第9讲机械与压强、浮力学生版

9机机械械与与压压强强、浮浮力力综综合合提提高高漫画释义初二物理竞赛班第 9 讲学生版99模块一多状态差量分析【例1】 如图所示, 杠杆在水平位置处于平衡状态, 细绳 AC 沿竖直方向并系于正方体上表面的 中央.若上移玻璃杯使小球没入水中, 杠杆 AB 仍在水平位置平衡.在杠杆所处的前后两 个状态中, 正方体对水平地面的压强变化了 400Pa.已知正方体的边长为 10cm, 小球的 体积是 210-4m3, g 取 10N/kg, 则 AO : OB 为 .BCDOA【例2】小李想测量食用油的密度 油, 他手边的测量工具只有刻度尺小李利 用身边的器材设计出一个实验方案找来一根均匀轻质直硬棒, 用细线系在 O 点吊起, 硬棒在水平位置平衡, 将一 密度未知的金属块 B 挂在硬棒左端 C 处, 另外找一个重 物 A 挂在硬棒右端, 调节重物 A 的位置, 使硬棒在水平位 置平衡, 此时重物挂在硬棒上的位置为 D, 如图所示下 面是小李测出 油 的部分实验步骤, 请你按照小李的实验 思路, 将实验步骤补充完整(1)用刻度尺测出 OD 的长度 Lo;(2)将适量水倒入烧杯(水的密度为 水 为已知), 金属块 B 没入水中且不碰烧杯, 把重物 A 从 D 处移动到 E 处时(E 点未标出), 硬棒再次在水平位置平衡, , 将金属块 B 取出, 用抹布擦干;(3)将适量油倒入另一烧杯, 金属块 B 没入油中且不碰烧杯, 将重物 A 从 E 处移动到 F 处时, 硬棒再次在水平位置平衡, , 将金属块 B 取出, 用抹布 擦干;(4)利用上述测量出的物理量和题中的已知量计算的 油表达式为：_ 【例3】小明利用轻质硬棒(可视为杠杆)和透明塑料小桶等器材制作了如图所 示的测量液体密度的秤：用细线做成提纽在 O 点将硬棒吊起, 棒的一端悬挂塑料小桶(小桶中可装水或其他待测液体)另外找一个重物做为秤砣, 通过调节秤砣在硬棒上悬 挂的位置, 可使硬棒(杠杆)处于水平平衡以下是小明测 量某种待测液体密度时的实验步骤的一部分, 请你将实验 步骤补充完整(1)小桶内不加液体, 手提 O 点处的提纽, 移动秤砣位置, 当秤砣置于 A 位置时使杠杆处 于水平平衡测量并记录此时 O 点到 A 点的距离 l0 ;(2)将适量的水注入小桶中, 在桶壁上标记水面位置移动秤砣到某一位置, 使杠杆再次 处于水平平衡, 测量并记录 ; (3)将小桶内的水全部倒出, ; (4)已知水的密度为 r水 , 利用上述测量出的物理量和已知量, 写出计算待测液体密度r液 的表达式： r液 = 【例4】小明单独站在地面上时, 对地面的压强为 p1, 如图甲所示; 当他如图乙站立时, 他对地面的压强大小为 p2; 当他如图丙站立时, 他对地面的压强大 小为 p3. 不计杠杆重力及轴摩擦. 已知小明重力为 G, 杠杆 AO:OB=1:2. 求物块 G1、G2 各为多少?AEOHD【例5】如图是一个上肢力量健身器示意图. D 是动滑轮; 配重 A 受到的重力为 1200 N, 其底面积为 510-2 m2, 杠杆 EH可绕 O点在竖直平面内转动, OEOH25. 此人受 到的重力为 600N, 他通过细绳在 H 点施加竖直向下的拉力 T1 时, 杠杆在水平位置平衡, 他对地面的压力为 F1, 配重 A 对地 面的压力为 FA1, 配重 A 对地面的压强 p1 为 6103Pa; 他在 H 点施加竖直向下的拉力 T2 时, 杠杆仍在水平位置平衡, 他对地 面的压力为 F2, 配重 A 对地面的压力为 FA2, 配重 A 对地面的 压强 p2 为 4103Pa. 已知 F1F22019, 杠杆 EH 和细绳的 质量均忽略不计.求:(1)求 FA1 和 FA2;(2)动滑轮 D 受到的重力 G.