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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）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 公斤最大使用高度 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（1）飞艇最大能获得多少浮力？空气密度取1.29kg/m3（2）飞艇满载，上升到最大使用高度，需要克服重力做多少功？（
2、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水1.0103kg/m3，g取10N/kg）。求：（1）长方体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。3（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
3、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
4、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？V(m/s)5.（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
5、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1.0103kg/m3，g取10N/kg）F(108N)t/s306082430600.4甲t/s乙（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？6（8分）帆板是帆船运动中一个
6、级别的比赛，是一项新兴的体育运动。如图所示，某种帆板由板体、帆杆、面积为6m2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。平均风速（m/s）51015202530风能强度
7、102 J/（m2s）48121620247、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）雯雯在水平路面上骑易步车时，车对地面的压强。（3）雯雯上学过程中，易步车牵引力做功功率。8、（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
8、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)（1）若轮胎与地面总接触面积是810-2m2，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？答案1.解：（1）气囊充满气时，飞艇浮力最大。由阿基米德原理得-（2分）（2）飞船满载后的总重 -（1分） 克服重力需要做的功 -（2分）（3）最大巡航距离，所以
9、不能飞抵福州。-（2分）答：略。2. 解答：略3. 解、（1）v=300.5m/s=15m/s=54km/hv=s/t=1427km/54km/h26.4h-（2分）（2）潜艇在水下航行时受到的浮力为F浮=G排=m排g=16000103kg10N/kg=1.6108N-（3分）（3）潜艇在水下最大航速为v= 30节=300.5m/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=60104N=6105N潜艇匀速水平航行时的动力为F= f=6105N（1分）它的动力功率为P=W/t=Fs/t=Fv=6105N15m/s=9106W-（3分）4. 解：（1）有用功：W有=Gh=
10、900N8m=7200J；（2）由v= 得，物体上升时间：t= = =20s，据图乙可知，此时拉力做的总功是8000J，滑轮组的机械效率：= 100%= 100%=90%；（3）由图甲可知，n=2，所以绳子自由端移动的距离：s=28m=16m；根据W总=Fs可得，拉力：F= = =500N；提升重物时，人对地面的压力：F压=G人F=800N500N=300N，人对地面的压强：p= = =7500Pa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7500Pa5. 解：（1）m排=4000t=4106kg，F浮=G排=m
11、排g=4106kg10N/kg=4107N（2）p=gh=1103kg/m310N/kg6m=6104Pa（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=8108N，由乙图知，船的速度是v=0.4m/s，P=Fv=8108N0.4m/s=3.2108Ws=vt=0.4m/s30s=12mW=Fs=3.2108W12m=3.84109J6. 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=G帆板+G运动员=m帆板g+m运动员g=20kg10N/kg+50kg10N/kg=700N；1分由F浮=水V排g可得帆板排开水的体积：V排=0.07m3；2分（2
12、）由p=得风对三角帆的最大推力F=pS=40Pa6m2=240N；2分（3）帆板的风能利用率： 3分答：略7. 解.s=vt=18km/h1/6h=3km2分F=G总=（m人+m车）g=(60kg+20kg)10N/kg=800N.1分P=F/s=800N/5010-4m2=1.65105Pa.2分因为匀速， 所以F=f=0.1G=0.1800N=80N.1分V=18km/h=5m/sP牵=Fv=80N 5m/s=400w.2分8. 解：（1）巡逻车在水平路面上F=G总=m总g=（m人+m车）g=（120Kg+680Kg）10N/Kg=8000N，（2分）S=810-2m2，人和车对地面的压强为： 1105Pa（2分）（2）S=vt=30km/h 10/60 h=5km （1分）(3)而电动巡逻车所受的阻力为人车总重的0.04倍，电动巡逻车匀速行驶时的牵引力为：F牵=f=0.04G总=0.048000N=320N （2分）（4）W有= F牵S=320N5103 m=1.6106 （1分） （2分）9
