綜合計算題第1講力學(xué)計算題型之一壓強和浮力的綜合計算1.夏鷗在研究某種物質(zhì)的屬性時發(fā)現(xiàn)該物體要浸沒在煤油中保存.于是他將體積為1X10-3m3、重為6N的該物體用細線系在底面積為250cm2的圓柱形容器的底部，并浸沒在煤油中，如圖所示.(煤油的密度為0.8X103kg/m3,g取10N/kg)求：⑴細線受到的拉力是多大？⑵若細線與物體脫落，待物體靜止后煤油對容器底的壓強變化了多少?2.底面積為100cm2的平底圓柱形容器內(nèi)裝有適量的水，放置于水平桌面上.現(xiàn)將體積為500cm3、重為3N的木塊A輕放入容器內(nèi)的水中，靜止后水面的高度為8cm,如圖甲所示，若將一重為6N的物體B用細繩系于A的下方，使其恰好浸沒在水中，如圖乙所示(水未溢出)，不計繩重及其體積，p水=1.0X103kg/m3,g取10N/kg,求：乙⑴圖甲中木塊A靜止時浸入水中的體積.乙⑵物體B的密度.⑶圖乙中水對容器底部的壓強.題型之二壓強、浮力與簡單機械的綜合計算類型1杠桿類1.如圖，輕質(zhì)杠桿AB可繞O點轉(zhuǎn)動，在A、B兩端分別掛有邊長為10cm、重力為20N的完全相同的兩正方體C、D,OA：OB=4：3；當物體C浸入水中且露出水面的高度為2cm時,杠桿恰好水平靜止,A、B兩端的繩子均不可伸長且均處于張緊狀態(tài).(g取10N/kg)求：(1)物體C的質(zhì)量；(2)物體C的密度；⑶物體C受到的浮力；(4)杠桿A端受到繩子的拉力;(5)物體D對地面的壓強.2.如圖所示，杠桿MON在水平位置保持靜止，A、B是實心柱形物體，他們受到的重力分別是Ga=13.8N,Gb=10N,B的底面積SB=40cm2,柱形容器中裝有水，此

時水的深度h[=12cm,容器的底面積S容=200cm2,B物體底面離容器底的距離h0=5cm,已知MO：ON=2：3,p水=1.0X1尿kg/m3,g取10N/kg.求：(1)水對容器底的壓強和水對B物體的浮力.(2)A物體對水平地面的壓力.(3)若打開閥門K緩慢放水，當A物體對水平地面壓力剛好為零時，容器中所放出水的質(zhì)量是多少？ 產(chǎn)°F類型2滑輪組類3.如圖所示，小車在水平面上通過滑輪組提升重物?動滑輪重400N.與小車連接的繩子能承受的最大拉力為6000N,小車的最大輸出功率為15kW,,水平地面上一物體A重1600N,與地面的接觸面積為4m2.(不計小車所受摩擦阻力、繩重及滑輪組的摩擦).求：(1)提升前，物體A對水平地面的壓強.整個裝置工作過程中能提⑵滑輪組提升重物A時的機械效率.整個裝置工作過程中能提⑶若要使被提升重物以1m/s的速度勻速上升,升重物的最大重力.4.如圖所示是某起吊裝置示意圖.在某次打撈過程中，使用該裝置將質(zhì)量為4.8X103kg的水中物體A在10s內(nèi)勻速豎直吊起1m高(物體A未露出水面)，電動機工作電壓為380V,工作電流為50A,電動機對鋼繩的拉力F1為1.9X104N,滑輪組的機械效率為50%,已知水的密度為1.0X103kg/m3.求：(1)電動機在10s內(nèi)消耗的電能.⑵鋼繩拉力F1在10s內(nèi)做的功.(3)物體A所受拉力F2的大小.(4)物體A的密度.圖35.第41屆世界博覽會在我國上海舉行，世博會的主題是“城市，讓生活更美好”.在場館和樓房建設(shè)工地上，“塔吊”是常見的一種起重設(shè)備，如圖3所示是“塔吊”的示意圖.假設(shè)某塔吊配置的電動機銘牌上標有:額定電壓380V,額定功率38kW,線圈電阻0.4Q.在一次吊起重物時，電動機正常工作20s,把

