浮力專題-公開課教學設計

題型九力學綜合計算題一、浮力類1.（陜師大附中七模）2022年4月9日，正在執(zhí)行中國大洋52航次任務的“大洋一號”船上，由中國自主研發(fā)的6000米勘查取樣型無人遙控潛水器（ROV）“海龍Ⅲ”在西南印度洋洋中脊龍旂熱液口成功完成本站下潛任務．“海龍Ⅲ”潛水器在空氣中的質(zhì)量為噸．（ρ水＝×103kg/m3，g＝10N/kg）（1）“海龍Ⅲ”潛水器是靠________________實現(xiàn)上浮與下沉的．“海龍Ⅲ”潛水器在水下下潛過程中，所受的浮力________（選填“變大”“變小”或“不變”）．（2）達到6000米深潛時，“海龍Ⅲ”潛水器所受海水的壓強為多大？在該深度處表面積為m2的一扇窗上所受的平均壓力為多少？（3）將“海龍Ⅲ”潛水器從水中撈出過程中，起吊器提供的最小拉力是×104N，則“海龍Ⅲ”潛水器的體積為多大？第1題圖2.（西安高新一中四模）森林火災是一種破壞性大、處置救助較為困難的自然災害．AG600是我國研發(fā)的最大一款水陸兩棲飛機，滿足我國森林滅火和水上救援的迫切需要．AG600空載質(zhì)量為t，最大起飛質(zhì)量為t，勻速飛行時最大巡航速度為500km/h.（g取10N/kg，ρ水＝×103kg/m3）（1）AG600汲水后與空載相比，靜止在水平跑道時對跑道的壓強將______________．（2）當該飛機以最大起飛質(zhì)量浮在水面時，排開水的體積是多少m3?（3）在某次水面滑行測試中，蓄有t水的AG600以36km/h的速度勻速直線滑行1分鐘，若滑行過程中所受阻力為總重的倍，則該飛機的牽引力做了多少功？飛機的功率為多少？3.（西工大附中五模）物理興趣小組同學對物體的浮沉條件進行研究，在一個質(zhì)量為400g，底面積為200cm2的圓柱形薄壁玻璃容器底部，放一個邊長為10cm的正方體物塊，然后逐漸向容器中倒水（始終未溢出）．通過測量容器中水的深度h，分別計算出該物塊所受到的浮力F浮，并繪制了如圖所示的圖像．請你解答下列問題．（g取10N/kg）（1）分析圖像可知，水的深度由0逐漸增加到8cm的過程中，物塊受到的浮力越來越________，繼續(xù)往容器中倒水，隨著水的深度增加，水對容器底部的壓強________．當水深增至8cm后，物塊處于________（選填“漂浮”“懸浮”或“下沉”）狀態(tài)．（2）物塊的密度是多少？（3）若容器中水的重力為20N，此時容器對水平桌面的壓強是多少？第3題圖4.（陜西黑白卷）小明學了浮力的知識后，想制造一臺浮力秤，他將一段密度為×103kg/m3、橫截面積為m2、長度為50cm的粗細均勻的木料進行不吸水處理后，上部裝上輕質(zhì)秤盤，再將其豎立水中，如圖所示．（ρ水＝×103kg/m3，g取10N/kg）（1）空載時浮力秤所受的浮力是多少牛？（2）浮力秤的0刻度線的位置距木料下表面多少厘米？（3）將物體A放在秤盤上，液面穩(wěn)定后距離木料下表面30cm，A的質(zhì)量為多少克？（4）此浮力秤的最大測量值是多少？為了使其量程更大，可以將此浮力秤放入密度________（選填“更大”或“更小”）的液體中．第4題圖5.（陜西定心卷）如圖甲所示，某工程隊在一次施工作業(yè)中，以恒定速度沿豎直方向?qū)A柱形工件從深水中吊起至距水面某一高度，工件從剛接觸水面到完全脫離水面用時5s，繩子作用在工件上端的拉力F隨工件上升高度h變化的圖像如圖乙所示，不計水的阻力．（ρ水＝×103kg/m3，g取10N/kg）第5題圖（1）由圖乙可知，剛開始拉動時工件上表面所受到水的壓強為________Pa.（2）工件完全浸沒在水中時所受浮力是多大？（3）工件完全浸沒在水中時，拉力做功的功率是多少？（4）若將該工件置于水平面上，其對水平面的壓強是多少？6.（淄博）2022年4月23日，在慶祝中國人民解放軍海軍成立70周年海上閱兵活動中，055大型驅(qū)逐艦接受檢閱，向世界展示了我國大型驅(qū)逐艦的發(fā)展規(guī)模和強大實力．驅(qū)逐艦長174m，寬23m，吃水深度8m，滿載排水量12300t，最大航速32節(jié)（1節(jié)＝m/s，海水密度為×103kg/m3，g取10N/kg）．求：（1）驅(qū)逐艦行駛到某海域時，艦底受到的海水壓強為×104Pa，此時艦底所處的深度；（2）驅(qū)逐艦滿載時受到的浮力；（3）驅(qū)逐艦滿載時，以最大航速勻速直線航行，若所受海水阻力是其總重的倍，它的動力功率．7.（云南省卷）某水底打撈作業(yè)中，需將一長方體石柱從水底勻速打撈出水．如圖所示是吊車鋼絲繩拉力F隨石柱下表面距水底深度h變化的圖像．