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1、力学部分1、(2015 上海宝山区一模)如图 所示,一个质量为1kg、底面积为3X 10-m的薄壁圆柱 形容器放在水平地面上,且容器内盛有4X 10-3mi的水。(1) 求水面下0.1m深处水的压强p水。(2) 若将另一个底面积为2X 10-2卅、高度为0.3m的实心金属圆柱体 A,缓慢竖直地浸入水中如图(b) 所示,求容器对水平地面的压强增大一倍时，圆柱体A底部所处深度h。Cb)#、”33【解析】(1)水的压强 p 水=p 水 gh 水=1.0 x 10 kg/m x 9.8N/kg x 0.1m=980Pa(2) 由于实心金属圆柱体A缓慢竖直地浸入水中，容器对水平地面的压强增大一倍 ，即p
2、=2p,根据pr得：*:=2x匸,33-3 3所以,F 浮=G*+G容器=(m 器 + p 水 V水)g=(1kg+1.0 x 10 kg/m x 4x 10- m) x 9.8N/kg=49N;禄49N由F s=G排=m排g= p水V排g= p水S柱hg,则h=；一三-=止门；二二；i咒殓沁“乳仝.运齐处=0.25m。答案：(1)980Pa(2)0.25m2、图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组(图中未画出)将实心长方体A从江底竖直方向匀速吊起， 图乙是钢缆绳对 A的拉力F1随时间t变化的图象.A完 全离开水面后，电动机对绳的拉力 F大小为6.25 x 103N，滑轮组的
3、机械效率为 80%已知A 的重力为2x 104N, A上升的速度始终为 0.1m/s .(不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重， 不考 虑风浪、水流等因素的影响)，求：(1) 长方体A未露出水面时受到的浮力；(2) 长方体A的密度；(3) 长方体A完全离开水面后，在上升过程中F的功率；(4) 把长方体 A按图甲中的摆放方式放在岸边的水平地面上，它对地面的压强.甲解：(1 )根据图乙可知，A未露出水面所受的拉力 Fi=1X 10 4N;故A未露出水面 时受至曲勺浮力：F 浮=G Fi=2X 104N 1 X 104N=1X 104N;F 浮IXIqS(2 )由 F 浮=p 水 gV排可知，V 排 J.
4、 111. =1rm;3 因为A浸没在水中，所以 A的体积：W=V排=1m；G衣X10也NA 的质量：m=.= I=2X 10 3kg;id 2咒 1故 A 的密度：p A=，=I 厂=2X 103kg/m3.有用 Gh Gh GG 210钿(3) 由 n = =兀=可得，n=】l1加 1 ： ：iJ=4,则 F 移动的速度：v=4X 0.1m/s=0.4m/s ;3故拉力 F 的功率：P= =Fv=6.25X 10 NX 0.4m/s=2500W(4) 依题意可得， A 的高度：L=VAt =0.1m/s X( 100s - 80s) =2m则A的横截面积： S=-=二】=0.5m2,F G
5、_ 2X105c2A对地面的压强： Pa=1= = i =4X 104Pa.答：(1)长方体A未露出水面时受到的浮力为 1X 1O4N;(2) 长方体 A的密度为2X 10 kg/m ;(3) 长方体A完全离开水面后，在上升过程中 F的功率为2500W(4) 把长方体A按图甲中的摆放方式放在岸边的水平地面上，它对地面的压强为 4X 104Pa.一 33323、有一质量m=0.1kg，容积V= 1X 10 m,横截面积S= 2.5 X 10 m的圆筒形薄壁容器 B(壁 厚忽略不计)，现注入体积为1/3 V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
6、= 2.8 X 103Pa,(容器B内空气质量不计，g取 10N/kg)求：液体A的密度； 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？IaIil -1 III一 |F I甲 图9 乙解：6筒=m筒 g = 0. 1 x 10N= 1NF 浮=F 向上=P 向上 S= 2.8 x 103x 2.5 x 10 一3N= 7NGA= F 浮G 筒=7N- 1N= 6N一 3333p A= GA/g1/3 V= 6- 10- 1/3 - 10 kg/m =1.8 x 10 kg/m悬浮 F 浮 / = G 筒 +p AgVA p 水 gV = G筒 + p AgVA -
7、 VA=( p 水 gV G 筒)/ p Ag=(103x 10x 10 一3N 1N) / (1.8 x 103kg/m3x 10N/kg)一43=5x 10 m4、“ 一”假期，小江一家驱车外出旅游。当汽车以30m/s的速度在高速公路上匀速直线行驶时，汽车受到的阻力是整车重的0.05倍，效率为4O%。已知汽 车整车重量为2.2 x 104N,(汽油热值 q=3.3 x 10 7J/L , g=10N/kg)(1) 这辆汽车匀速行驶时所受阻力为多少？(2 )这时汽车牵引力做功的功率是多少？(3) 若汽车按照以上速度匀速直线行驶了600km的路程，需消耗汽油多少L (升) ?答案：(1) 11
