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文檔簡介
專題08必考(高頻)解答題一、解答題1.下表是某品牌電動三輪車(每個輪胎規(guī)格均相同)的相關信息。(g=10N/kg)求:整車質量每個輪胎與地面的接觸面積1500kg2(1)當車輛正常停放時,輪胎對地面的壓強是多少帕?(2)若該車內乘客總質量為300kg,勻速行駛時,阻力是汽車總重力的0.02倍,求汽車牽引力是多少牛?【答案】(1)三輪車對地面的壓力F=G=mg=1500kg×10N/kg=15000N;
三輪車的接地面積S=nS輪22;
輪胎對地面的壓強:p=F總總g=0.02×(1500kg+300kg)×10N/kg=360N;
汽車受到的牽引力與摩擦力相互平衡,即二者大小相等,即F=f=360N。2.如圖,圖a是在高速公路上用超聲波測量儀測量車速的示意圖,測速儀發(fā)出并接收超聲波脈沖信號,根據發(fā)出和接收到的信號間的時間差,測出被測的物體的速度;圖b中p1、p2是測速儀發(fā)出的超聲波信號,n1、n2分別是p1、p2由汽車反射回來的信號。設測速儀勻速掃描,p1、p2之間的時間間隔△t=1.0s,超聲波在空氣中傳播的速度是v=340m/s,若汽車是勻速行駛的,則根據圖b可知,汽車的速度是m/s(結果精確到0.1)【答案】【解析】根據圖片可知,P1、P2間的刻度值為30個格,時間長為1秒,
發(fā)出超聲波信號P1到接受到反射信號n1間是12個格,則時間為:t1=12×130此時超聲波前進的距離:s1=12vt1=12×340m/s×0.4s=68m;
發(fā)出超聲波信號P2到接受到反射信號n2的時間為:t2=9×130s=0.3s,
此時超聲波返回的距離:s2=12vt2=12×340m/s×0.3s=51m;
所以汽車接收到P1、P2兩個信號之間的時間內前進的距離為:Δs=s1s2=68m51m=17m,
汽車運行17m的時間為汽車接收到P1、P2兩個信號的時刻應分別對應于圖中P1n1的中點和P2n2的中點,其間有28.5小格,
即汽車接收到P1、P2兩個信號的時間間隔為n1與n2兩個信號之間的間隔,
3.(2022七下·仙居期末)在學習了《運動和力》單元后,小科嘗試動手制作一個量程為2牛的彈簧測力計。制作步驟如下:(已知:在一定范圍內,彈簧的伸長長度與所受拉力成正比。)①用一個彈簧測力計測出小鐵塊的重力,如圖甲所示。②選取一根彈簧,上端固定在泡沫板上。當彈簧自然伸長時,在泡沫板上標出紅色指針的位置,記為A。將小鐵塊掛在彈簧上,標出此時紅色指針的位置,記為B,如圖乙所示。③在泡沫面板上畫出最小刻度值和量程。根據上述實驗,回答下列問題:(1)小鐵塊的重力牛。(2)步驟2中A點對應的刻度是。(3)請在圖丙中畫出最小刻度值和量程。(要求彈簧測力計最小刻度值為0.1牛)【答案】(1)0.4(2)0(3)??【解析】(1)根據圖甲可知,掛上小鐵塊后,指針對準刻度0.4,則小鐵塊的重力為0.4N;
(2)根據圖乙可知,彈簧下面沒有掛物體,即它受到的拉力為零,那么此時彈簧伸長的長度也是0,因此A點應該為0;
(3)小鐵塊掛在彈簧下面時,它受到0.4N的拉力,因此B處應該標注0.4N,而量程2N是0.4N的5倍,因此量取AB的長度,然后向下延長4倍,從而找到2N的刻度的位置。因為最小刻度值為0.1N,而0.4N是0.1N的4倍,因此可將AB平均分成4份,每份就是0.1N,如下圖所示:4.高壓鍋是家庭廚房中常見的炊具,利用它可以將食物加熱到100℃以上。它省時高效,深受消費者歡迎。已知某高壓鍋鍋蓋的面積約為450厘米2,出氣孔的橫截面積為12mm2,壓在出氣孔上的安全閥的質量為72g.通過計算并對照圖像說明利用這種高壓鍋燒水時,最高溫度大約是多少?(注:外界氣壓為1×105帕)【答案】解:安全閥對出氣孔產生的壓力:F=G=mg=72×103kg×10N/kg=0.72N,安全閥對出氣孔產生的壓強:P=FS=0.72N則鍋內最高氣壓:P鍋=P+P0=1×105Pa+0.6×105Pa=1.6×105Pa。根據圖乙可知,高壓鍋內最高溫度:t=115℃。5.質量是20t的坦克,共兩條履帶,每條履帶與地面的接觸面積是2m2,每條履帶的寬度是0.4m,求:(1)坦克對地面的壓力是多大?(2)坦克在平路上行駛時對地面的壓強是多大?(3)如果坦克垂直路過一條寬度是0.5m的壕溝,當坦克位于壕溝的正上方時,坦克對地面的壓強是多大?(計算結果保留一位小數)【答案】(1)F=G=mg=2×104kg×10N/kg=2×105N(2)p=FS=2×105(3)S2=S–S1=2×2m20.5m×0.4m×2P’=FS2=2×10【解析】1)根據F壓=G=mg代入計算即可
