力学计算题 2023-2024学年九年级物理寒假 培优作业（含答案）

力学计算题 2023-2024学年九年级物理寒假 培优作业
一、计算题
1．质量相等的甲、乙两实心球，密度之比为ρ甲∶ρ乙=3∶2，将它们都放入水中，静止时两球所受浮力之比F甲∶F乙=8∶9，求乙的密度。
2．一款无人驾驶汽车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离时，消耗汽油2kg。汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，［汽油的热值为4.5×107J/kg，］求：
（1）汽油完全燃烧放出的热量是多少？
（2）假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出热量的42%，一个标准大气压下，这些废气的能量全部被初温20℃，质量100kg的水吸收，水升高的温度是多少？
（3）如果汽油机的效率不变，汽车匀速运动时的受到阻力为1000N，消耗2kg汽油汽车通过的路程是多少？
3．如图所示，将一个重为4N、底面积为50cm2的薄壁平底容器放置于水平桌面上，容器内装有质量为1.2kg的酒精，测得容器中酒精深度为15cm，酒精的密度为0.8×103kg/m3，求：
（1）容器对桌面的压强；
（2）容器底受到酒精的压强；
（3）容器中酒精对容器底的压力大小。
4．如图所示，两根完全相同的轻细弹簧，原长均为L0=20cm，甲图中长方体木块被弹簧拉着浸没在水中，乙图中长方体石块被弹簧拉着浸没在水中．木块和石块体积相同，木块和石块静止时两弹簧长度均为L=30cm．已知，木块重力G木=10N，水和木块密度关系ρ水=2ρ木，ρ水=1×103kg/m3（忽略弹簧所受浮力）．
①求甲图中木块所受浮力；
②若弹簧的弹力满足规律：F=k（L﹣L0），求k值（包括数值和单位）；
③求石块的密度.
5．如图所示，现有一水缸，底面积大约为0.2m2，装有200kg的水，水深为0.8m，则：
（1）水对水缸底部的压强是多少　 　？
（2）将重为10N的实心物体浸没在水缸内称其重力，弹簧测力计的示数为6N，求该物体的密度　 　。(g取10N/kg)
6．如图所示，放在水平地面上的两个实心长方体A、B，已知A的质量为6kg，A与地面的接触面积为0.04m2；B与A对地面的压强相等，B与地面的接触面积为0.02m2。求：
（1）A对水平地面的压力和压强；
（2）B的重力。
7．小明制作了一个可以测量物体质量的“漂浮秤”，如图。“漂浮秤”由剪掉瓶底的空饮料瓶和金属螺母组成，其质量为100g。饮料瓶瓶身为柱状体，横截面积为50cm2。将其倒置在圆柱形水档里，此时水面所对位置为零刻度线。求：（g取10N/kg）
（1）“漂浮秤”排开水的体积；
（2）水档底面积为200cm2，原有水深10cm，“漂浮秤”放入后，静止时水槽底部受到水的压强的变化量；
（3）瓶身每隔2mm画一刻度线，计算该“漂浮秤”的分度值。
8．如图所示，水平地面上有一底面积为2×10-2m2的圆柱形容器（容器质量忽略不计），容器中水的质量为7kg，一个边长为10cm的正方体木块通过一根细线与容器底部相连，细线受到的拉力为4N。求：
（1）木块此时受到的浮力大小；
（2）木块的重力；
（3）容器对水平地面的压强。
9．如图所示，细线下吊着一个质量为0.27kg的实心铝块，浸没在水中，已知p铝=2.7×103kg/m3，g取10N/kg。求：
（1）铝块受到的浮力；
（2）细线对铝块的拉力。
10．李明同学在网上买了一把平底茶壶如图所示，李明通过测量此平底茶壶的质量是400g，底面积是，将放置在面积为的水平桌面中央，内盛0.6kg的开水时，茶壶中开水的深度为14cm。试求：（，）
（1）水对茶壶底部的压强和压力；
（2）茶壶对桌面的压强和压力（茶壶的厚度不计）。
11．如图示，水平桌面上有装有一定量水的圆柱形容器，现将一体积为 的物块放入容器中，物块漂浮在水面上，浸入水中的体积为 ， 求：
（1）物块受到的浮力？
（2）物块的质量？
（3）如图乙所示，用力F缓慢向下压物块，使其恰好完全浸没在水中，此时物块受到浮力多大？压力F为多大？
12．体积为2×10﹣4米3的小球浸没在水中，求小球受到的浮力F浮．
13．一只重2N，底面积为0.02m2的平底薄壁容器放在面积为0.8m2的水平桌面中央，容器内所盛的水重12N，容器高为15cm，容器中水深为12cm．求：
（1）容器底受到水的压强；
（2）容器底受到水的压力；
（3）桌面受到盛水容器的压强
14． 如图所示，我国自主研发的全球最大水陆两栖飞机在漳河机场成功实现首飞。某次试飞时，飞机蓄满水后总质量为，静止在陆地水平跑道上，对跑道的压强为。若飞机蓄满水后在水面上以的速度沿直线匀速滑行时，发动机牵引力的功率始终保持不变取。求：
（1）飞机蓄满水静止在水平跑道上，与跑道的接触面积；
（2）飞机蓄满水在水面上静止时排开水的体积；
（3）飞机蓄满水在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的阻力。
15．如图所示，一个底面积为2m2的圆柱状容器，装有适量的水，现在将一个体积为5m3的质量分布均匀的长方体物体A放入其中，最终物体漂浮于水面上，此时水深为10m。现截走液面以上部分的体积的一半，待剩余部分再次静止后水深9.7m（ 水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）。则求：
（1）截走之前水对容器底部产生的压强是多少？
（2）截走部分的重力是多少？
（3）物体A的密度为多少？
16．如图甲是西南大学校内的一座塑像，其基座结构类似于图乙和丙的模型。若A、B是质量分布均匀的正方体物块，其边长分别是20 cm、30 cm，密度之比ρA：ρB=3:1。将A放在水平地面上，B放在A的上面，A对水平地面的压强为5100 Pa(如图乙)。
求：
（1）图乙中，物块A对地面的压力；
