2024-2025学年北师大版(2024·闫金铎)八年级物理下册期末[真题]
专项练习 05 计算题
一、计算题
1.(2024八下·龙华期末)某起重机的滑轮组结构如图所示,某次工作中,起重机将重为3.6×104N的钢板匀速提升到10m高的桥墩上,用时50s,滑轮组的机械效率为80%。求:
(1)克服钢板重力做的功W有用;
(2)提升过程所做的总功W总;
(3)钢丝绳的拉力;
(4)拉力做功的功率。
2.(2024八下·潮阳期末)工人师傅要将质量的木箱搬到高的车厢里,他将一块长的长板搁在地面与车厢之间构成斜面,然后站在车上用的拉力在内将物体从斜面底端匀速拉到车厢里,如图所示,求:
(1)工人所做的功;
(2)工人做功的功率;
(3)斜面的机械效率。
3.(2023八下·宁安期末)竹筏漂流是许多地区的旅游项目之一。现有一竹筏,质量为64kg,体积为0.8m3。(g=10N/kg,水的密度=1.0×103kg/m3)
(1)不载人时,竹筏漂浮于水中时受到的浮力?
(2)为了安全起见,竹筏最多能有一半体积浸入水中,则该竹筏最多能装载多少N的货物?
4.(2023八下·西塞山期末)如图甲所示,一个柱形容器放在水平桌面上,容器中立放着一个底面积为100cm2,高为12cm 均匀实心长方体木块A,A 的底部与容器底用一根细绳连在一起,现慢慢向容器中加水,当加入1.8kg 的水时,木块A对容器底部的压力刚好为0,如图乙所示,此时容器中的水的深度为9cm 已知细绳长度为L=8cm,ρ水=1.0×103kg/m3。求:
(1)当木块 A 对容器底部的压力刚好为0,A 受到的浮力;
(2)木块A 的密度;
(3)若继续缓慢向容器中加水,当容器中的水的总质量为4.5kg 时,停止加水,如图丙所示,此时将与A 相连的细绳剪断,求细绳剪断前、剪断后木块静止时,水对容器底部压强的变化量 (整个过程中无水溢出)
5.(2024八下·洛阳期末)如图所示,将一个挂在弹簧测力计上的物体A完全浸入盛满水的容器中(未碰到容器底及侧壁),溢出了0.24kg的水,弹簧测力计的示数是1.2N。(g=10N/kg)求:
(1)物体受到的浮力;
(2)物体的体积;
(3)物体的重力;
(4)物体的密度。
6.(2024八下·苏州期末)一金属块在空气中称重为2.4N。把它全部浸没在水中弹簧测力计的读数为0.8N,把它全部浸没在某种液体中弹簧测力计的读数为1.2N,求:
(1)该金属块受到水对它的浮力;
(2)该金属块的体积;
(3)某液体的密度。
7.(2024八下·马鞍山期末)如图所示,均匀木棒AB长为1m,水平放置在O、O' 两个支点上,已知AO、O'B的长均为0.25 m,若把B端竖直向上稍微抬起一点距离,至少要用力20N。求:
(1)木棒自重多少?
(2)把B端竖直向下稍微压下一点距离需要多大的力?
8.(2024八下·石家庄期末)利用如图所示的滑轮组匀速拉动水平地面上重为60N,边长为 10cm 的正方体物体,拉力F的大小为5N ,物体在水平地面上匀速运动时,受到地面对它的摩擦力为 8N 。求:
(1)正方体物体对地面的压强是多少?
(2)若在拉力F 作用下物体以 0.2m/s的速度匀速拉了 4s,求拉力F的功率多大?
(3)此时该滑轮组的机械效率为多少?
9.(2024八下·安庆期末)题图是全球首款无人驾驶巴士“阿波龙”,其空车质量为3000kg,静止时轮胎与地面接触的总面积为.车满载时以36km/h的速度匀速直线行驶时,发动机的输出功率为13.8kW。求:(,g取)
(1)“阿波龙”空车时受到的重力;
(2)“阿波龙”空车静止在水平地面上时,对地面的压强;
(3)“阿波龙”满载时,以36km/h的速度匀速直线行驶1km,牵引力做的功。
10.(2024八下·河源期末)身高1.7米,质量为70千克的小明同学做俯卧撑运动,此时将他视为一个杠杆,如图所示,他的重心在A点。则:
(1)画出支持力的力臂和重力的力臂;
(2)若将身体撑起,地面对手的支持力至少要多大;
(3)若将身体撑起,肩膀上升的距离为0.2米,求小明做一个俯卧撑支持力所做的功。
11.(2024八下·开州期末) 如图是创新科技小组用轻质杆设计制作了测量液体密度的工具——密度秤。其中经防腐处理的合金块重8N,体积100cm3,秤砣重2N,秤纽处O到A端长10cm。测量时手提着秤纽将密度秤的合金块浸没在待测液体中(不接触容器),调节秤砣位置,使秤杆AC在水平位置平衡,此时秤砣悬挂处的刻度值为被测液体密度。创新科技小组在烧杯内装入适量的待测液体,其测量情况如图所示,测得OC长30cm。求:
(1)此时秤杆A端受到绳子的拉力为多大?
