(16)力学综合计算题(含答案)
力学竞赛综合练习含答案
力学竞赛练习一、选择题1.如下列图,均匀细杆AB 质量为M ,A 端装有转轴,B 端连接细线通过滑轮和质量为m 的重物C 相连,假设杆AB 呈水平,细线与水平方向夹角为θ时恰能保持平衡,那么杆对轴A 有作用力大小下面表达式中不正确的选项是〔〕A.mgB .Mg2 sin θC .M 2-2Mm sin θ+m 2 gD .Mg -mg sin θ2.如下列图,在倾角为θ的光滑斜面上A 点处,以初速v 0与斜面成α角斜抛出一小球,小球落下将与斜面作弹性碰撞.求a θ、满足什么条件时,小球将逐点返跳回出发点A ?( ).A .k =⋅θαcos sinB .k =⋅θαsin cosC .k =⋅θαcot cotD .k =θαtan tan (123=,,,k )3.在竖直平面的一段光滑圆弧轨道上有等高的两点M 、N ,它们所对圆心角小于10°,P 点是圆弧的最低点,Q 为弧NP 上的一点,在QP 间搭一光滑斜面,将两小滑块〔可视为质点〕分别同时从Q 点和M 点由静止释放,那么两小滑块的相遇点一定在〔 〕 (A )P 点 〔B 〕斜面PQ 上的一点〔C 〕PM 弧上的一点 〔D 〕滑块质量较大的那一侧4.一木板坚直地立在车上,车在雨中匀速进展一段给定的路程。
木板板面与车前进方向垂直,A B θ C其厚度可忽略。
设空间单位体积中的雨点数目处处相等,雨点匀速坚直下落。
以下诸因素中与落在木板面上雨点的数量有关的因素是〔 〕A 、雨点下落的速度B 、单位体积中的雨点数C 、车行进的速度D 、木板的面积5.有一只小虫清晨6时起从地面沿树干向上爬,爬到树顶时是下午6时,第二天清晨6时起从树顶沿树干向下爬,爬回地面时是下午四时。
假设小虫爬行时快时慢,那么两天中,一样钟点〔时、分、秒〕爬过树干上一样高度的时机是〔 〕 A .一定有一次 B.可能没有 C .可能有两次 D.一定没有6.物体A 、B 质量一样,在倾角为30o 的光滑斜面上,滑轮及绳子质量均不计,下滑轮通过轻杆固定在斜面底端,现将系统由静止释放,那么物体A 在下降h 距离时的速度大小为〔 〕 A . 2 g h B .2 3 g h /5 C .22gh D .8 g h /57.如下列图,在静止的杯中盛水,弹簧下端固定在杯底,上端系一密度小于水的木球.当杯自由下落时,弹簧稳定时的长度将( ). A .变长 B .恢复到原长 C .不变 D .无法确定8.如下列图,M 、N 是两个共轴圆筒的横截面.外筒半径为R ,筒半径比R 小得多,可以忽略不计.筒的两端是封闭的,两筒之间抽成真空.两筒以一样的角速度 绕其中心轴线(图中垂直于纸面)匀速转动.设从M 筒部可以通过窄缝S(与M 筒的轴线平行)不断地向外射出,两种不同速率v1和v2的微粒,从S 处射出时初速度方向都是沿筒的半径方向,BA30微粒到达N 筒后就附着在N 筒上.如果R 、v1和v2都不变,而ω取某一适宜的值,那么( ) A .有可能使微粒落在N 筒上的位置都在a 处一条与S 缝平行的窄条上B .有可能使微粒落在N 筒上的位置都在某一处如b 处一条与S 缝平行的窄条上C .有可能使微粒落在N 筒上的位置分别在某两处如b 处和c 处与S 缝平行的窄条上D .只要时间足够长,N 筒上将到处落有微粒 量为二、填空题1.一均匀的不可伸长的绳子,其两端悬挂在A 、B 两点,B 点比A 点高h .在A 点,绳子力为T A .绳子的质m ,绳长为L .那么在B 点绳子的力T B =.2.质量为m 的小球挂在长为L 、不可伸长的轻线上,静止于自然悬挂状态。
中考物理一轮复习 力学热学综合计算题练习二 有答案和解析
中考物理一轮复习力学热学综合计算题练习二有答案和解析1.某柴油叉车,其水平叉臂的总面积为0.2m2,如图甲所示,某工作中,叉车托着质量为1380kg、底面积为1.2m2的货物,如图乙所示,10s内托着货物水平移动了5m,然后将货物匀速举高2m,求:(1)货物对叉臂的压强。
(2)在整个过程中,叉车对货物做功的功率。
(3)若柴油机的效率为30%,此次叉车举高货物时需要完全燃烧多少千克柴油?(柴油热值q=4.6×107J/kg )2.如图所示是一款新型四轮沙滩卡丁车,其满载时的质量为600kg,每个车轮与沙滩接触的面积为500cm2,卡丁车满载时在水平沙滩上匀速直线运动,10min行驶6km,它的发动机功率恒为11.5kW。
(1)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时,它对沙滩的压强为多少帕?(2)此次行驶中卡丁车所受的阻力为多少牛?(3)该卡丁车以汽油为燃料,若在这次行驶中消耗汽油0.6kg,求该卡丁车汽油机的效率。
(q汽油=4.6×107J/kg)3.我国自主研发的某品牌汽车进行技术测试,已知该车在某段长1.2km的水平路面做匀速直线运动,用时40s,汽车在行驶过程中受到的阻力为400N,汽车在此过程中发动机热机效率为48%,汽油的热值q=4.6×107J/kg。
在该段测试过程中:(1)汽车的功率为多少?(2)燃烧了多少汽油?(计算结果保留两位小数)4.一辆汽车为某高速公路做通车测试。
汽车以120km/h的速度匀速通过60km的水平路段,消耗汽油3kg,发动机的效率是30%.求:(g取10N/kg,汽油的热值q=4.6×107J/kg)(1)汽车行驶时间;(2)汽油完全燃烧释放的热量;(3)汽车牵引力做功的功率。
5.如图所示是利用5G网络实现远程驾驶的汽车,其质量为1.5t,车轮与地面接触的总面积为750cm2,该车在水平路面上匀速直线行驶13.8km,用时10min,消耗汽油2kg,这一过程中汽车发动机的输出功率为46kW.求:(汽油热值为q汽=4.6×107J/kg,g取10N/kg)(1)汽车静止在水平地面上时,对地面的压强。
专题01 力学综合(压轴题)-解析版
专题01 力学综合(压轴题)一、单选题1.在如图所示的斜面上测量小车运动的平均速度,让小车从斜面的A 点由静止开始下滑,分别测出小车到达B 点和C 点的时间,即可测出不同阶段的平均速度。
对上述实验的数据处理正确的是( )A .图中AB 段的路程s AB =45.0cmB .如果测得AC 段的时间t AC =2.5s ,则AC 段的平均速度v AC =32.0cm/sC .在测量小车到达B 的时间时,如果小车过了B 点才停止计时,测得AB 段的平均速度v AB 会偏大D .为了测量小车在BC 段的平均速度v BC ,可以将小车从B 点静止释放 【答案】B【解析】A .由图知,图中AB 段的路程s AB =80.0cm ﹣40.0cm=40.0cm故A 错误;B .已知测得AC 段的时间t AC =2.5s ,由图可知s AC =80.0cm ,则AC 段的平均速度80.032.0/s 2.5sAC AC AC s cmv cm t === 故B 正确;C .如果让小车过了B 点才停止计时,会导致时间的测量结果偏大,由sv t=知,测得AB 段的平均速度v AB 会偏小,故C 错误;D .如果将小车从B 点静止释放,则所测时间不是运动过程中下半程的时间,小车通过AC 段的时间与AB 段的时间之差才是下半程BC 段的时间,因此测量小车在BC 段的平均速度v BC ,不可以将小车从B 点静止释放,故D 错误。
故选B 。
2.如图,小车从处于轻质杠杆OB 的A 点开始匀速向右运动,在B 端竖直向上方向系一根不可伸缩的细绳使杠杆始终处于水平位置平衡。
下列表示AB 间的距离s 和细绳的拉力F 随时间t 变化的关系图线中,可能正确的是( )A .B .C .D .【答案】D【解析】AB .AB 间的距离s 为s=OB -OA= OB -vt由于OB 是一个定值,速度不变,则s 随t 的增大而减小,且是一条直线,故AB 错误;CD .杠杆始终处于水平位置平衡,根据杠杆平衡的条件可知F ×OB =G ×(OA +vt )则有()G OA vt G OA GvF t OBOB OB⨯+⨯==+ F 和t 符合一次函数关系,故C 错误,D 正确。
2023年高考物理:力学综合复习卷(基础必刷)
2023年高考物理:力学综合复习卷(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题如图所示,两端封闭的玻璃管在常温下竖直放置,管内充有理想气体,一段汞柱将气体封闭成上下两部分,两部分气体的长度分别为,,且,下列判断正确的是( )A.将玻璃管转至水平,稳定后两部分气体长度B.将玻璃管转至水平,稳定后两部分气体长度C.保持玻璃管竖直,使两部分气体升高相同温度,稳定后两部分气体长度D.保持玻璃管竖直,使两部分气体升高相同温度,稳定后两部分气体长度第(2)题某质点P从静止开始以加速度a1做匀加速直线运动,经t(s)立即以反向的加速度a2做匀减速直线运动,又经t(s)后恰好回到出发点,则( )A.a1=a2B.2a1=a2C.3a1=a2D.4a1=a2第(3)题如图所示,OA、OB是竖直面内两根固定的光滑细杆,O、A、B位于同一圆周上,OB为圆的直径。
每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出),两个滑环都从O点无初速释放,用t1、t2分别表B示滑环到达A、B所用的时间,则()A.B.C.D.无法比较t1、t2的大小第(4)题如图所示,小钢球m以初速度v0在光滑水平面上运动,后受到磁极的侧向作用力而做图示的曲线运动到达D点,从图可知磁极的位置及极性可能是( )A.磁极在A位置,极性一定是N极B.磁极在B位置,极性一定是S极C.磁极在C位置,极性一定是N极D.磁极在B位置,极性无法确定第(5)题如图所示,绝缘水平面上,虚线左侧有垂直于水平面向上的匀强磁场、右侧有垂直于水平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小均为,、、为绝缘水平面上的三个固定点,点在虚线上,、两点在左右两磁场中,两根直的硬导线连接和间,软导线连接在间,连线与垂直,、到的距离均为,,、、三段导线电阻相等,,。
通过、两点给线框通入大小为的恒定电流,待、间软导线形状稳定后线框受到的安培力大小为( )A.0B.C.D.第(6)题如图所示,山上一条输电导线架设在两支架间,M、N分别为导线在支架处的两点,P为导线最低点,则这三处导线中的张力、、大小关系是( )A.B.C.D.第(7)题足够长的光滑斜面上的三个相同的物块通过与斜面平行的细线相连,在沿斜面方向的拉力的作用下保持静止,如图甲所示,物块2的右侧固定有不计质量的力传感器。
【中考物理】力学计算20道专项训练(含详细解析)
一.计算题(共20小题)1.如图所示,水平桌面上有装有一定量水的圆柱形装水容器,现将一质量为40g,体积为5.0×10﹣5m3的物块放入容器中,物块漂浮在水面上,g=10N/kg。