(2)根據壓強公式P=FS,代入計算即可
(3)坦克垂直路過壕溝示意圖如下
涂黑部分為坦克和地面的接觸面,其接觸面積為履帶的總面積S減去在壕溝上的面積S1,即S2=S–S1=2×2m20.5m×0.4m×2=6.新能源汽車的蓬勃發(fā)展,帶動了我國運輸船行業(yè)的迅猛發(fā)展。2023年2月8日,由我國建造的7000車位汽車滾裝船(如圖甲)正式交付日本,該船相關參數見表乙。表乙總長(米)型寬(米)38汽車甲板層數(層)12可容車輛(輛)7000總噸位(噸)72000(1)該船滿載時的排水量達到了72000噸,請計算此時船受到的浮力大小。(2)假定每輛汽車質量均為1.5噸,7000輛小汽車全部裝上船后,則滾裝船排開水的體積增加了多少?(已知ρ河水=1.0×103kg/m3)(3)該船滿載后從揚州港(京杭大運河與長江交匯處)駛向日本海域的過程中,排開液體的體積將____。A.先變大,后變小 B.先變大,后不變 C.先變小,后不變【答案】(1)因為漂浮,所以F浮=G=mg=7.2×10kg×10N/kg=7.2×108N(2)V排【解析】(3)該船滿載后從揚州港(京杭大運河與長江交匯處)駛向日本海域的過程中,它受到的浮力始終等于自身重力,即浮力保持不變。而水的密度變大,根據阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,船排開水的體積變小,然后保持不變,故選C。7.如圖甲所示為一根原長為5cm的彈簧,每受到1N的力伸長1cm。在一只輕薄塑料袋中裝滿質量為0.2kg的水,將袋中的空氣全部排出,用細線把袋口扎緊,掛在彈簧下面,如圖乙所示,水袋的豎直高度為h厘米。(1)求水的體積和受到的重力;(2)將水袋體積的四分之一浸入水中穩(wěn)定后,水袋受到的浮力為N;(3)將彈簧懸掛的水袋置于圓柱體容器的水面上方此時水面剛接觸水袋,如圖丙所示。向容器中加水至恰好淹沒水袋(假設容器足夠高,水沒有溢出),此時水位相比加水前上升的高度為厘米。A.h B.h+2C.2 D.由水袋的具體形狀確定【答案】(1)根據密度公式ρ=mVV水受到的重力:G=mg=0.2kg×10N/kg=2N;(2)0.5(3)B【解析】(2)將水袋體積的四分之一浸入水中穩(wěn)定后,
它受到的浮力:F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×14×2×104m3=0.5N;
(3)水袋掛在彈簧下時,它受到的彈力等于重力,即F拉=G=2N;
那么彈簧伸長:△L=2N1N/cm=2cm;
當水袋完全浸沒時,它受到的浮力等于水袋的重力,
則此時彈簧的拉力為零,即彈簧伸長的長度為0,
8.(2021八上·余杭月考)暑假,小金在打開冰箱取飲料時,腦海里突然浮出一個問題:為什么每次開冰箱門都比較費力?通過仔細觀察她發(fā)現,打開冰箱門時,冰箱里的冷空氣出來,外面的熱空氣進去。當冰箱門重新關上后,就將這部分熱空氣也關在了里面,冰箱內熱空氣冷卻收縮,壓強減小。小金判斷這應該是開冰箱門費力的一個原因。若冰箱門長為0.6m,寬為0.5m,冰箱外的氣壓為1×105Pa,設冰箱內部與外部的氣壓相差外部氣壓的11000(1)冰箱內氣體壓強。(2)冰箱門受到的內、外壓力差相當于質量為多少的物體受到的重力。(g取10N/kg)【答案】(1)解;p內=1×105Pa×(1?11000)答:冰箱內氣體壓強是9.99×104Pa。(2)解;冰箱門的面積S=0.5m×0.6m=0.3m2,F內=p內S=9.99×104Pa×0.3m2=2.997×104N,F外=p外S=1×105Pa×0.3m2=3×104N。