力学综合应用题经典.doc

力学综合应用题经典1、太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一。太阳能动力车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动的一种新型机动车。（1）有一种太阳能实验车（研制过程的样品），它上面的太阳能接收板的有效面积为S=8m2，太阳晴朗且接收板对着太阳时，每平方米面积上能接收到太阳的功率为P0=1KW，太阳能电池产生的电压为U=120V，可供电动机正常工作的电流为I=10A。求：（1）在电动机正常工作时，太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多大？（2）如果电动机正常工作时。将电能转化为机械能的效率是75%，且该车沿水平路面匀速直线行驶时所获得的牵引力是150N，则该车匀速行驶时的速度是多大？（3）如果该车本身的质量是90Kg，沿水平路面行驶时受到的阻力为车子重力的1/10，那么，该车沿水平路面匀速行驶时能装载多少货物？(g=10N/Kg)（4）通过以上介绍及有关计算，你对该车的有关技术参数及性能已经有了大致的了解。如果你是评审专家之一，你认为该实验车能否批量生产投放市场？至少说出两点理由。2.重庆开县“井喷”造成两百多人死亡的重大事故，教训惨痛。下文是有关这次事故的分析，阅读后完成文后的几个问题。“钻井越深，则地下压力越大。钻井向下遇到的地层，大致相当于穿过连续的水柱，正常情况下，4000米深的钻井，其井底的压强应该是400大气压。如果钻井时要防止井喷，边钻井边注清水就可以。这是正常压力的情况，也就是所谓“静水压力”。 地下深处的压强有时候却比连续水柱所带来的压强要高，即所谓“地下异常高压”。其原因是有一段地层太致密了，其上其下的地层水很难互相透过，因此其下面的压强不由上面决定。一旦有什么原因，使得那段致密地层之下的地层水受到压迫，那么它的压强就会大大提高。我国西部现在正受到印度板块向亚欧大陆的推挤，因此西部各大盆地地下压强都容易高于正常压强。事故井的深度为4000米，压强却是720大气压，而不是400大气压。那么，钻井时用清水压井是压不住的，这时候必须用泥浆。事故井采用的是密度1.42103kg/m3的泥浆，泥浆密度太小是造成事故的主要原因之一。”为避免井喷，该井所用泥浆密度至少应为 kg/m3。3、边长为1 分米的正立方体木块，漂在酒精面上时，有一半的体积露出液面，如下图（甲）所示。将木块从底部去掉一部分，粘上体积同样的玻璃后，投入某种液体中，它们漂浮，如下图（乙）所示，此时液体对它竖直向上的压强为980帕，酒精的密度为0.8103千克/米3，玻璃的密度为2.4103千克/米3，胶的质量和体积可忽略，求：（1）木块的密度？（2）玻璃的质量？ 4在全面建设小康社会的热潮中，资阳市在各地农村开展了“改善农田，整理土地”的活动，其中推土机发挥了重要作用。TY160型履带式推土机，其发动机额定功率为120kW,质量为1.5104kg，每条履带与地面的接触面积为1.25m2。取g=10N/kg，求：（1)推土机对水平地面的压强；(2)当推土机以额定功率进行推土作业时，在平直的场地上以5.4 km/h的速度匀速前进了15 m，求推土机所做的功及受到的阻力。(3)若推土机以额定功率经过10s把一块质量为6.0103kg的石块沿斜坡推到高5m的山坡上，则推土机的效率为多少？5.为增加学生的国防知识，阳湖中学九(2)班同学到东海舰队参观某型号潜水艇潜水艇的艇壳是用高强度的特种钢板制造，最大下潜深度可达350m.潜水艇的总体积为1. 5103m3，艇内两侧有水舱，潜水艇截面如图所示通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变潜水艇的自重，从而使其下沉或上浮（海水密度为1. 03 103 kg/m3, g取10N/kg) (1)水舱未充海水时，潜水艇总重量为9.27 106 N,此时，漂浮在海面的潜水艇排开海水的体积是多少？ (2)为使潜水艇完全潜人海水中，至少应向水舱充人海水的重量是多少？(3)潜水艇的艇壳用高强度的特种钢板制造的原因是什么？6.据报道，华中农业大学的几位学生发明了一种水面垃圾清理船，它能将水面上漂浮的垃圾通过前端的两个旋转滤网收集后，由倾斜的传送带送至船尾的垃圾箱中，如图是设计的样艇。