2021年中考物理三轮复习:力学综合计算题 压轴题(含答案解析)
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中考物理压轴题及答案以下是十道中考物理压轴题及其试题及答案(力学):1. 试题:一个质量为2kg的物体受到一个10N的恒力作用,加速度为多少?答案:由牛顿第二定律 F = ma,可得 a = F/m = 10N/2kg = 5m/s²。
2.试题:一个小球以10m/s的初速度沿水平方向向前滚动,经过5秒后速度变为15m/s,则加速度大小为多少?答案:由速度变化率得到的加速度大小为a=(V-U)/t=(15m/s-10m/s)/5s=1m/s²。
3. 试题:一个质量为1kg的物体沿直线运动,保持匀速运动3秒,再接受恒力作用的加速运动,加速度大小为2m/s²,物体在t = 5s时的速度是多少?答案:初速度V₀ = U + at = 0 + 2m/s²*3s = 6m/s。
4.试题:一辆汽车以10m/s的速度向前行驶,司机突然踩下刹车,使汽车在2秒内停下来,汽车的减速度大小是多少?答案:由速度变化率得到的减速度大小为a=(V-U)/t=(0-10m/s)/2s=-5m/s²。
5. 试题:一个质量为5kg的物体受到40N的水平恒力,另外有一地面反作用力为12N,物体在水平方向上的加速度大小是多少?答案:物体在水平方向的合力为 F = 40N - 12N = 28N,由牛顿第二定律F = ma,可得a = F/m = 28N/5kg = 5.6m/s²。
6. 试题:一个物体,质量为20kg,空气阻力可以忽略不计,从静止出发,经过5秒后速度为10m/s,物体的加速度大小是多少?答案:由速度变化率得到的加速度大小为a=(V-U)/t=(10m/s-0)/5s=2m/s²。
7.试题:一个物体以50m/s的速度向前运动,经过10秒后减速到30m/s,物体的加速度大小是多少?答案:由速度变化率得到的加速度大小为a=(V-U)/t=(30m/s-50m/s)/10s=-2m/s²。
一、解决力电综合计算题一般涉及到的物理公式 1.速度公式:v=s/t 2.密度公式:ρ=m/V 3.重力公式:G=mg 4.压强公式:P=F/S 5.浮力公式:(1)浮力产生的原因:F 浮=F 向上–F 向下 (2)弹簧秤法:F 浮=G –F (3)阿基米的原理法即公式法: F 浮=G 排=m 排g F 浮=ρ水gV 排(4)物体在液体里漂浮或者悬浮:F 浮=G 6.机械功:W=Fs ; 7.功率:P=W/t8.机械效率公式:η= W 有/W 总 9.电功公式:W=UIt注意:公式W=UIt ,适用于任何电路,而公式的变形式W=I 2Rt 和t RU W 2=只适用于纯电阻电路,即将电能全部转化为热能的电路。
10.电功率公式: (1)定义式P=W/t (2)计算式:P=UI(3)推导式:RU R I P 22==.二、解决力电综合计算题一般涉及到的物理规律1.二力平衡条件:作用在同一物体上的两个力,大小相等、方向相反,两个力在同一套直线上。
拓展:同一物体水平向左的力之和等于水平向右的力之和;竖直向上的力之和等于竖直向下的力之和。
2.液体压强规律:P=ρgh3.阿基米德原理:排液浮V F g ρ=4.杠杆平衡条件:F 1L 1=F 2L 25.串并联电路电流、电压特点:串联电路:(1)串联电路中各处电流相等,即I=I 1=I 2=……=In ;(2)串联电路两端的电压等于各支路电压之和,即:U=U 1+U 2+……+Un ;(3)串联电路的总电阻等于各串联电阻阻值之和,即R=R 1+R 2+……+Rn 。
并联电路:(1)并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,即I=I 1+I 2+……+In ; (2)各并联支路两端电压相等,即:U=U 1=U 2=……=Un ;(3)并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻的阻值倒数之和,即1/R=1/R 1+1/R 2+……+1/Rn 。