(2)C点刻度表示的待测液体密度为多大?
(3)若烧杯内底面积为,则以上过程中合金块放入前后,待测液体对烧杯底部压强变化了多少?
12.(2024八下·清河期末)如图所示,小明利用滑轮组将一个重21N的物体在10s内匀速提升2m。此过程中,绳子自由端所受的拉力F为10N,不计绳重和摩擦。求:
(1)动滑轮重;
(2)拉力的功率;
(3)该滑轮组的机械效率。
13.(2024八下·深圳期末)如图,有一种防溺水手环,将手环系在手臂上,手环内气瓶的二氧化碳气体会迅速充满气囊,最终使人漂浮于水面。为确保安全,人体浸入水中的体积不能超过人体总体积的五分之四。已知某运动员的质量,m人=51kg,平均密度ρ人=1.0×103kg/m3,水的密度,g取10N/kg,忽略手环体积和自重。
(1)该运动员的重力;
(2)当人体浸入水中体积为人体总体积的五分之四时,该运动员在水中受到的浮力;
(3)人漂浮时,气囊排开水的体积至少是多少,才能确保运动员的安全。
14.(2024八下·玉田期末)如图所示,一轻质杠杆水平支在支架上,OA=20cm,G1是边长为5cm的正方体,G2重为20N。当OC=10cm时,G1对水平地面的压强为2×104Pa。
(1)求G1的重力。
(2)现用一水平拉力使G2以5cm/s的速度向右做匀速直线运动,求经过多长时间后,可使G1对水平地面的压力恰好为零。
15.(2024八下·广信期末)建筑工地上,起重机吊臂上的滑轮组如图所示,在匀速吊起重为的物体时,物体内上升了,在此过程中,拉力为。
求:
(1)起重机吊起重物过程中所做的有用功;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)拉力的功率。
16.(2024八下·丰顺期末) 一辆小车,总质量为,轮胎与地面接触的总面积为,在水平路面上做匀速直线运动的过程中,受到的阻力是车重的倍。取
求:
(1)小车所受的重力;
(2)静止时,小车对地面的压强。
17.(2024八下·余干期末)如图所示,在水平地面上有一个底面积为,重力为的箱子。一名学生用的水平推力使其在内匀速前进了,求:
(1)箱子静止时,对地面的压强;
(2)推力对箱子做的功;
(3)推力做功的功率。
18.(2024八下·博罗期末)设计师从蚂蚁身上得到启示,设计出如题图所示的“都市蚂蚁”概念车。这款概念车小巧实用,有利于缓解城市交通拥堵。这款车质量为450kg,试驾员质量为65kg,地面对车的摩擦力是总重力的0.1倍,轮胎与地面的总接触面积0.02m2。(g取10N/kg)
(1)车空载时对水平路面的压强多大?
(2)车和人的总重力是多少?
(3)试驾员驾驶概念车在水平公路上匀速直线行驶是,车的牵引力是多少?
19.(2024八下·湖南期末)工人用图示的滑轮组不计绳重与摩擦将货物搬运到高的工地,当货物质量为,工人在绳子自由端的拉力为。
(1)绳子自由端移动的距离;
(2)工人做的有用功;
(3)若工人拉绳的最大功率为,则用该装置将重的货物提升到工地至少需要多长时间?
20.(2024八下·蒸湘期末)某智能机器人的质量为,其轮子与水平地面接触的总面积为,在水平地面上工作时,该机器人匀速直线移动的速度为,所受阻力是机器人重力的倍。
求:
(1)机器人对水平地面的压强;
(2)机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力;
(3)机器人在水平地面上匀速直线移动,此过程中牵引力做的功。
21.(2024八下·衡阳期末)如图所示,一根长木棒质量不计可以绕支点转动,木棒的端用竖直细线连接在地板上,,。在木棒的端通过细线悬挂一个长方体物块,的密度为,端正下方放一盛满水的溢水杯,溢水杯中水的深度为;现将物块缓慢浸入溢水杯中,当物块一半体积浸入水中时,从溢水口处溢出的水,杠杆处于水平平衡状态忽略细线的重力,取,求:
(1)当物块一半体积浸入水中时,物块受到的浮力。
(2)当物块一半体积浸入水中时,溢水杯底受到水的压强。
(3)物块的体积。
(4)细线作用在端的力。
22.(2024八下·谷城期末)一台升降机在内将质量为的货物提高,升降机电动机的输出功率为。
求:
(1)起重机做的有用功;
(2)电动机做的总功;
(3)起重机的机械效率;
(4)电动机这内做的功,要是由功率为的工人去完成需要的时间。
23.(2024八下·滦南期末)如图所示,重力为的工人站在水平地面上,用滑轮组打捞浸没水中的重为的货物,货物的体积为,货物出水后被竖直匀速提升,用时,此时地面对工人的支持力为不计摩擦及绳重。取求:
(1)货物浸没水中时受到的浮力;
(2)货物出水后提升货物工人做的功;
(3)货物出水后该滑轮组的机械效率。
24.(2024八下·富川期末)市面上有一种防溺水手环,如图,将手环系在手臂上,紧急情况下打开手环,手环内气瓶的二氧化炭气体会迅速充满气囊,最终使人漂浮于水面。为确保安全,人体浸入水中的体积不能超过人体总体积的。某次,小富去海边游泳,已知小富的质量,小富的密度接近于水的密度,已知,取,忽略手环体积和自重,求:
(1)小富浸入海水中的深度是时,海水对小富的脚底的压强是多少?
