资源描述
《力学综合》复习练习
一、选择题
(2012荆门).今年是奥运年,暑假里我们可在家中观看奥运比赛。奥运选手中也不乏湖北运动健儿,我省女子举重选手田源就是奥运冠军的有力争夺者。下图是世界冠军田源比赛时的图片,下列有关她比赛的一些说法,你认为正确的是
A.她在抓举时把杠铃从地上举到头顶的过程中没有做功
B.她在挺举时把杠铃举过头顶稳稳地停留了3秒钟,在停留过程中她做了功
C.她把杠铃稳稳举起停留在空中时,人对杠铃的支持力和杠铃的重力是一对平衡力
D.她站在世界冠军的领奖台上,受到的重力与支持力是一对相互作用力
答案:C
(2012丹东).为使学生健康、快乐成长,我市中小学开展了丰富多彩的大课间活动.对于学生的部分活动场景的说法错误的是
A.将弹簧拉力器拉开,弹簧的弹性势能增大
B.将哑铃从地面拿起来,人对哑铃做了功
C.实心球被投出后继续向前运动了一段距离,是因为球受到了手推力的作用
D.羽毛球在两同学的球拍来回运动,说明力可以改变物体的运动状态
答案:C
(2012绥化).如图所示,图甲中文文用弹簧测力计拉木块,使它沿水平木板匀速滑动;图乙是他两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的图像。下列说法正确的是
第一次
第二次
s/m
t/s
0
甲 乙
A.木块第二次受到的拉力较大
B.第一次木块的动能多
C.木块两次受到的拉力和摩擦力均相等
D.第一次拉力对木块做功的功率大
答案:C
(2012娄底).为了推行“低碳生活”,自行车重新成为人们的重要交通工具,下列有关自行车的结构及使用的说法中正确的是
A.把手做得凹凸不平是为了增大摩擦 B.自行车的刹车是费力杠杆
C.上坡前加紧用力蹬车是为了增大惯性 D.匀速下坡时动能不变,机械能不变
答案:A
(2012荆州).今年是奥运年,暑假里我们可以坐在家中观看奥运比赛直播。奥运选手中也不乏荆州运动健儿,公安县举重运动员田源就是奥运冠军的有力争夺者。右图是世界冠军田源比赛时的图片。下列有关她比赛的一些说法,你认为正确的是
A.她在抓举时把杠铃从地上举到头顶的过程中没有做功
B.她在挺举时把杠铃举过头顶稳稳地停留了3s,在停留过程中她做了功
C.她把杠铃稳稳举起停留在空中时,人对杠铃的支持力和杠铃的重力是一对平衡力
D.她站在世界冠军的领奖台上,受到的重力与支持力是一对相互作用力
答案:C
(2012绍兴).A、B是两个粗糙程度不同的物体,弹簧测力计分别以如图甲、乙、丙三种方式,拉动物体在同一水平长木板上匀速直线运动,5s通过50cm,F1=5N,F2=8N。下面是几位同学对丙图运动时状况的分析:
①A物体受到二个力 ②弹簧测力计的拉力做功6.5J ③长木板对B物体的支持力和B物体所受重力是一对平衡力,④丙图弹簧测力计做功的功率大于乙图弹簧测力计做功的功率 ⑤B物体在水平方向只受二个力。其中正确的是( )
F1
A
F2
B
F3
A
B
甲
乙
丙
A.①④⑤ B.②③④ C.①③⑤ D.①②⑤
答案:A
(2012白银).关于如图所示的各种情景,下列说法正确的是
A B C D
A.甲图中:特技演员在空中减速上升时,演员和车的重力势能转化为动能
B.乙图中:跳水运动员在空中下落的过程中,运动员的动能不变
C.丙图中:若不计空气阻力,皮球反弹在空中竖直上升的过程中,受力的方向竖直向下
D.丁图中:人躺在“死海”水面上读报,海水对人的浮力大于重力
答案:C
(2012大庆).每年3月12日是我国的植树节,某校同学们在植树节的活动中,联想到一些物理知识,其中正确的是
A.小明拎起一桶水的同时感觉手疼,说明物体间力的作用是相互的
B.小刚泼水时,盆留在手中而水“飞”了出去,是因为水有惯性,盆没有惯性
C.小红沿水平方向用力拉一筐土,没有拉动,此时拉力小于摩擦力
D.小丽尽全力搬一块大石头,虽然没有搬动,但是她也对石头做了功
答案:A
(2012丹东).如图所示.小强从滑梯上匀速下滑,关于小强在下滑过程中的说法正确的是(多选)
A.受到了摩擦力的作用
B.感到臀部热,是机械能转化为内能
C.动能不变,机械能减小
D.滑梯所受压力和小强所受支持力是一对平衡力
答案:A B C
二、填空题
(2012河北).如图所示是运动员在空中降落时的图片。请回答下列问题:
(1)运动员从静止在空中的直升飞机上跳下,降落伞未打开前向下做加速运动。原因是____________。
(2)降落伞打开后,最终匀速降落。运动员在匀速降落过程中,机械能如何变化?