6.欧姆定律:I=U/R 7.焦耳定律:Q=I 2Rt【例题1】(2021四川成都一模)某班科技小组的同学设计了一种简易的电子拉力计,图甲是其原理图。
力学综合题【原卷】1.(2021届辽宁省朝阳市高三联考)如图所示,质量为、长为0.96mL=的木板静止放在光滑的水平面上,在水平面的左侧固定一竖直放置的光滑半圆轨道ABC.木板的上表面与半圆轨道的最低点A等高,木板的左端与半圆轨道的水平距离为0.64md=,可视为质点的质量为的物块静止放在木板的右端,物块与木板之间的动摩擦因数为。
现对物块施加一水平向左的恒力14NF=,经过一段时间木板与半圆轨道发生碰撞并粘在一起,碰撞的同时撤掉F.重力加速度。
求:(1)木板与半圆轨道碰撞前,木板和物块的加速度大小;(2)半圆轨道对木板的冲量大小;(3)如果半圆轨道的半径大小可调,物块能从C点飞出,则其第一次在木板上的落点到A点最大距离(结果保留两位有效数字)2.(2021届辽宁省朝阳市凌源二中高三质检)如图所示,摆线一端固定于O 点,另一连接一可视为质点的小球。
小球从图中的A点由静止开始摆下,到最低点B处摆线刚好被拉断,小球在粗糙的水平面上由B点向右做匀减速运动,到达C点后进入半径R=0.4m的竖直放置的光滑圆弧轨道,D点为圆弧轨道最高点。
已知摆线长L=3m,OA=OB=L,小球质量m=1kg,所受阻力与重力的比值k=0.2,重力加速度g=10m/s2,求:(1)摆线能承受的最大拉力;(2)要使小球能通过D点,求BC间最大距离。
3.(2021届辽宁省大连市三十八中高三期末)如图,粗糙斜面与光滑水平面通过光滑小圆弧平滑连接,斜面倾角=37°。
小滑块(可看作质点)A的质量为m A=1kg,小滑块B的质量为m B=3kg,其左端连接一水平轻质弹簧。
若滑块A 在斜面上受到大小为4N,方向垂直斜面向下的恒力F作用时,恰能沿斜面匀速下滑。
现撤去F,让滑块A从距斜面底端L=4m处,由静止开始下滑。
取2g ,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:10m/s(1)滑块A与斜面间的动摩擦因数;(2)撤去F后,滑块A到达斜面底端时的速度大小;(3)滑块A与弹簧接触后的运动过程中弹簧最大弹性势能。
中考物理压轴题(力学)解力学方法:(1)整体隔离受力分析方法(2)压轴计算题时,通常会出现一套机械的多种状态,一定是先对各个不同状态做受力分析再列平衡方程(牛顿第一定律以及杠杆平衡条件)。
列出平衡方程之后可能出现两种情况:(3)能够步步求解的问题(即条件比较多,能求出相关的一些力的大小,然后由平衡方程可以找到一个突破口,然后求出各个力)(4)有比例关系,需要通过一个共同的未知量来表示比例量,然后得到这个共同未知量的一个方程,从而解出这个未知量。
解出这个未知量之后再通过不同状态的平衡等式可解出其他物理量(通常这个共同的未知量为G D)例如:【大兴2010二模】如图25所示为一种蓄水箱的放水装置,AOB是以O点为转轴的轻质杠杆,AO呈水平状态,如图A、O两点间距离为40cm, B、O两点间距离为20cm,且OB 与水平面夹角为60°。
A点正下方的Q是一个轻质、横截面积为100cm2的盖板(盖板恰好能堵住出水口),它通过细绳与杠杆的A端相连。
在水箱右侧的水平工作台上,有一质量为60kg的人通过滑轮组拉动系在B点呈竖直状态的绳子,从而可以控制水是否能从出水口流出。
若水箱中水深为50cm,当盖板恰好要被拉起时,人对绳子的拉力为F1,工作台对人的支持力为N1;若水箱中水深为100cm,当盖板恰好要被拉起时,人对绳子的拉力为F2,工作台对人的支持力为N2。
已知N1与N2之比为9:7,盖板的厚度、绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计,人对绳的拉力与人所受重力在同一直线上,取g=10N/kg。
求:(1)动滑轮所受的重力(2)F1:F2(3)当水位至少达到多高时,人无法拉起盖板。
