九年级中考物理力学压轴题专项练习Word文档下载推荐.docx
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现在用此起重机从水中把重1.5×
104N、体积为0.6m3的物体M匀速提起。
已知物体在水面下时,滑轮组的钢丝绳自由端拉力F为3750N,物体受到的拉力F′所做的功为有用功(不计摩擦和绳重,ρ水=1.0×
103kg/m3,g取10N/kg)。
则物体浸没在水中时,求:
(1)受到的浮力和拉力F′。
(2)重物在未出水前被提升时,滑轮组的机械效率。
(3)动滑轮的重。
8.如图所示,将体积为0.001m3的正方体木块,放入盛有水的水槽内。
待木块静止时,其下表面距水面0.06m,已知ρ水=1.0×
103kg/m3,g取10N/kg,求:
(1)木块下表面受到水的压强大小;
(2)木块受到的浮力大小;
(3)木块的密度大小。
9.如图是电子秤显示水库水位的示意图。
该装置由不计重力的滑轮C、D,长方体物块A、B以及轻质杠杆MN组成。
杠杆始终在水平位置平衡,且MO:
ON=1:
2.已知物块A的密度为1.5×
103kg/m3,底面积为0.04m2,高1m,物块B的重力为100N.滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计,g取10N/kg。
(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)若水位发生变化,当电子秤的示数为55N时,求物块A浸入水中的深度?
10.如图所示,一个容积V0=500cm3、质量m=0.5kg的瓶子里装有水,乌鸦为了喝到瓶子里的水,就衔了很多的小石块填到瓶子里,让水面上升到瓶口.若瓶内有质量m=0.4kg的水.已知水的密度ρ水=1.0×
103kg/m3,石块密度ρ石块=2.6×
103kg/m3,求:
(1)瓶中水的体积V1;
(2)乌鸦投入瓶子中的石块的体积V2;
(3)乌鸦投入石块后,瓶子、石块和水的总质量m.
11.如图是太阳能热水器内部水箱的结构示意图.A、B是水箱中两个相同的实心圆柱体,密度为2×
103kg/m3,悬挂在水箱顶部的压力传感开关S上.当S受到竖直向下的拉力达到一定值时闭合,电动水泵M开始向水箱注水;
当拉力等于10N时,S断开,电动水泵M停止注水,此时水箱水位最高为1.2m.g取10N/kg.求:
①若水箱内有100kg的水,该太阳能热水器将水从20℃加热到50℃时水吸收的热量.[C水=4.2×
103J/(kg•℃)]
②停止注水后水箱底部受到的水的压强.
③若A、B的体积均为400cm3,A、B受到的总重力.
④正常情况下水箱中的水位最高时如图所示,A受到的浮力(开关S下的细绳和A、B间的细绳质量与体积均忽略不计).
12.有密度为1g/cm3的水和密度为0.8g/cm3的纯酒精各320g,用它们配制密度为0.84g/cm3的医用酒精多少克?
(混合过程中体积变化忽略不计)
13.如图所示,圆柱形容器中盛有某种液体,有一个体积为103cm3、质量为500g的实心小球被细线系在容器底部,液体深为50cm,对容器底的压强为4.0×
103Pa。
(g=10N/kg)求:
(1)容器中液体的密度。
(2)细线对小球的拉力。
(3)剪断细线后,小球最终露出液体表面的体积。
14.如图甲所示,用钢丝绳将一个实心圆柱形混凝土构件从河里以0.05m/s的速度竖直向上匀速提起,图乙是钢丝绳的拉力F随时间t变化的图象,整个提起过程用时100s,已知河水密度为1.0×
103kg/m3,混凝土的密度为2.8×
103kg/m3,钢铁的密度为7.9×
103kg/m3,g取10N/kg,不计河水的阻力,求:
(1)0﹣60s内混凝土构件在河水里上升的高度;
(2)开始提起(t=0)时混凝土构件上表面受到水的压强(不计大气压);
(3)0﹣60s内钢丝绳拉力所做的功;
(4)通过计算说明,此构件的组成是纯混凝土,还是混凝土中带有钢铁骨架?
