【中考物理】力学计算20道专项训练(含详细解析)39688.pdf
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1、一计算题(共 20 小题)1如图所示,水平桌面上有装有一定量水的圆柱形装水容器,现将一质量为 40g,体积为 5.0105m3的物块放入容器中,物块漂浮在水面上,g10N/kg。求:(1)物块排开液体的体积?(2)如图乙所示,用力 F 缓慢向下压物块,使其恰好完全浸没在水中,此时力 F 为多大?2如图所示,铁桶重为 20N,桶的底面积为 100cm2,往桶里倒入 8kg 的水,水的深度为 15cm,平放在面积为 1m2的水平台面上(g 取 10N/kg)。求:(1)水对桶底的压强;(2)桶底受到水的压力;(3)台面受到桶的压强。3图甲是修建码头时用钢缆绳拉着实心长方体 A 沿竖直方向以 0.3
2、m/s 的速度匀速下降的情景。图乙是 A 下降到水底之前钢缆绳对 A 的拉力 F 随时间 t 变化的图象(取水的密度为1.0103kg/m3,g 取 10N/kg)。求:(1)长方体 A 的高度。(2)长方体 A 浸没在水中后受到的浮力。(3)长方体 A 的密度。4水平放置的平底柱形容器 A 重 3N,底面积是 200cm2,内装有一些水,不吸水的正方体木块 B 重 5N,边长为 10cm,被一体积可以忽略的细线拉住固定在容器底部,如图所示,拉直的细线长为 L5cm,受到拉力为 1N(g取 10N/kg,水1.0103kg/m3)求:(1)木块 B 受到的浮力是多大?(2)容器底部受到水的压强
3、是多大?(3)容器对桌面的压强是多大?5边长为 0.1m 的正方体木块,漂浮在水面上时,有的体积露出水面,如图甲所示。将木块从水中取出,放入另一种液体中,并在木块表面上放一重 2N 的石块。静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示。取 g10N/kg,已知水的密度水1.0103kg/m3求:(1)图甲中木块受的浮力大小;(2)图乙中液体的密度;(3)图乙中木块下表面受到液体的压强。6底面积为 100cm2的平底圆柱形容器内装有适量的水,放置于水平桌面上。现将体积为 500cm3,重为 3N 的木块 A 轻放入容器内的水中,静止后水面的高度为 8cm,如图甲所示,若将一重为 6N 的物体 B
4、 用细绳系于 A的下方,使其恰好浸没在水中,如图乙所示(水未溢出),不计绳重及其体积,求:(1)图甲中木块 A 静止时浸入水中的体积;(2)物体 B 的密度;(3)图乙中水对容器底部的压强。7用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示。从此处匀速下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放(物块未与水底接触)。物块下放过程中,弹簧测力计示数 F 与物块下表面浸入水的深度h 的关系如图乙。g 取 10N/kg,水的密度是 1.0103kg/m3求:(1)物块受到的重力;(2)物块完全浸没在水中受到的浮力;(3)物块的密度。8如图所示,一密度均匀,质量为 6kg,底面积为 600c
5、m2的长方体木块漂浮在静止的水面上,g10N/kg,求:(1)水对木块产生的浮力大小。(2)木块浸入水中的深度。(3)水在木块下表面上产生的压强大小。9将一未装满水密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示,瓶盖的面积是 8cm2,瓶底的面积是 28cm2,瓶重和厚度忽略不计(g 取 10N/kg)。求:(1)倒立放置时瓶盖所受水的压力和压强;(2)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强。10水平桌面上放置一底面积为 100cm2,重为 6N 的柱形容器,容器内装有 20cm 深的某液体。将一体积为400cm3的物体 A 悬挂在弹簧测力计上,弹簧测力计示数为 10N,让物体从液面上方
6、逐渐浸入直到浸没在液体中(如图),弹簧测力计示数变为 5.2N(柱形容器的厚度忽略不计,筒内液体没有溢出,物体未接触容器底。g10N/kg),求:(1)物体浸没在液体中时受到的浮力;(2)筒内液体密度;(3)物体浸没时,容器对桌面的压强。11如图 1 所示,在底面积为 102m2的容器中有一重物,现利用弹簧测力计将其拉出水面,弹簧测力计的示数F 随时间变化的图象如图 2 所示,根据图象信息,计算(1)物体被拉出水面之前受到的浮力;(2)物体的密度;(g 取 10N/kg)(3)物体被拉出水面,由于水面降低,容器底受到水的压强减小了多少帕?12 如图所示,质量为500g的薄壁容器放在水平地面上,
