中考物理一轮复习 浮力和机械效率综合计算题练习 有答案和解析 共16题 下载本文

参考答案

1.(1)150N;(2)2.67×103kg/m3(3)83.3% 【解析】 【详解】

(1)由图可知,n=3,忽略绳重和摩擦,滑轮组对物体的拉力:F拉=3F-G2=3×100N-50N=250N,因为G1=F浮+F拉,所以F浮=G1-F拉=400N-250N=150N; (2)根据F浮=ρ水gV排可知,V排?F浮150N??0.015m3, 33?水g1?10kg/m?10N/kgG1400N??40kg,物体的密度:g10N/kg物体的体积:V=V排=0.015m3,物体的质量:m???m40kg??2.67?103kg/m3; 3V0.015m(3)滑轮组的机械效率:??W有W总?F拉hFs?F拉hF?3h?F拉3F?250N?83.3%。

3?100N答:(1)物体浸没在水中受到浮力的大小为150N; (2)物体的密度为2.67×103kg/m3; (3)滑轮组的机械效率83.3%。

2.(1)5×104Pa (2)1000N (3)75%

【解析】(1)5m深处水产生的压强:p=ρgh=1.0×10kg/m×10N/kg×5m=5×10Pa; (2)由题可知,箱子完全浸没,F浮=ρgV=1.0×10kg/m×10N/kg×0.1m=1000N; (3)由图可知n=3,

箱子在水中被匀速提起时,滑轮组对物体的拉力:

3

3

3

3

3

4

F′=G-F浮=mg-F浮=550kg×10N/kg-1000N=4500N,

滑轮组的机械效率: ??W有W总?F'hF'hF'4500N????75%. 3FsFnhnF3?2?10N4

答:(1)5m深处水产生的压强为5×10Pa; (2)箱子完全浸没在水中时受到的浮力为1000N;

(3)箱子在水中被匀速提起时,所用的拉力F为2×10N,滑轮组的机械效率为75%. 3.(1)500Pa (2)20N (3)83.3%

【解析】(1)液体压强计算公式p??gh,深度从65cm增加到70cm,

3

答案第1页,总12页

P.0?103kg/m3?10N/kg?0.65m?6500pa 1??gh?1P2??gh?1.0?103kg/m3?10N/kg?0.70m?7000pa

增加的压强为P?P2?P1?500pa

(2)物体浸没液体中所受浮力计算公式F??gv

排开水的体积v?400?10m??70?65??10m?0.002m

?42?23带入浮力计算公式F??gv?1.0?10kg/m?10N/kg?0.002m?20N (3)物体完全浸没在水中时W用=(G?F)H,总功W总=(G?G动?F)H 机械效率?=333W用(G?F)H==80% W总(G?G动?F)H带入计算G动=20N 把物体完全拉出水面后?=视频

4.(1)5000N;(2)1×104N;(3)0.2m/s;(4)答案见解析 【解析】 【详解】

(1)由??=??可得,A的质量:

????=????????=0.5×103kg/m3×1m3=500kg; A的重力:

????=??????=500kg×10N/kg=5000N; (2)A浸没在水中??排=????=1m3, A浸没在水中受到的浮力:

??浮=??水????排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m3=1×104N;

(3)由图知,3段绳子拉着动滑轮,当A完全浸没时绳子对物体A拉力最大,电动机对绳子的拉力:

??=3(??浮﹣????+??动)=3(1×104N﹣5000N+1×103N)=2000N,

答案第2页,总12页

1

1

??

W用GH==83.3% W总(G?G动)H

由??=????可得,绳端移动的最小速度: ??绳=

????

=

1.2×103W2000N

=0.6m/s;

则A向下运动的最小速度: ????=3??绳=3×0.6m/s=0.2m/s;

(4)当A完全浸没时绳子对物体A拉力最大,效率最高; A向下运动过程中的有用功: ??有用=(??浮﹣??)?, 总功为:??总=????=3??? 所以最高机械效率为: ??=

??有用??总1

1

=

(??浮﹣??)?3???=

1×104N﹣5000N

3×2000N

=83.3%。

【点睛】

重点是重力、浮力、功率、效率的计算,要用到滑轮组拉力与绳子段数的关系,以及效率什么时候最高的知识,求效率时要理解,动滑轮拉物体做的是有用功,动力对动滑轮做的功为总功,然后可得效率。

5.(1)m=560kg;F浮=1600N;(2)η=78.43%;(3)机械效率将变大,由机械效率的公式可知,在额外功不变的情况下,有用功变大,所以有用功占总功的比值就变大,即机械效率变大。

【解析】(1)工件的质量:m=ρV=3.5×103kg/m×0.16m=560kg,工件浸没在水中时,受到的浮力:F浮=ρ液gV排=1×10kg/m×10N/kg×0.16m=1600N;(2)滑轮组对工件的拉力:F′=G-F浮=mg-F浮=560kg×10N/kg-1600N=5600N-1600N=4000N,机械效率:η=??

??有总3

3

3

3

3

=??′?????

=3×1700=78.43%(3)工件从刚露出水面到完全露出水面的过程中,工件排开水的

4000??

体积减小,工件受到的浮力减小,滑轮受到的拉力增大,拉力做的有用功增大,额外功几乎不变,由此可知动滑轮的机械效率变大.

6.(1)680N;60N;(2)400 N;(3)1.5m;1.5×104 Pa;(4)1.7×103 kg/m3 【解析】 【详解】

答案第3页,总12页

(1)物体在空气中时,滑轮组的机械效率??W有W总?GhGG??,滑轮组有4段FsF?nhnF绳子承担总重,即n=4,由图乙可知,物体在空气中时绳端的拉力:F2=200N,物体的重力:

G=4F2η=4×200N×85%=680N;

由力的平衡关系可知4F2=G+2G动,单个动滑轮重力为

G动?4F2?G1???4?200N?680N??60N; 22(2)由图乙可知,物体浸没在水中匀速上升时绳端的拉力F1=100 N, 由力的平衡关系可知4F1+F浮=G+2G动,

则物体浸没在水中受到的浮力:F浮=G+2G动-4F1=680 N+2×60 N-4×100 N=400 N; (3)由图乙可知,物体刚离开水面时,绳子自由端移动的距离s=6 m, 由s=nh可得,水底的深度:h?s6m??1.5m, n43

3

4

水对水底的压强:p=ρ水gh=1.0×10 kg/m×10 N/kg×1.5 m=1.5×10 Pa. (4)由F浮=ρ液gV排可得,物体的体积:

V物?V排=F浮400N3??0.04m, ?水g1?103kg/m3?10N/kgG680N33??1.7?10kg/m. V物g0.04m3?10N/kg由G=mg=ρVg可得,物体的密度:?物=答:(1)物体的重力是680 N,单个动滑轮的重力是60 N; (2)物体浸没在水中时受到的浮力是400 N;

(3)水底的深度为1.5 m,水对水底的压强为1.5×104 Pa; (4)物体的密度是1.7×103 kg/m3. 7.(1)1000N;(2)10kW;(3)80% 【解析】 【详解】

(1).物体A受到的浮力F浮为:

F浮=?水gV排=1.0?103kg/m3?10N/kg?0.1m3=1000N;

(2).拉力F移动的距离s为:

s=2h=2?2m=4m

拉力F所做的总功 W总为:

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