圖3重物吊起20m.求：(1)該電動機在這次吊起重物的過程中消耗的電能.(2)電動機工作過程中，線圈產(chǎn)生的熱量.(3)在該起重設(shè)備中，如果這次吊起重物的機械效率為80%,則被吊重物的質(zhì)量為多少t?題型之二實際應(yīng)用型電路類類型1擋位用電器類1.小軍家里有一款高、低溫兩擋電烤爐，他查看使用說明書，收集到一些信息如下：額定電壓220匕低溫擋電功率880W,高溫擋電功率1980W,電路原理圖如圖所示，R「R2代表兩根電熱絲，S2為溫控開關(guān)，根據(jù)上述信息，解答下列問題：(i)在高溫擋正常工作時，電路的總電流多大？ 5?一(2)在低溫擋正常工作1.5h消耗多少度電能？電熱絲R1的電阻多大？’5^鼠一(3)若電熱絲R2燒毀了，要使電路恢復(fù)正常工作，小軍用兩根“220V^50W^^~相同電熱絲替代R2,你認為小軍的做法能否滿足要求(請你用計算結(jié)果回答).2.如表所示為某電烤箱的銘牌，高溫擋額定功率模糊不清.如圖虛線內(nèi)所示是電烤箱內(nèi)部的簡化電路圖.4和R2均為電熱絲,R2=72.6Q.電烤箱開關(guān)接1時是低溫擋，接2時是高溫擋.求：(1)電烤箱在低溫擋正常工? 1作10min電流做的功；：/三4 ——:; R \ ?， j■iO一：一；——爸&、旋鈕開關(guān)⑵R1的阻值； 1''士\?。堂(3)在某用電高峰期，若家庭.電路中只有電烤箱在高溫擋工作，發(fā)現(xiàn)標有“3000imp/kW-h”的電能表的指示燈閃爍81次共用時2min,求此時家庭電路兩端的實際電壓.XX牌電烤箱額定電壓220V額定功率高溫擋XXXW低溫擋400W3.如圖甲所示是一款超市用的透明玻璃門冷飲展示冰柜，該冰柜的玻璃門采用的是防霧玻璃，玻璃夾層中有電熱絲用來加熱玻璃，可以有效防止水蒸氣凝結(jié)在玻璃上,電熱絲與冰柜中的電動壓縮機連接的簡化電路如圖乙所示，其相關(guān)參數(shù)如表所示?求:冰柜總質(zhì)量160kg額定電壓冰柜總質(zhì)量160kg額定電壓220V電動壓縮機的額定功率110W防霧電熱絲的額定功率100W(1)冰柜的電動壓縮機正常工作時的電流為多少？(2)冰柜正常工作時防霧電熱絲的電阻為多少？(3)該冰柜玻璃門的質(zhì)量是5kg,若不計熱量損失，電熱絲正常工作使玻璃門升高20℃需要多長時間？[玻璃的比熱容為0.84X103j/(kg?r)]4.如圖甲是一種恒溫調(diào)奶器，可以自動調(diào)試好加水的奶粉，然后加熱到最適合寶寶飲用的溫度40℃,還可以自動保溫，特別適合夜間使用.圖乙是機器及電路簡圖(R/R2為電熱絲，S為雙觸點自動開關(guān))，機器的參數(shù)如表所示.求：甲乙型號：HY101甲乙型號：HY101M電源：220V50Hz加熱功率：500W保溫功率：16W(1)調(diào)奶器處于保溫狀態(tài)時的工作電流(結(jié)果保留兩位小數(shù)).(2)電阻R2的阻值.(3)若把200g調(diào)好的奶粉從20℃加熱到40。。所用時間為32s,則調(diào)好的奶粉的比熱容是多少(不計熱損失)？題型之一壓強和浮力的綜合計算1、解：(1)物體浸沒在煤油中，則V排=丫物=1X10-3m3物體浸沒時受到的浮力為F浮=p煤油gV排=0.8X103kg/m3X10N/kgX1X10-3m3=8N 浮煤油排繩子的拉力為F=F-G=8N-6N=2N浮(2)物體浸沒時所受浮力F浮=8N〉G,所以細線脫落后物體將上浮，最終漂浮在液面上F‘ 6N 一一所以F-G—6N,V— 浮——no\z1mz~~d\z1n^7/7-=7.5X10-4m3浮 排pg0.8X103kg/m3X10N/kg煤油jV露-V物—V,排=1X10-3m3-7.5X10-4m3-2.5X10-4m3V2.5X10-4m34h='0露=，.