2024四川中考物理二輪重難題型精講專題七力學計算驗類型1浮力模型類考向1漂浮、懸浮模型1.如圖為中國新一代通用型導彈驅逐艦169號(武漢艦)，它是052B型導彈驅逐艦．其滿載時的排水量約為7×103t．當驅逐艦以72km/h的速度勻速直線航行時，受到的阻力是自身總重力的0.01倍．(海水密度近似取1.0×103kg/m3，g取10N/kg)求：第1題圖(1)在水面下3m深處，船體受到的海水的壓強是多少？(2)驅逐艦滿載時，受到的浮力是多少？(3)驅逐艦滿載時，排開海水的體積是多少？(4)驅逐艦滿載時以72km/h的速度勻速航行，受到的牽引力是多少？2.一題多設問如圖甲所示，是一圓柱形容器，放在水平桌面上，內裝有25cm深的液體，該液體對容器底部產生的壓強為2000Pa.(g取10N/kg)求：第2題圖(1)液體的密度；(2)若將邊長為10cm的正方體木塊放入圓柱形容器中如圖乙所示，木塊靜止時，有eq\f(1,4)的體積露出液面，此時木塊受到的浮力大小；(3)要使木塊完全浸沒至少需要施加多大向下的壓力．拓展設問(4)若容器的底面積為200cm2，木塊全部浸沒在液體中時，液體對容器底部壓強變化了多少．(5)若容器的底面積為200cm2，放入木塊后，容器對水平桌面的壓強．(容器質量不計)3.某同學想測量一種液體的密度．他將適量的待測液體加入到圓柱形平底玻璃容器里，然后一起緩慢放入盛有水的水槽中．當容器下表面所處的深度h1＝10cm時，容器處于直立漂浮狀態，如圖甲所示．已知容器的底面積S＝25cm2，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg.第3題圖(1)求水對容器下表面的壓強；(2)求容器受到的浮力；(3)從容器中取出100cm3的液體后，當容器下表面所處的深度h2＝6.8cm時，容器又處于直立漂浮狀態，如圖乙所示．求液體的密度．考向2出水、入水模型4.一個質量忽略不計、底面積為100cm2的容器中裝有2kg水，放在水平桌面上．將一個石塊掛在彈簧測力計下，測力計的示數為5.6N，慢慢將石塊浸沒在水中，不接觸杯壁和杯底，水無溢出，穩定后，彈簧測力計的示數為2.8N．(g取10N/kg)求：第4題圖(1)石塊所受的浮力F浮．(2)石塊的密度ρ.(3)在如圖所示狀態下，容器底對桌面的壓強p.5.某水底打撈作業中，需將一長方體石柱從水底勻速打撈出水．如圖所示是吊車鋼絲繩拉力F隨石柱下表面距水底深度h變化的圖像．(水的阻力忽略不計，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg)求：第5題圖(1)石柱浸沒在水中受到的浮力；(2)石柱未露出水面前，在水中上升2m鋼絲繩拉力所做的功；(3)在水底時石柱上表面受到的水的壓強．6.如圖所示，水平桌面上放有一圓柱形溢水杯，它自重7N，底面積為300cm2，溢水口距杯底的高度為12cm，溢水杯中盛有高為10cm、質量為3kg的水．現將一體積為1000cm3、質量為2.7kg的正方體鋁塊緩慢浸沒入水中，不計溢水杯的厚度．(g取10N/kg)求：第6題圖(1)鋁塊放入水前，水對溢水杯底部的壓強；(2)鋁塊浸沒在水中受到的浮力；(3)鋁塊浸沒在水中靜止后，溢水杯對水平桌面的壓強．考向3eq\a\vs4\al(注水、排水模型)(綿陽6年3考)7.有一足夠大的水池，在其水平池底中豎直放置一段圓木．圓木可近似看作一個圓柱體，底面積為0.8m2，高5m，密度為0.7×103kg/m3.(ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg)第7題圖(1)未向池內注水時，圓木對池底的壓力和壓強分別為多大？(2)向水池內緩慢注水，在水位到達1m時圓木受到水的浮力和圓木對池底的壓力分別為多大？(3)當向水池內注水深度達到4m時，圓木受到的浮力又為多大？8.如圖甲所示，水平桌面上有個質量為2.5kg，底面積為0.25m2的正方體水槽，水槽內有一個實心球．逐漸往水槽內加水，球對水槽底部的壓力F與水深h的關系如圖乙所示，水深h＝7cm時，球剛好有一半體積浸入水中(不考慮水槽厚度，水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg)．