2015年初三物理压强浮力功机械效率功率的计算分析与答案.docx
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1、2019年12月初三物理压强、浮力、功、机械效率、功率的计算组卷:余志臻 一解答题(共15小题)1(2019咸宁)冰壶运动是冬奥会的竞赛工程,如图甲所示冰道的左端有一个发球区,运发动在发球区边沿的投掷线MN将冰壶以确定的初速度推出,使冰壶沿着冰道的中心线PO滑行,冰道的右边有一个圆形的营垒,如图乙所示,以场地上冰壶最终静止时间隔 营垒圆心O的远近确定输赢,投掷线MN与营垒圆心O的间隔 是30m(1)竞赛时运发动可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面,目的是_ (填“增大”或“减小”)滑动摩擦力,从而减慢冰壶运动状态的变更(2)某次从投掷线以3m/s速度推出的冰壶,经15s刚好运动到营垒圆心O处,则这段
2、时间冰壶运动的平均速度是_ m/s(3)冰壶由花岗岩凿磨而成,质量为20kg,与冰道接触的底面积约为200cm2,冰壶的体积为8103m3,则这种花岗岩的密度为多少?冰壶停在冰面上时对冰面的压强为多少?解:考点:压强的大小及其计算;密度的计算;速度公式及其应用;增大或减小摩擦的方法分析:(1)冰刷扫冰,用毛刷擦冰壶运行前方的冰面,抑制摩擦做功,使冰的内能增加、温度上升,到达冰的熔点熔化成水,存在于冰面和冰壶之间减小了冰壶滑行时的摩擦力(2)知道投掷线到营垒圆心O的间隔 ,和冰壶挪动用的时间,利用速度公式v= 求这段时间冰壶运动的平均速度;(3)知道冰壶的质量和体积,利用密度公式= 求组成冰壶的
3、花岗岩的密度;冰壶对冰面的压力等于冰壶的重力,知道底面积(受力面积),利用压强公式p= 求冰壶停在冰面上时对冰面的压强解答:解:(1)用毛刷擦冰壶运行前方的冰面,抑制摩擦做功,使冰的内能增大、温度上升,到达熔点熔化,在冰面和冰壶之间形成水膜,减小了冰壶和冰面之间的摩擦力(2)冰壶运动的平均速度:v=2m/s;(3)组成冰壶的花岗岩的密度:=2.5103kg/m3,冰壶停在冰面上时对冰面的压强:p=1104Pa故答案为:(1)减小;(2)2;(3)这种花岗岩的密度为2.5103kg/m3;冰壶停在冰面上时对冰面的压强为1104Pa点评:本题为力学综合题,考察了学生对减小摩擦的方法、速度公式、密度
4、公式、压强公式的驾驭和运用,学问点多、综合性强,属于难题,要求灵敏运用所学学问求解2(2019临沂)我国自主设计制造的“蛟龙”号载人潜水器,某次试潜顺当完成下潜5000m的深度,此次下潜全过程的平均速度约为0.6m/s,潜到最深处时海水对“蛟龙号”外壳的压强到达5107Pa(1)求“蛟龙”号本次下潜过程所用的时间约为多少?(2)假设“蛟龙”号潜水器的一个观测窗的面积约为0.03m2,则潜水器最深处时海水对观测窗的压力约为多大?解:考点:液体的压强的计算;速度公式及其应用;压强的大小及其计算分析:(1)已知潜水器下潜的速度和深度,利用t= 计算下潜所用的时间;(2)已知海水的压强和作用面积,利用
5、F=PS计算受到的压力解答:(1)潜水器下潜所用的时间为t=8333s(2)观测窗受到的海水压力为F=PS=5107Pa0.03m2=1.5106N答:(1)潜水器下潜所用的时间为8333s;(2)观测窗受到的压强为1.5106N点评:平常要关注科技,关注社会,留心物理规律在新技术、新独创方面的应用3一底面积为25cm2的烧杯,直立浮于水中若用吸管从烧杯中取出100cm3液体,则浮于水中的烧杯会上升3.4cm,如图所示已知水的密度为1.0g/cm3,求此液体的密度考点:密度的计算;利用平衡法求液体密度分析:物体漂移时所受浮力等于物体排开的液体所受的重力,烧杯上浮后减小的浮力等于液体减小的重力解