=0.01mS250X10-4m2則4p-p煤油g4h=0.8X103kg/m3X10N/kgX0.01m-80Pa2、解：(1)因為A漂浮在水中，所以F浮-Ga-3NF 3N 一一由F-pgVV—浮--[.[Cc7_i_o\z1n-i--3X10-4m3浮產(chǎn)水&排排p水g1.0X103kg/m3X10N/kg(2)圖乙中A、B共同懸浮，則F浮a+F浮b-Ga+Gb即：p水g(VA+VB)-GA+GBV+V-。苫"- 3N藍，cn江-9X10-4m3abp?g 1,0X103kg/m3X10N/kg其中VA-500cm3-5X10-4m3,故VB-4X10-4m3B的質(zhì)量：叫=凈—篇^-0.6kgB的密度：%-斷-4黑-gm3-1-5X103kg/m3B(3)A、B浸入水中后，所增加浸入水中的體積為：4V-Va+Vb-V排-9X10-4m3-3X10-4m3-6X10-4m34V 6X10-4m3液面升高4h--S-—100X10-4m2=0.06m圖乙中水對容器底部的壓強:p-p水gh=1,0X103kg/m3X10N/kgX(0.06m+0.08m)―1400Pa 7題型之二壓強、浮力與簡單機械的綜合計算1、解：⑴物體C的質(zhì)量：m-g-10n/kg-2kg(2)物體C的密度：p--V-(021km)3-2X103kg/m3⑶物體C排開水的體積：V-(0.1m)2X(0.1m-0.02m)-8X10-4m3排則受到的浮力：F浮-p水gV排=1.0X103kg/m3X10N/kgX8X10-4m3-8N(4)杠桿A端受到的拉力：FA-G-F浮-20N-8N-12N

OA4(5)由F111=F212得FaXOA=FbXOB,則fb=ObXFA=3X12N=16ND對地面壓力：F=G「一Fo=20N—16N=4N壓DBF一 4N—D對地面壓強：p="^=(八［r~=400PaS (0.1m222、解：(1)水對容器底的壓強：p水=「水gh1=1.0X103kg/m3X10N/kgX0.12m=1200PaB排開水的體積：V排=5/1—h0)=40cm2X(12cm—5cm)=280cm3=2.8X10—4m3水對B物體的浮力：F浮=p水8丫排=1.0X103kg/m3X10N/kgX2.8X10-4m3=2.8N(2)杠桿N端受到的拉力：Fn=Gb—F浮=10N—2.8N=7.2N由杠桿的平衡條件可得：FnXON=FmXMO,則FM=MN,XFN=|x7.2N=10.8NA物體對水平地面的壓力：Fa=Ga—Fm=13.8N—10.8N=3N⑶當A物體對水平地面壓力剛好為零時，F(xiàn)m=Ga=13.8N,則N端受到的拉力:MO2FN‘=NOXFm'=3X13.8N=9.2N水對B物體的浮力：F浮'=Gb—FN'=10N—9.2N=0.8N , F/ 0.8N排開水的體積：V =~浮=1nV1A31~~3乂 入=8X10-5m3排p水g1.0X103kg/m3X10N/kg2X10-4m340X10-4m2則排水體積的變化量：4V排=丫排一V排'=2.8X10-4m3-8X10-2X10-4m340X10-4m2=0.05m=5=0.05m=5cm容器內(nèi)水下降的深度：4h=k=sb容器中放出水的體積：4V水=(S容一Sb)4h=(200cm2—40cm2)X5cm=800cm3.m一、 .m一、 由p=V可得，容器中所放出水的質(zhì)量：m0.8kgJP水4V水=L0g"3X800cm3=800g=3、解：(1)提升前，物體A對水平面的壓力：F=G=1600N物體A對水平面的壓強：p=F=16002N=400PaTOC\o"1-5"\h\zS 4m2(2)滑輪組提升重物A時的機械效率：n=更有=一Gh-=G=-1600N一=(2)滑輪上提升重物A時的機械效率：“亞總Gh+G動hG+G動1600N+400N80% 總 動 動(3)由圖可知，n=3,則小車運動的速度：v=3v物=3X1m/s=3m/sWFs ,,. .—, P15000W根據(jù)P=W=牛=Fv可得，小車能提供的最大拉力：F=P=1530：0W=5000Ntt v 〃〃s