求:(1)物块排开液体的体积?(2)如图乙所示,用力F缓慢向下压物块,使其恰好完全浸没在水中,此时力F为多大?2.如图所示,铁桶重为20N,桶的底面积为100cm2,往桶里倒入8kg的水,水的深度为15cm,平放在面积为1m2的水平台面上(g取10N/kg)。
求:(1)水对桶底的压强;(2)桶底受到水的压力;(3)台面受到桶的压强。
3.图甲是修建码头时用钢缆绳拉着实心长方体A沿竖直方向以0.3m/s的速度匀速下降的情景。
图乙是A下降到水底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图象(取水的密度为ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。
求:(1)长方体A的高度。
(2)长方体A浸没在水中后受到的浮力。
(3)长方体A的密度。
4.水平放置的平底柱形容器A重3N,底面积是200cm2,内装有一些水,不吸水的正方体木块B重5N,边长为10cm,被一体积可以忽略的细线拉住固定在容器底部,如图所示,拉直的细线长为L=5cm,受到拉力为1N.(g 取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)求:(1)木块B受到的浮力是多大?(2)容器底部受到水的压强是多大?(3)容器对桌面的压强是多大?5.边长为0.1m的正方体木块,漂浮在水面上时,有的体积露出水面,如图甲所示。
将木块从水中取出,放入另一种液体中,并在木块表面上放一重2N的石块。
静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示。
取g =10N/kg,已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3.求:(1)图甲中木块受的浮力大小;(2)图乙中液体的密度;(3)图乙中木块下表面受到液体的压强。
6.底面积为100cm2的平底圆柱形容器内装有适量的水,放置于水平桌面上。
初中物理:力学计算题复习(有答案)
1.如图所示,重为1140N的物体,它与水平地面的接触面积为1.5×103 cm2.工人师傅用600 N的力匀速提升物体,物体的速度为0.2 m/s.(不计摩擦及绳重)求:(1)工人师傅拉绳的功率;(2)滑轮组的机械效率;(3)体重为450 N的小明用此滑轮组提升物体,但物体没有被拉动,物体对地面的最小压强为多大.2.如图所示,工人用滑轮组缓慢地打捞沉没在水中的重物,当重物全部在水中时,拉力F为160N,滑轮组的机械效率为80%.当重物离开水面后拉力F′为480N,整个装置的摩擦和绳重不计.求:(1)动滑轮的重力;(2)物体的重力;(3)重物的密度.3.磅秤上有一个重1500N的木箱,小明站在地上,想用如图(甲)所示的滑轮组把这个木箱提升到楼上,可是他竭尽全力也没有提起,此时磅秤受到的压力为F1.于是他改变滑轮组的绕绳方法如图(乙)所示,再去提这个木箱.当木箱匀速上升时,小明对地板的压力为F2.已知F1:F2=4:1,小明的体重为70kg,不计轴摩擦和绳重,取g=10N/kg.求动滑轮的重力和提升木箱时滑轮组的机械效率.4.如图所示,质量不计的光滑木板AB长1.6m,可绕固定点O转动,离O点0.4m的B端挂一重物G,板的A端用一根与水平地面成30°夹角的细绳拉住,木板在水平位置平衡时绳的拉力是8N。
然后在O点的正上方放一质量为0.5kg的小球,若小球以20cm/s的速度由O点沿木板向A端匀速运动,问小球至少运动多长时间细绳的拉力减小到零。
(取g=10N/kg,绳的重力不计)5.如图所示是起重机的结构示意图.用它把质量为2×103kg,底面积为1m2的货箱G匀速提起.(g取10N/kg)问:(1)当货箱静止于水平地面时,它对地面的压强是多少?(2)若把货箱匀速吊起3m,起重机对货箱做了多少功?(3)吊起货箱时,为使起重机不倾倒,在它右边加挂质量为多大的铁块?已知:OA=10m,OB=5m.(设起重机所受重力的作用线恰好通过O点)6.工人用滑轮组提升水中物体A,如图所示,当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中,工人对绳子竖直向下的拉力为220N.当物体A完全打捞出水面后被匀速提升的过程中,滑轮组的机械效率为η,工人对绳子竖直向下的拉力为F.已知:物体A所受重力为1000 N,体积为8. 0×10-2m3,水的密度为ρ水=1.O×103kg/m3.滑轮与轴的摩擦、水的阻力以及绳重不计,g 取10N/kg.求:(1)物体A完全在水面下时受到的浮力;(2)物体A完全在水面下时受到绳子的拉力;(3)工人对绳子竖直向下的拉力F;(4)滑轮组的机械效率η(结果保留一位小数).7.如图所示,质量为70kg的工人站在岸边通过一滑轮组打捞一块沉没在水池底部的石材,该滑轮组中动滑轮质量为5kg.当工人用120N的力拉滑轮组的绳端时,石材仍沉在水底不动.工人继续增大拉力将石材拉起,在整个提升过程中,石材始终以0.2m/s的速度匀速上升.在石材还没有露出水面之前滑轮组的机械效率为η1,当石材完全露出水面之后滑轮组的机械效率为η2.在石材脱离水池底部至完全露出水面的过程中,地面对人的支持力的最大值与最小值之比为29:21.绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计,石材的密度ρ石=2.5×103kg/m3,取g=10N/kg,求:(1)与打捞前相比,当人用120N的力拉绳端时,水池底部对石材的支持力变化了多少;(2)η1与η2的比值;(3)当石材完全露出水面以后,人拉绳子的功率.1.(1)240W (2)95%(3)200Pa2.(1)动滑轮的重力为64N(2)物体的重力为896N(3)重物密度为1.4×103kg/m3.3.动滑轮的重力为1000N;提升木箱时滑轮组的机械效率为50%.4.4.8s5.(1)它对地面的压强为2×104Pa(2)起重机对重物做了6×104J的功(3)在它右边加挂质量为4×103kg 的铁块.6.(1)物体A完全在水面下时受到的浮力为800N(2)物体A完全在水面下时受到绳子的拉力为200N(3)工人对绳子竖直向下的拉力F为620N(4)滑轮组的机械效率η为80.6%.7.(1)与打捞前相比,当人用120N的力拉绳端时,水池底部对石材的支持力变化了310N(2)η1与η2的比值为63:65(3)当石材完全露出水面以后,人拉绳子的功率为210W.。
中考物理计算题专题《力学综合题》专项训练(解析版)
《力学综合题》一、计算题1.如图1所示,小明用弹簧测力计吊着一重为3.2N的实心圆柱体,将它竖直逐渐浸入水中,记下圆柱体下表面浸入水中的深度h和对应的浮力F浮,并画出F浮-h的图象(如图2所示),g取10N/kg。
求:(1)圆柱体的质量;(2)圆柱体浸入水中的深度h=10cm处,静止时弹簧测力计的示数;(3)圆柱体的密度。
2.如图所示,物体A是正方体金属块,边长是20cm,在拉力F的作用下物体A恰好做匀速直线运动.已知,每个滑轮重20N,金属块的密度ρ金=5×103kg/m3,物体A 运动时受到地面的阻力是物体重的0.3倍,在2s内被拖动5m,不计绳重及绳与滑轮、轮与轴之间的摩擦(g=10N/kg).试求:(1)物体A对地面的压强;(2)拉力F做功的功率;(3)该滑轮组的机械效率.(计算结果保留1位小数)3.近年来,独轮电动平衡车深受年轻人的喜爱,如图所示,它采用站立式的驾驶方式,人通过身体的前倾、后仰实现驾驶,如表为某型号独轮电动车平衡车的部分数据,则:(1)该车充满电后,若以最大速度行驶,能行驶的最长时间是多少?(2)质量为50kg的人驾驶该车,在水平地面上匀速行驶。
若所受阻力为总重力的0.2倍,此时该车受到的牵引力是多大?(g取10N/kg)(3)质量为50kg的人驾驶该车时,车对水平地面的压强是多大?4.如图所示,一个瓶子里有不多的水,乌鸦喝不到水。
聪明的乌鸦想,如果衔很多的小石块填到瓶子里,水面上升就能喝到了水。
若瓶子的容积为500mL,内有0.2kg的水。
请你帮乌鸦计算:(1)瓶内水的体积是多少?(2)使水到达瓶口,要放入的石块质量是多少。
(石块密度为2.6×103kg/m3)5.如图所示,某工人重600N,站在水平面上,用100N的拉力向下匀速拉动绳子,提起一浸没在水中体积为1.2×10-2m3,重360N的物体。
(物体始终浸没在水中,且忽略水对物体的阻力,ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)求:(1)已知工人双脚与地面的总接触面积是3×10-2m2,工人没有拉动绳子时对地面的压强;(2)物体浸没在水中时受到的浮力;(3)提起物体时滑轮组的机械效率。
(学生)力学综合计算题专题
力学综合计算题专题一.山西省近几年力学计算题1.一些与名普通中学生有关的数据,你认为最接近多少①他的手指甲宽度约为②他步行的速度约为③站立时他对地面的压强约为④他的体重约为2.估测中,基本符合实际情况的应是多少①人正常步行的速度约②某同学走路时对地面的压强约③中学生的体重约④把一个鸡蛋举高1m做的功约⑤常人脉搏的频率为⑥合人们洗澡的热水温度约为⑦元硬币的面积约为⑧室门的高度约为3 .售的“金龙鱼”牌调和油,瓶上标有“5L”字样,已知该瓶内调和油的密度为0.92×103kg/m3,则该瓶油的质量是______kg.4.纳米是一个很小的长度单位,1nm=10-9m,一张纸的厚度大约是0.1mm,合_______nm.5.为了学生安全,汽车通过学校门前限速为30km/h,合m/s,小汽车以该速通过校门区240m路程,需s。
(结果保留一位小数)6.省某城市到太原的路程是330km,某人6:30从该城市坐汽车出发,于当日12:00到达太原,则汽车在整个路程中的平均速度是________m/s.7.物体重为20 N,将其全部浸没在水中时,它排开的水重为10 N,此时它受到的浮力为 N,松手后物体将 (选填“上浮”、“下沉”、“悬浮”).8.理兴趣小组,利用课余时间制成了一个潜水艇模型。
已知模型重10N,把它全部压入水中时,排开的水重为12N。
松手后,它将(选填“上浮”、“下沉”、“悬浮”).9.图6所示,重物G=10N,在力F的作用下匀速上升0.2m,若测力计示数为6N,则额外功是J,机械效率是。
10.用如图所示的滑轮组,将重480N的物体在10s内匀速提起2m,所用拉力为300N,此滑轮组的机械效率为,拉力的功率为。
11.工地上,工人师傅用如图所示的装置,用250N的拉力将重400N的货物匀速提高了2m,这时该装置的机械效率是。
12.如图15所示的滑轮组,将480N的物体以0.3m/s的速度匀速提起,绳子自由端的拉力为200N(不计摩擦和绳重)(1)滑轮组的机械效率(2)拉力的功率(3)若用该滑轮组将重600N的物体匀速提升2m时,拉力做的功。
力学计算题集粹(49个含详细答案)
