1.一位建筑工人要把建筑材料運(yùn)送到樓上，他使用了如圖9所示的裝置進(jìn)行升降，已知吊籃的質(zhì)量為mi,建筑材料的質(zhì)量為m2，人對(duì)繩的拉力為F,吊籃在拉力作用下勻速上升了h,那么有用功和滑輪組的機(jī)械效率分別為(A)A.m2ghm2gX100%B.m2gh2FC.(m1+m2)ghm2gX100%D.(m1+m2gh(mi；gX100%2?某單位設(shè)計(jì)的一種供牲畜飲水的裝置如圖所示?圓柱形水箱內(nèi)裝有600kg的水，水位高度維持h=60cm不變，水箱底面積為1m2,水箱底部出水口的橫截面積為20cm2?底蓋力、細(xì)桿B和浮球C的總質(zhì)量為1kg，浮球C的體積為2dm3.底蓋A平時(shí)頂住水箱底部出水口，一旦飲水槽的水位下降，底蓋A就會(huì)下落，水立即通過出水口流入飲水槽.實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)水.水箱中的水對(duì)底蓋A產(chǎn)生的壓強(qiáng)是多少？浮球C受到的最大浮力是多少？(g取10N/kg)試通過計(jì)算說明，給出的數(shù)據(jù)能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求？如果不能，請(qǐng)通過計(jì)算提供改進(jìn)的方法和符合設(shè)計(jì)要求的數(shù)據(jù).第1題圖【答案】解：(1)水對(duì)底蓋A的壓強(qiáng)p=pgh=1.0X103kg/m3X10N/kgX0.6m=6X103Pa浮球浸沒在水中時(shí)，根據(jù)F浮=p水gV排得：浮球C所受浮力最大，最大浮力為F浮=p水gV排=1.0X103kg/m3X10N/kgX2X10-3m3=20N以底蓋、豎桿、浮球?yàn)檎w，它的受力情況是：豎直向上的浮力、豎直向下的重力和壓力，而底蓋A、細(xì)桿B和浮球C的總重G=mg=1kgX10N/kg=10N水對(duì)底蓋A的壓力F1=pS=6X103PaX20X10-4m2=12N則F}>F浮-G，所以裝置不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求.1浮若要符合設(shè)計(jì)要求，則水對(duì)底蓋A的壓力為F'=F-G=20N—10N=10N1浮因?yàn)镕1f=p'S=pghS,所以水箱中的水位高度為gS1.0X103kg/m3X10N/kgX20X10—4m2=0.5m=50cm水箱內(nèi)水位的高度應(yīng)維持50cm不變.將一重為1.5N、底面積為20cm2的溢水杯放在水平桌面上，向杯內(nèi)裝入重2.5N的水,水面恰好到達(dá)溢水口,將一物塊輕輕放入杯內(nèi),靜止時(shí)如圖所示,在此過程中溢出40cm3的水.求：(g取10N/kg)物塊未放入之前溢水杯對(duì)桌面的壓強(qiáng)是多大？第3題圖物塊受到的浮力及物塊的重力各是多少？當(dāng)用一細(xì)鐵絲將物塊完全壓入水中時(shí)，又排出10cm3的水，物塊的體積是多大？物塊的密度是多少？【答案】解：(1)未放入物塊前溢水杯對(duì)桌面的壓力F=G＋G=1.5N＋2.5N=4N杯水F4N受力面積S=20cm2=2X10—3m2,溢水杯對(duì)桌面的壓強(qiáng)p=S=2X103m2=2X103Pa物塊受到的浮力F浮=。排=加水g=p水V排g=1.0X103kg/m3X4X10—5m3X10N/kg=0.4N由于物塊靜止時(shí)處于漂浮狀態(tài)，所以物塊的重力G=F=0.4N浮物塊的體積V=V+AV=40cm3+10cm3=50cm3=5X10—5m3物排排G0.4N物塊的質(zhì)量m物=g=10N/kg=0?04kgm0.04kg物塊的密度p物=戸=5XW—5gm3=0.8X103kg/m3物如圖甲所示為服役于中國(guó)海軍的導(dǎo)彈護(hù)衛(wèi)艦?該艦滿載時(shí)排水量是4053t,吃水深度5m,最大航速50km/h.如圖乙所示是護(hù)衛(wèi)艦從啟動(dòng)到正常行駛的v—t圖像，該艦輸出功率恒為25600kW.倉取10N/kg,p、=1.02g/cm3)海水⑴在0?0.2h內(nèi)，護(hù)衛(wèi)艦的動(dòng)力阻力(選填“大于”“等于”或“小于”).護(hù)衛(wèi)艦滿載時(shí)船底受到的壓強(qiáng)和壓力各是多少？護(hù)衛(wèi)艦勻速向前航行時(shí)，水對(duì)護(hù)衛(wèi)艦的阻力是多少？(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))第4題圖【答案】(1)大于【解析】由圖像乙可知在0?0.2h內(nèi)護(hù)衛(wèi)艦的速度不斷增大，是加速運(yùn)動(dòng)的，所以它的動(dòng)力大于阻力.