初中物理压强计算题难题解析44Word格式文档下载.docx
- 文档编号:8546676
- 上传时间:2023-05-11
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:102.27KB
初中物理压强计算题难题解析44Word格式文档下载.docx
《初中物理压强计算题难题解析44Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《初中物理压强计算题难题解析44Word格式文档下载.docx(14页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
托二可:
阴设灯丝电阻不随温度变化求:
1]小灯泡的电阻;
2定值电阻匹和电源电压U;
3]只闭合开订习时,在电表的示数不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定电压的情况下,电路消耗的功率范围。
n•如图甲所示,正方体A边长匣珂,作为配重使用,杠杆0E:
pF=2|:
3,某同学用这个装置和一个密闭容器D提取水中的圆柱体B,圆柱体B的体积是密闭容器
D的g;
旁边浮体C的体积是叵囲,该同学站在浮体C上,总体积的:
浸入水中;
该同学用力拉动滑轮组绕绳自由端,手拉绳的功率P和密闭容器D匀速被提升的
距离关系如图乙所示;
密闭容器D上升速度保持不变,密闭容器D被提出
水后,圆柱体B从密闭容器D中取出放在浮体C的上面,同时手松开绳子时,浮
体C露出水面的体积减少总体积的「;
在提升全过程中,配重A始终没有离开地面。
两个定滑轮总重匹匹3绳的重力,滑轮与轴的摩擦及水的阻力不计。
R二1他切求:
丄圆柱体B的重力;
「「密闭容器D离开水面时,滑轮组提升重物
B的机械效率;
□百分号前面保留整
圆柱体B的密度;
在提升全过程中配重A对地面的压强的最大变化量。
5.在南极科学考察中使用的海洋破冰船,其发动机额定功率为1.2氷04kW,航行于海
面上时,它的排水体积为1800m3.破冰船针对不同的冰层采用不同的破冰方法,
其中一种方法是:
接触冰面前,船全速航行,船体大部分冲上冰面,就可以把冰压碎。
已知p海水=1.0xi03kg/m3.g取10N/kg.求:
(1)若破冰船的牵引力用F表示,速度用V表示,发动机的功率用P表示,请你导出F、V和P之间关系式:
P=F?
V。
(2)若破冰船以额定功率在海面上以30km/h的速度匀速前进了20km,破冰船受
到的阻力和破冰船所做的功各是多少?
船与冰面
(3)在一次破冰行动中,当船冲上冰面后,船的排水体积变为原来的
的接触面积为6m2,此时破冰船对冰层的压强是多少?
【答案和解析】
1.答案:
解:
(1)已知木块A的底面积S木=100cm2,
由乙图可知:
当木块A对容器底部的压力刚好为0,水的深度为h水=9cm;
则木块A排开水的体积:
V排=S木h水=100cm2^9cm=900m'
=9xi0-4m3,
木块受到的浮力:
33-43
F浮=卩水V排g=1X10kg/mX9X10mxi0N/kg=9N;
(2)木块A的体积:
V木=S木h木=100cm2X2cm=1200cm3=1.2X0-3m3,
由于木块A对容器底部的压力刚好为0,木块A处于漂浮,则G=F浮=9N,
&
十9jV■>
-3
由G=mg=pVg可得木块的密度:
^^
‘不卩初1.2x10xlQN/kg刀
(3)木块A对容器底部的压力刚好为
0时,由
1-盹
1.0x10s^/ms
=1,8x103m3
则容器的底面积为:
卩相IHDacm>
7
;
V水1=(S容-S木)h水,(其中h水=9cm)
再次加水后容器中水的总体积为:
4,5t^
P*1.0x
=4,5x103m3
=4500cm3
丙
如上图丙中可知,木块下表面以下水的体积(图中红线以下)为:
23
V1=S容L=300cmXJcm=2400cm,
则红线以上水的体积为:
333
