2022年八年級(jí)物理下冊(cè)第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械方法專題8機(jī)械與功浮力的綜合計(jì)算習(xí)題課件新版新人教版

1、第十二章 簡(jiǎn)單機(jī)械方法專題8機(jī)械與功、浮力的綜合計(jì)算類型1機(jī)械與功的計(jì)算1.一輛質(zhì)量是3.5103 kg的汽車不慎陷入泥濘地面，汽車司機(jī)組織人們用如圖所示的滑輪組將汽車拖出。已知整個(gè)過程中，水平拉力F是1103 N，汽車沿水平方向勻速移動(dòng)了2 m，滑輪組的機(jī)械效率為90%。求：(1)拉力F做的總功；解：(1)當(dāng)汽車沿水平方向勻速移動(dòng)了2 m時(shí),繩子末端移動(dòng)6 m,W總F s1103 N6 m6103 J；(2)有用功的大??；(3)汽車受到的阻力大小。(2)由 得,W有W總90%6103 J5.4103 J；(3)由W有F拉s得,F拉 2.7103 N,由于車勻速運(yùn)動(dòng),則車所受阻力fF拉2.71

2、03 N。2.小明想把重1 000 N的木箱A搬到高h(yuǎn)5 m，長L10 m的斜面上，如圖所示。小明沿斜面向上用F600 N的拉力使木箱A以v0.2 m/s的速度勻速從斜面底端拉到斜面頂端。求：(1)小明同學(xué)拉木箱的功率是多大？(2)該斜面的機(jī)械效率是多少？解：(1)P拉 Fv600 N0.2 m/s120 W。(2) 83.3%。(3)木箱A在斜面上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力是多大？(3)因?yàn)閃拉W有W額,即FLGhfL,所以f 100 N。類型2功與浮力3.(2019瀘州)慶祝中國人民解放軍海軍成立70周年海上閱兵活動(dòng)在青島附近海域舉行，圖中093改進(jìn)型攻擊核潛艇于2019年4月27日公開亮相，

3、進(jìn)行了戰(zhàn)略巡航。該潛艇最大核動(dòng)力功率為2.8104 kW，完全下潛到海面下后的排水量為6.8103 t。問：(取海水密度1103 kg/m3，g10 N/kg)(1)該潛艇懸浮時(shí)，其上一面積為0.05 m2的整流罩距海面深度為200 m，此時(shí)整流罩受到海水的壓力為多少？解：(1)潛艇下潛到200 m深處時(shí),此時(shí)整流罩所受海水的壓強(qiáng)：pgh1103 kg/m310 N/kg200 m2106 Pa,由p 得,整流罩所受壓力：FpS2106 Pa0.05 m21105 N。(2)若最大核動(dòng)力功率轉(zhuǎn)化為水平推力功率的效率為80%，該潛艇在海面下以最大核動(dòng)力功率水平巡航時(shí)，受到的水平推力為1.6106

4、 N，此時(shí)潛艇的巡航速度為多少？最大核動(dòng)力功率：P總2.8104 kW2.8107 W；根據(jù) 可得,有用功率：P有用P總80%2.8107 W2.24107 W；由P有用Fv得,潛艇的巡航速度：v 14 m/s。(3)該潛艇浮出海面處于漂浮時(shí)，露出海面的體積為1.5103 m3，此時(shí)潛艇的總重量是多少？該潛艇完全下潛到海面下后的排水量為6.8103 t,則VV排 6.8103 m3,潛艇浮出海面處于漂浮時(shí),排開水的體積V排VV露6.8103 m31.5103 m35.3103 m3,根據(jù)漂浮條件可得,此時(shí)潛艇的總重量：GF浮液gV排1103 kg/m310 N/kg5.3103 m35.310

5、7 N。類型3滑輪組與浮力4.(2019連云港)如圖甲所示，拉力F通過滑輪組，將正方體金屬塊從水中勻速拉出至水面上方一定高度處。圖乙是拉力F隨時(shí)間 t變化的關(guān)系圖象。不計(jì)動(dòng)滑輪的重力、摩擦及水和空氣對(duì)金屬塊的阻力，g10 N/kg，求：(1)金屬塊完全浸沒在水中時(shí)受到的浮力大小；解：(1)由甲圖可知,n2,不計(jì)動(dòng)滑輪的重力、摩擦及水和空氣對(duì)金屬塊的阻力,F G,當(dāng)金屬塊完全露出液面后,金屬塊不受浮力,即為圖中的 t2t3時(shí)刻,從乙圖可知,該金屬塊重力：G2F2108 N216 N,當(dāng)金屬塊未露出液面時(shí),即為圖中的0 t1時(shí)刻,則2FF浮G,所以金屬塊完全浸沒在水中時(shí)受到的浮力：F浮G2F216

