【2021中考物理】力學計算習題

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1、 2021 中考物理—力學計算 類型一 壓強和浮力類 1.正方體物塊 A 的棱長為 10 cm,正方體物塊 B 的棱長為 20 cm,現(xiàn)將物塊 A 放在水平地面上,物塊 B 疊放在物 塊 A 的正上方,如圖 1 所示。已知物塊 A 的密度為 2×103 kg/m3,物塊 B 的重力是 80 N,g 取 10 N/kg。求: (1)物塊 A 的重力 G 。 A (2)物塊 A 對地面的壓強 p 。 A 圖 1 2.如圖 2 所示,盛有水的柱形平底薄壁容器放在水平桌面上靜止,容器和水總重為 G =3 N。用細線拴一小球浸 總 沒在水中且水未

2、溢出。已知小球的體積為 V=10-4 m3,密度為ρ=0.8×103 kg/m3,水的密度為ρ =1.0×103 kg/m3,g 水 取 10 N/kg。 (1)畫出小球的受力分析圖。 (2)求小球受到的重力 G。 (3)求小球受到的浮力 F 。 浮 (4)求放入小球后容器對桌面的壓力 F。 圖 2 1 3.如圖 3 所示,平底水桶底面積為 5×10-2 m2,空桶的質(zhì)量為 1 kg。桶內(nèi)裝有 40 cm 深的水, 水桶放在水平 地面上,水對桶底的壓力比桶對地面的壓力小 40 N。g 取 10 N/kg。求: 圖 3

3、 (1)水對桶底的壓力。 (2)桶內(nèi)水的質(zhì)量。 類型二 杠桿類 4.如圖 4 所示,靜止在水平桌面上的物體 A 懸掛在輕質(zhì)杠桿的 C 端,物體 B 懸掛在 D 端,杠桿水平平衡。已知:OC∶ OD=1∶2,物體 A 所受重力 G =50 N,物體 B 所受重力 G =20 N,物體 A 的底面積 S =0.01 m2。求: A B A (1)水平桌面對物體 A 的支持力 F 。 N (2)物體 A 對水平桌面的壓強 p。 圖 4 2 5.如圖 5 所示,輕質(zhì)杠桿 AB 可繞 O 點轉(zhuǎn)動,當物體乙浸沒在水中時,杠桿

4、恰好水平平衡,A、B 兩端的細線均不 可伸長且處于張緊狀態(tài)。已知重為 80 N 的物體乙的體積為 1×10-3 m3;質(zhì)量為 20 kg 的物體甲,其底面積為 4 ×10  -2 m2;OB∶OA=2∶1,圓柱形容器的底面積為 4×10-3 m2,g 取 10 N/kg。求: (1)物體乙受到的浮力。 (2)杠桿 B 端受到細線的拉力。 (3)物體甲對地面的壓強。 (4)物體乙浸沒在水中后,水對容器底增加的壓強。 圖 5 類型三 滑輪組類 6.[2018·北京]圖 6 是用動滑輪提升貨物 A 的示意圖。在豎直向上的拉力

5、 F 的作用下,使重為 450 N 的貨物 A 在 50 s 的時間里,勻速豎直上升了 10 m。在這個過程中,拉力 F 做的功為 5000 J。求: (1)有用功 W 。 有 (2)拉力 F 的功率 P。 (3)動滑輪的機械效率η。 圖 6 3 物 7.[2020·大興一模]工人用如圖 7 所示的裝置提升貨物。已知貨物重 G =720 N,在 t=5 s 內(nèi)貨物被勻速豎直 提升了 h=1 m,工人對繩子自由端的拉力 F=400 N 且方向豎直向下,工人的質(zhì)量 m=60 kg,g 取 10 N/kg。求在此 過程中: 圖

6、 7 (1)地面對工人的支持力。 (2)裝置對貨物做的有用功。 (3)拉力 F 的功率。 (4)該裝置的機械效率。 4 3 3 -3 3 A = = = S A 2 F S 240N?1kg×10N/kg 水 總 桶 桶 桶 水 OD OC 【參考答案】 1.解:(1)正方體物塊 A 的體積為 V =L =(0.1m) =10 m , A 物塊 A 的重力為 G =m g=ρ V g=2×103kg/m3×10-3m3×10N/kg=20N。 A A A A (2

7、)兩物塊疊放后,物塊 A 對地面的壓力為 F=G +G =20N+80N=100N, A B 物塊 A 對地面的壓強為 p  F F 100N A LA (0.1m)  2  =1×104Pa。 2.解:(1)如圖所示 (2)小球的質(zhì)量 m =ρV=0.8×103kg/m3×10-4m3=0.08kg, 球 小球受到的重力 G=m g=0.08kg×10N/kg=0.8N。 球 (3)小球浸沒在水中,則受到的浮力 F =ρ gV =ρ gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-4m3=1N。 浮 水 排 水

