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1、
人教版八下物理 期末專題復(fù)習(xí) 專題(三) 計(jì)算題
1. 將一未裝滿水密閉的礦泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如圖所示,瓶蓋的面積是 8?cm2,瓶底的面積是 28?cm2,瓶重和厚度忽略不計(jì)(g 取 10?N/kg)。求:
(1) 倒立放置時(shí)瓶蓋所受水的壓強(qiáng)。
(2) 倒立放置時(shí)礦泉水瓶對桌面的壓力和壓強(qiáng)。
2. 2020 年 6 月 20 日,我國自主設(shè)計(jì)和建造的“海斗號”載人潛水器,成功下潛到太平洋“馬里亞納海溝”10000 米深處。創(chuàng)造了載人潛水器海水深潛的世界紀(jì)錄。潛水器由雙層船殼構(gòu)成,外層與海水接觸,外殼選擇了鈦合金作主材,潛水器在上浮和
2、下潛時(shí),其體積是一定的。潛水器可以近似看作長方體,其規(guī)格:長 9?m 、寬 3?m 、高 3.4?m。該潛水器懸浮在海水中時(shí)總質(zhì)量為 25?t。(海面大氣壓 1.0×105?Pa,g 取 10?N/kg)
(1) 假設(shè)海水密度不隨深度變化,質(zhì)量不變的潛水器在上浮且未浮出水面過程中,受到水的浮力 (填“變大”“變小”或“不變”)。
(2) “海斗號”懸浮在海水中,求所受到的浮力。
(3) 載人潛水器在 10000 米深處,其上表面受到的壓力約為 2.78×109?N,求海水的密度。
3. 用彈簧測力計(jì)懸掛一實(shí)心物塊,物塊下表面與水面剛好接觸,如圖甲所示。由此處勻速下放
3、物塊,直至浸沒于水中并繼續(xù)勻速下放(物塊始終未與容器接觸)。物塊下放過程中,彈簧測力計(jì)示數(shù) F 與物塊下表面浸入水中的深度h的關(guān)系如圖乙所示。求:
(1) 物塊完全浸沒在水中受到的浮力;
(2) 物塊的密度;
(3) 從物塊剛好浸沒水中到 h=10?cm 過程中,水對物塊下表面的壓強(qiáng)變化了多少 Pa?
4. 如圖甲所示,一個(gè)底面積為 4×10?2?m2 的薄壁圓柱形容器置于水平地面上,裝有 0.3?m 深的水。現(xiàn)將物體 A 放入其中,物體 A 漂浮于水面上,如圖乙所示,此時(shí)容器底部受到水的壓強(qiáng)比圖甲增大了 400?Pa。當(dāng)再給物體 A 施加一個(gè)豎直向下大小為 4?N 的力
4、 F 以后,物體 A 恰好浸沒水中靜止(水未溢出),如圖丙所示。(ρ水=1×103?kg/m3,g 取 10?N/kg)求:
(1) 容器中水的質(zhì)量。
(2) 物體 A 放入前,容器底部受到水的壓強(qiáng)。
(3) 物體 A 的密度。
5. 一塊水田面積為 2400?m2,要灌平均 0.1?m 深的水,不計(jì)水滲透的損失,(ρ水=1.0×103?kg/m3,g 取 10?N/kg)求:
(1) 所灌水的質(zhì)量。
(2) 若這些水是用水泵(抽水機(jī))從距水田 2?m 深的水渠中抽上來的,水泵至少要做多少功?
(3) 若水泵的功率為 2.4?kW,抽這些水要用多長時(shí)間?
5、
6. 一輛汽車以恒定的功率在平直的公路上做直線運(yùn)動,其 v?t 圖象如圖所示,在第 10?s 時(shí)速度達(dá)到 15?m/s,通過的路程為 80?m。求:
(1) 在 0~10?s 內(nèi)汽車的平均速度;
(2) 設(shè)汽車在勻速行駛過程中所受阻力不變,大小為 f=4000?N,則汽車勻速行駛時(shí)的功率;
(3) 在 0~10?s 內(nèi)汽車發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的牽引力所做的功。
7. 如圖,某同學(xué)用 40?N 的拉力 F,在 6?s 內(nèi)將重 90?N 的物體勻速提升 2?m,不計(jì)繩重和摩擦。在此過程中,求:
(1) 拉力 F 做的有用功是多少?
(2) 該滑輪組的機(jī)械效率是多少?
(
6、3) 拉力 F 的功率是多少?
(4) 若繩子所能承受的最大拉力是 45?N,請計(jì)算說明,使用該滑輪組能否提起重 120?N 的物體?