答:________。
(3)针对运动员匀速降落过程,从运动和静止的相对性角度提出一个问题并回答。
问题:____________________?
回答:____________。
答案:(1)重力大于阻力 (2)减小 (3)问题:以降落伞为参照物,运动员是运动的还是静止的 回答:静止
(2012茂名).如图所示,列车进站过程中,乘客必须站在安全线外,这是因为____________,以站台为参照物,列车是____(填“运动”或“静止”)的。在这过程中,列车的机械能转化为____能。
列车站台上的安全线
答案:流速大的地方压强小 运动 内
三、解答题
(2012衢州).在复习测量知识时,某同学测得“八年级下科学教科书”的一些物理量,如下表所示:
物理量
长/cm
宽/cm
高/cm
质量/g
测量值
26.0
18.5
0.6
260
乙同学把一本掉在地上的“八年级下科学教科书”捡起后,将其平放在离地70cm高的桌面上(如图)。请根据以上信息计算:
(1)乙同学把书捡起来平放在桌面上的过程中对书本所做的功是多少J?
(2)教科书平放在桌面上,此时教科书对桌面的压强是多少帕?(计算结果保留整数)
(3)乙同学利用上表数据,又进行了新的计算,部分过程如下:
……=……
则该同学计算的物理量是教科书的________。
答案:
(1)F=G=mg=0.26kg×10N/kg=2.6N
W=Fs=2.6N×0.7m=1.82J
(2)S=0.26m×0.185m=0.0481m2
p=F/S=2.6N/0.0481m2=54Pa
(3)密度(或ρ)
(2012潍坊).研究性学习在潍坊各校广泛开展,小红对家中的电热水壶进行了认真的观察与研究,她查看了如下表所示的电热水壶说明书上的有关数据,并测出了容量刻度线到壶底的高度为16cm,然后加水到容量刻线后,放到加热座上,加热座面积与壶底的面积相同。她提出了以下几个问题,请你给予解答。(壶壁厚度不计,ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg。)
品牌
乐力达
型号
KE-180CD
是否调温
不可调
额定功率
1500W
电源电压
220V
重量
0.6kg
容量
1.8L
壶底面积
200cm2
品质
优
产地
江南
(1)水对壶底的压力是多大;
(2)壶对加热座的压强是多大;
(3)为把壶中开水倒入暖瓶中,小红需将壶慢慢提高20cm,求小红要做多少功。
答案:(1)水对壶底的压强
水对壶底的压力
(2)壶中水重
壶重
壶和水的重力
壶对底座压强
(3)壶匀速上升,小红对壶向上的力F大小等于G
小红对壶做功为
(2012德州).如图是一种名为沫蝉(又称吹泡虫)的昆虫,它已经取代跳蚤成为动物界的“跳高冠军”。一只沫蝉可在10-3s时间内跳跃0.7m的高度,相当于标准身高的人跳过70层高的摩天大楼,已知沫蝉质量为1×10-6kg,它跳跃时所用的力为体重的400倍(取g=10N/kg)。求:
(1)沫蝉从起跳至最高点过程中的平均速度;
(2)沫蝉从起跳至最高点过程中克服重力所做的功;
(3)若沫蝉的脚与地面的总接触面积为1×10-6m2,它跳跃时对地面的压强多大。
答案:(1)由公式v===700m/s
(2)克服重力所做的功W=Gh=mgh=1×10-6kg×10N/kg×0.7m=7×10-6J
(3)对地面的压强P===4×103Pa
(2012安顺).随着我国国力的迅速增强和捍卫国家利益的需要,我国制造航空母舰的呼声日益高涨。2010年被网友热议的话题之一就是航母“瓦良格”号,该航母极有可能成为中国所拥有的第一艘航母,小睿同学在网上找了该舰的一些参数如下:
舰长
302m(全长)
吃水深度
10.0m(满载)
舰宽
70.5m
排水量
67000t(满载)
功率
147200kW
飞行甲板
长300m、宽70m
机库
长152m、宽26m、高7m
最大航速
57.6km/h
请你解决下面问题:(ρ海水=1.1×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)该舰满载时所受浮力有多大?
