中考命題專家命制高考試題時(shí)絕非憑空杜撰,必有命題的原始模型(“題根”)和命題著力點(diǎn)(“題眼”),對“題根”與“題眼”進(jìn)行深入的探求與拓展可構(gòu)造出高考母題。
命題人拿來千變?nèi)f化為難你們的歷年真題,本質(zhì)上也是從這有限的母題中衍生出來的。母題的重要性不言而喻。
重難題型突破
題型03 大單元綜合復(fù)習(xí)——力學(xué)綜合分析與計(jì)算
力學(xué)綜合分析計(jì)算題是中考物理中經(jīng)典的題目,力學(xué)綜合分析計(jì)算題一直都是作為一道較難題的形式出現(xiàn)在中考試卷中。
力學(xué)計(jì)算公式:
速度公式:v=s/t;
密度公式:ρ=m/v;
重力公式:G=mg;
壓強(qiáng)公式:p=F/S;
液體壓強(qiáng)公式:p=ρgh;
浮力測量公式:F浮=G―F;
阿基米德原理公式:F浮=G排=ρ液gV排;
杠桿的平衡條件公式:F1l1=F2l2);
功的定義式:W=Fs;
功率定義式:P=W/t;
滑輪組(豎直使用滑輪組)規(guī)律公式:F =G總/n;
滑輪組費(fèi)距離公式:s=nh;
機(jī)械效率(滑輪)定義式:η=W有/W總;
三種功的關(guān)系式:W總=W有+W額。
?考向一 力學(xué)綜合分析
1.(2023·海南)4月26日我省舉行了首屆中學(xué)生自制水火箭比賽。參賽選手對水火箭打氣,拉開氣閥,水向下噴出,水火箭一飛沖天。在水火箭上升過程中,下列說法正確的是( )
A.水火箭能起飛是受到水對它向上的推力
B.水火箭受到的重力不變
C.水火箭的動能一直增大
D.水火箭的重力勢能一直增大
【答案】A
【解析】A.拉開氣閥,水向下噴出時(shí),水會對火箭產(chǎn)生一個(gè)反作用力,故水火箭能一飛沖天,故A正確;
B.水不斷向下噴,水火箭的質(zhì)量發(fā)生改變,故水火箭受到的重力會改變,故B錯(cuò)誤;
CD.水火箭向上升的時(shí)候,它的質(zhì)量及高度速度都會發(fā)生變化,故無法確定它的動能、重力勢能的變化情況,故CD錯(cuò)誤。
故選A。
2.(2023·淄博)“做中學(xué)”是一種重要的學(xué)習(xí)方式,小明用吸管進(jìn)行科學(xué)研究,正確的說法是( )

A.圖甲:吸管的一端做得很尖,是為了減小壓強(qiáng)
B.圖乙:用吸管制成水氣壓計(jì),從山下移到山頂時(shí)管內(nèi)的水柱下降
C.圖丙:用吸管自制溫度計(jì)顯示溫度高低,利用了液體熱脹冷縮的性質(zhì)
D.圖丁,用吸管對著兩個(gè)乒乓球的中間吹氣,乒乓球會向兩邊分開
【答案】C
【解析】A.吸管―端做得很尖,是在壓力一定時(shí),為了減小受力面積,增大壓強(qiáng),故A錯(cuò)誤;
B.把水氣壓計(jì)從山下移到山頂,瓶內(nèi)空氣的壓強(qiáng)不變,而外界大氣壓隨高度的增加而減小, 此時(shí)在瓶內(nèi)氣壓的作用下會有一部分水被壓入玻璃管,因此管內(nèi)水柱會升高,故B錯(cuò)誤;
C.用吸管自制溫度計(jì)顯示溫度高低,利用了液體熱脹冷縮的性質(zhì),故C正確;
D.根據(jù)流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系:當(dāng)向兩個(gè)乒乓球中間吹氣時(shí),此位置的空氣流速加大,壓強(qiáng)小于兩邊的壓強(qiáng),在壓強(qiáng)差的作用下,兩乒乓球向中間靠攏,故D錯(cuò)誤。
故選C。
3.(2023·陜西)如圖,是被譽(yù)為“十年長安號絲路新駝隊(duì)”的中歐班列,它促進(jìn)了“一帶一路”沿線國家的經(jīng)濟(jì)、文化交流。關(guān)于該列車說法正確的是( )

A.鐵軌下方鋪設(shè)的軌枕,可以減小列車對地面的壓力
B.列車在平直軌道上靜止時(shí),列車對鐵軌的壓力和鐵軌對列車的支持力是一對平衡力
C.列車在平直軌道上勻速行駛時(shí),處于平衡狀態(tài)
D.列車在減速進(jìn)站的過程中,因不受力而逐漸停下來
【答案】C
【解析】A. 根據(jù)壓強(qiáng)的知識可知,鐵軌下方鋪設(shè)的軌枕,是在壓力大小一定時(shí),通過增大受力面積的方式減小列車對地面的壓強(qiáng),故A錯(cuò)誤;
B. 根據(jù)二力平衡的知識可知,列車在平直軌道上靜止時(shí),列車對鐵軌的壓力,受力物體是鐵軌,鐵軌對列車的支持力,受力物體是列車,不是同一個(gè)受力物體,不是一對平衡力,故B錯(cuò)誤;
C. 根據(jù)二力平衡的知識可知,列車在平直軌道上勻速行駛時(shí),處于平衡狀態(tài),故C正確;
D. 列車在減速進(jìn)站的過程中,受到摩擦力,因此逐漸停下來,故D錯(cuò)誤。
故選C。
4.(2023·雅安)關(guān)于如圖所示的四個(gè)實(shí)驗(yàn),描述錯(cuò)誤的是( )

A.圖甲:一瓶橙汁先后放在相同的海綿上,海綿凹陷程度不同,說明壓力大小不同
B.圖乙:在水中,壓強(qiáng)計(jì)的探頭所處的深度減小,它受到水的壓強(qiáng)也隨之減小
C.圖丙:連通器中裝入同種液體,液體靜止時(shí),連通器各部分的液面總保持相平
D.圖?。簩⒆灾茪鈮河?jì)從山下移動到山上,氣壓計(jì)細(xì)玻璃管中的液面會上升
【答案】A
【解析】A.固體對水平面的壓力等于自身的重力,同一瓶橙汁重力相同,壓力相同,瓶蓋與瓶底的面積大小不同,海綿凹陷程度不同,說明壓力相同時(shí),壓力的作用效果與受力面積有關(guān),故A錯(cuò)誤,符合題意;
B.液體內(nèi)部壓強(qiáng)與深度有關(guān),由圖可知,在水中,壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒所處的深度減小,它受到的水的壓強(qiáng)也隨之減小,故B正確,不符合題意;
C.連通器中裝入同種液體,根據(jù)可知,液體靜止時(shí),底部受到液體壓強(qiáng)是相同的,則深度相同,所以連通器各部分中的液面總保持相平,故C正確,不符合題意;
D.大氣壓與海拔高度有關(guān),海拔越高,壓強(qiáng)越小,將自制氣壓計(jì)從山下移動到山上,外部氣壓減小,氣壓計(jì)細(xì)玻璃管中的液面會上升,故D正確,不符合題意。
故選A。
5.(2023·西藏)“風(fēng)雨兼程十余載,逐夢藍(lán)天向未來”。承載著中國人“大飛機(jī)夢”的C919于2023年5月28日圓滿完成首個(gè)商業(yè)航班飛行,該機(jī)型的全部設(shè)計(jì)均由中國人自己的團(tuán)隊(duì)自主完成,標(biāo)志著中國航空工業(yè)的飛躍。下列描述正確的是( )