8. 一輛質(zhì)量為 1.5×103?kg 的汽車陷入泥濘路段,司機(jī)師傅利用滑輪組和周圍條件,組裝成了如圖所示的拖車裝置。已知汽車通過泥濘路段需移動 8?m 距離,汽車在泥濘路段受到的阻力為車重的 0.1 倍,滑輪組機(jī)械效率為 80%,g 取 10?N/kg。在將車勻速拖離泥濘路段的過程中,求:
(1) 拖車裝置做的有用功。
(2) 作用在繩子自由端的拉力。
9. 如圖是為了上山方便而修建的盤山公路,盤山公路相當(dāng)于斜面。若從山底到山頂
7、的盤山公路長 200?m,山高 30?m,一輛質(zhì)量為 5?t 的小型貨車從山底開上山頂,牽引力保持 2.5×104?N 不變,(g 取 10?N/kg)求:
(1) 車行駛過程中牽引力所做的功。
(2) 該盤山公路的機(jī)械效率。
(3) 小貨車在行駛過程中所受的阻力。
答案
1. 【答案】
(1) 1300?Pa
(2) 2.8?N;3500?Pa
【解析】
(1) 由右圖可知,礦泉水瓶倒立放置時(shí)水的深度:h=13?cm=0.13?m,
倒立放置時(shí)瓶蓋聽受水的壓強(qiáng):p水=ρ水gh水=1.0×103?kg/m3×10?N/kg×0.13?m=1300?
8、Pa。
(2) 由左圖可知,礦泉水瓶內(nèi)水的體積:V=S瓶底h正立=28?cm2×10?cm=280?cm3
由 ρ=mV 可得,水的質(zhì)量:m水=ρV=1.0?g/cm3×280?cm3=280?g=0.28?kg
瓶重和厚度忽略不計(jì),則倒立放置時(shí)礦泉水瓶對桌面的壓力:F=G水=m水g=0.28?kg×10?N/kg=2.8?N
倒立放置時(shí)礦泉水瓶對桌面的壓強(qiáng):
p=FS=2.8?N8×10?4?m2=3500?Pa。
2. 【答案】
(1) 不變
(2) 2.5×105?N
(3) 1.0286×103?kg/m3
【解析】
(2) 該潛水
9、器懸浮在海水中時(shí)受到的浮力:
F浮=G=mg=25×103?kg×10?N/kg=2.5×105?N。
(3) 潛水器上表面面積:S=9?m×3?m=27?m2
上表面受到的壓力 F=2.78×109?N
上表面受到的壓強(qiáng);
p=FS=2.78×109?N27?m2≈1.0296×108?Pa
海水產(chǎn)生的壓強(qiáng):p海水=p?p大氣壓=1.0296×108?Pa?1×105?Pa=1.0286×108?Pa
由 p=ρgh 得海水的密度:
ρ海水=p海水gh=1.0286×108?Pa10?N/kg×10000?m=1.0286×103?kg/m3。
3.
10、【答案】
(1) 4?N
(2) 2×103?kg/m3
(3) 600?Pa
【解析】
(1) 受到的浮力:F浮=G?F示=8?N?4?N=4?N。
(2) 由 F浮=ρ水gV排 得物塊的體積:V=V排=F浮ρ水g=4?N1.0×103?kg/m3×10?N/kg=4×10?4?m3,
物塊的質(zhì)量:m=Gg=8?N10?N/kg=0.8?kg,
ρ=mV=0.8?kg4×10?4?m3=2×103?kg/m3。
(3) 由圖乙可知,h1=4?cm 時(shí)物塊剛好浸沒水中,從物塊剛好浸沒水中到 h2=10?cm 過程中,物塊下表面變化的深度 Δh=h2?