图25………………………………………………………………………1分(1)注1:当遇到浮力问题时要注意,由于在平衡等式里会多出一个浮力,如果浮力已知或由已知容易算出则同上去求解;如果浮力未知则可能会多给一个机械效率等条件,此时条件的应用一定要注意,尽量消掉浮力,留下D D 。
专题十一力学综合计算类型一:与运动有关计算类1.(2021·重庆中考真题)2020年12月8日,中尼两国共同宜布珠峰的最新高程为8848.86m。
体重为500N 的小海同学想一睹珠峰的雄伟魅力,从重庆坐火车经过约40h行驶了约3080km到达拉萨,然后坐汽车到达珠峰大本营。
(1)求火车的平均速度;(2)从拉萨到珠峰大本营海拔升高了1600m,求该过程中克服小海重力做的功。
【答案】(1)77km/h;(2)8×105J【详解】解:(1)火车的平均速度v=st=3080km40h=77km/h(2)克服小海重力做的功W=Gh=500N×1600m=8×105J答:(1)求火车的平均速度是77km/h;(2)该过程中克服小海重力做的功是8×105J。
2.(2021·内蒙古中考真题)某轿车在平直公路上行驶的45s内,其速度v与时间t、动力F与时间t的关系图像分别如图甲、乙所示。
已知前10s轿车运动的路程为100m。
求:(1)前10s轿车运动的平均速度;(2)轿车在匀速直线运动阶段通过的路程;(3)动力F做的总功。
【答案】(1)10m/s;(2)700m;(3)1.1×106J【详解】(1)前10s轿车运动的平均速度111100m 10m/s 10ss t v === (2)根据sv t=可知,轿车在匀速直线运动阶段通过的路程 ()22220m/s 45s 10s 700m s v t ==⨯-=(3)动力F 做的总功12112264000N 1J 00m 1000 1.N 701100m W W W F s F s =+=+=⨯⨯+⨯=答:(1)前10s 轿车运动的平均速度是10m/s ;(2)轿车在匀速直线运动阶段通过的路程是700m ;(3)动力F 做的总功为1.1×106J 。
3. 如图所示为直-9型舰载直升机.该直升机有效载荷1 863 kg ,最大起飞质量3 850 kg ,最大续航时间5 h ,下表是直升机航行时所受阻力的大小与速度的关系.(g 取10 N/kg )求: (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3 min 竖直上升至756 m 高空的平均速度.(4)当直升机以80 m/s 的速度水平匀速巡航时,发动机的输出功率.速度v (m/s ) 20 40 60 80 阻力f /N1004009001 600【解析】(1)小于(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F =G =mg =3 850 kg×10 N/kg =3.85×104 N (3)直升机竖直上升的平均速度 v =s t =756 m3×60 s=4.2 m/s (4)由表可知,直升机以80 m/s 的速度水平匀速巡航时所受的阻力为1 600 N ,此时牵引力等于阻力,即F 牵=f =1 600 N故直升机发动机的输出功率P =W t =F 牵st=F 牵v ′=1 600 N×80 m/s =1.28×105 W4. “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50 kg ,所骑自行车质量为15 kg.(g 取10 N/kg )求:(1)若他在平直公路上5 min 内匀速行驶了1 500 m ,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60 N ,则他骑行这5 min 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25 cm 2,则他骑行时自行车对地面的压强为多少?