2017深圳市力学综合计算

1、1深圳市力学综合计算题1( 8 分)随着新能源、新材料的发展，飞艇又焕发出新的生机，新型飞艇广受关注。CA-80型软式氦气载人飞艇是我国拥有自主知识产权的新型飞艇，主要应用于空中广告、航空摄影、空中巡视、科学实验等。下图是CA-80 型软式飞艇的部分参数，请你根据参数解答问题。(g=10N/kg)(1)飞艇最大能获得多少浮力？空气密度取1.29kg/m(2) 飞艇满载，上升到最大使用高度，需要克服重力做多少功？(3) 假设飞艇上升到一千米高空后打开推进器驶向目的地。已知深圳到福州的飞行距 离是740km，飞艇能否由深圳飞抵福州？2.(力学原创)(8 分)右图甲是修建码头时用滑轮组拉着实心长方体

2、A 沿竖直方向以0.2m/s 的速度匀速下降的情景。图乙是 A 下降到水底之前滑轮组绳端拉力 F 的随时间 t 变 化的图像，其中在 25s 时收回钢绳，物体 A 静止在江底(不计绳重滑轮重和摩擦p水=1.033x10 kg/m , g 取 10N/kg )。求：(1)长万体 A 入水前拉力的功率。(2)长方体 A 浸没在水中后受到的浮力。(3)求 25s 后，长方体 A 对江底的压强。飞艇艇长42 米气囊容积2,533 立方米空重1,850 公斤最大载重650 公斤最大使用冋度1,500 米最大使用限制速度85 千米/小时巡航速度66 千米/小时最大续航时间10.6 小时TR缆滝3 - B.

3、 I-1 A_, 宀甲23.（原创）目前朝鲜半岛局势升温， 美国“海狼”级核潜艇奔赴朝鲜半岛周边海域，其中有 一艘“吉米？卡特”号核潜艇如图甲所示，它的部分参数如表所示，求：舰号吉米？卡特水下最大航速38 节（1 节 0.5m/s ）水下排水量9124t水下巡航速度30 节（1 节 0.5m/s ）水面排水量8060t最大潜深610m艇长、宽10.76m 2.9m发动机最大功率33.57 兆瓦（1 ）已知朝鲜半岛距离美国某海军基地约2800km,吉米？卡特号核潜艇从关岛海军基地水下巡航到朝鲜半岛至少需要多长时间？（2）吉米？卡特号核潜艇在水面航行时它受到水的浮力为多大？（3） 该核潜艇在水下匀

4、速航行时， 所受阻力与速度的关系如图乙所示，当它在水下巡航时, 它的动力功率应为多少？4、（改编）（8 分）体重 800N 的人，双脚与地面的接触面积400cm2,用图甲所示的滑轮组提升物体 M 已知被提升的物体 M 重为 900N,人在绳子自由端的拉力F 将物体 M 以 0.4m/s的速度匀速提升到 8m 的高度，拉力做的功 W 随时间 t 的变化图象如图乙所示，不计钢丝绳 的重、摩擦力大小.求：（1）滑轮组提升重物所做的有用功是多少？（2 ）滑轮组提升重物的机械效率是多少？（3）提升物体时，人对地面的压强是多少？1JC - b35.(改编)自钓鱼岛事件发生后，中国派出先进的海监船在钓鱼岛附

5、近海域巡航，“中国海监 50”是中国海监船建设项目二期工程中吨位最大、科技含量最高的一艘船，型长98 米,型宽 15.2 米，型深 7.8 米，排水量 4000 吨.该船在其姐妹船“中国海监83”的基础上对一些重要设备进行了升级改造，对舱室布置作了优化调整，采用了当今世界先进的 ABB 电力全回转推进系统，最大航速18 节，续航力大于 8000 海里，自持力 60 天.(海水的密度为1.0 x10 kg/m , g 取 10N/kg)F( X108N)尔V(m(1 )满载时，“中国海监 50”船受到的浮力有多大？(2)若船底某处距海面的深度为6m则该处受到海水的压强是多少？(3) 从某一时刻开

6、始，“中国海监 50”受到水平方向的牵引力 F 随运动时间 t 的变化关系 如图甲所示，“中国海监 50”的运动速度 v 与时间 t 的关系如图乙所示第 30s 钟到 60s 钟 内牵引力的功和功率为多少？46.（8 分）帆板是帆船运动中一个级别的比赛，是一项新兴的体育运动。如图所示，某种帆2板由板体、帆杆、面积为 6m 的三角帆和带有万向节的桅杆组成，没有舵和坐舱，全部质量 仅为 20kg，依靠风力在湖面上行驶（g=10N/kg ）。求：（1）体重为 50kg 的运动员登上帆板时，帆板排开水的体积是多少？（2） 查相关资料可知，当湖面风速为8m/s 时， 风压为 40Pa， 此时风对三角帆的

7、最大推力 是多大？（3）如表给出了在不同风速下，风能强度值（即每秒时间内，每平方米的面积上获得的能量）。经测算，当风速为 10m/s 时，帆板受到风的推力是280N,并且以 6m/s的速度在湖面上匀速行驶，求帆板的风能利用率。7、其体积小巧，结构简洁和驱动安全等优点，成为短途出行的理想交通工具。某品牌易步车的部分参数如下表所示。质量为 60 kg 的雯雯从家骑行该品牌易步车上学（如图乙） ，以 最大速度匀速行驶 10 min 到达学校，行驶中易步车所受阻力为人和车总重的0.1 倍，设该过程中电机始终以额定功率工作。 （取g=10 N/kg ）。求：（1）雯雯的家到学校的距离。（2 ）雯雯在水平

