專題19（押江蘇29題）力學(xué)計(jì)算題

專題19（押江蘇29題）力學(xué)計(jì)算題在中考物理中，力學(xué)計(jì)算題難度中等，考前練習(xí)方法得當(dāng)亦可得高分。本專題以江蘇歷年中考真題為母題題源，緊握中考高頻考點(diǎn)，以江蘇各地模擬題為子題題源，知識(shí)點(diǎn)覆蓋全面，題型緊扣考綱。壓強(qiáng)、浮力、功和機(jī)械能是近年中考計(jì)算題的高頻高點(diǎn)，要求考生在生活實(shí)際中運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，考有所依，學(xué)有所用。將素質(zhì)教育落到實(shí)處。此專題考查方式主要是考生對(duì)知識(shí)的理解運(yùn)用，計(jì)算能力。壓強(qiáng)、浮力、功和機(jī)械能建議在歷年真題中把握考點(diǎn)，熟練掌握各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，增強(qiáng)理解運(yùn)用能力，點(diǎn)線面逐步建立知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。1．（2022·江蘇蘇州）小明在參觀蘇州市御窯金磚博物館時(shí)，從解說(shuō)員的講解中得知某塊金磚的長(zhǎng)、寬、高分別為70cm、70cm、10cm，金磚的密度為2.0×103kg/m3，g取10N/kg。求：（1）金磚的重力G；（2）若重490N的小明站在如圖所示的金磚上，金磚對(duì)水平地面的壓強(qiáng)p?！敬鸢浮浚?）980N；（2）【解析】解：（1）金磚的體積V磚=0.7m×0.7m×0.1m=0.049m3金磚的質(zhì)量m磚=ρV=2.0×103kg/m3×0.049m3=98kg金磚的重力G磚=mg=98kg×10N/kg=980N（2）金磚的底面積S=0.7m×0.7m=0.49m2金磚對(duì)水平地面的壓強(qiáng)答：（1）金磚的重力是980N；（2）若重490N的小明站在如圖所示的金磚上，金磚對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是3×103Pa。2．（2022·江蘇徐州）溪水中一塊石頭的質(zhì)量為2.4kg，體積為1×103m3，g取10N/kg。求：（1）石頭的密度；（2）石頭浸沒(méi)在水中受到的浮力?！敬鸢浮浚?）2.4×103kg/m3；（2）10N【解析】解：（1）石頭的密度為（2）石頭排開(kāi)水的體積為V排=V=1×103m3根據(jù)阿基米德原理可得F浮=G排=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×103m3=10N答：（1）石頭的密度為2.4×103kg/m3；（2）石頭浸沒(méi)在水中受到的浮力為10N。3．（2022·江蘇宿遷）如圖小明拉著質(zhì)量為30kg行李箱勻速經(jīng)過(guò)一段長(zhǎng)度、高度的斜坡路面，用時(shí)10s，若此過(guò)程拉力F方向沿斜面向上，大小為125N。行李箱放在水平地面時(shí)與地面接觸面積為，（）。求：（1）行李箱靜止放在水平地面上時(shí)受到的重力大小和對(duì)地面的壓強(qiáng)；（2）小明對(duì)行李箱做的有用功和斜面的機(jī)械效率；（3）拉力F做功的功率?！敬鸢浮浚?）300N，7.5×105Pa；（2）300J，80%（3）37.5W【解析】（1）行李箱靜止放在水平地面上時(shí)受到的重力大小行李箱靜止放在水平地面上時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)（2）小明對(duì)行李箱做的有用功小明對(duì)行李箱做的總功斜面的機(jī)械效率（3）拉力F做功的功率答：（1）行李箱靜止放在水平地面上時(shí)受到的重力大小300N和對(duì)地面的壓強(qiáng)7.5×105Pa；（2）小明對(duì)行李箱做的有用功300J和斜面的機(jī)械效率80%；（3）拉力F做功的功率37.5W。4．（2022·江蘇常州）2022年4月，一頭質(zhì)量為180kg的海豚在昌江棋子灣受傷擱淺，被救援人員送至科研基地治療。救援過(guò)程中，利用如圖所示的滑輪組，在40s時(shí)間內(nèi)，救援人員用500N的拉力拉動(dòng)繩端，把輕質(zhì)布兜內(nèi)的海豚沿豎直方向勻速提升2m。