(2)当小富走入水中,有体积浸入水中时,小富在水中受到的浮力是多少?
(3)小富漂浮时,气囊体积至少多大,才能确保他的安全。
25.(2024八下·宁明期末)如图,在容器中盛有适量的水,用细线向下拉着长方体物块浸没在水中。已知物块重力为,上、下表面的面积均为,且上表面距水面;细线对物块的拉力为。不计细线重力,,取,求:
(1)物块在水中受到的浮力。
(2)物块下表面受到水的压力。
(3)物块的高度。
26.(2024八下·梁溪期末)如图甲是模拟受困者双脚站立在淤泥地面的场景,受困者的质量为60kg;图乙是模拟消防员趴在淤泥地上的场景。[ρ水=1.0×103kg/m3]
(1)请求出受困者所受的重力是多少?
(2)若人的平均密度等于水的密度,则受困者的体积是多少?
(3)若受困者完全伏在消防员背上,两人对地面的总压力为1100N,消防员与地面的总接触面积为,请求出此时消防员对地面的压强是多少?
27.(2024八下·环江期末)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底面积为25cm2的圆柱形平底玻璃杯里,然后一起缓慢放入盛有水的水槽中。当玻璃杯下表面所处的深度h1=10cm时,玻璃杯处于直立漂浮状态,如图a所示。求:
(1)水对玻璃杯下表面的压强;
(2)玻璃杯受到的浮力;
(3)若从玻璃杯中取出100cm3的液体后,此时玻璃杯下表面所处的深度h2=7cm,玻璃杯仍处于直立漂浮状态,如图b所示。求液体的密度。
28.(2024八下·招远期末)如图甲所示,起重船的工作是将重物起吊移至指定位置,它在我国很多伟大的工程中发挥着重要作用。为了防止起重船吊装重物时发生倾斜,如图乙所示,在起重船的船体两侧建造了由许多小舱室组成的水舱,起重船吊起重物后,通过抽水机将一侧水舱里的水抽向另一侧水舱来保持起重船平衡。如图丙所示,某实践小组设计了一种用力传感器来感知抽水量的长方体水舱模型,底面积为2m2,水舱中装有4.2m3的水。其中A是固定的力传感器,能够显示B对它的压力或拉力的大小;B是质量和体积均可忽略的细直杆,B的上端固定在A上,下端固定在物体C上;物体C是质量为20kg,高度为2m的圆柱体。抽水机将水抽出的过程中,力传感器示数F的大小随抽出水的体积V变化的图象如图丁所示。已知g=10N/kg,水=1.0×103kg/m3。求:
(1)当水舱中装有4.2m3的水时,物体C所受到的浮力及物体C的底面积;
(2)当抽出4m3水时,物体C的下表面距离舱底的距离;
(3)当力传感器示数为0时,剩余的水对舱底的压强。
29.(2024八下·沙河口期末)如图所示的“蛟龙号”是一艘由中国自行设计、自主集成研制的世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器,下潜最大深度可达7000m,空载时质量约为22t,每个观察窗面积约为,水的密度取,g取10N/kg。请计算:
(1)“蛟龙号”下潜到水7000m时,观察窗受到水的压强和压力;
(2)“蛟龙号”空载源浮在水面上时,受到的浮力和浸入水中的体积。
30.(2024八下·应城期末)在一次车辆故障处置过程中,为了尽快疏通道路,交警指挥拖车采用如图所示装置在水平路面上将重为1.5×104N的故障车匀速拖离了现场,只用了30s的时间。若故障车被拖离的速度是2m/s,绳子自由端的拉力F是500N。求:
(1)故障车在30s内通过的路程;
(2)拉力F在30s内所做的功;
(3)若故障车在被拖离过程中受到的阻力为车重的0.08倍,求该装置的机械效率。
31.(2024八下·松山期末)如图所示为亚洲最大、最先进的绞吸挖泥船“天鲲号”,也是目前世界上智能化水平最高的自航绞吸船。其工作原理是利用锋利的绞刀绞碎海底的土壤甚至是坚硬的岩石,与海水混合成泥浆,由吸泥泵吸入泵体并经过排泥管吹送到要吹填的区域。“天鲲号”的部分参数如下表所示。(ρ海水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg) 求:
满载时的排水量/t 每小时输送泥浆的体积/m3 最大挖深/m
17000 6000 35
(1)天鲲号最大挖深处海水的压强是多少?