解：(2)護(hù)衛(wèi)艦滿載時(shí)底部受到的壓強(qiáng)是：p=p、gh=1.02X103kg/m3X10N/kgX5m=5.1X104Pa海水護(hù)衛(wèi)艦滿載時(shí)受到的浮力是：F=G=mg=4053X103kgX10N/kg=4.053X107N護(hù)衛(wèi)艦滿載時(shí)船底受到的壓力是：F=F=4.053X107N壓浮WFs⑶由P==7=Fv可得，護(hù)衛(wèi)艦的動(dòng)力是：P2.56X107W784X784X106Nv150X3-5m/s如圖所示，是小婷為防止家中停水而設(shè)計(jì)的貯水箱?當(dāng)水箱中水深達(dá)到1.2m時(shí)，浮子A恰好堵住進(jìn)水管，使其停止向箱內(nèi)放水，此時(shí)浮子A有1體積露出水面(浮子A只能沿圖示位置的豎直方向移動(dòng))?進(jìn)水管口水的壓強(qiáng)為1.2X105Pa，管口橫截面積為2.5cm2,貯水箱底面積為0.8m2,浮子A重10N.(g取10N/kg)求：第5題圖注水過程中，隨著水位上升，水對(duì)水箱底部的壓強(qiáng)W.此時(shí)浮子A受到的浮力為多大？浮子A的密度是多少？【答案】(1)增大【解析】(2)隨著水位上升，水對(duì)水箱底部的壓強(qiáng)逐漸增大.解：浮子A堵住進(jìn)水口時(shí)，根據(jù)公式可得，進(jìn)水管口水對(duì)浮子A的壓力F=pS=1.2X105PaX2.5X10-4m2=30N水進(jìn)水口浮子A處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以浮子A受到的浮力F匚=F+G=30N+10N=40N浮(3)根據(jù)阿基米德原理可知F浮=卩水gV排，貝y浮子A排開水的體積TOC\o"1-5"\h\zF、r40N=—=■=4X10-3m3排P^g1X103kg/m3X10N/kg4m浮子A有5體積露出水面，浮子A的體積V4X10-3m3V=-=4=5X10-3m31-55浮子A的質(zhì)量m=g=訃Nkg=i廳m1kg浮子A的密度p=V=5X10：m3=0.2X103kg/m32017年4月11日上午，“雪龍?zhí)枴睒O地考察船按計(jì)劃完成中國(guó)第33次南極考察保障工作，順利?？课挥谏虾５臉O地考察國(guó)內(nèi)基地碼頭，為其第20次征戰(zhàn)南極畫上了圓滿的句號(hào).如圖所示，“雪龍?zhí)枴笨傞L(zhǎng)167.0m,滿載吃水深度為9.0m,滿載排水量21000t.求：“雪龍?zhí)枴睗M載時(shí)船底受到海水的壓強(qiáng)是多少？(海水密度為1.03X103kg/m3)第6題圖滿載的“雪龍?zhí)枴笔艿降母×κ嵌嗌?？已知“雪龍?zhí)枴痹?m厚冰層海域破冰航速為1m/s,前行時(shí)所受的阻力為1.5X107N,則“雪龍?zhí)枴痹?m厚冰層海域破冰前行10min，克服阻力所做的功是多少？【答案】解：(1)船底受到的壓強(qiáng)p=pgh=1.03X103kg/m3X10N/kgX9m=9.27X104Pa滿載排水量加排=21000t=2.1X107kg滿載時(shí)“雪龍?zhí)枴彼艿降母×镕y=G排=加排g=2.1X107kgX10N/kg=2.1X108浮排排N船前行的路程s=vt=1m/sX10X60s=600m克服阻力所做的功W=fs=1.5X107NX600m=9X109J如圖甲所示是利用電動(dòng)機(jī)和滑輪組(圖中未畫出)將實(shí)心圓柱體A從水庫底勻速豎直起吊的裝置示意圖?鋼纜繩對(duì)A的拉力F1隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示，不計(jì)鋼纜繩重、鋼纜繩與滑輪間的摩擦及水的阻力，g取10N/kg.求：長(zhǎng)方體A未露出水面時(shí)受到的浮力.長(zhǎng)方體A的體積.長(zhǎng)方體A完全離開水面后，電動(dòng)機(jī)對(duì)繩的拉力F為8X103N,滑輪組的機(jī)械效率為75%，則動(dòng)滑輪的重力為多少？