8、 (4)放入小球后容器對桌面的壓力 F=G +G=3N+0.8N=3.8N。 總 3.解:(1)水對桶底的壓強 p =ρ gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4×103 水 水  Pa, 則由 p= 可得,水對桶底的壓力 F =p S=4×103Pa×5×10-2m2=200N。 水 水 (2)由題可知,桶對地面的壓力 F =F +ΔF=200N+40N=240N。 桶 水 桶對地面的壓力等于桶的重力與桶中水的重力之和,即 F =G =G +G , 桶 總 水 桶 G G -G F -m g 則桶中水的質(zhì)量 m

9、 = = = = =23kg。 g g g 10N/kg 4.(1)以杠桿為研究對象,設 C 端所受拉力為 F ,D 端所受拉力為 F 。杠桿以 O 點為支點,恰好平衡,受力分析如 1 2 下圖所示。 根據(jù)杠桿平衡條件得 F ×OC=F ×OD,由題意知 OC∶OD=1∶2,且 F =G , 1 2 2 B 則可得 C 端所受拉力 F = ×F =2G =2×20N=40N。 1 2 B 以物體 A 為研究對象,受力分析如下圖所示。 5 F ' 10N A OB 2 OA 1 壓 = -2 Δ V V 1×

10、10-3 m3 乙 -3 W 5000J 由于繩上的力大小相等,則 F '=F =40N, 1 1 則支持力 F =G -F '=50N-40N=10N。 N A 1 (2)物體 A 對水平桌面的壓力 F '與水平桌面對 A 的支持力 F 為一對相互作用力,大小相等,即 F '=F =10N, N N N N 則物體 A  對水平桌面的壓強 p= N = =1000Pa。 S 0.01m2 5.解:(1)根據(jù)阿基米德原理可知,物體乙浸沒在水中時受到的浮力為 F =ρ gV =ρ gV =1.0×103kg/m3× 浮 液 排 水

11、乙 10N/kg×1×10-3m3=10N。 (2)由圖可知,杠桿水平平衡時,物體乙處于靜止狀態(tài),受力平衡,受到豎直向下的重力、豎直向上的浮力和豎直 向上的拉力, 則物體乙受到細線的拉力為 F =G -F =80N-10N=70N, 乙 乙 浮 故杠桿 B 端受到細線的拉力為 F =F =70N。 B 乙 (3)物體甲的重力為 G =m g=20kg×10N/kg=200N, 甲 甲 根據(jù)杠桿的平衡原理 F l =F l 可知,F ·OA=F ·OB, 1 1 2 2 A B 杠桿 A 端受到的拉力為 F = ×F = ×70N=140N

12、, A B 由圖可知,杠桿水平平衡時,物體甲處于靜止狀態(tài),受力平衡,受到豎直向下的重力、地面豎直向上的支持力和 豎直向上的拉力, 物體甲受到細線的拉力為 F =F =140N, 甲 A 故物體甲受到地面豎直向上的支持力為 F =G -F =200N-140N=60N, 支 甲 甲 則物體甲對地面的壓力為 F =F =60N, 壓 支 F 故物體甲對地面的壓強為 p= S 甲  60N 4×10 m  2  =1.5×103Pa。 (4)物體乙浸沒在水中后,水面升高的高度 Δh= = = =0.25m, S S 4×1

13、0 m2 容 容 故水對容器底增加的壓強 Δp=ρ gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2.5×103Pa。 水 6.解:(1)有用功 W =Gh=450N×10m=4500J。 有 (2)拉力的功率 P= = =100W。 t 50s 6 4500J 總 800J 720 W (3)動滑輪的機械效率η= W  有 總  = =90%。 5000J 7.解:(1)站在地面上的人受到豎直向下的重力、豎直向上的支持力和豎直向上的拉力的共同作用,處于靜止狀 態(tài),受力平衡,則地面對工人的支持力 F'=G -F=mg-F=60kg×10N/kg-400N=200N。 人 (2)該裝置對貨物做的有用功為 W =G h=720N×1m=720J。 有 物 (3)由圖可知 , 該滑輪組 n=2,繩子自由端移動的距離為 s=nh=2×1m=2m,拉力所做的總功為 W 2m=800J, W 則拉力 F 的功率為 P= = =160W。 t 5s  總  =Fs=400N× (4)該裝置的機械效率為η= W W  有 總  = =90%。 800J 7