2024四川中考物理二轮重难题型精讲 专题七 力学计算验（含答案）

2024四川中考物理二轮重难题型精讲专题七力学计算验类型1浮力模型类考向1漂浮、悬浮模型1.如图为中国新一代通用型导弹驱逐舰169号(武汉舰)，它是052B型导弹驱逐舰．其满载时的排水量约为7×103t．当驱逐舰以72km/h的速度匀速直线航行时，受到的阻力是自身总重力的0.01倍．(海水密度近似取1.0×103kg/m3，g取10N/kg)求：第1题图(1)在水面下3m深处，船体受到的海水的压强是多少？(2)驱逐舰满载时，受到的浮力是多少？(3)驱逐舰满载时，排开海水的体积是多少？(4)驱逐舰满载时以72km/h的速度匀速航行，受到的牵引力是多少？2.一题多设问如图甲所示，是一圆柱形容器，放在水平桌面上，内装有25cm深的液体，该液体对容器底部产生的压强为2000Pa.(g取10N/kg)求：第2题图(1)液体的密度；(2)若将边长为10cm的正方体木块放入圆柱形容器中如图乙所示，木块静止时，有eq\f(1,4)的体积露出液面，此时木块受到的浮力大小；(3)要使木块完全浸没至少需要施加多大向下的压力．拓展设问(4)若容器的底面积为200cm2，木块全部浸没在液体中时，液体对容器底部压强变化了多少．(5)若容器的底面积为200cm2，放入木块后，容器对水平桌面的压强．(容器质量不计)3.某同学想测量一种液体的密度．他将适量的待测液体加入到圆柱形平底玻璃容器里，然后一起缓慢放入盛有水的水槽中．当容器下表面所处的深度h1＝10cm时，容器处于直立漂浮状态，如图甲所示．已知容器的底面积S＝25cm2，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg.第3题图(1)求水对容器下表面的压强；(2)求容器受到的浮力；(3)从容器中取出100cm3的液体后，当容器下表面所处的深度h2＝6.8cm时，容器又处于直立漂浮状态，如图乙所示．求液体的密度．考向2出水、入水模型4.一个质量忽略不计、底面积为100cm2的容器中装有2kg水，放在水平桌面上．将一个石块挂在弹簧测力计下，测力计的示数为5.6N，慢慢将石块浸没在水中，不接触杯壁和杯底，水无溢出，稳定后，弹簧测力计的示数为2.8N．(g取10N/kg)求：第4题图(1)石块所受的浮力F浮．(2)石块的密度ρ.(3)在如图所示状态下，容器底对桌面的压强p.5.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h变化的图像．(水的阻力忽略不计，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg)求：第5题图(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．6.如图所示，水平桌面上放有一圆柱形溢水杯，它自重7N，底面积为300cm2，溢水口距杯底的高度为12cm，溢水杯中盛有高为10cm、质量为3kg的水．现将一体积为1000cm3、质量为2.7kg的正方体铝块缓慢浸没入水中，不计溢水杯的厚度．(g取10N/kg)求：第6题图(1)铝块放入水前，水对溢水杯底部的压强；(2)铝块浸没在水中受到的浮力；(3)铝块浸没在水中静止后，溢水杯对水平桌面的压强．考向3eq\a\vs4\al(注水、排水模型)(绵阳6年3考)7.有一足够大的水池，在其水平池底中竖直放置一段圆木．圆木可近似看作一个圆柱体，底面积为0.8m2，高5m，密度为0.7×103kg/m3.(ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg)第7题图(1)未向池内注水时，圆木对池底的压力和压强分别为多大？(2)向水池内缓慢注水，在水位到达1m时圆木受到水的浮力和圆木对池底的压力分别为多大？(3)当向水池内注水深度达到4m时，圆木受到的浮力又为多大？8.如图甲所示，水平桌面上有个质量为2.5kg，底面积为0.25m2的正方体水槽，水槽内有一个实心球．