若相关数据如下表：名称水面垃圾清理船发动机汽油发动机额定功率5kW质量（空载）200排水量1000(1)工作前，质量为60 的驾驶员登上船后，它排 开水的体积是多少?(2)正常工作时，传送带将收集的垃圾升高05m 后，落入垃圾箱中，这要消耗发动机的1的能 量。它在5分钟内可传送300的垃圾，求传 送带的传送效率。(3)如何提高该船效率，请提出一条合理化的建议。7.有一种用于清理河道、港口泥沙的抽砂船。工作时，用高压水枪喷射出的水柱将细砂冲起，再利用水泵将细砂抽起通过管道输送到目的地。下面是某型号抽砂船的有关参数。（设湿砂的平均密度为2.0103/m3，河水的密度为1.0103/m3、g取10N/）（1）该抽砂船在非工作状态下，排开水的体积是多少？（2）高压水枪水压为3.0107Pa，水枪喷嘴的面积为5.0106，若不考虑水从喷嘴喷出时横截面积的变化，高压水流产生的压力为多少？（3）若某一次抽砂的高度为12m，抽砂船的工作效率为80%，则抽砂船实际消耗的功率为多少？（结果保留整数）8.科技小组的同学用长方体泡沫塑料A 、三脚架和灯泡等制作了一个航标灯模型（如图）, 总重为4N , A 底部与浮子B 用细绳相连。水位上升时，浮子B 下降；水位下降时，浮子B 上升，使航标灯静止时A 浸人水中的深度始终为5cm ，排开水的质量为500g ，浮子B 重0.5N （不计绳重和绳与滑轮间的摩擦）求：（1）泡沫塑料A 底部受到水的压强是多少？（2）航标灯静止时，浮子B 体积应为多大？9. 如图所示，用力F拉400 N的物体在水平地面上做匀速直线运动，重物以10 cm/s的速度移动，物体与地面间的摩擦力是物重的0.2倍，若不计滑轮的重及滑轮与绳的摩擦，则（1）弹簧秤的示数为多大？拉力的功率为多大？（2）若考虑滑轮的重及滑轮与绳的摩擦，实际拉绳子的力为32 N，则滑轮组的机械效率为多大？ 10. 如图25所示是起重机的结构示意图。用它把质量为2103kg，底面积为1m2的货箱G匀速提起。（取g10N/kg）问：（1）当货箱静止于水平地面时，它对地面的压强是多少？（2）若把货箱匀速吊起3m，起重机对货箱做了多少功？（3）吊起货箱时，为使起重机不倾倒，在它右边加挂质量为多大的铁块？ 已知：OA10m，OB5m。（设起重机所受重力的作用线恰好通过O点。）11如图19所示，重力不计的一木板可绕O点无摩擦转动，在A端挂一正方体P，一个体重为500N的中学生站在B点时，P对水平地面的压力刚好为零，且OA=1m，OB=3m。计算：(1)正方体P的重力；图 23O(2)当人向O点移动的平均速度是多少米/秒时，10s后正方体对地面的压力是自身重力的三分之一POAB 12下表给出了水面上方气体压强与沸点的对应关系。技术员小陈利用这一关系，设计了如图所示的锅炉水温控制装置，图中OC为一可绕O点旋转的横杆（质量不计），在横杆上的B点下方连接着阀门S，阀门的底面积为3cm2，OB长度为20cm，横杆上A点处挂着重物G，OA长度为60cm。对水加热时，随着水温升高，水面上方气体压强增大。当压强增大到一定值时，阀门S被顶开，使锅炉内气体压强减小，水开始沸腾。当重物G挂在不同位置时，锅炉内水面上方气体压强可达到的最大值不同，从而控制锅炉内水的最高温度。压强（Pa）1.01051.41052.01052.7105沸点（）100110120130 （1）当锅炉内水的温度达到120沸腾时，锅炉内气体的压强是多少? （2）当大气压强为1.0105Pa时，将G挂在A位置，锅炉内水沸腾时的温度为120，求此时阀门底部受到的气体压力和上部受到的大气压力的差值是多少?（计算时可认为阀门上、下底面积相等）（3）当大气压强为1.0105Pa时，要使锅炉内水的温度达到110时沸腾，应将G挂在离O点多远处?13如图甲所示的滑轮组，每个滑轮等重不计绳重和摩擦，物体重G1从200 N开始逐渐增加，直到绳子被拉断每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像 (1)每个动滑轮重多少牛? (2)绳子能承受的最大拉力是多少牛?(3)当滑轮组的机械效率为80时，物体重多少牛?14做俯卧撑运动的人可视为杠杆如图所示，一同学重500 N，P点为重心，他每次将身体撑起，肩部上升0.4 m，某次测试中，他1 m