A.飛機(jī)在空中飛行時(shí)相對于地面是靜止的
B.乘客乘坐飛機(jī)時(shí)系好安全帶是為了減小慣性
C.飛機(jī)停在機(jī)場時(shí),它受到的重力和地面對它的支持力是一對平衡力
D.飛機(jī)產(chǎn)生升力的原因是機(jī)翼上表面受到的壓力大于下表面受到的壓力
【答案】C
【解析】A.飛機(jī)在空中飛行時(shí)相對于地面位置在不斷變化,飛機(jī)是運(yùn)動的,故A錯(cuò)誤;
B.乘客乘坐飛機(jī)時(shí)系好安全帶,是為了防止飛機(jī)顛簸時(shí),人由于慣性可能摔離座位而帶來的危害,慣性與質(zhì)量有關(guān),乘客的質(zhì)量不變,慣性不變,故B錯(cuò)誤;
C.飛機(jī)停在機(jī)場時(shí),飛機(jī)處于平衡狀態(tài),它受到的重力和地面對它的支持力是一對平衡力,故C正確;
D.機(jī)翼形狀上凸下平,上下不對稱,上方空氣流速大,壓強(qiáng)小,下方空氣流速小壓強(qiáng)大,機(jī)翼上表面受到的壓力小于下表面受到的壓力,即產(chǎn)生了向上的升力,故D錯(cuò)誤。
故選C。
6.(2023·呼和浩特)關(guān)于下面四幅圖,下列說法正確的是( )

A.甲圖是行走在沙漠中的駱駝,它之所以不會陷入沙中,是因?yàn)樗鼘Φ孛娴膲毫蛪簭?qiáng)都大
B.乙圖是工作中的船閘,其原理是連通器
C.丙圖是自制水氣壓計(jì),把它從山腳移到山頂,細(xì)管內(nèi)水柱下降
D.丁圖中,口含b管對a管上方吹氣,a管水面上升是因?yàn)榱魉僭酱蟮奈恢脡簭?qiáng)越大
【答案】B
【解析】A.甲圖是行走在沙漠中的駱駝,它之所以不會陷入沙中,是因?yàn)閴毫σ欢〞r(shí),通過增大受力面積來減小壓強(qiáng),故A錯(cuò)誤;
B.船閘的原理先打開一端,船閘里的水位逐漸與外面相等,外面的船就可以開進(jìn)船閘;然后把這一端船閘關(guān)閉,打開另一端的船閘,船閘里的水位逐漸與外面相等,船就可以開到另一端去,應(yīng)用了兩次連通器,故B正確;
C.把自制氣壓計(jì)從山下移到山頂,瓶內(nèi)空氣的壓強(qiáng)不變,而外界大氣壓隨高度的增加而減小,此時(shí)在瓶內(nèi)氣壓的作用下會有一部分水被壓入玻璃管,因此管內(nèi)水柱會升高,故C錯(cuò)誤;
D.丁圖中,口含b管對a管上方吹氣,a管上方流速較大,壓強(qiáng)較小,a管中液體受到向上的壓強(qiáng)大于向下的氣體壓強(qiáng),所以a管內(nèi)的水面上升,故D錯(cuò)誤。
故選B。
7.(2023·聊城)雜技是我市對外文化交流的重要名片,也是國家級首批非物質(zhì)文化遺產(chǎn)。如圖是雜技表演中男演員舉著頭上頂碗的女演員,并在舞臺上保持靜止的情景。關(guān)于此情景下列說法正確的是( )

A.女演員相對于男演員是運(yùn)動的
B.女演員對頭上的碗沒有做功
C.男演員所受的重力與舞臺對男演員的支持力是一對相互作用力
D.女演員對男演員的壓力與男演員對女演員的支持力是一對平衡力
【答案】B
【解析】A.男演員舉著女演員靜止不動,女演員與男演員之間沒有位置的變化,女演員相對于男演員是靜止的,故A錯(cuò)誤;
B.男演員舉著頭上頂碗的女演員,在舞臺上保持靜止,女演員對頭上的碗有力的作用,但碗沒有在力的方向上通過一定距離,故女演員對頭上的碗沒有做功,故B正確;
C.男演員所受的重力與舞臺對男演員的支持力,作用在同一物體上,不是一對相互作用力,故C錯(cuò)誤;
D.女演員對男演員的壓力與男演員對女演員的支持力,作用在兩個(gè)物體上,不是一對平衡力,故D錯(cuò)誤。
故選B。
8.(2023·甘孜)2022年北京成功舉辦了冬奧會,圖為冬奧會的部分比賽項(xiàng)目。下列說法正確的是( )
A. 運(yùn)動員用力向后蹬地才能前進(jìn),說明運(yùn)動需要力來維持
B. 運(yùn)動員在空中下落的過程中,運(yùn)動員受到的重力不做功
C. 打出去的冰球仍能繼續(xù)向前運(yùn)動,是因?yàn)楸蚓哂袘T性
D. 運(yùn)動員在冰面上沿曲線向前滑行時(shí),其運(yùn)動狀態(tài)未改變
【答案】C
【解析】A.運(yùn)動員用力向后蹬地才能前進(jìn),說明力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài),物體的運(yùn)動不需要力來維持,故A錯(cuò)誤;
B.運(yùn)動員在空中下落的過程中,運(yùn)動員受到的重力的作用,在重力的方向上移動了距離,因此重力做功,故B錯(cuò)誤;
C.打出去的冰球仍能繼續(xù)向前運(yùn)動,是因?yàn)楸蚓哂袘T性,仍要保持原來的運(yùn)動狀態(tài),故C正確;
D.運(yùn)動員在冰面上沿曲線向前滑行時(shí),其運(yùn)動方向發(fā)生變化,運(yùn)動狀態(tài)改變,故D錯(cuò)誤。
故選C。
9.(2023·菏澤)中國空間站里(重力的效果忽略不計(jì))宇航員通過扶手控制自身的姿態(tài),如圖所示。下列說法正確的是( )

