四川省达州市2020年中考物理二轮复习 计算题04 类型四 力学综合计算题型突破课件

类型4力学综合计算,1.如图所示，物重g为2000n，斜面长5m，高3m，斜面和滑轮组装置的总机械效率为80%，若将重物沿斜面以0.2m/s的速度拉上顶端，求：(1)所需拉力f的大小；(2)机械的总功率。,解：(1)机械的总功：w总=w有/=gh=2000n3m/80%=7500j，所需拉力f的大小：f=w总/3s=7500j/（35m）=500n；(2)机械的总功率：p总=fv=500n30.2m/s=300w。,2.一个圆柱形杯身的杯子，装12cm高的水密封后(杯子厚度忽略不计)放在水平桌面上，如图甲所示。再将杯子分别倒置在盛有水和某种液体的容器中，静止后杯子内外液面高度差如图乙和图丙所示。(水=1.0103kg/m3，g取10n/kg)求：(1)图甲中杯底受到水的压强；(2)图丙中某种液体的密度；(3)如果杯子自身质量为80g，则杯内水的质量。,解：(1)图甲中杯底受到水的压强：p=水gh=1.0103kg/m310n/kg0.12m=1.2103pa；(2)设杯子的底面积为s，杯子在水中和在液体中受到的浮力相等，即f浮水=f浮液，即水gv排=液gv排，即水gs(h1+h2)=液gs(h1+h3)，图中h1=0.12m，h2=0.04m，h3=0.08m，解得：液=0.8103kg/m3；,(3)图乙中杯子处于漂浮状态，浮力等于其总重力，g杯=m杯g=0.08kg10n/kg=0.8n，f浮水=g杯+g水，水gs(h1+h2)=g杯+水gsh1，水gsh2=g杯，杯子底面积：s=g杯/水gh2=0.8n/（1.0103kg/m310n/kg0.04m）=210-3m2，由=m/v得，杯内水的质量：m水=水v水=水sh1=1.0103kg/m3210-3m20.12m=0.24kg。,3.如图所示，均匀圆柱体a的底面积为610-3m2，圆柱形薄壁容器b的质量为0.3kg底面积为310-3m2内壁高为0.7m。把ab置于水平地面上。已知a的密度为1.5103kg/m3，b中盛有1.5kg的水。(水=1.0103kg/m3，g取10n/kg)(1)若a的体积为410-3m3，求a对水平地面的压力；(2)求容器b对水平地面的压强；(3)现将另一物体甲分别放在a的上面和浸没在b容器的水中(水未溢出)，a对地面压强的变化量与b中水对容器底压强的变化量相等。求物体甲的密度和物体甲在b容器中受到的最大浮力。,解：(1)由=m/v可得，a的质量：ma=ava=1.5103kg/m3410-3m3=6kg，a对地面的压力：fa=ga=mag=6kg10n/kg=60n；(2)容器b对水平地面的压力：fb=g总=(m水+mb)g=(1.5kg+0.3kg)10n/kg=18n，容器b对水平地面的压强：pb=fb/sb=18n/（310-3m2）=6000pa；,(3)因为水平面上物体的压力和自身的重力相等，所以，甲放在a的上面时，a对地面压强的变化量：pa=f/sa=g甲/sa=m甲g/sa，甲浸没在b容器的水中时，排开水的体积：v排=v甲=m甲/甲，水上升的高度：h=v排/sb=m甲/甲/sb=m甲/甲sb，b中水对容器底压强的变化量：pb=水gh=水gm甲/甲sb，因为a对地面压强的变化量与b中水对容器底压强的变化量相等，即pa=pb，m甲g/sa=水gm甲/甲sb，则甲=sa/sb水=610-3m2/(310-3m21.0103kg/m3)=2103kg/m3；水未溢出时，甲的最大体积等于b的容积减去水的体积，此时甲排开水的体积最大，受到的浮力最大，则v排=sbhb-v水=sbhb-m水/水=310-3m20.7m-1.5kg/1.0103kg/m3=610-4m3，甲在b容器中受到的最大浮力：f浮=水gv排=1.0103kg/m310n/kg610-4m3=6n。,4.