(2)天鲲号满载时受到的浮力是多少?
(3)若泥浆的密度为1.6×103kg/m3,天鲲号每天提升泥浆的质量是多少?
32.(2024八下·江南期末)如图甲所示是某科研小组设计智能浸泡涂漆器的结构简图,涂漆器为圆筒容器,圆筒顶端装有电动牵引设备、力传感器等器件,力传感器可以显示细绳拉力的大小。涂漆器内部装有密度为1.25×103kg/m3的油漆,油漆深度为6cm。待涂漆柱体A的体积为800cm3,通过细绳与牵引设备相连。现启动牵引设备使柱体A下降,浸没于油漆中并静止,如图乙所示,此时力传感器示数为F1;再启动牵引设备将柱体A提升,使柱体A有一半浸在油漆中(图未画出),并在此位置静止浸泡一段时间,此时力传感器示数为F2,且F1︰F2=2︰3,细绳重力忽略不计。求:
(1)未将柱体A下降时,油漆对容器底部的压强;
(2)柱体A浸没在油漆时所受的浮力;
(3)柱体A的密度。
33.(2024八下·江南期末)南宁港是一个重要的交通枢纽,担负着西南地区及南昆铁路大量货物的转运,如图甲所示,起重机正在对货物进行作业,该货物的质量是1.2×103kg,起重臂下滑轮组的简化结构如图乙所示,钢丝绳上的拉力F为5000N,货物被匀速向上吊起2m,所用时间为4s,绳重和摩擦不计,求:
(1)货物的重力?
(2)拉力F所做的功?
(3)滑轮组的机械效率?
34.(2024八下·和平期末)兴趣小组的同学用一个上端开口的空透明圆筒制作浮力秤。圆筒底部用细线(质量和体积均不计)系一块质量适当的铁块,将其放置在水中静止,此时圆筒浸入水中的深度为3cm,水面到达圆筒A点,在A点标记为零刻度线。在圆筒内放入一个物体后,圆筒浸入水中的深度为10cm,水面与圆筒B点相平,已知圆筒底面积为10cm2,圆筒和铁块总重为0.4N,装置始终处于漂浮状态,圆筒始终竖直。利用此装置标上刻度后放入水中
(1)图甲中圆筒和铁块受到的总浮力是多少?
(2)图甲中圆筒和铁块浸入水中的总体积是多少?
(3)图乙中圆筒B点刻度线对应的质量是多少?
(4)写出一种增大浮力秤称量范围的方法。
35.(2024八下·栖霞期末)如图甲所示,某同学将圆柱体通过细线(细线体积和质量均不计)悬挂于弹簧测力计上。如图乙所示,静止时弹簧测力计的示数为2N。如图丙所示,他将圆柱体慢慢放入水中,当圆柱体有一半体积浸入水中时,弹簧测力计示数为1.2N。(圆柱体横截面积为40cm2,ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg),求:
(1)将圆柱体竖直放于水平地面上时,水平地面受到的压强?
(2)圆柱体的体积?
(3)圆柱体的密度?
答案解析部分
1.(1)解:起重机将重为3.6×104N的钢板匀速提升到10m高的桥墩上,克服钢板重力做的有用功为
(2)解:滑轮组的机械效率为80%,则提升过程所做的总功为
(3)解:如图,动滑轮上绕了4条绳,则绳子自由端移动的距离是钢板上升高度的4倍,所以钢丝绳的拉力为
(4)解:拉力做功的功率为
(1)根据W=Gh,计算克服重力做功多少;
(2)根据滑轮组的机械效率,利用,计算总功;
(3)根据,计算拉力大小;
(4)利用,计算功率的大小。
(1)起重机将重为3.6×104N的钢板匀速提升到10m高的桥墩上,克服钢板重力做的有用功为
(2)滑轮组的机械效率为80%,则提升过程所做的总功为
(3)如图,动滑轮上绕了4条绳,则绳子自由端移动的距离是钢板上升高度的4倍,所以钢丝绳的拉力为
(4)拉力做功的功率为
2.(1)解:由W=Fs,工人做的功为:
;
(2)解:由,工人做功的功率为:
;
(3)解:由W=Gh=mgh,工人做的有用功为:,
则斜面的机械效率为:;
(1)利用W=Fs计算工人所做的功;
(2)利用计算工人做功的功率;
(3)利用W=Gh=mgh计算克服木箱做的有用功,斜面的机械效率等于有用功与总功的比值。
(1)工人所做的功
(2)工人做功的功率
(3)工人做的有用功
斜面的机械效率
3.解:(1)由可得,竹筏的重力为,由于不载人时,竹筏漂浮于水面,所以其受到的浮力等于其重力,即,
(2)竹筏一半的体积浸入水中时,排开水的体积为,由可得,此时竹筏受到的浮力为,竹筏仍然漂浮,此时其受到的浮力等于竹筏与装载货物的总重力,即,则该竹筏最多能装载货物的重力为
答:(1)不载人时,竹筏漂浮于水面受到的浮力为640N;
(2)为了安全起见,竹筏最多能有一半体积浸入水中,则该竹筏最多能装载3360N。
(1) 竹筏,质量为64kg ,由可计算竹筏的重力;不载人时,竹筏漂浮于水面,浮力等于其重力,即;