A.在空間站里宇航員的慣性消失
B.宇航員要想從靜止運(yùn)動起來,可以通過對扶手施加力實(shí)現(xiàn)
C.宇航員離開扶手獲得速度后,因不受力會慢慢停下來
D.宇航員對扶手的拉力與扶手對宇航員的拉力是一對平衡力
【答案】B
【解析】A.慣性是物體的一種屬性,任何物體任何時(shí)候都具有慣性,在空間站里宇航員的慣性不會消失,故A錯(cuò)誤;
B.宇航員要想從靜止運(yùn)動起來,即運(yùn)動狀態(tài)改變,可以通過對扶手施加力,由于物體間力的作用是相互的,扶手對宇航員也會力的作用,力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因,所以宇航員因到受力的作用會從靜止運(yùn)動起來,故B正確;
C.宇航員離開扶手獲得速度后,因不受力會一直做勻速直線運(yùn)動,故C錯(cuò)誤;
D.宇航員對扶手的拉力,受力物體是扶手,扶手對宇航員的拉力,受力物體是宇航員,這兩個(gè)力沒有作用在同一物體上,因此不是一對平衡力,故D錯(cuò)誤。
故選B。
10.(2023·東營)下列體育運(yùn)動中,用物理知識解釋合理的是( )
A.通常說球門是靜止的,是以操場上滾動的足球?yàn)閰⒄瘴?br>B.穿釘鞋參加百米賽跑,是通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦的
C.引體向上時(shí),懸掛在單杠上靜止的同學(xué)受到的拉力和重力是相互作用力
D.推出去的鉛球能繼續(xù)運(yùn)動,是因?yàn)槭艿酵屏Φ淖饔?br>【答案】B
【解析】A.以操場上滾動的足球?yàn)閰⒄瘴?,球門相對于滾動的足球的位置發(fā)生改變,球門是運(yùn)動的,球門相對于操場是靜止的,故A不符合題意;
B.百米賽跑運(yùn)動員穿釘子鞋,是在壓力一定時(shí),通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力,故B符合題意;
C.引體向上時(shí),懸掛在單杠上靜止的同學(xué)受到的拉力和重力作用在同一物體上,不是一對相互作用力,故C不符合題意;
D.推出去的鉛球能繼續(xù)運(yùn)動,是因?yàn)殂U球具有慣性,仍要保持原來的運(yùn)動狀態(tài),沒有受到推力的作用,故D不符合題意。
故選B。
11.(2023·錦州)關(guān)于壓力和壓強(qiáng)在生活中的應(yīng)用,下列說法中正確的是( )
A.菜刀的刀刃磨得很薄,是為了增大壓力
B.茶壺的壺嘴和壺身構(gòu)成一個(gè)連通器
C.高壓鍋利用了氣壓越大,液體沸點(diǎn)越低的原理
D.用吸管喝飲料時(shí),杯里的飲料是被嘴的“吸力”吸上來的
【答案】B
【解析】A.菜刀的刀刃磨得很薄,是在壓力一定時(shí),通過減小受力面積增大壓強(qiáng),故A錯(cuò)誤;
B.茶壺的壺嘴和壺身上端開口,下端連通,構(gòu)成一個(gè)連通器,故B正確;
C.高壓鍋能很快煮熟食物,是由于鍋內(nèi)氣壓增大,水的沸點(diǎn)升高,故C 錯(cuò)誤;
D.用吸管喝飲料時(shí),管內(nèi)氣壓減小,外界大氣壓大于內(nèi)部氣壓,杯里的飲料是被大氣壓壓上來的,故D錯(cuò)誤。
故選B。
12.(2023·德陽)下列體育項(xiàng)目中的一些現(xiàn)象,運(yùn)用物理知識解釋錯(cuò)誤的是( )
A.拔河運(yùn)動中甲隊(duì)贏得乙隊(duì),但雙方的相互作用力是一樣大的
B.運(yùn)動員投出籃球后,手對籃球不產(chǎn)生力的作用
C.足球比賽中,前鋒運(yùn)動員將足球踢向球門,說明力可以改變足球的運(yùn)動狀態(tài)
D.滑冰運(yùn)動員在比賽中穿與冰面接觸面積小的冰鞋,減小了對冰面的壓強(qiáng)
【答案】D
【解析】A.拔河運(yùn)動中,力的作用是相互的,雙方的相互作用力大小相等、方向相反、在一條直線上,作用在兩個(gè)物體上,與地面之間摩擦力較大的一方不容易移動,會獲勝,故A正確,不符合題意;
B.運(yùn)動員投出籃球后,手與籃球不接觸,不產(chǎn)生力的作用,故B正確,不符合題意;
C.足球比賽中,前鋒運(yùn)動員將足球踢向球門,足球的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變,說明力可以改變足球的運(yùn)動狀態(tài),故C正確,不符合題意;
D.滑冰運(yùn)動員在比賽中穿與冰面接觸面積小的冰鞋,在壓力一定時(shí),通過減小受力面積來增大壓強(qiáng),故D錯(cuò)誤,符合題意。
故選D。
13.(2023·哈爾濱)物理與生活息息相關(guān),下列說法中不正確的是( )

A.甲圖:汽車安全帶做的比較寬——減小壓強(qiáng)
B.乙圖:跳遠(yuǎn)時(shí)助跑,使自己跳得更遠(yuǎn)——利用慣性
C.丙圖:彈簧發(fā)條式鐘表的鐘擺擺動——利用彈性勢能
D.丁圖:輪胎上有凹凸不平的花紋——減小摩擦
【答案】D
【解析】A.汽車安全帶做的比較寬,是為了在壓力不變時(shí)增大受力面積從而減小壓強(qiáng),故A正確,不符合題意;
B.跳遠(yuǎn)時(shí)助跑,人由于慣性會保持原來的運(yùn)動狀態(tài),會跳得更遠(yuǎn),是利用了慣性,故B正確,不符合題意;
C.彈簧發(fā)條式鐘表的發(fā)條擰緊后,彈簧發(fā)生形變,鐘擺擺動時(shí),彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為鐘擺的機(jī)械能,是利用了彈簧的彈性勢能,故C正確,不符合題意;
D.輪胎上有凹凸不平的花紋是為了在壓力不變時(shí),增大接觸面的粗糙程度,從而增大摩擦,故D錯(cuò)誤,符合題意。
故選D。
14.(2023·泰州)同學(xué)們在墊排球時(shí),當(dāng)排球離開手腕后,下列分析正確的是( )
A.排球能繼續(xù)向上運(yùn)動是由于受到慣性的作用
B.排球向上運(yùn)動的過程中,受到重力和手腕對排球托力的作用
C.排球離開手腕后,手對排球不做功
D.假如正在上升的排球所受的力全部消失,它將保持靜止
【答案】C
【解析】A.排球離開手后還能繼續(xù)向上運(yùn)動是由于排球具有慣性,而不能說受到慣性的作用,故A錯(cuò)誤;
B.排球離開手以后,不再受到手的作用力;排球向上運(yùn)動的過程中,受重力和空氣阻力的作用,故B錯(cuò)誤;
C.排球在上升過程中,手不再給排球施加力,手對排球不做功,故C正確;
D.排球向上運(yùn)動過程中,若一切外力都消失,它將保持原來速度做勻速直線運(yùn)動,故D錯(cuò)誤。
故選C。
15.(2023·牡丹江)下列對生產(chǎn)生活現(xiàn)象的描述正確的是( )
A. 鐵軌鋪在枕木上,通過增大受力面積減小壓力
B. 三峽五級船閘,利用連通器的原理工作
C. 吸盤被壓在墻上,受到的壓力等于摩擦力
D. 高鐵站的安全線,利用流體流速大的位置壓強(qiáng)大的原理設(shè)置
【答案】B
【解析】A.鐵軌鋪在枕木上,通過增大受力面積減小壓強(qiáng),但火車對鐵軌的壓力與火車自身的質(zhì)量有關(guān),故A錯(cuò)誤;
B.正常狀態(tài)下連通器液面始終相平,三峽船閘是利用連通器的這一原理,便于輪船通過,故B正確;
C.吸盤被壓在墻上,是利用了大氣壓的原理,擠出吸盤內(nèi)空氣,使其氣壓減小,小于外界氣壓,于是將吸盤壓在墻上,故C錯(cuò)誤;
D.流速越大的位置壓強(qiáng)越小,所以高鐵站的安全線,利用流體流速大的位置壓強(qiáng)小的原理,故D錯(cuò)誤;
故選B。
16.(2023·牡丹江)如圖所示,平板支撐是我市首屆中小學(xué)生“核心體能大比武”項(xiàng)目之一。當(dāng)人支撐在地面上靜止時(shí),說法正確的是( )