15.质量为10kg的异形水槽,上口面积为0.3m2,底面积为0.4m2,放在水平台面上,向槽中加水至水深0.3m后水面与左肩相平,如图甲所示(已知ρ水=1.0×
103kg/m3,g取10N/kg,水槽的侧壁厚度不计),将棱长为20cm的正方体物块轻轻放入水中,当其静止时(如图乙),测出该物块露出水面的高度为5cm,求:
(1)该物块的密度;
(2)甲乙两图中,水对容器底部的压强变化量;
(3)用力F垂直向下作用在物块的上表面,使物块上表面与水面相平并保持静止(如图丙),此时力F的大小。
答案解析部分
1.
(1)解:
甲正方体的质量
甲的重力为
答:
甲的重力144N。
(2)解:
甲对地面的压强
甲对地面的压强3600Pa。
(3)解:
因乙沿竖直方向切割一部分叠放在甲的正上方时,乙剩余部分竖直方向的高度不变,所以,此时乙对地面的压强
又因此时甲、乙对地面的压强相等,所以,此时甲的总重力
则乙物体切去部分的重力
若乙沿竖直方向切割一部分叠放在甲的正上方,此时甲、乙对地面的压强相等,乙正方体切(3)去重力为288N。
分析:
(1)已知物体的体积和密度求解物体的质量,结合物体的质量,利用公式G=mg求解物体的重力;
(2)处在水平面上的物体,物体对桌面的压力等于重力,结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强,其中F是压力,S是受力面积;
(3)已知压强的大小,结合压强的变形公式F=pS求解压力,结合压力大小求解重力。
2.解:
(1)当水箱的水刚好浸没浮筒A时,水深:
h=0.3m+0.2m=0.5m,
水对盖片B的压强:
p=ρgh=1×
103kg/m3×
10N/kg×
0.5m=5000Pa;
(2)水对盖片B的压力:
F=ps=5000Pa×
60×
10﹣4m2=30N;
杆对浮筒的拉力等于水对盖片B的压力,即:
F′=30N,
当水箱的水刚好浸没浮筒A时,浮筒受到的浮力:
F全浮=ρ水V全排g=1×
400×
10﹣4m2×
0.2m×
10N/kg=80N,
因为浮筒受到的浮力等于浮筒重加上杆对浮筒的拉力,即F全浮=GA+F′,
所以浮筒A的重力:
GA=F全浮﹣F′=80N﹣30N=50N;
(3)设圆柱体浮筒A浸在水中的深度为h1时,盖片B又自动关上则F浮=GA
即:
ρ水V排g=GA,
1×
h1×
10N/kg=50N,
解得:
h1=0.125m,
水箱中水的深度:
h2=0.125m+0.3m=0.425m.
(1)当水箱的水刚好浸没浮筒A时,水对盖片B的压强是5000Pa;
(2)浮筒A的重力是50N;
(3)水箱中水深为0.425m时盖片B又自动关上.
(1)求出当水箱的水刚好浸没浮筒A时水深h的大小,利用液体压强公式求水对盖片B的压强;
(2)杆对浮筒的拉力等于水对盖片B的压力,当水箱的水刚好浸没浮筒A时,浮筒受到的浮力等于浮筒重加上杆对浮筒的拉力,据此求浮筒A的重力;
(3)当浮筒受到的浮力等于受到的重力时,盖片B自动关上,据此求出浮筒浸入的深度,进而求出水箱中水的深度.
3.