（水的阻力忽略不計，ρ水＝×103kg/m3，g取10N/kg）求：（1）石柱浸沒在水中受到的浮力；（2）石柱未露出水面前，在水中上升2m鋼絲繩拉力所做的功；（3）在水底時石柱上表面受到的水的壓強．第7題圖8.（濰坊）中國研制的“鯤龍”AG600是目前世界上最大的水陸兩棲飛機，可用于森林滅火、水上救援等，其有關參數(shù)如表所示．在某次測試中，飛機在水面以12m/s的速度沿直線勻速行駛，水平動力的功率為×106W．水的密度ρ水＝×103kg/m3，g取10N/kg.求：“鯤龍”AG600有關參數(shù)最大起飛質(zhì)量t最大巡航速度500km/h最大航行時間12h最大航行路程4500km第8題圖（1）飛機以最大巡航速度飛行4000km所用的時間；（2）飛機在水面勻速行駛時，水平動力的大?。唬?）飛機關閉動力系統(tǒng)靜止在水面上，達最大起飛質(zhì)量時排開水的體積．9.（永州改編）偉大的中華民族正在走向復興，人民海軍走向深藍.2022年4月23日，為慶祝中國人民海軍成立七十周年，中國完全自主研制的055大型驅(qū)逐艦首次在山東青島公開亮相．該艦是中國第一款排水量超過萬噸的主力驅(qū)逐艦，艦長183m、寬23m，滿載時吃水深度為8m，排水量可達12500t．（g取10N/kg，海水密度取ρ海水＝×103kg/m3）（1）055驅(qū)逐艦在海上出任務時，與陸地指揮部通過________進行信息的傳遞．（2）求055驅(qū)逐艦滿載時所受的浮力．（3）若一架總質(zhì)量為13t的直升機為了執(zhí)行偵察任務飛離驅(qū)逐艦，求055驅(qū)逐艦浸在水里的體積減少了多少．第9題圖二、簡單運動類10.（紹興）如圖是浙江大學機器人研究團隊研發(fā)的名為“絕影”的四足機器狗，它能穩(wěn)健地爬陡坡．它的出現(xiàn)，讓我國四足機器人技術達到國際一流水平．機器狗質(zhì)量為70千克，每只腳與地面接觸面積為50平方厘米．（1）以行走的機器狗為參照物，旁邊的臺階是________（選填“靜止”或“運動”）的．（2）機器狗行走時（兩腳著地），它對地面的壓強為多少帕？（3）機器狗爬上3米高的陡坡時，克服自身重力做功為多少焦？第10題圖11.（陜西黑白卷）如圖所示，西安市軌道交通中的一條骨干線路——地鐵4號線已于2022年12月26日開通運營，從北客站站至航天新城站全長公里，共設29座車站，地鐵空載時總質(zhì)量約為180噸，設計最高速度為80km/h.（g取10N/kg）（1）地鐵高速行駛時易吸附空氣中的灰塵是因為車身與空氣摩擦后________．（2）若車輪與軌道的總接觸面積為m2，地鐵靜止在平直軌道上時對軌道的壓強是多少？（3）如果地鐵運行時受到的阻力為車重的倍，以最高速度空載勻速運行全程時牽引力的功率和所做的功是多少？第11題圖12.（遵義改編）如圖甲所示為一輛灑水車，未裝水時其質(zhì)量為4t．（ρ水＝×103kg/m3，g取10N/kg）第12題圖（1）灑水車的方向盤相當于________杠桿，當灑水車灑水時，其慣性________（選填“增大”“減小”或“不變”）．（2）灑水車儲水箱裝滿水后，水箱內(nèi)距水面m深處，水產(chǎn)生的壓強多大？（3）灑水車空車行駛時，某段時間內(nèi)的s－t圖像如圖乙所示，這段時間內(nèi)其所受阻力為800N，則這段時間內(nèi)灑水車牽引力的功率多大？13.（陜西逆襲卷）如圖所示為直－9型艦載直升機．該直升機有效載荷1863kg，最大起飛質(zhì)量3850kg，最大續(xù)航時間5h，下表是直升機航行時所受阻力的大小與速度的關系．（g取10N/kg）求：第13題圖（1）直升機上升時機翼上方的壓強________機翼下方的壓強．（2）直升機以最大起飛質(zhì)量水平勻速飛行時的升力．（3）該直升機3min豎直上升至756m高空的平均速度.（4）當直升機以80m/s的速度水平勻速巡航時，發(fā)動機的輸出功率.速度v（m/s）20406080阻力f/N100400900160014.（甘肅省卷）“節(jié)能減排，低碳生活”旨在倡導節(jié)約能源和減少二氧化碳排放．李明同學堅持騎自行車上下學，他的質(zhì)量為50kg，所騎自行車質(zhì)量為15kg.（g取10N/kg）求：（1）若他在平直公路上5min內(nèi)勻速行駛了1500m，則這段時間他騎行的速度是多大？（2）若他騎行時的牽引力恒為60N，則他騎行這5min內(nèi)克服阻力做了多少功？（3）若他騎行時自行車兩輪與地面總的接觸面積為25cm2，則他騎行時自行車對地面的壓強為多少？15.