如图所示，杠杆在水平位置平衡，物体m1重为500n，oaob=23，每个滑轮重为20n，滑轮组的机械效率为80%，在拉力f的作用下，物体m2以0.5m/s速度匀速上升了5m。(杠杆与绳的自重摩擦均不计)求：(1)物体m2的重力；(2)拉力f的功率；(3)物体m1对水平面的压力。,解：(1)因杠杆与绳的自重摩擦均不计，故克服动滑轮重力做的功为额外功，则滑轮组的机械效率：=w有/w总=gh/(gh+g动h)=g/(g+g动)，即80%=g/(g+20n)，则物体m2的重力：g=80n；,(2)由图知，绳子的有效段数为2，绳的自重摩擦均不计，则作用在绳子自由端的拉力：f=(g+g动)/2=(80n+20n)/2=50n，绳子自由端移动的速度：v绳=2v=20.5m/s=1m/s；拉力f的功率：p=fv绳=50n1m/s=50w；,(3)由力的平衡条件可得，b端对定滑轮向上的拉力：fb=3f+g定=350n+20n=170n，因为力的作用是相互的，所以定滑轮对杠杆b端的拉力：fb=fb=170n，根据杠杆的平衡条件可得：faoa=fbob，故绳子对杠杆a端的拉力：fa=ob/oafb=3/2170n=255n，因为力的作用是相互的，所以绳子对m1向上的拉力：fa=fa=255n，根据力的平衡条件，地面对m1的支持力：f支=g1-fa=500n-255n=245n，由力的相互性可知，物体m1对水平面的压力：f压=f支=245n。,5.如图所示，一个质量为600kg体积为0.2m3的箱子沉入5m深的水底，水面距离地面2m，若利用滑轮组和电动机组成的打捞机械，以0.5m/s的速度将箱子从水底匀速提到地面，每个滑轮重100n。(不计绳重摩擦和水的阻力，水=1.0103kg/m3，g取10n/kg)求：(1)箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强；(2)箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力；(3)物体完全露出水面后，继续上升到地面的过程中，滑轮组的机械效率；(结果保留至0.1%)(4)整个打捞过程中，请你分析哪个阶段电动机的输出功率最大，并计算出这个最大值。,解：(1)箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强强：p=水gh=1.0103kg/m310n/kg5m=5104pa；(2)箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力：f浮=水gv排=水gv=1.0103kg/m310n/kg0.2m3=2103n；,(3)不计绳重摩擦和水的阻力，物体完全露出水面后，在提升箱子过程中，有用功是动滑轮对箱子的拉力所做的功，额外功是克服动滑轮重所做的功，箱子的重力：g=mg=600kg10n/kg=6103n，出水后，根据=w有/w总=g/(g+g动)可得，滑轮组的机械效率：=g/(g+g动)100%=6103n/(6103n+100n)100%98.4%；,(4)由于箱子从水底匀速提到地面，根据p=fv即可判断出拉力最大时，功率最大；箱子离开水面在空中时，对滑轮组的拉力最大，故此时电动机对滑轮组的拉力最大。由于不计绳重摩擦和水的阻力，则fmax=1/2(g+g动)=1/2(6103n+100n)=3.05103n，电动机上绳子的提升速度：v=2v=20.5m/s=1m/s，则电动机的最大输出功率：pmax=fmaxv=3.05103n1m/s=3.05103w。,解：(1)由=m/v可得，a的质量：ma=ava=0.5103kg/m31m3=500kg，a的重力：ga=mag=500kg10n/kg=5000n；(2)a浸没在水中时，排开水的体积：v排=va=1m3，a浸没在水中受到的浮力：f浮=水gv排=1.0103kg/m310n/kg1m3=1104n；,(3)