题型九力学综合计算题

题型九力学综合计算题

一、浮力类

1.(陕师大附中七模)2019年4月9日，正在执行中国大洋52航次任务的“大洋一号”船上,

由中国自主研发的6000米勘查取样型无人遥控潜水器(ROV)“海龙m”在西南印度洋洋中脊龙旃

热液口成功完成本站下潜任务.“海龙HI”潜水器在空气中的质量为3.25吨.(p水=1.0xl()3kg/m3,g

=10N/kg)

⑴“海龙ni”潜水器是靠实现上浮与下沉的.“海龙m”潜水器在水下下潜过

程中，所受的浮力(选填“变大”“变小”或“不变”).

(2)达到6000米深潜时，“海龙山”潜水器所受海水的压强为多大？在该深度处表面积为0.025

m2的一扇窗上所受的平均压力为多少？

(3)将“海龙HI”潜水器从水中捞出过程中，起吊器提供的最小拉力是2.75X"N,则“海龙HI”

潜水器的体积为多大？

第1题图

2.(西安高新一中四模)森林火灾是一种破坏性大、处置救助较为困难的自然灾害.AG600是

我国研发的最大一款水陆两栖飞机，满足我国森林灭火和水上救援的迫切需要.AG600空载质量为

41.5t,最大起飞质量为53.5I,匀速飞行时最大巡航速度为500km/h.(g取10N/kg,p*=1.0xl03

kg/m3)

(1)AG600汲水后与空载相比，静止在水平跑道时对跑道的压强将.

(2)当该飞机以最大起飞质量浮在水面时，排开水的体积是多少n?”

(3)在某次水面滑行测试中，蓄有8.5I水的AG600以36km/h的速度匀速直线滑行1分钟，

若滑行过程中所受阻力为总重的0.5倍，则该飞机的牵引力做了多少功？飞机的功率为多少？

3.(西工大附中五模)物理兴趣小组同学对物体的浮沉条件进行研究，在一个质量为400g,

底面积为200cm2的圆柱形薄壁玻璃容器底部，放一个边长为10cm的正方体物块，然后逐渐向容器

中倒水(始终未溢出).通过测量容器中水的深度队分别计算出该物块所受到的浮力F浮，并绘制

了如图所示的图像.请你解答下列问题.(g取10N/kg)

(1)分析图像可知，水的深度由0逐渐增加到8cm的过程中，物块受到的浮力越来越,

继续往容器中倒水，随着水的深度增加，水对容器底部的压强,当水深增至8cm后，物块

处于(选填“漂浮”“悬浮”或“下沉”)状态.

(2)物块的密度是多少？

(3)若容器中水的重力为20N,此时容器对水平桌面的压强是多少？

4.(陕西黑白卷)小明学了浮力的知识后，想制造一台浮力秤，他将一段密度为0.5x103kg/nA

横截面积为0.01m2、长度为50cm的粗细均匀的木料进行不吸水处理后，上部装上轻质秤盘，再将

其竖立水中，如图所示.(”=1.0xl()3kg/m3,g取10N/kg)

(1)空载时浮力秤所受的浮力是多少牛？

(2)浮力秤的0刻度线的位置距木料下表面多少厘米？

(3)将物体A放在秤盘上，液面稳定后距离木料下表面30cm,A的质量为多少克？

(4)此浮力秤的最大测量值是多少？为了使其量程更大，可以将此浮力秤放入密度

(选填“更大"或''更小")的液体中.

秤盘

第4题图

5.(陕西定心卷)如图甲所示，某工程队在一次施工作业中，以恒定速度沿竖直方向将圆柱形

工件从深水中吊起至距水面某一高度，工件从刚接触水面到完全脱离水面用时5s,绳子作用在工件

上端的拉力/随工件上升高度力变化的图像如图乙所示，不计水的阻力.(p，k=L0xl()3kg/n?,g

取10N/kg)

(1)由图乙可知，刚开始拉动时工件上表面所受到水的压强为Pa.