A.以腳為支點(diǎn),人相當(dāng)于省力杠桿
B.地面對前臂的支持力等于人的重力
C.靜止支撐的過程中,支持力對人做了功
D.人對地面的壓力與地面對人的支持力是一對平衡力
【答案】A
【解析】A.以腳為支點(diǎn),阻力為人的重力,動力為人前臂用的力,因動力臂大于阻力臂,人相當(dāng)于省力杠桿,故A正確;
B.地面對前臂的支持力與地面對腳的支持力之和等于人的重力大小,故地面對前臂的支持力小于人的重力,故B錯(cuò)誤;
C.靜止支撐的過程中,雖有支持力的作用,但沒有在力的方向上移動距離,故對人沒有做功,故C錯(cuò)誤;
D.人對地面的壓力作用在地面上,而地面對人的支持力作用在人上,即沒有作用在同一物體上,故不是一對平衡力,故D錯(cuò)誤。
故選A。
17.(2023·青島)(多選)生活中許多現(xiàn)象都與我們學(xué)過的物理知識相關(guān)。下列對物理現(xiàn)象解釋合理的是( )
A.太空中沒有空氣,離得再近的航天員之間也只能通過無線電交談, 是因?yàn)檎婵詹荒軅髀?br>B.飛機(jī)機(jī)翼設(shè)計(jì)成上凸下平的形狀,是運(yùn)用了氣體流速越大的位置壓強(qiáng)越小的原理
C.菜刀用過一段時(shí)間后要磨一磨,是因?yàn)闇p小受力面積能減小壓強(qiáng)
D.拉開的弓能將箭射出, 是因?yàn)閯幽芸梢赞D(zhuǎn)化為彈性勢能
【答案】AB
【解析】A.聲音的傳播需要介質(zhì),太空中沒有空氣,真空不能傳聲,離得再近的航天員之間也只能通過無線電交談,故A符合題意;
B.飛機(jī)機(jī)翼被設(shè)計(jì)成“上凸下平”的形狀,利用“流速越大壓強(qiáng)越小”的原理獲得升力而升空的,故B符合題意;
C.菜刀用過一段時(shí)間后要磨一磨,是因?yàn)闇p小受力面積能增大壓強(qiáng),故C不符合題意;
D.拉開的弓能將箭射出, 是因?yàn)閺椥詣菽芸梢赞D(zhuǎn)化為動能,故D不符合題意。
故選AB。
18.(2023·威海)(多選)國家倡導(dǎo)全民健身,威海建設(shè)了許多體育主題公園。下列運(yùn)動項(xiàng)目涉及到的物理知識描述正確的是( )
A.打羽毛球——羽毛球運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí),羽毛球受力不平衡
B.打籃球——投籃時(shí)籃球劃過一條弧線,因?yàn)榛@球受到重力作用
C.踢足球——踢出去的足球在草地上越滾越慢,因?yàn)樽闱虻膽T性越來越小
D.引體向上——手握單杠身體向上運(yùn)動時(shí),手對單杠的拉力大于單杠對手的拉力
【答案】AB
【解析】A.羽毛球運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí),羽毛球只受重力作用,羽毛球受力不平衡,故A正確;
B.投籃時(shí),籃球脫離人的手后由于慣性向前運(yùn)動,又因?yàn)榛@球受到重力作用,因此籃球的運(yùn)動軌跡是一條弧線,故B正確;
C.踢出去的足球在草地上越滾越慢,是因?yàn)槭艿阶枇Γ瑧T性大小只與質(zhì)量有關(guān),故慣性大小不變,故C錯(cuò)誤;
D.手握單杠身體向上運(yùn)動時(shí),手對單杠的拉力與單杠對手的拉力是一對相互作用力,大小相等,故D錯(cuò)誤。
故選AB。
19.(2023·阜新)(多選)木棒的一端纏繞銅絲可以制成一個(gè)簡易的密度計(jì)。甲乙兩個(gè)相同的容器中裝有質(zhì)量相等的不同液體。將該密度計(jì)分別放入甲乙容器中,靜止后密度計(jì)的位置如圖所示,下列判斷正確的是( )

A.甲容器中液體的密度小于乙容器中液體的密度
B.密度計(jì)在甲、乙容器中排開液體的質(zhì)量相等
C.甲容器中液體對容器底的壓強(qiáng)等于乙容器中液體對容器底的壓強(qiáng)
D.未放入密度計(jì)前,甲容器對桌面的壓強(qiáng)大于乙容器對桌面的壓強(qiáng)
【答案】ABC
【解析】AB.簡易密度計(jì)在兩種液體中均處于漂浮狀態(tài),浮力
簡易密度計(jì)在甲、乙容器中度計(jì)所受的浮力相同,簡易密度計(jì)在甲、乙液體中排開液體的質(zhì)量相等,由圖可知,甲排開液體的體積較大,根據(jù)可知,甲液體的密度較小,故AB正確;
C.兩種液體的質(zhì)量相等,說明甲、乙容器中液體的重力相同,放入相同的密度計(jì)后液體與密度計(jì)的重力之和仍然想等,而題中兩容器的底面積相同,根據(jù)可知,兩容器底部受到的液體壓強(qiáng)相等,故C正確;
D.未放入密度計(jì)前,甲、乙兩個(gè)相同的容器中裝有質(zhì)量相等的不同液體,所以液體對容器底的總壓力相同,由圖可知兩容器的底面積相同,根據(jù)知,甲容器對桌面的壓強(qiáng)等于乙容器據(jù)對桌面的壓強(qiáng),故D錯(cuò)誤。
故選ABC。
20.(2023·錦州)(多選)裝有不同液體的甲、乙兩個(gè)相同容器放在水平桌面上,將裝有適量水的瓶子(瓶蓋密封)先后置于甲、乙兩容器中,瓶子靜止時(shí)如圖所示,此時(shí)兩容器中液面相平。下列說法中正確的是( )

