2021年中考物理计算专题复习训练：力学综合计算

力学综合计算

类型一压强、浮力综合计算

1.[2020·自贡]如图1甲所示,水平桌面上放置底面积为100 cm2、质量为500 g的圆筒,筒内装有20 cm深的某液体。弹簧测力计下悬挂底面积为60 cm2、高为10 cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直至完全浸没,弹簧测力计示数F随圆柱体浸入液体的深度h的变化关系如图乙所示。求:(可以忽略圆筒的厚度,过程中液体没有从筒中溢出,g取10 N/kg)

(1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力。

(2)筒内液体的密度。

(3)当圆柱体完全浸没时,圆筒对桌面的压强是多少。

图1

2.[2020·咸宁]如图2甲所示,水平地面上有一底面积为50 cm2的圆柱形容器,容器中水深10 cm,现将一物块悬挂在弾簧测力计下端,当物块浸没在水中时(物块不接触容器底面和侧面),容器内水深由10 cm上升到12 cm,此时弹簧测力计的示数如图乙所示。求:(已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)

(1)物块未放入水中时,水对容器底的压强。

(2)物块浸没在水中时受到的浮力。

(3)物块的密度。

图2

3.[2020·宁波]如图3所示,一个内底面积为100 cm2的柱形容器中盛有深度为60 cm的水,水底有一块底面积为50 cm2,高6 cm的长方体铝块。现用一电动机以恒定不变的输出功率把铝块提出水面并继续提升一段距离,已知铝块浸没在水中时上升速度恒为0.27 m/s,铝的密度为2.7×103 kg/m3,g取10 N/kg,铝块提升过程中受到的阻力、绳子自重和摩擦等都不计。求:

(1)铝块的重力。

(2)把铝块提升到上表面与水面相平所需的时间。

(3)电动机输出功率的大小。

(4)铝块完全露出水面后匀速上升的速度。

(5)铝块从浸没于水中到完全露出水面,水对容器底部压强的减小值。

图3

4.[2020·滨州]如图4甲所示,一个底面积为4×10-2m2的薄壁圆柱形容器置于水平地面上,装有0.3 m深的水。现将物体A放入其中,物体A漂浮于水面上,如图乙所示,此时容器底部受到水的压强比图甲增大了400 Pa。当再给物体A施加一个竖直向下大小为4 N的力F以后,物体A恰好浸没水中静止(水未溢出),如图丙所示。求:(ρ水=1×103 kg/m3,g取10 N/kg)

(1)容器中水的质量。

(2)物体A放入前,容器底部受到水的压强。

(3)物体A的密度。

图4

类型二细线、弹簧连接类浮力问题

5.[2020·黔西南州]如图5所示,有一体积、质量忽略不计的弹簧,其两端分别固定在容器底部和正方体物体上。已知物体的棱长为10 cm,弹簧没有发生形变时的长度为10 cm,弹簧受到拉力作用后,伸长的长度ΔL与拉力F的关系如图乙所示。向容器中加水,直到物体上表面与液面相平,此时水深24 cm。(g取10 N/kg)

(1)求此时物体受到水的浮力。

(2)打开出水口,缓慢放水,当弹簧处于没有发生形变的状态时,关闭出水口。求放水前后水对容器底部压强的变化量。

图5

6.如图6甲所示水平地面上有一个底面积为500 cm2、高度为50 cm的薄壁容器,容器顶部盖着木板A(上面留有与大气相通的很多小孔),A下面粘连着正方体B,B与正方体D之间通过一根原长为10 cm的轻质弹簧C相连,容器中刚好装满水,容器底部的阀门E关闭,此时B对A有向下的作用力,力的大小是40 N。已知正方体B 的棱长为0.2 m,正方体D的棱长为0.1 m、质量为0.8 kg,弹簧C的伸长量与受到的拉力关系如图乙所示。求:(g取10 N/kg,所有物体均不吸水,不计一切摩擦力,整个过程弹簧轴线方向始终沿竖直方向且两端都连接牢固,弹簧始终在弹性限度内)

(1)图甲中弹簧的长度。

(2)正方体B的密度。

(3)打开阀门E放水,当水面从与D上表面相平到刚好与D下表面相平,需要放出水的质量。

图6

7.如图7甲所示,圆柱形容器中有1 kg的水,物体A为高10 cm、横截面积为50 cm2的圆柱体,物体B为重26 N、棱长为10 cm的正方体。用一根体积忽略不计且不可伸长的轻质细线C将物体B固定悬于D点,用轻质弹簧将A、B表面的中央连接固定,A下表面刚要与液体接触时,弹簧受力为4 N,如图甲所示。已知弹簧的原长为20 cm,弹簧的伸长量(或缩短量)与受到的拉力(或压力)成正比,弹簧受到1 N的力时形变量为1 cm。若往容器内缓慢加水,当所加水的体积为1400 cm3时,弹簧受力恰好为零,此过程中水面升高的高度ΔH与所加水的体积V 的关系如图乙所示。(g取10 N/kg,物体A、B均不吸水,弹簧在弹性限度范围内)

(1)当加水的体积为1400 cm3时,物体A受到的浮力为多少?

(2)圆柱形容器的底面积是多少?

(3)当加水的体积为1400 cm3时,将细绳剪断后,A、B在竖直方向上运动,求细绳剪断前后,A、B静止时,水对容器底部压强的变化量。(不计弹簧的体积和自重,计算结果保留整数)

图7

类型三功、功率、机械效率计算

8.如图8所示,在一次野外救援行动中,救援队通过滑轮组将掉落在深井中的物体拉至井口。已知井深15 m,物体重G=5.94×103 N,汽车重G车=1.8×104 N,汽车匀速拉绳子时的拉力为F=2.2×103 N,汽车受到的阻力为车重的0.1倍。求:

(1)将物体从井底拉至井口的过程中,汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功。

(2)滑轮组的机械效率。

(3)若汽车运动的速度为3 m/s,则将物体由井底拉至井口需要多长时间。

(4)汽车牵引力为多少;牵引力做功时的功率为多少。

图8

9.[2019·丽水]2019年4月15日起正式实施电动自行车新国家标准,小金买了一辆按新国标生产的电动自行车(如图9所示),部分参数如下表所示,已知小金质量为60 kg,假定电动自行车在水平骑行过程中受到的阻力始终为总重的0.08倍。(g取10 N/kg)

(1)车轮上制有花纹的目的是_____________。

(2)小金在水平地面骑行时,车轮与地面的总接触面积为0.005 m2,则骑行时电动自行车对地面产生的压强是

Pa。

(3)小金在水平公路上骑电动自行车,匀速行驶10 km的过程中克服阻力做了多少功?

(4)若小金骑行过程中电动自行车以最大功率输出,匀速行驶时的车速为多少?

图9

项目参数

最高车速/(km·h-1) 25

整车质量/kg 40

最大功率/W 400