第7題圖【答案】解：⑴由題圖乙可知：長(zhǎng)方體A所受重力GA=2.4X104N，未露出水面時(shí)厲=1.4X104N未露出水面時(shí)長(zhǎng)方體A所受浮力F=G—F=2.4X104N—1.4X104N=1.0X104N浮A1(2)由阿基米德原理可知，長(zhǎng)方體A的體積為F1.0X104N浮VA=pg=1.0X103kg/m3X10N/kg(3)長(zhǎng)方體A離開水面后n=GAn=GAX100%=2.4X104N“X8X103NX100%=75%故承擔(dān)動(dòng)滑輪的繩子段數(shù)為n=4動(dòng)滑輪重為G=4F—G=4X8X103N—2.4X104N=8X103N動(dòng)A8如圖所示為某健身場(chǎng)所拉力器的示意圖?配重塊邊長(zhǎng)為1dm,重20kg,用250N的拉力向下拉動(dòng)拉桿，使配重塊在2s內(nèi)勻速升高40cm.不計(jì)拉桿和繩的重力，g取10N/kg?求:第8題圖配重上升的過程中將能轉(zhuǎn)化為所拉配重塊靜止時(shí)對(duì)平臺(tái)的壓強(qiáng)是多少？拉力做功的功率是多少？此過程中拉力器所做的額外功與總功之比是多少？【答案】(1)動(dòng)重力勢(shì)解：(2)配重塊重力：G=mg=20kgx10N/kg=200N配重塊與平臺(tái)的接觸面積為：S=a2=(0.1m2)=0.01m2配重塊靜止時(shí)對(duì)平臺(tái)的壓強(qiáng)：FG200Np="S6=S=0.01n2=2x104Pa因?yàn)榛啚槎ɑ?，所以拉桿移動(dòng)的距離等于配重塊上升的距離，拉力做的功為總功：W=Fs=250Nx0.4m=100J總拉力做功的功率：P=(3)有用功為配重塊上升所做的功：W=Gs=200Nx0.4m=80J有拉力器所做的額外功：W=W－W=100J－80J=20J額總有W20J1額外功與總功之比：W<=100_=5總9.如圖所示，起重機(jī)將地面上的一箱設(shè)備沿豎直方向勻速吊到施工臺(tái)上，設(shè)備重4000N,施工臺(tái)距離地面的高度為3m(g取10N/kg).(1起重機(jī)臂是一個(gè)杠桿.(2起重機(jī)的質(zhì)量為8t工作時(shí)，用支架將汽車的輪胎支離開地面如果地面能承受的最大壓強(qiáng)是7x104Pa則支架與地面接觸的總面積是多少？第9題圖(3若動(dòng)滑輪上每段鋼繩的拉力是2500N起重機(jī)做的額外功和機(jī)械效率是多少？【答案】(1)費(fèi)力解：(2)起重機(jī)的重力G1=m1g=8X103kgX10N/kg=8X104N設(shè)備重：G2=4000N起重機(jī)對(duì)地面的壓力：F=G1+G2=8X104N+4000N=8.4X104N根據(jù)壓強(qiáng)公式可得，支架與地面的接觸面積小F8.4X104N…S=—=,=1.2m2p7X104Pa(3)繩子自由端移動(dòng)的距離：s=2h=2X3m=6m有用功：W=Gh=4000NX3m=1.2X104J有總功：W=Fs=2500NX6m=1.5X104J額外功：W=W－W=1.5X104J－1.2X104J=3000J額總有起重機(jī)的機(jī)械效率：W1.2X104Jn=齊有X100%=’X100%=80%WL5X104J如圖所示的裝置中，A物體重100N,B物體重10N，在B物體的作用下，A物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，不計(jì)滑輪重、繩重及摩擦.求：(1)將A物體換成重為80N的C物體，C將做(選填“加速”“減速”或“勻速”)運(yùn)動(dòng).第10題圖A物體受到的摩擦力是多少？如果在A物體上加一個(gè)水平向左的拉力，使B物體以0.5m/s的速度勻速上升4s,拉力做的功是多少？【答案】(1)加速【解析】物體的重力減小，壓力減小，摩擦力減小，做加速運(yùn)動(dòng).解：(2)A物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因此A物體受力平衡，即f=F1面與A連接的滑輪是動(dòng)滑輪，與B連接的定滑輪，則F=2G=2X10N=20N1B(3)B物體以0.5m/s的速度勻速上升4s,物體移動(dòng)的距離

s=vt=0.5m/sX4s=2m對(duì)A物體受力分析如下，由圖可知F2=；^F1=2F1=2X20N=40NA物體移動(dòng)的距離sA=2s=2X2m=lm拉力做的功W=F2sA=40NX1m=40J如圖所示是小剛設(shè)計(jì)的一個(gè)通過簡(jiǎn)單機(jī)械自動(dòng)拉開開關(guān)的裝置示意圖。該裝置主要由滑輪組、配重C、D以及杠桿AB組成，配重C通過細(xì)繩與動(dòng)滑輪相連，配重C、D分別通過支架固連在杠桿AB兩端，支架與杠桿垂直。杠桿的B端放在水平臺(tái)面上，杠桿可以繞支點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，開關(guān)被拉開前，杠桿在水平位置平衡。已知?jiǎng)踊哖的質(zhì)量mp為0.2kg,0A:0B=3:l,配重D的質(zhì)量mD為1.5kg，作用在D上的豎直向下的壓力F為75N，剛好拉開開關(guān)所需的拉力T為6N。