冰箱門受到的內、外壓力差為F=F外-F內=3×104N-2.997×104N=30N,由G=mg得,m=Gg=Fg=答:冰箱門受到的內、外壓力差相當于質量為3kg的物體受到的重力。9.(2021八上·海曙競賽)小楊選擇了兩個高度分別為10cm和6cm,底面積SA:SB=1:3的實心均勻的圓柱體A、B進行工藝品搭建,A、B置于水平桌面上,如圖甲所示。他從A的上表面沿水平方向截取高為h的圓柱塊,并將截取部分平放在B的中央,則A、B對桌面的壓強隨截取高度h的變化關系如圖乙所示,求:(1)圓柱體A的密度;(2)從A截取h=6cm的圓柱塊平放在B的中央,B對桌面的壓強增加量;(3)圖乙中a的值?!敬鸢浮浚?)物塊沒截取時對地面的壓強為2000Pa,ρA=(2)A截取6cm的重力:GAΔp(3)從圖中根據第(1)問的過程算出ρ由圖中可知截取高度a,剩下部分A和疊加截取后B的壓強相等:pAρ代人數據可得:a=3cm10.(2023八上·余杭開學考)流速為5千米/時的河流中有一只自由漂浮的木桶,甲、乙兩船同時從木桶位置出發(fā),以如圖所示速度計上顯示的速度分別逆流、順流而行。(1)以流水為參照物,木桶(填*運動”或”靜止”)(2)請計算1小時后甲、乙船與木桶間距離。【答案】(1)靜止(2)解:甲船30千米,乙船30千米【解析】(1)以流水為參照物時,木桶的位置保持不變,因此木桶是靜止的。
(2)根據題意可知,木桶順流而下,它相對流水是靜止的。根據圖片可知,甲船和乙船相對流水的速度都是30km/h,則相對木桶的速度都是30km/h,那么1小時后,二者到木桶的距離為s=vt=30km/h×1h=30km。11.(2023七下·上虞期末)某地的有軌電車將投入運行。首列有軌電車“××號”總長度為34.8m,運營時最高速度為70km/h,其質量為50t(如圖所示)。(1)若有軌電車在平直軌道上勻速運動時受到的阻力為總重力的0.05倍,則當乘客總質量為10t時,要使電車向前做水平勻速直線運動,需要的牽引力為多少牛?(g取10N/kg)(2)有軌電車在路口將與汽車共用一套紅綠燈信號系統(tǒng),通過計算判斷:要在10s內使整列有軌電車通過總寬度為35.2m的路口,則電車的速度至少為多少千米/時?【答案】(1)解:G=mg=(50000Kg+10000Kg)×10N/Kg=600000NF=f=0.05G=0.05×600000N=30000牛(2)解:s=34.8米+35.2米=70米v=s/t=70米/10秒=7米/秒12.(2023七下·金東期末)如圖所示,5G智能機器人安裝有超聲波霧化器自動噴槍,工作時,將消毒液均勻霧化到空氣中進行消毒。下表為智能機器人的部分參數,其中額定霧化量是指霧化器工作1小時能夠霧化消毒液的體積。求:水箱容積額定霧化量自身重力履帶總觸地面積20升10升/小時500牛200厘米2(1)機器人在水平地面以0.5米/秒速度勻速行駛10分鐘通過的路程;(2)機器人未裝消毒液且靜止時,對水平地面的壓強;(3)機器人在消毒一段時間后,對水平地面的壓強減小了2×103帕,該過程所消耗消毒液的質量?!敬鸢浮浚?)由v=st可知,機器人在水平地面以0.5米/秒速度勻速行駛10分鐘通過的路程:(2)由表格數據可知,機器人未裝消毒液時的重力G=500N,
機器人未裝消毒液且靜止時,對水平地面的壓力:F=G=500N,
機器人未裝消毒液且靜止時,對水平地面的壓強:p=F(3)由p=FS可知,機器人在消毒一段時間后,對水平地面的壓力的減小量:△F=?pS=2×103Pa×200×10?4m2=40N,13.(2022八上·海曙期中)3;油的密度0.8×103kg/m3,海水密度取1.0×103kg/m3。(1)Argo浮標殼體的沉浮是通過改變(填“浮標重力”或“油囊排開水的體積”)來實現的;(2)該浮標漂浮在水面上所受到的浮力是多大?(3)液壓式柱塞泵將殼體中的油全部注入油囊時,殼體最終露出水面的體積為多少立方米?