初三物理压强浮力功机械效率 功率的计算分析与答案

2012年12月初三物理压强、浮力、功、机械效率、功率的计算

组卷：余志臻

一．解答题（共15小题）

1．（2012?咸宁）冰壶运动是冬奥会的比赛项目，如图甲所示．冰道的左端有一个发球区，运动员在发球区边沿的投掷线MN 将冰壶以一定的初速度推出，使冰壶沿着冰道的中心线PO 滑行，冰道的右边有一个圆形的营垒，如图乙所示，以场地上冰壶最终静止时距离营垒圆心O 的远近决定胜负，投掷线MN 与营垒圆心O 的距离是30m ．

（1）比赛时运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，目的是______ （填“增大”或“减小”）滑动摩擦力，从而减慢冰壶运动状态的改变．

（2）某次从投掷线以3m/s 速度推出的冰壶，经15s 刚好运动到营垒圆心O 处，则这段时间冰壶运动的平均速度是______ m/s ． （3）冰壶由花岗岩凿磨而成，质量为20kg ，与冰道接触的底面积约为200cm 2，冰壶的体积为8×10－3

m 3，则这种花岗岩的密度为多少？冰壶停在冰面上时对冰面的压强为多少？ 解：

考点：；；；．

分析：（1）冰刷扫冰，用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，克服摩擦做功，使冰的内能增加、温度升高，达到冰的熔点熔化成水，存在于冰面和冰壶之间减小了冰壶滑行时的摩擦力．

（2）知道投掷线到营垒圆心O 的距离，和冰壶移动用的时间，利用速度公式v= t

s

求这段时间冰

壶运动的平均速度；

（3）知道冰壶的质量和体积，利用密度公式ρ= V

m

求组成冰壶的花岗岩的密度；冰壶对冰面的压

力等于冰壶的重力，知道底面积（受力面积），利用压强公式p= S

F

求冰壶停在冰面上时对冰面

的压强．

解答：解：（1）用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，克服摩擦做功，使冰的内能增大、温度升高，达到熔点熔化，在冰面和冰壶之间形成水膜，减小了冰壶和冰面之间的摩擦力．

（2）冰壶运动的平均速度：v=t s =s m

1530=2m/s ；

（3）组成冰壶的花岗岩的密度：ρ=

V m =3320810kg m

-⨯=×103kg/m 3， 冰壶停在冰面上时对冰面的压强：p=

S F =S

G =42

2010/20010kg N kg m -⨯⨯=1×104Pa ． 故答案为：（1）减小；（2）2；（3）这种花岗岩的密度为×103kg/m 3；冰壶停在冰面上时对冰面

的压强为1×104Pa ．

点评：本题为力学综合题，考查了学生对减小摩擦的方法、速度公式、密度公式、压强公式的掌握和运用，知识点多、综合性强，属于难题，要求灵活运用所学知识求解．

2．（2012?临沂）我国自主设计制造的“蛟龙”号载人潜水器，某次试潜顺利完成下潜5000m 的深度，此次下潜全过程的平均速度约为s ，潜到最深处时海水对“蛟龙号”外壳的压强达到5×107Pa ． （1）求“蛟龙”号本次下潜过程所用的时间约为多少？

（2）如果“蛟龙”号潜水器的一个观测窗的面积约为，则潜水器最深处时海水对观测窗的压力约为多大？

解：考点：；；．

分析：（1）已知潜水器下潜的速度和深度，利用t= v

s

计算下潜所用的时间；

（2）已知海水的压强和作用面积，利用F=PS 计算受到的压力．

解答：（1）潜水器下潜所用的时间为t=v s =

50000.6/m

m s

≈8333s

（2）观测窗受到的海水压力为F=PS=5×107Pa×=×106N 答：（1）潜水器下潜所用的时间为8333s ；（2）观测窗受到的压强为×106N ．

点评：平时要关注科技，关注社会，留心物理规律在新技术、新发明方面的应用．

3．一底面积为25cm 2的烧杯，直立浮于水中．若用吸管从烧杯中取出100cm 3液体，则浮于水中的烧杯会上升，如图所示．已知水的密度为cm 3，求此液体的密度． 考点：；． 分析：物体漂浮时所受浮力等于物体排开的液体所受的重力，烧杯上浮后减小的浮力等于液体减小的重力．

解答：解：烧杯上浮后减小的浮力等于液体减小的重力F 浮=G 减=ρ水gV 减=ρ液V 吸g ， 所以ρ液=

V V ρ水减

吸

=

S h V ρ∆水吸

=

323

1/25 3.4100g cm cm cm

cm

⨯⨯=?m 3．

答：此液体的密度cm 3．

点评：本题考查物体漂浮时浮力等于重力，以及浮力公式的应用，此题的难点是减小的浮力等于液体减小的重力．

4．（2012?梅州）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 通过细绳与滑轮杠杆相连．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×103kg/m 3，底面积为，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； （3）若水位发生变化，当电子秤的示数为55N 时，求物块A 浸入水中的深度． 考点：；；；．

分析：（1）当物块A 的顶部刚没入水面时，求出底部所处的深度，利用液体压强公式p=ρgh 求底部受到水的压强；

（2）求出物块A 的体积（物块A 的顶部刚没入水面时排开水的体积），利用阿基米德原理求物块A 所受的拉力；

（3）①当电子秤的示数为55N 时，求出杠杆N 端受到的拉力，知道力臂关系，可求杠杆M 端受到的拉力；