7、容器底面积为80cm2,内装1.5L的水,已知g10N/kg,水1.0103kg/m3,求:(1)容器对水平桌面的压强;(2)水对容器底部的压力。13如图所示,物体 A 质量为 1kg,挂在动滑轮上,弹簧测力计拉力的方向竖直向上,动滑轮的重、绳的重和大小均不计,且不考虑一切摩擦,g 取 10N/kg。求:(1)物体 A 静止在空气中时,弹簧测力计的示数是多少?(2)若物体 A 刚好浸没在水中静止时,弹簧测力计的示数为 3N,则物体 A 受到的浮力是多少?(3)物体 A 的密度是多少?14 工人用图示装置在10s 内将质量为 45kg 的货物匀速提升 2m,此过程中拉力的功率为120W(g取 1
8、0N/kg)求:(1)有用功;(2)滑轮组的机械效率;(3)若工人用此装置匀速提升其他货物,测得拉力大小为 300N,额外功占总功的 20%,工人提升货物的重。15如图所示装置中 O 为轻质杠杆 AB 的支点,AO:OB3:2,A 端用细绳连接物体甲,B 端用细绳连接物体乙,物体乙浸没在水中,此时杠杆恰好在水平位置平衡。已知物体甲、乙的质量分别为 1kg 和 2kg,容器的底面积是 500cm2,g 取 10N/kg,绳子的重力与容器的厚度忽略不计。求:(1)物体乙的体积;(2)容器底部受到水的压力。16如图所示,轻质杠杆可绕 O 点转动,杠杆左端 A 处挂了一物块,右端 B 处施加一个 F3
9、N 的拉力,此时杠杆在水平位置平衡,得 OA30cm,OB20cm。(1)求绳子对杠杆 A 端的拉力。(2)若物块的体积为 10cm3,求小球的重力。17图甲是天工开物中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔,其示意图如图乙。轻质杠杆的支点 O 距左端l10.5m,距右端 l20.2m。在杠杆左端悬挂质量为 2kg 的物体 A,右端挂边长为 0.1m 的正方体 B,杠杆在水平位置平衡时,正方体 B 对地面的压力为 20N求:(1)此时杠杆左端所受拉力大小为多少牛顿?(2)正方体 B 的密度为多少千克每立方米?(3)若该处为松软的泥地,能承受最大压强为 4103Pa,为使杠杆仍在水平位置平衡,物体 A
10、 的重力至少为多少牛顿?18如图所示装置中,O 为轻质杠杆 AB 支点,AO:OB3:2,A 端用细绳连接物体 M,B 端用细绳悬挂物体N,物体 N 浸没在水中,此时杠杆恰好在水平位置平衡。已知物体 N 的体积为 500cm3,物体 N 的密度为 4g/cm3,g 取 10N/kg,绳子的重力忽略不计。求:(1)物体 N 的质量 mN;(2)物体 N 所受的浮力 FN;(3)物体 M 的重力 GM。19如图所示,底面积为 100cm2薄壁圆柱形容器盛有适量的水。重力为 12N,体积为 2103m3的木块 A 漂浮在水面上,如图甲所示;现将一体积为 250cm3的合金块 B 放在木块 A 上方,
11、木块 A 恰好有五分之四的体积浸入水中,如图乙所示。求:(1)图甲中木块 A 受到浮力的大小;(2)合金块 B 的密度;(3)将合金块 B 从木块 A 上取去下放入容器的水中,当 A、B 都静止时,液体对容器底部的压强比取下合金块B 前减小了多少?20小英同学得到一边长为 10cm,密度为 0.7g/cm3的正方体木块,她将木块用细线系于圆柱形容器的水中,如图所示,请你帮她分析以下几个问题:(圆柱形容器静止在水平桌面上)(1)木块所受的浮力大小?(2)细线的拉力大小?(3)剪断细线,当木块静止时,容器底部受到液体的压力与细线未断时变化了多少?参考答案 一计算题(共 20 小题)1如图所示,水平
12、桌面上有装有一定量水的圆柱形装水容器,现将一质量为 40g,体积为 5.0105m3的物块放入容器中,物块漂浮在水面上,g10N/kg。求:(1)物块排开液体的体积?(2)如图乙所示,用力 F 缓慢向下压物块,使其恰好完全浸没在水中,此时力 F 为多大?【分析】(1)根据 Gmg 求出物块受到的重力,由于物块漂浮在水面上,根据漂浮条件可知物块所受的浮力。利用阿基米德原理求物块排开液体的体积;(2)使物块恰好完全浸没在水中,排开水的体积等于物块的体积,利用 F浮水gV排求此时物块受到的浮力,此时物块受到的浮力等于重力加上压力,据此求压力的大小。【解答】解:(1)物块受到的重力:Gmg0.04kg