(2)工件完全浸没在水中时所受浮力是多大？

(3)工件完全浸没在水中时，拉力做功的功率是多少？

(4)若将该工件置于水平面上，其对水平面的压强是多少？

6.(淄博)2019年4月23日，在庆祝中国人民解放军海军成立70周年海上阅兵活动中，055

大型驱逐舰接受检阅，向世界展示了我国大型驱逐舰的发展规模和强大实力.驱逐舰长174m,宽

23m,吃水深度8m,满载排水量123003最大航速32节(1节=0.5m/s,海水密度为103x1()3kg/m.\

g取lON/kg).求：

(1)驱逐舰行驶到某海域时，舰底受到的海水压强为7.21x104Pa,此时舰底所处的深度；

(2)驱逐舰满载时受到的浮力；

(3)驱逐舰满载时，以最大航速匀速直线航行，若所受海水阻力是其总重的0.1倍，它的动力

功率.

7.(云南省卷)某水底打捞作业中，需将一长方体石柱从水底匀速打捞出水.如图所示是吊车

钢丝绳拉力F随石柱下表面距水底深度力变化的图像.(水的阻力忽略不计，0水=1.0x103kg/nP,g

取10N/kg)求：

(1)石柱浸没在水中受到的浮力；

(2)石柱未露出水面前，在水中上升2m钢丝绳拉力所做的功；

(3)在水底时石柱上表面受到的水的压强.

12500

7500

012345h/m

第7题图

8.(潍坊)中国研制的“鲸龙''AG600是目前世界上最大的水陆两栖飞机，可用于森林灭火、水

上救援等，其有关参数如表所示.在某次测试中，飞机在水面以12m/s的速度沿直线匀速行驶，水

平动力的功率为2.4xl（）6w.水的密度”=1.0xl（）3kg/n?,g取10N/kg.求：

“鳗龙”AG600有关参数

最大起飞质量53.5t

最大巡航速度500km/h

最大航行时间12h

最大航行路程4500km

第8题图

（1）飞机以最大巡航速度飞行4000km所用的时间；

（2）飞机在水面匀速行驶时，水平动力的大小；

（3）飞机关闭动力系统静止在水面上，达最大起飞质量时排开水的体积.

9.（永州改编）伟大的中华民族正在走向复兴，人民海军走向深蓝.2019年4月23日，为庆祝

中国人民海军成立七十周年，中国完全自主研制的055大型驱逐舰首次在山东青岛公开亮相.该舰

是中国第一款排水量超过万吨的主力驱逐舰，舰长183m、宽23m,满载时吃水深度为8m,排水

量可达12500t.(g取10N/kg,海水密度取"海水=1.0xl()3kg/m3)

(1)055驱逐舰在海上出任务时，与陆地指挥部通过进行信息的传递.

(2)求055驱逐舰满载时所受的浮力.

(3)若一架总质量为13t的直升机为了执行侦察任务飞离驱逐舰，求055驱逐舰浸在水里的体

积减少了多少.

第9题图

二、简单运动类

10.(绍兴)如图是浙江大学机器人研究团队研发的名为“绝影”的四足机器狗，它能稳健地爬

陡坡.它的出现，让我国四足机器人技术达到国际一流水平.机器狗质量为70千克，每只脚与地面

接触面积为50平方厘米.

（1）以行走的机器狗为参照物，旁边的台阶是（选填“静止”或“运动”）的.

（2）机器狗行走时（两脚着地），它对地面的压强为多少帕？

（3）机器狗爬上3米高的陡坡时，克服自身重力做功为多少焦？

第10题图

11.（陕西黑白卷）如图所示，西安市轨道交通中的一条骨干线路——地铁4号线已于2018年

12月26日开通运营，从北客站站至航天新城站全长35.2公里，共设29座车站，地铁空载时总质量

约为180吨，设计最高速度为80km/h.（g取10N/kg）

（1）地铁高速行驶时易吸附空气中的灰尘是因为车身与空气摩擦后.

（2）若车轮与轨道的总接触面积为0.9n?,地铁静止在平直轨道上时对轨道的压强是多少？

（3）如果地铁运行时受到的阻力为车重的0.04倍，以最高速度空载匀速运行全程时牵引力的

功率和所做的功是多少？

第11题图

12.（遵义改编）如图甲所示为一辆洒水车，未装水时其质量为4t.（p^l.0xl03kg/m3,

10N/kg)

第12题图

(1)洒水车的方向盘相当于杠杆，当洒水车洒水时，其惯性(选填“增大”“减

小，，或“不变，，).