g取10N/kg，問(wèn)，此過(guò)程中：（1）滑輪組對(duì)海豚做的有用功有多大？（2）拉力做功的功率有多大？（3）滑輪組的機(jī)械效率有多大？【答案】（1）3.6×103J；（2）100W；（3）90%【解析】（1）質(zhì)量為180kg的海豚，被勻速提升2m，所以滑輪組對(duì)海豚做的有用功（2）由滑輪組可知，動(dòng)滑輪上繩子根數(shù)n=4，繩子拉的距離s=4×2m=8m拉力做功拉力做功的功率（3）滑輪組的機(jī)械效率答：（1）滑輪組對(duì)海豚做的有用功為3.6×103J；（2）拉力做功的功率為100W；（3）滑輪組的機(jī)械效率為90%。一、計(jì)算題1．（2023·江蘇揚(yáng)州·統(tǒng)考一模）小強(qiáng)同學(xué)有一個(gè)質(zhì)量為100g、底面積為20cm2的杯子，下課后裝滿水放在課桌上，其總質(zhì)量為400g，他喝完水后又裝滿某種飲料，其總質(zhì)量為430g。（g=10N/kg）求：（1）裝滿水后杯子對(duì)課桌的壓強(qiáng)；（2）該飲料的密度?！敬鸢浮浚?）2×103Pa；（2）1.1g/cm3【詳解】解：（1）裝滿水后杯子對(duì)課桌的壓力F=G=mg=0.4kg×10N/kg=4N裝滿水后杯子對(duì)課桌的壓強(qiáng)（2）當(dāng)杯子裝滿水時(shí)，水的質(zhì)量為m水=mm0=400g100g=300g飲料的體積等于水的體積，飲料的體積當(dāng)杯子裝滿飲料時(shí)，飲料的質(zhì)量為m飲料=m'm0=430g100g=330g該飲料的密度答：（1）裝滿水后杯子對(duì)課桌的壓強(qiáng)是2×103Pa；（2）該飲料的密度是1.1g/cm3。2．（2023·江蘇泰州·統(tǒng)考一模）如圖，為我國(guó)自主研發(fā)的火星車(chē)“祝融號(hào)”成功著陸于離地球距離約1.8×1011m的火星烏托邦平原南部，其自帶的高清攝像頭能將火星表面的實(shí)時(shí)畫(huà)面?zhèn)骰乇本┑孛婵刂浦行模瑸榘踩紤]，火星車(chē)運(yùn)動(dòng)的平均速度約為0.03m/s，問(wèn)：（電磁波的傳播速度為3×108m/s）（1）“祝融號(hào)”火星車(chē)質(zhì)量為240kg，共有六個(gè)車(chē)輪，每個(gè)車(chē)輪與火星表面的接觸面積為40cm2，則它停在火星水平平整表面時(shí)重力為多少？對(duì)地面的壓強(qiáng)為多少？（火星表面的g約為3.8N/kg）（2）某一時(shí)刻，地面控制中心人員在接收到的監(jiān)控畫(huà)面發(fā)現(xiàn)火星車(chē)運(yùn)動(dòng)前方40m處有障礙物，立即對(duì)火星車(chē)下達(dá)停車(chē)指令，當(dāng)火星車(chē)開(kāi)始剎車(chē)時(shí)距離障礙物多遠(yuǎn)？（忽略指令信息處理時(shí)間和反應(yīng)時(shí)間）?！敬鸢浮浚?）912N，；（2）4m【詳解】解：（1）停在火星水平平整表面時(shí)重力為G火=mg火=240kg×3.8N/kg=912N對(duì)地面的壓強(qiáng)為（2）“祝融號(hào)”成功著陸于離地球距離約1.8×1011m的火星烏托邦平原南部，地面控制中心人員在接收到的監(jiān)控畫(huà)面發(fā)現(xiàn)火星車(chē)運(yùn)動(dòng)前方40m處有障礙物，這個(gè)信息傳到地面控制中心的時(shí)間為立即對(duì)火星車(chē)下達(dá)停車(chē)指令，火星車(chē)接到命令的時(shí)間也為t1，在這個(gè)時(shí)間內(nèi)火星車(chē)通過(guò)的距離為火星車(chē)開(kāi)始剎車(chē)時(shí)距離障礙物的距離為答：（1）它停在火星水平平整表面時(shí)重力為912N；對(duì)地面的壓強(qiáng)為；（2）火星車(chē)開(kāi)始剎車(chē)時(shí)距離障礙物4m。3．（2023·江蘇宿遷·統(tǒng)考二模）如圖所示，是一輛汽車(chē)通過(guò)滑輪組提升重物的裝置圖，汽車(chē)部分參數(shù)如表。重物以1m/s的速度勻速上升10秒，提升重2400N的物體時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為80%，不計(jì)汽車(chē)所受的摩擦阻力、繩重及滑輪組的摩擦，求：汽車(chē)部分參數(shù)汽車(chē)重量3t車(chē)輪數(shù)6個(gè)車(chē)輪的總受力面積1000cm2（1）汽車(chē)的重力和對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；（2）滑輪組做的有用功；（3）汽車(chē)?yán)K的力做功的功率?！