（陜西黑馬卷）如圖所示為我國生產(chǎn)的一款高性能7座純電動SUV，部分參數(shù)如下表所示（g取10N/kg）：空車質(zhì)量2460kg車身長度5022mm滿載人員7人（含司機）滿載時所有輪胎與地面總的接觸面積m2最大車速198km/h純電動連續(xù)行駛里程≤355km（1）汽車在水平地面高速行駛時對地面的壓力________（選填“大于”“小于”或“等于”）重力．（2）如果司機和乘客的平均質(zhì)量為50kg，該汽車滿載靜止在水平地面上時對地面的壓強是多少？（3）如果該汽車滿載時在水平路面勻速行駛，受到的阻力為人和車總重的倍，它在水平路面上以最大車速勻速行駛時牽引力的功率是多少？第15題圖三、簡單機械類16.（西安高新一中七模）如圖甲所示是箱式電梯的工作原理圖．若轎廂和動滑輪的總質(zhì)量為200kg，某次電梯運送一質(zhì)量為330kg的貨物上樓，轎廂上升高度h與時間t的關系如圖乙所示，電動機輸出拉力的功率P拉與時間t的關系如圖丙所示（g取10N/kg，不計繩重和摩擦），解答下列問題：第16題圖（1）電梯在這次上升中的平均速度為________m/s，勻速上升時，貨物對電梯的壓力為________N.（2）4～16s內(nèi)，電動機施加在鋼絲繩上的拉力為多少牛？（3）4～16s內(nèi)，電動機運送貨物的機械效率為多少？17.（西交大附中二模）在某廠房建設中，需要利用牽引機把重為1×105N的材料沿與水平地面成30°角的斜坡以1m/s的速度勻速從底部拉上坡頂．如圖所示，已知斜坡長度為15m，牽引機的牽引功率為6×104W.（1）斜面是一種________（選填“省力”“省距離”或“省功”）的簡單機械．（2）牽引機把材料從斜面底拉到斜面頂?shù)臅r間是多少？（3）牽引機把材料拉上斜面頂?shù)倪^程中的機械效率是多少？（計算結果精確到%）（4）斜面對物體的摩擦力是多少？第17題圖18.（天水）在修建天水市體育中心的施工過程中，起重機在4s內(nèi)將質(zhì)量為5×103kg的鋼材沿豎直方向勻速提升了2m，而它的電動機做的功是2×105J（g取10N/kg）．求：（1）鋼材上升過程中的速度．（2）起重機對鋼材所做的有用功．（3）起重機的機械效率．

19.（無錫）在更換家用轎車的輪胎時，剪式千斤頂是一種常用工具，圖甲是某型號剪式千斤頂?shù)慕Y構示意圖．使用時，將底部支撐臺置于水平地面，保持千斤頂豎直，將頂升置于汽車車身下，用手搖動扳手使扳手繞O點不斷旋轉，帶動絲桿轉動，通過絲桿水平拉動左端鉸鏈，使支架向內(nèi)收縮，頂升升高，從而將汽車車身頂起．絲桿上刻有梯形扣，圖乙是梯形扣的實物圖．第19題圖（1）該型號的剪式千斤頂是由一些簡單機械組合而成的．在頂起車身的過程中，絲桿上的梯形扣屬于下列哪一種簡單機械？________．A.滑輪B.滑輪組C.杠桿D.斜面（2）現(xiàn)使用該剪式千斤頂更換輪胎，頂起汽車車身后，若頂升受到車身豎直向下的壓力大小始終為10000N，且等于頂升對車身的支持力，千斤頂自身重量忽略不計．①若底部支撐臺與地面接觸面積為m2，頂起汽車車身后手不再用力，則千斤頂對地面產(chǎn)生的壓強是多大？②頂起汽車車身后，為了方便更換輪胎，需要繼續(xù)搖動扳手，使頂升繼續(xù)升高一段距離．若人揺動扳手使頂升在1min內(nèi)升高12cm，用千斤頂頂起車身時的機械效率為80%，則人做功的功率是多大？20.（陜西黑馬卷）如圖是提升貨物的某升降機示意圖．貨廂內(nèi)所裝貨物的重力是6000N，貨廂的重力是2000N，若不計鋼絲繩和動滑輪的重力，不計摩擦．求：（1）若升降機在30s內(nèi)將貨廂和貨物勻速提升6m，則鋼絲繩自由端拉力的功率是多少？（2）在（1）的情景中，若電動機的功率為2kW，則該裝置的效率為多少？（3）若用此裝置提升的貨物質(zhì)量變大時，它的機械效率將__________（選填“變大”“變小”或“不變”）．第20題圖21.某樓房修繕時使用如圖所示的提升裝置將物體A運送到施工樓層，A與地面的接觸面積為m2，將物體A放置在水平地面靜止時，對地面的壓強為3000Pa.用滑輪組勻速提升物體A時，滑輪組的機械效率是84%（不計繩重和摩擦，g取10N/kg）．（1）該提升裝置中定滑輪的作用是________________．（2）物體A的質(zhì)量mA是多少？動滑輪的重為多少？（3）用此滑輪組使物體A以m/s的速度勻速上升，在5s的時間內(nèi)，拉力做的功是多少？第21題圖22.（常德）如圖甲所示，柳葉湖大橋讓常德市區(qū)交通變得便捷的同時也成為了一道亮麗的風景．小洋暑假里在常德歡樂水世界游玩后乘小汽車返回市區(qū)，需要從平直的道路駛上柳葉湖大橋．