(2)竹筏一半的体积浸入水中时,排开水的体积为,由浮力公式可计算,此时竹筏受到的浮力,竹筏仍然漂浮,浮力等于竹筏与装载货物的总重力,即,则该竹筏最多能装载货物的重力为。
4.解:(1)已知木块A的底面积S木=100cm2,由乙图可知:当木块A对容器底部的压力刚好为0,水的深度为h水=9cm;则木块A排开水的体积为V排=S木h水=100cm2×9cm=900cm3=9×10-4m3木块受到的浮力为F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×9×10-4m3×10N/kg=9N;
(2)木块A的体积为V木=S木h木=100cm2×12cm=1200cm3=1.2×10-3m3;由于木块A对容器底部的压力刚好为0,木块A处于漂浮,则G=F浮=9N,由G=mg=ρVg可得,木块的密度为
(3)木块A对容器底部的压力刚好为0时,由可得所加水的体积为,由乙图可知,水深h水为9cm,则V水1=(S容-S木)h水
则容器的底面积为,再次加水后容器中水的总体积为
,由丙图可知,木块下表面以下水的体积为V1=S容L=300cm2×8cm=2400cm3,则木块下表面以上水的体积为V2=V水2-V1=4500cm3-2400cm3=2100cm3,设此时木块浸入水的深度为h',则V2=(S容-S木)h',所以,木块浸入水的深度为,此时木块排开水的体积为V排'=S木h'=100cm2×10.5cm=1050cm3,若将细线剪断,木块将上浮,当木块静止时,由于与图甲中的木块都是漂浮,则木块受到的浮力相等,排开水的体积相等,所以,细线剪断后木块漂浮时,其排开水的体积为V排″=V排=900cm3
细绳剪断前、剪断后,排开水的体积变化量为ΔV排=V排'-V排″=1050cm3-900cm3=150cm3,则水的深度变化量为
,所以,水对容器底部压强的变化量为Δp=ρ水gΔh=1×103kg/m3×10N/kg×5×10-3m=50Pa。
答:(1)A受到的浮力为9N;(2)木块A的密度为0.75×103kg/m3;(3)细绳剪断前、剪断后木块静止时,水对容器底部压强的变化量为50Pa。
(1)当木块A对容器底部的压力刚好为0,水的深度为h水=9cm;木块A的底面积S木=100cm2,则木块A排开水的体积为V排=S木h水;根据F浮=ρ水V排g计算木块受到的浮力;
(2)木块A的体积为V木=S木h木;由于木块A对容器底部的压力刚好为0,木块A处于漂浮,浮力等于重力即G=F浮;由G=mg=ρVg可计算木块的密度;
(3)木块A对容器底部的压力刚好为0时,根据密度公式计算可得所加水的体积,此时水深h水为9cm,则V水1=(S容-S木)h水,所以容器的底面积为;根据密度计算再次加水后容器中水的总体积为;木块下表面以下水的体积为V1=S容L;则木块下表面以上水的体积为V2=V水2-V1;木块浸入水的深度为h',所以体积为V2=(S容-S木)h',所以,木块浸入水的深度为
,此时木块排开水的体积为V排'=S木h';细线剪断,木块将上浮漂浮,木块受到的浮力等于排开水的体积相等,其排开水的体积为V排″=V排;细绳剪断前、剪断后,排开水的体积变化量为ΔV排=V排'-V排″;水的深度变化量为,根据压强公式计算水对容器底部压强的变化量。
5.(1)2.4N
(2)2.4×10-4m3
(3)3.6N
(4)1.5×103kg/m3
6.(1)1.6N
(2)1.6×10﹣4m3
(3)0.75×103kg/m3
7.(1)60N;(2)60N
8.(1)6000Pa;(2)2W;(3)80%
9.解:(1)“阿波龙”空车时受到的重力G=mg=3000kg×10N/kg=3×104N
(2)“阿波龙”空车静止在水平地面上时,对地面的压力
则对地面的压强:
(3)以36km/h的速度匀速直线行驶1km所用时间
则牵引力做的功:W=Pt=13.8×103W×100s=1.38×106J
答:(1)“阿波龙”空车时受到的重力为3×104N;
(2)“阿波龙”空车静止在水平地面上时,对地面的压强为1.5×105Pa;
(3)“阿波龙”满载时,以36km/h的速度匀速直线行驶1km,牵引力做的功为1.38×106J。
(1)根据G=mg,计算空车的重力;
(2)根据水平面受到的压力等于物体的重力;利用,计算压强;
(3)根据,计算运行时间。
10.(1);(2)420N;(3)84J
11.(1)解:6N
(2)解:
(3)解:200Pa
1)根据杠杆平衡可知,30cm×2N=F10cm,解得F=6N
