人教版专项19 力学综合计算（解析版）-备战2021年中考物理精选考点专项突破题集.docx

专项19 力学综合计算
1．（2020·玉林）如图所示，有一体积为1m3、密度为1.45×103kg/m3的物体置于水底，欲将其打捞上来，现用电动机带动钢丝绳自由端通过滑轮组使物体以0.1m/s的速度在水中匀速上升，经过3min的时间物体由水底提升到水面，在此过程中滑轮组的机械效率为90%（不计物体的高度、绳重和摩擦，g取10N/kg，=1.0×103kg/m3)，求：
(1)物体浸没在水中时受到的浮力；
(2)物体在水底时受到水的压强；
(3)动滑轮的重力；
(4)若物体离开水中后匀速上升，且电动机的输出功率比物体在水中时增大了20%，此时钢丝绳自由端的速度。
【答案】（1）1×104N；（2）1.8×105Pa；（3）500N；（5）0.12m/s
【解析】
(1)由题意，根据阿基米德原理，则物体浸没在水中时受到的浮力
(2)由题意，根据，则水深
根据液体压强公式，物体在水底时受到水的压强
(3)由题意，根据和，则物体的重力
不计绳重和摩擦，则物体由水底提升到水面，在此过程中滑轮组的机械效率
则动滑轮重
(4)由图可知绳子股数n=3
根据功率定义，则
由题意，物体在水中时，电动机的输出功率
物体在水中时，绳子自由端的拉力
物体在水中时，绳子自由端移动的速度
物体在空气中时，电动机的输出功率
物体在空气中时，绳子自由端的拉力
根据题意，则有
综上，则
则此时钢丝绳自由端的速度
2．（2020·咸宁）如图甲所示，水平地面上有一底面积为50cm2的圆柱形容器，容器中水深10cm，现将一物块悬挂在弾簧测力计下端，当物块浸没在水中时(物块不接触容器底面和侧面)，容器内水深由10cm上升到12cm，此时弹簧测力计的示数如图乙所示｡(已知ρ
水=1.0103kg/m3)求：
(1)物块未放入水中时，水对容器底的压强；
(2)物块浸没在水中时受到的浮力；
(3)物块的密度｡
【答案】(1)1000Pa；(2)1N；(3) 3.4×103kg/m3
【解析】
(1)物块未放入水中时，水深h1=10cm=0.1m
水对容器底的压强p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
水对容器底的压强为1000Pa。
(2)物体浸没在水中时，水面上升的高度为h=h2-h1=12cm-10cm=2cm=2×10-2m
物体排开液体的体积为V排=V=Sh=50×10-4m2×2×10-2m=1×10-4m3
浸没时，物体受到的浮力为F浮=ρ水gV排= 1×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=1N
物体受到的浮力为1N。
(3)由乙图弹簧测力计的示数可知F拉=2.4N
弹簧测力计在水中拉时F拉=G-F浮，则物体的重力G=F拉+F浮=2.4N+1N=3.4N
物体的密度为ρ=====3.4×103kg/m3
物体的密度为3.4×103kg/m3。
3．（2020·滨州）如图甲所示，一个底面积为的薄壁圆柱形容器置于水平地面上，装有深的水。现将物体A放入其中，物体A漂浮于水面上，如图乙所示，此时容器底部受到水的压强比图甲增大了。当再给物体A施加一个竖直向下大小为的力F以后，物体A恰好浸没水中静止（水未溢出），如图丙所示。（，g取）求：
(1)容器中水的质量。
(2)物体A放入前，容器底部受到水的压强。
(3)物体A的密度。
【答案】(1)12kg；(2)；(3)
【解析】
(1)容器中水的体积
容器中水的质量
(2)物体A放入前，容器底部受到水的压强
(3)物体A漂浮与放入前，水对容器底增大的压强
由得，水面上升的高度
由于物体A漂浮，则
物体A浸没后所受浮力
由于物体A浸没，则
物体A的密度
4．（2020·鄂尔多斯）如图甲是某新型太阳能汽车，该汽车的动力完全由安装在车顶的电池板收集的太阳能提供。汽车（包括司乘人员）的质量为1.2t，接收太阳能电池板的面积为8m2，在水平路面上以恒定功率做直线运动的v-t图象如图乙（取g=10N/kg）。
(1)如汽车匀速行驶过程中所受阻力大小为车重的0.02倍，则汽车牵引力为多大?
(2)求汽车在0~20s内牵引力做的功。
(3)若汽车吸收的太阳能转化为机械能的效率为40%，则太阳光照射到地面单位面积上的辐射功率为多少?
【答案】(1)240N；(2)7.2×104J；(3)1125W/m2
【解析】
(1)由题可知汽车的质量为m=1.2t=1.2×103kg
汽车所受的重力为G=mg