已知小汽車（含乘客）總質(zhì)量為×103kg，以18m/s的速度在大橋的引橋上勻速行駛，如圖乙所示，此過程中小汽車的功率為36kW，可以將引橋近似看成一個傾角較小的斜面，此斜面的長度為400m，高度為12m.（1）如果小汽車與地面的總接觸面積為m2，它靜止在水平路面上對地面的壓強為多大？（2）大橋引橋的機械效率為多大？（3）小汽車在引橋上行駛時所受路面的摩擦力（空氣阻力忽略不計）為多大？第22題圖23.煉油廠工人將油桶裝到卡車上，需要用木板搭建一個斜面．卡車車廂底部離地m，所用木板長6m，工人沿著斜面用700N的力將油桶推上車，用時1min，若該斜面的機械效率為40%.求：（1）工人推油桶所做的功是多少？（2）工人做功的功率是多少？（3）油桶的質(zhì)量是多少？（g取10N/kg）24.（沈陽）如圖所示，電動起重機是通過電動機拉動繩子b帶動滑輪組工作的裝置（滑輪組的連接方式未畫出）．質(zhì)量為360kg的貨箱放在水平地面上，與地面的接觸面積是m2.求：（1）當繩子a對貨箱的拉力Fa為600N時，貨箱未離開地面，此時貨箱對地面的壓強是多大？（g取10N/kg）（2）在勻速拉起貨箱的過程中，電動機把繩子b勻速收起了12m，繩子b的拉力Fb做了×104J的功，拉力Fb是多大？（3）在上述勻速拉起貨箱的過程中，使用滑輪組所做的額外功是×103J，滑輪組的機械效率是多大？第24題圖25.某服務區(qū)水泵房每天需要將重為3×106N的水送到36m高的蓄水池里．若用額定功率為10kW的電動機帶動一臺水泵正常工作5h來完成蓄水工作．問：（1）電動機的工作原理是____________________________________．（2）水泵對這些水做了多少功？（3）此過程中水泵的效率為多少？四、力熱、力電綜合題26.（陜師大附中五模）如圖是一種手扶式滾刷掃雪機．它能輕巧靈活地清掃道路上的積雪，其部分技術參數(shù)如下表．（g取10N/kg）（1）掃雪機靜止在水平地面上，它與地面接觸的總面積為400cm2，求其對地面的壓強．自身質(zhì)量200kg不掃雪時行駛功率500W掃雪時總功率4kW最大行駛速度1m/s第26題圖（2）掃雪機不掃雪時，在道路上以最大速度勻速直線行駛，求其所受阻力．（3）掃雪機以最大行駛速度掃雪900m，消耗燃油kg，求掃雪機的效率．（燃油熱值取q＝×107J/kg）27.（河南改編）我國今年4月15日起，正式實施電動自行車新國標．李強購置了一輛符合新國標的電動車，其整車質(zhì)量為50kg，最高速度為25km/取10N/kg.試問：（1）對蓄電池充電時，電能轉化為________能；行駛時，電動機提供動力，其工作原理是______________．（2）對蓄電池的電全部耗完后，若充電功率為100W，充滿電需要5h，不計能量損失，則充滿電后蓄電池儲存的電能為多少？（3）蓄電池充滿電后，其儲存電能的75%用于車克服阻力做功，當質(zhì)量為70kg的李強在水平路面上騎著電動車，以最高速度勻速行駛時，所受阻力為總重的eq\f(1,40)，則車最多能行駛多少小時？28.（青海省卷）一輛以天然氣為燃料的公交汽車質(zhì)量為16000kg，輪胎與地面的總接觸面積為400cm2.某次行駛過程中，搭載的人員及物品共2000kg，所受阻力為車總重的倍，40s內(nèi)勻速直線行駛了400m，共消耗天然氣kg（天然氣完全燃燒，其熱值為×107J/kg）．針對此次行駛過程，求：（1）汽車對地面的壓強；（g取10N/kg）（2）汽車的功率；（3）汽車發(fā)動機的效率．29.（葫蘆島）如圖是一輛質(zhì)量為11t的流動式混凝土攪拌車，當裝有5t的混凝土時，輪胎與地面接觸的總面積為m2.車以72km/h的速度在平直公路上勻速行駛時，發(fā)動機的輸出功率為128kW.（g取10N/kg，燃油的熱值取q＝4×107J/kg）求：（1）裝有5t混凝土的攪拌車靜止在水平地面上，對地面的壓強．（2）攪拌車以72km/h的速度勻速直線行駛時，受到地面的阻力（拌筒旋轉功率忽略不計）．（3）攪拌車行駛時發(fā)動機的效率為40%，以72km/h的速度勻速行駛10km，需要消耗多少千克燃油？第29題圖30.（西交大附中9模）中國遼寧號航空母艦是中國人民解放軍海軍的第一艘航空母艦．遼寧號航空母艦各項參數(shù)如表（海水密度取×103kg/m3，g取10N/kg），求：遼寧號航空母艦參數(shù)滿載排水量/t67500總功率/kW×105動力提供（燃料）重油最高航速km/h54最大艦長/m304最大艦寬/m發(fā)動機的效率/%最大艦載機數(shù)量/架30（1）如果遼寧號航空母艦從中國黃海駛到南海（航母在行駛過程中的質(zhì)量變化忽略不計），黃海海水密度大于南海，航母所受的浮力F隨航母吃水的深度h的變化量的關系如下圖所示，其中正確的是（）（2）遼寧號航空母艦的滿載時排開海水的體積是多少？