敬鸢浮浚?）3×104N，3×105Pa；（2）2.4×104J；（3）3×103W【詳解】解：（1）汽車(chē)的重力G＝mg＝3×103kg×10N/kg＝3×104N汽車(chē)對(duì)水平地面的壓力F壓＝G＝3×104N汽車(chē)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)（2）由可得，物體提升的高度h＝vt＝1m/s×10s＝10m滑輪組做的有用功W有＝Gh＝2400N×10m＝2.4×104J（3）由可得，汽車(chē)?yán)K的力做的功汽車(chē)?yán)K的力做功的功率答：（1）汽車(chē)的重力為3×104N，對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為3×105Pa；（2）滑輪組做的有用功為2.4×104J；（3）汽車(chē)?yán)K的力做功的功率為3×103W。4．（2023·江蘇宿遷·統(tǒng)考一模）有一重為2N，底面積為20cm3的圓柱型薄壁溢水杯，放在水平桌面上，杯內(nèi)盛有重3N的水，水面恰好到達(dá)溢水口，水深度h為15cm。將一物塊輕輕放入杯內(nèi)，靜止時(shí)如圖所示，溢出40cm3的水。（已知ρ物=0.8×103kg/m3，g=10N/kg）求：（1）物塊未放入之前水對(duì)杯底的壓強(qiáng)。（2）物塊的重力。（3）靜止時(shí)物塊露出水面的體積?！敬鸢浮浚?）；（2）0.4N；（3）【詳解】解：（1）水深度為15cm，根據(jù)可得，水對(duì)杯底的壓強(qiáng)為（2）物塊靜止時(shí)漂浮在水面上，根據(jù)浮沉規(guī)律和阿基米德原理可得（3）根據(jù)可得，物塊的質(zhì)量為根據(jù)可得，物塊的體積為物塊露出水面的體積答：（1）物塊未放入之前水對(duì)杯底的壓強(qiáng)為；（2）物塊的重力為0.4N；（3）靜止時(shí)物塊露出水面的體積為。5．（2023·江蘇·校聯(lián)考一模）如圖甲所示，一輕質(zhì)彈簧，其兩端分別固定在容器底部和正方體物塊上。已知物塊的邊長(zhǎng)為10cm，彈簧沒(méi)有發(fā)生形變時(shí)的長(zhǎng)度為16cm，彈簧受到拉力作用后，伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度ΔL與拉力F的關(guān)系如圖乙所示。向容器中加水，直到物塊上表面與水面相平，此時(shí)水深30cm。求：（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）（1）水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)；（2）物塊受到水的浮力；（3）物塊的密度?！敬鸢浮浚?）3000Pa；（2）10N；（3）0.6×103kg/m3【詳解】解：（1）此時(shí)水深h=30cm=0.3m水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa（2）因?yàn)槲飰K上表面與水面相平，則物塊剛好完全浸沒(méi)在水中，排開(kāi)水的體積等于物塊的體積，即V排=V物=(0.1m)3=1×103m3物塊所受的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×103m3=10N（3）由圖甲可知，當(dāng)物塊上表面與液面齊平時(shí)，物塊上表面距容器底的距離為h=30cm，彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度ΔL=30cm16cm10cm=4cm由圖乙可知，此時(shí)彈簧對(duì)物體的拉力為F拉=4N木塊的重力G物=F浮F拉=10N4N=6N木塊的質(zhì)量物體的密度答：（1）水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為3000Pa；（2）物塊受到水的浮力為10N；（3）物塊的密度為0.6×103kg/m3。6．（2023·江蘇·九年級(jí)校聯(lián)考專題練習(xí)）如圖是高壓鍋示意圖，鍋蓋上有一個(gè)空心柱為排氣孔，空心柱上戴著一個(gè)帽子為限壓閥。