【解析】解:(1)骑行的速度为:v =s t =1 500 m5×60 s=5 m/s(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f =F 牵=60 N 李明克服阻力所做的功:W =fs =60 N×1 500 m =9×104 J(3)骑自行车行驶时对地面的压力:F =G =(m 1+m 2)g =(15 kg +50 kg )×10 N/kg =650 N 自行车与地面总的接触面积:S =25 cm 2=2.5×10-3 m 2李明骑自行车行驶时对地面的压强:p =F S =650 N2.5×10-3 m 2=2.6×105 Pa类型二:压强、浮力类5.(2021·甘肃兰州·中考真题)如图所示,质量为120g 的平底烧瓶内装有300mL 的水,静止放在水平桌面上,烧瓶底面积为230cm ,测得水的深度为5cm ,已知331.010kg/m ρ=⨯水,10N kg g =。
2021年中考物理专题练习: 力学计算压轴题1.A、B质量分布均匀的正方体物块, A的密度为3×103kg/m3, 边长为10cm, B的边长未知。
A、B中间用轻质弹簧相连, 弹簧的弹力大小和其形变量的关系如图丙所示。
如图甲所示, B静止在底面积为200cm2的装有水的柱形容器中, 此时A的上表面距水面20cm, 现用如乙图所示的滑轮组将A从水中缓慢提起, 当拉力F-10N时, A恰好未露出水面, 此时B对容器底部的压强为500Pa, 且弹簧恰好恢复原长;当A刚好被拉出水面时, B对容器底的压强恰好为0(整个过程中不计绳重、摩擦、水的阻力且弹簧体积可以忽略, 弹簧的形变始终在其弹性限度内, g=10N/kg)。
问:(1)A物体的重力为多少?(2)动滑轮的重力为多少?(3)物体B的密度是多少?2.如图所示, 质量为60kg的工人在水平地面上, 用滑轮组把货物运到高处。
第一次运送货物时, 货物质量为130kg, 工人用力F1匀速拉绳, 地面对工人的支持力为N1, 滑轮组的机械效率为η1;第二次运送货物时, 货物质量为90 kg, 工人用力F2匀速拉绳的功率为P2, 货箱以0.1m/s的速度匀速上升, 地面对人的支持力为N2, N1与N2之比为2: 3。
(不计绳重及滑轮摩擦, g取10N/kg) 求:(1)动滑轮重和力F1的大小;(2)机械效率η1;(3)功率P2。
3.小文的体重为600 N, 当他使用如图24所示的滑轮组匀速提升水中的体积为0.01m3的重物A时(重物始终未出水面), 他对地面的压强为8.75×103 Pa。
已知小文与地面的接触面积为400/。
当他用此滑轮组在空气中匀速提升重物B时, 滑轮组的机械效率是80%。
已知重物A重物B所受重力之比GA︰GB=5︰12, 若不计绳重和摩擦, g=10N/kg。
求:(1)提升重物A时小文对地面的压力。
(2)物体A的密度。
(3)在水中提升重物A时滑轮组的机械效率。
专题07功与功率的综合计算考点01:力的作用效果及功与功率的综合计算:此考点主要是在正确分析物体受的的前题利用功与功率的计算公式对某些物理量进行正确的计算。
一:常见求有用功的计算公式:(1)水平移动型:W=FS。
(2)竖直移动型:W=FS=Gh;或W=Pt。
二:常见功率的计算公式:P=W/t=FV.;例1:(2020·四川雅安)一辆汽车以恒定的功率.....在平直的公路上做直线运动,其v-t图像如图所示,在第10s时速度达到15m/s,通过的路程为80m。
求∶(1)在0—10s内汽车的平均速度;(2)设汽车在匀速行驶过程中所受阻力不变,大小为f =4000N,则汽车匀速行驶时的功率;(3)在0~10s 内汽车发动机产生的牵引力所做的功。
【答案】(1)8m/s;(2)4610W ⨯;(3)5610J ⨯。
【解析】(1)由题知,在0~10s 内汽车通过的路程s =80m,则在0~10s 内汽车的平均速度:80m 8m/s 10ss v t ===.(2)由图可知,10s 后汽车做匀速直线运动,速度v =15m/s,此时汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,则牵引力:F =f =4000N,汽车行驶时的功率为:44000N 15m/s 610W WP Fv t===⨯=⨯.(3)因为汽车的功率不变,所以在0~10s 内汽车发动机产生的牵引力所做的功:45610W 10s 610J ==⨯⨯=⨯W Pt .【变式1—1】(2018山西中考)每天都会有许多全国各地的人民群众,来到天安门广场观看升国旗仪式。