6、 N268 N80 N；(2)金屬塊的密度；根據(jù)F浮gV排可得,金屬塊排開水的體積：V排 8103 m3,金屬塊完全浸沒在水中,則金屬塊的體積VV排8103 m3,金屬塊的密度： 2.7103 kg/m3；(3)如果直接將金屬塊平放在水平地面上，它對(duì)地面的壓強(qiáng)大小。金屬塊的邊長：a 0.2 m,則受力面積：Sa2(0.2 m)20.04 m2,金屬塊平放在水平地面時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)：p 5.4103 Pa。類型4機(jī)械與壓力5.(2019南充)如圖，杠桿在水平位置平衡，物體M1重為500 N，OAOB23，每個(gè)滑輪重為20 N，滑輪組的機(jī)械效率為80%，在拉力F的作用下，物體M2以0.5 m/s速度

7、勻速上升了5 m。求：(杠桿與繩的自重、摩擦均不計(jì))(1)物體M2的重力；解：(1)因杠桿與繩的自重、摩擦均不計(jì),故克服動(dòng)滑輪重力做的功為額外功,則滑輪組的機(jī)械效率： ,即80% ,解得物體M2的重力：G80 N；(2)拉力F的功率；由圖知,繩子的有效段數(shù)為2,繩子的自重、摩擦均不計(jì),則作用在繩子自由端的拉力：F 50 N,繩子自由端的速度為：v繩2v20.5 m/s1 m/s,拉力F的功率：P Fv繩50 N1 m/s50 W；(3)物體M1對(duì)水平面的壓力。由力的平衡條件可得,B端對(duì)定滑輪向上的拉力：FB3FG定350 N20 N170 N,根據(jù)力的作用是相互的,則定滑輪對(duì)杠桿B端的拉力：F

8、BFB170 N,根據(jù)杠桿的平衡條件可得：FAOAFBOB,故繩子對(duì)杠桿A端的拉力：FA FB 170 N255 N,力的作用是相互的,則繩子對(duì)M1向上的拉力：FAFA255 N,根據(jù)力的平衡,地面對(duì)M1的支持力：F支G1FA500 N255 N245 N；由力的作用是相互的可知,物體M1對(duì)水平面的壓力：F壓F支245 N。類型5杠桿與浮力6.(2019長沙)在科技節(jié)，小海用傳感器設(shè)計(jì)了如圖所示的力學(xué)裝置，杠桿OAB始終在水平位置保持平衡，O為杠桿的支點(diǎn)，OB3OA，豎直細(xì)桿a的上端通過力傳感器連在天花板上，下端連在杠桿A點(diǎn)，豎直細(xì)桿b的兩端分別與杠桿B端和物體M固定，水箱的質(zhì)量為0.8 kg

9、，不計(jì)杠桿、細(xì)桿及連接處的重力。當(dāng)圖甲所示的水箱中裝滿水時(shí)，水的質(zhì)量為3 kg。力傳感器可以顯示出細(xì)桿a的上端受到作用力的大小，圖乙是力傳感器的示數(shù)大小隨水箱中水的質(zhì)量變化的圖象(g取10 N/kg)。(1)圖甲所示的水箱裝滿水時(shí)，水受到的重力為_N。(2)物體M的質(zhì)量為_kg。(3)當(dāng)向水箱中加入質(zhì)量為1.1 kg的水時(shí)，力傳感器的示數(shù)大小為F，水箱對(duì)水平面的壓強(qiáng)為p1；繼續(xù)向水箱中加水當(dāng)力傳感器的示數(shù)大小變?yōu)?F時(shí)，水箱對(duì)水平面的壓強(qiáng)為p2，則p1p2_。300.22:37.科技人員為了研究“物品勻速投放下水的方法”建立如圖所示的模型：輕質(zhì)杠桿AB兩端用輕繩懸掛著兩個(gè)完全相同的正方體物品甲

10、和乙，甲、乙的邊長均為a，密度均為(大于水的密度水)，杠桿放在可移動(dòng)支點(diǎn)P上，物品乙放在水平地面上。起初，物品甲下表面無限接近水面(剛好不被水打濕)。計(jì)時(shí)開始( t0)，上推活塞，使水面以速度v勻速上升直到物品甲剛好完全被水淹沒，停止計(jì)時(shí)(不計(jì)物品甲在水中相對(duì)運(yùn)動(dòng)的阻力)。上述過程中通過移動(dòng)支點(diǎn)P維持BD繩中拉力恒為乙重力的0.6倍，且杠桿始終水平。(g為已知量)求：(1)物品乙對(duì)地面的壓強(qiáng)。(2) t0時(shí)，BP PA為多少？解：(1)物體乙對(duì)地面的壓力F壓GFBDG0.6G0.4G,物品乙對(duì)地面的壓強(qiáng)p 0.4ag。(2)當(dāng) t0時(shí),FAG,FB0.6G,而杠桿始終水平,FA、FB的方向豎直向下,由杠桿平衡條件得GPA0.6GBP,所以BP PA53。(3)物品甲完全被水淹沒時(shí)，BP PA為多少？當(dāng)甲完全淹沒時(shí),它所受浮力F浮水gV排水a(chǎn)3g,此時(shí)FB0.6G0.6a3g,FAGF浮a3g水a(chǎn)3g(水)a3g,由杠桿平衡條件得FAPAFBBP,即(水)a3gPA0.6a3gBP,解得BP PA(水)0.65(水)3。1.機(jī)械與功、功率、機(jī)械效率、密度、壓