
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文档简介
1、* *机械与人1 .如图17所示,小刚用300N的力匀速竖直向上提升质量为50kg的重物,在10s内把物体提升了 1m (不计绳重及摩擦).根据这些数据,请求出五个相关的物理量.(5分)图171、解:(1) G mg 50kg 9.8N/kg490N(2) S绳 2h 2 1m 2m(3) W有 Gh 490N 1m 490J(4) W总 FS绳 300N 2m 600J嗦 W总/t 600J/10S 60W若求出v物、v绳、P有、G动、F合等,且计算正确可相应给分.2、如图9是锅炉上的保险阀,当门受到的蒸汽压强超过安全值时,阀门被顶开,蒸汽跑出一部分,使锅炉内的蒸汽压强减小,已知杠杆重可以忽
2、略不计,OA与AB长度的比值为1: 3,阀门的面积是 3cm2,要保持锅炉内、外气体的压强差是1.2 x105Pa,试求应将质量为多大的生物挂在杠杆的 B点? ( g取10N/kg )解:根据杠杆的平衡条件可知:F1L1=F2L2即 mgL1=PSL2 带入得 m 10 4=1.2 X10 5 3X10-4 1 解得 m= 0.9kg3 .如图16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20
3、cm /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)3.解:画出细绳的拉力 F的力臂OA, OA = 1OA=0.6 (m) 1分)根据杠杆的平衡条件 FiLi=F2L2 可得:F OA = G OB 1分)设小球运动到距O点L处细绳的拉力恰好为零根据杠杆的平衡条件 FiLi=F2L2 可得:G球L=GOB 1分) 由、得:F OA= G 球 L十分)则L=St=-vF OA =G求L 0.968 0.60.5=4.8v 0.2=0.96 (m)10(s)4、用如图15所示的滑轮组,将480N的物体以0.3m/s的速度匀速
4、提起,绳子自由端的拉力为 200N (不计摩擦和纯重)(D滑轮组的机械效率1(分)1分)(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3拉力的力率=20DNK3xD.3ni/?-18OW i*”分)氓600N的物体时的扑力二 2W、评J拉力广做的功'1F -x 3 x 2m = 144CIJ -15、一辆轿车在平直的高速公路上匀速行驶1.8km ,轿车上的速度表如图17所示,在此过程中6080>/ 10040120轿车速度为多少 km/h?合多少m/s?20若轿车发动机的功率为 40kW ,则该车行驶中所受阻力多大?图17若轿车消耗汽油 0.25k
5、g ,其发动机的效率多大? ( q汽油=4.6X107J/kg )5、解:轿车的速度为 90km/h 1分90km/h90 1000m3600s25m/ sP由P Fv 得:F 4000W1600Nv 25m/s因轿车匀速运动,受力平衡所以阻力f=F=1600N汽油燃烧释放的热量为:Q mq 0.25kg 4.6 107 J/kg1.15 107 J牵引力做功为:WFs 1600N 1800m 2.88 106 J,发动机效率为:100%2.88 106J1.15 107 J100%25%6、2003年10月15日9时整,中国第一艘载人飞船“神舟 5号”由“长征二号 F”运载 火箭从甘肃酒泉卫
6、星发射中心发射升空,10多分钟后,成功进入预定轨道。中国首位航天员杨利伟带着中国人的千年企盼梦圆浩瀚太空,中国成为世界上第三个独立开展载人航天活动的国家。火箭在加速上升过程中机械能 (选填:“增大”、“减小”或“不变”),这个能量是由 能转化过来的。由于地球自西向东不停地自转,为节省燃料,火箭升空后应向 方向飞行(选填:“偏东”或“偏西”);杨利伟在太空中飞行 21小时,绕地球14圈,在此过程中他能看到 次日出;在飞船的返回舱表面涂有一层特殊材料,这种材料在遇高温时要熔化、汽化而?* *大量的热量,从而防止飞船在返回地面时与大气层摩擦而被烧坏。(4)目前中国正在实施“嫦娥一号”登月工程,已知月
