專(zhuān)題09力學(xué)綜合計(jì)算(專(zhuān)項(xiàng)測(cè)試)(原卷版+解析)

專(zhuān)題09力學(xué)綜合計(jì)算專(zhuān)項(xiàng)測(cè)試（滿分100分，時(shí)間60分鐘）學(xué)校:___________姓名：___________班級(jí)：___________考號(hào)：___________計(jì)算題（共10小題，每小題10分，共100分）1.一平底玻璃杯放在水平桌面上，內(nèi)裝150g的水，杯中水的高度為12cm，杯子與桌面的接觸面積是10cm2，如圖所示．（1）求出水對(duì)杯底的壓強(qiáng)；（2）若桌面所受玻璃杯的壓強(qiáng)是2.7×103，求玻璃杯的質(zhì)量．（取g=10N/kg）2.（2020·西寧）如圖是一款新研發(fā)的機(jī)器人．若機(jī)器人的質(zhì)量為2kg，與地面的總接觸面積是1×10?3m2，機(jī)器人在水平地面勻速行駛，牽引力大小是重力的0.5倍．求：（1）機(jī)器人受到的摩擦力大小；（2）機(jī)器人靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)。3.用圖所示的裝置，將浸沒(méi)在水中、體積為2.5×103m3的物體以0.2m/s的速度勻速提升0.2m，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F=3N，不計(jì)繩子和滑輪的重及摩擦，假設(shè)物體始終未露出水面.g取10N/kg，（ρ水=1.0×103kg/m3）求：（1）物體受到的浮力．（2）拉力的功率．（3）物體的密度．4.（2020·周口）小用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)掛著一塊礦石，當(dāng)?shù)V石逐漸浸入裝滿水的燒杯的過(guò)程中，記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖所示：（g=10N/kg）求：（1）礦石的質(zhì)量？（2）礦石浸沒(méi)水中時(shí)受到的浮力？（3）礦石的密度？（4）該石塊浸沒(méi)前后水面上升了2cm，求燒杯底面受到水的壓強(qiáng)變化了多少？5.為了響應(yīng)低碳，綠色出行的號(hào)召，岳陽(yáng)市投入了大量的共享單車(chē)，極大的便利了市民的生活，如圖所示，在平直的公路上小明背著書(shū)包騎著共享單車(chē)，在2min內(nèi)勻速行駛了480m，假定共享單車(chē)的質(zhì)量為10kg，小明和書(shū)包的總質(zhì)量為50kg，騎車(chē)時(shí)受到的阻力為20N，與水平地面的總接觸面積為20cm2，騎車(chē)時(shí)忽略空氣的影響，在2min內(nèi)，求：（1）小明騎車(chē)的速度；（2）小明騎車(chē)時(shí)的功率；（3）小明騎車(chē)時(shí)，該共享單車(chē)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)6.一輛重為2×104N的電動(dòng)汽車(chē)，以恒定功率50kW在平直的公路上勻速行駛3km，用時(shí)3min，已知汽車(chē)在行駛中所受阻力為車(chē)重的0.1倍，汽車(chē)輪胎與地面接觸的總面積為0.5m2．求：（1）汽車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)．（2）汽車(chē)的牽引力所做的功．（3）汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率．7.在創(chuàng)建文明城市中，使用如圖的新型清掃車(chē)對(duì)道路進(jìn)行清潔工作．若該車(chē)質(zhì)量為5×103kg，在某平直道路上勻速行駛100s，通過(guò)的路程為200m，牽引力為6×103N，求清掃車(chē)：（1）所受的重力；（2）勻速行駛時(shí)牽引力做的功；（3）勻速行駛時(shí)的功率．8.（2020·南京）在建筑工地上，工人用如圖所示的裝置將重為200N的建材從地面勻速送到6m高處，所用拉力為120N，時(shí)間為20s。求：（1）工人做的有用功；（2）此過(guò)程中該裝置的機(jī)械效率；（3）工人做功的功率。9.如圖所示，現(xiàn)在用一個(gè)滑輪組來(lái)提升水中的物體A．若物體的重力為1200N，體積為50dm3，物體A在水中被勻速提升時(shí)，拉力F是250N．