（2）物块A的密度；
（3）若将物块B放在水平地面上，A放在B的上面(如图丙)，要使B对地面的压强为2 800 Pa，应将物块B沿竖直方向切去几分之几。
17．如图所示，足够高的圆柱形容器A和均匀柱体B置于水平地面上，A的底面积为5×10﹣2米2，盛有体积为6×10﹣3米3的水，B受到的重力为39.2牛，B的底面积为4×10﹣2米2。
（1）求A中水的质量m水。
（2）求B对水平地面的压强pB。
（3）如果沿水平方向在圆柱体B上方截去一定的厚度，并将其按右图所示用绳子拉着浸没在容器中。此时水对A容器底部的压强变化量等于B对水平地面的压强变化量，求B的密度ρB及绳子最大的拉力F。
18．某同学想测量一种液体的密度。他将适量的待测液体加入到圆柱形平底玻璃容器里，然后一起缓慢放入盛有水的水槽中。当容器下表面所处的深度h1= 10cm时，容器处于直立漂浮状态，如图a所示。（已知容器的底面积S=25cm2 ，ρ水=1.0×103kg/m2，g取10N/kg）
（1）求水对容器下表面的压强；
（2）求容器受到的浮力；
（3）从容器中取出100cm3的液体后，当容器下表面所处的深度h2=6.8cm时，容器又处于直立漂浮状态，如图b所示。求液体的密度。
19．如图甲所示是建造长江大桥时，使用起吊装置（图中未画出）的钢缆绳拉着实心圆柱体构件A，从距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降的示意图，在下降到江底之前，A始终保持0.1m/s的速度不变。图乙是A下降到江底之前钢缆绳对A的拉力F的随时间t变化的图象。（取江水的密度为ρ＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：
（1）下降到江底之前的过程中圆柱体A重力做的功；
（2）圆柱体A的密度；
（3）当圆柱体A下降到江底（江底视为水平），卸下钢缆绳后，圆柱体A对江底的压强。
20．如图所示，工人用150N的拉力，在10s内将重为210N的物体匀速提升了2m。求：
（1）该过程中，工人拉力做功的功率；
（2）滑轮组的机械效率。
21．已知物体的重力势能表达式为Ep＝mgh，动能表达式为Ek＝mv2；其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg。如图所示，高为h的光滑斜面固定在水平地面上，一质量为m的小物块，从斜面顶端A由静止开始下滑，不计空气阻力，物块从顶端开始下滑到落地的瞬间，设整个过程中机械能守恒（即机械能保持不变）。
（1）证明：小物块从斜面顶端A由静止下滑到底端B时的速度v＝；
（2）将一质量为0.6kg的小物体从距离地面4m高度的斜面顶端A点沿斜面以1m/s的初速度出发，求其到斜面底端B时的速度。
22．一位设计师设计了一种“重力灯”。无论你在地球哪一个角落，无论当地的天气如何，它都可以实现照明。如图甲是这种“重力灯”的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴转动时，小灯泡就可以发光。重复以上操作，可以实现长时间照明。现挂上一个质量为25kg的重物，该重物恰好可以缓慢匀速下落。在重物下落高度为2.4m的过程中，就可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光4min。（g取10N/kg）
（1）甲图虚线框内一定有　 　，它的工作原理是　 　；
（2）求重物下落时，重力做功的功率；
（3）求重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率；
（4）取下灯泡，将甲图装置的两个输出端接入乙图中的a、b两个接线柱进行实验（设该装置在短时间实验过程中可以稳定输出3.6V电压）；R0为标有“5Ω 0.3A”的定值电阻，滑动变阻器R1标有“50Ω 1A”，电流表选择量程为0~0.6A，电压表选择量程为0~3V；为了保证电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值变化范围。
23．一辆重型卡车匀速行驶时发动机的功率为2×105W，速度20m/s，汽车行驶7200s，求：
（1）发动机所做的功是多少？
（2）卡车的牵引力是多少？
24．如图所示的水陆两栖坦克，它既可像普通坦克一样在陆地上高速行驶，又能像船一样在水中航行。若该坦克的质量为22t，配备的发动机以最大功率为6.3×10W工作，若此时受到的阻力为8.4×10N，则：
（1）在水中匀速航行时，最大速度为多少m/s？
（2）此状态下5min发动机做多少功？
25．如图所示的滑轮组在拉力 的作用下，将质量 . 的物体匀速提升 ，所用时间 ，已知动滑轮重 ，钙滑轮组的机械效率是 ，求此过程中（ ）．
（1）对物体所做的有用功．
（2）拉力所做的总功．
（3）拉力的大小．
（4）拉力做功的功率．
26．某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30cm2，气缸容积为150mL；满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800r，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），若1min消耗汽油10g，汽油的热值为4.6×107J/kg，求：
（1）一个做功冲程中燃气对活塞做的功；
（2）该汽油机的效率。
27．如图甲所示，是一辆太阳能玩具车，在阳光的照射下，小车从静止开始沿直线运动，运动过程中速度v与时间t的关系如图乙所示，设运动过程中玩具车的功率始终不变，受到的阻力恒为3N。已知小车上太阳能电池板的面积为5cm2，辐射功率P（1s内1m2面积上接收到的太阳能）为6×104J/（m2 s），求：
（1）太阳能玩具车运动的功率；
（2）在0~5s时间内，太阳能玩具车做的功；
（3）太阳能玩具车太阳能转化机械能的效率？
