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1、. . . .专题四综合应用题类型一力学综合计算题1(2016，)为提高车辆通行质量，交警在市区一些道路某些时段推出“绿波通行”，即车辆在绿波路段以如下图的5055 km/h围行驶，一路绿灯在绿波时段，质量是1.2103 kg的汽车，经过绿波路段上相距2.7103 m的两个路口，用时180 s，问：(1)汽车行驶的平均速度是多少？是否“绿波通行”？(2)若汽车在这段距离行驶时牵引力保持3000 N不变，则汽车的输出功率是多少？(3)若轮胎与地面接触的总面积是0.6 m2，汽车静止时对水平地面的压强是多少？(g取10 N/kg)(1)汽车行驶的平均速度v15 m/s54 km/h，因为50 km
2、/h54 km/h55 km/h，所以该汽车是“绿波通行”(2)汽车的牵引力做的功WFs3000 N2.7103 m8.1106 J，则汽车的输出功率P4.5104 W(3)汽车的重力Gmg1.2103 kg10 N/kg1.2104 N，因为汽车静止在水平地面，所以汽车对水平地面的压力F压G1.2104 N，则汽车静止时对水平地面的压强p2104 Pa2(2016，)人用如图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重力变化的图象如图乙所示，滑轮和钢绳的摩擦力与绳重忽略不计，g取10 N/kg.(1)若某次运送建材的质量为50 kg，则建材的重力是多少？(2)若工人在
3、1 min将建材匀速竖直向上提升了12 m，作用在钢绳上的拉力为200 N，求拉力的功率(3)当滑轮组的机械效率为60%时，运送建材的重力是多大？(1)建材的重力Gmg50 kg10 N/kg500 N(2)由图可知：承当重物绳子的段数n2，则1 min绳子自由端移动的距离s2 h212 m24 m，拉力做的功WFs200 N24 m4800 J，拉力的功率P80 W(3)由图象可知，当50%时，重物G400 N，因为，所以，50%，解得G动400 N，当60%时，即60%，解得，G600 N3(2016，)小雨通过如图甲所示滑轮组将水中物体匀速提升至空中，他所用拉力F与绳子自由端移动的距离s
4、的关系图象如图乙所示其中物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为85%.每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和水的阻力求：(1)物体在空中上升1 m，小雨做的功是多少？(2)每个滑轮的重力是多少？(3)物体的密度是多少？(1)由图乙可知，绳子自由端移动的距离为04 m时，拉力为100 N不变，此时物体没有露出水面，46 m时，物体开始逐渐露出水面，拉力不断增大，68 m时拉力为200 N不变，此时物体完全离开水面，故物体在空中匀速上升过程中受到的拉力F200 N，由图可知n4，所以绳子自由端移动的距离snh41 m4 m，小雨做的功是WFs200 N4 m800 J(2)根据可得，物体在空中上升1
5、m做的有用功W有用W总85%800 J680 J，根据WGh可得，物体的重力G680 N，根据F(G2G动)可得，2G动4FG4200 N680 N120 N，所以每个滑轮的重力G动60 N(3)物体没有露出水面之前受到的拉力为F4100 N400 N，重力G680 N，两个动滑轮的重力为120 N，所以，物体完全浸没时受到的浮力F浮G2G动F680 N120 N400 N400 N，根据F浮水gV排可得物体的体积VV排4102 m3，物体的质量m68 kg，则物体的密度1.7103 kg/m34(2016，黄冈)图甲为研究匀速直线运动的实验装置，一个半径为2 cm的球由于磁铁的吸引静止在盛水
6、的玻璃管底，水深1 m移除磁铁后，球在玻璃管中上升，图乙为球在露出水面前运动速度与时间的关系图象，其中v00.05 m/s，水的密度为1.0103 kg/m3，求：(1)移除磁铁前，玻璃管底受到水的压强(2)球在玻璃管上升过程中前4 s的平均速度(3)已知球上升时受到水的阻力与其速度的关系为fkv，球的体积用V，水的密度用0表示，请推导球的密度表达式(用字母表示)(1)移除磁铁前，玻璃管底受到水的压强pgh1.0103 kg/m310 N/kg1 m1.0104 Pa(2)由图可知，球在露出水面前运动的时间为21 s，根据v可得，421 s球上升的距离s0v0t0.05 m/s17 s0.85
7、 m，则球在玻璃管上升过程中前4 s上升的距离s1 m0.85 m20.02 m0.11 m，所以球在玻璃管上升过程中前4 s的平均速度v0.0275 m/s(3)由图可知，球421 s时匀速上升，受力平衡，所以GfF浮，根据Gmg，可得GVg，又知fkv，F浮ogV，则Vgkv0gV，球的密度05(2016，威海)如图是利用电子秤显示压力大小反映水箱水位变化的装置示意图该装置由滑轮C，长方体物块A、B以与杠杆DE组成物块A通过细绳与滑轮C相连，物块B放在电子秤上并通过细绳与杠杆相连杠杆可以绕支点O转动并始终在水平位置平衡，且DOOE12，已知物块A的密度为1.5103 kg/m3，底面积为0