A.甲、乙兩容器中,瓶子受到的浮力相等
B.甲、乙兩容器中,液體對容器底部的壓力相等
C.甲容器對水平桌面的壓強(qiáng)小于乙容器對水平桌面的壓強(qiáng)
D.甲中瓶內(nèi)水對瓶底的壓力大于乙中瓶內(nèi)水對瓶蓋的壓力
【答案】ACD
【解析】A.瓶子在甲乙兩種液體中都處于漂浮狀態(tài),浮力等于重力,故甲、乙兩容器中,瓶子受到的浮力相等,故A正確;
B.由圖可知,甲排開液體的體積大于乙排開液體的體積,浮力相等,根據(jù)阿基米德原理可知,甲液體的密度小于乙液體的密度,根據(jù)液體壓強(qiáng)的公式
可知,甲液體對容器底部的壓強(qiáng)小于乙液體對容器底部的壓強(qiáng),容器底面積相等,由F=pS
甲液體對容器底部的壓力小于乙液體對容器底部的壓力,故B錯(cuò)誤;
C.兩容器的重力和瓶子的重力相同,甲乙兩容器中,液面相平且乙液體的體積大于甲液體的體積,乙液體的密度大于甲液體的密度,由公式
可知,乙液體的質(zhì)量大于甲液體的質(zhì)量,則乙容器對桌面的壓力大于甲容器對桌面的壓力,受力面積相同,根據(jù)公式
可知,甲容器對水平桌面的壓強(qiáng)小于乙容器對水平桌面的壓強(qiáng),故C正確;
D.由圖可知,甲中瓶內(nèi)水對瓶底的壓力等于瓶內(nèi)水的重力,乙中瓶內(nèi)水對瓶蓋的壓力一部分分擔(dān)在瓶子側(cè)壁上,因此乙中瓶內(nèi)水對瓶蓋的壓力小于瓶內(nèi)水的重力,故甲中瓶內(nèi)水對瓶底的壓力大于乙中瓶內(nèi)水對瓶蓋的壓力,故D正確。
故選ACD。
21.(2023·錦州)(多選)2023年5月15日,遼寧男籃獲得2022—2023賽季CBA總冠軍。關(guān)于籃球比賽時(shí)出現(xiàn)的場景,下列說法中正確的是( )
A.籃球出手后還能繼續(xù)運(yùn)動,是因?yàn)槭艿綉T性的作用
B.籃球表面做得凸凹不平是為了增大和手之間的摩擦
C.投籃時(shí),籃球出手后到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)處于平衡狀態(tài)
D.籃球離開籃筐下落過程中,重力勢能轉(zhuǎn)化為動能
【答案】BD
【解析】A.慣性是物體的固有屬性,慣性不是力,不能說慣性力或受慣性的作用,故A錯(cuò)誤;
B.籃球表面做得凸凹不平,是為了增大接觸面的粗糙程度,增大籃球和手之間的摩擦;故B正確;
C.投籃時(shí),籃球出手后到達(dá)最高點(diǎn)時(shí),受到重力和空氣阻力的作用,這兩個(gè)力大小不相等,且也不在同一條直線上,不是平衡力,故籃球處于非平衡狀態(tài),故C錯(cuò)誤;
D.籃球離開籃筐下落過程中,重力勢能減小,動能增大,將重力勢能轉(zhuǎn)化為動能,故D正確。
故選BD。
22.(2023·撫順)(多選)水平桌面上兩個(gè)質(zhì)量相同、底面積不同的容器中,裝有質(zhì)量相等的水。將兩個(gè)橡膠吸盤吸合在一起放在其中一個(gè)容器中漂浮,如圖甲所示;又將這兩個(gè)橡膠吸盤分開后放入另一個(gè)容器中,吸盤沉底,如圖乙所示。甲、乙兩圖容器中的水深度相同。下列說法正確的是( )

A.橡膠的密度大于水的密度
B.甲圖容器底受到水的壓強(qiáng)大于乙圖容器底受到水的壓強(qiáng)
C.甲圖容器對桌面的壓強(qiáng)小于乙圖容器對桌面的壓強(qiáng)
D.兩吸盤在甲圖容器中所受浮力大于在乙圖容器中所受浮力
【答案】ACD
【解析】A.由圖乙可知,兩個(gè)橡膠吸盤分開后,每個(gè)吸盤是實(shí)心的,放入水中會下沉,說明橡膠的密度大于水的密度,故A正確;
B.甲、乙兩圖容器中的水深度相同,由p=ρgh可知甲圖容器底受到水的壓強(qiáng)等于乙圖容器底受到水的壓強(qiáng),故B錯(cuò)誤;
C.容器的質(zhì)量相同,水的質(zhì)量相同,兩個(gè)橡膠吸盤質(zhì)量不變,容器對桌面的壓力等于容器、水和吸盤的總重力,所以容器對桌面的壓力不變,由圖可知,甲圖中容器的底面積大于乙圖中容器的底面積,由可知甲圖容器對桌面的壓強(qiáng)小于乙圖容器對桌面的壓強(qiáng),故C正確;
D.兩吸盤在甲圖容器中漂浮,浮力等于重力,在乙圖容器中沉底,浮力小于重力,重力不變,所以在甲圖容器中所受浮力大于在乙圖容器中所受浮力,故D正確。
故選ACD。
?考向二 力學(xué)綜合計(jì)算
23.(2023·十堰)如圖甲是中國海軍十堰艦停泊在港灣時(shí)的情景,相關(guān)參數(shù)如下表;執(zhí)行任務(wù)過程中,該艦以恒定最大推進(jìn)功率航行;(g?。┣螅?br>(1)十堰艦滿載停泊在港灣時(shí)所受浮力大??;
(2)若十堰艦從靜止出發(fā),加速航行時(shí)達(dá)到最大航速,圖乙是本次航行的圖像,求加速階段的平均速度;
(3)十堰艦以最大航速水平勻速直線航行時(shí),十堰艦所受阻力大小。
【答案】(1)1.22×107N;(2)8m/s;(3)1×106N
【解析】(1)由阿基米德原理可得,護(hù)衛(wèi)艦滿載時(shí),受到海水的浮力F浮=G排=m排g=1220×103kg×10N/kg=1.22×107N
(2)由乙圖可知,該艦加速航行達(dá)到最大航速12.5m/s,用時(shí)120s,航行0.96km,則加速階段的平均速度
(3)護(hù)衛(wèi)艦的最大航速為12.5m/s,水平勻速直線航行時(shí),受到的阻力與牽引力是一對平衡力,根據(jù)
可得,十堰艦所受阻力
24.(2023·雅安)一棱長為的正方體物塊放在盛有40L水的薄壁圓柱形容器中,容器重為10N,底面積為?,F(xiàn)用豎直向下大小為20N的力F作用在物體上,物體剛好浸沒于水中靜止,如圖所示(,g取10N/kg)。求:
(1)物塊下表面受到水的壓強(qiáng);
(2)物塊受到的浮力;
(3)容器底部對水平地面的壓強(qiáng)。

【答案】(1)2000Pa;(2)80N;(3)4.9×103Pa
【解析】(1)根據(jù)題意可知,水對物塊下表面的壓強(qiáng)為
(2)物塊排開水的體積
物塊受到的浮力為
(3)水的體積
水的質(zhì)量
水的重力為
物塊處于平衡狀態(tài),豎直方向上三力平衡,即有
所以
容器底部對水平地面的壓力為
容器底部對水平地面的壓強(qiáng)
25.(2023·西藏)2021年6月25日,西藏自治區(qū)首條電氣化鐵路拉林鐵路開通運(yùn)營,歷史性地實(shí)現(xiàn)復(fù)興號動車組對31個(gè)省區(qū)市的全覆蓋,翻開了西藏和高原鐵路建設(shè)發(fā)展新篇章。旦增乘坐某次列車從拉薩去林芝旅游,列車經(jīng)過平直的藏木特大橋時(shí),如圖(甲)所示,他用手表測量了自己通過大橋的時(shí)間,上橋和離橋時(shí)的手表示數(shù)如圖(乙)所示。通過查詢資料得知列車功率約為5×106W,若列車過橋時(shí)速度保持25m/s不變。求:
(1)旦增過橋所用的時(shí)間;
(2)大橋的長度;
(3)列車過橋時(shí)所受阻力的大小。