13、10N/kg0.4N,由于物块漂浮在水面上,则物块受到的浮力:F浮G0.4N,根据 F浮水gV排可得,排开水的体积:V排4.0105m3;(2)使物块恰好完全浸没在水中时,物块受到的浮力:F浮水gV排水gV1.0103kg/m310N/kg5.0105m30.5N,此时物块受到的浮力:F浮G+F,则压力:FF浮G0.5N0.4N0.1N。答:(1)物块排开液体的体积为 4.0105m3;(2)如图乙所示,用力 F 缓慢向下压物块,使其恰好完全浸没在水中,此时力 F 为 0.1N。【点评】本题考查了重力公式、物体漂浮条件、阿基米德原理的应用,关键是注意用力 F 缓慢向下压物块时物块受到的浮力等于
14、重力加上压力。2如图所示,铁桶重为 20N,桶的底面积为 100cm2,往桶里倒入 8kg 的水,水的深度为 15cm,平放在面积为 1m2的水平台面上(g 取 10N/kg)。求:(1)水对桶底的压强;(2)桶底受到水的压力;(3)台面受到桶的压强。【分析】(1)已知水的密度和深度,利用公式 pgh 计算水对桶底的压强;(2)求出了水对桶底的压强和桶底面积,利用公式 FpS 得到桶底受到水的压力;(3)桶对台面的压力等于桶重与水重之和;已知桶底面积,利用公式 p求台面受到桶的压强。【解答】解:(1)水对桶底的压强:pgh1.0103kg/m310N/kg0.15m1500Pa;(2)S100
15、cm21.0102m2,由 p得桶底受到水的压力:FpS1500Pa1.0102m215N;(3)台面受到的压力:FG桶+G水G桶+m水g20N+8kg10N/kg20N+80N100N,台面受到的压强:p10000Pa。答:(1)水对桶底的压强为 1500Pa;(2)桶底受到水的压力为 15N;(3)台面受到桶的压强为 10000Pa。【点评】本题考查压力、压强的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,要知道在水平面上压力等于物体自身的重力,最容易出错的是受力面积的判断,本题给出了台面的面积,这是一个陷阱,受力面积指的是两个物体相互接触的面积,所以做题的时候一定要注意,还要注意解题过程中单位的换
16、算。3图甲是修建码头时用钢缆绳拉着实心长方体 A 沿竖直方向以 0.3m/s 的速度匀速下降的情景。图乙是 A 下降到水底之前钢缆绳对 A 的拉力 F 随时间 t 变化的图象(取水的密度为1.0103kg/m3,g 取 10N/kg)。求:(1)长方体 A 的高度。(2)长方体 A 浸没在水中后受到的浮力。(3)长方体 A 的密度。【分析】(1)从图象中得出长方体 A 由下底面接触水面到刚好浸没所用的时间,然后然后利用 v计算长方体 A 的高度。(2)分析钢绳拉力随时间 t 变化的图象,得出重力大小,当长方体 A 完全浸入后,浮力等于重力减去拉力,据此计算长方体 A 浸没在水中后受到的浮力;(
17、3)求出了长方体 A 受到的浮力,由阿基米德原理计算出 A 的体积,从而计算出 A 的密度。【解答】解:(1)由图乙可知,长方体 A 从下底面接触水面到刚好浸没所用的时间:t15s10s5s,根据 v可得,长方体 A 的高度:svt0.3m/s5s1.5m;(2)由图乙可知,前 10s 钢绳的拉力不变,等于物体 A 的重力,此时物体在水面以上,所以拉力与重力是一对平衡力,则:GF3104N,1015s,钢绳的拉力减小,是物体 A 从与水面接触到完全浸没,由图可知,当 A 完全浸入水中时,拉力 F1104N,所以石料受到的浮力:F浮GF3104N1104N2104N;(3)根据 F浮水gV排可得
18、,A 的体积:VV排2m3,所以 A 的密度:1.5103kgm3;答:(1)长方体 A 的高度为 1.5m。(2)长方体 A 浸没在水中后受到的浮力为 2104N。(3)长方体 A 的密度为 1.5103kgm3。【点评】本题考查了速度公式的应用,平衡力的应用、浮力、密度的计算,解题关键是通过图乙确定 A 的重力,并根据浮力等于重力减去拉力求出长方体 A 浸没在水中后受到的浮力。4水平放置的平底柱形容器 A 重 3N,底面积是 200cm2,内装有一些水,不吸水的正方体木块 B 重 5N,边长为 10cm,被一体积可以忽略的细线拉住固定在容器底部,如图所示,拉直的细线长为 L5cm,受到拉力
19、为 1N(g取 10N/kg,水1.0103kg/m3)求:(1)木块 B 受到的浮力是多大?(2)容器底部受到水的压强是多大?(3)容器对桌面的压强是多大?【分析】(1)对木块做受力分析,向上的是浮力,向下受到了自身的重力和细线的拉力,即 F浮G+F拉;(2)根据求得的木块 B 受到的浮力,利用 F浮gV排变形可求得排开水的体积,然后可知木块浸入水的深度,再加上拉直的细线长,即为水的深度,利用 pgh 可求得容器底部受到水的压强;(3)容器对桌面的压力等于容器、木块和水受到的总重力,再利用 p可求得容器对桌面的压强。【解答】解:(1)木块受向上的浮力、向下的重力和向下的拉力,根据力的平衡条件