（3）如果航母總功率全部用來提供它向前的牽引力，當航母以最高航速54km/h航行時，它產(chǎn)生的牽引力是多少？若在這種狀態(tài)下勻速航行1000km，至少需要燃燒103t的重油，則航母發(fā)動機的效率為多少？（重油的熱值為×107J/kg）第30題圖31.（西安高新一中6模）如圖甲是中國自主研制的一款單軌列車，其亮點是安裝有高壓細水霧滅火系統(tǒng)和制動發(fā)電裝置．當列車在平直軌道上制動減速時，所減小機械能的36%轉化為電能，如圖乙是機械能的變化量ΔW與速度變化量Δv的關系圖像．（1）由圖像可知，速度的變化量越大，獲得的電能越________．（2）當高壓細水霧系統(tǒng)中的水槍工作時，若噴孔的總面積S＝5×10－5m2，水對噴孔的壓強p＝×107Pa，水對噴孔壓力為多少牛？若水槍的噴水功率為5000W，則噴出水霧的速度為多少米/秒？（不計大氣壓強）（3）若列車開始減速，轉化的電能可供總功率為1000W的照明燈正常發(fā)光1h，則列車的速度將會減小多少米/秒？甲乙第31題圖參考答案一、力學綜合題1.（1）改變自身的重力不變解：（2）當潛水器下潛到6000m深處時，承受海水的壓強p＝ρ水gh＝×103kg/m3×10N/kg×6000m＝6×107Pa由p＝eq\f(F,S)得，面積為m2的窗上承受海水的壓力F＝pS＝6×107Pa×m2＝×106N（3）潛水器的重量為G＝mg＝×1000kg×10N/kg＝×104N潛水器受到的最大浮力F?。紾－F拉＝×104N－×104N＝5×103N由F浮＝ρ液gV排可知，潛水器的體積為：V潛水器＝V排＝eq\f(F浮,ρ水g)＝eq\f(5×103N,×103kg/m3×10N/kg)＝m32.（1）增大解：（2）飛機漂浮在水面上受到的浮力等于飛機的總重力，即F?。紾飛機＝G排故飛機排開水的質(zhì)量等于其最大起飛質(zhì)量，由ρ＝eq\f(m,V)可知排開水的體積V＝eq\f(m,ρ水)＝eq\f×103kg,×103kg/m3)＝m3（3）飛機的總重力G＝m總g＝（＋）×103kg×10N/kg＝5×105N飛機勻速飛行時，牽引力大小等于阻力F＝f＝＝×5×105N＝×105N飛機飛行的速度v＝36km/h＝10m/s由P＝eq\f(W,t)＝eq\f(Fs,t)＝Fv知，飛機的功率P＝Fv＝×105N×10m/s＝×106W牽引力做的功W＝Pt＝×106W×1×60s＝×108J3.（1）大增大漂浮解：（2）由圖像可知，G＝F浮＝8N物塊的體積V＝10cm×10cm×10cm＝1×10－3m3物塊的密度ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(G,gV)＝eq\f(8N,10N/kg×1×10－3m3)＝×103kg/m3（3）容器對水平桌面的壓力F＝G水＋G＋G容器＝20N＋8N＋kg×10N/kg＝32N容器對水平桌面的壓強p＝eq\f(F,S)＝eq\f(32N,200×10－4m2)＝1600Pa4.解：（1）輕質(zhì)秤盤說明秤盤的質(zhì)量不計，空載時浮力秤的質(zhì)量m＝ρ木V＝ρ木Sh＝×103kg/m3×m2×m＝kg浮力秤漂浮，浮力等于重力，即F?。紾＝mg＝kg×10N/kg＝25N（2）由F?。溅阉甮V排可知，空載時排開水的體積V排＝eq\f(F浮,ρ水g)＝eq\f(25N,×103kg/m3×10N/kg)＝×10－3m30刻度線的位置即空載時液面的位置距離木料下表面的距離h0＝eq\f(V排,S)＝eq\f×10－3m3,m2)＝m＝25cm（3）將物體A放在秤盤上時，木料排開水的體積為V排′＝Sh′＝m2×m＝m3此時浮力秤所受到的浮力F浮′＝ρ水V排′g＝×103kg/m3×m3×10N/kg＝30N物體A的質(zhì)量mA＝eq\f(GA,g)＝eq\f(F浮′－G,g)＝eq\f(30N－25N,10N/kg)＝kg＝500g（4）木料剛好浸沒時受到的浮力最大，測量的質(zhì)量最大，此時F浮max＝ρ水Vg＝ρ水Shg＝×103kg/m3×m2×m×10N/kg＝50NF測max＝F浮max－G＝50N－25N＝25N更大5.（1）1×105其受到水的壓強p＝ρ水gh＝×103kg/m3×10N/kg×10m＝1×105Pa.解：（2）由圖乙可知，當工件完全浸沒在水中時，繩子作用在工件上端的拉力F拉＝4×104N當工件完全離開水面時所受的拉力F拉′＝G＝5×104N所以，工件完全浸沒在水中時所受的浮力F?。