求：（1）滑輪組的機(jī)械效率為多大？（2）如果動(dòng)滑輪掛鉤用鋼絲繩與物體相連，當(dāng)物體露出水面的體積為24dm3時(shí)，拉繩剛好斷裂，滑輪組所拉繩索能承受的最大拉力為多少？（假設(shè)滑輪組機(jī)械效率不變）10.如圖所示，一體重為500N的工人，雙腳與地面的接觸面積為0.05m2，用如圖所示的滑輪組在10s內(nèi)沿豎直方向?qū)⒅貫?00N的物體勻速提升2m，此時(shí)該滑輪組的機(jī)械效率為80%（不計(jì)繩重及摩擦）。求：（1）物體上升的速度；（2）在勻速提升的過(guò)程中，拉力的功率；（3）勻速提升物體的過(guò)程中，工人對(duì)地面的壓強(qiáng)為多大。專(zhuān)題09力學(xué)綜合計(jì)算專(zhuān)項(xiàng)測(cè)試（滿分100分，時(shí)間60分鐘）學(xué)校:___________姓名：___________班級(jí)：___________考號(hào)：___________計(jì)算題（共10小題，每小題10分，共100分）1.一平底玻璃杯放在水平桌面上，內(nèi)裝150g的水，杯中水的高度為12cm，杯子與桌面的接觸面積是10cm2，如圖所示．（1）求出水對(duì)杯底的壓強(qiáng)；（2）若桌面所受玻璃杯的壓強(qiáng)是2.7×103，求玻璃杯的質(zhì)量．（取g=10N/kg）【答案】（1）水對(duì)杯底的壓強(qiáng)為1.2×103Pa；（2）玻璃杯的質(zhì)量為0.12kg．【解析】解：（1）水對(duì)杯底的壓強(qiáng)：p1=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1.2×103Pa；（2）G水=m水g=0.15kg×10N/kg=1.5N，p=F/S，F(xiàn)桌=p桌S=2.7×103Pa×10×10?4m2=2.7N，F(xiàn)桌=G杯+G水，G杯=F桌?G水=2.7N?1.5N=1.2N，所以玻璃杯的質(zhì)量：m杯=G杯/g=1.2N/10N/kg=0.12kg．2.（2020·西寧）如圖是一款新研發(fā)的機(jī)器人．若機(jī)器人的質(zhì)量為2kg，與地面的總接觸面積是1×10?3m2，機(jī)器人在水平地面勻速行駛，牽引力大小是重力的0.5倍．求：（1）機(jī)器人受到的摩擦力大??；（2）機(jī)器人靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)?！敬鸢浮浚?）機(jī)器人受到的摩擦力為10N；（2）機(jī)器人靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是2×104Pa．【解析】（1）由G=mg，機(jī)器人受到的重力：G機(jī)=m機(jī)g=2kg×10N/kg=20N，則F牽=0.5G機(jī)=0.5×20N=10N，因?yàn)闄C(jī)器人勻速行駛，所以機(jī)器人受到的摩擦力為：Ff=F牽=10N；（2）機(jī)器人靜止在水平地面上時(shí)，對(duì)地面的壓力：F壓=G=20N，對(duì)水平地面的壓強(qiáng)：p=F壓/S=20N/1×10?3m2=2×104Pa．3.用圖所示的裝置，將浸沒(méi)在水中、體積為2.5×103m3的物體以0.2m/s的速度勻速提升0.2m，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F=3N，不計(jì)繩子和滑輪的重及摩擦，假設(shè)物體始終未露出水面.g取10N/kg，（ρ水=1.0×103kg/m3）求：（1）物體受到的浮力．（2）拉力的功率．（3）物體的密度．【答案】（1）物體受到的浮力為2.5N．（2）拉力的功率為1.2W．（3）物體的密度為3.4×103kg/m3．【解析】（1）F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×2.5×10?4m3×10N/kg=2.5N．（2）彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)即拉力大小F=3N，移動(dòng)的速度：v拉=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s，拉力的功率：P拉=Fv拉=3N×0.4m/s=1.2W．（3）F拉=12(G物?F浮)，G物=2F拉+F浮=2×3N+2.5N=8.5N，m物=G物/g=8.5N/10N/kg=0.85kg，ρ物=m物/V物=0.85kg/2.5×10?4m3=3.4×103kg/m3．