天安门广场上的国旗,每天都会准时同太阳一起升起,25000次零失误。
这是护卫国旗的战士们,一天一个两万步,两年一个新长征的训练缔造的奇迹。
天安门广场上的国旗总重为175N,升旗时(如图),国旗上升高度为30m,所用时间为2分07秒。
求解下列问题:(1)国旗上升的平均速度是多少(保留一位小数)。
一、计算题1.(2014·揭阳)一辆小汽车,总重为1.2×104N,四个轮胎与地面接触的总面积为0.12m2,小汽车以72km/h 的速度在水平路面上匀速行驶时,发动机的实际功率为20kW。
若小汽车行驶的距离为100km,求:(1)该车静止在水平路面上时,对路面的压强是多少。
(2)小汽车在这段路程中发动机所做的功。
【答案】(1)1×105P a (2)1×108J考点:压强和功的计算2.(2014·娄底)随着生活品味的提升,玻璃房逐渐受到人们的青眯,这大玻璃窗户的清洁可由如图所示的“自动擦窗机器人”完成.某“自动擦窗机器人”的质量为2kg,它的“腹部”有吸盘.当自动擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它能牢牢地吸在竖直玻璃上.(g取10N/kg)(1)当自动擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,摩擦力为N.此时若真空泵继续向外抽气,则自动擦窗机器人受到的摩擦力(选填“变大”、“变小”或“不变”).(2)吸盘与玻璃的接触面积为1.2×10﹣3m2,若吸盘在此面积上对玻璃的压强为1.5×105P a,则吸盘对玻璃的压力是多大?(3)自动擦窗机器人竖直向下运动时,若真空泵继续向外抽气,则自动擦窗机器人受到的摩擦力(选填“变大”、“变小”或“不变”).(4)自动擦窗机器人在6s内均速竖直向下运动了0.6m,重力做功的功率是多大?【答案】(1)20;不变;(2)吸盘对玻璃的压力为180N;(3)变大;(4)重力做功12J,重力做功功率2W.【解析】试题分析:(1)“擦窗机器人”的重力G=mg =2kg×10N/kg=20N ,“擦窗机器人”静止时处于平衡状态,即受力平衡,所以在竖直方向上摩擦力和重力平衡,则摩擦力大小f =G =20N ,根据二力平衡的条件只要“擦窗机器人”在竖直玻璃上静止,重力不变,摩擦力就不变;(2)由S F P =得,吸盘对玻璃的压力F =p S=1.5×105P a×1.2×10﹣3m 2=180N . (3)自动擦窗机器人竖直向下运动时,自动擦窗机器人受到滑动摩擦力的作用,滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,若真空泵继续向外抽气,因为擦窗机器人”对玻璃的压力变大,所以摩擦力变大;(4)擦窗机器人6s 下降的高度h =s=0.6m ,重力做功W =Gh =20N×0.6m=12J ,考点: 二力平衡的条件的应用,影响互动摩擦力大小的因素,功和功率的计算。
专题09中考力学体系内综合计算题一、解决力学体系内综合计算题需要用到的公式1.根V =-可求路程S = w和时间/ =-t V2.重力的计算公式:G = mg,(式中g是重力与质量的比值:萨9.8N/kg,在粗略计算时也可取g二10N/kg);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p = 2,导岀公式F = pS和S=£5.液体压强计算:p = pgh ,(P是液体密度,单位是kg/m3; g=9. 8 N/kg; h是深度,指液体自由液而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.阿基米徳原理: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)阿基米徳原理公式:偏=怖=°液g V i98.计算浮力方法有:(1)秤量法:F庐G-F拉(G是物体受到重力,F卩是物体浸入液体中弹簧秤的读数)(2)压力差法:F #f=F向.(-F向卜(3)阿基米徳原理:斥孚=。