28．重104N的汽车在水平路面匀速运动，汽车牵引力功率9.2kW，其汽油发动机效率为20%（汽油热值是4.6×107J/kg）：
（1）以点代车，画出汽车匀速运动过程中水平方向受力示意图；
（2）若汽车与地面的接触面积为0.04m2，小轿车对地面多大压强？
（3）求汽车运动100s内，发动机消耗多少汽油质量？
29．如图所示是一款新型的负压救护车。该车由于配置了负压装置，使得负压舱内气压小于外界气压，将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理，从而有效避免了病毒的传播。在抗击新冠肺炎疫情期间发挥了重要作用。已知某次转运病人时，救护车以90kW的恒定功率在平直公路上匀速行驶54km，用时30min。请解答下列问题：
（1）救护车匀速行驶54km动力做的功。
（2）救护车行驶过程所受的阻力。
（3）若救护车行驶54km消耗汽油5L，汽油密度约为0.8×103kg/m3，热值为4.4×107J/kg，求救护车发动机的效率。（结果保留整数）
30．某工人站在水平地面上用如图所示的滑轮组提起重700N重物A，竖直向下拉动绳子自由端施加的拉力大小为500N，5s内使物体匀速上升1m，已知该工人重600N，若不计绳重和摩擦，绳子能够承受的最大拉力足够大。求：
（1）动滑轮的重力；
（2）绳子自由端拉力F的功率；
（3）该滑轮组的机械效率；
（4）该工人利用该滑轮组能够匀速提升物体的最大重力。
31．“玉兔号”是中国首辆月球车，2013年12月2日中国在西昌卫星发射中心成功将嫦娥三号探测器送入轨道，质量是140千克“玉兔号”巡视器顺利驶抵月球表面，物体在月球上也会受到重力（月球重力），大小相当于地球上重力的，登月前，在水平地面上进行了测试。已知月球车在匀速直线行驶的过程中，受到地面的摩擦阻力为车重的0.2倍。求：（g取10N/kg，结果保留整数）
（1）在月球上“玉兔号”月球车受到的重力是多少？
（2）在地球上测试时“玉兔号”月球车受到的牵引力是多大？
32．已知物体的重力势能表达式为Ep=mgh，动能的表达式为Ek= mv2，其中m为质量，h为物体距水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg。如图所示，距沙坑高h=7m处，以v0=10m/s的初速度竖直向上抛出一个质量为0.5kg的物体，不计空气阻力，物体从被抛出到落地前的瞬间，整个过程机械能守恒。求：
（1）物体被抛出时的重力势能Ep和动能Ek；
（2）物体上升到最高点时离抛出点的高度H；
33．在体育运动竞赛中，帆板是帆船运动中一个级别的比赛，是一项新兴的体育运动，可实际上是一个独立的体育项目。如图所示，某种帆板由板体、帆杆、面积为6m2的三角帆和带有万向节的桅杆组成，没有舵和坐舱，全部质量仅为20kg，依靠风力在湖面上行驶。g取10N／kg， 水=1.0x103kg／m3，求：
（1）体重为50kg的运动员登上帆板时，帆板排开水的体积是多少
（2）查相关资料可知．当湖面风速为8m／s时，风压为40Pa，此时风对三角帆的最大推力是多大
（3）如表给出了在不同风速下，风能强度P风(即每秒时间内，在帆面上获得的能量)．经测算，当风速为10m／s时，帆板受到风的推力是280N，并且以6m／s的速度在湖面上匀速行驶，求帆板的风能利用率．
平均风速(m/s) 5 10 15 20 25 30
风能强度P风(x102J／s) 24 48 72 84 120 144
答案解析部分
1．【答案】解：由密度公式可知，物体体积，已知m甲︰m乙=1︰1
ρ甲︰ρ乙=3︰2
所以，两球的体积之比V甲︰V乙=2︰3
若两球在水中都漂浮，则F甲︰F乙=G甲︰G乙=m甲︰m乙=1︰1
与实际不符；若两球在水中都全部浸没，就有F甲︰F乙=ρ水gV甲︰ρ水gV乙=V甲︰V乙=2︰3
与实际不符；这样只能是一个漂浮、一个浸没，由于甲的密度比乙的密度大，所以甲球下沉，乙球漂浮，漂浮时浮力等于重力，则有F甲︰F乙=ρ水V甲排g︰ρ水V乙排g=ρ水V甲g︰ρ乙V乙g=ρ水V甲︰ρ乙V乙=8︰9
所以
答：乙的密度约为0.75×103kg/m3。
【解析】【分析】根据题意推出两个小球体积之比，放入水中后，分析两小球在水中的状态，有三种可能：（1）都漂浮，浮力等于重力，与题意不符；（2）都全部浸没，根据阿基米德原理可知不符合题意；（3）根据以上推测，两小球只能是一个漂浮一个完全浸没，根据两球密度关系，具体判断小球的状态，再根据浮力之比列出等式，注意乙所受浮力等于乙的重力。
2．【答案】（1）解：2kg汽油完全燃烧放出的热量为
答：汽油完全燃烧放出的热量是；
（2）解：由题可知废气的能量为
即水吸收的热量为
由可知水升高的温度为
标准大气压下水的沸点为100℃，而90℃+20℃>100℃
因此水实际升高的温度为
答：水升高的温度是80℃；
（3）解：已知汽油机的效率为 ，
由可得汽车做的有用功为
汽车匀速运动时的受到阻力为f=1000N，
由二力平衡的条件可知汽车的牵引力为
根据W=Fs可知汽车通过的路程为
答：消耗2kg汽油汽车通过的路程是2.7×104m。
【解析】【分析】（1）根据燃料的质量和热值的乘积，计算热量；
（2）根据总热和热效率，计算物体吸热多少，结合物体的比热容和质量，计算温度差；根据液体的沸点判断实际温度差的大小；
（3）利用热机效率和总热，计算热机做的有用功，根据功和力的比值， 计算距离。
3．【答案】（1）解：由题意可知，容器对桌面的压力等于容器和酒精的重力之和，即F压=G总=G容+G酒精=G容+m酒精g=4N+1.2kg×10N/kg=16N
故由可得，容器对桌面的压强为
答：容器对桌面的压强为3.2×103Pa
（2）解：由p=ρgh可得，容器底受到酒精的压强为
答：容器底受到酒精的压强为1.2×103Pa；
（3）解：由可得，容器中酒精对容器底的压力为
答：容器中酒精对容器底的压力大小为6N。
【解析】【分析】（1）根据物体的质量计算重力；利用压力和受力面积的比值计算压强；