V2=V水2-V1=4500cm-2400cm=2100cm,
设此时木块浸入水的深度为h'
则V2=(S容-S木)h'
”^2UKbDcn耳
所以,木块浸入水的深度:
'
■-;
号亠卞300crrt-lflOcm
此时木块排开水的体积为V排’=S木h'
=100cm2X10.5cm=1050cm3;
若将细线剪断,木块将上浮,当木块静止时漂浮如上图丁,
由于图丁与图甲中的木块都是漂浮,则木块受到的浮力相等,排开水的体积相等,所以,细线剪断后木块漂浮时,其排开水的体积为V排〃=V排=900cm3,
细绳剪断前、剪断后,排开水的体积变化量:
3排"
排’-V排〃=1050cm3-900cm3=150cm3,
酣如150cm3_-j
所以,水对容器底部压强的变化量:
则水的深度变化量:
二
答:
(1)A受到的浮力为9N;
(2)木块A的密度为0.75>
103kg/m3;
(3)
50Pa。
细绳剪断前、剪断后木块静止时,水对容器底部压强的变化量为
解析:
本题为力学综合题,考查了学生对重力公式、密度公式、液体压强公式、阿基米德原理、物体的漂浮条件、力的合成的掌握和运用,本题难点在第三问,能求出水深变化是本题的关键。
(1)根据木块A底面积和水的深度,可求木块A排开水的体积,再利用阿基米德原理求物块受到的浮力;
(2)由于木块A对容器底部的压力刚好为0,则重力与浮力相等;
利用G=mg求木块的质量,再利用密度公式求木块的密度;
(3)根据水的体积求出木块A浸入水的体积,进一步求细绳剪断前、剪断后排开水的体积变化,知道容器底面积,可求水深的变化量,再利用液体压强公式求容器底所受压强改变量。
2.答案:
(1)12m高的水柱产生的压强:
335
p=pgh=1X10kg/mX10N/kgX12m=1.2X0Pa;
(2)G=mg=600kgX10N/kg=6000N,
抽水机每分钟能做有用功:
4
W有用=Gh=6000NX12m=7.2X0J;
/c、••怙
(3)-n=,••抽水机每分钟能做的总功:
=1.2X05J,
抽水机的总功率:
煦总1.2x107
p==POOOWPkW。
(1)12m高的水柱产生的压强有1.2xi05Pa;
(2)抽水机每分钟能做有用功为7.2>
104J;
(3)抽水机的总功率2kW。
(1)知道水柱高度和水的密度,利用液体压强公式求12m高的水柱产生的压强;
(2)知道一台抽水机每分钟抽水的质量,利用重力公式求水重,再利用W=Gh求抽水
机每分钟能做有用功;
(3)知道抽水机的效率,可以求总功,再利用功率公式求抽水机的总功率。
本题考查了学生对重力公式、液体压强公式、功的公式、效率公式、功率公式的掌握和运用,涉及到的知识点较多、公式较多,属于难题。
3.答案:
(1)潜水艇受到的压强为p=pgh=1.0>
103kg/m3M0N/kgM20m=1.2106Pa;
2)潜水艇受到的压力为F=pS=1.2X106Pa>
2.5m2=3.0106N;
(3)潜水艇处于悬浮状态,则F浮=G排=m排g=3X105kgX10N/kg=3X106N。
(1)水下150m深度的压强为1.2>
06Pa。
(2)水下150m深度处面积为2m2的舱盖上受海水的压力为3.0>
06N。
(3)如果这个潜水艇排开水的质量为3000t,潜水艇受到的浮力是3.0>
(1)已知水的密度和深度,利用公式p=pgh计算潜水艇受到的压强;
(2)已知潜水艇受到的压强和舱盖面积,利用公式F=pS计算受到的压力。
(3)已知潜水艇受到的浮力和海水的密度,利用公式V排=「」计算排开水的体积,也就是潜水艇的体积。
本题考查压强和漂浮条件的应用,注意液体产生的压力不一定等于液体的重力,所以在
计算液体压力时,一般先计算压强,然后利用公式F=PS得到压力。
4.答案:
(一)
(1)由卩=二可得灯泡电阻:
R
Rl==..=12Q;
(2)由图可知,只闭合开关滑片置于a点时,L与变阻器R串联,变阻器连入电
路中的电阻为Ra,
由串联电路特点和欧姆定律可得电路中电流:
wu
Ia=:
\心-,=|_,
由图可知,只闭合开关S2,滑片P置于b点时,Ro与变阻器R串联,电压表测变阻器
两端电压,电压表示数Ub=8V,
uhSV
由欧姆定律可得:
lb=|R==|,=0.5A,
由图象可知,此时滑动变阻器接入电路的阻值R=16Q,
由串联电路特点和欧姆定律可得电路电流:
UU
[b=i+.,,=|,.=0.5A…①
由题知:
la:
lb=3:
5,所以Ia=0.3A,
即:
一r=0.3A…②又因为Ra:
R0=12:
5…③
联立①②③解得:
U=18V,R°
=20Q;
(3)只闭合开关S1时,L与变阻器R串联,电压表测R两端电压,电流表测电流中电流,由P=UI可得灯泡的额定电流:
I额=隠卜丽=0.5A,
I最大=I额
电流表量程0-0.6A,根据串联电路中电流处处相等,所以电路中最大电流为:
=0.5A,
所以电路消耗的最大功率:
P最大=UI最大=18VX0.5A=9W,
电压表量程0-15V,此时灯泡两端电压最小,由串联电路电流特点和欧姆定律可得电路中的最小电流:
18^-15V
I最小=
=i_=0.25A,
所以电路消耗的最小功率:
P最小=UI最小=18VX0.25A=4.5W
所以电流消耗的功率范围是:
4.5W〜9W。
(1)小灯泡的电阻12Q;
(2)定值电阻R0和电源电压U分别为20Q和18V;
(3)只闭合开关S1时,在电表的示数不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定电压的
情况下,电路消耗的功率范围为4.5W〜9W。
(1)由图象可知D完全露出水面时Fi的功率Pi=12W,
•Pi=Fiv
••Fi=
B放在C上,且放开手后,
Gb+Fi=p水
g[vc.
••Gb=p水g即c-Fi=1xi03kg/m3xi0N/kg嘀XQ.1m3-80N=200N;
(2)耳匚=^T7=|-&
83%
\17
■1一.3一
=
1
F
(Gb+Gd+G轮),
•'
Gd+G动=3Fi-Gb=3>
<
80N-200N=40N;
D未出水面时的功率为P2=6W,拉力:
6W
F2=L=..=40N;
T一3一
2
Gb+Gd+G轮-F浮),
••D受浮力Fs=Gb+Gd+G动-3F2=200N+40N-3爼0N=120N,又'
-F浮=p水gVD,
(4)定滑轮对杠杆右端的最大拉力:
Fmax=4Fi+G定=4W0N+10N=330N,由杠杆平衡条件得:
FmaxXOF=FeiXQE,
「Fei
定滑轮对杠杆右端的最小拉力:
Fmin=4F2+G定=4>
40N+i0N=i70N,
由杠杆平衡条件得:
FminXOF=FE2X)E,
finin0F\170.Vx3
Fe2=—亦一=—殳—=255N,
配重A对地面的压强的最大变化量:
△p=^^j=1花囂"
=6000Pa。
(1)圆柱体B的重力为200N;
(2)密闭容器D离开水面时,滑轮组提升重物B的机械效率为83%;
(3)圆柱体B的密度为5X103kg/m3;
4)在提升全过程中配重A对地面的压强的最大变化量为6000Pa。
本题考查了串联电路和并联电路特点、欧姆定律以及电功率公式的应用,正确分析开关
在不同状态下的电路结构是解题的关键,还要能从图象中获取有用信息。
(1)由P=U2R计算灯泡电阻;
(2)只闭合开关0,滑片置于a点时,L与变阻器R串联,由串联电路特点和欧姆定律表示出la;
只闭合开关S2,滑片P置于b点时,Ro与变阻器R串联,由串联电路特点和欧姆定律表示出电路电流;
由图乙根据欧姆定律计算出电路中电流;
联立计算出Ro和电源电压U;
(3)只闭合开关0时,L与变阻器R串联,电压表测R两端电压,电流表测电流中电流,由灯泡的额定电流和电流表量程确定电路中最大电流,由P=UI计算电路的最大功率;
由电压表量程确定电路中最小电流,由此计算电路的最小功率。
(二)
本题为力学综合题,分析时要求灵活选用公式,仔细分析题图明白题意、从图象得出相关信息是本题的关键。
(1)由图象可知D完全露出水面时F!