模块二力学综合复习1. 力的概念 基础题：【例6】如图所示, 当你手轻握饮料罐时, 饮料罐都在空中竖直静止, 下列各对 力属于平衡力的是()A手对罐的压力与罐对手的压力 B罐受到的重力与手对罐的压力 C罐受到的重力与手对罐的摩擦力 D罐对手的摩擦力与手对罐的摩擦力【例7】 (多选)下列说法正确的是() A竖直向上抛出的石块, 当石块运动到最高点时, 石块处于静止状态 B漂浮在水面上的木块, 木块底部受到水的压力等于木块排开水的重力 C物体运动状态改变, 一定是受到了力的作用 D踢出去的足球最终会停下来是因为足球具有惯性提高题:【例8】如图甲所示, 一物体放在水平地面上静止, 受到水平的力 F 作用时, 开 始计时, F 的大小和方向随时间变化, 在 06s 时间内, 力 F 方向水平向右, F 的大小与 时间 t 的关系如图乙所示, 在 06s 时间内, 物体运动速度 与时间 t 的关系如图丙所示, 则下列说法正确的是( )/ms-1F/NF6342甲212468t/s02468t/s乙丙0A. 在 46s 时间内, 物体合力不为 0B. 若在第 6s 末开始施加水平向左, 大小为 6N 的力 F, 物体所受合力大小为 6N, 物体 将沿水平地面向左做加速直线运动C. 若在第 6s 末开始施加水平向左, 大小为 6N 的力 F, 物体所受合力大小为 2N, 物体 将先沿水平地面向右做减速运动, 最后静止在水平面上D. 若在第 6s 末开始施加水平向左, 大小为 6N 的力 F, 物体所受合力大小先为 10N, 物 体先沿水平地面向右做减速运动, 然后物体所受合力大小为 2N, 再沿水平地面向左 做加速运动2. 压强 基础题:【例9】 如图, 同种材料制成的两个正方体金属块 A、B 叠放在水平地面上, 在 A的上表面施加竖直向下、大小为 F 的压力. 金属块 A 对 B 的压强为 p1. 金 属块 B 对地面的压强为 p2. 已知：金属块 A、B 的边长之比 LA:LB=1:2, F:GA=3：5, 则 p1：p2 为( )A. 2:3B. 6:5C. 3:2D. 4:3【例10】如图所示的两个容器底面积相等, 内装有质量相等的水, 两容器底部所受水的压强分别为 p 甲、p 乙, 所受水的压力分别为 F 甲、F 乙. 下面判断正确的是( )A. p 甲=p 乙, F 甲=F 乙 B. p 甲p 乙, F 甲F 乙 C. p 甲p 乙, F 甲p 乙, F 甲 F乙 , C F甲 = F乙 , D F甲 F乙 ,rA = rBrA rB pA pB pA = pB【例15】一个体积为10dm3 , 重为 58.8N的物体放入水中, 静止时, 它所受到的浮力及浸入水中 的体积分别为() (g 取 9.8N/kg)A. 98N、10 dm3C. 58.8N 、 4dm3B. 58.8N 、 6dm3D. 49N、 5dm3提高题：【例16】如图所示，木块漂浮在水面上，当把铁块 A 放在木块上，木块刚好全部进入水中。若 把与 A 体积相等的合金块 B 悬挂在这个木块下方，木块也刚好全部浸入水中，合金块 的密度是( ) ( 铁=7.8103kg/m3)A. 6.8103kg/m3 B. 7.8103kg/m3 C. 8.8103kg/m3 D. 9.8103kg/m3【例17】现有一架天平、一个空烧杯、适量的水、石块、细线、待测液体. 小红想利用上述器材测量待测液体的密度, 以下是她设计的实验步骤, 请你补充完整. (1)向烧杯中倒入适量的水, 用调节好的天平称出烧杯和水的总质量 m1;(2)如图所示, 用细线拴住石块, 使其全部浸没在烧杯的水中(水未溢出), 且不与容器相 接触. 