（2）根据液体密度和深度，可以计算压强大小；
（3）根据压强和受力面积的乘积计算压力大小。
4．【答案】解：①由题知，ρ水=2ρ木
根据G=mg和ρ= 可得，木块的重力G木=ρ木V木g
木块完全浸没在水中，排开水的体积等于其自身体积，
则木块受到的浮力：F浮=ρ水gV木
可得，F浮=2G木=2×10N=20N；
②对甲图中的木块进行受力分析可知，木块在重力、浮力和弹力的作用下静止，处于平衡状态，有：F弹+G木=F浮，
则F弹=F浮﹣G木=20N﹣10N=10N，
F弹=k（L﹣L0）可得，10N=k（30cm﹣20cm），
解得，k=1N/cm；
③对乙图中的石块进行受力分析可知，石块在重力、浮力和弹力的作用下静止，处于平衡状态，有：F弹+ =G石，
因为木块和石块体积相同，均浸没在水中，排开水的体积相等，
所以，铁块受到的浮力等于木块受到的浮力，即 =F浮=20N，
则G石=F弹+ =10N+20N=30N，
因为G石=ρ石V石g
=ρ水gV石，则V石=
ρ石=1.5ρ水=1.5×1×103kg/m3=1.5×103kg/m3．
答：①甲图中木块所受浮力为20N；②若弹簧的弹力满足规律：F=k（L﹣L0），k值为1N/cm；③石块的密度为1.5×103kg/m3．
【解析】【分析】①根据G=mg和ρ= 列出木块的重力表达式，根据阿基米德原理列出木块受到的浮力的表达式，又知ρ水=2ρ木，联立三式求解甲图中木块所受浮力；②对甲图中的木块进行受力分析，根据力的平衡求得弹力大小，然后根据F=k（L﹣L0）计算k的值；③对乙图中的石块进行受力分析，根据力的平衡求得石块重力的大小，然后根据G=mg和ρ= 列出石块的重力表达式，根据阿基米德原理列出石块受到的浮力的表达式，联立求解石块的密度．
此题考查浮力和密度的计算，涉及到重力、密度公式的应用，阿基米德原理，对物体进行受力分析，以及力的合成与应用，是一道力学综合题，关键有二：一是各种公式及其变形的灵活运用；二是根据阿基米德原理得出木块和石块所受浮力相等，难度较大．
5．【答案】（1）8000Pa
（2）2.5×103kg/m3
【解析】【解答】解：（1）水对缸底部产生的压强：p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.8m=8000Pa
（2）物体受到的浮力：F浮=G F′=10N 6N=4N
物体完全浸没，根据F浮=ρgV排可得，物体的体积：V=V排===4×10 4m3
物体的质量：m===1kg
物体的密度：ρ===2.5×103kg/m3
答：（1）水对水缸底部的压强是8000Pa；（2）该物体的密度是2.5×103kg/m3。
【分析】（1）根据液体密度和额深度，可以计算液体压强大小；
（2）根据物体的重力和受到的拉力计算浮力；根据浮力和液体密度，可以计算排开液体的体积；结合重力计算质量，根据质量和体积的比值， 计算密度。
6．【答案】（1）解：A对水平地面的压力
A对水平地面的压强
答：A对水平地面的压力和压强分别为60N、1500Pa；
（2）解：B与A对地面的压强相等，为
根据可知B对地面的压力
B的重力
答：B的重力为30N。
【解析】【分析】（1）利用F=GA=mAg得出A对水平地面的压力，利用p=得出A对水平地面的压强。
（2）B与A对地面的压强相等，根据p=可知B对地面的压力F′，利用GB=F′得出B的重力。
7．【答案】（1）解：“漂浮秤”的质量为m=100g=0.1kg
“漂浮秤”的重力为G=mg=0.1kg×10N/kg=1N
因为“漂浮秤”漂浮在水面上，所以浮力大小为F浮=G=1N
由阿基米德原理知“漂浮秤”排开水的体积为
答：“漂浮秤”排开水的体积10-4m3；
（2）解：“漂浮秤”放入后，静止时水槽底部受到水的压强的变化量为
答：水槽底面积为200cm2，原有水深10cm，“漂浮秤”放入后，静止时水槽底部受到水的压强的变化量为50Pa；
（3）解：两刻度线间的间隔为h0=2mm=0.2cm
两间隔处的体积为V0=S瓶h0=50cm2×0.2cm=10cm3=10-5m3
两间隔处的浮力为F浮0=ρ水gV0=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-5m3=0.1N
因为漂浮，所以G0=F浮0=0.1N
该“漂浮秤”的分度值为
答：该“漂浮秤”的分度值为10g。
【解析】【分析】（1）当物体处于漂浮或悬浮状态时，物体受到的重力等于浮力；结合物体受到的浮力，利用阿基米德原理的变形公式求解物体排开水的体积；
（2）处在水平面上的物体，物体对底面的压力等于重力，结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强，其中F是压力，S是受力面积；
（3）阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法，F浮=ρ液gV排，ρ液是液体的密度，V排使物体排开水的体积。当物体处于漂浮或悬浮状态时，物体受到的重力等于浮力。
8．【答案】（1）解：因木块浸没在水中所以V排=V=10×10×10×10-6m3=10-3m3
木块此时受到的浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N
答：木块此时受到的浮力是10N；
（2）解：受力分析可知，木块在重力、拉力和浮力的作用下静止，所以G=F浮-F拉=10N-4N=6N
答：木块的重力是6N；
（3）解：容器中水的质量为7kg，则水的重力G水=mg=7kg×10N/kg=70N
容器对桌面的压力F压=G总=G水+G=70N+6N=76N
容器对桌面的压强
答：容器对水平地面的压强为3800Pa
【解析】【分析】（1）利用F浮=ρ水gV排求得木块此时受到的浮力。
（2）利用称重法G=F浮-F拉求得木块的重力。
（3）先求得容器对桌面的压力，再利用p=求得容器对桌面的压强。