的功率,知道D上升的速度,求出拉力端移动的速度,利用P=Fv求拉力大小;
把B放在C上,且放开手后,知道浮体C露出水面的体积减少总体积的725,可得Gb+Fi=p
水g725Vc,据此求圆柱体B的重力;
2)对圆柱体做的功为有用功利用W=Gh计算,拉力做的功为总功利用W=Fs计算,
再利用效率公式求此装置的机械效率;
(3)绳的重力,滑轮与轴的摩擦及水的阻力不计,利用F=13(Gb+Gd+G轮)求容器D和动滑轮总重,
由图可知,D未出水面时的功率,利用P=Fv求此时拉力,再根据F=13(Gb+Gd+G轮-F
浮)求此时容器D受浮力大小,
再根据阿基米德原理求容器D的体积,根据圆柱体B的体积是密闭容器D的13求圆柱体B的体积;
利用G=mg=pvg求圆柱体B的密度;
(4)
A对地面的压强的最大变化量。
P=「|,功的计算公式:
W=Fs,由速度公式v屮可得:
s=vt,
W=F?
vt,
有4股绳子提定滑轮,定滑轮对杠杆右端的最大拉力Fmax=4F1+G定,由杠杆平衡条件Fmax9F=FE1>
OE求出杠杆左边的最大拉力;
定滑轮对杠杆右端的最小拉力Fmin=4F2+G定,由杠杆平衡条件求出杠杆左边的最小拉力;
求出杠杆左边受到的拉力变化量,利用压强公式求配重
5•答案:
(1)功率公式:
将s=vt代入W=Fs中,可得
再将W=Fvt代入P=「|中,可得
v;
_47丄亡A
(2)发动机额定功率为1.2>
10kW=1.2相W,破冰船的速度30km/h=30饲m/s电|m/s,破冰船前进的距离20km=2X104m,
由P=F?
v可得:
F屮,
则船的牵引力:
H
L2X诃叫
=|
F=
=1.44X06N
因为船是匀速运动的,所以仁F=1.44X106N,
船的牵引力所做的功:
W=Fs=1.44X106NX2X104m=2.88为O10J;
(3)船没有冲上冰面时受到的浮力:
F浮=p海水gV排
3337
=1.0M0kg/mX10N/kgX1800m=1.8M0N,
因为船漂浮在海面上,所以G=F浮=1.8X07N,
当船冲上冰面后受到的浮力:
F浮’=gX1.8X107N=0.6M07N,
所以船对冰面的压力:
F=G-F浮’=1.8X107N-0.6W7N=1.2M07N,
10
2.88来0Jo
则船对冰面的压强:
P屮十=2xio6pa。
(2)破冰船受到的阻力是1.44XW6N;
破冰船所做的功是
(3)此时破冰船对冰层的压强是2X106pao
(1)要推到P、F和V之间的关系,需要根据功率公式、功的计算公式和速度公式综合分析推导;
(2)根据第
(1)问中推导出的P、F和V之间的关系式,算出破冰船前行时的动力F(计算前要先进行单位换算,将功率单位换算成W,将速度单位换算成m/s,这样算得
的力的单位是N),然后根据二力平衡条件得出破冰船受到的阻力;
破冰船所做的功可根据功的计算公式W=Fs进行计算,计算前要先将长度单位km换算成m;
(3)要算破冰船对冰层的压强是多少,根据压强公式P=#,就需要知道破冰船对冰面
的压力是多少。
由题意可知,破冰船对冰面的压力等于船的重力减去船冲上冰面后受到的浮力,船冲上冰面后的浮力可由阿基米德原理来计算,那么船的重力怎么计算呢?
因
为题中并没有告诉船的质量题,所以船的重力不能根据G=mg去计算。
我们知道,船始
终是漂浮在海面上的,所以船的重力等于船受到的浮力,题中已知船的排水体积,所以就可以根据阿基米德原理计算出船在海面上受到的浮力,知道了浮力也就知道了重力,进而就可以求解出船对冰面的压力,最后就可以根据压强公式算出船对冰面的压强了。
本题考查的知识很广泛,既考查了学生对公式的掌握和应用,也考查了学生综合分析问
题的能力。
本题中的这三个问题都有一定的难度:
第
(1)问主要是运用公式进行推导;
第
(2)问在计算时要注意单位换算,否则计算的结果是不正确的;
第(3)问要能正确
的对船进行受力分析,要围绕阿基米德原理和物体的浮沉条件去分析解答。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 初中 物理 压强 算题 难题 解析 44