2)物体重力为8N,拉力为6N,所以浮力为2N,浮力的公式F浮=ρ液gV排,所以
ρ液=2N/10N/kg/ (100×10-6)m3=
3)物体所受的浮力和物体对液体的压力,所以液体压力的增加量为2N,底面积为 ,
根据P=F/s计算 压强变化
ΔP=2N/= 200Pa
1)据题分析,杠杆的平衡条件为:动力*动力臂=阻力*阻力臂,题目中动力臂为30cm,动力为2N,阻力臂为10cm,据此计算阻力
2)称重法测量物体浮力:先测出物体的重力,然后将物体浸入水中,弹簧测力计的示数就会减小,减小的示数就是物体受到的浮力,本题中浮力为2N,根据浮力的公式F浮=ρ液gV排计算液体的密度
3)压强的计算:公式为P=F/S,题目中F=2N, 底面积为 据此计算
12.(1)解:n=3,动滑轮重为;
(2)解:自由端上升距离为,总功为
拉力的功率为;
(3)解:有用功为,机械效率
(1)由图知,承担物重的绳子股数n=3,不计绳重和摩擦,拉力,据此求动滑轮的重力;
(2)拉力端移动距离s=nh,利用W=Fs计算拉力做的总功,再利用计算拉力做功功率;
(3)利用W=Gh计算克服物体重力做的有用功,滑轮组的机械效率等于有用功与总功的比值。
(1)由图可知,绳子段数
n=3
不计绳重和摩擦,动滑轮重为
(2)物体在10s内匀速提升2m,则自由端上升距离为
则拉力做的功,即总功为
拉力的功率为
(3)物体在10s内匀速提升2m,此过程做的有用功为
该滑轮组的机械效率
答:(1)动滑轮重为9N;
(2)拉力的功率为6W;
(3)该滑轮组的机械效率为70%。
13.(1)根据质量,计算运动员的重力为:
(2)根据人的质量,计算人的体积为:
根据人体浸入水中体积,计算运动员在水中受到的浮力为
(3)人漂浮时,受到的浮力为:
根据,计算排开水的体积为
气囊体积为:
,
所以人漂浮时,气囊排开水的体积至少是0.0102m3,才能确保运动员的安全。
(1)根据G=mg,计算重力的大小;
(2)根据,计算体积,利用F浮=ρ液gV排,计算浮力的大小;
(3)根据,计算排开液体的体积;计算气囊体积的大小。
(1)该运动员的重力为
(2)由得,人的体积为
当人体浸入水中体积为人体总体积的五分之四时,该运动员在水中受到的浮力为
(3)人漂浮时,受到的浮力为
由得,此时排开水的体积为
气囊体积为
所以人漂浮时,气囊排开水的体积至少是0.0102m3,才能确保运动员的安全。
14.解:(1)当OC=10cm时,由平衡条件知道
G2×OC=F×OA
即
20N×10cm=FA×20cm
解得FA =10N ,故F拉= FA =10N
又因为G1对地面的压强为2×104Pa,即
根据题意知道,物体与地面的接触面积
S=0.05m×0.05m=2.5×10-3m2
解得G1=60N
(2)当G1对地面的压力为零时,G1×OA=G2×L,即
60N×20cm=20N×L
解得L=60cm
根据题意知道
OC+vt=L
即
10cm+5cm/s·t=60cm
解得t=10s
答:(1) G1的重力是60N;
(2)经过10s,可使G1对水平地面的压力恰好为零。
(1)由压强公式的变形公式求出G1对地面的压力,然后对G进行受力分析,由平衡条件求出 G1的重力;
(2)由杠杆平衡条件求出G1对地面压力为零时G2到支点的距离,然后由速度公式的变形公式求出G2的运动时间。
15.(1)解:起重机吊起重物过程中所做的有用功:
答:起重机吊起重物过程中所做的有用功为;
(2)解:由图知,,拉力端移动距离,
拉力做的总功:,
滑轮组的机械效率:
答:滑轮组的机械效率为;
(3)解:拉力的功率:。
答:拉力的功率为
(1)利用W=Gh求起重机吊起重物过程中所做的有用功。
(2)由图知,n=3,拉力端移动距离s=3h,利用W=Fs求拉力F做的总功,滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
(3)利用求拉力F的功率。
16.(1)解:根据重力公式G=mg,结合所给数据可知,小车所受重力为:
G=mg=1200kg×10N/kg=1.2×104N
(2)解:静止时,小车对地面的压力,
小车对地面的压强。
答:静止时,小车对地面的压强为。
(1)根据G=mg得出小车所受的重力。
(2)小车在水平路面上做匀速直线运动,处于平衡状态,根据F牵=f=0.05G得出发动机提供给小车的牵引力。
(3)静止时,根据F=G得出小车对地面的压力,根据得出小车对地面的压强。
17.(1)解:箱子静止时,对地面的压力,
对地面的压强