6、答:解:烧杯上浮后减小的浮力等于液体减小的重力F浮=G减=水gV减=液V吸g,所以液=0.85g/m3答:此液体的密度0.85g/cm3点评:本题考察物体漂移时浮力等于重力,以及浮力公式的应用,此题的难点是减小的浮力等于液体减小的重力4(2019梅州)如图是利用电子秤显示水库水位装置的示意图该装置主要由不计重力的滑轮C、D,长方体物块A、B以及轻质杠杆MN组成物块A通过细绳与滑轮C相连,物块B通过细绳与滑轮杠杆相连杠杆可以绕支点O在竖直平面内转动,杠杆始终在程度位置平衡,且MO:ON=1:2已知物块A的密度为1.5103kg/m3,底面积为0.04m2,高1m,物块B的重力为100N滑轮与转轴
7、的摩擦、杠杆与轴的摩擦均无视不计,g取10N/kg求:(1)当物块A的顶部刚没入水面时,底部受到水的压强大小;(2)当物块A的顶部刚没入水面时,物块A所受的拉力大小;(3)若水位发生变更,当电子秤的示数为55N时,求物块A浸入水中的深度考点:杠杆的动态平衡分析;滑轮组绳子拉力的计算;液体的压强的计算;浮力大小的计算分析:(1)当物块A的顶部刚没入水面时,求出底部所处的深度,利用液体压强公式p=gh求底部受到水的压强;(2)求出物块A的体积(物块A的顶部刚没入水面时排开水的体积),利用阿基米德原理求物块A所受的拉力;(3)当电子秤的示数为55N时,求出杠杆N端受到的拉力,知道力臂关系,可求杠杆M
8、端受到的拉力;由于滑轮组不是由一股绳子缠绕而成,对每一个动滑轮受力分析,利用力的平衡求滑轮组对A的拉力;A受到的拉力加上浮力等于物体A的重力,据此求A受到的浮力,再依据阿基米德原理F浮=水V排g求排开水的体积,利用V排=Sh浸求物块A浸入水中的深度解答:解:(1)当物块A的顶部刚没入水面时,底部所处的深度:h=1m,底部受到水的压强:p=gh=1103kg/m310N/kg1m=1104Pa(2)物块A的体积:VA=0.04m21m=0.04m3,物体A重:GA=AVAg=1.5103kg/m30.04m310N/kg=600N,物块A没入水中,排开水的体积:V排=VA=0.04m3,物块A所
9、受的浮力:F浮=水V排g=1103kg/m30.04m310N/kg=400N;物块A所受的拉力:F拉=GAF浮=600N400N=200N;(3)电子秤的示数F示=GBFN,则杠杆N端受到的拉力: FN=GBF示=100N55N=45N,杠杆平衡,MO:ON=1:2 FMLOM=FNLON, 杠杆M端受到的拉力: FM=90N;滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均无视不计,滑轮D受到向下的拉力:FD=2FM=290N=180N,滑轮C受到向下的拉力:FC=2FD=2180N=360N,滑轮组对A的拉力:F拉A=FC=360N;F拉A+F浮=GA, F浮=GAF拉A=水VAgF拉A=1.5103
10、kg/m30.04m310N/kg360N=600N360N=240N,F浮=水V排g, V排=0.024m3,V排=Sh浸, 物块A浸入水中的深度: h浸=0.6m答:(1)当物块A的顶部刚没入水面时,底部受到水的压强为1104Pa; (2)当物块A的顶部刚没入水面时,物块A所受的拉力为200N; (3)物块A浸入水中的深度为0.6m点评:本题为力学综合题,考察了浮力的计算、液体压强的计算、杠杆平衡条件的应用,难点在第三问,留意滑轮组不是由一股绳子缠绕而成,要对每一个动滑轮受力分析,进展计算,易错点!5(2019赤峰)如图所示,是一台饮水机的构造示意图,控水槽中浮体与阀门固定相连,水桶中水流
11、向控水槽,使浮体和阀门上升,控水槽中水位上升到确定程度时,阀门关闭,桶内的水停顿向控水槽流淌已知阀门的横截面积为1cm2,不计大气压强,浮体和阀门的总重力为0.1N(g取10N/)求:(1)若一桶饮用水的最高水位达45cm,此时阀门受到水向下的压强是多少?(2)为有效关闭阀门,此饮水机的浮体体积至少为多大?考点:液体的压强的计算;力的合成与应用;浮力大小的计算分析:(1)已知了水的密度和深度,干脆代入液体压强的计算公式计算即可;(2)已知阀门受到的压强和阀门的面积利用压强的计算公式可以计算出阀门上的压力;对浮体的受力分析可知它共受到3个力即浮力、重力、支持力(大小等于压力),其关系为 浮力=重