力学计算题集粹(49个)1.在光滑的水平面内,一质量m=1kg的质点以速度v0=10m/s沿x轴正方向运动,经过原点后受一沿y轴正方向的恒力F=5N作用,直线OA与x轴成37°角,如图1-70所示,求:图1-70(1)如果质点的运动轨迹与直线OA相交于P点,则质点从O点到P点所经历的时间以及P的坐标;(2)质点经过P点时的速度.2.如图1-71甲所示,质量为1kg的物体置于固定斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,1s末后将拉力撤去.物体运动的v-t图象如图1-71乙,试求拉力F.图1-713.一平直的传送带以速率v=2m/s匀速运行,在A处把物体轻轻地放到传送带上,经过时间t=6s,物体到达B处.A、B相距L=10m.则物体在传送带上匀加速运动的时间是多少?如果提高传送带的运行速率,物体能较快地传送到B处.要让物体以最短的时间从A处传送到B处,说明并计算传送带的运行速率至少应为多大?若使传送带的运行速率在此基础上再增大1倍,则物体从A传送到B的时间又是多少?4.如图1-72所示,火箭内平台上放有测试仪器,火箭从地面起动后,以加速度g/2竖直向上匀加速运动,升到某一高度时,测试仪器对平台的压力为起动前压力的17/18,已知地球半径为R,求火箭此时离地面的高度.(g为地面附近的重力加速度)图1-725.如图1-73所示,质量M=10kg的木楔ABC静止置于粗糙水平地面上,摩擦因素μ=0.02.在木楔的倾角θ为30°的斜面上,有一质量m=1.0kg的物块由静止开始沿斜面下滑.当滑行路程s=1.4m时,其速度v=1.4m/s.在这过程中木楔没有动.求地面对木楔的摩擦力的大小和方向.(重力加速度取g=10/m²s2)图1-736.某航空公司的一架客机,在正常航线上作水平飞行时,由于突然受到强大垂直气流的作用,使飞机在10s内高度下降1700m造成众多乘客和机组人员的伤害事故,如果只研究飞机在竖直方向上的运动,且假定这一运动是匀变速直线运动.试计算:(1)飞机在竖直方向上产生的加速度多大?方向怎样?(2)乘客所系安全带必须提供相当于乘客体重多少倍的竖直拉力,才能使乘客不脱离座椅?(g取10m/s2)(3)未系安全带的乘客,相对于机舱将向什么方向运动?最可能受到伤害的是人体的什么部位?(注:飞机上乘客所系的安全带是固定连结在飞机座椅和乘客腰部的较宽的带子,它使乘客与飞机座椅连为一体)7.宇航员在月球上自高h处以初速度v0水平抛出一小球,测出水平射程为L(地面平坦),已知月球半径为R,若在月球上发射一颗月球的卫星,它在月球表面附近环绕月球运行的周期是多少?8.把一个质量是2kg的物块放在水平面上,用12N的水平拉力使物体从静止开始运动,物块与水平面的动摩擦因数为0.2,物块运动2秒末撤去拉力,g取10m/s2.求(1)2秒末物块的即时速度.(2)此后物块在水平面上还能滑行的最大距离.9.如图1-74所示,一个人用与水平方向成θ=30°角的斜向下的推力F推一个重G=200N的箱子匀速前进,箱子与地面间的动摩擦因数为μ=0.40(g=10m/s2).求图1-74(1)推力F的大小.(2)若人不改变推力F的大小,只把力的方向变为水平去推这个静止的箱子,推力作用时间t=3.0s后撤去,箱子最远运动多长距离?10.一网球运动员在离开网的距离为12m处沿水平方向发球,发球高度为2.4m,网的高度为0.9m.(1)若网球在网上0.1m处越过,求网球的初速度.(2)若按上述初速度发球,求该网球落地点到网的距离.取g=10/m²s2,不考虑空气阻力.11.地球质量为M,半径为R,万有引力常量为G,发射一颗绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星,卫星的速度称为第一宇宙速度.(1)试推导由上述各量表达的第一宇宙速度的计算式,要求写出推导依据. (2)若已知第一宇宙速度的大小为v=7.9km/s,地球半径R=6.4³103km,万有引力常量G=(2/3)³10-10N²m2/kg2,求地球质量(结果要求保留二位有效数字).12.如图1-75所示,质量2.0kg的小车放在光滑水平面上,在小车右端放一质量为1.0kg的物块,物块与小车之间的动摩擦因数为0.5,当物块与小车同时分别受到水平向左F1=6.0N的拉力和水平向右F2=9.0N的拉力,经0.4s同时撤去两力,为使物块不从小车上滑下,求小车最少要多长.(g取10m/s2)图1-7513.如图1-76所示,带弧形轨道的小车放在上表面光滑的静止浮于水面的船上,车左端被固定在船上的物体挡住,小车的弧形轨道和水平部分在B点相切,且AB段光滑,BC段粗糙.现有一个离车的BC面高为h的木块由A点自静止滑下,最终停在车面上BC段的某处.已知木块、车、船的质量分别为m1=m,m2=2m,m3=3m;木块与车表面间的动摩擦因数μ=0.4,水对船的阻力不计,求木块在BC面上滑行的距离s是多少?(设船足够长)图1-7614.如图1-77所示,一条不可伸长的轻绳长为L,一端用手握住,另一端系一质量为m的小球,今使手握的一端在水平桌面上做半径为R、角速度为ω的匀速圆周运动,且使绳始终与半径R的圆相切,小球也将在同一水平面内做匀速圆周运动,若人手做功的功率为P,求:图1-77(1)小球做匀速圆周运动的线速度大小.(2)小球在运动过程中所受到的摩擦阻力的大小.15.如图1-78所示,长为L=0.50m的木板AB静止、固定在水平面上,在AB的左端面有一质量为M=0.48kg的小木块C(可视为质点),现有一质量为m=20g的子弹以v0=75m/s的速度射向小木块C并留在小木块中.已知小木块C与木板AB之间的动摩擦因数为μ=0.1.(g取10m/s2)图1-78(1)求小木块C运动至AB右端面时的速度大小v2.(2)若将木板AB固定在以u=1.0m/s恒定速度向右运动的小车上(小车质量远大于小木块C的质量),小木块C仍放在木板AB的A端,子弹以v0′=76m/s的速度射向小木块C并留在小木块中,求小木块C运动至AB右端面的过程中小车向右运动的距离s.16.如图1-79所示,一质量M=2kg的长木板B静止于光滑水平面上,B的右边放有竖直挡板.现有一小物体A(可视为质点)质量m=1kg,以速度v0=6m/s从B的左端水平滑上B,已知A和B间的动摩擦因数μ=0.2,B与竖直挡板的碰撞时间极短,且碰撞时无机械能损失.图1-79(1)若B的右端距挡板s=4m,要使A最终不脱离B,则木板B的长度至少多长?(2)若B的右端距挡板s=0.5m,要使A最终不脱离B,则木板B的长度至少多长?17.如图1-80所示,长木板A右边固定着一个挡板,包括挡板在内的总质量为1.5M,静止在光滑的水平地面上.小木块B质量为M,从A的左端开始以初速度v0在A上滑动,滑到右端与挡板发生碰撞,已知碰撞过程时间极短,碰后木块B恰好滑到A的左端就停止滑动.已知B与A间的动摩擦因数为μ,B在A板上单程滑行长度为l.求:图1-80(1)若μl=3v02/160g,在B与挡板碰撞后的运动过程中,摩擦力对木板A做正功还是负功?做多少功?(2)讨论A和B在整个运动过程中,是否有可能在某一段时间里运动方向是向左的.如果不可能,说明理由;如果可能,求出发生这种情况的条件.18.在某市区内,一辆小汽车在平直的公路上以速度vA向东匀速行驶,一位观光游客正由南向北从班马线上横过马路.汽车司机发现前方有危险(游客正在D处)经0.7s作出反应,紧急刹车,但仍将正步行至B处的游客撞伤,该汽车最终在C处停下.为了清晰了解事故现场.现以图1-81示之:为了判断汽车司机是否超速行驶,警方派一警车以法定最高速度vm=14.0m/s行驶在同一马路的同一地段,在肇事汽车的起始制动点A紧急刹车,经31.5m后停下来.在事故现场测得A B=17.5m、BC=14.0m、B D=2.6m.问图1-81①该肇事汽车的初速度vA是多大?②游客横过马路的速度大小?(g取10m/s2)19.如图1-82所示,质量mA=10kg的物块A与质量mB=2kg的物块B放在倾角θ=30°的光滑斜面上处于静止状态,轻质弹簧一端与物块B连接,另一端与固定挡板连接,弹簧的劲度系数k=400N/m.现给物块A施加一个平行于斜面向上的力F,使物块A沿斜面向上做匀加速运动,已知力F在前0.2s内为变力,0.2s后为恒力,求(g取10m/s2)图1-82(1)力F的最大值与最小值;(2)力F由最小值达到最大值的过程中,物块A所增加的重力势能.20.如图1-83所示,滑块A、B的质量分别为m1与m2,m1<m2,由轻质弹簧相连接,置于水平的气垫导轨上.用一轻绳把两滑块拉至最近,使弹簧处于最大压缩状态后绑紧.两滑块一起以恒定的速度v0向右滑动.突然,轻绳断开.当弹簧伸长至本身的自然长度时,滑块A的速度正好为零.问在以后的运动过程中,滑块B是否会有速度等于零的时刻?试通过定量分析,证明你的结论.图1-8321.如图1-84所示,表面粗糙的圆盘以恒定角速度ω匀速转动,质量为m的物体与转轴间系有一轻质弹簧,已知弹簧的原长大于圆盘半径.弹簧的劲度系数为k,物体在距转轴R处恰好能随圆盘一起转动而无相对滑动,现将物体沿半径方向移动一小段距离,若移动后,物体仍能与圆盘一起转动,且保持相对静止,则需要的条件是什么?图1-8422.设人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动,根据万有引力定律、牛顿运动定律及周期的概念,论述人造地球卫星随着轨道半径的增加,它的线速度变小,周期变大.23.一质点做匀加速直线运动,其加速度为a,某时刻通过A点,经时间T通过B点,发生的位移为s1,再经过时间T通过C点,又经过第三个时间T通过D点,在第三个时间T内发生的位移为s3,试利用匀变速直线运动公式证明:a=(s3-s1)/2T2.24.小车拖着纸带做直线运动,打点计时器在纸带上打下了一系列的点.如何根据纸带上的点证明小车在做匀变速运动?说出判断依据并作出相应的证明. 25.如图1-80所示,质量为1kg的小物块以5m/s的初速度滑上一块原来静止在水平面上的木板,木板的质量为4kg.经过时间2s以后,物块从木板的另一端以1m/s相对地的速度滑出,在这一过程中木板的位移为0.5m,求木板与水平面间的动摩擦因数.图1-80 图1-8126.如图1-81所示,在光滑地面上并排放两个相同的木块,长度皆为l=1.00m,在左边木块的最左端放一小金属块,它的质量等于一个木块的质量,开始小金属块以初速度v0=2.00m/s向右滑动,金属块与木块之间的滑动摩擦因数μ=0.10,g取10m/s2,求:木块的最后速度.27.如图1-82所示,A、B两个物体靠在一起,放在光滑水平面上,它们的质量分别为mA=3kg、mB=6kg,今用水平力FA推A,用水平力FB拉B,FA和FB随时间变化的关系是FA=9-2t(N),FB=3+2t(N).求从t=0到A、B脱离,它们的位移是多少?