當(dāng)高壓鍋內(nèi)氣體的壓強(qiáng)超過(guò)安全值時(shí)，鍋內(nèi)的氣體就會(huì)沖開(kāi)限壓閥，跑出一部分氣體，使鍋內(nèi)氣體的壓強(qiáng)減小。現(xiàn)有一個(gè)高壓鍋空心柱小孔的橫截面積為10mm2，限壓閥的質(zhì)量為100g的高壓鍋爐，要用它來(lái)煮飯。（若當(dāng)時(shí)的大氣壓為p0＝1.0×105Pa，g取10N/kg）問(wèn)：（1）高壓鍋內(nèi)氣體能達(dá)到的最大壓強(qiáng)為多少；（2）若鍋蓋面積為240cm2，則它所能承受的最大壓力為多少才能保證安全；（3）經(jīng)商品質(zhì)量檢測(cè)部門(mén)檢測(cè)，此高壓鍋?zhàn)畲髩簭?qiáng)不能超過(guò)1.8×105Pa，要使此高壓鍋繼續(xù)安全使用，則應(yīng)配備一個(gè)多大質(zhì)量的安全閥？【答案】（1）2×105Pa；（2）2.4×103N；（3）80g【詳解】解：（1）排氣孔的橫截面積為限壓閥的質(zhì)量為鍋內(nèi)最大氣壓為則（2）鍋蓋面積為鍋蓋所承受的最小壓力為（3）限壓閥產(chǎn)生的最大壓強(qiáng)為根據(jù)可得，限壓閥能夠承受的最大壓力為限壓閥的重力為限壓閥的質(zhì)量為答：（1）高壓鍋內(nèi)氣體能達(dá)到的最大壓強(qiáng)為2×105Pa；（2）它所能承受的最大壓力為2.4×103N才能保證安全；（3）應(yīng)配備一個(gè)80g的安全閥。7．（2022·江蘇泰州·校考模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，體積為V=200cm3的木塊在繩子拉力F=0.8N的作用下完全浸沒(méi)在水中，（g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，繩子重力不計(jì)）求：（1）浸沒(méi)在水中木塊所受的浮力；（2）木塊的重力；（3）剪短繩子，木塊靜止時(shí)露出水面的體積為多少cm3?！敬鸢浮浚?）2N；（2）1.2N；（3）【詳解】解：（1）浸沒(méi)時(shí)，有如下關(guān)系成立由可知，浸沒(méi)在水中木塊所受的浮力為（2）木塊在圖中位置在豎直方向所受的重力，繩子的拉力與浮力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，木塊的重力為（3）剪短繩子，木塊最終在水面漂浮，此時(shí)所受浮力為由可知，木塊浸在水中的體積為剪短繩子，木塊靜止時(shí)露出水面的體積為答：（1）浸沒(méi)在水中木塊所受的浮力為2N；（2）木塊的重力為1.2N；（3）剪短繩子，木塊靜止時(shí)露出水面的體積為。8．（2022·江蘇泰州·?？既＃┯秒娮訙y(cè)力計(jì)懸掛一個(gè)“冰墩墩”模型玩具，“冰墩墩”的雙腳與水面剛好接觸，如圖甲所示。從此處勻速下放“冰墩墩”，直至浸沒(méi)于水中并繼續(xù)勻速下放（未與水底接觸）?！氨斩铡毕路胚^(guò)程中，測(cè)力計(jì)示數(shù)F與“冰墩墩”雙腳浸入水的深度h的關(guān)系如圖乙。g取10N/kg，水的密度是1.0×103kg/m3。求：（1）“冰墩墩”受到的重力；（2）“冰墩墩”完全浸沒(méi)在水中受到的浮力；（3）“冰墩墩”的密度?！敬鸢浮浚?）10N；（2）8N；（3）1.25×103kg/m3【詳解】解：（1）由乙圖可知，當(dāng)冰墩墩沒(méi)有放入水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于“冰墩墩”的重力為10N。（2）結(jié)合圖乙可知，“冰墩墩”完全浸沒(méi)在水中受到的浮力為F浮=GF示=10N2N=8N（3）“冰墩墩”的體積為“冰墩墩”的密度為答：（1）“冰墩墩”受到的重力為10N。（2）“冰墩墩”完全浸沒(méi)在水中受到的浮力為8N；（3）“冰墩墩”的密度為1.25×103kg/m3。9．（2023·江蘇蘇州·蘇州中學(xué)?？寄M預(yù)測(cè)）用如圖所示的滑輪組將重100N的物體勻速提升2m，拉力F為50N；如果將該滑輪組與其它部件組合成一監(jiān)控水庫(kù)水位的模擬裝置（如圖所示），整個(gè)模擬裝置是由長(zhǎng)方體A和B、滑輪組、輕質(zhì)杠桿CD、電子秤等組成。杠桿始終在水平位置平衡。已知OC∶OD=1∶2，A的體積為0.02m3，A重為450N，B重為300N，不計(jì)繩重與摩擦（ρ水=1.0×103kg/m3）。