卅=。
液g岭(4)平衡法:F沪G均(适合漂浮、悬浮)9.杠杆平衡的条件:FL二Fl’。
这个平衡条件也就是阿基米徳发现的杠杆原理。
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,即卩=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二Fs:单位:焦(J); F-牛顿(N): s—米(m)。
(1焦二1牛•米).12.功率(P):单位时间(t)里完成的功(W),叫功率。
W计算公式:P = —o单位:P—瓦特(w):聊一焦(J); t一秒(s)。
t13.机械效率:(1)有用功:对人们有利用价值的功,记作*初)用滑轮组提升时:W•伽=Gh:用滑轮组平拉物体时:W.e^=fs(2)总功:动力对机械所做的功,记作W Q; W.ti=Fs(3)额外功:对人们无用又不得不做的功,记作W三者间的关系:W优用+W «i«.=W总(4)机械效率:有用功跟总功的比值叫机械效率。
2021年中考物理三轮复习:力学综合计算题压轴题1.如图所示。
放在水平地面上的物体A、B高度相等,A对地面的压力小于B对地面的压力。
若在两物体上部沿水平方向切去相同的厚度,则切去部分的质量m A′、m B′的关系是()A.m A′一定大于m B′B.m A′可能大于m B′C.m A′一定小于m B′D.m A′可能等于m B′2.如图所示,形状不同,底面积和重力相等的A、B、C三个容器放在水平桌面上,容器内分别装有质量相等的不同液体。
下列分析正确的是()A.液体密度关系为:ρA<ρB<ρCB.液体对容器底部的压强相等C.液体对A容器底部的压强最小,对C容器底部的压强最大D.三个容器对桌面的压强相等3.如图(a)所示,底面积不同的圆柱形容器分别盛有甲、乙两种液体,其密度为ρ甲和ρ,已知液体对各自容器底部的压强相等。
现将甲、乙液体互换容器(均不溢出),如图乙(b)所示,甲、乙液体对容器底部压强的变化量分别为△p甲、△p乙,则ρ甲ρ乙,△p甲△p乙(选填:>/</=)。
4.将一物块轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有81g水从大烧杯中溢出;将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,静止后有72g酒精从大烧杯中溢出,已知ρ酒精=0.8×103kg/m3,则可判断物块在水中处于状态(选填“漂浮”、“悬浮”、“沉底”),物块的密度是kg/m3。
5.如图甲所示,装有部分水的试管竖直漂浮在容器内的水面上,试管内水面与容器底部的距离为h,试管壁粗细均匀、厚度不计;现将一物块完全浸没在该试管水中,发现试管内水面与容器底部的距离恰好仍为h,如图乙所示,若试管横截面积与容器横截面积之比为1:5,则新放入的物块密度为kg/m3。
6.如图所示装置,物体B重为G,它浸没在水中匀速下沉时,通过滑轮组着重200N的物体A在水平面上匀速运动;当用一个水平向左的拉力拉物体A,使物体B在水中匀速上升(物体B始终未露出水面),力F1的功率为P1,滑轮组的机械效率为η1;当物体B完全露出水面后,用另一个水平向左的力F2拉物体A,使物体B仍然以相同的速度匀速上升,力F2的功率为P2,此时滑轮组的机械效率为η2,已知:物体B的密度ρB=5ρ水,第一次的拉力F1=60N,η1:η2=44:45.若不计绳重、滑轮组装置的摩擦和水中的阻力,功率之比P1:P2=(g取10N/kg)。
7.如图,杠杆AB可绕O点在竖直平面内自由转动,A端通过细绳悬挂一圆柱形金属块,B端通过细绳悬挂一质量为1kg的小桶,已知圆柱形金属块的底面积75cm2、高5cm,圆柱形容器的底面积100cm2,g取10N/kg。
不计杠杆及细绳质量。