【答案】(1)油嚢排開水的體積(2)解:已知浮標總質量m=55kg,浮標總重力:G=mg=55kg×10N/kg=550N;浮標最終處于漂浮狀態(tài),所以F浮=G總=550N;(3)解:整個浮標排開水的體積:V排總=F浮/(ρ水g)=550N/(1.0×103kg/m33;油囊的體積:V油囊=V油=m油/ρ油=24kg/(0.8×103kg/m33;由于油囊是浸沒在水中的,則V排總=V油囊+V殼浸,所以外殼浸入水中的體積:V殼浸=V排總V油囊333,則浮標最終露出水面的體積:V露=V殼V殼浸333。14.(2022八上·慈溪期中)如圖所示,A、B是質量分布均勻的正方體物塊,其邊長分別是20cm、30cm,密度之比ρA:ρB=3:1,將A放在水平地面上,B放在A的上面,A對水平地面的壓強為5100Pa(如圖甲),求:(1)圖甲中物塊A對地面的壓力。(2)物體A的密度。(3)若將物塊B放在水平地面上,A放在B的上面(如圖乙),要使B對地面的壓強為2800Pa,應將物塊B沿豎直方向切去幾分之幾?!敬鸢浮浚?)物塊A的底面積:SA=LA2=(20cm)2=400cm22,
則物塊A對地面的壓力:F=pSA2=204N;(2)因水平面上物體的壓力和自身的重力相等,
所以圖乙中物塊A、B的總重力G總=F=204N,
由G=mg=ρVg=ρL3g可得:
GA+GB=ρALA3g+ρBLB3g=204N,
因為ρA:ρB=3:1,
所以有:
ρA×(0.2m)3×10N/kg+13ρA×(0.3m)3×10N/kg=204N,
解得:ρA=1.2×103kg/m3(3)物塊A的重力:GA=ρALA3g=1.2×103kg/m3×(0.2m)3×10N/kg=96N,
物塊B的重:GB=GGA=204N96N=108N,
圖丙中,沿豎直方向切去物塊B后,設剩余部分占物塊B體積的比例為x,
則物塊B剩余部分的底面積為SB?x,物塊B剩余部分的重為GB?x,
則由p=FS可得:
pB=GA+GB?xSB?x15.因研究石墨烯而獲得2010年諾貝爾物理學獎之后,安德烈·海姆進而研究氧化石墨烯薄膜并獲得新進展。為探究氧化石墨烯薄膜的物理特性,他進行了這樣一組實驗,如圖所示。①將氧化石墨烯薄膜覆蓋在有刻度的空燒杯口上,如圖甲所示,測得總質量m1;②將薄膜揭開,向燒杯內倒入酒精與水的混合物,蓋緊薄膜,如圖乙所示,測得其總質量m2;③一個月后,檢查發(fā)現薄膜覆蓋緊密完好,燒杯內液體體積明顯減小,如圖丙所示,測得此時總質量m3;④以后,燒杯內液體體積保持不變。已知ρ酒精=0.8×103kg/m3,問:(1)一個月后,燒杯內剩余的液體密度是多少?是何種物質?(2)實驗說明氧化石墨烯薄膜具有怎樣的物理特性?(寫出一點即可)【答案】(1)解:由圖知,剩余液體的體積為V=14cm3,質量為m=31.4g20.2g=11.2g,液體的密度為ρ=mV=11.2g14cm3=0.8g/cm3=0.8×10(2)解:已知密封的是水和酒精的混合物,一個月后,液體體積明顯減小,計算結果表明,剩余液體都是酒精,據此可以得到:②氧化石墨烯薄膜具有較好的透水性,燒杯內部的水全部蒸發(fā);②氧化石墨烯薄膜具有良好的密封性,水雖然蒸發(fā)了,但酒精的質量沒有變化16.國之重器一新光華號半潛船,為10萬噸級半潛船,是國內最大、全球第二大半潛船。該輪船總長255米,寬68米,下潛吃水深度30.5米,空載時的質量為51500噸,載重量為98000噸。全船有118個壓載水艙,每一個壓載水艙都有一個閥門。裝載前半潛船空載漂浮于海面,裝載時需向船體水艙注水,船體重力增加,巨大的甲板下沉至海面以下,拖船將漂浮的貨物拖至半潛船的甲板上方并固定好,半潛船排出水艙中的水,甲板上浮剛好至海面,半潛船就可以馱著貨物離開,如圖所示。(1)半潛船是靠改變什么來實現上浮和下沉的?(2)求半潛船空載時浸入海水的體積。(海水密度為1.03×103千克/米3)(3)半潛船在如圖所示空載、下沉、載貨的三種狀態(tài)下所受的浮力分別為F1、F2、F3,分析比較它們的大小關系?!敬鸢浮浚?)根據“裝載時需向船體水艙注水,船體重力增加,巨大的甲板下沉至海面以下”可知,半潛船是靠改變水艙里面水的多少,也就是改變自身重力實現下沉和上浮的。(2)半潛船空載時的質量為51500噸,
則它受到的浮力F浮=G;
ρ液gV排=mg;
ρ液V排=m;