求：（1）水位上漲到A的上表面時(shí)，A受到的浮力；（2）水位上漲過(guò)程中，當(dāng)A物體五分之三露出水面時(shí)，電子秤所受的壓力?！敬鸢浮浚?）200N；（2）230N【詳解】解：（1）當(dāng)水位上漲到A的上表面時(shí)，A浸沒(méi)在水中，所以A排開(kāi)水的體積為V排=VA=0.02m3所以A受到的浮力為F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N（2）水位上漲過(guò)程中，當(dāng)A物體露出水面時(shí)，A排開(kāi)水的體積為物體A此時(shí)受到的浮力為F浮'=ρ水gV排'=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.008m3=80N物體A受到浮力、重力和滑輪組的拉力，三力平衡，所以滑輪組的拉力為F′=GAF浮′=450N80N=370N根據(jù)力的作用的相互性可知，物體A對(duì)滑輪組拉力F′′=F′=370N不計(jì)繩重與摩擦，用如圖所示的滑輪組將重100N的物體勻速提升2m，拉力F為50N，則動(dòng)滑輪的重力為G動(dòng)=3FG=3×50N100N=50N滑輪組繩子自由端的拉力為根據(jù)力的作用的相互性可知，繩子轉(zhuǎn)自由端對(duì)杠桿C端拉力與杠桿C端受到拉力大小相等，大小F=140N。杠桿始終在水平位置平衡，O為支點(diǎn)，由杠桿平衡條件有Fc·OC=F·OD變形帶入數(shù)據(jù)，解得繩子對(duì)D端拉力為70N，所以B物體受到拉力為FB拉=F=70NB物體受到的拉力、電子秤的支持力與B的重力平衡，所以B受到的支持力為F支=GBFB拉=300N70N=230N所以電子秤受到B物體對(duì)它的壓力大小等于230N。答：（1）水位上漲到A的上表面時(shí)，A受到的浮力為200N；（2）水位上漲過(guò)程中，當(dāng)A物體五分之三露出水面時(shí)，電子秤所受的壓力為230N。10．（2023·江蘇·九年級(jí)校聯(lián)考專題練習(xí)）一個(gè)邊長(zhǎng)為10cm，重為8N的正方體木塊輕放入水中，處于漂浮狀態(tài)時(shí)有露出水面（如圖甲），已知ρ水=1×103kg/m3求：（1）木塊所受的浮力；（2）木塊底部受到的液體壓強(qiáng)；（3）若在木塊上放一砝碼使得木塊剛好完全浸沒(méi)水中（如圖乙），則砝碼的重為多少牛？【答案】（1）8N；（2）800Pa；（3）2N【詳解】解：（1）重為8N的正方體木塊輕放入水中，處于漂浮狀態(tài)，處于平衡態(tài)，那么重力和浮力是平衡力，那么木塊所受的浮力（2）木塊底部受到的液體壓力為木塊底部受到的液體壓強(qiáng)（3）當(dāng)木塊全部浸沒(méi)時(shí)，木塊的浮力為將砝碼和木塊當(dāng)成一個(gè)整體，這個(gè)整體受到了向下的總重力和向上的浮力，故砝碼的重為答：（1）木塊所受的浮力為8N；（2）木塊底部受到的液體壓強(qiáng)為800Pa；（3）砝碼的重為2N。11．（2023·江蘇·九年級(jí)校聯(lián)考專題練習(xí)）如圖所示，一個(gè)底面積為200cm2的溢水杯放在水平桌面上，溢水口離其底部距離為20cm。已知彈簧原長(zhǎng)為10cm，且彈簧每受1N的作用力其長(zhǎng)度變化1cm?，F(xiàn)將彈簧與底面積為100cm2的實(shí)心長(zhǎng)方體A和溢水杯底部相連，此時(shí)彈簧被壓縮，其彈力為2N；向溢水杯加水，當(dāng)水深為16cm時(shí)，A剛好有一半浸入水中，此時(shí)彈簧長(zhǎng)為12cm；繼續(xù)向溢水杯加水，直至彈簧所受的彈力不再發(fā)生變化（在彈性限度內(nèi)）。不計(jì)彈簧的重力、體積及其所受的浮力，g取10N/kg，。求：（1）A的重力；（2）A的一半浸入水中時(shí)A所受的浮力；（3）A的密度；（4）A的一半浸入水中與彈簧不再發(fā)生變化，溢水杯對(duì)桌面壓強(qiáng)的變化量?！