逐渐往水槽内加水，球对水槽底部的压力F与水深h的关系如图乙所示，水深h＝7cm时，球刚好有一半体积浸入水中(不考虑水槽厚度，水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg)．求：第8题图(1)水深7cm时水槽底部受到水的压强；(2)水深7cm时球受到的浮力；(3)实心球刚好离开水槽底部时水槽对水平桌面的压强．9.如图甲所示，边长为10cm、质量为0.5kg的正方体木块A通过细线与圆柱形容器底部相连，容器中水面与正方体A上表面齐平，水面距容器底距离为30cm，从打开容器底部的抽液机匀速向外排水开始计时，细线中拉力F随时间t的变化图像如图乙所示．已知容器的底面积为200cm2，排水前容器中水的重力为50N(绳子、容器质量忽略不计)，(ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg)求：第9题图(1)抽液机工作前木块受到的浮力；(2)抽液机工作前容器对水平面的压强；(3)第50s时，液体对容器底的压强．

类型2机械运动类1.金义东(金华—义乌—东阳)线是金华轻轨的首条线路，全长约108千米，该线路的建成有助于打造金义都市区“一小时通勤圈”．金义东线所用列车空载时的质量约为200吨，停靠时车轮跟铁轨接触总面积为0.8平方米，最高设计速度为120千米/小时(g取10N/kg)．完成下列问题：第1题图(1)若列车全程以最高设计速度行驶，途中不停靠，则从金华到东阳共需要多少小时？(2)停靠时，空载列车对铁轨的压强为多少？(3)若空载列车以最高设计速度匀速直线行驶时，所受阻力为车重的0.04倍，此时该列车的功率为多少瓦？2.总部位于湖南省长沙市岳麓区的某股份有限公司，是一家持续创新的全球化企业．如图是这个公司生产的高空作业平台，它重心低，运行高效．求：第2题图(1)作业平台以2m/s的速度在平直的路面上匀速行驶20s，它行驶的路程；(2)作业平台用104N的支持力将货物竖直缓慢举高10m，支持力对货物所做的功；(3)质量为3150kg的作业平台上装有850kg的货物，静止在水平地面上时，车轮与地面的总接触面积为0.04m2，此时作业平台对水平地面的压强．(取g＝10N/kg)3.张家界风景区内的“百龙天梯”是世界上最高、载重量最大、运行速度最快的全景户外观光电梯．该电梯运行高度约为330m，从地面向上运行到最高点的过程中，电梯速度与时间的关系图像如图所示．游客小明质量为60kg，每只脚与电梯水平地板的接触面积约为250cm2，g取10N/kg.求：第3题图(1)“百龙天梯”向上运行时全程的平均速度；(2)当电梯匀速运行时，双脚站立的小明对电梯的压强；(3)向上匀速运行的过程中，电梯对小明做的功．4.我国自主研发建造的“天鲲号”(如图)是中国最强造岛神器，其智能化水平以及挖掘系统、输送系统的高功率配置均为世界之最，可用于挖掘水下泥土，砂石等．“天鲲号”其长140m，宽27.8m，满载排水量为17000t，满载吃水深度6.5m，泥泵输送功率5×106W，最大挖掘深度可达35米，设计每小时挖泥6000m3，相当于每小时能挖出1.5个足球场大、半米深的坑洞．(g取10N/kg，ρ水取1.0×103kg/m3)(1)满载时，求“天鲲号”底部受到水的压强是多少？若船底需要安装探测仪器，其面积为50cm2,求探测仪器受到水的压力是多少？第4题图(2)若“天鲲号”漂浮在水面时排开水的体积为1.5×104m3，则它受到的总重力是多少？(3)“天鲲号”去某水域执行任务，其工作量相当于将1.2×104t的淤泥输送至20m高的台面上．假设“天鲲号”绞吸挖泥船泥泵的机械效率为30%,求完成此任务需要的时间是多少？类型3简单机械类1.一题多设问大壮同学自制了如图所示的健身器材，坚持锻炼身体．用细绳系在轻杆的O点将轻杆悬挂起来，在杆的A端悬挂质量m1＝10kg的重物，在B端竖直向下缓慢拉动轻杆至水平位置．