图1-82 图1-8328.如图1-83所示,木块A、B靠拢置于光滑的水平地面上.A、B的质量分别是2kg、3kg,A的长度是0.5m,另一质量是1kg、可视为质点的滑块C以速度v0=3m/s沿水平方向滑到A上,C与A、B间的动摩擦因数都相等,已知C由A滑向B的速度是v=2m/s,求:(1)C与A、B之间的动摩擦因数;(2)C在B上相对B滑行多大距离?(3)C在B上滑行过程中,B滑行了多远?(4)C在A、B上共滑行了多长时间?29.如图1-84所示,一质量为m的滑块能在倾角为θ的斜面上以a=(gsinθ)/2匀加速下滑,若用一水平推力F作用于滑块,使之能静止在斜面上.求推力F的大小.图1-84 图1-8530.如图1-85所示,AB和CD为两个对称斜面,其上部足够长,下部分分别与一个光滑的圆弧面的两端相切,圆弧圆心角为120°,半径R=2.0m,一个质量为m=1kg的物体在离弧高度为h=3.0m处,以初速度4.0m/s沿斜面运动,若物体与两斜面间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10m/s2,则(1)物体在斜面上(不包括圆弧部分)走过路程的最大值为多少?(2)试描述物体最终的运动情况.(3)物体对圆弧最低点的最大压力和最小压力分别为多少?31.如图1-86所示,一质量为500kg的木箱放在质量为2000kg的平板车的后部,木箱到驾驶室的距离L=1.6m,已知木箱与车板间的动摩擦因数μ=0.484,平板车在运动过程中所受阻力是车和箱总重的0.20倍,平板车以v0=22.0m/s恒定速度行驶,突然驾驶员刹车使车做匀减速运动,为使木箱不撞击驾驶室.g取1m/s2,试求:(1)从刹车开始到平板车完全停止至少要经过多长时间.(2)驾驶员刹车时的制动力不能超过多大.图1-86 图1-8732.如图1-87所示,1、2两木块用绷直的细绳连接,放在水平面上,其质量分别为m1=1.0kg、m2=2.0kg,它们与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.10.在t=0时开始用向右的水平拉力F=6.0N拉木块2和木块1同时开始运动,过一段时间细绳断开,到t=6.0s时1、2两木块相距Δs=22.0m(细绳长度可忽略),木块1早已停止.求此时木块2的动能.(g取10m/s2)33.如图1-88甲所示,质量为M、长L=1.0m、右端带有竖直挡板的木板B静止在光滑水平面上,一个质量为m的小木块(可视为质点)A以水平速度v0=4.0m/s滑上B的左端,之后与右端挡板碰撞,最后恰好滑到木板B的左端,已知M/m=3,并设A与挡板碰撞时无机械能损失,碰撞时间可以忽略不计,g取10m/s2.求(1)A、B最后速度;(2)木块A与木板B之间的动摩擦因数.(3)木块A与木板B相碰前后木板B的速度,再在图1-88乙所给坐标中画出此过程中B相对地的v-t图线.图1-8834.两个物体质量分别为m1和m2,m1原来静止,m2以速度v0向右运动,如图1-89所示,它们同时开始受到大小相等、方向与v0相同的恒力F的作用,它们能不能在某一时刻达到相同的速度?说明判断的理由.图1-89 图1-90 图1-9135.如图1-90所示,ABC是光滑半圆形轨道,其直径AOC处于竖直方向,长为0.8m.半径OB处于水平方向.质量为m的小球自A点以初速度v水平射入,求:(1)欲使小球沿轨道运动,其水平初速度v的最小值是多少?(2)若小球的水平初速度v小于(1)中的最小值,小球有无可能经过B点?若能,求出水平初速度大小满足的条件,若不能,请说明理由.(g取10m/s2,小球和轨道相碰时无能量损失而不反弹)36.试证明太空中任何天体表面附近卫星的运动周期与该天体密度的平方根成反比.37.在光滑水平面上有一质量为0.2kg的小球,以5.0m/s的速度向前运动,与一个质量为0.3kg的静止的木块发生碰撞,假设碰撞后木块的速度为4.2m/s,试论证这种假设是否合理.38.如图1-91所示在光滑水平地面上,停着一辆玩具汽车,小车上的平台A是粗糙的,并靠在光滑的水平桌面旁,现有一质量为m的小物体C以速度v0沿水平桌面自左向右运动,滑过平台A后,恰能落在小车底面的前端B处,并粘合在一起,已知小车的质量为M,平台A离车底平面的高度OA=h,又OB=s,求:(1)物体C刚离开平台时,小车获得的速度;(2)物体与小车相互作用的过程中,系统损失的机械能.39.一质量M=2kg的长木板B静止于光滑水平面上,B的右端离竖直挡板0.5m,现有一小物体A(可视为质点)质量m=1kg,以一定速度v0从B的左端水平滑上B,如图1-92所示,已知A和B间的动摩擦因数μ=0.2,B与竖直挡板的碰撞时间极短,且碰撞前后速度大小不变.①若v0=2m/s,要使A最终不脱离B,则木板B的长度至少多长?②若v0=4m/s,要使A最终不脱离B,则木板B又至少有多长?(g取10m/s2)图1-92 图1-9340.在光滑水平面上静置有质量均为m的木板AB和滑块CD,木板AB上表面粗糙,动摩擦因数为μ,滑块CD上表面为光滑的1/4圆弧,它们紧靠在一起,如图1-93所示.一可视为质点的物块P质量也为m,它从木板AB右端以初速v0滑入,过B点时速度为v0/2,后又滑上滑块,最终恰好滑到最高点C处,求:(1)物块滑到B处时,木板的速度vAB;(2)木板的长度L;(3)物块滑到C处时滑块CD的动能.41.一平直长木板C静止在光滑水平面上,今有两小物块A和B分别以2v0和v0的初速度沿同一直线从长木板C两端相向水平地滑上长木板,如图1-94所示.设A、B两小物块与长木板C间的动摩擦因数均为μ,A、B、C三者质量相等.①若A、B两小物块不发生碰撞,则由开始滑上C到静止在C上止,B通过的总路程是多大?经过的时间多长?②为使A、B两小物块不发生碰撞,长木板C的长度至少多大?图1-94 图1-9542.在光滑的水平面上停放着一辆质量为M的小车,质量为m的物体与一轻弹簧固定相连,弹簧的另一端与小车左端固定连接,将弹簧压缩后用细线将m栓住,m静止在小车上的A点,如图1-95所示.设m与M间的动摩擦因数为μ,O点为弹簧原长位置,将细线烧断后,m、M开始运动.(1)当物体m位于O点左侧还是右侧,物体m的速度最大?简要说明理由.(2)若物体m达到最大速度v1时,物体m已相对小车移动了距离s.求此时M的速度v2和这一过程中弹簧释放的弹性势能Ep?(3)判断m与M的最终运动状态是静止、匀速运动还是相对往复运动?并简要说明理由.43.如图1-96所示,AOB是光滑水平轨道,BC是半径为R的光滑1/4圆弧轨道,两轨道恰好相切.质量为M的小木块静止在O点,一质量为m的小子弹以某一初速度水平向右射入小木块内,并留在其中和小木块一起运动,恰能到达圆弧最高点C(小木块和子弹均可看成质点).问:(1)子弹入射前的速度?(2)若每当小木块返回或停止在O点时,立即有相同的子弹射入小木块,并留在其中,则当第9颗子弹射入小木块后,小木块沿圆弧能上升的最大高度为多少?图1-96 图1-9744.如图1-97所示,一辆质量m=2kg的平板车左端放有质量M=3kg的小滑块,滑块与平板车间的动摩擦因数μ=0.4.开始时平板车和滑块共同以v0=2m/s的速度在光滑水平面上向右运动,并与竖直墙壁发生碰撞,设碰撞时间极短且碰撞后平板车速度大小保持不变,但方向与原来相反,平板车足够长,以至滑块不会滑到平板车右端.(取g=10m/s2)求:(1)平板车第一次与墙壁碰撞后向左运动的最大距离.(2)平板车第二次与墙壁碰撞前瞬间的速度v.(3)为使滑块始终不会从平板车右端滑下,平板车至少多长?(M可当作质点处理)45.如图1-98所示,质量为0.3kg的小车静止在光滑轨道上,在它的下面挂一个质量为0.1kg的小球B,车旁有一支架被固定在轨道上,支架上O点悬挂一个质量仍为0.1kg的小球A,两球的球心至悬挂点的距离均为0.2m.当两球静止时刚好相切,两球心位于同一水平线上,两条悬线竖直并相互平行.若将A球向左拉到图中的虚线所示的位置后从静止释放,与B球发生碰撞,如果碰撞过程中无机械能损失,求碰撞后B球上升的最大高度和小车所能获得的最大速度.图1-98 图1-9946.如图1-99所示,一条不可伸缩的轻绳长为l,一端用手握着,另一端系一个小球,今使手握的一端在水平桌面上做半径为r、角速度为ω的匀速圆周运动,且使绳始终与半径为r的圆相切,小球也将在同一水平面内做匀速圆周运动.若人手提供的功率恒为P,求:(1)小球做圆周运动的线速度大小;(2)小球在运动过程中所受到的摩擦阻力的大小.47.如图1-100所示,一个框架质量m1=200g,通过定滑轮用绳子挂在轻弹簧的一端,弹簧的另一端固定在墙上,当系统静止时,弹簧伸长了10cm,另有一粘性物体质量m2=200g,从距框架底板H=30cm 的上方由静止开始自由下落,并用很短时间粘在底板上.g取10m/s2,设弹簧右端一直没有碰到滑轮,不计滑轮摩擦,求框架向下移动的最大距离h多大?图1-100 图1-101 图1-10248.如图1-101所示,在光滑的水平面上,有两个质量都是M的小车A和B,两车之间用轻质弹簧相连,它们以共同的速度v0向右运动,另有一质量为m=M/2的粘性物体,从高处自由落下,正好落在A车上,并与之粘合在一起,求这以后的运动过程中,弹簧获得的最大弹性势能E.49.一轻弹簧直立在地面上,其劲度系数为k=400N/m,在弹簧的上端与盒子A连接在一起,盒子内装物体B,B的上下表面恰与盒子接触,如图1-102所示,A和B的质量mA=mB=1kg,g=10m/s2,不计阻力,先将A向上抬高使弹簧伸长5cm后从静止释放,A和B一起做上下方向的简谐运动,已知弹簧的弹性势能决定于弹簧的形变大小.(1)试求A的振幅;(2)试求B的最大速率;(3)试求在最高点和最低点A对B的作用力.参考解题过程与答案1.解:设经过时间t,物体到达P点(1)xP=v0t,yP=(1/2)(F/m)t2,xP/yP=ctg37°,联解得t=3s,x=30m,y=22.5m,坐标(30m,22.5m)(2)vy=(F/m)t=15m/s,m/s,tgα=vy/v0=15/10=3/2,∴α=arctg(3/2),α为v与水平方向的夹角.2.解:在0~1s内,由v-t图象,知a1=12m/s2,由牛顿第二定律,得F-μmgcosθ-mgsinθ=ma1,①在0~2s内,由v-t图象,知a2=-6m/s2,因为此时物体具有斜向上的初速度,故由牛顿第二定律,得-μmgcosθ-mgsinθ=ma2,②②式代入①式,得F=18N.3.解:在传送带的运行速率较小、传送时间较长时,物体从A到B需经历匀加速运动和匀速运动两个过程,设物体匀加速运动的时间为t1,则(v/2)t1+v(t-t1)=L,所以t1=2(vt-L)/v=(2³(2³6-10)/2)s=2s.为使物体从A至B所用时间最短,物体必须始终处于加速状态,由于物体与传送带之间的滑动摩擦力不变,所以其加速度也不变.而a=v/t=1m/s2.