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.ppt

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,=1.010,3,kg/m,3,，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=1.010,3,kg/m,3,10N/kg0.12m=1.210,3,Pa；,(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(h,1,+h,2,)=,液,gS(h,1,+h,3,)，,图中h,1,=0.12m，h,2,=0.04m，h,3,=0.08m，,解得：,液,=0.810,3,kg/m,3,；,(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(h,1,+h,2,)=G,杯,+,水,gSh,1,，,水,gSh,2,=G,杯,，,杯子底面积：,S=G,杯,/,水,gh,2,=0.8N,/,（,1.010,3,kg/m,3,10N/kg0.04m）=210,-3,m,2,，,由=m,/,V得，杯内水的质量：,m,水,=,水,V,水,=,水,Sh,1,=1.010,3,kg/m,3,210,-3,m,2,0.12m=0.24kg。,3.如图所示，均匀圆柱体A的底面积为610,-3,m,2,，圆柱形薄壁容器B的质量为0.3kg底面积为310,-3,m,2,内壁高为0.7m。把AB置于水平地面上。已知A的密度为1.510,3,kg/m,3,，B中盛有1.5kg的水。(,水,=1.010,3,kg/m,3,，g取10N/kg),(1)若A的体积为410,-3,m,3,，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：m,A,=,A,V,A,=1.510,3,kg/m,3,410,-3,m,3,=6kg，,A对地面的压力：F,A,=G,A,=m,A,g=6kg10N/kg=60N；,(2)容器B对水平地面的压力：F,B,=G,总,=(m,水,+m,B,)g=(1.5kg+0.3kg)10N/kg=18N，,容器B对水平地面的压强：p,B,=F,B,/,S,B,=18N,/,（,310,-3,m,2,）=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：p,A,=F,/,S,A,=G,甲,/,S,A,=m,甲,g,/,S,A,，,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,/,S,B,=m,甲,/,甲,/,S,B,=m,甲,/,甲,S,B,，,B中水对容器底压强的变化量：p,B,=,水,gh=,水,gm,甲,/,甲,S,B,，,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p,A,=p,B,，m,甲,g,/,S,A,=,水,gm,甲,/,甲,S,B,，,则,甲,=S,A,/,S,B,水,=610,-3,m,2,/(,310,-3,m,2,1.010,3,kg/m,3,),=210,3,kg/m,3,；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,=S,B,h,B,-V,水,=S,B,h,B,-m,水,/,水,=310,-3,m,2,0.7m-1.5kg,/,1.010,3,kg/m,3,=610,-4,m,3,，甲在B容器中受到的最大浮力：F,浮,=,水,gV,排,=1.010,3,kg/m,3,10N/kg610,-4,m,3,=6N。,4.如图所示，杠杆在水平位置平衡，物体M,1,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M,2,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M,2,的重力；,(2)拉力F的功率；,(3)物体M,1,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M,2,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：F,B,=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：F,B,=F,B,=170N，,根据杠杆的平衡条件可得：F,A,OA=F,B,OB，,故绳子对杠杆A端的拉力：F,A,=OB,/,OA,F,B,=3,/,2170N=255N，,因为力的作用是相互的，所以绳子对M,1,向上的拉力：FA=FA=255N，,根据力的平衡条件，地面对M,1,的支持力：F,支,=G,1,-F,A,=500N-255N=245N，,由力的相互性可知，物体M,1,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0.2m,3,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,=1.010,3,kg/m,3,，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=1.010,3,kg/m,3,10N/kg5m=510,4,Pa；,(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=1.010,3,kg/m,3,10N/kg0.2m,3,=210,3,N；,(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=610,3,N，,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%=610,3,N,/(,610,3,N+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F,max,=1,/,2(G+G,动,)=1,/,2(610,3,N+100N)=3.0510,3,N，,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：P,max,=F,max,v=3.0510,3,N1m/s=3.0510,3,W。,6.如图所示，实心物体A漂浮在水面上，现利用电动机通过滑轮组拉动A，使A向下运动。已知A的体积为1m,3,，密度为0.510,3,kg/m,3,。动滑轮重为110,3,N，电动机工作时拉绳子的功率为1.210,3,W且保持不变。(不计绳重摩擦和水的阻力，,水,=1.010,3,kg/m,3,，g取10N/kg)求：,(1)A的重力；,(2)A浸没在水中受到的浮力；,(3)A向下运动的最小速度；,(4)A向下运动过程中，滑轮组机械,效率的最大值(结果保留至0.1%)。,解：(1)由=m,/,V可得，,A的质量：m,A,=,A,V,A,=0.510,3,kg/m,3,1m,3,=500kg，,A的重力：G,A,=m,A,g=500kg10N/kg=5000N；,(2)A浸没在水中时，排开水的体积：V,排,=V,A,=1m,3,，,A浸没在水中受到的浮力：,F,浮,=,水,gV,排,=1.010,3,kg/m,3,10N/kg1m,3,=110,4,N；,(3)当A完全浸没时绳子对物体A拉力最大，电动机对绳子的拉力：F=1,/,3(F,浮,-G,A,+G,动,)=1,/,3(110,4,N-5000N+110,3,N)=2000N，,由P=Fv可得，电动机拉动绳子向上运动的最小速度：v,绳,=v=P,/,F=1.210,3,W,/,2000N=0.6m/s，,则A向下运动的最小速度：v=1,/,3v,绳,=130.6m/s=0.2m/s；,