8、.04 m2，高1 m，物块A的上表面与水箱顶部相平，物块B的重力为150 N滑轮与轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦以与滑轮、杠杆和绳的自重均忽略不计(g取10 N/kg，水的密度为1.0103 kg/m3)请解答以下问题：(1)当水箱装满水时，物块A的下表面受到水的压强是多大？此时物块A所受的拉力是多大？(2)从水箱装满水到水位下降1 m，电子秤所显示的压力示数变化围是多少？(1)物体A下表面受到水的压强p水gh1.0103 kg/m310 N/kg1 m1104 Pa，物体A的体积VASh0.04 m21 m0.04 m3，浸没时V排VA0.04 m3，物体A受到浮力F浮水gV排1.0103 kg
9、/m310 N/kg0.04 m3400 N，物体A受到重力GAAgVA1.5103 kg/m310 N/kg0.04 m3600 N，物体A所受的拉力FGAF浮600 N400 N200 N(2)当物体A浸没时，对D点拉力FD100 N，由杠杆平衡条件FDDOFEOE得，FE50 N，电子秤示数F压GBFB150 N50 N100 N；当水位下降1 m时，即物体A全部露出水面时，对D点拉力FD300 N，由杠杆平衡条件FDDOFBOE得FB150 N，电子秤示数F压GBFB150 N150 N0 N，所以从水箱装满水到水位下降1 m，电子秤示数变化围0 N100 N6(2016，黔东南州)如
10、下图是某车站厕所的自动冲水装置，圆柱体浮筒A的底面积为400 cm2，高为0.2 m，盖片B的面积为60 cm2(盖片B的质量，厚度不计)，连接AB的是长为0.4 m，体积和质量都不计的硬杆，当流进水箱的水刚好浸没浮筒A时，盖片B被拉开，水通过排水管流出冲洗厕所(已知水的密度为1.0103 kg/m3，g取10 N/kg)请解答以下问题：(1)当水箱的水刚好浸没浮筒A时，水对盖片B的压力是多少？(2)浮筒A的重力是多少？(3)水箱中水多深时盖片B又自动关上？(1)当水箱的水刚好浸没浮筒A时，水深h0.4 m0.2 m0.6 m，水对盖片B的压强pgh1103 kg/m310 N/kg0.6 m
11、6000 Pa，水对盖片B的压力FpS6000 Pa60104 m236 N(2)杆对浮筒的拉力等于水对盖片B的压力，即F36 N，当水箱的水刚好浸没浮筒A时，浮筒受到的浮力F浮水V排g1103 kg/m3400104 m20.2 m10 N/kg80 N，浮筒受到的浮力等于浮筒重加上杆对浮筒的拉力，即F浮GAF，则浮筒A的重力GAF浮F80 N36 N44 N(3)设圆柱体浮筒A浸在水中的深度为h1时，盖片B又自动关上，则F浮GA即水V排gGA，1103 kg/m3400104 m2h110 N/kg44 N，解得h10.11 m，水箱中水的深度h10.11 m0.4 m0.51 m7(20
12、16，)测量液体密度的仪器叫做密度计图甲和图乙是自制的简易密度计，它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的，将其放入盛有不同液体的两个烧杯中(1)请判断哪杯液体密度大，并说明理由(2)实验室的密度计的上部是一个用来标刻度的空心圆柱形玻璃管，管下部为一玻璃泡，装有铅粒如图丙所示，该密度计圆柱形玻璃管长L10 cm，横截面积S2.5 cm2，总质量m20 g，将它放入水中静止时，水面距玻璃管上端为4 cm；将此密度计放入未知液体中静止时，发现液面距玻璃管上端为2 cm.求这种液体的密度以与密度计玻璃管上能标出的最大刻度值和最小刻度值(已知水的密度为1.0103 kg/m3，g取10N/kg)(1)图乙中
13、液体密度大，根据漂浮条件mg液gV排，图乙中密度计浸入液体中的体积小些，所以液体密度大些(2)设密度计总体积为V，将它放入水中静止时mg水g(VSl1)，l14 cm，得V30 cm3，将它放入未知液体中静止时mg液g(VSl2)，l22 cm，得液0.8 g/cm30.8103 kg/m3，当玻璃管上端恰好没入液体中时，此刻度线为最小刻度值，根据漂浮条件mgmingV得min0.67103 kg/m3，当玻璃管下端恰好浸入液体中时，此刻度线为最大刻度值，根据漂浮条件mgmaxg(VSL) 得max4.0103 kg/m38(2015，贵港)一个带阀门的圆柱形容器，底面积是200 cm2，装有
14、12 cm深的水，正方体M边长为10 cm，重20 N，用细绳悬挂放入水中，有的体积露出水面，如下图求： (1)正方体M的密度(2)正方体M受到的浮力以与此时水对容器底部的压强. (3)若从图示状态开始，通过阀门K缓慢放水，当容器中水面下降了2 cm时，细绳刚好被拉断，则细绳能承受的最大拉力是多少？(g取10 N/kg，水的密度为1.0103 kg/m3)(1)正方体M的质量mM2 kg，体积为VM(10 cm)31000 cm31103 m3，所以密度M2103 kg/m3(2)由于M用细绳悬挂放入水中，有的体积露出水面，则V排1(1)VA1103 m38104 m3，受到浮力为F浮1水gV排11.0103 kg/m310 N/kg8104 m38 N，设M放入水中后水深为h，则有ShShV排1，则hh0.12 m0.16 m，此时水对容器底部的压强p水gh1.0103 kg/m310 N/kg0.16 m1.6103 Pa(3)原来M浸入水中深度为h1(1)L10 cm8 cm，水面下降2 cm时正方体M浸入水中深度为h2h12 cm8 cm2 cm6 cm，则V排2L2h2(1