设物体从A至B所用最短的时间为t2,则(1/2)at22=L,t2=vmin=at2=1³2传送带速度再增大1倍,物体仍做加速度为1m/s2的匀加速运动,从A至B的传送时间为24.解:启动前N1=mg,升到某高度时N2=(17/18)N1=(17/18)mg,对测试仪N2-mg′=ma=m(g/2),∴g′=(8/18)g=(4/9)g,GmM/R2=mg,GmM/(R+h)2=mg′,解得:h=(1/2)R.5.解:由匀加速运动的公式v2=v02+2as得物块沿斜面下滑的加速度为a=v2/2s=1.42/(2³1.4)=0.7ms-2,由于a<gsinθ=5ms-2,可知物块受到摩擦力的作用.图3分析物块受力,它受3个力,如图3.对于沿斜面的方向和垂直于斜面的方向,由牛顿定律有mgsinθ-f1=ma,mgcosθ-N1=0,分析木楔受力,它受5个力作用,如图3所示.对于水平方向,由牛顿定律有f2+f1cosθ-N1sinθ=0,由此可解得地面的作用于木楔的摩擦力f2=mgcosθsinθ-(mgsinθ-ma)cosθ=macosθ=1³0.7³(/2)=0.61N.此力的方向与图中所设的一致(由指向).6.解:(1)飞机原先是水平飞行的,由于垂直气流的作用,飞机在竖直方向上的运动可看成初速度为零的匀加速直线运动,根据h=(1/2)at2,得a=2h/t2,代入h=1700m,t=10s,得a=(2³1700/102)(m/s2)=34m/s2,方向竖直向下.(2)飞机在向下做加速运动的过程中,若乘客已系好安全带,使机上乘客产生加速度的力是向下重力和安全带拉力的合力.设乘客质量为m,安全带提供的竖直向下拉力为F,根据牛顿第二定律F+mg=ma,得安全带拉力 F=m(a-g)=m(34-10)N=24m(N),∴安全带提供的拉力相当于乘客体重的倍数n=F/mg=24mN/m²10N=2.4(倍).(3)若乘客未系安全带,飞机向下的加速度为34m/s2,人向下加速度为10m/s2,飞机向下的加速度大于人的加速度,所以人对飞机将向上运动,会使头部受到严重伤害.7.解:设月球表面重力加速度为g,根据平抛运动规律,有h=(1/2)gt2,①水平射程为L=v0t,②联立①②得g=2hv02/L2.③根据牛顿第二定律,得mg=m(2π/T)2R,④联立③④得T=(πL/v0h).⑤8.解:前2秒内,有F-f=ma1,f=μN,N=mg,则a1=(F-μmg)/m=4m/s2,vt=a1t=8m/s,撤去F以后a2=f/m=2m/s,s=v12/2a2=16m.9.解:(1)用力斜向下推时,箱子匀速运动,则有Fcosθ=f,f=μN,N=G+Fsinθ,联立以上三式代数据,得F=1.2³102N.(2)若水平用力推箱子时,据牛顿第二定律,得F合=ma,则有F-μN=ma,N=G,联立解得a=2.0m/s2.v=at=2.0³3.0m/s=6.0m/s,s=(1/2)at2=(1/2)³2.0³3.02m/s=9.0m,推力停止作用后a′=f/m=4.0m/s2(方向向左),s′=v2/2a′=4.5m,则s总=s+s′=13.5m.10.解:根据题中说明,该运动员发球后,网球做平抛运动.以v表示初速度,H表示网球开始运动时离地面的高度(即发球高度),s1表示网球开始运动时与网的水平距离(即运动员离开网的距离),t1表示网球通过网上的时刻,h表示网球通过网上时离地面的高度,由平抛运动规律得到s1=vt1,H-h=(1/2)gt12,消去t1,得v=m/s,v≈23m/s.以t2表示网球落地的时刻,s2表示网球开始运动的地点与落地点的水平距离,s表示网球落地点与网的水平距离,由平抛运动规律得到H=(1/2)gt22,s2=vt2,消去t2,得s2网球落地点到网的距离s=s2-s1≈4m.11.解:(1)设卫星质量为m,它在地球附近做圆周运动,半径可取为地球半径R,运动速度为v,有GMm/R2=mv2/R(2)由(1)得:M=v2R/G==6.0³1024kg.12.解:对物块:F1-μmg=ma1,6-0.5³1³10=1²a1,a1=1.0m/s2,s1=(1/2)a1t2=(1/2)³1³0.42=0.08m,v1=a1t=1³0.4=0.4m/s,对小车:F2-μmg=Ma2,9-0.5³1³10=2a2,a2=2.0m/s2,s2=(1/2)a2t2=(1/2)³2³0.42=0.16m,v2=a2t=2³0.4=0.8m/s,撤去两力后,动量守恒,有Mv2-mv1=(M+m)v,v=0.4m/s(向右),∵((1/2)mv12+(1/2)Mv22)-(1/2)(m+M)v2=μmgs3, s3=0.096m,∴l=s1+s2+s3=0.336m.13.解:设木块到B时速度为v0,车与船的速度为v1,对木块、车、船系统,有m1gh=(m1v02/2)+((m2+m3)v12/2),m1v0=(m2+m3)v1,解得v0=1木块到B后,船以v1继续向左匀速运动,木块和车最终以共同速度v2向右运动,对木块和车系统,有m1v0-m2v1=(m1+m2)v2,μm1gs=((m1v02/2)+(m2v12/2))-((m1+m2)v22/2),得v2=v12h.14.解:(1)小球的角速度与手转动的角速度必定相等均为ω.设小球做圆周运动的半径为r,线速度为v.由几何关系得ω·r,解得v=ω(2)设手对绳的拉力为F,手的线速度为v,由功率公式得P=Fv=F²ωR,∴F=P/ωR.图4。
力学计算题专题训练(附答案)
1.如图所示,平底茶壶的质量是400g,底面积是40cm2,内盛0.6kg的开水,放置在面积为1m2的水平桌面中央.试求:(1)水对茶壶底部的压强;(2)茶壶对桌面的压力;(3)茶壶对桌面的压强.【答案】解:(1)水对茶壶底部的压强:p=ρ水gℎ=1×103kg/m3×9.8N/kg×0.12m=1176Pa (2)茶壶对桌面的压力:F=mg=(m壶+m水)g=(0.4kg+0.6kg)×9.8N/kg=9.8N(3)壶对桌面的压强:p=FS =9.8N40×10−4m2=2.45×103Pa2.如图所示的容器中有一定质量的酒精,酒精的深度为20cm,A点距容器底12cm,酒精重24N,容器底面积为20cm2,(g=10N/kg,酒精的密度ρ=0.8×103kg/m3)求:(1)A点受到酒精的压强。
(2)容器底受到酒精的压强。
(3)容器底受到酒精的压力。
【答案】解:(1)A点深度ℎA=20cm−12cm=8cm=0.08mA点受到酒精的压强:p A=ρgℎA=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.08m=640Pa(2)杯内酒精的深度:ℎ=20cm=0.2m杯底所受的压强:p=ρgℎ=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.2m=1600Pa(3)由p=FS可得,杯底所受的压力:F=pS=1600Pa×20×10−4m2=3.2N3.将一未装满水密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示,瓶盖的面积是8cm2,瓶底的面积是28cm2,瓶重和厚度忽略不计(g取10N/kg)。
求:(1)倒立放置时瓶盖所受水的压力和压强;(2)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强。
【答案】解:(1)倒立放置时瓶盖所受水的压强:p=ρgℎ倒立=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.13m=1300Pa由p=FS可得,倒立放置时瓶盖所受水的压力:F=pS瓶盖=1300Pa×8×10−4m2=1.04N(2)由左图可知,矿泉水瓶内水的体积:V=S瓶底ℎ正立=28cm2×10cm=280cm3由ρ=mV可得,水的质量:m水=ρV=1.0g/cm3×280cm3=280g=0.28kg瓶重和厚度忽略不计,则倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力:F′=G水=m水g=0.28kg×10N/kg=2.8N,倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强:p′=F′S瓶盖= 2.8N8×10−4m2=3500Pa。
2020年中考物理重难点专练25计算专题一力学综合计算-热点题型含解析
热点题型专练重难点25 综合计算题(一)——力学综合计算【解题思路】一、力学计算主要有:1.速度;2.固体产生的压强;3.液体产生的压强;4.浮力;5.功;6.功率;7.机械效率。
力学综合计算题就是这些基本的计算中的几类题的有机综合。
最常见的组合是:压强+浮力;浮力+杠杆;浮力+滑轮组:浮力+密度+压强;功+功率+机械效率。
所以力学综合计算基本上是以“浮力”为核心的组合,我们称为“浮力+”吧。
由于浮力计算公式多,情况复杂,所以很多同学感到解题困难。
二、解题思路:其实,复杂的问题都是由简单的问题有机组合而成。
我们要先学好每一种基本题型的计算,然后分析题目中的主次与关键突破口,对题目进行分解。
把“综合题”分解为一个个相对简单的单项计算题,问题就简单了。
例1.(2019广东省)如图所示,质量为960kg、的石材A放在水平地面上,利用滑轮组水平拉动A,使其在20s的时间内匀速向墙靠近了4m,水平拉力F=500N,不计绳、滑轮组的质量以及绳与滑轮组之间的摩擦,g取10N/kg。
求:(1)A对水平地面的压强;(2)A在运动过程中受到摩擦力的大小:(3)拉力F的功率.【答案】(1)A对水平地面的压强是1.92×104Pa (2)A在运动过程中受到摩擦力的大小是1000N (3)拉力F的功率是200W【简析】本题涉及摩擦、滑轮组、压强、机械功率等,是比较多的单项计算组合了。
我们仔细分析发现,这些单项之间的相关性不强,所以将它们分成对应的三个单项问题即可求解。
(1)求A对水平地面的压强。
这是“固体产生的压强”单项计算。
公式p=F/S。
只要找到F和S,代入公式计算即可。
“A放在水平地面上”,所以A对地面的压力等于自身的重力:F=G=mg=960kg×10N/kg=9.6×103N。
“底面积为0.5m2”,告诉了受力面积S=0.5 m2。
因此P=F/S=9.6×103N/0.5m2=1.92×104Pa。
中考物理复习之力学计算(含答案)