即:V排(3)根據圖片可知,半潛船排開水的體積:V空載<V載貨<V下沉,根據阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力F1<F3<F2。17.(2022七下·金東期末)“區(qū)間測速”目前在全國大部分高速公路實行。所謂的“區(qū)間測速",就是在兩監(jiān)測點安餐度控和測速探頭,測出同一輛車通過兩個監(jiān)測點的時間,再根據兩點間的距高算出該車在這區(qū)間路段的平均車速,如果這個平均車速超過了該路段的最高限速,即被判為超速。如圖所示,監(jiān)測點A、B相距30km,一輛轎車通過監(jiān)測點A的速度為10kmh通過監(jiān)測點B的速度為110km/h,通過兩個監(jiān)測點的時間如圖所示,該路段最高限速120km/h.(1)某駕駛員坐在這輛行駛的轎車中,他看到遠處的監(jiān)控裝置正在向他靠近,這是以為參照物得出的結果:(2)通過計算說明,采用“區(qū)間測速”,這輛轎車從監(jiān)測點A運動到監(jiān)測點B是否超速。【答案】(1)轎車(或車內物體)(2)由圖可知,轎車的行駛時間:t=10:43-10:31=12min=0.2h,則轎車的平均速度:v=30km/h÷0.2h=150km/h>120km/h,該轎車超速【解析】【分析】(1)如果物體是運動的,那么它相對參照物的位置不斷改變;如果物體是靜止的,那么它相對參照物的位置保持不變。
(2)將轎車通過兩個監(jiān)測點的時間相減得到轎車的行駛時間,然后根據v=s18.2021年6月25日,嘉興的有軌電車投入運行。首列有軌電車“南湖號”車輛總長度為34.8米,運營時最高速度為70千米/時,車輛自重50噸(如圖所示)。車輪與軌道的總接觸面積約為40厘米2,根據信息回答下列問題:(1)行車時,司機和乘客都應系好安全帶,這是為了避免緊急剎車時,由于導致身體前沖而受傷。(2)有軌電車在路口將與汽車共用一套紅綠燈信號系統(tǒng)。通過計算判斷:要在10秒內使整列有軌電車通過總寬度為45.2米的路口,則電車的速度至少為多少千米/時?(g取10N/kg)【答案】(1)慣性(2)電車的速度為:v=s【解析】(1)行車時,司機和乘客都應系好安全帶,這是為了避免緊急剎車時,由于慣性導致身體前沖而受傷。(2)電車的速度為:v=s19.(2023七下·常山期末)下列是興趣小組進行的觀察蝸牛實驗:(1)小龍觀察到蝸牛行進軌跡上會留下濕滑的粘液,這是通過方式來減小摩擦力對蝸牛的傷害。(2)實驗中,小江測得蝸牛的質量為50克,同時用壓強傳感器測得靜止在水平地面上的蝸牛對地面的壓強為5×103帕,則蝸牛靜止時與地面的接觸面積為多少米2?(3)為測定蝸牛的爬行速度,小科取甲、乙兩只蝸牛,讓它們從”0”刻度同時出發(fā),0.5小時后兩只蝸牛的位置如圖所示。①甲蝸牛爬行的平均速度是多少米/秒?②假設兩只蝸牛均做勻速直線運動,則爬行過程中,蝸牛甲相對于蝸牛乙的運動狀態(tài)是▲(選填”靜止”、”向前運動”或”向后運動”)?!敬鸢浮浚?)減少接觸面的粗糙程度(2)解:已知m=50克=0.05千克2(3)解:①已知s=7.2厘米=0.072米t=0.5小時=1800秒=4×105米/秒②向后運動20.(2023七下·拱墅期末)兩個完全相同的圓臺形密閉容器甲和乙,自重均為1kg,內部均裝滿質量為5kg的同種液體。甲、乙容器大小兩底的面積分別為S1=100cm2,S2=60cm2,均靜止于水平桌面上(如圖所示)。取g=10N/kg。(1)裝滿液體的容器總重力為多少?(2)甲容器對水平桌面的壓強為多少?(3)已知甲容器中液體對底部壓強為6×103Pa,則乙容器中液體對容器底部的壓力為多少?【答案】(1)解:總重力G=mg=(1kg+5kg)×10N/kg=60N(2)解:壓力F=G=60N面積S=60cm2=0.006m2
甲容器對水平桌面的壓強P=FS=60N0.006m(3)解:由圖可知,甲乙兩容器內液體的密度和深度都相同,所以p乙=p甲=6×103Pa
面積S=100cm2=0.01m2