20、可得,木块 B 受到的浮力:F浮GB+F拉5N+1N6N;(2)由 F浮gV排可得,排开水的体积:V排6104m3,木块的底面积 S木0.1m0.1m1102m2。木块浸入水中的深度:h0.06m6cm,则水的深度 hh+L6cm+5cm11cm0.11m,容器底部受到水的压强:p水gh1.0103kg/m310N/kg0.11m1.1103Pa;(3)容器内水的体积:V水S容hV排200104m20.11m6104m31.6103m3,由可得,水的质量:m水水V水1.0103kg/m31.6103m31.6kg,水的重力:G水m水g1.6kg10N/kg16N,容器对桌面的压力等于容器、木块
21、和水受到的总重力,即容器对桌面的压力:FG水+G容+G木16N+3N+5N24N,容器对桌面的压强:p1200Pa。答:(1)木块 B 受到的浮力是 6N;(2)容器底部受到水的压强是 1.1103Pa;(3)容器对桌面的压强是 1200Pa。【点评】本题考查了阿基米德原理、物体浮沉条件和液体压强公式的应用,关键是求“水的深度“,是一道难度较大的题目。5边长为 0.1m 的正方体木块,漂浮在水面上时,有的体积露出水面,如图甲所示。将木块从水中取出,放入另一种液体中,并在木块表面上放一重 2N 的石块。静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示。取 g10N/kg,已知水的密度水1.0103k
22、g/m3求:(1)图甲中木块受的浮力大小;(2)图乙中液体的密度;(3)图乙中木块下表面受到液体的压强。【分析】(1)根据题意,求出物体所排开水的体积,由阿基米德原理解题;(2)根据物体的漂浮特点,由阿基米德原理解题;(3)根据液体内部压强的特点,由 pgh 求解。【解答】解:(1)由阿基米德原理可得:F浮水V排g1.0103kg/m3(0.1m)3(1)10N/kg6N;(2)木块的重力:G木F浮6N,木块表面上放一重 2N 的石块,当它静止时,F浮G总,即液V木gG木+G石,液体的密度:液0.8103kg/m3。(3)图乙中木块下表面受到液体的压强:p乙gh0.8103kg/m310N/k
23、g0.1m800Pa。答:(1)图甲中木块受的浮力为 6N;(2)图乙中液体的密度为 0.8103kg/m3;(3)图乙中木块下表面受到液体的压强为 800Pa。【点评】本题考查阿基米德原理的运用,要理解物体漂浮时的特点,掌握液体内部压强的运算。6底面积为 100cm2的平底圆柱形容器内装有适量的水,放置于水平桌面上。现将体积为 500cm3,重为 3N 的木块 A 轻放入容器内的水中,静止后水面的高度为 8cm,如图甲所示,若将一重为 6N 的物体 B 用细绳系于 A的下方,使其恰好浸没在水中,如图乙所示(水未溢出),不计绳重及其体积,求:(1)图甲中木块 A 静止时浸入水中的体积;(2)物
24、体 B 的密度;(3)图乙中水对容器底部的压强。【分析】(1)根据漂浮浮力等于重力,根据 F浮水gV排得出木块 A 静止时浸入水中的体积;(2)根据漂浮浮力等于重力,根据 F浮水gV排得出木块 AB 静止时浸入水中的总体积;总体积减去 A 的体积,就是 B 的体积;根据算出 B 的密度;(3)AB 总体积减去木块 A 静止时浸入水中的体积,就为没入水中增加的体积,根据 Vsh 算出增加的深度,再利用 p水gh 即可求出图乙中水对容器底部的压强。【解答】解:(1)因为 A 漂浮在水中,所以 F浮GA3N,根据 F浮水gV排得 V排3104m3(2)图 A、B 共同悬浮:F浮 A+F浮 BGA+G
25、B 公式展开:水g(VA+VB)GA+GB VA+VB9104m3 其中 VA500cm35104m3,故 VB4104m3 B 的质量为:mB0.6kg;B 的密度为:B1.5103kg/m3;(3)当 AB 浸入水中后,所增加浸入水中的体积为:VVA+VBV排9104m33104m36104m3 液面升高h0.06m,图乙中水对容器底部的压强:p水gh1.0103kg/m310N/kg(0.06m+0.08m)1400Pa。答:(1)图甲中木块 A 静止时浸入水中的体积为 3104m3;(2)物体 B 的密度 1.5103kg/m3;(3)图乙中水对容器底部的压强为 1400Pa。【点评】
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