2024北师大版物理八年级下学期--专项素养综合全练（六）力学综合计算类问题（有详解）

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专项素养综合全练（六）
力学综合计算类问题
1.（2023海南海口华南实验学校月考）小慧的爸爸驾驶一辆东风牌的厢式货车,为社区运送物资,当该车满载货物时总质量为4×103 kg,该车在平直公路上由东向西行驶,汽车的牵引力为5×103 N,在此过程中汽车受到的阻力为汽车总重力的0.1倍。（g=10 N/kg）求:
（1）该车满载货物时受到的重力;
（2）该车行驶过程中受到的阻力;
（3）汽车沿水平方向行驶时受到的合力和方向。
2.【新素材·现代科技】（2022广西河池中考）2022年4月16日,神舟十三号返回舱顺利返回,17年来第一次实现返回舱直立着陆（如图）。已知返回舱的总质量约为3×103 kg,返回舱着陆后与水平地面的接触面积约为3 m2。（g取10 N/kg）求:
（1）返回舱对水平地面的压力;
（2）返回舱对水平地面的压强。
3.（2023北京大学附中模拟）质量为1 kg的平底空水桶,水桶的底面积为600 cm2。水桶内装有30 cm深的水,放在水平地面上,如图甲所示,水对水桶底的压强比水桶对地面的压强小1 000 Pa。当质量为60 kg的小明用竖直向上的力F提水桶,但没有提起来时,如图乙所示,水桶对地面的压强为1 500 Pa,人与地面的接触面积为500 cm2。（g取10 N/kg）求:
（1）水对水桶底的压强是多少
（2）桶内水的质量为多少
（3）F的大小为多少
（4）人对地面的压强为多少
4.（2023辽宁大连月考）重力为1 680 N的建筑材料,放在工地的水平地面上,与地面的接触面积为0.4 m2。用如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升了3 m,滑轮组的机械效率是84%。求:
（1）建筑材料放在地面上时,对地面的压强;
（2）滑轮组做的有用功;
（3）电动机对钢丝绳的拉力F。
5.（2021湖北恩施州中考）如图所示,柱状容器下方装有一阀门,容器底面积为S=200 cm2,另有一边长为L1=10 cm的正方体木块,表面涂有很薄的一层蜡,防止木块吸水（蜡的质量可忽略）,现将木块用细绳固定在容器底部,再往容器内倒入一定量的水,使木块上表面刚好与水面相平,绳长L2=20 cm,木块的密度为ρ木=0.6×103 kg/m3,水的密度为ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
（1）图中水对容器底的压强;
（2）若从阀门放出m1=300 g的水后,木块受到的浮力有多大;
（3）若从阀门继续放出m2=200 g的水后,细绳的拉力有多大。
答案全解全析
1.解析　（1）车满载货物时受到的重力:G=mg=4×103 kg×10 N/kg=4×104 N。（2）车行驶过程中受到的阻力:f=0.1G=0.1×4×104 N=4×103 N。（3）汽车在平直公路上行驶时，汽车竖直方向上受到的重力和地面对汽车的支持力是一对平衡力，在水平方向上，汽车受到牵引力和阻力的作用，所以汽车受到的合力:F合=F-f=5×103 N-4×103 N=1×103 N，方向是由东向西。
2.解析　（1）返回舱对水平地面的压力等于自身的重力，即F=G=mg=3×103 kg×10 N/kg=3×104 N。
（2）返回舱对水平地面的压强p==1×104 Pa。
3.解析　（1）水桶内水深h=30 cm=0.3 m，水对桶底的压强:p=ρgh=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.3 m=3 000 Pa。（2）由题知，水对水桶底的压强比水桶对地面的压强小1 000 Pa，水桶对地面的压强:p'=3 000 Pa+1 000 Pa=4 000 Pa，由p=可得，地面受到水桶的压力:F'=p'S=4 000 Pa×600×10-4 m2=240 N，水和水桶的总重力:G总=F'=240 N，水桶的重力:G桶=m桶g=1 kg×10 N/kg=10 N，桶内水的重力:G水=G总-G桶=240 N-10 N=230 N，桶内水的质量:m水==23 kg。（3）当小明用竖直向上的力F提水桶时，水桶对地面的压强为p″=1 500 Pa，则此时桶对地面的压力:F″=p″S=1 500 Pa×600×10-4 m2=90 N，而桶对地面的压力等于总重力减去拉力，所以此时拉力:F=G总-F″=240 N-90 N=150 N。（4）小明对水桶施加一个向上的拉力，根据力的作用是相互的，可得小明对地面的总压力:F总=F+G小明=F+m'g=150 N+60 kg×10 N/kg=750 N，人与地面的接触面积为500 cm2，人对地面的压强:p人==1.5×104 Pa。
4.解析　（1）由题意得，建筑材料放在地面上时，对地面的压力F=G=1 680 N，建筑材料放在地面上时，对地面的压强:p==4 200 Pa。（2）滑轮组做的有用功为克服建筑材料重力所做的功，W有=Gh=1 680 N×3 m=5 040 J。（3）由η=得，W总==6 000 J，由图可知，滑轮组钢丝绳的有效股数n=2，钢丝绳端通过的距离s=nh=2×3 m=6 m，电动机对钢丝绳的拉力:F==1 000 N。
5.解析　（1）由题意可知，图中水的深度h水=L1+L2=10 cm+20 cm=30 cm=0.3 m，水对容器底的压强p=ρ水gh水=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.3 m=3×103 Pa。
（2）由ρ=、G=mg和V=L3可得，木块受到的重力G木=m木g=ρ木gV木=ρ木g，设从阀门放出质量为m的水，木块恰好漂浮，细绳处于松弛状态，此时木块受到的浮力F浮=G木，由F浮=ρ水gV排=ρ水gh浸可得，ρ木gh浸，解得h浸=×0.1 m=0.06 m=6 cm，此时放出水的体积V=（S-）（L1-h浸）=[200 cm2-（10 cm）2]×（10 cm-6 cm）=400 cm3，此时放出水的质量m=ρ水V=1.0 g/cm3×400 cm3=400 g，若从阀门放出m1=300 g的水，由m1（3）若从阀门继续放出m2=200 g的水，由m1+m2=300 g+200 g=500 g>400 g可知，木块早已处于漂浮状态，细绳处于松弛状态，所以细绳的拉力为0。
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