【答案】(1)21s;(2)525m;(3)2×105N
【解析】(1)由乙圖可知,旦增過橋時(shí)所用的時(shí)間為t=9∶35∶41-9∶35∶20=21s
(2)列車過橋時(shí)速度為25m/s,大橋的長度為s=vt=25m/s×21s=525m
(3)由
可得,列車的牽引力為
列車過橋時(shí)速度保持25m/s不變,說明列車做勻速直線運(yùn)動,此時(shí)阻力等于牽引力,即阻力為f=F=2×105N
26.(2023·青島)“國之重器”中的起重船在我國很多偉大的工程中發(fā)揮著重要作用。起重船的工作就是將重物起吊移至指定位置。如圖甲所示,一艘起重船自身質(zhì)量m1=10000t,要吊裝的重物質(zhì)量m2=1000t。(取g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)起重船帶著重物一起漂浮在水面上時(shí),排開水的體積是多少?
(2)起重機(jī)將該重物勻速提升了30m,它的電動機(jī)所做的功是7.5×108J,則起重機(jī)的機(jī)械效率是多少?
(3)為了防止起重船吊裝重物時(shí)發(fā)生傾斜,在起重船的船體兩側(cè)建造了由許多小艙室組成的水艙。起重船吊起重物后,就通過抽水機(jī)將一側(cè)水艙里的水抽向另一側(cè)水艙來保持起重船平衡,示意圖如圖乙所示。
小海設(shè)計(jì)了一種用力傳感器感知抽水量的長方體水艙模型,其底面積為2m2,示意圖如圖丙所示,其中A是固定的力傳感器,能夠顯示B對它的壓力或拉力的大??;B是質(zhì)量和體積均可忽略的細(xì)直桿,B的上端固定在A上,下端固定在物體C上;物體C是質(zhì)量為20kg、高度為2m的圓柱體。水艙中裝有4.2m3的水,抽水機(jī)將水抽出的過程中,力傳感器示數(shù)F的大小隨抽出水的體積V變化的圖象如圖丁所示。當(dāng)力傳感器示數(shù)為0時(shí),剩余的水對艙底的壓強(qiáng)是多少?

【答案】(1)1.1×104m3;(2)40%;(3)9000Pa。
【解析】(1)起重船帶著重物一起漂浮在水面上時(shí),浮力為F浮=G總=m總g=(m1+m2)g=(10000×103kg+1000×103kg)×10N/kg=1.1×108N
由阿基米德原理可知排開水的體積
(2)有用功W有=G2h=m2gh=1000×103kg×10N/kg×30m=3×108J
起重機(jī)的機(jī)械效率
(3)由圖乙可知,抽出4m3水,C剛好全部露出水面,此時(shí)剩余水的體積V剩=V-V1=4.2m3-4m3=0.2m3
水的深度
C的重力GC=mCg=20kg×10N/kg=200N
開始C完全浸沒,C排開水的體積等于C的體積,此時(shí)壓力是300N,C所受的浮力為F浮C=GC+F壓=200N+300N=500N
C的體積為
C的橫截面積為
當(dāng)F壓=0N時(shí),C剛好漂浮F浮′=GC=200N
C浸入水中的體積為
C浸入水中的深度為
此時(shí)水的深度h=h1+h浸=0.1m+0.8m=0.9m
水產(chǎn)生的壓強(qiáng)為p=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.9m=9000Pa
27.(2023·攀枝花)如圖所示,甲、乙兩容器放置在同一水平桌面上,容器中裝有一定量的水,且容器甲中的液面低于容器乙中的液面;容器乙底部有一閥門S,打開后能夠?qū)⑷萜饕抑械乃糠懦?。體積相同的小球A、B用不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩通過兩滑輪連接后,分別置于甲、乙容器中。小球A沉在容器甲的底部,小球B有一半浸在水中,此時(shí)輕繩剛好伸直,對小球的拉力為零?,F(xiàn)打開閥門S,使容器乙中的水緩慢減少,當(dāng)小球B露出水面部分的體積為其總體積的五分之四時(shí),小球A開始上浮。連接小球A、B的輕繩始終處于豎直狀態(tài),忽略細(xì)繩與滑輪之間的摩擦,容器乙中的水足夠深,求:
(1)小球A、B的質(zhì)量之比;
(2)小球A能露出水面部分的體積與其總體積之比的最大值。

【答案】(1)13∶5;(2)1∶5
【解析】(1)小球A沉在容器甲的底部,小球B有一半浸在水中,此時(shí)輕繩剛好伸直,對小球的拉力為零。小球B有一半浸在水中時(shí),設(shè)小球A、B的體積為V,即,處于漂浮狀態(tài),受重力和浮力的作用
根據(jù)二力平衡、阿基米德原理有
可得
小球B有體積露出水面時(shí),受重力、浮力和拉力的作用,則
此時(shí),小球受到重力、浮力和拉力的作用,則
解得
(2)小球B完全露出水面時(shí),繩子拉力最大,受重力和拉力的作用,則
此時(shí),小球A受到重力、浮力和拉力的作用,則

解得
露出水面部分的體積
則露出水面部分的體積與其總體積之比為
28.(2023·重慶)桔槔是《天工開物》中記載的一種原始的汲水工具。如圖所示,硬桿用細(xì)繩懸掛在樹上,桿可繞點(diǎn)自由旋轉(zhuǎn)且與樹之間無作用力,用細(xì)繩將重力為20N、容積為的桶懸掛在端,在端重120N的拗石輔助下,人可輕松將一桶水從井中提起,;懸掛桶的繩子始終保持在豎直方向上,忽略桿和繩的重力。
(1)桶裝滿水時(shí),求水的質(zhì)量;
(2)空桶在井中漂浮時(shí),求桶排開水的體積;
(3)一重力為480N的人用桔槔將裝滿水的桶提出水面后(忽略桶外壁沾水),桔槔處于平衡狀態(tài)時(shí),人與地面的受力面積為500cm2,求人對地面的壓強(qiáng)。

【答案】(1)28kg;(2)2000cm3;(3)
【解析】(1)因?yàn)橥ǖ娜莘e為容積為2.8×10?2m3,則桶裝滿水的質(zhì)量為
(2)漂浮在水面的桶受到的浮力等于重力為
則排開水的體積為
(3)桔槔平衡時(shí),根據(jù)杠桿平衡條件可求,B端施加的拉力為
人對繩子的拉力為
人對地面的壓強(qiáng)為
29.(2023·廣元)如圖所示,某工人利用滑輪組將一個(gè)工件沿水平地面勻速拉動到加工點(diǎn)。拉動過程中,工人對繩的拉力始終沿豎直方向,工人雙腳始終與水平地面接觸且接觸面積為。工人對地面的壓強(qiáng)為;此工人的質(zhì)量為70kg,兩個(gè)動滑輪的質(zhì)量共為10kg,繩重、繩與滑輪之間的摩擦均忽略不計(jì),g取10N/kg。求:
(1)工人的手對繩的拉力大小;
(2)工件移動過程中,地面對工件摩擦力的大?。?br>(3)滑輪組在此次工作中的機(jī)械效率。

【答案】(1)100N;(2)300N;(3)75%
【解析】(1)工人的重力
由得,工人對地面的壓力
由力的作用是相互的可知,工人受到的支持力
由力的平衡條件可知,工人的手對繩的拉力
(2)兩個(gè)動滑輪的重力
由圖可知n=4,因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦?xí)r
所以地面對工件摩擦力
(3)滑輪組的機(jī)械效率
30.(2023·成都)如圖所示,薄壁長方體容器A放在水平桌面上,底面積為,高為12cm,質(zhì)量為。容器A內(nèi)裝有144g水。均勻?qū)嵭牧⒎襟wB和C的邊長都為4cm,質(zhì)量分別為,。已知,。忽略實(shí)心立方體吸水、容器壁厚度等次要因素。
(1)求容器A對水平桌面的壓強(qiáng)。
(2)若將B緩慢放入容器中,請分析B平衡時(shí)的狀態(tài),并求出B放入前后水對容器底部壓強(qiáng)的變化量。
(3)若將C放在B上,再將它們緩慢放入容器中,平衡時(shí)C與B的接觸面水平,求C對B的壓力。