(2)该舰满载时的舰底所受海水的压强有多大?
(3)若该舰在海上以最大航速匀速前进,则它受到的阻力是多大?
答案:(1)F浮=G排=m排g=67000×103kg×10N/kg=6.7×108N;
(2)p=ρgh=1.1×103kg/m3×10N/kg×10m=1.1×105Pa;
(3)由W=Fs和P =得P=Fv,
v=57.6km/h=16m/s
∴该舰的动力:
F= = =9.2×106N,
∵匀速前进
∴该舰所受阻力f=F=9.2×106N.
(2012朝阳).如图甲是某种型号的轿车,车的质量为600kg,每个轮胎与地面的接触面积为200cm2。一次该车在一段平直的公路上匀速行驶,遇到车速监控检测点。检测点的距离传感器从向车发出超声波信号到接收到信号共用了0.6s。在连接距离传感器的计算机屏幕上显示的该车运动的s—t图像如图乙所示(超声波在空气中传播速度为340m/s)。求:
乙
s/m
t/s
1
2
3
4
0
20
40
60
80
甲
①该小轿车空载时对地面的压强。
②超声波信号遇到小车时,小车与检测监控点的距离。
③若小车在运动中所受阻力大小为3000N,则小车在10s内牵引力所做的功。
答案:①F=G=mg=600kg×10N/kg=6000N
p=F/S=6000N/(0.02×4)m2=7.5×104Pa
②s=vt=340m/s×0.6s=204m
s′=s/2=102m
③v=s/t=80m/4s=20m/s
W=Fs=3000N×20m/s×10s=6×105J
(2012梅州、河源).如图是利用电子秤显示水库水位装置的示意图。该装置主要由不计重力的滑轮C、D,长方体物块A、B以及轻质杠杆MN组成。物块A通过细绳与滑轮C相连,物块B通过细绳与杠杆相连。杠杆可以绕支点O在竖直平面内转动,杠杆始终在水平位置平衡,且MO:ON=1:2。已知物块A的密度为1.5×103kg/m3,底面积为0.04m2,高1m,物块B的重力为100N。滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计,g取10N/kg。求:
(1)当物块A的顶部刚没入水面时,底部受到水的压强大小;
(2)当物块A的顶部刚没入水面时,物块A所受的拉力大小;
图24
(3)若水位发生变化,当电子秤的示数为55 N时,求物块A浸入水中的深度。
A
B
电子秤
M
D
C
N
O
答案:(1)1×104Pa (2)200N (3)0.6m
(2012黄石).为了迎接黄石市第二届矿冶文化节和第三届国际乒乓节,某庆典公司正在调试载人热气球.已知载人热气球球内热气的体积为200m3,球内热气的密度为0.29kg/m3,球外空气的密度为1.29kg/m3.球壳、吊篮及其装备的总质量为120kg,吊篮里的人的质量为58kg,g取10N/kg.
(1)要使热气球和人能够静止在空中,需要在吊篮里加入多少质量的配重?(由于热气的体积远大于其他部分的体积,故只考虑热气所受的浮力)
(2)若气球静止于离地h=10m的空中,人需要沿着绳子下滑到地面。如果人以相对地的速度v1=2m/s匀速下滑,根据反冲运动知识可知,人在下滑过程中,气球会以v2的速度上升,设人的质量为m,气球的总质量(包括热空气、球壳、吊篮以及装备和配重)为M,则他们的关系满足mv1=Mv2,若在人着陆时,绳子的末端刚好接触地面,求绳子的长度.