已知AO长1.5m，OB长0.5m，大壮质量m2＝56kg，g取10N/kg，求此时：第1题图(1)大壮对杆的拉力大小；(2)地面对大壮的支持力大小；拓展设问(3)若大壮同学与地面的接触面积为100cm2，此时大壮对地面的压强；(4)A端最多能挂多重的物体(计算结果保留一位小数)．2.一题多设问在美丽乡村建设中，政府为某村购置一批健身器材．工人往车上搬运装有健身器材的箱子时，用长木板搭了一个3m长的斜面，把120kg的箱子沿斜面匀速推到1m高的车厢上，如图．推箱子做的额外功是300J．(g取10N/kg)求：第2题图(1)推箱子做的有用功；(2)斜面的机械效率；(3)沿斜面的推力；拓展设问(4)箱子受到的摩擦力；(5)工人用10s将箱子推到车厢，则工人的功率．3.如图所示，“塔吊”是建筑工地不可或缺的机械，它是利用电动机通过滑轮组提升重物的．某次作业时，将质量为1000kg的钢筋匀速提升12m．用时50s，施加在绳端的拉力为6000N．g取10N/kg.求：第3题图(1)钢筋所受重力是多少？(2)钢筋上升的速度是多少？(3)滑轮组的机械效率是多少？4.如图所示，工人师傅用150N的拉力，使重为1000N的物体以0.2m/s的速度在地面上沿水平方向做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍．不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦．求：第4题图(1)工人师傅拉力的功率；(2)动滑轮的重；(3)若物重增大到2000N，则滑轮组的机械效率是多少？5.如图所示，图甲是某大型起吊装置，图乙是其机械起吊部分的简化示意图．已知物体A质量为500kg，底面积为1.25m2，不计绳重量、机械部分摩擦和水的阻力，请完成以下问题(g＝10N/kg)第5题图(1)起吊前物体A静止在地面上，其对地面的压强是多少？(2)如图乙所示，当绳子自由端的拉力为1000N时，地面对物体A的支持力为1650N，增加绳子自由端的拉力后物体A被成功匀速提升2m，请计算此时整个机械的机械效率．(3)工人师傅利用该装置将另一物体B以0.1m/s的速度匀速放入水中过程中，绳子拉力功率随时间变化关系如图丙所示，请计算物体B的密度．(ρ水＝1.0×103kg/m3)参考答案类型1浮力模型类1.(1)3×104Pa(2)7×107N(3)7×103m3(4)7×105N2.解：(1)液体的密度ρ液＝eq\f(p,gh)＝eq\f(2000Pa,10N/kg×0.25m)＝0.8×103kg/m3(2)木块的体积V木＝(0.1m)3＝1×10－3m3木块静止时，有eq\f(1,4)的体积露出液面，则木块排开液体的体积V排＝(1－eq\f(1,4))V木＝eq\f(3,4)V木＝eq\f(3,4)×1×10－3m3＝0.75×10－3m3根据阿基米德原理，木块受到的浮力F浮＝G排＝ρ液gV排＝0.8×103kg/m3×10N/kg×0.75×10－3m3＝6N(3)木块漂浮在液面上，所以有F浮＝G木＝6N木块完全浸没时受到的浮力F浮′＝ρ液gV木＝0.8×103kg/m3×10N/kg×1×10－3m3＝8N需要向下的压力F＝F浮′－G木＝8N－6N＝2N(4)物块排开液体的体积增加了ΔV＝eq\f(1,4)V木＝eq\f(1,4)×1×10－3m3＝0.25×10－3m3液面变化的高度为Δh＝eq\f(ΔV,S)＝eq\f(0.25×10－3m3,200×10－4m2)＝0.0125m液体对容器底部压强变化量为Δp＝ρ液gΔh＝0.8×103kg/m3×10N/kg×0.0125m＝100Pa(5)容器中液体的质量为m＝ρ液V＝0.8×103kg/m3×200×25×10－6m3＝4kg容器中液体的重力为G液＝mg＝4kg×10N/kg＝40N木块重力为G木＝F浮＝6N由于容器质量不计，放入木块后，容器对水平桌面的压强为p′＝eq\f(F,S)＝eq\f(G液＋G木,S)＝eq\f(40N＋6N,200×10－4m2)＝2.3×103Pa3.(1)1×103Pa(2)2.5N(3)0.8×103kg/m34.(1)2.8N(2)2×103kg/m3(3)2.28×103Pa5.