力学计算专题
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专题十三 力学计算题力与运动命题特点:考查受力分析。
用牛顿第二定理求加速度;普遍涉及多个过程;匀变速直线运动规律方程;水平面、斜面、竖直方向都有可能被考查;少数情况会有多个对象,若有多个对象往往涉及动量守恒、追及相遇问题。
处理方法:重视画好受力分析图,规范列式。
拆分运动过程,明确运动性质和初末节点,必要时可适当用v-t 图来辅助运动过程的分析。
1. (2021广州一模)(10分)如图,单人双桨赛艇比赛中,运动员用双桨同步划水使赛艇沿直线运动。
运动员每次动作分为划水和空中运桨两个阶段。
假设划水和空中运桨用时均为0.8s ,赛艇(含运动员、双桨)质量为70kg ,受到的阻力恒定,划水时双桨产生动力大小为赛艇所受阻力的2倍。
某时刻双桨刚入水时赛艇的速度大小为4m/s ,紧接着运动员完成1次动作,此过程赛艇前进8m 。
求 (1)划水和空中运桨两阶段赛艇的加速度大小之比; (2)赛艇的最大速度大小和受到的恒定阻力大小。
2. (2021广东省四校)随着冬天的来临,虽然我国的新冠病毒疫情已经被控制得非常好,但人们仍然不敢大意,大家勤洗手,常戴口罩,减少不必要的接触。
在广州市的餐馆里,出现了一批特殊的“工作人员”——人工智能机器人,他们担负起送餐的职责。
送餐时,餐盘被放在水平托盘中央,边缘不与护栏接触。
某时刻,天娱广场某餐馆正在一动不动地“休息”的机器人小美,在得到送餐指令后,沿预定的路径开始做加速度大小为a 1的匀加速直线运动,当他的速度大小为v =1m/s 时,他发现正前方不远处站着一位顾客,于是立即制动做匀减速直线运动,在顾客前及时停下。
若减速运动的加速度大小a 2=2a 1,小美运动的总时间为t =3s 。
(不考虑反应时间,重力加速度g 取10m/s 2。
)求: (1)小美减速运动的时间t 2;(2)为使制动时,餐盘不会与水平托盘发生相对滑动,餐盘与托盘间的静摩擦系数μ至少为多少?(静摩擦系数等于最大静摩擦力与正压力之比。
质量和密度1、为了判断一个小铁球是不是空心的,小明同学用天平、量筒和水测得如下数据:(1)通过计算判断该小铁球是空心的还是实心的?(2)若小铁球是空心的,则空心部分的体积为多大?2、我省矿泉水资源非常丰富,如果要将其开发为瓶装矿泉水,且每瓶净装550g,则:(1)每个矿泉水瓶的容积至少要多少mL?(2)若用该矿泉水瓶来装家庭常用的酱油,装满后至少能装多少㎏的酱油?(ρ矿泉水=1.0×103kg/m3,ρ酱油=1.1×103kg/m3)3、有一只玻璃瓶,它的质量为0.1kg,当瓶内装满水时,瓶和水的总质量为0.4kg,用此瓶装金属粒若干,瓶和金属颗粒的总质量为0.8kg,若在装金属颗粒的瓶中再装水时,瓶、金属颗粒和水的总质量为0.9kg,求:(1)玻璃瓶的容积;(2)金属颗粒的质量;(3)金属颗粒的密度.浮力4.将一金属块挂在弹簧测力计下端,示数为7.1N,若把金属块全部浸入水中,弹簧测力计的示数为6.2N,试计算(g=10N/kg)(1)金属块在水中受到的浮力;(2)金属块的体积。
5、一木块重5N,放入水中静止时有2/5的体积露出水面,放入另一种液体中静止时有1/3体积露出液面,求⑴木块的密度;⑵木块的体积;⑶液体的密度。
6、一个不规则的实心物体,质量为55g,放入装满水的烧杯中,沉入底部,排开0.5N的水,然后向烧杯中加盐并搅拌,直到物体悬浮为止,取g=10N/kg,求:(1)物体在水中所受的浮力。
(2)物体的体积。
(3)物体悬浮时食盐水的密度。