(1)解:
重物A在水中完全浸没在水中时,V排=V=0.2m3,
则重物A在水中完全浸没时的浮力:
F浮=ρ水V排g=1×
0.2m3×
10N/kg=2×
103N
物体的重力:
G=mg=1400kg×
10N/kg=1.4×
104N,
物体A受到重力G、浮力F浮和滑轮组对物体A的向上拉力F的作用,
由力的平衡条件可得:
G=F浮+F,
故滑轮组对物体A的拉力:
F=G﹣F浮=1.4×
104N﹣2×
103N=1.2×
104N,
物体上升的速度:
v=
=
=0.5m/s,
由图可知n=2,且滑轮B是动滑轮调过来使用的(上端的拉力作用在动滑轮的轴上,此时动滑轮费力但省一半的距离),所以,绳子自由端移动的距离是物体A上升高度的
,
则绳子自由端移动的速度:
vC=
v物=
×
0.5m/s=0.25m/s,
由P=
=Fv可得,绳端C处的拉力:
FC=
=3×
104N,、
对动滑轮进行受力分析,如下图:
忽略绳重和摩擦,则由力的平衡条件可得:
FC=2F+G动,
所以动滑轮B的重力:
G动=FC﹣2F=3×
1.2×
104N=6000N
在水中提升A时,对物体的拉力F做的功为有用功,绳端拉力FC做的功为总功,
则滑轮组的机械效率:
η=
100%=80%。
(1)利用阿基米德原理F浮=ρ水V排g计算重物A在水中完全浸没时的浮力;
(2)根据二力平衡知识求出滑轮组对物体的拉力,根据v=
求出物体上升速度,绳端移动速度Vc=
V物,根据P=
=
=Fv求出绳端C的拉力Fc,再根据FC=2F+G动求出动滑轮重;
(3)根据η=
求出滑轮组的机械效率.
4.
(1)解:
降落伞和重物的总重力:
G=mg=7.5kg×
10N/kg=75N;
由图象可知,落地前最后2s处于匀速直线运动,速度为5m/s,
落地前最后2s降落伞和重物的总重力的功率:
P=
=
=Gv=75N×
5m/s=375W;
落地前最后2s降落伞和重物的总重力的功率为375W;
匀速直线下落时,处于平衡状态,所受重力和阻力是一对平衡力,大小相等,即f=G=75N;
又因为f=kv2,
所以f1=kv12=G=75N,
则k=
=3N•s2/m2;
刚开始减速时,降落伞和重物受到的阻力:
f2=kv22=3N•s2/m2×
(10m/s)2=300N;
因阻力f2和重力G的方向相反,
所以,刚开始减速时降落伞和重物受到的合外力大小:
F=f2﹣G=300N﹣75N=225N。
刚开始减速时降落伞和重物受到的合外力大小为225N。
(1)利用重力做功公式mgh求解重力做功,再利用公式P=W/t求解重力功率即可;
(2)对物体进行受力分析,受到竖直向下的重力和响声的阻力,分别求解两个力的大小求解合力即可。
5.
(1)解:
物体浸没在液体中时受到的浮力F浮=G物-F
=10N-5.2N=4.8N
由F浮=ρ液gV排得,
液体的密度ρ液=F浮/(gV排)=F浮/(gV物)=4.8N(10N/kg×
10-6m3)=1.2×
103kg/m3
由△V=s△h得,物体浸没时,液面高度的变化量
△h=△V/s=V物/s=(400×
10-6m3)(100×
10-4m2)=4×
10-2m
液体对容器底压强的变化量△P=ρ液g△h=1.2×
4×
10-2m=480Pa
(4)解:
容器中液体的体积V液=s容h=100×
10-4m2×
20×
10-2m=2×
10-3m3
容器中液体的重力G液=m液g=ρ液gV液=1.2×
2×
10-3m3=24N
把容器、水和物体当作一个整体,进行受力分析得(如图所示)
水平桌面受到的压力F=G物+G杯+G液-F拉
=10N+6N+24N-5.2N=34.8N
容器对桌面的压强p=F/s容=34.8N/(100×
10-4m2)=3480Pa
(1)已知物体的重力和完全浸没时的拉力,根据公式F浮=G-F拉计算出浮力的大小;
(2)根据F浮=ρ液gV排的变形公式
计算出液体的密度;
(3)根据V排计算出液面高度变化量,利用p=ρgh计算压强变化量;
(4)物体浸没时,圆筒对桌面的压力,等于圆筒和液体的总重加物体与拉力的之差(即浮力),根据公式
计算出压强;
可将圆柱体、圆筒、水看做一个整体进行受力分析。
6.