紾－F拉＝5×104N－4×104N＝1×104N（3）由題意可知，工件的恒定速度為v＝eq\f(s,t)＝eq\f(12m－10m,5s)＝m/s完全浸沒在水中時繩子作用在工件上端的拉力為F拉＝4×104N則拉力的功率為P＝eq\f(W,t)＝eq\f(Fs,t)＝F拉v＝4×104N×m/s＝×104W（4）當工件完全浸沒時，由F?。溅阉甮V排可知V物＝V排＝eq\f(F浮,ρ水g)＝eq\f(1×104N,×103kg/m3×10N/kg)＝1m3由圖乙可知，工件的高度h物＝12m－10m＝2m工件的底面積為S物＝eq\f(V物,h物)＝eq\f(1m3,2m)＝m2工件對水平面的壓強p＝eq\f(F,S)＝eq\f(G,S物)＝eq\f(5×104N,m2)＝1×105Pa6.解：（1）由p＝ρ海水gh得，艦底所處的深度：h＝eq\f(p,ρ海水g)＝eq\f×104Pa,×103kg/m3×10N/kg)＝7m（2）滿載時，驅(qū)逐艦受到浮力：F?。紾排＝m排g＝12300×103kg×10N/kg＝×108N（3）由驅(qū)逐艦漂浮得，G＝F?。健?08N受到海水的阻力為：f＝＝××108N＝×107N由于驅(qū)逐艦做勻速直線運動，故動力為：F＝f＝×107N驅(qū)逐艦的速度為：v＝32×m/s＝16m/s驅(qū)逐艦動力功率：P＝eq\f(W,t)＝eq\f(Fs,t)＝Fv＝×107N×16m/s＝×108W7.解：（1）由圖可知，當石柱浸沒時拉力F＝7500N，當石柱離開水后，重力G＝12500N所以石柱浸沒在水中受到的浮力F?。紾－F＝12500N－7500N＝5000N（2）石柱未露出水面前，鋼絲繩的拉力F＝7500N所以在水中上升2m拉力所做的功W＝Fs＝7500N×2m＝×104J（3）在水底時石柱上表面距水面的深度為h＝3m故在水底時石柱上表面受到水的壓強p＝ρ水gh＝×103kg/m3×10N/kg×3m＝3×104Pa8.解：（1）t＝eq\f(s,v)＝eq\f(4000km,500km/h)＝8h（2）由P＝eq\f(W,t)＝eq\f(Fs,t)＝Fv得水平動力F＝eq\f(P,v′)＝eq\f×106W,12m/s)＝2×105N（3）最大起飛質(zhì)量m＝t＝×104kg飛機所受浮力F浮＝G＝mg＝×104kg×10N/kg＝×105N由F?。溅阉甮V排得，排開水的體積V排＝eq\f(F浮,ρ水g)＝eq\f×105N,×103kg/m3×10N/kg)＝m39.（1）電磁波解：（2）055驅(qū)逐艦滿載時所受的浮力F?。紾排＝m排g＝12500×103kg×10N/kg＝×108N（3）直升飛機飛離驅(qū)逐艦，055驅(qū)逐艦所受的浮力減少了F浮′＝G機＝m機g＝13×103kg×10N/kg＝×105N由阿基米德原理F浮＝ρgV排可知，055驅(qū)逐艦浸在水中的體積減小了ΔV排＝eq\f(F浮′,ρ海水g)＝eq\f×105N,×103kg/m3×10N/kg)＝13m310.（1）運動解：（2）機器狗對地面的壓力F＝G＝mg＝70kg×10N/kg＝700N兩足著地時機器狗與地面的接觸面積S＝2×50cm2＝m2它對地面的壓強p＝eq\f(F,S)＝eq\f(700N,m2)＝7×104Pa（3）機器狗爬上3米高的陡坡時克服自身重力做功W＝Gh＝700N×3m＝2100J11.（1）帶電（或帶了電荷）解：（2）地鐵受到的重力G＝mg＝180×1000kg×10N/kg＝×106N地鐵對軌道的壓強p＝eq\f(F壓,S)＝eq\f(G,S)＝eq\f×106N,m2)＝2×106Pa（3）列車運行時受到的阻力f＝＝××106N＝×104N因地鐵勻速行駛時，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，所以地鐵的牽引力F＝f＝×104N則地鐵以最高速度空載勻速運行時牽引力的功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f(Fs,t)＝Fv＝×104N×eq\f(80,m/s＝×106W地鐵的牽引力做的功W＝Fs＝×104N××103m＝4×109J12.（1）省力減小解：（2）水產(chǎn)生的壓強p＝ρ水gh＝×103kg/m3×10N/kg×m＝×103Pa（3）由圖乙可知，這段時間灑水車做勻速直線運動，故F＝f，路程s＝100m，時間t＝10s，則速度v＝eq\f(s,t)＝eq\f(100m,10s)＝10m/s牽引力的功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f(Fs,t)＝Fv＝fv＝800N×10m/s＝8000W13.