敬鸢浮浚?）2N；（2）4N；（3）0.25×103kg/m3；（4）300Pa【詳解】解：（1）沒(méi)有加水時(shí)，A受到豎直向下的重力和彈簧對(duì)A豎直向上的彈力，重力和彈力是平衡力，由二力平衡條件可知，A的重力G=F0=2N（2）A剛好有一半浸入水中，此時(shí)彈簧長(zhǎng)為12cm，由題意可知，此時(shí)彈簧被拉伸，對(duì)A產(chǎn)生的彈力為對(duì)A豎直向下拉力，由題意可知，當(dāng)彈簧長(zhǎng)為12cm時(shí)，彈簧的拉力F1=(12cm10cm)×1N/cm=2N此時(shí)A受到豎直向下的重力、拉力和豎直向上的浮力，由力的平衡條件可知，A的一半浸入水中時(shí)受到的浮力F浮=G+F1=2N+2N=4N（3）A剛好有一半浸入水中時(shí)排開(kāi)水的體積A的體積V=2V排=2×4×104m3=8×104m3=800cm3A的密度（4）A的高度A剛好有一半浸入水中時(shí)，溢水杯中水的體積此時(shí)溢水杯中水的重力G水1=m水1g=ρ水V水1g=1.0×103kg/m3×10N/kg×2800×106m3=28N由阿基米德原理原理可知，當(dāng)A浸沒(méi)后A受到的浮力不再發(fā)生變化，由力的平衡條件可知，此時(shí)彈簧的彈力不再發(fā)生變化，A浸沒(méi)時(shí)受到的浮力F浮沒(méi)=2F浮=2×4N=8N由力的平衡條件可知，此時(shí)彈簧對(duì)A的拉力F=F浮沒(méi)G=8N2N=6N由題意可知，此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度則此時(shí)水面的高度h=L2+hA=16cm+8cm=24cm>20cm故彈簧不再發(fā)生變化時(shí)，A不會(huì)浸沒(méi)，因此彈簧不再發(fā)生變化時(shí)，溢水杯中的到達(dá)溢口，即當(dāng)溢水杯最后的水溢出后，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不再發(fā)生變化，設(shè)此時(shí)A浸在水中的深度為L(zhǎng)cm，則A排開(kāi)水的體積V排1=100cm2×Lcm=100Lcm3此時(shí)A受到的浮力F浮1=ρ水gV排1=1.0×103kg/m3×10N/kg×100L×106m3=LN此時(shí)彈簧對(duì)A的拉力F2=(20cmLcm10cm)×1N/cm=(10cmLcm)×1N/cm=(10L)N由力的平衡條件有F浮1=G+F2LN=2N+(10L)N解得L=6，即彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不再發(fā)生變化時(shí)，A浸在水中的深度為6cm，此時(shí)溢水杯中水的體積V水2=200cm2×20cm100cm2×6cm=3400cm3溢水杯中水的重力G水2=m水2g=ρ水V水2g=1.0×103kg/m3×10N/kg×3400×106m3=34N因?yàn)橐缢瓕?duì)水平桌面的壓力大小等于溢水杯、水和A的重力之和，加水前后溢水杯的重力、A的重力均沒(méi)有發(fā)生變化，因此溢水杯對(duì)桌面壓力的變化量ΔF=G水2G水1=34N28N=6N則溢水杯對(duì)桌面壓強(qiáng)的變化量答：（1）A的重力為2N；（2）A的一半浸入水中時(shí)A所受的浮力為4N；（3）A的密度為0.25×103kg/m3；（4）A的一半浸入水中與彈簧不再發(fā)生變化，溢水杯對(duì)桌面壓強(qiáng)的變化量為300Pa。12．（2023·江蘇徐州·統(tǒng)考一模）在水平地面上放有一個(gè)底面積為5.0×10﹣3m2的圓柱形容器，內(nèi)裝有一定深度的水，水的質(zhì)量為0.5kg。將一個(gè)質(zhì)量分布均勻、體積為5.0×10﹣5m3不吸水的物塊放入水中，其狀態(tài)如圖甲所示，物塊浸入水中的體積為4.0×10﹣5m3。（1）求圖甲中物塊受到的浮力大?。唬?）求物塊的密度；（3）用力F將物塊壓至圖乙所示位置，求水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)增加了多少?！敬鸢浮浚?）0.4N；（2）；（3）20Pa【詳解】解：（1）根據(jù)阿基米德原理，圖甲中物體所受浮力為（2）物塊處于漂浮狀態(tài)，所受浮力與自身重力為一對(duì)平衡力，故物塊的重力為物體的質(zhì)量為物塊的密度為（3）由甲乙圖對(duì)比可知，力F使物體剩余部分恰好浸沒(méi)水中，物體剩余部分的體積為剩余部分使水面升高的高度為則水對(duì)容器增加的壓強(qiáng)為答：（1）圖甲中物塊受到的浮力為0.4N；（2）物塊的密度為；（3）水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)增加了20Pa。13．（2023·江蘇常州·九年級(jí)常州實(shí)驗(yàn)初中?？