(3)气球在上浮的过程中,空气的浮力是否对气球做了功?如果没有做功,请说明理由,如果做了功,求浮力做功的功率.
答案:(1)F浮=ρ空气V排空气g=1.29kg/m3×200m3×10N/kg=2580N
G热气=m热气g=ρ热气V热气g=0.29kg/m3×200m3×10N/kg=580N
G球= m球g=120kg×10N/kg=1200N,G人=mg=58kg×10N/kg=580N
静止时,G配= F浮-G热气-G球-G人=2580N-580N-1200N-580N=220N
(2)M=m热气+m球+ m配=ρ热气V热气+m球+ m配
=0.29kg/m3×200m3+120kg+22kg=200kg
由mv1=Mv2得,58kg×2m/s=200kg×v2,解之得v2=0.58m/s。
绳子上升h'=v2t=0.58m/s×5s=2.9m,
绳子长度H=h+ h'=10m+2.9m=12.9m。
(3)P浮=F浮v2=2580N×0.58m/s=1496.4W
(2012聊城).在一次沉船打捞过程中,将一只铁锚从水下100m深处匀速缓慢的拉到水下10m深处,不考虑水的阻力。假如铁锚重为7900N,已知ρ铁=7.9×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)在100m深处,水对铁锚产生的压强。
(2)铁锚在水中受到的浮力。
(3)在匀速拉动铁锚上升的过程中,绳对铁锚的拉力及拉力做的功。
答案:(1)水的压强:
(2)根据G=mg,得
根据,得
(3)绳的拉力:F=G-F浮=7900N-1000N=6900N
拉力做功:W=Fs=6900×(100-10)J=6.21×105J
(2012武汉).如图甲所示,我国“向阳红09”母船正在进行投放“蛟龙号”载人深潜器试验,调控两根伸缩杆,使“∩”形架绕固定在甲板上的转轴转动至图甲所示位置时停止,然后由固定在“∩”形架顶部的绞车通过钢缆释放深潜器。
处在图甲所示位置的“∩”形架可以简化为图乙中以O为支点的杠杆,OB表示“∩”形架,CD表示两根伸缩杆,O到CD的距离为2m,OD、OE的长度分别为3m、6m 。不考虑“∩”形架、两根伸缩杆和绞车的重力。
请在图乙中画出投放深潜器时“∩”形架的动力和阻力示意图
(2)深潜器的质量为25t,总体积为24.5m³。在绞车缓慢向下释放深潜器至刚浸没的过程中,两根伸缩杆的总拉力最多减少多少?
∩形架
伸缩杆
绞车
O
D
C
E
B
∩形架
甲板
甲 乙
答案:(1)如图 (2)7.35×105
O
D
C
E
B
∩形架
甲板
F1
F2
(2012黄冈).2011年8月我国自主研制的深海探测器——“蛟龙号”(如图所示)在太平洋海域成功完成5000m深海探测。2012年6月它将再赴马里亚纳海沟挑战7000m深海探测(不考虑海水密度变化,密度ρ取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。
P
P1
P2
t1
t2
t
0
(1)若“蛟龙号”能承受的最大压强是7.2×107Pa,则它能下潜的最大深度是多少?(不考虑大气压)
(2)“蛟龙号”上一面积为50cm2的观测窗口:在上述两种深度的探测中承受的压力增加了多少?
(3)“蛟龙号”完成任务后.漂浮在海面上,由起重装置将其匀速竖直吊离水面,起重装置起吊拉力的功率随时间变化的图象如图所示,图中P2=2P1。起吊过程中“蛟龙号”总质量为22吨,求t1时刻“蛟龙号”的排水体积(不考虑水的阻力)。
答案:(1)h=m
(2)由△F=ρg△hs=1.0×103kg/m3×10N/kg×2000m×50×10-4m2=1×105N.