7.一边长为10cm,密度为0.6g/cm3的正方体木块,用细线置于容器的水中,如图所示,求:(1)木块所受的浮力大小?(2)细线的拉力大小(3)细线剪断后,木块静止时,木块受到的浮力是多少N?8、(2015春•芦溪县期末)如图所示,密度为600kg/m3体积是0.4m3的木块浮在某液面上,露出液面部分的体积是0.1m3,(g取10N/kg)求:(1)木块受到的浮力是多少?(2)该液体的密度是多少?9、有一质量m=0.1kg,容积V=1×10-3m3,横截面积S=2.5×10-3m2的圆筒形薄壁容器B(壁厚忽略不计),现注入体积为1/3V的某种液体A后,将其封闭放入水中,且保持竖直漂浮状态,如图9甲所示,此时水对容器底部的压强p =2.8×103Pa,(容器B内空气质量不计,g取10N/kg)求:⑴液体A的密度;⑵若要使容器B恰好竖直悬浮在水中(如图9乙所示)注入液体A的体积是多少?压强10、如图所示,物体A的重力为20N,物体B的重力为30N,已知A的底面积为2×10-2m2,B的底面积为4×10-2m2,求:(1)物体B对A的压强(2)物体A对地面的压强11、轮船舱底在水面下3 m,舱底穿了一个面积为0.02 m2的洞,要堵住这个洞,需要对挡板施加多大的力?12、一颗图钉尖的面积是5×10-8m2,图钉帽的面积是0.5×10-4m2,手指对图钉的压力为20N,求:(1)图钉尖对墙面产生的压强;(2)图钉尖对墙面产生的压强相当于多少米深处水所产生的压强;(3)在一标准大气压下图钉帽受到大气的压力。
专题2.7 力学综合计算题一、解决力学体系内综合计算题需要用到的公式 1.根t s v =可求路程vt s =和时间vs t = 2.重力的计算公式:G =m g ,(式中g 是重力与质量的比值:g=9.8 N /k g ,在粗略计算时也可取g =10N /k g );重力跟质量成正比。
3.二力平衡的条件:作用在同一个物体上的两个力,大小相等、方向相反、并且在同一直线上。
4.压强公式S F p =, 导出公式 pS F =和PFS = 5.液体压强计算:gh p ρ=,(ρ是液体密度,单位是kg/m 3;g=9.8 N/kg ;h 是深度,指液体自由液面到液体内部某点的竖直距离,单位是m )6.浮力产生的原因:浸在液体中的物体受到液体对它的向上和向下的压力差。
7.阿基米德原理:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力大小等于它排开的液体受到的重力。
(浸没在气体里的物体受到的浮力大小等于它排开气体受到的重力)阿基米德原理公式:排液排浮gV G F ρ==8.计算浮力方法有:(1)秤量法:F 浮= G- F 拉 (G 是物体受到重力,F 拉是物体浸入液体中弹簧秤的读数) (2)压力差法:F 浮=F 向上-F 向下(3)阿基米德原理:排液排浮gV G F ρ== (4)平衡法:F 浮=G 物 (适合漂浮、悬浮)9.杠杆平衡的条件:F 1L 1=F 2L 2 。
这个平衡条件也就是阿基米德发现的杠杆原理。
10.滑轮组:使用滑轮组时,滑轮组用 几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一,即F =G /n11.功的计算:功(W)等于力(F)跟物体在力的方向上通过的 距离(s) 的乘积。
功的公式:W =F s ;单位:W →焦(J);F →牛顿(N);s →米(m)。
(1焦=1牛·米). 12.功率(P):单位时间(t )里完成的功(W),叫功率。
知识回顾计算公式:tWP =。
单位:P →瓦特(w);W →焦(J);t →秒(s)。