力学计算一、综合题(共3题;共41分)1.(2017•益阳)跳伞是一项极具挑战的运动,现在越来越受到人们的喜爱.在某次跳伞训练过程中,一体重为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下,其速度与时间的关系如图所示,经15s 下落210m后,开始做匀速直线运动直至落地,整个过程用时30s,求在这个过程中:(1)运动员下落的平均速度;(2)重力做的功;(3)匀速下降时重力做功的功率.2.(2017•威海)某实验小组在研究某种物质的属性时,日常需将物体浸没在煤油中保存,将体积为1×10﹣3m3、重6N的该物体用细线系在底面积为250cm2的圆柱形容器的底部,物体浸没在煤油中,如图所示,(g=10N/kg,ρ煤油=0.8×103kg/m3)(1)细线受到的拉力是多大?(2)若细线与物体脱落,待物体静止后煤油对容器底的压强变化了多少?3.(2017•襄阳)质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼,滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙,机械中摩擦力及绳重忽略不计.(g=10N/kg)(1)影响滑轮组机械效率的因素之一是________.(2)若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m,作用在钢绳上的拉力为400N,求拉力的功率.(3)求动滑轮受到的重力.(4)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,此滑轮组的机械效率最大值是多少?4.(2016•黔南州)用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M,已知被提升的物体M质量为76kg,M的体积为3×10﹣3m3,在M物体未露出水面的过程中,绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度,此过程中,拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示,不计绳重和摩擦力大小。
(g=10N/kg)求:①求物体M的重力?②求动滑轮下端挂钩上的绳子拉力?③求滑轮组提升重物的机械效率?答案解析部分一、综合题1.【答案】(1)解:由题可知,运动员在0﹣15s下落的路程为s前=210m,由图象可知,15s后运动员以6m/s的速度做匀速直线运动,则运动员在15﹣30s通过的路程为:s后=vt后=6m/s×15s=90m;运动员通过的总路程为:s=s前+s后=210m+90m=300m,总时间为t=30s,则整个过程中运动员下落的平均速度:v′= = =10m/s;(2)解:运动员下落的高度为:h=s=300m;重力做的功:W=Gh=500N×300m=1.5×105J;(3)解:匀速下降时,重力做功的功率:P=Fv=Gv=500N×6m/s=3×103W;【解析】【分析】根据图象中的体现形状,分析物体的运动状态,再根据速度公式v= 、功的公式W=Fs=Gh、功率公式P=Fv,代入数值可求速度、功和功率.2.【答案】(1)解:由题知,物体浸没煤油中,V=V排=1.0×10﹣3m3,受到的浮力:F浮=ρ煤油gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×1.0×10﹣3m3=8N;因为G+F拉=F浮,物体受到的拉力:F拉=F浮﹣G=8N﹣6N=2N(2)解:漂浮时,F浮′=G=6N,由F浮′=ρ煤油gV排′得:V排′= = =7.5×10﹣4m3,△V排=1×10﹣3m3﹣7.5×10﹣4m3=2.5×10﹣4m3,水深变化:△h= = =0.01m,△p=ρ水g△h=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.01m=80Pa.【解析】【分析】(1)物体浸没水中,排开水的体积等于物体的体积,利用阿基米德原理求受到的浮力,根据木块重加上绳子的拉力等于木块受到的浮力求出木块受到的拉力;(2)木块漂浮时所受的浮力等于它自身的重力,可得浮力的大小,根据阿基米德原理求排开水的体积,可求排开水的体积变化,知道容器底面积,可求水深的变化量,再利用液体压强公式求容器底所受压强改变量.3.【答案】(1)物重(或动滑轮重)(2)解:由图可知,n=3,则绳端移动的距离:s=nh=3×6m=18m,拉力做的功:W=Fs=400N×18m=7200J,拉力的功率:P= = =120W(3)解:由图乙可知,物重G=300N时,滑轮组的机械效率η=60%,因机械中摩擦力及绳重忽略不计,克服物重做的功为有用功,克服动滑轮重力和物重做的功为总功,所以,滑轮组的机械效率:η= = = = =60%,解得:G动=200N(4)解:已知工人的质量为60kg,则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,绳子的最大拉力:F大=G人=m人g=60kg×10N/kg=600N,由F= (G+G动)可得,提升的最大物重:G大=nF大﹣G动=3×600N﹣200N=1600N,则滑轮组的最大机械效率:η大= ×100%= ×100%≈88.9%【解析】【解答】解:(1)已知机械中摩擦力及绳重忽略不计,则影响滑轮组机械效率的因素有物重、动滑轮重;【分析】(1)影响滑轮组机械效率高低的因素主要有动滑轮的重力、提升物体的重力和绳子间的摩擦;(2)由图可知滑轮组绳子的有效股数,根据s=nh求出绳端移动的距离,根据W=Fs求出拉力做的功,利用P= 求出拉力的功率;(3)由图乙可知,物重G=300N时,滑轮组的机械效率η=60%,机械中摩擦力及绳重忽略不计,克服物重做的功为有用功,克服动滑轮重力和物重做的功为总功,根据η= = = 求出动滑轮受到的重力;(4)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,绳子的最大拉力等于人的重力,根据G=mg求出其大小,根据F= (G+G动)求出提升的最大物重,然后利用η= = = 求出滑轮组的最大机械效率.二、计算题4.【答案】解:①物体M的重力:G==76kg×10N/kg=760N;②物体M浸没在水中,则V排=V=3×10﹣3m3,物体M受到的浮力:F浮==1×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣3m3=30N,则动滑轮下端挂钩上的绳子拉力:F拉=G﹣F浮=760N﹣30N=730N;③由于物体未露出水面,物体受浮力作用,则滑轮组提升重物所做的有用功:W有==730N×10m=7300J;货物以0.5m/s的速度匀速提升到10m的高度,由v=可知,运动的时间:t= = =20s,由图乙可知,此时拉力做的总功是8000J,所以滑轮组提升重物的机械效率:η= ×100%= ×100%=91.25%.答:①物体M的重力为760N;②动滑轮下端挂钩上的绳子拉力为730N;③滑轮组提升重物的机械效率为91.25%.【解析】【分析】①利用G=计算物体M的重力;②物体M浸没在水中,则排开水的体积等于其自身体积,利用F浮=求出物体M受到的浮力,然后利用力的合成计算动滑轮下端挂钩上的绳子拉力;③根据公式W有=计算拉力F对所提升物体M做的有用功,由图乙可知此时拉力做的功,即总功,再据机械效率的计算公式计算即可。
中考物理力学综合题(计算题理)
2016中考试题—力学综合计算题1.今年春季我市旱情严重,为了全力抗旱保苗,政府下拨专项资金打井蓄水.某物理兴趣小组对一水井进行了考察.小组的同学用细线拴住一体积为2×10-4 m 3的石块缓慢沉到水底,测出井中水的深度为3 m ;并观察到安装在井中抽水机铭牌上的部分参数如下表:(其中流量300 m 3/h 表示每小时正常抽水300 m 3).求:(g 取10 N/kg) (1)井底受到的水的压强是多大?(2)石块浸没到井水中后受得的浮力是多大?(3)若该抽水机连续正常工作1 h ,把水抽高8 m ,抽水机至少对水做了多少功? (4)此时抽水机的效率是多少?答案: (1)水的压强p =ρgh =1×103 kg/m 3×10 N/kg ×3 m =3×104 Pa.(3分)(2)石块受到浮力F 浮=ρ水gV 排=1×103 kg/m 3×10 N/kg ×2×10-4 m 3=2 N .(3分)(3)对水做的功W =Gh =mgh =ρ水Vgh =1×103 kg/m 3×300 m 3×10 N/kg ×8 m =2.4×107 J .(3分) (4)总功W 总=Pt =10 000 W ×3 600 s =3.6×107 J .(1分)抽水机效率η=W W 总=2.4×107 J3.6×107 J=66.7 %.(1分)2.物体A 为实心正方体金属块,边长为10 cm ,密度为7.9×103 kg/m 3,将其浸没在水中,物体上表面距水面5 cm(上表面与水面平行).若不计绳重和摩擦(g =10 N/kg)求:(1)物体下表面受到水的压强是多少? (2)物体受到的浮力是多少?(3)若实际所用的拉力F =46 N ,则动滑轮的机械效率是多少? 答案:(1)h =(5+10)×10-2 m =0.15 m .(1分)物体下表面受到的压强:p =ρ水gh =1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×0.15 m =1.5×103 Pa. (2)因为物体浸没所以V 排=V 物=(10 cm)3=10-3 m 3.物体受到的浮力:F 浮=G 排=ρ水gV 排=1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×10-3 m 3=10 N .(3)物体受到的重力:G =mg =ρ铁gV 物=7.9×103 kg/m 3×10 N/kg ×10-3 m 3=79 N .动滑轮的机械效率:η=W 有用W 总=G -F 浮2F =79 N -10 N 2×46 N=75%.3.在现代城市建设中,各种重机械发挥了很大的作用,不仅解放了生产力,更重要的是提高了劳动效率.在某建筑工地上,一台起重机将重为7000 N 水泥板在40 s 内匀速提高4 m ,如果所做的总功为5.6×104 J ,求:(1)起重机做的有用功; (2)起重机的机械效率; (3)起重机的总功率. 答案:(1)W 有用=Gh =7 000 N ×4 m =2.8×104J(2分) (2)η=W 有用W 总=2.8×104 J5.6×104 J=50%(2分)(3)P =W 总t =5.6×104 J 40 s=1.4×103 W(2分)4.随着电热水器的不断改进,图l4所示的电热水壶深受人们的喜爱。
中考物理一轮复习 力学热学综合计算题练习一 有答案和解析
【解析】
【分析】
(1)知道水的体积,利用 的变形公式 求水的质量;
(2)利用 求水箱中水吸收的热量;
(3)根据燃气表前后读数差求出使用天然气的体积,利用 求天然气完全燃烧释放的热量;该热水器的热效率等于水吸收的热量与天然气完全燃烧释放的热量之比.
