绕在滑轮上的绳子能承受的最大的拉力F=500N。

当工人作用在绳端竖直向下的拉力为F1时，实心圆柱体受到井底的支持力为N；从实心圆柱体刚刚离开井底到刚好要露出水面前始终以某一速度匀速上升时，工人作用在绳端竖直

向下的拉力为F2，工人做功与时间的图像如图23乙所示。

已知：

F1׃F2=2׃5。

不计摩擦和绳重及水的阻力，g=10N/kg。

求：

（1）当实心圆柱体在水中匀速上升时（未露出水面）所受的浮力；

（2）当作用在绳端的拉力为F1时，实心圆柱体受到井底的支持力N；

（3）实心圆柱体上表面刚刚露出水面后继续上升，当绳子刚好能被拉断时，实心圆柱体 M所受的拉力F0。

5、如图l3所示，是某型号自动冲刷厕所所用水箱的内部原理图.图中A是水箱，壁厚不计.浮筒B是一个质量为m=0.2kg的空心圆柱体，其底面积为SB=80cm3.放水阀门C是一个质量可忽略的圆柱体，厚度不计.放水阀门C能将排水管口恰好盖严，阀门上固定一根轻绳与浮筒相连，绳的长度为L=10cm,g=10N/kg,ρ水=1.0×103千克／米3，当水箱中水的深度为H=16.5cm时，放水阀门尚未打开，求:

（1）此时浮筒B所受的浮力大小;   

（2）此时浮筒B受到绳子的拉力大小.

6、工人用如图22所示的机械提升水中实心物体A和B，物体A、B密度均为7×103kg/m3，物体A的质量是70kg，物体B的体积为物体A的2倍。

杠杆COD可以在

竖直平面内自由转动，OC∶OD＝3∶2。

工人的质量是70kg，当物体A在水中被匀速提升时，天花板受到向下的拉力为F1，地面对工人的支持力为N1；当物体B在水中被匀速提升时，天花板受到向下的拉力为F2；F1:

F2=3:

5。

不计绳

重、滑轮与轴的摩擦、杠杆的重力以及水的阻力，每个滑轮的质量均相等。

（g取10N/kg）求：

（1）当物体B在水中被匀速提升时，物体B受到的浮力；

（2）当物体A在水中被匀速提升时，地面对工人的支持力

N1；（3）当物体B在水中被匀速提升时，滑轮组的机械效率。

7、如图19甲所示是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。

A是动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机，D是油缸，E是柱塞。

通过卷扬机转动使钢丝绳带动A上升，被打捞重物的体积是V＝0.6m3。

若在打捞前起重机对地面的压强p0＝1.9×107Pa，当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强比打捞前增大了0.6×107Pa，重物完全出水后匀速上升时起重机对地面的压强比打捞前增大了0.8×107Pa。

假设起重时E沿竖直方向，重物出水前、后E对吊臂的支撑力N1与N2之比为10∶13，重物出水前卷扬机牵引力做的功随时间变化的图象如图19乙所示。

吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计。

（g取10N/kg）求：

（1）被打捞物体的重力；

（2）重物出水前滑轮组的机械效率；

（3）重

物出水前匀速上升的速度。

8、如图所示，质量为0.5千克，高为0.4米，底面积为0.01米2的两个完全相同的薄壁柱形容器甲、乙放于水平桌面上，甲中盛有深度为0.2米的水，乙中盛有深度为0.15米，密度为1.8×103千克/米3的某种液体，求：

（1）甲容器中水的质量。

（2）甲容器对水平桌面的压强。

（3）现在要使容器底部受到液体的压强相等，小明采用了正确的方法，在一个容器中倒入与原容器相同的液体，在另一容器中倒出液体，并且倒入和倒出液体的高度相同，请你判断小明在容器甲中             液体（选填“倒入”或“倒出”）。

求：

倒入或倒出的高度。

9、有一种测量手压力大小的电子称，其原理如图甲所示，它主要由手压板、杠杆OAB，压力传感

器R（电阻值随所受压力的大小发生变化的变阻器）和显示压力大小的仪器A（实质是电流表）

构成，其中OA∶OB=1∶2，且已知压力传感器R的电阻与它所受的压力F的关系如图乙所示。

电

源电压为6V且保持不变。

手压板和杠杆的质量不计。

求：

（1）若某同学对手压板的压力为400N时，压力传感器上受的压力多大？

此时电流表的示数多大？

（2）若压力传感器R表面能承受的最大

压强为4×106pa，压力杆与压力传感器

之间的接触面积是3cm2，则压力传感器

R表面能承受最大压力为多大？

（3）该电子称的测量范围是多少？

10、一艘打捞船正在打捞一个沉入海底的实心物体。

打捞船将物体以0.5m/s的速度向上匀速提起，

从开始打捞到全部出水，钢缆提升物体的功率P随

时间t变化的图象如图所示，第80s时物体全部出

水，海水的密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg，求：

（1）物体上表面刚好到达水面时，钢缆所做的功；

（2）开始打捞时物体上表面受到水的压强；

（3）被打捞的物体的密度。

11、如图所示，重为3.2×104N的卡车，经过一段水平路面，再以9.6×104W的功率沿与水平地面成30°角的斜坡匀速向上爬行．已知车轮与地面接触的总面积为0.5m2，斜坡的机械效率为80%。