在右盘中增减砝码, 并调节游码, 测出天平平衡时砝码的质量和游码对应数值的总和为 m2; (3)将烧杯中的水全部倒净, 再倒入适量的待测液体, 用天平测出其总质量为 m3;(4) . 在右盘中增减砝码, 并调节游码, 测出天平平衡时砝码 的质量和游码对应数值的总和为 m4; (5)已知水的密度为 水, 利用上述测量出的物理量和 已知量计算待测液体密度的表达式为： .4. 机械 基础题：【例18】画出图所示拉力 F 的力臂.FO【例19】用如图所示的滑轮组拉物体 A 在水平桌面上做匀速直线运动. 如果拉力 F3N, 物体 A的速度 v0.2m/s, 忽略滑轮重、绳重和轴摩擦. 下列说法中正确的是() A. 物体 A 受到合力不为零B. 物体 A 受到的摩擦力为 9N C. 竖直墙受到的拉力为 9ND. 拉力 F 的速度为 0.4m/s提高题：【例20】小阳想通过实验测出某种油的密度 油. 他找来一根直硬棒, 用细线系在硬棒的中点 O并把硬棒悬挂起来, 硬棒在水平位置平衡. 他将 石块 M 挂在硬棒的右端点 E、密度为 r 的金属 块 N 挂在硬棒的左端点 C 时, 硬棒在水平位置再 次平衡, 如图所示. 当把金属块 N 浸没在待测密 度的油中, 把石块 M 从 E 点移动到 D 点时, 硬棒 第三次在水平位置平衡. 如果用 L1 表示 O、C 两 点间的距离, 用 L2 表示 O、D 两点间的距离, 则r油 .BA O甲【例21】如图所示装置, 杠杆 OB 可绕 O 点在竖直平面内转动, OA:OB1:3. 当在杠杆 A 点挂一 质量为 300kg 的物体甲时, 小明通过细绳对动滑轮施加竖直向下的拉力为 F1, 杠杆 B 端 受到竖直向上的拉力为 T1 时, 杠杆在水平位置平衡, 小明对地面的压力为 N1; 在物体甲 下方加挂质量为 60kg 的物体乙时, 小明通过细绳对动滑轮施加竖直向下的拉力为 F2, 杠杆 B 点受到竖直向上的拉力为 T2 时, 杠杆在水平位置平衡, 小明对地面的压力为 N2. 已知 N1:N23:1, 小明受到的重力为 600N, 杠杆 OB 及细绳的质量均忽略不计, 滑轮轴 间摩擦忽略不计, 取 g =10N/kg. 求:(1) 拉力 T1;(2) 动滑轮的重力 G. (要求画出受力分析图)低压环境下人会怎么样低气压时的极限体验: 当飞船失事、不幸的冒险家们被残酷的暴露在太空时，他们尖 叫、痉挛和迅速膨胀，然后爆裂得血液四溅。通常科幻片里是这样演示的，以我们所了解 的外层空间知识，听起来也合情合理。但是当人类探访大气层之外以后，一些无意的真空 暴露事故开始让科学家思考这个问题如果一个没有保护的人被暴露在寒冷死寂的真空 中，会发生什么呢？在 60 年代美国航天局做过一些低压测试，以便了解人体对低压的反应。1965 年在一次测试中发生事故，一位技术员被高度暴露于真空中，破损的防护服无法提供压力，他在 14 秒后开始昏迷。令人惊讶的是，在增压后他苏醒过来没有受伤。在最后的一次事故中，另一位技术员被困在人工低压室中达 4 分钟之久，他丧失意识，皮肤发青， 幸运的是在死神约见他之前他踢破了那部该死的机器的一个玻璃装置，然后空气进入了。 这样看来，事情并非我们想象。当人体突然暴露于真空时，的确马上会产生身体损伤。它 们起初不是很明显的，但是很快生命处于危险中。先是由于外在压力的减少使肺部的气体 扩散，这时快速呼气也许是本能的呼救能增加他的生存机会，减少肺爆裂和气体进入血 液的可能性。然后因为没有气压，人体的水会变成蒸汽从遇难者嘴和眼睛了喷出来， 某些部位会胀大但不会导致皮肤破裂。在几秒钟内，由于压力的急剧减小会使溶化在血液 中的氮气形成气泡这是类似于潜入深水的痛苦体验。大约十秒以后，这个可怜的人会 觉得非常难受，但他还有充足的时间来拯救他自己。十秒以后受害人的视觉和感官判断力 将快速下降