(1)解:
秤芯(即秤盘和玻璃杯)受到的重力:
G=mg=0.3kg×
10Nkg=3N
秤芯(即秤盘和玻璃杯)受到的重力是3N
秤盘上没放物体时,处于漂浮状态,秤芯受到的浮力F浮=G=3N
秤盘上没放物体时,秤芯受到的浮力是3N
秤盘上没放物体时,杯浸入水的体积:
玻璃杯底距液面的高度
秤盘上没放物体时,玻璃杯底距液面的高度是0.1m
当杯刚好浸没时排开水的体积
,
最大浮力:
浮力秤能称的最大物重
该浮力秤能称的最大物重是3N
(1)根据物体的质量计算重力的大小;
(2)漂浮的物体受到的浮力和重力相等;
(3)利用浮力计算排开的液体的体积,根据体积和底面积计算深度;
(4)利用物体浸没时的体积计算浮力大小,结合自身重力计算物体的重力。
7.
(1)解:
物体完全浸没在水中时,则V排=V物=0.6m3
浸没在水中时物体受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×
103kg/m3×
10N/kg×
0.6m3=6×
103N
物体的重力G=1.5×
104N,物体被匀速提起,则物体受到的拉力F′=G-F浮=1.5×
104N-6×
103N=9×
受到的浮力是6×
103N,拉力是9×
103N;
由图知道,n=3,则拉力端移动的距离s=3h
由题意知道,物体受到的拉力F′所做的功为有用功,重物在未出水前被提升时,滑轮组的机械效率
重物在未出水前被提升时,滑轮组的机械效率80%
不计摩擦和绳重,则拉力
故动滑轮的重力G动=3F-F′=3×
3750N-9×
103N=2250N
动滑轮的重2250N。
(1)根据液体密度和物体排开液体的体积,可以计算浮力的大小;
根据物体的重力和浸入液体中测力计的示数差计算浮力大小;
(2)根据物体受到的拉力和总拉力的大小的比值,可以计算滑轮组的机械效率;
(3)根据总拉力和对物体的拉力差,计算动滑轮的重力大小。
8.
(1)解:
木块下表面受到水的压强p=ρgh=1.0×
0.06m=600Pa
木块下表面受到水的压强为600Pa
因为L3=V=0.001m3
因此木块边长为L=0.1m
木块受到的浮力大小F浮=ρgV=ρgL2h=1.0×
(0.1m)2×
0.06m=6N
木块受到的浮力为6N
因木块漂浮,则G=m木g=ρ木Vg=F浮
所以
木块的密度为0.6×
103kg/m3。
(1)求解液体内部的压强,利用公式p=ρgh,其中ρ是液体的密度,h是深度;
(2)阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积;
(3)当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力,已知物体的质量和体积,利用密度公式求解物体的密度即可。
9.