(2)该坦克涉水过河漂浮在水面上时,求它排开水的体积是多大?
(3)一次执行任务时,该坦克在平直公路上匀速行驶1200m,用时2min,发动机牵引力的功率保持600kW恒定不变,发动机消耗了4.5kg的燃料(燃料的热值为4.0×107J/kg),求发动机提供的牵引力是多大?发动机的效率是多大?
9.如图甲所示,1标准大气压下,普通煤炉把壶内20℃,5kg水烧开需完全燃烧一定质量的煤,此过程中,烧水效率为28%,为提高煤炉效率,浙江大学创意小组设计了双加热煤炉,如图乙所示,在消耗等量煤烧开壶内初温相同,等量水的过程中,还可额外把炉壁间10kg水从20℃加热至40℃,q煤=3×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg•℃),以上过程中,
【点睛】
本题考查了压强公式、功率公式、物体浮沉条件的应用、功、燃料放出热量及效率的计算,综合性强。
9.(1)0.2kg;(2)42%
【解析】
【分析】
(1)知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容,利用吸热公式求水吸收的热量;知道普通煤炉的烧水效率,利用 可得煤完全燃烧放出的热量;已知煤的热值,利用Q放=mq可得普通煤炉完全燃烧煤的质量.
中考物理一轮复习 力学热学综合计算题练习一 有答案和解析
1.一辆大鼻子校车在水平路面上行驶,车和人总质量为8000kg,轮胎与地面的总接触面积为 。
人教版中考物理复习:《力学综合题》计算题强化练习题(含答案解析)
人教版中考物理复习:《力学综合题》计算题强化练习题一、计算题1.如图所示,一质量为m的探空气球包括其下方的吊篮与吊篮中物体的质量之比为1:4,若气球所受总浮力始终保持30N不变,气球受到的空气阻力与速度成正比,即,此时气球以的速度竖直向下运动;若吊篮中的物体的质量减少一半,经过一段时间后,气球恰好以的速度竖直向上运动.求:吊篮中物体的质量?若去掉吊篮中的所有物体,气球能达到的最大速度?吊篮所受的浮力和空气阻力忽略不计,2.小杨选择了两个高度分别为10cm和6cm,底面积::3的实心均匀的圆柱体A、B进行工艺品搭建,A、B置于水平桌面上,如图1所示。
他从A的上表面沿水平方向截取高为h的圆柱块,并将截取部分平放在B的中央,则AB对桌面的压强随截取高度h的变化关系如图2所示,求:圆柱体A的密度;从A截取的圆柱块平放在B的中央,B对桌面的压强增加量;图2中a的值。
3.如图是某科技小组设计的在岸边打捞水中金属块的装置示意图,每个滑轮重为100N,均匀实心金属块的密度为,金属块的质量为80kg。
绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计,金属块一直匀速上升。
水的密度水,g取在金属块还未露出水面时,求此时金属块所受到的浮力;在金属块未露出水面时,求人的拉力F;金属块在水中匀速上升2m,且金属块未露出水面时,求人的拉力所做的功。
4.如图为现役某导弹驱逐舰,该舰最大航速,满载时排水量6000t。
海水密度取求:声呐探测器在水下12m深处所受海水的压强;驱逐舰满载时受到海水的浮力;驱逐舰以最大航速匀速航行时,所受海水阻力为驱逐舰满载时重力的倍,那么该导弹驱逐舰以最大航速匀速航行2h时。
推力的功率。
利用杠杆平衡原理的力学综合计算-【压轴必刷】 中考物理力学压轴计算题难题专练 (解析版)
07利用杠杆平衡原理的力学综合计算1.如图所示,杆秤可视为杠杆,提钮处为支点O ,若不计其自重,当在挂钩悬挂被称物体后处于平衡状态,已知CO =4厘米,OD =8厘米,秤砣的重力为10牛。
本题中g 取10牛/千克,求:(1)这杆秤所能测物体的最大重力为80牛,求OB 的长度。
(2)当秤砣处于D 位置时,被称物体的质量为多少千克?(3)若有人换了一个质量为0.8千克的秤砣,售出杆秤刻度显示3千克的物品,则物品的实际质量是多少?1.(1)32cm;(2)2kg;(3)2.4kg【解析】解:(1)由杠杆平衡条件得G 最大OC =G 秤砣OB即80N×4cm=10N×OB解得OB =32cm(2)由杠杆平衡条件得G 物体OC =G 秤砣OD即G 物体×4cm=10N×8cm解得G 物体=20N 物体的质量为20N 2kg 10N/kgG m g ===物体物体(3)使用10N 秤砣(正常情况下),当杆秤刻度显示3千克的物品时,设秤砣到O 点的距离L ,则m 物g ×OC =G 秤砣×L即3kg×10N/kg×4cm=10N×L解得L =12cm当使用0.8kg 秤砣时,秤砣到O 点的距离不变,则有m 物′g ×OC =m 砣′g ×L即m 物′×10N/kg×4cm=0.8kg×10N/kg×12cm解得m 物′=2.4kg【答案】(1)这杆秤所能测物体的最大重力为80牛,OB 的长度为32cm;(2)当秤砣处于D 位置时,被称物体的质量为2kg;(3)若有人换了一个质量为0.8千克的秤砣,售出杆秤刻度显示3千克的物品,则物品的实际质量是2.4kg。
2.如图所示,在科普节目《加油向未来》中,有一项对抗性实验,甲、乙两人站在平衡板上,滑轮组将平衡板提升至一定高度后,两人在平衡板上挪动,并保持平衡板平衡。
初中物理力学综合计算题-(有答案)
1、图31是某建筑工地利用滑轮组和卷扬机提起重物的示意图。
当以速度v1匀速提起质量为m1的建筑材料时,滑轮组的机械效率为η1,卷扬机拉力的功率为P1;当以速度v2匀速提起质量为m2的建筑材料时,滑轮组的机械效率为η2,卷扬机拉力的功率为P2。
若η2-η1=5%,P1: P2=2:3,m1=90kg,动滑轮受到的重力G动=100N。
滑轮与轴的摩擦、细绳受到的重力忽略不计,g=10N/kg。
求:(1)提起质量为m1的建筑材料时卷扬机对绳的拉力F1;(2)两次工作过程中,建筑材料上升的速度v1与v2之比。
2.在生产玻璃过程中,常用位于天车上的卷扬机(其内部有电动机提供动力)通过滑轮组和真空吸盘提升玻璃,如图22甲所示。
当卷扬机通过滑轮组提升质量为60kg的玻璃并使玻璃以速度v1匀速上升时,卷扬机对滑轮组绳端的拉力为F1,天车对卷扬机的支持力为N1,拉力为F1的功率为P,滑轮组的机械效率为η;当卷扬机通过滑轮组提升质量为80kg 的玻璃并使玻璃以速度v2匀速上升时,卷扬机对滑轮组绳端的拉力为F2,天车对卷扬机的支持力为N2。
已知拉力F1所做功随时间变化的图像如图22乙所示,卷扬机的质量为120 kg,滑轮A、B的质量均为4kg,3v1=5v2,η=75%,吸盘和绳的质量及滑轮与轴的摩擦均可忽略不计,g取10N/kg。
求:(1)P的大小;(2)v2的大小;(3)N1与N2的比值。
图31建筑材料卷扬机乙240W/J4807209600t/s1.02.00.5 1.5卷扬机ABC玻璃吸盘甲图22天车解:(1)由题中W -t 图像解得P =2s960J=t W =480W …………………(2分)(2)根据η =%75W480N 600111=⨯===v P gv m PP W W 有总有………………………(1分) 解得:v 1 =0.6m/s 已知:3v 1=5v 2解得:v 2=0.36m/s ……………………………………………………………(1分)(3)设动滑轮C 所受重力为G 0,卷扬机提升60kg 玻璃时,滑轮组的机械效率为η=75% 所以有 η =%753B 011=++=gm G g m gm W W 总有,代入数据解得G 0=80 N ………(1分) 第一次提升60kg 玻璃的过程中,玻璃、动滑轮C 受力分析如答图5(1)所示,动滑轮B 受力分析如答图5(2)所示,卷扬机受力分析如答图5(3)所示。
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(16)力学综合计算题(含答案)专题突破(十六)[力学综合计算题]1.[2015·海淀一模] 图Z16-3是某建筑工地利用滑轮组和卷扬机提起重物的示意图。
当以速度v1匀速提起质量为m1的建筑材料时,滑轮组的机械效率为η1,卷扬机拉力的功率为P1;当以速度v2匀速提起质量为m2的建筑材料时,滑轮组的机械效率为η2,卷扬机拉力的功率为P2。
若η2-η1=5%,P1∶P2=2∶3,m1=90 kg,动滑轮受到的重力G动=100 N。
滑轮与轴的摩擦、细绳受到的重力忽略不计,g=10 N/kg。
求:(1)提起质量为m1的建筑材料时,卷扬机对绳的拉力F1。
(2)两次工作过程中,建筑材料上升的速度v1与v2之比。
图Z16-32.[2015·门头沟二模] 某科技小组设计的提升重物的装置如图Z16-4所示,C是定滑轮,3.[2015·朝阳一模] 如图Z16-5所示是某科技小组设计的打捞水中物体装置的示意图。
在湖底有一个体积为0.02 m3实心铸铁球,其所受重力为1400 N,现用滑轮组将铸铁球打捞出水面,铸铁球浸没在水中和完全露出水后作用在绳子自由端的拉力分别为F1、F2,且F1︰F2=15︰17。
作用在绳子自由端的拉力做功的功率保持340 W不变。
不考虑滑轮组摩擦、绳重和水的阻力,g取10 N/kg。