7、球表面没有空气,没有磁场,引力为地球的1/6,假如登上月球,你能够 (填代号)A、用指南针判断方向B、轻易将100kg物体举过头顶C、放飞风筝D、做托里拆利实验时发现管内外水银面高度差为76cm6、解:增大 内(化学) 偏东 14 吸收B7、某工人用滑轮组在 20s内将3000N的物体匀速提高 4m ,已知这个滑轮组的机械效率是80% .求:(1)这名工人所做的总功是多少焦?(2)他所做的额外功是多少焦?(3)他的输出功率是多少瓦?7、解:. W 有=Gh=3000N X4m=12000JW 额=W 总-W 有=15000J-12000J=3000JPmpg15000J20s750W答:这名工
8、人所做的总功为15000J ,所做的额外功是 3000J ,输出功率是750W .8、一质量为6 kg的石块,沉在装水的容器底部,某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起1 m ,但石块没有露出水面,如图 21所示,已知绳的自由端拉力为25N。求石块在上升过程中(1)石块受到的浮力为多少?端拉力做功为多少?(3)动滑轮的机械效率为多少?10 3kg/m 3、g=10N/kg ' )J(2)绳的自由(p 石=3 x围2130.。分)M; O)由 得 丫声£=5=2w°7d 分又 V 排=丫 F ?=G 排=P 水 gV 排=1.0 X103 kg /m 3 xi0N/kg
9、 X2X10 3m3=20N(2)W 总=5 S=F 2h=25N X2m=50J(3)G=mg=6kgxi0N/kg=60N又 G =G F 浮=60N 20N=40NW 有=6 h=40N x1m=40JV 皂 5CJ=SO%型号8B13油300m 3/h扬程12m顾里111kg效率80%(柴9、春天农民需用水泵缺水灌溉农田,有一水泵铭牌如下:(1)水泵连续正常工作 5小时,所做有用功多少 J?(2)此水泵总功率为多少?(3)若此水泵用一柴油机带动,假设柴油完全燃烧所释放的内能有40%转化为水泵轴的机械能,则每小时消耗多少kg柴油?油热值按 3X107J/ kg 计算,g=10N/kg)9
10、、解:(1)5小时抽水量由 p=m/V m= pV=1.0 X10 3 kg /m 3 X300m 3/h X5h=1.5 X10 6 kg抽水机做的有用功W 有用功=Gh=mgh=1.5X106 kg X10N/kg X12m=1.8 X108 J12)由阿J纱皿工 5KlF t 5XM00S 0 M(3)水泵1小时微功1人jWJ网一 4s 511yl柴油完全燃烧放出热量的 40%转化为水泵的机械能* *W'=QX40%=3 X107j/kg Xm X40%=0.45 X10 8J .m=3.75kg,第小时消耗答:水泵正常工作 5小时,所做有用功是 1.8X108 J,水泵总功率为
11、12.5KW3.75kg 柴油。10、静止在海面的潜水艇模型,在启动之后,4min 内匀速竖直下潜 20m,而后沿水平方向做匀速直线运动,又运动4min.请在图9中画出潜水艇模型 8min之内所受海水压强和时间的关系图像(海 1.03103kg/m3,g 10Nkg,-榭微型体积和大气压均不计).(2分)10、解:(1)正确标出压强数据1分。(2)准确画出图像1分。4 6 E119t (min)* *11 、如图所示,用一个动滑轮把重200N 的物体提高了 1m ,所用的拉力为 125N ,则动滑轮所做的有用功 W 有用=J,它的机械效率刀=O12 、如图所示,一个底面积为 S 的圆柱形容器直
12、立漂浮于水中,这时它浸入水中部分的长度为h0 , 当往圆柱形容器内注入适量的水后, 它仍能直立漂浮于水中, 这时它浸入水中部分的长度变为 h 1 。将圆柱形容器内的水换成同体积的某种液体后,它仍能直立漂浮于水中,这时它浸入水中部分的长度变为h2,已知水的密度为P水,则* *(1)圆柱形容器的质量m= 容器内液体的密度p =o13、一边长为10cm 的正方体石蜡块,质量是 900g。求:,.石蜡块的密度;.将石蜡块放在水平桌面中央,桌面受到的压强( g取10N/kg );.将石蜡块浸没在酒精中,石蜡块受到的浮力(酒精=0.8 X103kg/m 3)。13、解:石蜡块的质量 m = 900g =
13、0.9kg体积 V = (0.1) 3m3 = 10 3m3-kg下m3石蜡块的密度石蜡= m= -09= 0.9 xi03kg/m 3V 10 3桌面的受力面积 S = (0.1) 2m2 =10 2m2桌面受到的压力 F = G = mg=0.9kg xi0N/kg = 9N F_9N_桌面受到的压强p = = -m2-= 900Pa (3) F浮=G排=酒精Vg =0.8 X103kg/m 3xi0'3m3xi0N/kg = 8N 评分标准:式各1分,共6分。14、“塔吊”是建筑工地上普遍使用的起重设备.如图20中的“塔吊”,AB是竖直支架,CD是水平臂,期上 OC段叫平衡臂,C