(2)洒水车储水箱装满水后，水箱内距水面0.4m深处，水产生的压强多大？

(3)洒水车空车行驶时，某段时间内的s-f图像如图乙所示，这段时间内其所受阻力为800N,

则这段时间内洒水车牵引力的功率多大？

13.(陕西逆袭卷)如图所示为直一9型舰载直升机.该直升机有效载荷1863kg,最大起飞质

量3850kg,最大续航时间5h,下表是直升机航行时所受阻力的大小与速度的关系.(g取10N/kg)

求:

第13题图

（1）直升机上升时机翼上方的压强机翼下方的压强.

（2）直升机以最大起飞质量水平匀速飞行时的升力.

（3）该直升机3min竖直上升至756m高空的平均速度.

（4）当直升机以80m/s的速度水平匀速巡航时，发动机的输出功率.

速度V(m/s)20406080

阻力/N1004009001600

14.（甘肃省卷）“节能减排，低碳生活”旨在倡导节约能源和减少二氧化碳排放.李明同学坚持

骑自行车上下学，他的质量为50kg,所骑自行车质量为15kg.（g取10N/kg）求：

（1）若他在平直公路上5min内匀速行驶了1500m,则这段时间他骑行的速度是多大？

（2）若他骑行时的牵引力恒为60N,则他骑行这5min内克服阻力做了多少功？

（3）若他骑行时自行车两轮与地面总的接触面积为25cm2,则他骑行时自行车对地面的压强为

多少？

15.（陕西黑马卷）如图所示为我国生产的一款高性能7座纯电动SUV,部分参数如下表所示

(g取10N/kg)：

空车质量2460kg车身长度5022mm

满载人员7人(含司机)满载时所有轮胎与地面总的接触面积0.1m2

最大车速198km/h纯电动连续行驶里程<355km

(1)汽车在水平地面高速行驶时对地面的压力(选填“大于”“小于”或“等于“)重力.

(2)如果司机和乘客的平均质量为50kg,该汽车满载静止在水平地面上时对地面的压强是多

少？

(3)如果该汽车满载时在水平路面匀速行驶，受到的阻力为人和车总重的0.03倍，它在水平

路面上以最大车速匀速行驶时牵引力的功率是多少？

第15题图

三、简单机械类

16.(西安高新一中七模)如图甲所示是箱式电梯的工作原理图.若轿厢和动滑轮的总质量为

200kg,某次电梯运送一质量为330kg的货物上楼，轿厢上升高度力与时间，的关系如图乙所示，

电动机输出拉力的功率尸拉与时间r的关系如图丙所示（g取10N/kg,不计绳重和摩擦），解答下列

问题

（1）电梯在这次上升中的平均速度为m/s,匀速上升时，货物对电梯的压力为

________N.

（2）4〜16s内，电动机施加在钢丝绳上的拉力为多少牛？

（3）4〜16s内，电动机运送货物的机械效率为多少？

17.（西交大附中二模）在某厂房建设中，需要利用牵引机把重为1x105N的材料沿与水平地

面成30。角的斜坡以1m/s的速度匀速从底部拉上坡顶.如图所示，已知斜坡长度为15m,牵引机

的牵引功率为6x104w.

（1）斜面是一种（选填“省力”“省距离”或“省功”）的简单机械.

（2）牵引机把材料从斜面底拉到斜面顶的时间是多少？

（3）牵引机把材料拉上斜面顶的过程中的机械效率是多少？（计算结果精确到0.1%）

（4）斜面对物体的摩擦力是多少？

第17题图

18.（天水）在修建天水市体育中心的施工过程中，起重机在4s内将质量为5x103kg的钢材沿

竖直方向匀速提升了2m,而它的电动机做的功是2xl（）5j（g取i0N/kg）.求：

（1）钢材上升过程中的速度.

（2）起重机对钢材所做的有用功.

（3）起重机的机械效率.

19.(无锡)在更换家用轿车的轮胎时，剪式千斤顶是一种常用工具，图甲是某型号剪式千斤

顶的结构示意图.使用时，将底部支撑台置于水平地面，保持千斤顶竖直，将顶升置于汽车车身下,

用手摇动扳手使扳手绕。点不断旋转，带动丝杆转动，通过丝杆水平拉动左端较链，使支架向内收

缩，顶升升高，从而将汽车车身顶起.丝杆上刻有梯形扣，图乙是梯形扣的实物图.

汽车车身

梯形扣

底部支撑台

甲

第19题图

(1)该型号的剪式千斤顶是由一些简单机械组合而成的.在顶起车身的过程中，丝杆上的梯形

扣属于下列哪一种简单机械？.