【答案】(1);(2)漂浮狀態(tài);;(3)0.208N
【解析】(1)容器A對水平桌面的壓力
容器A對水平桌面的壓強(qiáng)
(2)B的密度
假設(shè)B漂浮,受到的浮力
排開水的體積
B的底面積SB=4cm×4cm=16cm2
此時(shí)需要的最少水量
容器A內(nèi)裝有水的體積
因?yàn)?br>所以,B一定處于漂浮狀態(tài)。由體積關(guān)系得,水面上升的距離為
由得水對容器底部的壓強(qiáng)變化量為
(3)研究B、C這個(gè)整體,假設(shè)沉底,C露出水面,則容器內(nèi)水的深度
受到的浮力
BC的總重力
因?yàn)?br>所以假設(shè)成立,B、C沉底。此時(shí),C物體浸入水中的深度
C受到的浮力
所以C對B的壓力
31.(2023·安徽)“浮沉子”最早是由科學(xué)家笛卡爾設(shè)計(jì)的。小華用大塑料瓶(大瓶)和開口小玻璃瓶(小瓶)制作了圖1所示的“浮沉子”;裝有適量水的小瓶開口朝下漂浮在大瓶內(nèi)的水面上,擰緊大瓶的瓶蓋使其密封,兩瓶內(nèi)均有少量空氣。將小瓶視為圓柱形容器,底面積為S,忽略其壁厚(即忽略小瓶自身的體積)。當(dāng)小瓶漂浮時(shí),簡化的模型如圖2所示,小瓶內(nèi)空氣柱的高度為h。手握大瓶施加適當(dāng)?shù)膲毫?,使小瓶下沉并恰好懸浮在圖3所示的位置。將倒置的小瓶和小瓶內(nèi)的空氣看成一個(gè)整體A,A的質(zhì)量為m,水的密度為,g為已知量,求:
(1)圖2中A所受浮力的大??;
(2)圖2中A排開水的體積;
(3)圖2和圖3中小瓶內(nèi)空氣的密度之比。

【答案】(1)mg;(2);(3)
【解析】(1)圖2中A處于漂浮狀態(tài),受到的浮力等于自身重力F浮=G=mg
(2)根據(jù)阿基米德原理可得,A排開水的體積
(3)忽略小瓶壁厚,圖2中小瓶內(nèi)空氣的體積V空氣2=Sh
圖3中小瓶懸浮,忽略小瓶自身的體積,則瓶內(nèi)空氣的體積等于A排開水的體積,由于A受到的浮力仍等于其重力,大小不變,因此圖3中A排開水的體積仍為,圖3中小瓶內(nèi)空氣的體積
小瓶內(nèi)空氣的質(zhì)量不變,根據(jù)得到圖2和圖3中小瓶內(nèi)空氣的密度之比
32.(2023·新疆)如圖所示,一柱狀魚缸(缸底有小石子)放在水平地面上,其內(nèi)圓底面積為。魚缸內(nèi)無水時(shí),魚缸對水平地面的壓強(qiáng)為;在魚缸內(nèi)加入質(zhì)量為42kg的水后魚缸對水平地面的壓強(qiáng)為;在魚缸內(nèi)再放入幾條魚后,魚缸對水平地面的壓強(qiáng)為。求:
(1)質(zhì)量為42kg的水的重力;
(2)魚缸內(nèi)無水時(shí),魚缸(含缸底小石子)的質(zhì)量;
(3)在魚缸內(nèi)放入幾條魚后,水對缸底的某一小石子增加的壓強(qiáng)。

【答案】(1)420N;(2)7kg;(3)350Pa
【解析】(1)質(zhì)量為42kg的水,重力為
(2)設(shè)容器的底面積為S,則魚缸內(nèi)無水時(shí),魚缸的重力為
在魚缸內(nèi)加入質(zhì)量為42kg的水后魚缸對水平面的壓力為
此時(shí)魚缸對水平地面的壓強(qiáng)為
根據(jù)題意,帶入上式解得,則魚缸內(nèi)無水時(shí),魚缸的重力為
魚缸的質(zhì)量為
(3)魚缸內(nèi)放入幾條魚后,此時(shí)魚缸的總重力為
則魚的總重力為
因?yàn)轸~懸浮,且魚缸為柱形的規(guī)則形狀,受到的浮力等于其重力,那么液體對容器底部的壓力增加量等于魚的重力,則增加的壓力為
則增加的壓強(qiáng)為
33.(2023·江西)如圖所示,利用斜面將箱子推進(jìn)車廂,通常要比把箱子直接從地面搬進(jìn)車廂省力多了,某同學(xué)用的力沿斜面向上勻速推動箱子,已知箱子質(zhì)量為,斜面長,斜面高,。求:
(1)箱子受到的重力;
(2)箱子受到的摩擦力;
(3)斜面的機(jī)械效率;
(4)使用斜面推箱子時(shí)有哪些更省力的方法。

【答案】(1);(2)20N;(3)80%;(4)見解析
【解析】(1)箱子受到的重力G=mg=20kg×10N/kg=200N
(2)推力所做的功
有用功
額外功
斜面對箱子的摩擦力
(3)斜面的機(jī)械效率
(4)拉動物體沿斜面運(yùn)動時(shí),斜面坡度越小越省力,可適當(dāng)減小斜面的坡度。
34.(2023·武威)隨著人們生活水平的提高,房車旅游受到了大眾的青睞,某公司推出了如圖所示的小型房車,小林和父母參觀車展時(shí)試駕了該車,該車在平直公路上以54km/h的速度勻速行駛了3600m,已知車輪與水平地面總接觸面積為0.4m2,試駕時(shí)車和人總質(zhì)量為4×103kg,阻力是車重的0.1倍。(假定汽車靜止時(shí)對地面的壓力大小等于汽車總重力,汽車勻速行駛時(shí)牽引力等于阻力,g取10N/kg。)求:
(1)該房車勻速行駛了多長時(shí)間?
(2)該房車靜止在水平地面上時(shí),對地面的壓強(qiáng)是多少?
(3)該房車勻速行駛時(shí)牽引力做功的功率是多大?

【答案】(1)240s;(2)1×105Pa;(3)6×104W
【解析】(1)由題意可知,試駕的路程為s=3600m,試駕時(shí)的速度為v=54km/h=15m/s
故由可得,試駕所用的時(shí)間為
(2)房車的總質(zhì)量為m=4×103kg,故房車的重力為G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N
由可得,房車對地面的壓強(qiáng)為
(3)由題意可得,房車所受阻力為f=0.1G=0.1×4×104N=4×103N
房車在水平路面勻速行駛,處于受力平衡狀態(tài),故由二力平衡可得,房車所受牽引力大小為F牽=f=4×103N
由P=Fv可得,牽引力的功率為P=F牽v=4×103N×15m/s=6×104W
35.(2023·煙臺)在宜居宜業(yè)和美鄉(xiāng)村建設(shè)中,某施工隊(duì)正在進(jìn)行農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施改建,建筑工人利用小型的升降機(jī)來搬運(yùn)水泥。如圖甲所示,某次搬運(yùn)過程中,工人在的時(shí)間內(nèi),將8袋水泥勻速提起,電動機(jī)牽引繩子的拉力F為,每袋水泥質(zhì)量為。g取,求:
(1)拉力F做功的功率;
(2)滑輪組的機(jī)械效率(小數(shù)點(diǎn)后保留1位小數(shù));
(3)為了一次能提升更多的水泥,物理實(shí)踐小組利用學(xué)過的知識對升降機(jī)的滑輪組進(jìn)行重新設(shè)計(jì),如圖乙所示。假設(shè)升降機(jī)足夠穩(wěn)定,電動機(jī)輸出功率足夠大,電動機(jī)牽引繩子的拉力仍為,吊籃及動滑輪的總重力為,不計(jì)繩重和摩擦,則這種設(shè)計(jì)的裝置一次能提起多少袋水泥?