(1)5000N(2)1.5×104J(3)3×104Pa6.(1)1000Pa(2)10N(3)2000Pa7.解：(1)未向水池内注水时，圆木放在水平池底对池底的压力F木＝G＝mg＝ρVg＝ρShg＝0.7×103kg/m3×0.8m2×5m×10N/kg＝2.8×104N圆木对池底的压强p木＝eq\f(F木,S)＝eq\f(2.8×104N,0.8m2)＝3.5×104Pa(2)水位到达1m时，圆木受到水的浮力F浮＝ρ水gV排＝ρ水gSh1＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.8m2×1m＝8×103N由于F浮<G，圆木对池底的压力F压＝F支＝G－F浮＝2.8×104N－8×103N＝2×104N(3)设当水深为h0时圆木恰好漂浮，由F浮＝G得ρ水gS·h0＝ρ木gS·hh0＝eq\f(ρ木,ρ水)h＝eq\f(0.7×103kg/m3,1.0×103kg/m3)×5m＝3.5m水池水深h2＝4m>3.5m，此时圆木漂浮，圆木受到的浮力F浮＝G＝2.8×104N8.解：(1)水深7cm时，水槽底部受到水的压强p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.07m＝700Pa(2)由图乙知：水深7cm时，球对水槽底部的压力F＝5.74N，G球＝12.92NF支＝F＝5.74N由受力分析知：F浮＋F支＝G球则F浮＝G球－F支＝12.92N－5.74N＝7.18N(3)由图乙知，球刚离开槽底时h＝10cm，此时漂浮F浮′＝G球由阿基米德原理得：F浮′＝G排则G球＝G排＝12.92N水槽对水平桌面的压力F压＝G槽＋G水＋G球＝G槽＋G水＋G排其中G水＋G排与深度h＝10cm，底面积S＝0.25m2的水重力相同F压＝G槽＋ρ水gV水＝mg＋ρ水Shg＝2.5kg×10N/kg＋1.0×103kg/m3×0.25m2×0.1m×10N/kg＝275N水槽对水平桌面的压强p＝eq\f(F压,S)＝eq\f(275N,0.25m2)＝1100Pa9.解：(1)正方体木块A的重力G＝mg＝0.5kg×10N/kg＝5N当t＝0时，由图乙可知此时绳子对木块的拉力F拉＝5N，此时正方体木块A受到重力、绳子的拉力及水对它的浮力的作用，存在平衡关系为F浮＝G＋F拉，故木块受到的浮力F浮＝5N＋5N＝10N(2)容器对水平面的压力为F＝G木＋G水＝5N＋50N＝55N则抽液机工作前容器对水平面的压强为p＝eq\f(F,S)＝eq\f(55N,200×10－4m2)＝2750Pa(3)由题图乙可知：第50s时，绳子的拉力刚刚为零，即此时木块刚好处于漂浮状态，则F浮′＝G木＝5N根据F浮＝ρ水gV排得出此时的木块浸入水中的体积为V排′＝eq\f(F浮′,ρ水g)＝eq\f(5N,1.0×103kg/m3×10N/kg)＝5×10－4m3＝500cm3木块浸入水中的深度为h浸＝eq\f(V排′,S木)＝eq\f(500cm3,（10cm）2)＝5cm此时容器中水的深度为h′＝h－(L木－h浸)＝30cm－(10cm－5cm)＝25cm＝0.25m则水对容器底部的压强为p＝ρ水gh′＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m＝2500Pa类型2机械运动类1.(1)0.9h(2)2.5×106Pa(3)2.67×106W2.(1)40m(2)1×105J(3)1×106Pa3.(1)2.75m/s(2)1.2×104Pa(3)1.8×105J4.(1)6.5×104Pa325N(2)1.5×108N(3)1600s类型3简单机械类1.(1)300N(2)260N(3)2.6×104Pa(4)186.7N2.(1)1200J(2)80%(3)500N(4)100N(5)150W3.(1)1×104N(2)0.24m/s(3)83.33%4.(1)60W(2)100N(3)80%5.解：(1)物体A的重力为G＝mg＝500kg