9．【答案】（1）解：V铝= =10-4m3，V排=V铝=10-4m3，
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kgX10-4m3=1N
（2）解：G铝=m铝g=0.27kg×10N/kg=2.7N
F拉=G-F排=2.7N-1N=1.7N
【解析】【分析】（1）利用物体的质量和密度的比值计算体积，根据物体排开的液体的体积计算浮力的大小；
（2）根据物体的质量计算重力，重力和浮力的差计算拉力。
10．【答案】（1）解：水壶内水深为
水对壶底的压强为
由可得，水对壶底的压力
答：水对茶壶底部的压强，压力为7N；
（2）解：茶壶的重力为
水的重力为
茶壶对水平桌面的压力为
茶壶对水平桌面的压强为
答：茶壶对桌面的压强为，压力为10N。
【解析】【分析】（1）首先根据液体压强公式p=ρ液gh计算水对壶底的压强，再根据F=pS计算水对壶底的压力；
（2）根据G壶=m壶g计算茶壶的重力，再根据G水=m水g计算水的重力，然后根据 计算茶壶对桌面的压力，最后根据 计算茶壶对桌面的压强。
11．【答案】（1）物体漂浮在水面上，排开水的体积
物体受到的浮力
答： 物块受到的浮力0.4N。
（2）由于物体漂浮在水面上，则物体的重力
物体的质量为
答： 物块的质量0.04kg。
（3）使物体恰好完全浸没在水中时，物体受到的浮力
则物体受到的浮力
则压力
答：物块受到浮力0.5N，压力F为0.1N。
【解析】【分析】 (1)、已知排开水的体积的情况下，根据公式求得浮力。
(2)、已知重力的情况下，根据公式求得质量。
(3)、 物体完全浸没后的浮力根据公式求得，通过受力分析可得 求得压力。
12．【答案】解：小球排开水的体积：
V排=V=2×10﹣4m3，
小球受到的浮力：
F浮=ρV排g=1.0×1O3kg/m3×2×10﹣4m3×9.8N/kg=1.96N．
答：小球受到的浮力为1.96N．
【解析】【分析】小球全部浸入水中，排开水的体积等于小球的体积，根据F浮=ρV排g求出浮力．
13．【答案】（1）容器内水的深度：h=12cm=0.12m，容器底受到水的压强： ；
（2）由 得，容器底受到水的压力： ；
（3）桌面受到盛水容器的压力：F′=G=2N+12N=14N，桌面受到盛水容器的压强： .
【解析】【分析】（1）（2）求解液体内部的压强，利用公式p＝ρgh，其中ρ是液体的密度，h是深度；已知压强的大小，结合压强的变形公式F=pS求解压力；
（3）处在水平面上的物体，物体对桌面的压力等于重力，结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强，其中F是压力，S是受力面积。
14．【答案】（1）解：机蓄满水时的总质量，
飞机蓄满水静止在水平跑道上时对跑道的压力为：，
由得与跑道的接触面积为：；
答：飞机静止在陆地跑道上与跑道的接触面积为；
（2）解： 飞机在水面上静止或漂浮，根据漂浮条件可得：，
由阿基米德原理得机蓄满水在水面上静止时排开水的体积为： ；
答：飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积为；
（3）解：由得牵引力为：，
飞机做匀速直线运动，所以飞机所受的阻力：。
答：飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力为。
【解析】【分析】（1）根据F=G=mg，可以计算水平面受到的压力的大小；根据，计算受力面积；
（2）结合漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力，利用，计算排开液体的体积；
（3）根据，可以计算牵引力的大小。
15．【答案】（1）解：由 知道，截走之前水对容器底部产生的压强p=ρgh=1×103 kg/m3×10N/kg×10m =1.0×105pa
答：截走之前水对容器底部产生的压强是1.0×105pa；
（2）解：根据题意知道，水面下降0.3m，则容器底部受到的压强减少量
由 知道，容器底部受到的压力减少量
截走部分的重力是
答：截走部分的重力是6000N；
（3）解：当物体A漂浮于水面上时F浮1=GA=ρAVAg
由 知道， --------①
截走部分的体积
由于物体截走部分的体积，则液体对容器底部的压力变小，且液体对容器底部的压力的减小量与物体截走部分的重力相等，即
故
整理得
代入数据得
解得：ρA=0.4×103kg/m3或ρA=0.6×103kg/m3。
答：物体A的密度为0.4×103kg/m3或0.6×103kg/m3
【解析】【分析】（1）根据液体密度和深度，可以计算液体压强的大小；
（2）根据液面高度的变化量计算液体压强的变化量；利用压强的变化量和面积的乘积计算压力的关系，从而计算重力大小；
（3）根据漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力，可以计算浮力大小，结合浮力和重力关系，均匀物体密度大小是多少。
16．【答案】（1）物块A的底面积：SA=LA2=（20cm）2=400cm2=0.04m2，
由p= 可得，物块A对地面的压力：F=pSA=5100Pa×0.04m2=204N(2)(3)、
（2）因水平面上物体的压力和自身的重力相等，
所以，图乙中物块A、B的总重力G总=F=204N，
由G=mg=ρVg=ρL3g可得：
F= GA+GB=ρALA3g+ρBLB3g=204N，
因为ρA：ρB=3：1，
所以有：ρA×（0.2m）3×10N/kg+ ρA×（0.3m）3×10N/kg=204N，
解得：ρA=1.2×103kg/m3；ρB=0.4×103kg/cm3
（3）图丙中，沿竖直方向切去物块B后，设剩余部分占物块B体积的比例为x，
则物块B剩余部分的底面积为SB x，物块B剩余部分的重为GB x，
则由p= 可得：pB= =2800Pa，
即 =2800Pa，
解得：x= ，即将物块B沿竖直方向切去了