奸_(kāi)學(xué)考試）為了保護(hù)環(huán)境，我國(guó)大力發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)替代傳統(tǒng)燃油汽車(chē)。表中是某種電動(dòng)汽車(chē)的部分參數(shù)，假設(shè)車(chē)上只有司機(jī)一人，質(zhì)量為60kg，汽車(chē)勻速行駛時(shí)所受阻力為總重力的0.04倍，電動(dòng)汽車(chē)充滿電后以節(jié)電模式勻速行駛20km，電池剩余容量為38kW·h。（g=10N/kg）求：空車(chē)質(zhì)量1380kg電池容量42kW·h最高時(shí)速120km/h最大功率100kW（1）電動(dòng)汽車(chē)勻速行駛20km，牽引力所做的功；（2）電動(dòng)汽車(chē)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的轉(zhuǎn)化效率。【答案】（1）1.152×107J；（2）80%【詳解】解：（1）電動(dòng)汽車(chē)的重力G=(m1+m2)g=(1380kg+60kg)×10N/kg=1.44×104N電動(dòng)汽車(chē)勻速行駛，所以牽引力與阻力平衡，則電動(dòng)汽車(chē)受到的牽引力為F=f=0.04G=0.04×1.44×104N=576N則電動(dòng)車(chē)行駛20km，牽引力做的功為W=Fs=576N×20×103m=1.152×107J（2）由表格數(shù)據(jù)可知電池容量為42kW·h，行駛20km時(shí)電池剩余容量為38kW·h，則此過(guò)程中電動(dòng)汽車(chē)消耗的電能為W總=42kW·h38kW·h=4kW·h=1.44×107J則電動(dòng)汽車(chē)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的轉(zhuǎn)化效率答：（1）電動(dòng)汽車(chē)勻速行駛20km，牽引力所做的功是1.152×107J；（2）電動(dòng)汽車(chē)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的轉(zhuǎn)化效率是80%。14．（2023·江蘇無(wú)錫·統(tǒng)考一模）如圖是某種升降電梯的簡(jiǎn)化模型。某次電梯搭載質(zhì)量為70kg的人勻速上升了10m，電動(dòng)機(jī)的拉力為500N，電動(dòng)機(jī)的效率為80%（g取10N/kg）。（1）當(dāng)該乘客站立在靜止的轎廂內(nèi)時(shí)，每只腳與轎廂地面的接觸面積為250cm2，求乘客站立時(shí)對(duì)轎廂的壓強(qiáng)；（2）該過(guò)程中電動(dòng)機(jī)消耗的電能。【答案】（1）1.4×104Pa；（2）6250J【詳解】解：（1）乘客站立在靜止的轎廂內(nèi)時(shí)，對(duì)轎廂的壓力F=G=mg=70kg×10N/kg=700N乘客與轎廂的接觸面積為S=250cm2×2=500cm2=0.05m2乘客站立時(shí)對(duì)轎廂的壓強(qiáng)（2）電動(dòng)機(jī)拉力對(duì)轎廂做的功為W=F′s=500N×10m=5000J電動(dòng)機(jī)消耗的電能答：（1）乘客站立時(shí)對(duì)轎廂的壓強(qiáng)為1.4×104Pa；（2）該過(guò)程中電動(dòng)機(jī)消耗的電能為6250J。15．（2023·江蘇揚(yáng)州·統(tǒng)考一模）氫氣﹣汽油發(fā)動(dòng)機(jī)采用氫氣和汽油兩種燃料工作，可進(jìn)行自由切換，氫氣和汽油的熱值分別取q氫氣=1.5×108J/kg、q汽油=4.5×107J/kg。某司機(jī)駕駛使用上述發(fā)動(dòng)機(jī)的轎車(chē)沿平直公路從甲地至乙地，甲、乙兩地相距225km，出發(fā)時(shí)油箱內(nèi)汽油的質(zhì)量25kg。設(shè)氫氣和汽油在氣缸內(nèi)均完全燃燒，轎車(chē)行駛中所受阻力恒定，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的能量全部用來(lái)驅(qū)動(dòng)轎車(chē)行駛，全程分兩個(gè)階段，如圖所示：階段一：轎車(chē)使用氫燃料從甲地出發(fā)，以25m/s的速度勻速行駛1h到達(dá)丙地，此過(guò)程中轎車(chē)牽引力的功率為20kW，在使用氫燃料的情況下，轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為50%；階段二：從丙地開(kāi)始，由于氫氣不足，司機(jī)切換汽油為燃料，轎車(chē)仍以25m/s的速度勻速行駛，到達(dá)乙地油箱內(nèi)汽油的質(zhì)量還剩15kg。