(3)设在t1、t2时刻起重装置对探测器的拉力分别为F1、F2,探测器的速度为v,t1时刻探测器的排水体积为V,有:F1+ρgV=mg
t2时刻探测器受平衡力,有:F2=mg
由P2=2P1可得:F2v=2F1v
mg=2×(mg-ρgV)
22×103×10=2×(22×103×10-103×10V)
V=11m3。
(2012十堰).如图乙所示的是一种起重机的简图,为了保证起重机起重时不会翻倒,在起重机右边配有一个重物m0;已知OA=12m,OB=4m。用它把质量为2×103kg,底面积为0.5m2的货物G匀速提起(g=10N/kg)。求:
(1)起吊前,当货物静止在水平地面时,它对地面的压强是多少?
(2)若起重机自重不计,吊起货物时为使起重机不翻倒,左边的配重m0至少为多少kg?
(3)如果起重机吊臂前端是由如图甲所示的滑轮组成,动滑轮总重100kg,绳重和摩擦不计。如果拉力的功率为6kW,则把2×103kg的货物匀速提高10m,拉力F的大小是多少?需要多少时间?
F
B
A
m0
G
答案:(1)G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N
(2)由杠杆的平衡条件G×OA=G0×OB可得:右边的配重的重力至少为:
(3)G动=m动g=100kg×10N/kg=1000N
(2012资阳).如图是四川南骏汽车集团有限公司生产的“南骏牌”汽车,它为我市经济建设做出了巨大的贡献。表中是南骏牌某新型运输车的部分参数。但一些运输单位为了降低运营成本,肆意超载造成路面损坏。设砂石的平均密度为ρ=2.5×103kg/m3,g取10N/kg,求:
(1)若该车车厢容积为12m3,装满砂石时汽车对水平路面的压强多大?超载百分之几?
(2)已知砂石厂到建筑工地的距离为18km,若该车按照核定最大载重以额定功率匀速行驶,行驶过程中受到的平均阻力是车重的k=0.02倍,则从砂石厂到达建筑工地需要多长时间?
额定功率P0
140kW
自 重G0
15t
核定最大载重G
20t
汽车轮胎个数n
10
每个轮胎与地面的接触面积S0
0.05m2
答案:(1)由题意及压强公式有:
……………………①
……………………②
……………………③
……………………④
联解①②③④代入数据得:
p=9×105Pa ……………………⑤
A=50% ……………………⑥
(2)由题意及功的公式有:
……………………⑦
……………………⑧
联解⑦⑧代入数据得:
t=900s
(2012赤峰).质量为0.8kg的重物A先静止在水平桌面上,与桌面的接触面积为0.01m2,然后利用如图所示的装置将它匀速提升0.1m,所用的拉力F大小为5N,若绳重和摩擦不计,动滑轮有质量,计算时g取10N/kg。
求:(1)重物静止时对桌面的压强。
(2)提升该物体时做的总功。
(3)动滑轮的重力。
(4)若仍用此装置将另一个重为10N的重物B也匀速提升0.1m,此时的机械效率比提升重物A时的机械效率增加多少。
A
F
A
B
答案:(1)A对桌面的压力:F压=GA=mAg=0.8kg×10N/kg=8N
∴A对桌面的压强:p=F/S=8N/0.01m2=800Pa
(2)重物和动滑轮由两段绳子承担
∴W总=Fs=5N×0.1m×2=1J
(3)有用功:W有=Gh=8N×0.1m=0.8J
额外功:W额外=W总-W有=1J-0.8J=
∴动滑轮重力:G动=W额外/h=0.2J/0.1m=2N
(4)提升A时的机械效率:η1=W有/ W总=0.8J/1J=80%
提升B时的有用功:WB有=GBh'=10N×0.1m=1J
总功:WB总=WB有+W额外=1J+0.2J=1.2 J
提升B时的机械效率:η2=WB有/ WB总=1J/1.2 J=83.3%