4.（2020·周口）小用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)掛著一塊礦石，當(dāng)?shù)V石逐漸浸入裝滿水的燒杯的過(guò)程中，記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖所示：（g=10N/kg）求：（1）礦石的質(zhì)量？（2）礦石浸沒(méi)水中時(shí)受到的浮力？（3）礦石的密度？（4）該石塊浸沒(méi)前后水面上升了2cm，求燒杯底面受到水的壓強(qiáng)變化了多少？【答案】礦石的質(zhì)量為0.5kg．2.礦石浸沒(méi)在水中受到的浮力為2N．礦石的密度為2.5×103kg/m3．4.燒杯底面受到水的壓強(qiáng)變化了200Pa．【解析】（1）礦石的質(zhì)量為m=G/g=5N/10N/kg=0.5kg．（2）礦石浸沒(méi)在水中受到的浮力為：F浮=G?F=5N?3N=2N．（3）礦石的體積為V排=F浮/(ρ水g)=2N/(1×103kg/m3×10N/kg)=2×10?4m3，礦石的密度為ρ=m/V=0.5kg/2×10?4m3=2.5×103kg/m3．（4）燒杯底面受到水的壓強(qiáng)變化量為：p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa．5.為了響應(yīng)低碳，綠色出行的號(hào)召，岳陽(yáng)市投入了大量的共享單車(chē)，極大的便利了市民的生活，如圖所示，在平直的公路上小明背著書(shū)包騎著共享單車(chē)，在2min內(nèi)勻速行駛了480m，假定共享單車(chē)的質(zhì)量為10kg，小明和書(shū)包的總質(zhì)量為50kg，騎車(chē)時(shí)受到的阻力為20N，與水平地面的總接觸面積為20cm2，騎車(chē)時(shí)忽略空氣的影響，在2min內(nèi)，求：（1）小明騎車(chē)的速度；（2）小明騎車(chē)時(shí)的功率；（3）小明騎車(chē)時(shí)，該共享單車(chē)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)【答案】（1）小明騎自行車(chē)行駛的速度為4m/s；（2）小明騎車(chē)時(shí)的功率為80W；（3）該共享單車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)為3×105Pa．【解析】（1）t=2min=120s，小明騎車(chē)的速度：v=s/t=480m/120s=4m/s；（2）由于小明騎車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)牽=f阻，則W=Fs=20N×480m=9600J，小明騎車(chē)時(shí)的功率：P=W/t=9600J/120s=80W；（3）小明騎車(chē)行駛時(shí)，該共享單車(chē)對(duì)地面的壓力：F=G=mg=(50kg+10kg)×10N/kg=600N，地面受力面積：S=20cm2=20×10?4m2，對(duì)地面的壓強(qiáng)：P=F/S=600N/20×10?4m2=3×105Pa．6.一輛重為2×104N的電動(dòng)汽車(chē)，以恒定功率50kW在平直的公路上勻速行駛3km，用時(shí)3min，已知汽車(chē)在行駛中所受阻力為車(chē)重的0.1倍，汽車(chē)輪胎與地面接觸的總面積為0.5m2．求：（1）汽車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)．（2）汽車(chē)的牽引力所做的功．（3）汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率．【答案】（1）汽車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)為4×104Pa．（2）汽車(chē)的牽引力所做的功為6×106J．（3）汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率為66.7%．【解析】（1）因水平面上物體的壓力和自身的重力相等，所以，汽車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)：p=F/S=G/S=2×104N/0.5m2=4×104Pa．