答:箱子静止时,对地面的压强为;
(2)解:推力对箱子做的功
答:推力对箱子做的功为;
(3)解:推力做功的功率。
答:推力做功的功率为
箱子静止时,重力等于压力,所以箱子对地面的压力为400N,底面积为0.16m2,根据P=F/s计算 箱子静止时 对地面的压强
2) 用的水平推力使其在内匀速前进了 ,根据W=Fs计算 推力对箱子做的功
3)由2)计算推力对箱子做的功,根据P=W/t计算 推力做功的功率
18.(1)解:G车=m车g=450kg×10N/kg=4500N
因为在水平地面上,所以F压=G车=4500N
P=F/S=4500N/0.02m2=2.25×105Pa
答:车空载时对水平路面的压强2.25×105Pa;
(2)解:G人=m人g=65kg×10N/kg=650N
G总=G车+G人=4500N+650N=5150N
答:车和人的总重力是5150N;
(3)解:f=01.G总=0.1×5150N=515N
因为在水平地面匀速行驶,二力平衡,所以F=f=515N
答:车的牵引力是515N
1)汽车静止时,对地面的压力等于重力,重力计算G=mg=450kg×10N/kg=4500N, 轮胎与地面的总接触面积0.02m2 ,根据P=F/S计算车的压强
2) 车质量为450kg,试驾员质量为65kg ,据此计算总质量,根据G=mg计算总重力
3)汽车匀速直线行驶,所以牵引力等于摩擦力,所以牵引力等于0.1G总
19.(1)解:由图可知,与动滑轮相连的绳子的股数,
则绳子自由端移动的距离:;
答:绳子自由端移动的距离为;
(2)解:货物的重力:,
工人做的有用功:;
答:工人做的有用功为;
(3)解:由可知,动滑轮的重力:,
该装置将重的货物提起所需的拉力:,
由可知,绳子自由端的最大速度:,
由可知,该装置将重的货物提升到工地至少需要的时间:。
答:若工人拉绳的最大功率为,则用该装置将重的货物提升到工地至少需要的时间为。
(1)根据滑轮组绳子股数,结合物体移动的距离,判断绳子移动距离;
(2)根据G=mg,计算物体的重力,根据W=Gh,计算对重力做功多少;
(3)根据G动=nF-G物,计算动滑轮的重力,利用,计算拉力;根据,计算速度,结合,计算时间。
20.(1)解:机器人对水平地面的压力等于重力,故压力为,
压强为;
答:机器人对水平地面的压强为;
(2)解:机器人在水平地面上匀速直线移动时,受力平衡,牵引力等于阻力,故牵引力为;
答:机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力为;
(3)解:牵引力做的功。
答:牵引力做的功为。
(1)利用G=mg计算出机器人的重力;在水平地面上工作时,机器人对水平地面的压力大小等于机器人自身的重力大小;利用计算出机器人对水平地面的压强;
(2)根据题意求出机器人在水平地面受到的阻力;机器人匀速直线运动时,机器人的牵引力大小等于受到的阻力大小;
(3)利用s=vt求出机器人在水平地面上匀速直线移动30s通过的距离;利用W=Fs计算出此过程中牵引力做的功。
21.(1)解:由题知,溢水杯内盛满水,物块浸入水中一半时,根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力
答:当物块一半体积浸入水中时,物块受到的浮力为;
(2)解:溢水杯是盛满水的,浸入时,水溢出,但溢水杯深度不变,溢水杯底受到水的压强为
答:当物块一半体积浸入水中时,溢水杯底受到水的压强为;
(3)解:物块浸入一半时,其排开液体的体积为体积的一半,则有
答:物块的体积是;
(4)解:的重力为
对进行受力分析,受到向上的拉力和浮力,向下的重力,则向上的拉力为
根据杠杆平衡条件可得
经计算得
答:细线作用在端的力是。
(1)由题知,溢水杯内盛满水,物块C浸入水中一半时,受到的浮力等于排开水的重力(溢出水的重力);
(2)利用p=ρgh求溢水杯底受到水的压强;(3)利用F浮=P液gV排求排开水的体积;物块 C的体积等于排开水的体积的2倍;
(4)利用G=mg =ρVg求物块C的重力,物块C受到细线的拉力等于重力减去浮力;由于力的作用是相互的,杠杆B端受到的拉力等于物块C受到细线的拉力;由题知,力臂OA、 OB,利用杠杆平衡条件求细线作用在A的力。
22.(1)解:起重机克服货物重力做有用功:;
答:起重机做的有用功为;
(2)解:电动机做的总功:;
答:电动机做的总功为;
(3)解:起重机的机械效率:;
答:起重机的机械效率为;
(4)解:如果电动机这内做的功要由功率为的工人去完成,所需的时间:。