11、h1=10?cm?4?cm=6?cm=0.06?m,
水對物塊下表面的壓強(qiáng)變化:Δp=ρ水gΔh=1×103?kg/m3×10?N/kg×0.06?m=600?Pa。
4. 【答案】
(1) 12?kg
(2) 3×103?Pa
(3) 0.8×103?kg/m3
【解析】
(1) 容器中水的體積:V水=Sh=4×10?2?m2×0.3?m=1.2×10?2?m3,
容器中水的質(zhì)量:m水=ρ水V水=1×103?kg/m3×1.2×10?2?m3=12?kg。
(2) 物體 A 放入前,容器底部受到水的壓強(qiáng):
p水=ρ水gh=1×103?kg/m
12、3×10?N/kg×0.3?m=3×103?Pa。
(3) 物體 A 漂浮與放入前,水對容器底增大的壓強(qiáng) Δp1=400?Pa,
由 p=ρgh 得,水面上升的高度:
Δh1=Δp1ρ水g=400?Pa1×103?kg/m3×10?N/kg=4×10?2?m,
V排1=Δh1S=4×10?2?m×4×10?2?m2=1.6×10?3?m3,
F浮1=ρ水gV排1=1×103?kg/m3×10?N/kg×1.6×10?3?m3=16?N,
由于物體 A 漂浮,則 GA=F浮1=16?N,
mA=GAg=16?N10?N/kg=1.6?kg,
物體 A 浸沒后所受浮力:F
13、浮2=GA+F=16?N+4?N=20?N,
V排2=F浮2ρ水g=20?N1.0×103?kg/m3×10?N/kg=2×10?3?m3,
由于物體 A 浸沒,則 VA=V排2=2×10?3?m3,
物體 A 的密度:ρA=mAVA=1.6?kg2×10?3?m3=0.8×103?kg/m3。
5. 【答案】
(1) 2.4×105?kg
(2) 4.8×106?J
(3) 2×103?s
【解析】
(1) 所灌水的體積:V=Sh=2400?m2×0.1?m=240?m3
根據(jù) ρ=mV 可得,所灌水的質(zhì)量:m=ρ水V=1.0×103?kg/
14、m3×240?m3=2.4×105?kg。
(2) 水泵至少要做的功:W=Gh?=mgh?=2.4×105?kg×10?N/kg×2?m=4.8×106?J。
(3) 由 P=Wt 可得,抽這些水要用的時(shí)間:t=WP=4.8×106?J2400?W=2×103?s。
6. 【答案】
(1) 8?m/s
(2) 6×104?W
(3) 6×105?J
【解析】
(1) 由題知,在 0~10?s 內(nèi)汽車通過的路程 s=80?m,則在 0~10?s 內(nèi)汽車的平均速度
v=st=80?m10?s=8?m/s。
(2) 由圖可知,10?s 后汽車做勻
15、速直線運(yùn)動,速度 v=15?m/s,此
時(shí)汽車受到的牽引力和阻力是一對平衡力,大小相等,則牽引力
F=f=4000?N
汽車行駛時(shí)的功率為
P=Wt=Fv=4000?N×15?m/s=6×104?W。
(3) 因?yàn)槠嚨墓β什蛔?,所以?0~10?s 內(nèi)汽車發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的牽引力所做的功
W=Pt=6×104?W×10?s=6×105?J。
7. 【答案】
(1) 180?J
(2) 75%
(3) 40?W
(4) 不能
【解析】
(1) 拉力 F 做的有用功 W有=Gh=90?N×2?m=180?J。
(2) 該滑輪組的機(jī)械效
16、率
方法一:
η=W有W總=GhFs=GnF=90?N3×40?N×100%=75%;
方法二:
W總=Fs=40?N×3×2?m=240?J,
η=W有W總=180?J240?J×100%=75%。
(3) 拉力 F 的功率
方法一:
P=W總t=Fst=40?N×3×2?m6?s=40?W;
方法二:
v=st=3×2?m6?s=1?m/s,
P=Fv=40?N×1?m/s=40?W。
(4) 該滑輪組能否提起重 120?N 的物體
方法一:
F=1n(G物+G動),40?N=13(90?N+G動),
G動=30?N,
F?=1n(G物
17、?+G動)=13(120?N+30?N)=50?N,
因?yàn)?50?N>45?N,所以該滑輪組不能提起重 120?N 的物體。
方法二:
η=GhFs=GG+G動,75%=90?N90?N+G動×100%,
G動=30?N,
F?=1n(G物?+G動),
45?N=13(G物?+30?N),
G物?=105?N,
因?yàn)?105?N<120?N,所以該滑輪組不能提起重 120?N 的物體。
8. 【答案】
(1) 1.2×104?J
(2) 625?N
【解析】
(1) 汽車所受阻力:f=0.1mg=0.1×1.5×103?kg×10?N/k
18、g=1.5×103?N
將車勻速拖離,由二力平衡條件得,車受到的拉力:F牽=f=1.5×103?N
拖車裝置所做的有用功:W有=F牽s車=1.5×103?N×8?m=1.2×104?J。
(2) 繩子自由端移動的距離:s繩=3s車=3×8?m=24?m
由 η=W有W總 得,W總=W有η=1.2×104?J80%=1.5×104?J
由 W總=Fs繩 得,作用在繩子自由端的拉力:F=W總s繩=1.5×104?J24?m=625?N。
9. 【答案】
(1) 5×106?J
(2) 30%
(3) 1.75×104?N
【解析】
(1) 車行駛過程中牽引力所做的功:W總=Fs=2.5×104?N×200?m=5×106?J。
(2) 貨車重力:G=mg=5000?kg×10?N/kg=5×104?N,牽引力做的有用功:W有用=Gh=5×104?N×30?m=1.5×106?J,該盤山公路的機(jī)械效率:η=W有用W總=1.5×106?J5×106?J=30%。
(3) 額外功:W額=W總?W有用=5×106?J?1.5×106?J=3.5×106?J,由 W額=fs 可得,車受到的阻力:f=W額s=3.5×106?J200?m=1.75×104?N。