A.滑轮B.滑轮组

C.杠杆D.斜面

(2)现使用该剪式千斤顶更换轮胎，顶起汽车车身后，若顶升受到车身竖直向下的压力大小始

终为10000N,且等于顶升对车身的支持力，千斤顶自身重量忽略不计.

①若底部支撑台与地面接触面积为0.04n?,顶起汽车车身后手不再用力，则千斤顶对地面产生

的压强是多大？

②顶起汽车车身后，为了方便更换轮胎，需要继续摇动扳手，使顶升继续升高一段距离.若人

摇动扳手使顶升在1min内升高12cm,用千斤顶顶起车身时的机械效率为80%,则人做功的功率是

多大？

20.(陕西黑马卷)如图是提升货物的某升降机示意图.货厢内所装货物的重力是6000N,货

厢的重力是2000N,若不计钢丝绳和动滑轮的重力，不计摩擦.求:

（1）若升降机在30s内将货厢和货物匀速提升6m,则钢丝绳自由端拉力的功率是多少？

（2）在（1）的情景中，若电动机的功率为2kW,则该装置的效率为多少？

（3）若用此装置提升的货物质量变大时，它的机械效率将（选填“变大”“变小”或“不

变“）.

电动机理

货相货物

扃

第20题图

21.某楼房修缮时使用如图所示的提升装置将物体A运送到施工楼层，A与地面的接触面积为

0.14m2,将物体A放置在水平地面静止时，对地面的压强为3000Pa.用滑轮组匀速提升物体A时,

滑轮组的机械效率是84%（不计绳重和摩擦，g取10N/kg）.

（1）该提升装置中定滑轮的作用是.

（2）物体A的质量“％是多少？动滑轮的重为多少？

（3）用此滑轮组使物体A以0.2m/s的速度匀速上升，在5s的时间内，拉力做的功是多少？

□

□

□

□

第21题图

22.（常德）如图甲所示，柳叶湖大桥让常德市区交通变得便捷的同时也成为了一道亮丽的风

景.小洋暑假里在常德欢乐水世界游玩后乘小汽车返回市区，需要从平直的道路驶上柳叶湖大桥.已

知小汽车(含乘客)总质量为2.5x103kg,以18m/s的速度在大桥的引桥上匀速行驶，如图乙所示,

此过程中小汽车的功率为36kW,可以将引桥近似看成一个倾角较小的斜面，此斜面的长度为400m,

高度为12m.

(1)如果小汽车与地面的总接触面积为0.05n?,它静止在水平路面上对地面的压强为多大？

(2)大桥引桥的机械效率为多大？

(3)小汽车在引桥上行驶时所受路面的摩擦力(空气阻力忽略不计)为多大？

甲乙

第22题图

23.炼油厂工人将油桶装到卡车上，需要用木板搭建一个斜面.卡车车厢底部离地1.2m,所用

木板长6m,工人沿着斜面用700N的力将油桶推上车，用时1min,若该斜面的机械效率为40%.

求：

(1)工人推油桶所做的功是多少？

(2)工人做功的功率是多少？

(3)油桶的质量是多少？(g取10N/kg)

24.(沈阳)如图所示，电动起重机是通过电动机拉动绳子b带动滑轮组工作的装置(滑轮组

的连接方式未画出).质量为360kg的货箱放在水平地面上，与地面的接触面积是0.25n?.求：

(1)当绳子。对货箱的拉力先为600N时，货箱未离开地面，此时货箱对地面的压强是多大？

(g取lON/kg)

(2)在匀速拉起货箱的过程中，电动机把绳子b匀速收起了12m,绳子b的拉力用做了2.4x104

J的功，拉力&是多大？

(3)在上述匀速拉起货箱的过程中，使用滑轮组所做的额外功是9.6xl()3j,滑轮组的机械效率

是多大？

电动机,

金

I轮；

里

,箱

第24题图

25.某服务区水泵房每天需要将重为3xl()6N的水送到36m高的蓄水池里.若用额定功率为10

kW的电动机带动一台水泵正常工作5h来完成蓄水工作.问：

(1)电动机的工作原理是.