【答案】(1);(2)83.3%;(3)14
【解析】(1)如圖甲所示,動滑輪上繞2條繩,則n=2,水泥被勻速提起,繩子自由端移動的距離為12m,則拉力F做功為
則拉力F做功的功率為
(2)由題可知8袋水泥重力為
升降機(jī)搬運(yùn)水泥做的有用功為
則滑輪組的機(jī)械效率為
(3)如圖乙所示,動滑輪上繞3條繩,電動機(jī)牽引繩子的拉力仍為,則繩子能夠拉起物體的總重力為
吊籃及動滑輪的總重力為,不計(jì)繩重和摩擦,則一次能拉起水泥的重力為
每袋水泥重力為
則這種設(shè)計(jì)的裝置一次能提起水泥的袋數(shù)為
36.(2023·隨州)生活中有些低層建筑沒有電梯,房屋裝修時(shí)聰明的工人常用滑輪組提升沙石等物料。如下圖,物料及桶總質(zhì)量為60kg,工人質(zhì)量為80kg,工人的雙腳與水平地面接觸面積為400cm2,某段時(shí)間內(nèi)工人將物料及桶緩緩勻速提升了3m。不計(jì)滑輪組和繩的重量及繩與輪之間的摩擦。圖中拉力的方向近似認(rèn)為是豎直方向,g取10 N/kg。求:
(1)工人拉繩子的力是多大?
(2)這段時(shí)間內(nèi)工人提升物料及桶做了多少功?
(3)這段時(shí)間內(nèi)工人對地面的壓強(qiáng)是多少?

【答案】(1)300N;(2)1800J;(3)1.25×104Pa
【解析】(1)如圖所示,繩子的股數(shù)n=2,工人拉繩子的力為
(2)工人提升物料及桶做的功為W=mgh=60kg×10N/kg×3m=1800J
(3)人受到豎直向下的重力、地面對人豎直向上的支持力和繩子對人豎直向上的拉力作用,這3個(gè)力是平衡的,即m′g=F拉+F支持
因?yàn)橹С至蛪毫κ且粚ο嗷プ饔昧?,大小相等,則工人對地面的壓力為F壓= F支持= m′g- F拉=80kg×10N/kg-300N=500N
工人對地面的壓強(qiáng)為
37.(2023·無錫)2023年5月13日,“恩平20—4鉆采平臺”的安裝,創(chuàng)造了我國海上油氣平臺浮托安裝重量的新紀(jì)錄,浮托安裝類似于運(yùn)動員挺舉過程,巧妙地利用海上潮汐的自然力進(jìn)行安裝。如圖所示,漲潮時(shí),工程船托運(yùn)平臺組塊駛?cè)胍呀?jīng)固定在海中的導(dǎo)管架的槽口,落潮時(shí)把平臺組塊插尖順勢從高位下降安裝到導(dǎo)管架接口上。工程船滿載時(shí)的排水量為,所安裝的平臺組塊質(zhì)量為。(g?。?br>(1)工程船滿載航行在海面上時(shí),受到的浮力為多大?
(2)平臺組塊所受重力大小為多少?
(3)若漲潮前,插尖低于接口,漲潮時(shí),工程船和平臺組塊緩慢向上浮起,使得插尖比接口高。則在此過程中,工程船對平臺組塊豎直向上做功為多少?

【答案】(1)5.35×108N;(2)1.55×108N;(3)3.1×108J
【解析】(1)工程船滿載時(shí)的排水量為,航行在海面上時(shí),處于漂浮狀態(tài),由沉浮條件可知,受到的浮力等于重力
(2)平臺組塊質(zhì)量為,則平臺組塊所受重力
(3)若漲潮前,插尖低于接口,漲潮時(shí),插尖比接口高,則工程船對平臺組塊豎直向上做功為克服平臺組塊重力做功
38.(2023·福建)小華利用氦氣球與探空儀了解空氣狀況。如圖甲所示,質(zhì)量為0.4kg的探空儀靜止在水平桌面上,與桌面接觸面積為0.02m2。在室內(nèi)測試時(shí),將探空儀固定在充有氦氣的氣球上,釋放后氦氣球恰好能攜帶探空儀懸浮在空中,如圖乙所示。已知球殼質(zhì)量為0.23kg,球內(nèi)氦氣的密度為0.17kg/m3,室內(nèi)空氣的密度為1.22kg/m3。求:
(1)探空儀所受的重力;
(2)探空儀對水平桌面的壓強(qiáng);
(3)懸浮時(shí)氦氣球的體積(計(jì)算浮力時(shí),不計(jì)探空儀的體積和球殼的厚度)。

【答案】(1)4N;(2)200Pa;(3)0.6m3
【解析】(1)探空儀的重力
(2)探空儀對水平桌面的壓力
探空儀對水平桌面的壓強(qiáng)
(3)氣球懸浮

氦氣球受到浮力②
由①和②得到懸浮時(shí)氦氣球的體積
39.(2023·益陽)早在3000年前我們的祖先就設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)很合理的轆轤,通常用于從井中提水。如圖所示是古代民間的提水設(shè)施轆轤,由轆轤頭、支架、井繩、水桶等部分構(gòu)成。某次取水時(shí)井繩拉著質(zhì)量為10kg的水緩慢上升了4m,水桶的質(zhì)量為1kg,在這一過程中,人做的總功為500J,g取10N/kg。求此次取水的過程中
(1)人做的有用功為多少?
(2)轆轤的機(jī)械效率多大?
(3)人克服井繩重力與摩擦阻力做的功是多少?

【答案】(1)400J;(2)80%;(3)60J
【解析】(1)根據(jù)題意,人做的有用功為
(2)根據(jù)題意可知
(3)根據(jù)題意可知
克服水斗做的功為
克服井繩重力及摩擦力做的功為
40.(2023·深圳)如圖1是古時(shí)勞動人民用工具抬起木料的情景,如圖二中已知其中,木料的體積為,木塊的密度為。
(1)求木材所受重力?
(2)如圖2,在B端有一木材對繩子的力F1為,當(dāng)F2為大時(shí),木料剛好被抬起?
(3)隨著時(shí)代發(fā)展,亮亮同學(xué)發(fā)現(xiàn)吊車能更方便地提起重物。如圖3用一吊車勻速向上提起木材,已知提升的功率為,那這個(gè)吊車在10s內(nèi)可以將該木料提升的高度為多高?
【答案】(1)2×104N;(2)2×103N;(3)5m
【解析】(1)木料的體積為,木塊的密度為,則木材所受重力
(2)在B端有一木材對繩子的力F1為,由杠桿平衡條件可得
由于
則木料剛好被抬起時(shí),力F2大小
(3)提升的功率為,由
得,吊車勻速向上提起木材,拉力等于木料重力,則提升速度
吊車在10s內(nèi)可以將該木料提升的高度排水量
吃水深度
最大航速
最大推進(jìn)功率

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