（1）小于解：（2）直升機以最大起飛質(zhì)量水平勻速飛行時，豎直方向受到的重力與升力是一對平衡力升力F＝G＝mg＝3850kg×10N/kg＝×104N（3）直升機豎直上升的平均速度v＝eq\f(s,t)＝eq\f(756m,3×60s)＝m/s（4）由表可知，直升機以80m/s的速度水平勻速巡航時所受的阻力為1600N，此時牽引力等于阻力，即F牽＝f＝1600N故直升機發(fā)動機的輸出功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f(F牽s,t)＝F牽v′＝1600N×80m/s＝×105W14.解：（1）騎行的速度為：v＝eq\f(s,t)＝eq\f(1500m,5×60s)＝5m/s（2）因自行車在平直公路上勻速行駛，所以自行車受到的阻力為f＝F牽＝60N李明克服阻力所做的功：W＝fs＝60N×1500m＝9×104J（3）騎自行車行駛時對地面的壓力：F＝G＝（m1＋m2）g＝（15kg＋50kg）×10N/kg＝650N自行車與地面總的接觸面積：S＝25cm2＝×10－3m2李明騎自行車行駛時對地面的壓強：p＝eq\f(F,S)＝eq\f(650N,×10－3m2)＝×105Pa15.（1）小于解：（2）滿載時車和人的總重：G總＝（m車＋m人）g＝（2460kg＋7×50kg）×10N/kg＝×104N滿載靜止時車對水平地面的壓力：F＝G總＝×104N滿載靜止時車對水平地面的壓強：p＝eq\f(F,S)＝eq\f×104N,m2)＝×105Pa（3）因車勻速行駛時處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，所以車的牽引力：F′＝f＝總＝××104N＝843N車的最大行駛速度：v＝198km/h＝55m/s此過程中牽引力的功率：P＝eq\f(W,t)＝eq\f(F′s,t)＝F′v＝843N×55m/s＝46365W16.（1）3300解：（2）由圖丙可知，在4～16s內(nèi)，拉力的功率恒為P＝9000W由P＝eq\f(W,t)得，W總＝Pt＝9000W×12s＝×105J由圖乙可知，在4～16s內(nèi)，電梯上升的高度h＝20m－2m＝18m電動機端鋼絲繩移動的距離s＝nh＝4×18m＝72m由W＝Fs得，F(xiàn)＝eq\f(W總,s)＝eq\f×105J,72m)＝×103N（3）在4～16s內(nèi)，電梯克服貨物重力做的功W有用＝G貨h＝330kg×10N/kg×18m＝×104J電動機做的功W總＝×105J電動機運送貨物的機械效率η＝eq\f(W有用,W總)×100%＝eq\f×104J,×105J)×100%＝55%17.（1）省力解：（2）牽引機把材料從斜面底拉到斜面頂?shù)臅r間t＝eq\f(s,v)＝eq\f(15m,1m/s)＝15s（3）牽引機把材料從斜面底拉到斜面頂過程中，牽引機做的有用功W有用＝Gh＝1×105N×15m×eq\f(1,2)＝×105J牽引機把材料從斜面底拉到斜面頂過程中，牽引機做的總功W總＝Pt＝6×104W×15s＝9×105J機械效率η＝eq\f(W有用,W總)×100%＝eq\f×105J,9×105J)×100%≈%（4）牽引機做的額外功W額外＝W總－W有用＝9×105J－×105J＝×105J牽引機做的額外功用來克服摩擦力做功，由W額外＝fs可得，斜面對物體的摩擦力f＝eq\f(W額外,s)＝eq\f×105J,15m)＝1×104N18.解：（1）鋼材上升的速度v＝eq\f(s,t)＝eq\f(2m,4s)＝m/s（2）鋼材受到的重力G＝mg＝5×103kg×10N/kg＝5×104N起重機提升鋼材所做的有用功W有＝Gh＝5×104N×2m＝1×105J（3）起重機的機械效率η＝eq\f(W有,W電)×100%＝eq\f(1×105J,2×105J)×100%＝50%19.（1）D解：（2）①由于千斤頂自身重量忽略不計，故千斤頂對地面的壓力F＝10000N千斤頂對地面的壓強p＝eq\f(F,S)＝eq\f(10000N,m2)＝×105Pa②千斤頂做的有用功W有用＝Gh＝Fh＝10000N×m＝1200J由η＝eq\f(W有用,W總)×100%可知人做功的功率P人＝eq\f(W總,t)＝eq\f(W有用,ηt)＝eq\f(1200J,80%×60s)＝25W20.