(2)水泵对这些水做了多少功？

(3)此过程中水泵的效率为多少？

四、力热、力电综合题

26.(陕师大附中五模)如图是一种手扶式滚刷扫雪机.它能轻巧灵活地清扫道路上的积雪,

其部分技术参数如下表.(g取10N/kg)

(1)扫雪机静止在水平地面上，它与地面接触的总面积为400cm2,求其对地面的压强.

自身质量200kg

不扫雪时行驶功率500W

扫雪时总功率4kW

最大行驶速度1m/s

第26题图

（2）扫雪机不扫雪时，在道路上以最大速度匀速直线行驶，求其所受阻力.

（3）扫雪机以最大行驶速度扫雪900m,消耗燃油0.3kg,求扫雪机的效率.（燃油热值取令=

4.0x107J/kg）

27.（河南改编）我国今年4月15日起，正式实施电动自行车新国标.李强购置了一辆符合新

国标的电动车，其整车质量为50kg,最高速度为25km/h.g取10N/kg.试问：

（1）对蓄电池充电时，电能转化为能；行驶时，电动机提供动力，其工作原理是

(2)对蓄电池的电全部耗完后，若充电功率为100W,充满电需要5h,不计能量损失，则充

满电后蓄电池储存的电能为多少？

(3)蓄电池充满电后，其储存电能的75%用于车克服阻力做功，当质量为70kg的李强在水平

路面上骑着电动车，以最高速度匀速行驶时，所受阻力为总重的表，则车最多能行驶多少小时？

28.(青海省卷)一辆以天然气为燃料的公交汽车质量为16000kg,轮胎与地面的总接触面积

为400cm2.某次行驶过程中，搭载的人员及物品共2000kg,所受阻力为车总重的0.01倍，40s内匀

速直线行驶了400m,共消耗天然气0.025kg(天然气完全燃烧，其热值为6.4X107J/kg).针对此次

行驶过程，求：

(1)汽车对地面的压强；(g取10N/kg)

(2)汽车的功率；

(3)汽车发动机的效率.

29.(葫芦岛)如图是一辆质量为lit的流动式混凝土搅拌车，当装有5t的混凝土时，轮胎与

地面接触的总面积为0.8n?.车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时,发动机的输出功率为128

kW.(g取10N/kg,燃油的热值取q=4xl()7j/kg)求：

(1)装有5t混凝土的搅拌车静止在水平地面上，对地面的压强.

(2)搅拌车以72km/h的速度匀速直线行驶时，受到地面的阻力(拌筒旋转功率忽略不计).

(3)搅拌车行驶时发动机的效率为40%,以72km/h的速度匀速行驶10km,需要消耗多少千

克燃油？

第29题图

30.(西交大附中9模)中国辽宁号航空母舰是中国人民解放军海军的第一艘航空母舰.辽宁

号航空母舰各项参数如表(海水密度取1.0xl()3kg/m3,g取10N/kg),求：

辽宁号航空母舰参数

满载排水量/t67500总功率/kw1.5X105

动力提供（燃料）重油最高航速km/h54

最大舰长/m304最大舰宽/m70.5

发动机的效率/%最大舰载机数量/架30

（1）如果辽宁号航空母舰从中国黄海驶到南海（航母在行驶过程中的质量变化忽略不计），黄

海海水密度大于南海，航母所受的浮力F随航母吃水的深度〃的变化量的关系如下图所示，其中正

确的是（）

（2）辽宁号航空母舰的满载时排开海水的体积是多少？

（3）如果航母总功率全部用来提供它向前的牵引力，当航母以最高航速54km/h航行时;它产

生的牵引力是多少？若在这种状态下匀速航行1000km,至少需要燃烧103t的重油，则航母发动机

的效率为多少？（重油的热值为4.0X10?J/kg）

第30题图

31.（西安高新一中6模）如图甲是中国自主研制的一款单轨列车，其亮点是安装有高压细水

雾灭火系统和制动发电装置.当列车在平直轨道上制动减速时，所减小机械能的36%转化为电能，

如图乙是机械能的变化量AW与速度变化量△口的关系图像.

（1）由图像可知，速度的变化量越大，获得的电能越.