求卡车：

（1）对水平路面的压强；

（2）爬坡时的牵引力；（3）爬坡时的速度．

12、体积为1.0×10-3m3的正方体木块，投入如图所示装有水的容器中，静止后露出水面的

高度为5×10-2m，容器的底

面积为0.04m2（g取10N/kg）。

求：

（1）木块受到的浮力

（2）投入木块后，容器底增加的压强

（3）若将此木块投入某液体中，露出液面高度为4cm，求这种液体的密度

13、如图是我国第一台自行设计、自主集成研制的“蛟龙号”载人潜水器，2010年8月26日“蛟龙号”已完成下潜3759米得深海潜试，这标志着中国已

成为世界上第五个掌握3500米以上大深度载人深潜技术

的国家。

据悉，“蛟龙号”的技术改进及5000—7000米深海潜试课题实施方案一通过专家论证，不久，“蛟龙号”将挑战目前世界载人深潜新记录。

①已知“蛟龙号”下潜到3759米得海底用时月102分钟，求“蛟龙号”下潜的平均速度约为多少米／分钟？

（保留整数）

若“蛟龙号”到达7000米深的海底世界时，海水对“蛟龙号”外壳的压强约为多大？

如果潜水器的一个观测孔的面积约为300cm2，则海水对该观测孔的压力约为多大？

（海水密度近为1.0×103kg／m3,g=10N／kg，下同）

③若正在水下匀速下潜的

“蛟龙号”潜水器的总质量为22吨，请你有此估算潜水器

的体积约为多大？

④在需要紧急上浮时，潜水器可以抛掉随身携带的压载铁。

试分析匀速下潜的“蛟龙号”潜水器抛掉压载铁后在水中的一定情况

14、如图所示，将质量为0.6kg，边长为0.1m的正方体木块放在水平桌面上，其底面积为200cm2，内有25cm高的水的圆柱形容器中。

（g=10N/kg，ρ水=1×103kg/m3）求：

（1）木块的密度是多少？

（2）未放木块时，水对容器底的压强是多大？

（3）容器对桌面的压强放木块后增加了多少？

（4）要使木块刚好浸没在水中，至少要在木块上放多少千克的钩码？

15、图13是某公共厕所的自动冲水装置。

浮筒A是边长为20cm的正方体，盖片B的质量为lkg，表面积为80cm2，厚度不计。

连接AB的是长为30cm，体积和质量都不计的硬杆。

当供水管流进水箱的水刚好浸没浮筒A时，水对盖片B的压力是40N，盖片B被拉开，水通过排水管流出冲洗厕所（g取10N/kg）。

浮筒A的质量是多少？

16、如图3—5所示，长1m、重为1.5N的均匀木板放在水平桌面上，木板左端离桌边沿4dm处上方挂一捕鼠诱饵，若一只重为0.5N的老鼠想偷吃食物，沿木板向左端爬去，根据杠杆的平衡条件可，当老鼠爬过桌边沿多少分米时，木板会失去平衡，而使它落入桌子下面的水桶中？

17、2010年3月，大型国宝珍品——秦始皇兵马俑在福建省博物馆展出。

小红参观时发现，秦俑脚下都踏踩着一块正方形或长方形的踏板，如图8所示。

为了弄清这种制作的好处，她收集了一尊站立姿态兵马俑的有关数据：

体重（含踏板）1600N，踏板面积1.6×10-2m2。

问：

（1）这尊兵马俑（含踏板）的质量是多少?

（g取10N／Kg）（2分）

（2）这尊兵马俑竖放在水平地面上时，对地面的压强是多大?

（2分）     

（3）踏板面积比双脚面积大，这样制作有什么好处?

请简要说明理由。

18、小明跟爸爸去鱼塘钓鱼，爸爸告诉小明：

当钓到大鱼时，不要立即把鱼拉出水面，要握着鱼杆不动，与鱼“相持”一段时间后，再把鱼拉出水面。

试求：

（1）若小明爸爸的质量为60kg，一只脚的底面积为120cm2。

当他站在旁边观看小明钓鱼时，对地面的压强为多少？

（2）鱼主要是通过“鱼鳔”来改变自身体积实现上浮和下沉的。

若一条鱼

的质量为4kg，当它自由悬浮在水中时，鱼的体积为多少？

（3）小明钓到一条大鱼时，在与鱼

“相持”的某段时间内，

鱼杆静止不动，如图18所示。

小明左手的拉力F1=200N，力臂l1=0.4m，l2=4m。

此时钓鱼线对鱼杆的拉力F2为多少（鱼杆所受重力不计）？

19、“中国的三一，世界的三一”，三一重工集团自主创新研制的长臂泵车创造了多项吉尼斯记录。

3月20日为支援福岛核电站，三一重工集团将62米泵车通过海路运往日本。

该泵车部分技术参数如下

 表所示：

（忽略一切摩擦，                  ）

（1）海上运输船运载泵车前后，排开海水的体积变化了多少?

（ρ海水=1.0×103kg/m3）

（2）在水平地面上，泵车开始工作时，在液压顶的作用下缓慢伸展开多节长臂，使之由水平位置升起到与水平方向成30°夹角，历时l分40秒，此时液压顶恰好与完全伸直的长臂垂直。

长臂展开后简化成粗细均匀的杠杆模型，0A为长臂全长的l/l0，如图所示。

求此时液压顶对长臂的作用力F的大小?

（3）在此过程中，液压顶对长臂做功的功率为多少?

名称

 SYxTHB62米泵车

泵车全长

   15.98m

泵车总质量

   51t

长臂总质量

   8t

长臂伸直全长

   62m