解：（1）由圖可知，n＝4鋼絲繩自由端移動的距離：s＝nh＝4×6m＝24m鋼絲繩自由端的拉力：F2＝eq\f(1,n)（G1＋G2）＝eq\f(1,4)×（6000N＋2000N）＝2000N鋼絲繩自由端拉力做的功：W＝F2s＝2000N×24m＝48000J鋼絲繩自由端拉力的功率：P＝eq\f(W,t)＝eq\f(48000J,30s)＝1600W（2）有用功：W有＝G1h＝6000N×6m＝36000J總功：W總＝Pt＝2000W×30s＝60000J該裝置的效率：η＝eq\f(W有,W總)×100%＝eq\f(36000J,60000J)×100%＝60%（3）變大21.（1）改變力的方向解：（2）由p＝eq\f(F,S)可得，A對地面的壓力F壓＝pS＝3000Pa×m2＝420N因為物體A靜止在水平地面上且僅受重力和支持力作用所以物體A的重力GA＝F壓＝420N物體A的質(zhì)量mA＝eq\f(GA,g)＝eq\f(420N,10N/kg)＝42kg用滑輪組勻速提升物體A時，不計繩重和摩擦，則滑輪組的機械效率η＝eq\f(W有,W總)×100%＝eq\f(GAh,（GA＋G輪）h)×100%＝eq\f(GA,GA＋G輪)×100%＝eq\f(420N,420N＋G輪)×100%＝84%解得動滑輪重力：G輪＝80N（3）用此滑輪組使物體A以m/s的速度勻速上升5s，則物體A上升的高度h＝vt＝m/s×5s＝1m由圖可知n＝2，則拉力端移動距離s＝2h＝2×1m＝2m不計繩重和摩擦，則繩端的拉力F＝eq\f(1,2)（GA＋G輪）＝eq\f(1,2)×（420N＋80N）＝250N拉力做的功W總＝Fs＝250N×2m＝500J22.解：（1）小汽車靜止在水平路面上對地面的壓強：p＝eq\f(F,S)＝eq\f(mg,S)＝eq\f×103kg×10N/kg,m2)＝5×105Pa（2）由P＝eq\f(W,t)＝eq\f(Fs,t)＝Fv可知，小汽車牽引力：F＝eq\f(P,v)＝eq\f(36×103W,18m/s)＝2000N則大橋引橋的機械效率為η＝eq\f(W有,W總)×100%＝eq\f(Gh,Fs)×100%＝eq\f×103kg×10N/kg×12m,2000N×400m)×100%＝%（3）由題意可知，小汽車在引橋上行駛時克服摩擦力所做的功為額外功，則W額＝W總－W有＝2000N×400m－×103kg×10N/kg×12m＝5×105J由W＝Fs可得，小汽車受到的摩擦力：f＝eq\f(W額,s)＝eq\f(5×105J,400m)＝×103N23.解：（1）工人用700N的力，把物體推上6m長的斜面，所做的功為：W總＝Fs＝700N×6m＝4200J（2）做功用時1min＝60s工人做功功率：P＝eq\f(W總,t)＝eq\f(4200J,60s)＝70W（3）斜面的機械效率是40%，總功為4200J，油桶上升高度m由η＝eq\f(W有,W總)×100%得：W有＝W總·η＝4200J×40%＝1680J由W有＝Gh得：G＝eq\f(W有,h)＝eq\f(1680J,m)＝1400N油桶質(zhì)量m＝eq\f(G,g)＝eq\f(1400N,10N/kg)＝140kg24.解：（1）貨箱的重力G＝mg＝360kg×10N/kg＝3600N貨箱對地面的壓力F＝G－Fa＝3600N－600N＝3000N地面受到的壓強p＝eq\f(F,S)＝eq\f(3000N,m2)＝×104Pa（2）由于W＝Fs，所以Fb＝eq\f(W總,s)＝eq\f×104J,12m)＝2000N（3）有用功W有＝W總－W額＝×104J－×103J＝×104J機械效率η＝eq\f(W有,W總)×100%＝eq\f×104J,×104J)×100%＝60%25.（1）通電線圈在磁場中受到力的作用解：（2）水泵對水做的有用功W有用＝Gh＝3×106N×36m＝×108J（3）電動機做的總功W總＝Pt＝10×103W×5×3600s＝×108J水泵的效率η＝eq\f(W有用,W總)×100%＝eq\f×108J,×108J)×100%＝60%四、力熱、力電綜合題26.解：（1）掃雪機靜止在水平地面上時對地面的壓力F＝G＝mg＝200kg×10N/kg＝2000N則其對地面的壓強p＝eq\f(F,S)＝eq\f(2000N,4×10－2m2)＝5×104Pa（2）因為P＝eq\f(W,t)＝eq\f(Fs,t)＝Fv，所以掃雪機不掃雪時，在道路上以最大速度勻速直線行駛時的牽引力F牽＝eq\f(P,v)＝eq\f(500W,1m/s)＝500N掃雪機在道路上勻速直線行駛，則其所受阻力f＝F牽＝500N（3）掃雪機以最大行駛速度掃雪時的牽引力F牽′＝eq\f(P′,v)＝eq\f(4×103W,1m/s