当金属块刚刚浸没在圆柱形容器内的水中时,杠杆在水平位置平衡,容器中的水深为10cm,如图甲所示,则此时金属块所受浮力为N,水对容器底压力为N.打开圆柱形容器侧壁的阀门K,放出适量水到烧杯M中,然后关闭阀门,把放出的水全部倒入小桶中,杠杆在水平位置又重新平衡,此时金属块的下表面还没有出水面,如图乙所示。
则金属块的密度kg/m3。
8.某校课外科技小组的同学为测量暴雨过后浑浊江水的密度,设计了如图所示的一套装置:A是弹簧测力计,B是边长为0.1m的均匀正方体浮子,C是底面积为200cm2、高为60cm、重为5N的圆柱形容器,D是一固定在容器底部的轻质定滑轮。
弹簧测力计和正方体浮子之间用一轻质无伸缩的细线通过滑轮相连接(不考虑绳重和滑轮的摩擦),按图中所示,浮子B浸没在清水中时,容器中水的深度为20cm,测力计A的示数为5N,若将容器中的清水换为同体积的浑水,弹簧测力计用拉力F2使浮子B浸没在浑水中,容器对桌面的压强变化了200Pa。
求:(1)浮子B的重力为多大?(2)浑水的密度。
9.如图所示,将一由A和B构成、两端开口的玻璃制品的底部扎上薄橡皮膜,做成容器。
A、B的横截面积分别为S A和S B,且S A=2S B=40cm2.(答器壁的厚度忽略不计)将容器固定在放有电子秤的铁架台上,使橡皮膜刚好与电子秤完全接触,未倒入水时电子秤的读数为零。
往容器内缓慢倒入体积为240cm3的水后,水进入了容器中B部分,且在B 内的高度为2cm,此时水对容器底的压强为p1.电子称的读数为280g。
g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3。
(1)求容器中水的质量;(2)求此时水对容器底的压强p1;(3)接下来将一小合金块浸没在容器中最后沉底,B内水面上升了1cm,电子秤的读数增加了120g,则合金块的密度为多大?10.在科技节,小海用传感器设计了如图甲所示的力学装置,杠杆OAB始终在水平位置保持平衡,O为杠杆的支点,OB=3OA,竖直细杆a的上端通过力传感器连在天花板上,下端连在杠杆的A点,竖直细杆b的两端分别与杠杆和物体M固定,水箱的质量为0.8kg,不计杠杆、细杆及连接处的重力。
当图甲所示的水箱中装满水时,水的质量为3kg。
力传感器可以显示出细杆a的上端受到作用力的大小,图乙是力传感器的示数大小随水箱中水的质量变化的图象。
(取g=10N/kg)(1)物体M的质量为kg;(2)当向水箱中加入质量为0.4kg的水时,水箱对水平面的压强为p1;继续向水箱中加入质量为1.6kg的水时,水箱对水平面的压强为p2,则p1:p2=。
参考答案与试题解析1.如图所示。
放在水平地面上的物体A、B高度相等,A对地面的压力小于B对地面的压力。
若在两物体上部沿水平方向切去相同的厚度,则切去部分的质量m A′、m B′的关系是()A.m A′一定大于m B′B.m A′可能大于m B′C.m A′一定小于m B′D.m A′可能等于m B′【解答】解:设物体A、B原来的高度为h,A的横截面积为S A,B的横截面积为S B;A的密度为ρA,B的密度为ρB;A对地面的压力为F A=G A=m A g=ρA S A hg,B对地面的压力为F B=G B=m B g=ρB S B hg;∵F A<F B,即:ρA S A hg<ρB S B hg,∴ρA S A<ρB S B,在两物体上部沿水平方向切去相同的厚度h′,m A′=ρA S A h′,m B′=ρB S B h′,∵ρA S A h′<ρB S B h′,∴m A′<m B′。
故选:C。
2.如图所示,形状不同,底面积和重力相等的A、B、C三个容器放在水平桌面上,容器内分别装有质量相等的不同液体。
下列分析正确的是()A.液体密度关系为:ρA<ρB<ρCB.液体对容器底部的压强相等C.液体对A容器底部的压强最小,对C容器底部的压强最大D.三个容器对桌面的压强相等【解答】解:A、根据ρ=可知,质量相等的不同物质,体积越大,密度越小,由图可知,V A<V B<V C,故ρA>ρB>ρC.故A错误;BC、三个容器中,A中液体对容器底部的压力大于自身的重力;B中液体对容器底部的压力等于自身的重力;C中液体对容器底部的压力小于自身的重力;根据公式p=可知,三个容器底面积相同,液体对A容器底部的压强最大,对B容器底部的压强次之,对C 容器底部的压强最小,故BC错误;D、三个容器的重力相等,液体的质量相等,则重力相等,容器放在水平桌面上对水平桌面的压力相同,又底面积相等,根据公式p=可知,三个容器对桌面的压强相等,故D 正确。
