【公开课】力学综合题

1、2022年6月，我国自主设计的载人潜水器“蛟龙号”，实验下潜7000m达到一个新的深度．试验经历了以下主要过程：母船用新型的吊装设备将潜水器投放到海中；潜水器缓慢竖直下潜和上升；吊装设备将潜水器吊上母船．如图是母船的吊装设备的示意图，图中虚线框中是滑轮组（未画出），电动机拉放滑轮组绳子自由端，挂钩挂着潜水器．吊装设备缓慢地将潜水器投放到海中，然后，潜水器下潜用时t1=6h，到达7000m出停留t2=，上升用时t3=．潜水器上升到海面后，挂钩挂着潜水器离开水面后，缓慢匀速竖直上升高度h=6m，在这个过程中电动机拉滑轮组绳子自由端的拉力F1=×104N，滑轮组的机械效率η=80%．

已知潜水器总质量（含潜水员）m=×104kg，体积V=20m3，水的密度ρ1=×103kg/m3，海水的密度ρ2=×103kg/m3，g取10N/kg．不计绳和挂钩的质量，不考虑空气阻力，不考虑潜水器离开海面后海水对潜水器质量的影响．求：2、2013年4月20日，四川芦山发生了里氏级地震，灾区人民的生活和生产受到很大影响．地震发生后，通往灾区的道路被垮塌的山体阻断，当务之急是打通生命通道．各救援队在第一时间赶赴现场对垮塌的道路进行抢通，确保通往灾区的交通畅通．在此过程中，推土机发挥了重要作用．现有一履带式推土机，其发动机额定功率为150kW，质量为×104kg，每条履带与地面的接触面积为1.5m2．求：

（1）推土机对水平地面的压强（g取10N/kg）；

（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5.4km/h3、如图所示，放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重6N，底面积100cm2，弹簧测力计的挂钩上挂着重为27N的金属块，现将金属块浸没水中，容器内水面由20cm上升到30cm（g=10N/kg）．求：

（1）金属块未放入水中时（如图所示），容器底部受到的水的压强：

（2）金属块的密度；

（3）金属块浸没水中静止后弹簧测力计的示数；

（4）金属块浸没水中后（未于底部接触），容器对桌面的压强．4、小洁家购买某型号的四轮汽车的质量为，每个轮子与地面的接触面积为20cm2．假期全家开车去某地旅游，下车时观察里程表确定汽车行驶225km，所用时间是，消耗汽油20L（假设汽油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内的功率为20kW．求：

（1）汽车静止时对路面的压强．（2）汽车行驶的平均速度是多少？

（3）汽车行驶过程的牵引力是多大？

5、建筑工人用如图所示的滑轮组，将边长为0.3m、密度为×103/m3的正方体大理石块从地面匀速提升到12m高的五楼，所有时间30s，动滑轮重20N，不计绳重和摩擦．g=10N/kg．求：

（1）大理石块放在水平地面上时，对地面的压强是多少Pa？

（2）大理石块上升的速度是多少m/s？6、如图是一个上肢力量健身器示意图．D是动滑轮；配重A的底面积为5×10﹣2m2，放在水平地面上对地面的压强P0为×104Pa．杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动，OE：OH=2：5．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受到的拉力为TA1．配重A对地面的压强P1为6×103Pa；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受到的拉力为TA2，配重A对地面的压强P2为4×103Pa．已知F1：F2=20：19，杠杆EH和细绳的质量均忽略不计．求：

（1）配重A受到的重力GA．

（2）拉力TA1和TA2．

（3）动滑轮D受到的重力GD．7、电动自行车以其环保、快捷、轻便的优势，成为家庭常用的交通工具．如图所示的这辆电动自行车自身重力为600N，在水平公路上匀速直线行驶了千米用了10分钟，行驶时受到的阻力是40N．

（1）求该车在这段时间内行驶的速度是多少米/秒？牵引力做功是多少？

（2）若该车每个车轮与地面的接触面积为0.01m2，车胎能承受的最大压强为2×105Pa，求该车的最大载重量是多少牛？8、某同学用滑轮组从装满水的水井中将一铁块匀速提升了2m（铁块始终未露出水面）．已知铁块体积0.006m3，铁块的密度为×103kg/m3．（滑轮的重力和摩擦不计，g=10N/kg）求：

（1）铁块的重力大小；（2）绳子AB给铁块的拉力大小；9、美国建筑师凯文?朔普费尔设计出了一种能漂浮在水中的城市（如右图所示），漂浮城市装有动力装置，可以移动．该漂浮城市三角形建筑的主体结构是中空的，强风能从中通过，可以确保当飓风来临时，把飓风对建筑的破坏降至最低．该漂浮城市高达360m，占地270万平方米，可容纳多达4万居民．酒店、商店等只要是普通城市有的，这里都一应俱全．漂浮城市的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为×108W，请回答下列问题：

（1）假如某班级有50位中学生从岸上进入漂浮城市参观，则漂浮城市受到的浮力约增加（）A．×102NB．×103NC．×104ND．×105N（2）若三角形建筑空洞的面积为×104m2，某次飓风正好垂直于空洞的表面吹入，1s钟流入空洞的空气质量是×106kg，该地的空气密度是1.2kg/m3．则飓风的风速是

m/s；

（3）若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮城市前进所需的能量，漂浮城市在平静的水面上沿直线运动，运动过程中受到的阻力不变