答:工人去完成需要的时间为。
(1)根据W=Gh,计算物体受到质量的大小;
(2)根据W=Pt,计算做功多少;
(3)根据,计算机械效率的大小;
(4)根据,计算工作时间。
23.(1)解:货物浸没水中时受到的浮力:;
答:货物浸没水中时受到的浮力为;
(2)解:货物出水后被竖直匀速提升,此过程中,工人受到重力、支持力和绳对工人的拉力,且处于平衡状态,根据力的平衡关系结合相互作用力可知,货物出水后工人对绳端的拉力为:,
由图可知,,工人做的功为:;
答:货物出水后提升货物工人做的功为
(3)解:克服货物重力做的有用功为:,
则该滑轮组的机械效率为:。
答:货物出水后该滑轮组的机械效率为。
(1)根据阿基米德原理求出货物浸没水中时受到的浮力;
(2)根据力的平衡关系结合相互作用力求出货物出水后工人对绳端的拉力;根据滑轮组装置确定绳子股数,利用W总=Fs= Fnh求出工人做的功;
(3)根据W有=Gh求出克服货物重力做的有用功,利用 求出货物出水后该滑轮组的机械效率。
24.(1)解:根据可得,海水对小富脚底的压强,
答:小富浸入海水中的深度是时,海水对小富的脚底的压强是;
(2)解:由得,小富的体积为,
当小富进入水中,有体积浸入水中时,小富受到的浮力为;
答:当小富走入水中,有体积浸入水中时,小富在水中受到的浮力是;
(3)解:小富此时处于漂浮状态,由浮沉条件得,浮力为,
由得,排开水的体积为 ,
此时气囊体积为。
答:小富漂浮时,气囊体积至少,才能确保他的安全。
(1)根据p=ρgh,计算液体压强的大小;
(2)利用,计算体积;根据F浮=ρ液gV排,计算浮力的大小;
(3)根据,计算排开体积的大小。
25.(1)解:由力的平衡条件可得物块在水中受到的浮力;
答:物块在水中受到的浮力为;
(2)解:根据得出物块上表面受到水的压强为
,
根据可知上表面产生的压力为,
物块下表面受到水的压力为;
答:物块下表面受到水的压力为;
(3)解:由于物块浸没在水中,物体体积即为排开水的体积,可得,
物块的高度为。
答:物块的高度为。
(1)浸没在水中的物块,受重力、拉力、浮力的作用而静止,由力的平衡条件可得浮力;
(2)根据p=ρgh得出上表面受到水的压强,根据F=pS得出上表面产生的压力,根据F下= F上+F浮得出物块下表面受到水的压力;
(3)由于物块浸没在水中,物体体积即为排开水的体积,结合阿基米德原理得出物块的体积,进而得出物块的高度。
26.(1)600N;(2)0.06m3;(3)2200Pa
27.(1)1000Pa;(2)2.5N;(3)0.75g/cm3
28.(1)500N,0.025m2
(2)0.1m
(3)9×103Pa
29.(1),;(2),
30.(1)60m;(2)9×104J;(3)80%
31.(1)3.5×105Pa;(2)1.7×108N;(3)2.304×108kg
32.(1)750Pa;(2)10N;(3)2.5×103kg/m3
33.(1)1.2×103N;(2)3×104J;(3)80%
34.解:(1)图甲中圆筒和铁块处于漂浮状态,受到的总浮力等于总重力,则图甲中圆筒和铁块受到的总浮力为
F浮甲=G=0.4N
(2)由阿基米德原理可知,图甲中圆筒和铁块浸入水中的总体积为
(3)根据漂浮的特点,在甲、乙图中分别有
ΔF浮甲=ρ水gΔV排甲
ΔF浮乙=ρ水gΔV排乙
两式相减有
ΔF浮圆筒=ρ水gΔV排乙-ρ水gΔV排甲=ρ水gΔV排圆筒
即
ΔF浮圆筒=ρ水gΔV排圆筒=1.0×103kg/m3×10N/kg×10×(10﹣3)×10﹣6m3=0.7N
利用此装置测量时,圆筒B点的刻度线对应的质量应为
(4)对于图中的浮力秤,要增大浮力秤的称量范围,根据阿基米德原理可知在V排不变时,可以换用密度比水大的液体。
答:(1)图甲中圆筒和铁块受到的总浮力是0.4N;
(2)图甲中圆筒和铁块浸入水中的总体积是4×10﹣5m3;
(3)图乙中圆筒B点刻度线对应的质量是0.07kg;
(4)换用密度比水大的液体可增大浮力秤称量范围。
(1)图甲中圆筒和铁块处于漂浮状态,所以浮力等于重力
(2)由1)知道浮力的大小,根据浮力的计算公式F浮=ρ水gV排计算圆筒和铁块浸入水中的总体积为
(3)物体漂浮,所以在甲、乙图中分别有ΔF浮甲=ρ水gΔV排甲,ΔF浮乙=ρ水gΔV排乙,连列解得圆筒B点的刻度线对应的质量应为
(4)要增大浮力秤的称量范围,在V排不变时,F浮=ρ水gV排,可以换用密度比水大的液体。
35.(1)500Pa;(2)1.6×10-4m3;(3)1.25×103kg/m3