乙容器中液體對容器底部的壓力F乙=P乙S=6×103Pa×0.01m2=60N21.(2023八上·慈溪期末)3的立方體木塊,下面用一段細線與木塊相連,細線另一端固定在容器底部(容器足夠高)?,F向容器中慢慢加水,直到細線被拉直(如圖乙所示),繼續(xù)向容器中加水。若細線的拉力用F表示,倒入容器中水的深度用h表示。圖丙是浮力隨水深度h變化的圖像。(1)圖丙中的B點對應木塊在水中的狀態(tài)是(填”漂浮”或”懸浮”)。(2)已知C點時拉力為4N,求此時該木塊所受浮力的大小。(3)該木塊的密度為多少?【答案】(1)漂?。?)當加水到C點時木塊恰好浸沒,則木塊排開水的體積為:V排=V=0.8dm3(3)當加水到C點時木塊恰好浸沒,此時拉力為4N,則木塊的重力為:
G=F浮?F拉=8N?4N=4N,【解析】(1)由圖丙可知,加水到A點時,木塊恰好漂浮,當加水到B點時,細線剛好拉直,當加水到C點時木塊恰好浸沒,所以圖丙中的B點對應木塊在水中的位置是處于漂浮狀態(tài)。22.如圖所示,在容器底部固定有一輕質彈簧,彈簧上端連有一邊長為0.1m的正方體A,當容器中水的深度為20cm時,物體A有25(1)物塊A受到的浮力;(2)物塊A的密度;(3)往容器內緩慢加水至物塊A恰好浸沒時,水未溢出,彈簧受到的拉力多大?【答案】(1)解:物塊的A體積為V=(0.1m)3=103m3,
由題意可得,物塊A排開水的體積:V排=V?V露=V?25V=35V=35×10?3m3=6×(2)解:此時物塊漂浮,
因為彈簧剛好處于自然伸長狀態(tài),
所以物塊不受彈力;
即物體的重力G=F浮=6N;
物體的質量m=Gg=6N10N/kg=0.6kg,
物塊A的密度ρ=(3)解:物塊A完全浸沒時,
此時物塊受到的浮力:F浮′=ρ水gV排′=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×103m3=10N;
物塊A剛好完全浸沒水中,物塊受到的浮力等于其重力與彈簧的拉力之和,
則彈簧的拉力:F拉=F浮′G=10N6N=4N。
答:彈簧受到的拉力為4N23.下表為硫酸密度與硫酸溶液中的溶質的質量分數對照表(20℃)有一物塊A,其體積為250cm33。一只容器中盛有某硫酸溶液5千克,將物塊A放入該溶液中靜止后如圖所示,此時物塊A有2/15的體積露出液面。密度(g/mL)質量分數(%)1102030405060708090(1)求物塊A靜止時受到的浮力大小?(2)求這種硫酸溶液的溶質質量分數是多少?(3)要使物塊A全部浸入溶液中,至少需要往容器中加水多少千克?(容器足夠大,加水后溶液不溢出?!敬鸢浮浚?)解:物塊A的質量:mA=ρAVA3×250m3=325g;A的重力:GA=mAg=325×103kg×10N/kg=3.25N,因為物體A漂浮,所以浮力等于重力,即F浮=GA(2)解:因為物體A漂浮,且物體A有215的體積露出水面,則物體淹沒的體積占總體積的13由F浮=GA可得,ρ液gV排=ρAgVA;ρ液V排=ρAVA;3=ρA×13解得:ρA3;查表可知這種硫酸溶液的溶質質量分數是60%;3,此質量分數為40%。設需要往容器中加水的質量為x,5kg×60%=(5kg+x)×40%;解得:x=2.5kg。24.全球變暖,冰川融化、海平面上升,正悄悄地改變地球的“模樣”。(1)右圖是科學家拍下北冰洋巨型冰山的一角,是冰川漂浮在海面上的情景。若此冰川質量為2.06×108kg,請通過計算說明冰川熔化后海平面的升降情況。已知海水密度為ρ海=1.03×103kg/m3。(2)知識拓展與應用:一塊0℃的冰放在盛有0℃的水的容器中。已知冰塊與容器底部相接觸并相互間有壓力,則當冰完全熔化為0℃的水后,容器中水面的位置將▲,請用所學知識解釋你的選項?!敬鸢浮浚?)解:G=mg=2.06×109N,冰川熔化前排開海水的體積V排=F浮ρ海g若冰川中的冰全部熔化成水,水的體積:V水=m冰/ρ水=2.06×105m3因V排<V水,所以海中冰川熔化后,海平面會升高。(2)A解釋:冰熔化前,F?。獸支=G冰
,∴F浮=P水υ排g<G冰,------①冰化水后,G冰=G水,
即:P冰V冰g=P水V水g,------②由①②可得:ρ水V排g<ρ水V水g,即:冰熔化為水的體積大于排開水的體積,∴冰熔化后,水面將上升?!窘馕觥浚?)冰川在水面漂浮,