(1)解:
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:
1m=1×
104Pa
当物块A的顶部刚没入水面时,底部受到水的压强为1×
物块A的体积:
VA=0.04m2×
1m=0.04m3,
物体A重:
GA=ρAVAg=1.5×
0.04m3×
10N/kg=600N,
物块A没入水中,排开水的体积:
V排=VA=0.04m3,
物块A所受的浮力:
10N/kg=400N,
物块A所受的拉力:
F拉=GA−F浮=600N−400N=200N
当物块A的顶部刚没入水面时,物块A所受的拉力为200N
电子秤的示数F示=GB−FN,则杠杆N端受到的拉力:
FN=GB−F示=100N−55N=45N,
杠杆平衡,MO:
ON=1:
2,
则有:
FMLOM=FNLON,
所以杠杆M端受到的拉力:
FM=90N;
滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计,
滑轮D受到向下的拉力:
FD=2FM=2×
90N=180N,
滑轮C受到向下的拉力:
FC=2FD=2×
180N=360N,
所以滑轮组对A的拉力:
F拉A=FC=360N;
因为F拉A+F浮=GA,
所以F浮=GA−F拉A=ρAVAg−F拉A=1.5×
10N/kg−360N=600N−360N=240N,
由F浮=ρ水V排g可得:
而V排=Sh浸,
所以物块A浸入水中的深度:
h浸=
物块A浸入水中的深度为0.6m
(1)利用p=ρgh求得底部受到水的压强
(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F浮=ρ水V排g及F拉=G−F浮求物块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,再根据阿基米德原理F浮=ρ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.
10.
(1)解:
V1=
=4×
10-4m3=400cm3
石块总体积:
V2=V容-V1=500cm3-400m3=100cm3
由ρ=
得石块的质量:
m石=ρ石V2=2.6g/cm3×
100cm3=260g=0.26kg,
乌鸦投入石块后,瓶子、石块和水的总质量:
m=m水+m瓶+m石=0.4kg+0.5kg+0.26kg=1.16kg=1160g
(1)根据水的质量和密度的比值计算体积;
(2)根据总体积和水的体积差计算石头体积;
(3)利用石头的密度和体积的乘积计算石头的质量,水的质量、石头质量和瓶的质量总和计算总质量。
11.①100kg的水,从20℃加热到50℃时水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×
103J/(kg•℃)×
100kg×
(50℃﹣20℃)=1.26×
107J;
②电动水泵M停止注水时水箱水位最高为1.2m,水箱底部受到的水的压强:
1.2m=1.2×
104Pa;
③由G=mg和ρ=
可得A、B的总重力:
G总=m总g=ρV总g=ρ(VA+VB)g=2×
(4×
10﹣4m3+4×
10﹣4m3)×
10N/kg=16N
④正常情况下,当水位最高时,S断开,电动水泵M停止注水,拉力等于10N时,
此时:
F总浮=G总﹣F=16N﹣10N=6N,
B浸没在水中,由F浮=ρ水gV排可得B受到的浮力:
FB浮=ρ水gVB=1.0×
10﹣4m3×
10N/kg=4N,
FA浮=F总浮﹣FB浮=6N﹣4N=2N.
①若水箱内有100kg的水,该太阳能热水器将水从20℃加热到50℃时水吸收的热量为1.26×
②停止注水后水箱底部受到的水的压强1.2×
104Pa③A、B受到的总重力为16N;
④正常情况下水箱中的水位最高时,A受到的浮力2N.
①由吸热公式Q吸=cm△t计算水吸收的热量;
②由p=ρgh计算停止注水后水箱底部受到的水的压强;
计算A、B受到的总重力;
④正常情况下水箱中的水位最高时拉力F=10N,由此计算A、B受到总的浮力,根据F总浮=FA浮+FB浮和F浮=ρ水gV排计算A受到的浮力.
本题考查了吸热、液体压强、密度、阿基米德原理公式的应用以及平衡力的应用,考查知识点多,综合性强,属于一道中等题.关键是知道水位最高时,浮力、拉力和重力是平衡力.
12.解:
水的体积为320g÷
1g/cm3=320cm3。
纯酒精的体积320g÷
0.8g/cm3=400cm3。
假设320克水和320酒精全部混合,那么混合后密度为(320+320)÷
(320+400)≈0.89g/cm3,明显比需要配置的密度大,所以如果要配置最多的医用酒精,那么纯酒精要全部用上,但水则不全用。
依题意得:
(320+x)÷
(400
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- 九年级 中考 物理 力学 压轴 专项 练习