求：（1）甲、丙兩地之間距離；（2）階段一中消耗的氫燃料的質(zhì)量；（3）階段二中轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率?！敬鸢浮浚?）90km；（2）0.96kg；（3）24%【詳解】解：（1）根據(jù)可得，甲、丙兩地之間距離為（2）階段一牽引力所做的有用功為消耗的氫燃料完全燃燒放出的熱量為消耗的氫燃料的質(zhì)量為（3）由可知，階段一中轎車(chē)的牽引力為階段二中轎車(chē)從丙地到達(dá)乙地消耗汽油的質(zhì)量為m汽油=25kg15kg=10kg汽油完全燃燒放出的熱量為從丙地到乙地的距離為由于轎車(chē)在行駛過(guò)程中所受阻力恒定，根據(jù)二力平衡條件可知，轎車(chē)的牽引力大小不變，則轎車(chē)從丙地到達(dá)乙地所做的有用功為階段二中轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為答：（1）甲、丙兩地之間距離為90km；（2）階段一中消耗的氫燃料的質(zhì)量為0.96kg；（3）階段二中轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為24%。16．（2023·江蘇揚(yáng)州·?？家荒＃┤鐖D，塔式起重機(jī)上的滑輪組勻速吊起1.2×104N的重物升高2m時(shí)，拉力做的總功為3×104J。求：（1）繩端所用拉力；（2）滑輪組的機(jī)械效率；（3）若克服摩擦和鋼繩重所做的功5000J，求動(dòng)滑輪重?！敬鸢浮浚?）5000N；（2）80%；（3）500N【詳解】解：（1）由圖可知n＝3，繩子自由端移動(dòng)的距離為由可知，繩端所用拉力為（2）拉力做的有用功為滑輪組的機(jī)械效率為（3）總的額外功為則克服動(dòng)滑輪所做的功動(dòng)滑輪的重力為答：（1）繩端所用拉力為5000N；（2）滑輪組的機(jī)械效率為80%；（3）若克服摩擦和鋼繩重所做的功5000J，動(dòng)滑輪重為500N。17．（2023·江蘇常州·?？家荒＃┤鐖D所示，滑輪組在400N拉力F的作用下，將重為600N的鋼材勻速提起，在20s內(nèi)物體上移2m。問(wèn)：（1）拉力的功率有多大？（2）滑輪組提升該重物時(shí)的機(jī)械效率有多大？（3）如果不計(jì)繩重和摩擦，將重為400N的鋼材勻速提起時(shí)，機(jī)械效率有多大？（計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù)）【答案】（1）80W；（2）75%；（3）66.7%【詳解】解：（1）由圖可知n=2，繩子自由端移動(dòng)的距離s=nh=2×2m=4m拉力做的總功W總=Fs=400N×4m=1600J拉力做功的功率（2）拉力做的有用功W有=Gh=600N×2m=1200J滑輪組的機(jī)械效率（3）不計(jì)繩重和摩擦，則拉力，所以動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)=nFG=2×400N600N=200N將重為400N的鋼材勻速提起時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率答：（1）拉力的功率為80W；（2）滑輪組提升該重物時(shí)的機(jī)械效率為75%；（3）不計(jì)繩重和摩擦，將重為400N的鋼材勻速提起時(shí)，機(jī)械效率約為66.7%。18．（2023·江蘇蘇州·統(tǒng)考一模）某同學(xué)用滑輪組提升物體，繩子自由端豎直移動(dòng)的距離隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖中圖線a所示，物體上升的高度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖中圖線b所示。已知物體的重力為500N，所用動(dòng)滑輪的重力為40N。不計(jì)繩重和摩擦，求50s內(nèi)：（1）拉力的大??；（2）拉力的功率；（3）在上述過(guò)程中，此滑輪組的機(jī)械效率是多少？【答案】（1）180N；（2）54W；（3）92.6%【詳解】解：（1）由圖可知，物體上升的高度隨時(shí)