因為F=3(G最大+G動)，所以G最大=3F—G動=3X5000N-400N=14600N4、解：(1)電動機在10s內(nèi)消耗的電能W=UIt=380VX50AX10s=1.9X105J(2)物體上升h=1m,則F1的作用點移動距離：s=4h=4X1m=4m鋼繩拉力F1在10s內(nèi)做的功：W=F1s=1.9X104NX4m=7.6X104J,W FhFh⑶由n=W有可得，50%=遣=19X104NX4h解得J：3.8*104N總 1 .(4)物體A的重力G=mg=4.8X103kgX10N/kg=4.8X104N1X104NN，由F尸水gV排可得V排=由于物體勻速上升，所以F2+F浮=6,即F浮=6—1X104NN，由F尸水gV排可得V排=浮p水g1.0X103kg/m3X10N/kg4.8X103kg4.8X103kg1m3=4.8X103kg/m3因為物體侵沒，所以V=V=1m3,物體的密度：p==排 V5、解：(1)由于電動機正常工作，消耗的功率等于額定功率，即P=38kW=3.8x104W,工作時間t=20s,所以電動機消耗的電能為：W=Pt=3.8x104Wx20s=7.6X105J. P3.8義104W(2)電動機正常工作時的電流：I=—= =100AU380W線圈產(chǎn)生的熱量：Q=12Rt=(100A)2x0.4Qx20s=8x104J(3)電流產(chǎn)生熱量消耗的電能W1=Q=8x104J,電能轉(zhuǎn)化為機械能的總量為W總=W-W1=7.6x105J-8x104J=6.8x105JWGh―有＜= WWWGh―有＜= WW總總80%=Gx20m6.8x105J解得G=2.72x104N2.72x104N2.72x104N10N/kg=2.72x103kg=2.72t所以，重物的質(zhì)量為：m=一g題型之三實際應(yīng)用型電路類1、解：(1)高溫擋正常工作時電功率P高=1980W，電壓U=220V，根據(jù)P=UI得到電路中的總電流 高1_P_1980W.1總="U=220V=9A(2)低溫擋工作時，消耗電功率P=880W，工作1.5h消耗電能：W=Pt=0.88kWX1.5h=1.32kW'-h 低 低 . U2 (220V)2S2斷開時，處于低溫擋狀態(tài)，電熱絲R1的電阻為：R1=U=880W=55Q低

⑶s2閉合，烤爐處于高溫擋狀態(tài)，R2消耗電功率為：P2=P高一P低=1980W-880W=1100W 回U2 (220V)2r2的阻值為r2=p-=-1100w=44Q1分2 U2 (220V)2一根“220V550W”電熱絲電阻為：R=y=550W=88Q兩根“220V550W”電熱絲并聯(lián)總電阻44Q,電功率1100W,能滿足要求2、解：(1)電烤箱低溫檔正常工作10min電流做的功為：W=Pt=400WX10X60s=2,4X105J_U2_(220V)2串=r=400W低(2)開關(guān)接1時電阻R「R2串聯(lián)在電路中，此時是低溫擋，則R=121Q,則R1的阻值為R1=R串一R2=_U2_(220V)2串=r=400W低(3)電能表閃爍81次耗時2min,消耗的電能為:W=3000kW,■h=0。27kW^?h此時電路中的實際功率:P=W0.