8、路面上骑易步车时，车对地面的压强。平均风速（ m/s)51015202530风能强度X102J/ (m?s)48121620245电池4AH 锂电池电机颤定功率5 OOW最大逋度18km 11单轮胎触地面祝2 5 cxnz轮胎个数车身自重20kg（3 ）雯雯上学过程中，易步车牵引力做功功率。68、（改编）（9 分）下图中是深圳随处可见的电动巡逻车，其主要技术参数如下表所示。已知该电动巡逻车在水平路面上匀速行驶时所受的阻力为人车总重的0.04 倍，电动机能把 80%的电能用来牵引巡逻车克服阻力做功。总质量为120 kg 的两名巡警乘坐该车求：（g取10N/kg）（i）若轮胎与地面总接触面积是8x

9、io-2m，巡逻车水平路面上未开动时对地面的压强是多大？（2）该巡逻车以最高速度在水平路面上匀速行驶10 min 所走过的路程是多少？（3）该巡逻车以最高速度在水平路面上匀速行驶时牵引力为多大？（4） 该巡逻车以最高速度在水平路面上匀速行驶10 min 所消耗的电能是？7整车装备质量Bsnkg电动机諏定功率3蚪颐足工件压48V棗高时速3Ckm/h8(1)气囊充满气时，飞艇浮力最大。由阿基米德原理得F浮= V排g=1.29kg/m32533m310N/kg=32675.7N-(2 分)(2)飞船满载后的总重G G空G载m空g m载g=1850kg 10N / kg 650kg 10N / kg

10、2.5 104N(1答：略1.解:答案分)克服重力需要做的功W Gh 2.5 104N 1500m 3.75 107J(2 分)s vt 66km / h 10.6h699.6km740km分)答：略。2. 解(1n 2v绳2v物2 0.2m/s0.4m/sPW Fs 厂Fv绳tt绳3 104N 0.4m/s1.2 104W(2)入水前 GA2F2 3 104N6 104N浸没后 F拉2 F2 1 104N2 104NF浮GA- F拉61044N -2 104N 4 10N长方体边长 avt 0.2m/s(15s-10s)1m长方体体积 VV排F浮44 10 N水g103kg/m310N /k

11、g底面积 S -4m32m收绳后 F压GA- F浮2 104N4446 10 N-4 10 N 2 10 N4m25 103Pa(3)最大巡航距离所以不能飞抵福州。a4m31m93.解、（1） v=30X0.5m/s=15m/s=54km/hv=s/t=1427km/54km/h 26.4h -(2) 潜艇在水下航行时受到的浮力为F浮=6排=菲g=16000X 103kgX10N/kg=1.6 x 108N- (3 分)(3)潜艇在水下最大航速为v= 30 节=30 x0.5m/s=15m/s由图象可知，潜艇以最大航速匀速水平航行时所受的阻力为f=60 x104N=6X 105N潜艇匀速水平航

12、行时的动力为F=f=6X105N (1 分)它的动力功率为P=W/t=Fs/t=Fv=6x105NX 15m/s=9x106W- (3 分)4.解：（1）有用功： Wt=Gh=900NX 8m=7200J;(2)由 v= I 得，物体上升时间：s 8mt= =20s,据图乙可知，此时拉力做的总功是8000J ,滑轮组的机械效率:答：(1 )滑轮组提升重物所做的有用功是7200J ;(2 )滑轮组提升重物的机械效率是90%(3)提升物体时，人对地面的压强是7500Pa.（2分）x100%=私汎 1x100%=90%(3)由图甲可知，n=2,所以绳子自由端移动的距离:根据 Wm=Fs 可得，拉力：

13、W总茂OOOJF= = I =500N;s=2x8m=16m提升重物时，人对地面的压力：F压=6 人F=800N 500N=300N400 X 1=7500Pa.人对地面的压强：p=1065.解：(1) m排=4000t=4x10 kg,_67F浮=6排=mF g=4x10 kgx10N/kg=4x10 N.(2)p=pgh=1x103kg/m3x10N/kgx6m=6x 104Pa.(3)由甲图知， “中国海监 50”在第 30s 钟到 60s 钟内匀速行驶, 所以 F=8x108N,由乙图知，船的速度是v=0.4m/s，yj F s88p/=S=FV=8x10 NX 0.4m/s=3.2x

14、10 W|t ts=vt=0.4m/sx30s=12m89W=Fs=3.2x10 WK12m=3.84x10 J6.解：(1)由于帆船处于漂浮，运动员登上帆船时，帆板受到的浮力:F浮=6帆板+G运动员=m帆板g+m运动员g=20kgx10N/kg+50kgx10N/kg=700N；. 1 分由 F浮=卩水V排g 可得帆板排开水的体积:(3)帆板的风能利用率:W 有Fs _ Fvt_ _ Fv_ 280N 6m/sW 总 W 总 800J/(m2s) S 面积 t 800J/(m2s) S 面积 800J/(m2s) 6m2. 3 分答：略7.解.s=vt=18km/hX1/6h=3km. 2 分1 分P=G/s=80mN+m车x1 沪 m=g+20 xg10Xa0N/kg=800N二二二.：.2 分因为匀速，所以 F=f=0.1G=0.1x800N=80N. .1分(2)由 p=70 ONLOX103kg/m3X10N/kg=0.07m3;丄得风对三角帆的最大推力2F=pS=40PaX 6m=240N;.2 分2 分35%11V=18km/h=5m/sP牵=Fv=80Nx5m/s=400w.2分8.解：(1)v巡逻车在水平路面上 F=G总=口总g= ( m人+m车)g= (1