它受到的浮力F浮力=G=G=mg=2.06×108kg×10N/kg=2.06×109N,
冰川排開水的體積:V排=F浮ρ海g=2.06×109N1.03×25.如圖所示,容器重4.2N,放在水平桌面上,容器上部是棱長為5cm的正方體,下部是棱長為10cm的正方體,若向容器內注入1.1kg水,求:(1)這個裝著水的容器對桌面的壓強是多大?(2)容器底部受到水的壓力多大?【答案】(1)解:G水=m水g=1.1kg×10N/kg=11NS下2裝著水的容器對桌面的壓強:P=F/S下=(G水+G容)/S下2=1.52×103Pa(2)解:V水=m水/ρ水=1.1kg/1.0×103kg/m3=1.1×103m3容器下部分的體積V下=a3=(0.1m)3=1.0×103m3,因容器上部水的體積為S上h上=V水?V下,代入數據解得:h上容器底受到水的壓強:P=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m+0.04m)=1.4×103Pa底部受到水的壓力F=PS下=1.4×1032=14N26.(2017·浙江競賽)如圖所示,圓柱形容器中盛有水?,F將一質量為0.8千克的正方體物塊放入容器中,液面上升了1厘米。此時正方體物塊有一半露出水面。已知容器的橫截面積與正方體橫截面積之比為5∶1,g取10牛/千克,容器壁厚不計。求:(1)物塊對容器底的壓強。(2)若再緩緩向容器中注入水,至少需要加多少水,才能使物塊對容器底的壓強為零?!敬鸢浮浚?)設容器的橫截面積為S2,正方體的橫截面積為S1,正方體的邊長為aV排=S2△h=12S1a=2△hS2F浮=ρ水P=G?(2)F′浮=V′排=8×104需加的水V=(S2S1)Δ?′【解析】(1)先根據浸入液體中的物體體積和液面上升的體積計算得到正方體的邊長,根據邊長計算得到正方體體積,由排開液體體積可以得到受到的浮力,由重力和浮力算出壓力,最后用公式P=F27.(2021·柯橋模擬)浙江省第五屆冰雪運動嘉年華在柯橋喬波冰雪世界揚帆起航。當滑雪者在雪地上快速滑行時,在壓力作用下,白雪小孔內充滿的空氣會被逼出,形成一層氣墊,但這層氣墊只能維持很短的時間,現有體重為500N的運動員,每只鞋底面積為200cm2,每塊滑雪板與地面的接觸面是長1.5m、寬為0.12m的長方形,質量為1千克,從水平地面由靜止開始向前直線加速,其速度與時間的關系如圖丙所示。(1)在滑行過程中,當速度增大到1.5米/秒以上時,板才不會陷入雪中,為了使板不陷入雪中,則滑雪板在雪地某點上經過的時間不能超過秒。(2)圖丙中陰影部分面積表示。(3)圖甲中運動員腳踩滑雪板站立在水平雪地上時,滑雪板對地面的壓強為多少帕?(4)如圖乙為高山跳臺滑雪在空中的場景,運動員的姿勢很奇特,但卻能使他在空中滑行更遠的距離。試從流體的壓強與流速的關系角度分析原因?!敬鸢浮浚?)1(2)在1530秒內通過的路程(3)1444.4帕(4)上表面流速大,壓強小,下表面流速小,壓強大,上下表面的壓強差大,這個壓強差使人在空中滑行的更遠?!窘馕觥浚?)因為滑雪板在雪地某點上經過的時間超過一秒,板就會陷入雪中,所以滑雪者必須在1秒內至少通過1.5m的距離,滑雪者的速度最小為:v=st=2,每塊滑雪板質量為1千克,兩塊滑雪板對地面的壓力為:1千克×2×10N/kg=20N/kg,因此當其雙腳站立在水平雪地上時,滑雪板對地面的壓力:F=G=500N+20N=520N,此時滑雪板對雪地的壓強:p=FS28.滑雪運動是一項深受群眾喜愛的運動,在雪地上滑行時,在人和滑雪板壓力的作用下,白雪中小孔內充滿的空氣會被逼出,形成一層氣墊。但這層氣墊只能維持一段很短的時間。已知每塊滑雪板與地面的接觸面是長為1.5m、寬為0.12m的長方形。(1)如果滑雪速度太慢,滑雪板在雪地某點上經過的時間超過一秒,板就會陷入雪中。則滑雪者的速度至少為m/s,板才不會陷入雪中。(2)如圖甲所示,若滑雪者與滑雪板總重為720N,當其雙腳站立在水平雪地上時,滑雪板對地面的壓強為多少帕?(3)如圖乙為高山跳臺滑雪在空中的場景,運動員的姿勢很奇特(滑雪板并攏,人體呈拱形),但卻能使他在空中滑行更遠的距離。