（2）当高压细水雾系统中的水枪工作时，若喷孔的总面积5=5x10-5水对喷孔的压强P=

l.OxlO7Pa,水对喷孔压力为多少牛？若水枪的喷水功率为5000W,则喷出水雾的速度为多少米/

秒？(不计大气压强)

(3)若列车开始减速,转化的电能可供总功率为1000W的照明灯正常发光Ih,则列车的速

度将会减小多少米/秒？

Air(xio'j)

400

225

100b—

25

05101520A“(m/s)

甲乙

第31题图

参考答案

一、力学综合题

1.(1)改变自身的重力不变

解：(2)当潜水器下潜到6000m深处时，承受海水的压强「="木LOX。kg/m3xlON/kgx6

000m=6xl07Pa

由得，面积为0.025n?的窗上承受海水的压力F=pS=6xlO7PaxQ.025m2=1.5xl06

N

(3)潜水器的重量为G=，〃g=3.25xl000kgxlON/kg=3.25xl04N

潜水器受到的最大浮力F,?=G-Fii=3.25xlO4N-2.75xl04N=5xl03N

3

F淖5x1ON

：=5

由「浮=p；sgy排可知，潜水器的体积为：V=vffl=-=1OxlO3'kg/m3xl0N/kg°-

2.(1)增大

解：(2)飞机漂浮在水面上受到的浮力等于飞机的总重力，即尸序=GW=GH,

故飞机排开水的质量等于其最大起飞质量，由〃=若可知排开水的体积V嗡=，湍!濡3=

53.5m3

(3)飞机的总重力G=m总g=(41.5+8.5)xlO3kgxlON/kg=5xlO5N

飞机匀速飞行时，牵引力大小等于阻力F=/=0.5G=0.5x5xl05N=2.5xl05N

飞机飞行的速度v=36km/h=10m/s

ivFs

由尸=7=7=/^知，飞机的功率P=Fv=2.5xlO5NxlOm/s=2.5xl06W

牵引力做的功W=P/=2.5xlO6Wxlx60s=1.5x108J

3.(1)大增大漂浮

解：(2)由图像可知，G=F泮=8N

物块的体积V=10cmxlOcmxlOcm=lxl03m3

物块的密度0寸=焉=I。N/kg黑]0-3m3=S8xl03kg/m3

(3)容器对水平桌面的压力F=G水+G+G容需=20N+8N+0.4kgxlON/kg=32N

F32N

容器对水平桌面的压强。=[=42=1600Pa

Jz.uu：x煞Ium

4.解：(1)轻质秤盘说明秤盘的质量不计，空载时浮力秤的质量m=p*Y=p*5/?=0.5xl03

kg/m3x0.0lm2x0.5m=2.5kg

浮力秤漂浮，浮力等于重力，即F浮=G=〃?g=2.5kgxlON/kg=25N

(2)由下浮=°水8丫件可知，空载时排开水的体积

尸浮25N_

..=羡=1Ox1。3kg/m3x]0N/kg=2$x1n?

0刻度线的位置即空载时液面的位置距离木料下表面的距离.=会=2,溜）：帚=0.25m=25

OU.U1III

cm

（3）将物体A放在秤盘上时，木料排开水的体积为V/=S〃=0.01m2x0.3m=0.003m3

r333

此时浮力秤所受到的浮力F*'=p*Vrtg=1.Ox10kg/mxO.OO3mxl0N/kg=30N

“AH目GAF#-G30N-25N

物体A的质量niA—~="~"［（）N/kw-=0-5kg=500g

（4）木料刚好浸没时受到的浮力最大，测量的质量最大，止匕时尸浮max=P水必=p*S/?g=1.0xl（）3

kg/m3x0.01m2x0.5mxlON/kg=50N

尸利max=7^*max—G=50N—25N=25N

更大

5.（1）1X105

其受到水的压强P=P水g〃=1.0xl（）3kg/nPxlON/kgxlOm=lxl05Pa.