(2012北京).下图是一种新型吊运设备的简化模型示意图,图中虚线框里是滑轮组(未画出),滑轮组绳子的自由端由电动机拉动。工人师傅用该吊运设备先后搬运水平地面上的圆柱形物体A和物体B。物体A的底面积为SA,密度为ρA,高度为hA;物体B的底面积为SB,密度为ρB,高度为hB。当物体A所受竖直向上的拉力T1为1500N时,物体A静止,地面对物体A的支持力为N1。挂在滑轮组挂钩上的物体A匀速竖直上升4m的过程中,电动机对滑轮组绳子自由端的拉力为F1,拉力F1做的功为W。当物体B所受竖直向上的拉力T2为1000N时,物体B静止,地面对物体B的支持力为N2。挂在滑轮组挂钩上的物体B以速度v匀速竖直上升的过程中,电动机对滑轮组绳子自由端的拉力F2为625N,拉力F2做功的功率P为500W,滑轮组的机械效率为80%。已知:N1=2N2,5SA=4SB,8ρA=7ρB,2hA=5hB。不计绳的质量,不计滑轮与轴的摩擦。求:
(1)物体B匀速上升的速度v;
(2)拉力F1做的功W。
答案:
解:(1)当物体A受拉力为T1时,以物体A为研究对象,受力分析如图甲所示;当物体B受拉力为T2时,以物体B为研究对象,受力分析如图乙所示。
T1
N1
GA
T2
N2
GB
A
B
甲
乙
由图甲、乙得:
GA= T1 + N1
GB= T2 + N2
已知:N1=2N2, 5SA=4SB, 8ρA=7ρB, 2hA=5hB
T1=1500N, T2=1000N
因为 G=mg=ρVg=ρgSh
所以 GA=ρAgSAhA,GB=ρBgSBhB
解得:GA=3500N GB=2000N
设滑轮组的绳子段数为n,提升物体B时,机械效率η =
已知:F2=625N,η =80%
解得:n =4
拉力F2做功的功率P== nvF2
已知:P=500W
解得:v =0.2m/s
(2)匀速提升物体A时,以物体A和动滑轮的整体为研究对象,受力分析如图甲所示。匀速提升物体B时,以物体B和动滑轮的整体为研究对象,受力分析如图乙所示。
4F2
GB
B
乙
G动
4F1
GA
A
甲
G动
由图乙得:4F2= GB+G动
解得:G动=4×625N―2000N=500N
由图甲得:4F1=GA+G动
解得:F1 ==1000N
拉力F1做的功W = nF1h
已知:h=4m
解得:W= 4×1000N×4m=1.6×104J
(2012包头).如图甲所示,某工程队在一次施工作业中,以恒定速度沿竖直方向将质量为5×103kg的圆柱形实心工件从深水中吊起至距水面某一高度。绳子作用在工件上端的拉力F的功率P随工件上升高度h变化的图象如图乙所示,不计水的阻力(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg),求:
10 12 14
20
h/m
0
p/kW
16
(1)工件上升的速度大小?
(2)当工件露出水面的1/2时所受的浮力大小?
(3)工件的横截面积S是多大?
答案:(1)由图可知工件离开水面后拉力的功率
∵工件匀速上升∴
∵工件以恒定速度上升∴由知:
答:工件上升的速度是0.4m/s。
(2)由图可知工件全部在水中时拉力的功率
∵ ∴
工件有露出水面时所受浮力F/浮=F浮=×1×104N=5×103N
答:工件露出水面时所受的浮力为5000N.
(3)由P-h图象可知工件高h=12m-10m=2m
工件的体积V物=V排===1m3
工件的横截面积S===0.5m2,
答:工件的横截面积S是0.5m2。
(2012河南).步行不仅是一种简易的健身运动,而且还能方便地对一些长度进行估测。
(1)人正常步行时,步距变化不大,因此,步距可作为身体上的一把“尺子”,为了使这把“尺子”更可靠,请你说出一种测量步距的方法。
(2)小华测出自己的步距为0.5m,他从教学楼的一端走到另一端,共走了84 步,则教学楼的长度是多少m?如果这个过程用时35s,则他的步行速度是多少?