（2）因電動(dòng)汽車(chē)勻速行駛時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，所以，汽車(chē)的牽引力：F'＝F阻＝0.1G＝0.1×2×104N＝2×103N，則汽車(chē)的牽引力所做的功：W機(jī)械＝F's＝2×103N×3×103m＝6×106J．（3）由P=Wt可得，電動(dòng)汽車(chē)消耗的電能：W電＝Pt＝50×103W×3×60s＝9×106J，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率：η=W/W×100%=6×106J/9×106J×100%≈66.7%．7.在創(chuàng)建文明城市中，使用如圖的新型清掃車(chē)對(duì)道路進(jìn)行清潔工作．若該車(chē)質(zhì)量為5×103kg，在某平直道路上勻速行駛100s，通過(guò)的路程為200m，牽引力為6×103N，求清掃車(chē)：（1）所受的重力；（2）勻速行駛時(shí)牽引力做的功；（3）勻速行駛時(shí)的功率．【答案】（1）清掃車(chē)所受的重力為5×104N；（2）勻速行駛時(shí)牽引力做的功為1.2×106J；（3）勻速行駛時(shí)的功率1.2×104W．【解析】解：（1）清掃車(chē)所受的重力：G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N；解：（2）清掃車(chē)勻速行駛時(shí)牽引力做的功：W=Fs=6×103N×200m=1.2×106J；（3）清掃車(chē)勻速行駛時(shí)的功率：P=W/t=1.2×106J/100s=1.2×104W．8.（2020·南京）在建筑工地上，工人用如圖所示的裝置將重為200N的建材從地面勻速送到6m高處，所用拉力為120N，時(shí)間為20s。求：（1）工人做的有用功；（2）此過(guò)程中該裝置的機(jī)械效率；（3）工人做功的功率?！敬鸢浮?.工人做的有用功是1200J；2.此過(guò)程中該裝置的機(jī)械效率是83.3%；3.工人做功的功率是72W?！窘馕觥抗と怂龅挠杏霉有＝Gh＝200N×6m＝1200J；由圖知n＝2，拉力端移動(dòng)距離s＝nh＝2×6m＝12m，工人做的總功：W總＝Fs＝120N×12m＝1440J；該裝置的機(jī)械效率η=W/W×100%=1200J/1440J×100%≈83.3%；工人做功的功率：P=W/t=1440J/20s=72W。9.如圖所示，現(xiàn)在用一個(gè)滑輪組來(lái)提升水中的物體A．若物體的重力為1200N，體積為50dm3，物體A在水中被勻速提升時(shí)，拉力F是250N．求：（1）滑輪組的機(jī)械效率為多大？（2）如果動(dòng)滑輪掛鉤用鋼絲繩與物體相連，當(dāng)物體露出水面的體積為24dm3時(shí)，拉繩剛好斷裂，滑輪組所拉繩索能承受的最大拉力為多少？（假設(shè)滑輪組機(jī)械效率不變）【答案】1.滑輪組的機(jī)械效率為70%；2.滑輪組所拉繩索能承受的最大拉力為336N?！窘馕觥课矬wA浸沒(méi)在水中，則物體A受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×50×10?3m3=500N；動(dòng)滑輪掛鉤受到繩子的拉力為：F拉=GA?F浮=1200N?500N=700N；由圖知，n=4，則拉力端移動(dòng)距離s=4h，滑輪組的機(jī)械效率為：η=W有用/W總=F拉h(huán)/Fs=F拉h(huán)/F4h=F拉/4F=700N/4×250N×100%=70%；當(dāng)物體A露出水面的體積為24dm3時(shí)，物體A受到的浮力為：F浮'=ρ水gV排'=1.0×103kg/m3×10N/kg×(50?24)×10?3m3=260N，動(dòng)滑輪掛鉤受到繩子的拉力為：F拉'=GA?F浮'=1200N?260N=940N，因?yàn)棣?W有用/W總=F拉h(huán)/Fs=F拉h(huán)/F4h=F拉/4F，且滑輪組機(jī)械效率不變，所以滑輪組所拉繩索能承受的最大拉力為：F最大=F′拉/4×η=940N/4×70%≈336N。10.如圖所示，一體重為500N的工人，雙腳與地面的接觸面積為0.05m2，用如圖所示的滑輪組在10s內(nèi)沿豎直方向?qū)⒅貫?00N的物體勻速提升2m，此時(shí)該滑輪組的機(jī)械效率為80%（不計(jì)繩重及摩擦）。求：（1）物體上升的速度；（2）在勻速提升的過(guò)程中，拉力的功率；（3）勻速提升物體的過(guò)程中，工人對(duì)地面的壓強(qiáng)為多大?！敬鸢浮?.物體上升的速度為0.2m/s；2.在勻速提升的過(guò)程中，拉力的功率為150W；3.勻速