【解析】【分析】 (1) 知道物块A的边长可求底面积，根据p= 求出物块A对地面的压力；
(2) 水平面上物体的压力和自身的重力相等，据此可知物块A、B的总重力，根据G=mg=ρVg=ρL3g和ρA：ρB=3：1得出等式即可求出物块A的密度；
(3) 设应将物块B沿竖直方向切去的比例为x，剩余部分对地面的压力等于物块A和物块B剩余部分的重力，受力面积为物块B剩余部分的底面积，根据p= 求出剩余部分的比例，然后求出切去部分的比例即可得出答案．
17．【答案】（1）解：A中水的质量：m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×6×10﹣3m3＝6kg
（2）解： 因水平面上物体的压力和自身的重力相等，所以，B对水平地面的压强：pB＝ ＝980Pa
（3）解： 沿水平方向在圆柱形B上方截去的厚度为△h后，由G＝mg和ρ＝ 可得，截取部分的重力：△G＝△mg＝ρB△Vg＝ρBSB△hg，B对水平地面的压强变化量：△pB＝ ＝ρBg△h，将B浸没在容器A中后，水面上升的高度：△hA＝ ＝＝0.8△h，水对A容器底部的压强变化量：△pA＝ρ水g△h＝ρ水g×0.8△h＝0.8ρ水g△h，因水对A容器底部的压强变化量等于B对水平地面的压强变化量，所以，ρBg△h＝0.8ρ水g△h，则B的密度：ρB＝0.8ρ水＝0.8×1.0×103kg/m3＝0.8×103kg/m3；由G＝mg＝ρVg可得，B的体积：VB＝ ＝5×10﹣3m3，因VB＜V水，所以，物体B可以完全浸没在水中，容器内物体静止时受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、绳子的拉力F处于平衡状态，由力的平衡条件可得：F浮＝△G+F，则绳子的拉力：F＝F浮﹣△G＝ρ水g△V﹣ρB△Vg＝（ρ水﹣ρB）g△V，当△V＝VB即B完全放入容器中时，绳子的拉力最大，所以，F大＝（ρ水﹣ρB）gVB＝（ρ水﹣0.8ρ水）gVB＝0.2ρ水gVB＝0.2×1.0×103kg/m3×9.8N/kg×5×10﹣3m3＝9.8N
【解析】【分析】（1）利用水的密度和体积的乘积计算水的质量；
（2）水平地面上的压力和物体重力相等，利用压力和受力面积的比值计算压强；
（3）根据减小的压力和受力面积的比值计算压强的变化量，根据液体中增加的体积和容器底面积计算液面高度的变化量，再计算液体压强的变化量，由于压强的变化量相等，利用等量关系计算液体的密度；根据物体的重力计算质量，利用质量和物体的密度计算体积，当物体全部浸没在液体中时受到浮力、重力和拉力的大小，利用浮力和物体重力的差计算绳子拉力的大小。
18．【答案】（1）解：水对容器下表面的压强p1=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
答：水对容器下表面的压强为1000Pa；
（2）解：容器受到的浮力F浮=p1S=1000Pa×25×10-4m2=2.5N
答：求容器受到的浮力为2.5N；
（3）解：图a中容器漂浮，所以容器和容器中液体总重力等于此时所受的浮力，即G液+G容=F浮
此为①式，
图b中，水对容器下表面的压强p2=ρ水gh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.068m=680Pa
此时，容器受到的浮力F浮＇=p2S=680Pa×25×10-4m2=1.7N
容器和容器中液体总重力也等于此时所受的浮力，即G液＇+G容=F浮＇
此为②式，
由①②两式得，取出液体的重力 G液=F浮-F浮＇=2.5N-1.7N=0.8N
取出液体的质量
液体密度
答：液体的密度为0.8×103kg/m3。
【解析】【分析】（1）根据液体密度、深度，计算液体压强大小；（2）根据压强和受力面积的乘积计算压力；（3）根据液体密度和深度计算压强，结合压强计算浮力，前后浮力的变化量是物体的重力变化量，利用重力计算质量大小，质量和体积的比值计算密度。
19．【答案】（1）实心圆柱体A距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降，在下降到江底之前，始终保持0.1m/s的速度不变。由图象可知，前10s钢绳的拉力不变，等于物体A的重力，此时物体在水面以上，所以拉力与重力是一对平衡力，则圆柱体A的重力：G＝F＝3×104N，由图象可知，从水面上方到降到江底用时t＝15s，则到达江底之前下降的高度：h＝vt＝0.1m/s×15s＝1.5m，下降到江底之前的过程中圆柱体A重力做的功：W＝Gh＝3×104N×1.5m＝4.5×104J；
答：下降到江底之前的过程中圆柱体A重力做的功为4.5×104J
（2）中间10﹣15s，钢绳的拉力减小，是物体A从与水面接触到完全浸没的过程，由图象可知，当A完全浸入水中时，此时的拉力：F′＝1×104N，所以浸没时石料受的浮力为：F浮＝G﹣F′＝3×104N﹣1×104N＝2×104N，根据F浮＝ρ水gV排可得，A的体积：V＝V排＝ ＝ ＝2m3，所以A的密度：ρ＝ ＝ ＝ ＝1.5×103kg∕m3；
答：圆柱体A的密度为1.5×103 kg/m3圆柱体A的密度为1.5×103 kg/m3
（3）A下降到江底卸下钢缆绳后，受到平衡力作用，圆柱体A对江底的压力：F＝G﹣F浮＝3×104N﹣2×104N＝1×104N；根据V＝Sh可得，物体A的底面积：S＝ ＝ ＝4m2，卸下钢缆绳后，圆柱体A对江底的压强：p＝ ＝ ＝2.5×103Pa。
答：当圆柱体A对江底的压强为2.5×103pa
【解析】【分析】（1）根据W=Gh计算重力做的功；
（2）分析图象，通过 F浮＝G﹣F 计算出浮力大小，由阿基米德原理 F浮＝ρ水gV排 计算出A的体积，从而利用 ρ＝ ＝ 计算出A的密度；
（3）根据A在江底时受到平衡力，由F=G-F浮计算出A对江底的压力；根据V=Sh，结合图象计算A的底面积，由 p＝ 计算A对江底的压强.