8、00N(2) 33000W(3) 50L5、如下图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深12m,物体重 二一一 ly , 汽车重G车=3x 104N，汽车匀速拉绳子时的拉力 丁- _ _， 汽车受到的阻力为车重的 0.1倍。求：(1) 将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功?(2) 滑轮组 的机械效率为多少？(保留一位小数)(3) 若汽车运动的速度为 3m/s，则将物体由井底拉至井口需要多长时间？(4) 汽车牵引力为多少？牵引力 的功率为多少？答案：(1) 7.92 X 10 J (2) 90.9 %( 3) 12s (4) 1.56 X
9、10 W【解析】fi乡滑轮组绳子股数nT,汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口，此时物体上升高度为12m, 则汽车移动距离 s=3h=3x,i2m=36nii.汽车做功 V；=7s=2.2j 1 UTx36m= A92xio*j(2)-=_QhwT_fTGhFx3h3F6x103N32.2xlON= 90.9a 若汽车运动的速度为3m b则物体移动速度-o工=1 3u=l 3x3m s=lm s5弋=12m 1 n- s=12s.3”汽车匀速拉绳，故汽车水平方向受平衡丈I,得F三寸乎F71G =2.2x103.1x3x1P=阴=F i=F z .=5.2x103 m a1.漁送 1严门6、如图
10、所示是利用起重机打捞水中物体的示意图，吊臂前端由滑轮组组成，动滑轮总重300Kg，绳重核摩擦不计. 现在用此起重机从水中把质量为2X 103Kg,体积为0.8m3的物体G33匀速提起，滑轮组上钢丝绳拉力F的功率为3KW(g=10N/Kg, p水=1.0 X 10 Kg/m ).求：(1 )物体完全浸没在水中时受到的浮力；(2) 物体离开水面前拉力F的大小；)物体离开水面前上升的速度；jr & * !OQ(4 )物体离开水面前，滑轮组的机械效率多大.Kt答案：(1) 8X10 N(2) 5X10 N(3)0.2m/s(4)80%7、一根金属棒 AB置于水平地面上， 今通过弹簧测力计竖直地将棒的右
11、端B缓慢拉起，如图甲所示。在此过程中，弹簧测力计对棒所做的功 W与B端离开地面的高度x的关系如图乙所 示。请根据图象解答下列问题。（1 ）该金属棒的长度 I =m。（2） 在B端拉起的过程中，当xi=0.6m时，测力计的示数为 Fi=N当X2=1.6m时，测力计的示数为 F2=No（3）求金属棒的重心到 A端的距离do答案：（1） 1.2（2分）（2） 3, 5（4分，每空2分）（3）（4 分）0.72m8、（2015?荆州）在荆州火车站附近的荆州中学新校区的建设工地上，工人把重1200N的物体沿着长L=5m高h=1m的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端， 沿斜面所用的拉力为 300N （不 计空气
12、阻力）.求：（1）将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做了多少功？（2）工人使用斜面做功的机械效率是多少？（3）物体和斜面之间的摩擦力是多大？解：(1)知道沿斜面的拉力是 300N,斜面的长度是 5m,故 Wm、=Fs=FL=300NK 5m=1500J(2) 此时 W有=Gh=1200陈 1m=1200J120 叮n = =80%(3) 故 Ws=W总-W有=1500J- 1200J=300J ;W额型J根据 W=fL，得到 f= = 5二=60N;答：（1 ）拉力做功1500J ; （2）工人使用斜面做功的机械效率是80% （3）物体和斜面之间的摩擦力是60N.9、一辆质量是3.
13、5 x 103kg的汽车不慎陷入泥泞地面，汽车司机组织人们用如图所示的滑轮 组将汽车拖出。已知整个过程中，水平拉力F是1X 103N汽车沿水平方向匀速移动了2m滑轮组的机械效率为 90%求：（1）拉力F做的总功。（2 ）有用功为多大？（3）汽车受到的阻力大小。解：（1 ）当汽车沿水平方向匀速移动了2m时，绳子末端移动 6m根据W总=FS =1X 103NX 6m= 6X 10 3J。 （2 分）（2）根据（3）W有用=F拉S车由于车匀速运动，车受阻力33W有用=n W总=90% 6X 10 J=5.4 x 10 J-（2 分）3F 拉=W有用/S 车=2.7 x 10N （2 分）f=F拉=2.7 x 103 N-（1 分）