求:(1)铸铁球浸没在水中时受到的浮力。
(2)铸铁球浸没在水中匀速上升的过程中,滑轮组的机械效率。
(3)铸铁球提出水面后匀速上升的速度。
图Z16-54.[2015·平谷一模] 如图Z16-6所示,渗水井的排水管的管口恰好被一块底面积为0.2 m2、高为0.3 m的圆柱形石块盖严,渗水井中有1.5 m深的水不能排放,小明站在地面上通过滑轮组将石块提出渗水井。
当石块被提起,并在水速度匀速竖直上升时,小明对绳子的拉力中以v1为F1,小明拉绳的功率为P1,滑轮组的机械效率为75%;当水被全部排出,石块以v速度匀速竖2直上升时,小明对绳子的拉力为F2,小明拉绳的功率为P2。
已知:v1∶ v2=4∶3,P1∶P2=8∶9,g取10 N/kg,不计绳的质量和滑轮与轴的摩擦。
求:(1)石块未提起时,水对石块顶部的压力。
(2)石块被提起,并在水中匀速上升时受到的浮力。
(3)石块的密度。
图Z16-65.[2015·石景山二模] 工人用如图Z16-7甲所示的滑轮组运送建材上楼,每次运送量不定。
滑轮组的机械效率随建材重变化的图像如图乙所示,不计滑轮和钢绳的重力及摩擦,g取10 N/kg。
(1)若某块建材的密度是2.8×103kg/m3,体积为1.0×10-2m3,求其重为多少?(2)若工人在1 min内将建材匀速竖直向上提升了15 m,作用在钢绳上的拉力为200 N,求拉力的功率?(3)若滑轮组的机械效率最大值为75%,求工人的体重?图Z16-76.[2015·怀柔一模] 某科技小组设计从水中打捞重物A的装置如图Z16-8所示,小文站在地面上通过滑轮组从水中提升重为1200 N的物体A。
当物体A在水面下,小文以拉力F1匀速竖直拉动绳子,滑轮组的机械效率为η1;当物体A完全离开水面,小文以拉力F2匀速竖直拉动绳子,滑轮组的机械效率为η2。
已知:物体A 的密度为3×103kg/m3,小文同学的重力为600 N,η1∶η2=14∶15。
不计绳的质量和滑轮与轴之间的摩擦,g取10 N/kg。
求:(1) 重物A在水面下受到的浮力。
(2) 动滑轮的重力。
图Z16-87.[2015·顺义二模] 工人用如图Z16-9所示的滑轮组将石板A吊起并放在货车上。
当工人用F1的力竖直向下拉绳子时,石板A未被拉起,此时石板A对水平地面的压力为N1,工人对水平地面的压强为p1;当工人用F2的力竖直向下拉绳子时,石板A匀速竖直上升,此时工人对水平地面的压强为p2。
已知:石板A的质量为100 kg,工人的质量为70 kg,F1∶F2=1∶2,p1∶p2=5∶3,不计绳重和摩擦,g取10 N/kg。
求:(1)动滑轮的重力。
(2)当工人用F1的力竖直向下拉绳子时,石板A对水平地面的压力N1。
(3)如果用该滑轮组匀速提升另一石板B时,滑轮组的机械效率为90%,则拉绳子的工人的质量不能小于多少千克(结果保留一位小数)。
图Z16-910.[2015·朝阳二模] 美化环境造福人民,朝阳区在治理北小河时修建一座桥,使用吊车向河底投放圆柱形混凝土构件如图Z16-10甲所示,在整个投放过程中,混凝土构件以0.05 m/s 的速度匀速竖直下降。
图乙是钢丝绳的拉力F随时间t变化的图像。
当t=0 s时吊车开始投放混凝土构件,到100 s时结束,此时构件竖立在河中。
(已知混凝土的密度为2.8×103kg/m3,钢铁的密度为7.9×103kg/m3,g取10 N/kg,水的阻力可以忽略不计)求:(1)混凝土构件完全浸没在水中时所受的浮力。
(2)混凝土构件的体积。
(3)投放结束时混凝土构件顶部受到水的压强。
(4)通过计算说明这种混凝土构件有没有钢筋制作的骨架。
图Z16-10参考答案1.(1)由图知,滑轮组由两段绳子承担总重,提起质量为m1的建筑材料时,卷扬机对绳的拉力为F1;根据动滑轮受力关系可得:F1=12(G1+G动)=12×(90 kg×10 N/kg+100N)=500 N。
(2)设两次建筑材料上升高度为h,则:η1=G1hG1h+G动h×100%=G1G1+G动×100%=90 kg×10 N/kg90 kg×10 N/kg+100 N×100%=90%;由题意知,η2=η1+5%=90%+5%=95%;由η2=G2hG2h+G动h×100%=G2G2+G动×100%得:G2=G动η21-η2=100 N×95%1-95%=1900 N;提起m2所用的拉力F2=12(G2+G动)=12×(1900 N+100 N)=1000 N;由P=Fv得,第一次提升建筑材料时绳的速率v1′=P1F1,则此时建筑材料上升的速率v1=12v1′=P12F1;第二次提升建筑材料时绳的速率v2′=P2 F2,则此时建筑材料上升的速率v2=12v2′=P22F2;则v1v2=P12F1∶P22F2=P12F1×2F2P2=P1P2×F2F1=23×1000 N500 N=43。
2.(1)根据G=mg得物体A的重力:GA=m A g=100 kg×10 N/kg=1000 N,小轩的重力:G人=m人g=55 kg×10 N/kg=550 N,杠杆在水平位置平衡,小轩受到重力、拉力和地面对他的支持力而平衡,则:F支+F拉=G人,根据力的作用是相互的,小轩对地面的压力和地面对他的支持力相等,小轩拉绳和绳拉小轩的力相等,所以小轩对地面的压力F=F支=G-T =550 N-150 N=400 N。
(2)杠杆平衡时,D端对滑轮组绳子自由端拉力为F D,根据杠杆的平衡条件:F D×OD=T×OE,F D =T×OEOD=150 N×21=300 N,地面对A的支持力与A对地面的压力是一对相互作用力,由p=FS 得:F支′=F压=pS=3×103 Pa×5×10-2 m2=150 N,所以滑轮组对A的拉力:F=GA-F支′=1000 N-150 N=850 N,不计绳重和摩擦,滑轮组通过动滑轮绳子的段数n=3,则有:F D=13(F+G动),所以动滑轮重:G动=3FD-F=3×300 N-850 N=50 N。
(3)若物体A对地面的压强恰好为零,绳子自由端拉力:F D′=13(G A+G动)=13×(1000 N+50 N)=350 N,根据杠杆的平衡条件有:F D′×OD=T′×OE,细绳在E点施加竖直向下的拉力T′=FD′×ODOE =350 N×12=175 N。
3.(1)F浮=ρgV排=1×103 kg/m3×10 N/kg ×0.02 m3=200 N。
(2)由于不考虑滑轮组摩擦、绳重和水的阻力,则F1=12(G′+G动),F2=12(G+G动),已知F1∶F2=15∶17,则12(G′+G动)∶12(G+G动)=15∶17,G′=G-F浮=1200 N,所以,G动=300 N,则F1=12(G′+G动)=12×(1200 N+300 N)=750 N,F 2=12(G +G动)=12×(1400 N +300 N)=850N ;根据η=W 有用W 总=Gh Fs =Gh Fnh =GFn可得:铸铁球浸没在水中匀速上升的过程中,机械效率η=G ′F 1n ×100%=1200 N750 N ×2×100%=80%。
(3)由P =W t =Fst=Fv 得:铸铁球提出水面后匀速上升时,绳子自由端的速度v 绳=P F 2=340 W850 N=0.4 m/s ,则铸铁球提出水面后匀速上升的速度: v 物=12v 绳=12×0.4 m/s =0.2 m/s 。
4.(1)石块顶部所处的深度:h =1.5 m -0.3 m =1.2 m ,水对石块顶部的压强为:p =ρ水gh =1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×1.2m =1.2×104Pa ,而S =0.2 m 2,水对石块顶部的压力:F=pS=1.2×104 Pa×0.2 m2=2400 N。
(2)石块被提起,浸没在水中,排开水的体积为V排=V=0.2 m2×0.3 m=0.06 m3,受到的水的浮力:F浮=ρ水gV排=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.06 m3=600 N。
(3)当石块被提起,并在水中运动时,不计绳的质量和滑轮与轴的摩擦,η1=W有用W总=(G-F浮)h(G-F浮+G轮)h=G-F浮G-F浮+G轮①F1=13(G-F浮+G轮)②拉力端移动的速度v1F=3v1,P1=F1v1F③当水全被排出,不计绳的质量和滑轮与轴的摩擦,F2=13(G+G轮)④拉力端移动的速度v2F=3v2,P2=F2v2F⑤已知v1∶v2=4∶3,v1F∶v2F=4∶3,因为P=Fv,所以P1∶P2=F2v1F∶F1v2F=8∶9,即(F1×4)∶(F2×3)=8∶9,1 3(G-F浮+G轮)∶13(G+G轮)=2∶3,(G-F浮+G轮)∶(G+G轮)=2∶3,3(G-F浮+G轮)=2(G+G轮),G轮=3F浮-G,代入①得:η1=G-F浮G-F浮+G轮=G-F浮G-F浮+3F浮-G=G-F浮2F浮,75%=G-600 N 2×600 N,解得G=1500 N,石块的密度:ρ=mV=150 kg0.06 m3=2.5×103 kg/m3。