20．【答案】（1）力移动的距离s=nh=2×2m=4m；
拉力做的总功：W总=Fs=150N×4m=600J；
拉力的功率：
（2）滑轮组做的有用功W有=Gh=210N×2m=420J；
则滑轮组的机械效率：
【解析】【分析】（1）首先根据s=nh计算拉力移动的距离，再根据W总=Fs计算拉力做的总功，最后根据计算拉力的功率。
（2）根据W有=Gh计算滑轮组做的有用功，再根据计算滑轮组的机械效率。
21．【答案】（1）证明：由题意知，小物块从A点下滑到B点的过程中，机械能是守恒的，则EA＝EB，即0+mgh＝mvB2+0
故mvB2＝mgh
所以vB＝
故得证。
（2）解：小物块从A点运动到B点的过程中机械能是守恒的，EA＝EB，即
mvA2+mghA＝mvB2+0
所以vB＝==9m/s
即小物块到斜面低端B时的速度是9m/s。
答：小物块到斜面低端B时的速度是9m/s。
【解析】【分析】（1）小物块下滑过程中，只有重力做功，所以机械能守恒，根据机械能守恒计算出小物块的速度大小。
（2）小物块从A点运动到B点的过程中机械能是守恒的，根据机械能守恒的关系分析即可计算。
22．【答案】（1）发电机；电磁感应
（2）这个质量为25kg的重物，它的重力
它的重力是250N；重物下落高度为2.4m，则这个过程重力做的功
重力做的功是600J；这个过程可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光4min，也是说重物下落2.4m，消耗的时间是 ，根据 可知，重力做功的功率
答：重物下落时，重力做功的功率是2.5W；
（3）由解析可知，重力做的功是600J，这是总功；这个过程中可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光4min，正常发光，则灯的电功率是1W，时间是 ，那么根据 可知，甲图装置所做的有用功
甲图装置能量转化的效率
甲图装置能量转化的效率是40%。
答：重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率是40%；
（4）观察题中的条件，R0为标有“5Ω 0.3A”的定值电阻，即流过R0的电流最大只能是0.3A；滑动变阻器R1标有“50Ω 1A”，即流过R1的电流最大只能是1A；电流表选择量程为0~0.6A，即流过电流表的电流最大只能是0.6A；由上述可知，三个电流值：0.3A、1A、0.6A，并且这个是串联电路，电流处处相等，那么电路中最大电流只能是0.3A，根据欧姆定律得
解得 ，即R1最小阻值为7Ω；
电压表选择量程为0~3V，则电压表的示数最大只能是3V，电压表并联在R1两端，则R1两端的最大电压是3V，根据串联电路的分压原理，电阻越大，分得的电压越大，则这时R1的电阻是最大的，根据 可知
解得 ，即R1最大阻值为25Ω；综上所述，为了保证电路安全，R1接入电路的阻值变化范围是7~25Ω。
答：为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是7~25Ω。
【解析】【解答】（1）转轴转动时，小灯泡就可以发光，即产生了电能，所以甲图虚线框内一定有发电机；发电机的工作原理是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，就会在导体中产生感应电流，即它的工作原理是电磁感应原理。
【分析】（1）导体棒做切割磁感线运动时，电路中就会产生电流，这种现象叫做法拉第电磁感应定律，此即为发电机的工作原理，产生的电流方向与导体棒的运动方向和磁场方向有关；
（2）求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率；
（3）重力做功为总功，电流做功为有用功，两者相除即为效率。
（4）根据电流表量程，确定电路中的最大电流，由欧姆定律和串联电阻的规律求出变阻器连入电路的最小电阻；根据串联电路电压的规律和分压原理，对变阻器连入电路的最小电阻和最大电阻分类讨论，从而确定电压表允许的取值范围。
23．【答案】（1）解：根据 得，发动机做的功为：
W=Pt=2×105W×7200s=1. 44×109J
答：发动机做的功是1. 44×109J
（2）解：根据 得汽车的牵引力为：
答：卡车的牵引力是1×104N
【解析】【分析】（1） 根据 得发动机做的功 .
（2） 根据 得汽车的牵引力 .
24．【答案】（1）解：在水中匀速航行时，根据可得两栖坦克在水中的最大速度为
答：在水中匀速航行时，最大速度为7.5m/s；
（2）解：此状态下5min发动机所做的功为
答：此状态下5min发动机做的功为。
【解析】【分析】（1）根据可得两栖坦克在水中的最大速度.
（2）利用W=Pt求得此状态下5min发动机所做的功。
25．【答案】（1）解：对物体所做的有用功：
答：对物体所做的有用功为2J
（2）解：由 可得拉力做的总功：
答：拉力所做的总功为2.5J
（3）解：由图知，n=2，则拉力端移动距离： ，由 得拉力：
答：拉力的大小为12.5N
（4）解：拉力做功功率：
答：拉力做功的功率为1.25W
【解析】【分析】力和距离的乘积计算功的大小，利用功和机械效率计算总功，利用功和时间计算功率.
26．【答案】（1）解：气缸容积V=150mL=150cm3=1.5×10-4m3
一个做功冲程中燃气对活塞做的功W0=FL=pSL=pV=9.0×105Pa×1.5×10-4m3=135J
答：一个做功冲程中燃气对活塞做的功为135J
（2）解：因飞轮每转两圈对外做功一次，所以，由1800r/min可知，飞轮1min转动1800周，做功900次，则1min燃气对活塞做的功W=W0×900=135J×900=1.215×105J
1min消耗汽油完全燃烧释放的热量Q放=mq=10×10-3kg×4.6×107J/kg=4.6×105J
该汽油机的效率η=≈26.4%
答：该汽油机的效率为26.4%。
【解析】【分析】（1）根据W=FL=pSL=pV求出一个做功冲程中燃气对活塞做的功。
（2）根据飞轮（曲轴）每转两圈对外做功一次求出1min对外做功的次数，然后求出1min燃气对活塞做的功；知道1min消耗汽油的质量，根据Q放=mq求出汽油完全燃烧释放的热量，根据η=×100%求出该汽油机的效率。
27．【答案】（1）解：由图乙可知，物体匀速运动的速度为4m/s，太阳能玩具车运动过程中玩具车的功率始终不变，受到的阻力恒为3N。则太阳能玩具车运动的功率为
答：太阳能玩具车运动的功率为12W