試從流體的壓強與流速的關系的角度分析原因:?!敬鸢浮浚?)1.5(2)滑雪板對地面的壓強:p=F(3)在氣體經過時,上方的氣流速度相比下方會快一些,所以上方受到向下的壓力會小于下方向上的壓力,產生的壓力差使人在空中滑行的更遠?!窘馕觥浚?)滑雪者的速度為:t=sv=1.5m1s=1.5m/s;29.(2023八上·寧海期末)2022年北京冬奧會的滑雪比賽需要大量人造雪,對于雪的生產,科學小組查閱到:資料一:使用造雪機人工造雪,利用高壓空氣將水流打碎成細密的霧狀,噴射至45m的高空,在落地前15s內凝固成冰晶。23的冰狀雪,即比賽用雪。資料三:10厘米厚的冰狀雪相當于40厘米厚的天然雪,如圖所示。求:(1)造雪機噴出的水霧下落地面的速度不能大于m/s;(2)壓雪機在工作時,對雪面的壓強;(3)天然雪的密度。【答案】(1)3(2)經過質量為6t的壓雪機碾壓,m=8t=6000kg;壓雪機對雪面的壓力F=G=mg=6000kg×10N/kg=60000N;對雪面的壓強p=FS=6000N2.5m(3)天然雪壓成冰狀雪,質量不變雪=m冰;根據ρ=mv可得:ρ雪V雪=ρ冰V由柱體體積公式可得ρ雪Sh雪=ρ冰Sh冰;化簡代入數據可得ρ雪×40cm=ρ冰×10cm;則ρ雪冰3330.(2023八上·海曙期末)“背漂”是兒童練習游泳時常佩戴的一種救生裝置.某科技小組的同學為測量背漂浸沒在水中時的浮力,進行了如下實驗:在底部裝有定滑輪的圓臺形容器中加入適量的水后,再靜放在水平臺秤上(如圖甲),臺秤的示數m1為5kg;然后把質地均勻的長方體背漂放入水中,用一輕質的細線通過定滑輪緩慢地將背漂拉入水中,拉力F的方向始終豎直向上;當背漂的一半體積浸人水中時(如圖乙),臺秤的示數m2為4kg,當背漂的全部體積浸人水中時,臺秤的示數m3與m2相比變化了2kg.則:(不考慮滑輪的摩擦,在整個過程中水始終沒有溢出,背漂不吸水、不變形,且未與容器接觸,取g=10N/kg,ρ水=1.0x103kg/m3)(1)臺秤的示數m3,為kg;(2)為確保兒童游泳時的安全,穿上這種背漂的兒童至少把頭部露出水面,若兒童頭部的體積占人體總體積的十分之一,兒童的密度取1.08×103kg/m3,則穿著此背漂游泳的兒童體重不能超過多少kg?(結果保留整數)【答案】(1)2(2)G背=5NV背=4×103m3m人=21kg【解析(1)由于臺秤的示數顯示了物體對其產生的壓力,把容器、水、滑輪和背漂看做一個整體,則受豎直向下的總重力G背漂+G1,豎直向上的拉力F拉和支持力F支的作用,如下圖1所示,
所以由力的平衡條件可得G背漂+G1=F拉+F支;
當背漂的全部體積浸沒在水中時,背漂受到的浮力變大,則通過定滑輪的豎直向上的拉力F拉變大,所以支持力減小,即容器對臺秤產生的壓力變小,臺秤的示數減小,故m3<m2,
已知m3與m2相比變化了2kg,
所以m3=4kg2kg=2kg;
(2)圖甲中臺秤的示數m1為5kg,即容器、水和滑輪的總質量為5kg,
則容器、水和滑輪的總重力:G1=m1g=5kg×10N/kg=50N;
當背漂的一半體積浸入水中時,臺秤的示數m2為4kg,
則容器受到的支持力:F支=F壓=G2=m2g=4kg×10N/kg=50N;
設背漂的重力為G背漂,體積為V,
當背漂的一半體積浸入水中時,以背漂為研究對象,受力情況如圖2,根據力的平衡條件可得,繩子的拉力:
F1=F浮1G背漂=ρ水gV排1G背漂=ρ水g×12VG背漂①,
把容器、水、滑輪和背漂看做一個整體,如圖1所示,則受豎直向下的總重力G背漂+G1,豎直向上的拉力F1和支持力F支的作用,
由于容器靜止,則:G背漂+G1=F1+F支②,
①代入②可得:G背漂+G1=ρ水g×12VG背漂+F支,
代入數據有:G背漂+50N=ρ水g×12VG背漂+40N,
整理可得:2G背漂=ρ水g×12V10N③
當背漂的全部體積浸沒在水中時,則容器受到的支持力:
F支′=F壓′=G3=m3g=2kg×10N/kg=20N;
由圖2可得,此時的拉力:F2=F浮
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