故选:D。
3.如图(a)所示,底面积不同的圆柱形容器分别盛有甲、乙两种液体,其密度为ρ甲和ρ,已知液体对各自容器底部的压强相等。
现将甲、乙液体互换容器(均不溢出),如图乙(b)所示,甲、乙液体对容器底部压强的变化量分别为△p甲、△p乙,则ρ甲>ρ乙,△p甲>△p乙(选填:>/</=)。
【解答】解:(1)由图(a)可知,甲液体的深度小于乙液体的深度,因液体对各自容器底部的压强相等,所以,由p=ρgh可知,甲液体的密度大于乙液体的密度,即ρ甲>ρ乙;(2)因图(a)中,液体对各自容器底部的压强相等,且S1>S2,所以,由p=的变形式F=pS可知,甲液体对容器底部的压力大,因柱形容器底部受到的压力和液体自身的重力相等,所以,甲液体的重力大,即G甲>G乙,将甲、乙液体互换容器后,甲液体对容器底的压力不变(等于甲的重力),而受力面积发生变化,则甲液体对容器底部压强的变化量:△p甲=﹣=﹣=G甲(﹣),乙液体对容器底的压力不变(等于乙的重力),而受力面积发生变化,则乙液体对容器底部压强的变化量:△p乙=﹣=﹣=G乙(﹣),因为G甲>G乙,所以G甲(﹣)>G乙(﹣),即:△p甲>△p乙。
故答案为:>;>。
4.将一物块轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有81g水从大烧杯中溢出;将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,静止后有72g酒精从大烧杯中溢出,已知ρ酒精=0.8×103kg/m3,则可判断物块在水中处于漂浮状态(选填“漂浮”、“悬浮”、“沉底”),物块的密度是0.9×103kg/m3。
【解答】解:假设ρ物≥ρ水,物体将在水中悬浮或下沉在杯底,在酒精中下沉在杯底,此时排开水或酒精的体积相同,根据F浮=ρ液V排g可知受到的浮力关系为5:4,而现在根据F浮=G排=G溢=m溢g可知浮力关系为9:8,所以ρ物≥ρ水不可行;假设ρ物≤ρ酒精,物体将在水中漂浮,在酒精中漂浮或悬浮,这样受到的浮力相等,都等于自重,但是实际受到的浮力不相等,所以ρ物≤ρ酒精不可行;可见物体的密度一定是大于酒精的密度、小于水的密度,所以物体在水中会漂浮,而在酒精中下沉到杯底:∵物体在水中漂浮,∴F浮=G物=m物g,∵F浮=G排=G溢=m溢g,∴m物=m溢=81g,∵物体在酒精中下沉,ρ酒精=0.8×103kg/m3=0.8g/cm3,∴V物=V排===90cm3,物体的密度:ρ===0.9g/cm3=0.9×103kg/m3。
故答案为:漂浮;0.9×103。
5.如图甲所示,装有部分水的试管竖直漂浮在容器内的水面上,试管内水面与容器底部的距离为h,试管壁粗细均匀、厚度不计;现将一物块完全浸没在该试管水中,发现试管内水面与容器底部的距离恰好仍为h,如图乙所示,若试管横截面积与容器横截面积之比为1:5,则新放入的物块密度为 1.25×103kg/m3。
【解答】解:设试管底面积为S1,容器底面积S2,物块完全浸没在该试管水中后,试管中液体上升的高度是h0,试管底部应再下沉的深度h1,因试管下沉容器液面上升的高度h2,如图所示:试管内物块体积:V物=V物排=S1h0物块的重力:G物=ρ物gV物=ρ物gS1h0试管增加的浮力F浮=ρ水gS1(h1+h2)容器底部增加的压力F压=ρ水gS2h2因为试管放入物块后,试管仍处于漂浮状态所以,放入物块的重力G物=试管增加的浮力F浮=容器底部增加的压力F压ρ物gS1h0=ρ水gS1(h1+h2)=ρ水gS2h2依题意有S2=5S1,代入ρ水gS1(h1+h2)=ρ水gS2h2,得h1=4h2,h2=0.25h1因试管内水面与容器底部的距离都为h,所以h0=h1ρ物gS1h0=ρ物gS1h1=ρ水gS1(h1+h2)=ρ水gS1(h1+0.25h1)则ρ物=1.25ρ水=1.25×103kg/m3。