12、力+支持力,计算出浮体受到的浮力;然后利用阿基米德原理计算出浮体体积解答:解:(1)阀门受到水向下的压强 p=gh=1.0103kg/m310N/kg0.45m=4.5103Pa;(2)阀门受到的压力 F=ps=4.5103Pa1104m2=0.45N; 浮体受到的浮力F浮力=F+G=0.45N+0.1N=0.55N;饮水机的浮体体积v=55106m3=55cm3;答:(1)若一桶饮用水的最高水位达45cm,此时阀门受到水向下的压强是4.5103Pa;(2)为有效关闭阀门,此饮水机的浮体体积至少为55cm3点评:此题考察的是液体压强的计算方法,以及压力、浮力的结合计算,难度大计算过程留意单位的
13、换算问题6“曹冲称象”是家喻户晓的典故,某校爱好小组仿照这一现象,制作了1台“浮力秤”,将厚底直筒形态的玻璃杯浸入水中已知玻璃杯质量是200g,底面积是30cm2,高度为15cm,(水=1103Kg/m3 g取10N/kg)求:(1)将杯子开口向上竖直放入水中时(注:水未进入杯内)杯子所受的浮力;(2)此时杯子浸入水中的深度(即为该浮力秤的零刻度位置);(3)此浮力秤的最大称量为多少?(即量程)考点:物体的浮沉条件及其应用;阿基米德原理;浮力大小的计算分析:(1)由于该玻璃杯是一把“浮力秤”,它漂移在水面上,所以它受到的浮力等于重力;(2)可先依据阿基米德原理算出该玻璃杯在水中的V排,然后再用
14、V解除以底面积,就可以算出杯子浸入水中的深度;(3)当杯子下沉的深度为0.15米时,此时杯子受到的浮力最大,所以我们须要先算出杯子的体积,即为最大V排,然后依据阿基米德原理算出杯子受到的最大浮力,最终用最大浮力减去第(2)问中的浮力即为该浮力秤的最大称量解答:解:(1)杯子的重力:G=mg=0.2kg10N/kg=2N,因为杯子漂移在水面上,所以F浮=G=2N;(2)由F浮=液gV排得:V排=,则此时杯子排开水的体积:V排=2104m3,此时杯子浸入水中的深度:h=0.067m;(3)当杯子下沉的深度为0.15米时,此时杯子受到的浮力最大,F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg30
15、104m20.15m=4.5N,则此浮力秤的最大称量为:F=F浮F浮=4.5N2N=2.5N答:(1)将杯子开口向上竖直放入水中时,杯子受到的浮力是2N(2)杯子浸入水中的深度是0.067米(3)此浮力秤的最大称量为2.5N点评:本题中计算浮力用到了两种方法:一是利用阿基米德原理去计算(它是通用公式),二是依据F浮=G去计算(它只相宜于漂移或悬浮)要明确:物体在液体中受到的浮力有一个最大值,那就是当物体浸没在液体中时,V排=V物不过该题中玻璃杯是不能浸没在液体中的,因为它的上端是开口的7(2019娄底)为应对菲律宾对我国领土“黄岩岛”的不断挑衅,中国“向阳红06”海监船已启程赴南海维权,如图所
16、示“向阳红06”船总长91米、船宽14.7米、船底深7.6米,满载排水量4900吨,最大航速13.5节(约25km/h),续航力15000海里,是一艘装备精良的现代化综合海监船(海水的密度为1.0103kg/m3,g取10N/kg)(1)满载时,“向阳红06”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)“向阳红06”船在某处执行任务时,以18km/h的速度匀速航行6小时,巡航的路程为多少km?若巡航时海水阻力为1.0106牛顿,则这一过程中船的推动力所做的功为多少?考点:液体的压强的计算;速度公式及其应用;功的计算分析:(1)浸在液体中的物体,受到
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