解：（2）由图乙可知，当工件完全浸没在水中时，绳子作用在工件上端的拉力F垃=4x104N

当工件完全离开水面时所受的拉力

FW/=G=5X104N

所以，工件完全浸没在水中时所受的浮力

;444

F3.=G-/'}i=5xl0N-4xl0N=lxl0N

（3）由题意可知，工件的恒定速度为

s12m—10m

=

V=Tt---5<-s----=0.4m/s

完全浸没在水中时绳子作用在工件上端的拉力为F拉=4x104N

则拉力的功率为

wFs

P=y=-=Fv=4x104Nx0.4m/s=1.6x104W

（4）当工件完全浸没时，由尸浮=p水gV排可知

,,_v________lx"N________,3

“物—V排一嬴=1.Ox1。3kg/m3x10N/kg-1m-

由图乙可知，工件的高度力物=12m—10m=2m

工件的底面积为S粉=拦=黑=0.5m2

工件对水平面的压强p=（=^=喂鬻=1X1Pa

6.解：(1)由p=〃海水g/i得，舰底所处的深度：

_p_7.21xlO4Pa_

"一"海木g-103x1()3kg/n?xlON/kg—7m

(2)满载时，驱逐舰受到浮力：

F浮=Gt*=，〃排g=12300x103kgxlON/kg=1.23x108N

8

(3)由驱逐舰漂浮得,G=Fi?=1.23xlON

受到海水的阻力为：/=0.1G=0.1xl.23xl08N=1.23xl07N

由于驱逐舰做匀速直线运动，故动力为：F=/=1.23xlO7N

驱逐舰的速度为：v=32x0.5m/s=16m/s

驱逐舰动力功率：P——=~Y=FV—1.23X107NX16m/s=1.968X1O8W

7.解：(1)由图可知，当石柱浸没时拉力尸=7500N,当石柱离开水后，重力G=12500N

所以石柱浸没在水中受到的浮力

尸浮=6一尸=12500N-7500N=5000N

(2)石柱未露出水面前，钢丝绳的拉力F=7500N

所以在水中上升2m拉力所做的功W=Fs=7500Nx2m=1.5x"J

(3)在水底时石柱上表面距水面的深度为〃=3m

故在水底时石柱上表面受到水的压强

p—p木g〃=1.0xl()3kg/m3xION/kgx3m=3x]04Pa

八、s4000km”

8.解：（1）r=5ookm/h—8h

(2)由P=)=牛=尸丫得

水平动力户与=窣y=2xdN

v12m/s

(3)最大起飞质量m=53.5t=5.35xl()4kg

飞机所受浮力

产浮=G=〃际=5.35x104kgxlON/kg=5.35xlO5N

由F浮=p水gV排得，排开水的体积

“F淬5.35x1()5N3

“"1.0x103kg/m3xl0N/kg-53-5m

9.(1)电磁波

解：(2)055驱逐舰满载时所受的浮力F»=Gn^=12500xl03kgxlON/kg=1.25xl08N

(3)直升飞机飞离驱逐舰，055驱逐舰所受的浮力减少了F/=G机=加机g=13xl()3kgxlON/kg

=1.3x105N

由阿基米德原理F海=pgV排可知，055驱逐舰浸在水中的体积减小了AV=

P泡水g

1.3X105N3

1.0x103kg/m3x]0N/kg--13m

10.(1)运动

解：(2)机器狗对地面的压力

F=G=mg=70kgxlON/kg=700N

两足着地时机器狗与地面的接触面积

5=2x50cm2=0.01m2

p70()N

它对地面的压强〃=看=悬*=7x104pa

3U.U1Ill

(3)机器狗爬上3米高的陡坡时克服自身重力做功

W=G〃=700Nx3m=2100J

II.(1)带电(或带了电荷)

解：(2)地铁受到的重力

G=mg=180x1000kgxlON/kg=1.8xl06N

地铁对轨道的压强

FH_G_1.8X1Q6N

；=2x1()6pa

P=T='S=0.9m2

(3)列车运行时受到的阻力

/=0.04G=0.04xl.8xl06N=7.2xl04N

因地铁匀速行驶时，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以地铁的牵引力F=/=7.2X104N