14、端装有配重体,OD段叫吊臂,E处装有滑轮组,可在O、D两点间移动,滑轮组重力及摩擦忽略不计(1) OE=15m时,若用此“塔吊”能起吊重物的最大质量是0.8t ,则当滑轮组移到D点(OD = 25m )时能够安全起吊重物的最大质量是多少?(2) OE=15m时,用此“塔吊”将 0.8t的钢材先竖直匀速吊起 8m高,然后沿水平方向慢慢旋转90 °后即送达指定位置,在这一过程中“塔吊”16、解:(1)蒸腾(3) m= pV=2.0 X103 千克/米 3 X3500 米 3=7.0X106 千克(4) W=FS=4 X5X106 牛 X35 米=7.0X108 焦(4)将滑动摩擦改为滚动
15、摩擦、增加润滑或减少接解面积18、(6分)前不久,闽江口发生了一起两船相撞的事故,致使一货船沉入几十米深的江底, 假设沉船上有一只体积为 0.02m3 ,重为500N的密闭保险箱,现用绳子将保险箱从江底匀速向上拉,在50s内提升了 10m ,(未露出水面)此过程中(不计水的阻力g取10N/kg )(1)保险箱受到水的浮力和绳子的拉力各多大?(2)保险箱上升的速度多大?(3)拉力做了多少功?18 5却优保险箱在水中所受眄惮力/丁%林赳作 分,代人散酬粉号第制蜃XQ 口加3一酊口中 - fl分)得子的拉力大小为招一右一阵时ON一加CN-和(1分)£公保险卷上升这座的大小为口一白"
16、;一】口中"心一职位v'w I分,心)拽力做的中河甲=尸底片=3WNNWe=3/1归I 分)19.如图20所示,将一块更为帝、体积为KXfcn?的石块,用矩线索着浸没在装有水的圆柱形容器中,容器中水的深度由1km上升到12cm.(容器的重力和容器嬖的厚度忽晒不计,91。甲%图20求41)石块所受浮力;容器中水的重力:俗)细纨松动,石块况到容精底静止后,容器对水平地面的压强.100cm319、解:七甲 1fsy 产IxlOyniSdON/WxlOOxKrtnMlN =50cm2(2 )5=41kh (12cni-10cm)V =S/t=50cmJx 1 ilcm=5xl(ycn
17、?G 火5京 gV 京HlxlCPkgnfxiON/VgxAxItykltrSfuSN ”,*1分评分意见;第31题写对一个物理段给1分,摘分4分,以上各题有其它合理答案均参照给分,21、小婷跳绳时所穿鞋的总质量为0.4 kg,她1min跳绳180次,假定每次双脚抬离地面的最大高度均为 5 cm,则每上升一次,她对鞋所做的功为 J。跳跃时若上升所用的 时间占每次跳跃时间的130,则每上升一次,她对鞋做功的平均功率为W g g=10N/ kg)21 解:、0.2;2.22、如图12是利用潮汐发电的原理图。左方为陆地和海湾,中间为水坝,其下有通道,无论涨潮或落潮,水流经过通道均可带动发电机发电。一
18、昼夜中两次涨、落潮,四次发电。涨潮时,堵住通道,潮水涨至最高水位时打开通道,进水发电,如图 12甲所示;当海湾水位涨至最高时,堵住通道,如图 12乙所示;落潮至最低水位时,打开通道放水发电,如图12丙所示。(取g=10N/ kg,海水的密度1.0 X103 kg/m 3)以下是某小型潮汐发电站的一组数据,据此回答下列问题:(甲)忆J旧)图12水坝高度15m海湾面积4.5 X106m2涨潮海湾最高水位10m发电机日平均发电量4.0 X104kW h退潮海湾最低水位6m水轮发电机总效率10%(1)当海湾水位涨至最高时,海湾底部所受水的压强是多少?(2)每次涨潮(或落潮)经过通道水的质量为多少?(3)试计算每日水流对水轮发电机做了多少功?(4)若某次落潮过程中经过通道的水的平均流量为3.6 X106m3/h ,试求这次落潮过程中水流对水轮发电机做功的平均功率。24、解: P= gh 1.0 X103 kg/m 3X10N/ kg X10m=1.0 x105Pam= V = sh=1.0 X103 kg/m 3 X4.5 X106m2x (10m -6m ) =1.8 X1010 kg4.4 1040316 106j1.548 1012J取t=lhP- WGh -P= tt =1.0 103kg/m3 3.6 106m3 4m 10N/kg3600s
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