(3)小华根据自己的腿长和步距画出了图所示的步行示意图,对步行时重心的变化进行了分析,当两脚一前一后着地时重心降低,而单脚着地迈步时重心升高,因此每走一步都要克服重力做功.如果小华的质量为50kg,请根据图中小华测量的有关数据,计算他每走一步克服重力所做的功。(g取10N/kg )
(4)资料表明,人步行时消耗的能量大于克服重力所做的功.请你分析一下,人步行时还在哪些方面消耗能量?(写出一条)
答案:
(1)用刻度尺测出沿直线步行10步的距离,除以10即得步距;
(2)教学楼的长度为:s=0.5m×84=42m
他的步行速度为:v=1.2m/s;
(3)重心升高的高度h=65cm﹣cm=5cm=0.05m;
W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×0.05m=25J;
(4)四肢的运动要消耗能量;身体肌肉的收缩和拉伸要消耗能量;心脏推动血液循环要消耗能量;人体向外散热要消耗能量。
(2012遂宁).中华福州打捞公司用如图所示的滑轮组,打捞沉在长江三峡江底一个方形物体,物体上表面距离水面50m,重力为2400N,体积为0.2m3,打捞时匀速提升该物体。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
求:①物体沉在江底时,上表面受到水的压强;②物体在露出水面之前受到水的浮力;③物体在露出水面之前,人的水平拉力F(设物体在露出水面之前此装置的机械效率为80%)
F0
F
答案:①p=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×50m=5×105Pa
②∵物体浸没水中 ∴V排=V物=0.2m3
根据阿基米德原理:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m3=2000N
③据题意滑轮组有2股绳子
∴s=2h
∵物体浸没在水中,受到水的竖直向上的浮力和重力,以及绳的拉力F0
∴F0=G物-F浮=2400N-2000N=400N
又∵
即
∴F=250N
(2012玉林).如图所示是打捞沉船中一封闭货箱的模拟装置.己知货箱重6500N,动滑轮总重500N,声音在海水中的传播速度是1500m/s.在海面上用超声测位仪向海底垂直发射声波,经过0.04s后收到回波(不计绳重和摩擦,g取10N/kg,ρ海水=1.0×103kg/m3)求:
(1)沉船在水下的深度是多少?
(2)海水对沉船产生的压强是多少?(不计沉船的高度)
(3)货箱离开水面匀速上升过程中,该滑轮组的机械效率是多少?
(4)当货箱在水面下匀速上升时,如果绳子自由端的拉力为1000N,那么货箱的体积是多少?(不计动滑轮体积)
G
F
答案:
(1)沉船在水下的深度h=vt=1500m/s×0.04s×=30m
(2)海水对沉船的压强p=ρgh=103kg/m3×10N/kg×30m=3×105Pa
(3)若货物离开水面后匀速上升h
W有=Gh=6500h
此时拉力F1=(G货+G动)= (6500N+500N)=1400N
W总=F1s=1400×5h=7000h
(4)5F+ F浮=G货+ F浮= G货+ G动-5F=2000N
=0.2m3
(2012莱芜).某大学的两位研究生设计发明了“都市蚂蚁”概念车如图所示,这款概念车小巧实用,有利于缓解城市交通拥堵。已知“都市蚂蚁”概念车的主要参数如下(g=10N/kg)
质量m/kg
400
轮胎与地面的总接触面积S/cm2
200
总体积V/m3
0.75
(1)若每位乘员的质量均为50kg,求乘载两人的“都市蚂蚁”车对水平路面的压强为多大?
(2)若“都市蚂蚁”车发电机的输出功率为1000W,匀速行驶1×104m过程中做功为2×106J。则在此过程中“都市蚂蚁”车受到的牵引力是多大?“都市蚂蚁”车的行驶速度多大?
(3)航模社的同学想将此车改进成“水陆两栖蚂蚁车”。上述乘载两人的“都市蚂蚁”车若能浮在水面上,求露出水面的体积是多少?
答案:(1)S=200cm2=0.02 m2
F=G总=(m人+m车)g=(2×50kg+400kg)×10N/kg=5000N
p===2.5×105Pa
(2)F===200N
t===2×103s
v===5m/s
(3)蚂蚁车漂浮时受到的浮力:F浮=G总=5000N
V排===0.5m3
V露= V车—V排=0.75m3—0.5m3=0.25m3
展开阅读全文