则地铁以最高速度空载匀速运行时牵引力的功率

wFs80

P=~7=~=Fv=7.2xJ04Nx—m/s=1.6x106W

tt3.0

地铁的牵引力做的功

W=FA=7.2X104Nx35.2xlO3m=2.5344xl09J

12.(1)省力减小

解：(2)水产生的压强p=p木g〃=1.0xl()3kg/nPxlON/kgxO.4m=4.0x103Pa

(3)由图乙可知，这段时间洒水车做匀速直线运动，故尸=/,路程s=100m,时间r=10s,

则速度丫=>"?=10m/s

牵引力的功率P=7=Y=FV=/V=800NxlOm/s=8000W

13.(1)小于

解：(2)直升机以最大起飞质量水平匀速飞行时，竖直方向受到的重力与升力是一对平衡力

升力尸=G=〃吆=3850kgxlON/kg=3.85xl()4N

(3)直升机竖直上升的平均速度

(4)由表可知，直升机以80m/s的速度水平匀速巡航时所受的阻力为1600N,此时牵引力等

于阻力，即F牵=7=1600N

故直升机发动机的输出功率

WF牵s5

P=~=—=F^.v'=\600Nx80m/s=1.28xl05W

14.解：(1)骑行的速度为：片"£^=5m/s

ID入OUS

(2)因自行车在平直公路上匀速行驶，所以自行车受到的阻力为尸产卓=60N

李明克服阻力所做的功：W=m=60Nxl500m=9xl04J

(3)骑自行车行驶时对地面的压力：F=G=(g+,〃2)g=(15kg+50kg)xlON/kg=65ON

自行车与地面总的接触面积：5=25cm2=2.5xl0^3m2

李明骑自行车行驶时对地面的压强：工2=2.6X105Pa

15.(1)小于

解：(2)满载时车和人的总重：

G以=(相军+机人)g=(2460kg+7x50kg)xlON/kg=2.81xl04N

满载静止时车对水平地面的压力：

F=G.a=2.8lxlO4N

满载静止时车对水平地面的压强：p=(=蟹*^=2.81x105Pa

(3)因车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以车的牵引力:

尸=/=0.03G&=0.03x2.81xl()4N=843N

车的最大行驶速度：

v=198km/h=55m/s

此过程中牵引力的功率：

WF飞

P=—=-Y=FV=843NX55m/s=46365W

16.(1)1.253300

解：(2)由图丙可知，在4〜16s内，拉力的功率恒为P=9000W

W

由尸=7得，Ws=Pt=9000WX12s=1.08X105J

由图乙可知，在4〜16s内，电梯上升的高度

/z=20m—2m=18m

电动机端钢丝绳移动的距离5=77/7=4x18m=72m

由W=Fs得，尸=学=!嘴：J=]5X]03N

(3)在4〜16s内，电梯克服货物重力做的功

4

Wffni=GR/z=33OkgxlON/kgx18m=5.94xl0J

电动机做的功W.g=1.08x105J

电动机运送货物的机械效率

〃=耨*'00%=LO8xlO5JX100%=55%

17.(1)省力

解：(2)牵引机把材料从斜面底拉到斜面顶的时间

(3)牵引机把材料从斜面底拉到斜面顶过程中，牵引机做的有用功W“用==1x105NX15mx1

=7.5x105j

牵引机把材料从斜面底拉到斜面顶过程中，牵引机做的总功

W.e=/?r=6xlO4Wxl5s=9xl05J

机械效率〃=4xl00%=崎盟“100%*83.3%

555

(4)牵引机做的额外功We-Ww=9xl0J-7.5X10J=1.5xl0J

牵引机做的额外功用来克服摩擦力做功，由卬靛外=力可得，斜面对物体的摩擦力

Js15m

18.解：(1)钢材上升的速度丫=:猾=0.5m/s

(2)钢材受到的重力

G="?g=5xl()3kgxlON/kg=5xl04N

起重机提升钢材所做的有用功

W"=G〃=5xl()4NX2m=lxl05J

(3)起重机的机械效率

W行1X105J

〃=x100%=.丫[八5[X100%=50%

W电zxiu、J

19.(1)D

解：(2)①由于千斤顶自身重量忽略不计，故千斤顶对地面的压力尸=10000N

千斤顶对地面的压强?=《=黯需=2.5乂105Pa

OU.l产+III

②千斤顶做的有用功

Wn-ffl=Gh=F/?=10000Nx0.12m=l200J

由〃=警1100%可知

W总

A/必小小/，缶nW总Mi用1200Jcue

人做功的功率P人=7=7"=而■赤=25W

20.解：(1)由图可知，〃=4

钢丝绳自由端移动的距离：s=〃/z=4x6m=24m

钢丝绳自由端的拉力：尸2=5(G1+G2)=*(6000N+2000N)=2000N

钢丝绳自由端拉力做的功：

卬=尸25=2000Nx24m=48000J

钢丝绳自由端拉力的功率：P—~——帝一=1600W

(2)有用功：IVti=Gth=6000Nx6m=36000J

总功：W&=Pt=2000Wx30s=60000J

该装置的效率：〃=瞿乂100%=粉喘去<100%=60%

W总OUUUUJ

(3)变大

21.(1)改变力的方向

解：(