（2）解：在0~5s时间内，太阳能玩具车运动过程中玩具车的功率始终不变，则太阳能玩具车做的功为
答：在0~5s时间内，太阳能玩具车做的功为60J；
（3）解：由题意知，在0~5s时间内，太阳能玩具车吸收的太阳能为
太阳能玩具车太阳能转化机械能的效率为
答：太阳能玩具车太阳能转化机械能的效率为40%。
【解析】【分析】（1）结合汽车的速度和牵引力，利用公式P=Fv求解功率即可；
（2）结合汽车的功率和工作时间，利用公式W=Pt求解做功；
（3）求解发动机的效率，利用牵引力做功除以太阳能吸收的能量即可。
28．【答案】（1）解：由题意可知，汽车在水平路面匀速运动，水平方向上受力平衡，它受到牵引力和摩擦力的作用，牵引力方向向左，摩擦力方向向右，这两个力大小相等，受力示意图如下图所示。
答：以点代车，汽车匀速运动过程中水平方向受力示意图如图所示
（2）解：由题意可知，小轿车对地面的压力
汽车与地面的接触面积为0.04m2，小轿车对地面的压强
小轿车对地面的压强是
答：若汽车与地面的接触面积为0.04m2，小轿车对地面的压强是
（3）解：汽车牵引力功率是9.2kW，那么汽车运动100s，牵引力做的功是
其汽油发动机效率为20%，发动机所做的总功符合关系式
解得
根据 可知，汽车运动100s内，发动机消耗汽油质量
汽车运动100s内，发动机消耗汽油质量是 。
答：汽车运动100s内，发动机消耗汽油质量是 。
【解析】【分析】（1）当物体受到两个等大反向的力时，物体就会处于匀速直线运动状态或静止状态，即为平衡状态；相互平衡的两个力，要大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上；
（2）处在水平面上的物体，物体对桌面的压力等于重力，结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强，其中F是压力，S是受力面积；
（3）结合发动机和功率和工作时间求解发动机做功，结合发动机的效率求解消耗的能量，结合汽油的热值求解消耗的汽油质量。
29．【答案】（1）解： 由 可知，救护车匀速行驶54km动力做的功：W＝Pt＝90×1000W×30×60s＝1.62×108J；
答：救护车匀速行驶54km动力做的功为1.62×108J；
（2）解： 由W＝Fs可知，救护车受到的牵引力： ，
救护车在平直公路上匀速行驶时，救护车受到的牵引力与阻力是一对平衡力，
根据二力平衡条件可知，救护车行驶过程所受的阻力：f＝F＝3000N；
答：救护车行驶过程所受的阻力为3000N；
（3）解：消耗汽油的体积V＝5L＝5dm3＝5×10﹣3m3，
由 可知，汽油的质量：m＝ρV＝0.8×103kg/m3×5×10﹣3m3＝4kg，
汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝4kg×4.4×107J/kg＝1.76×108J，
救护车发动机的效率： 。
答：救护车发动机的效率为92%。
【解析】【分析】（1）已知救护车的功率和运动时间，根据 W＝Pt 可求出救护车匀速行驶54km做的功；
（2）） 救护车在平直公路上匀速行驶时，救护车受到的牵引力与阻力是一对平衡力， 根据 可求出救护车受到的阻力；
（3）根据密度公式 m＝ρV 求出消耗汽油的质量，根据 Q放＝mq 求出汽油完全燃烧放出的热量，利用 求出发动机的效率。
30．【答案】（1）解：不计摩擦和绳重，拉力
由图知n=2，则动滑轮重
答：动滑轮的重力为300N；
（2）解：物体上升的速度
由图知n=2，绳子自由端移动的速度
绳子自由端拉力F的功率
答：绳子自由端拉力F的功率为200W；
（3）解：该滑轮组的机械效率
答：该滑轮组的机械效率为70%；
（4）解：工人施加的最大拉力等于工人的重力，F′=600 N，若不计摩擦和绳重，由
可得，物体的最大重力
答：该工人利用该滑轮组能够匀速提升物体的最大重力为900N。
【解析】【分析】（1）根据滑轮组绳子的拉力和物体的重力，计算动滑轮的重力；
（2）根据路程和时间的比值， 计算速度；利用力和速度的乘积，计算功率的大小；
（3）根据有用功和总功的比值， 计算机械效率；
（4）根据滑轮组绳子的最大拉力和动滑轮的重力，计算物体的最大重力。
31．【答案】（1）解：“玉兔号”月球车在地球上受到的重力为
“玉兔号”月球车在月球上受到的重力为
答：在月球上“玉兔号”月球车受到的重力是233N；
（2）解：月球车在地球上行驶过程中，受到的摩擦阻力为
月球车在匀速直线行驶的过程中，处于平衡状态，故牵引力与摩擦阻力相等，即
答：在地球上测试时“玉兔号”月球车受到的牵引力是280N。
【解析】【分析】（1）根据物体的质量，计算重力，结合月球和地球引力关系，计算月球重力；
（2）根据摩擦力和重力的关系，计算摩擦力，根据二力平衡，判断牵引力。
32．【答案】（1）解：由题知，物体质量和被抛出时的高度和速度，物体的重力势能：Ep＝mgh＝0.5kg 10N/kg 7m＝35J；动能EK1＝ mv2＝ 0.5kg （10m/s）2═25J；
（2）解：不计空气阻力，物体从被抛出到落地前的瞬间，整个过程机械能守恒，故E′p＝Ep Ek，0.5kg 10N/kg （H 7m）＝35J 25J，解得：H＝5m。
【解析】【分析】（1）由重力势能和动能公式计算物体被抛出时的重力势能EP和动能EK1；
（2）根据整个过程机械能守恒计算即可.
33．【答案】（1）解：由于帆船处于漂浮状态，则运动员登上帆船时 ，帆板受到的浮力：
F浮=G帆板十G运动员=m帆板g+m运动员g=20Kgx 10N/kg+50kgx 10N/Kg=700N
由F浮=ρ水V排g可得帆板排开水的体积：
V排= =0.07m3；
答：体重为50Kg的运动员登上帆板时，帆板排开水的体积是0.07m3；
（2）由p= 得风对三角帆的最大推力F=pS=40Pax6m2=240N；
答：当湖面风速为8m/s时，风压为40Pa，此时风对三角帆的最大推力是推力是240N；
（3）帆板的风能利用率：
η= =35%
答：帆板的风能利用率为35%。
【解析】【分析】（1）小方他登上帆船时，帆船仍漂浮，受到的浮力等于船和人总重，利用阿基米德原理求排开水的体积；（2）知道三角帆的面积和风压，利用压强公式求风对船帆的最大推力；（3）知道船受到风的推力，求出时间t内帆船运动的距离，利用W=Fs求风对帆船做的功（有用能量），利用风能强度值求出时间t内帆船获得的能量（总能量），利用效率公式求帆船的风能利用率．
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