求：第8題圖(1)水深7cm時水槽底部受到水的壓強；(2)水深7cm時球受到的浮力；(3)實心球剛好離開水槽底部時水槽對水平桌面的壓強．9.如圖甲所示，邊長為10cm、質量為0.5kg的正方體木塊A通過細線與圓柱形容器底部相連，容器中水面與正方體A上表面齊平，水面距容器底距離為30cm，從打開容器底部的抽液機勻速向外排水開始計時，細線中拉力F隨時間t的變化圖像如圖乙所示．已知容器的底面積為200cm2，排水前容器中水的重力為50N(繩子、容器質量忽略不計)，(ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg)求：第9題圖(1)抽液機工作前木塊受到的浮力；(2)抽液機工作前容器對水平面的壓強；(3)第50s時，液體對容器底的壓強．

類型2機械運動類1.金義東(金華—義烏—東陽)線是金華輕軌的首條線路，全長約108千米，該線路的建成有助于打造金義都市區“一小時通勤圈”．金義東線所用列車空載時的質量約為200噸，停靠時車輪跟鐵軌接觸總面積為0.8平方米，最高設計速度為120千米/小時(g取10N/kg)．完成下列問題：第1題圖(1)若列車全程以最高設計速度行駛，途中不停靠，則從金華到東陽共需要多少小時？(2)停靠時，空載列車對鐵軌的壓強為多少？(3)若空載列車以最高設計速度勻速直線行駛時，所受阻力為車重的0.04倍，此時該列車的功率為多少瓦？2.總部位于湖南省長沙市岳麓區的某股份有限公司，是一家持續創新的全球化企業．如圖是這個公司生產的高空作業平臺，它重心低，運行高效．求：第2題圖(1)作業平臺以2m/s的速度在平直的路面上勻速行駛20s，它行駛的路程；(2)作業平臺用104N的支持力將貨物豎直緩慢舉高10m，支持力對貨物所做的功；(3)質量為3150kg的作業平臺上裝有850kg的貨物，靜止在水平地面上時，車輪與地面的總接觸面積為0.04m2，此時作業平臺對水平地面的壓強．(取g＝10N/kg)3.張家界風景區內的“百龍天梯”是世界上最高、載重量最大、運行速度最快的全景戶外觀光電梯．該電梯運行高度約為330m，從地面向上運行到最高點的過程中，電梯速度與時間的關系圖像如圖所示．游客小明質量為60kg，每只腳與電梯水平地板的接觸面積約為250cm2，g取10N/kg.求：第3題圖(1)“百龍天梯”向上運行時全程的平均速度；(2)當電梯勻速運行時，雙腳站立的小明對電梯的壓強；(3)向上勻速運行的過程中，電梯對小明做的功．4.我國自主研發建造的“天鯤號”(如圖)是中國最強造島神器，其智能化水平以及挖掘系統、輸送系統的高功率配置均為世界之最，可用于挖掘水下泥土，砂石等．“天鯤號”其長140m，寬27.8m，滿載排水量為17000t，滿載吃水深度6.5m，泥泵輸送功率5×106W，最大挖掘深度可達35米，設計每小時挖泥6000m3，相當于每小時能挖出1.5個足球場大、半米深的坑洞．(g取10N/kg，ρ水取1.0×103kg/m3)(1)滿載時，求“天鯤號”底部受到水的壓強是多少？若船底需要安裝探測儀器，其面積為50cm2,求探測儀器受到水的壓力是多少？第4題圖(2)若“天鯤號”漂浮在水面時排開水的體積為1.5×104m3，則它受到的總重力是多少？(3)“天鯤號”去某水域執行任務，其工作量相當于將1.2×104t的淤泥輸送至20m高的臺面上．假設“天鯤號”絞吸挖泥船泥泵的機械效率為30%,求完成此任務需要的時間是多少？類型3簡單機械類1.一題多設問大壯同學自制了如圖所示的健身器材，堅持鍛煉身體．用細繩系在輕桿的O點將輕桿懸掛起來，在桿的A端懸掛質量m1＝10kg的重物，在B端豎直向下緩慢拉動輕桿至水平位置．已知AO長1.5m，OB長0.5m，大壯質量m2＝56kg，g取10N/kg，求此時：第1題圖(1)大壯對桿的拉力大小；(2)地面對大壯的支持力大小；拓展設問(3)若大壯同學與地面的接觸面積為100cm2，此時大壯對地面的壓強；(4)A端最多能掛多重的物體(計算結果保留一位小數)．2.一題多設問在美麗鄉村建設中，政府為某村購置一批健身器材．工人往車上搬運裝有健身器材的箱子時，用長木板搭了一個3m長的斜面，把120kg的箱子沿斜面勻速推到1m高的車廂上，如圖．推箱子做的額外功是300J．(g取10N/kg)求：第2題圖(1)推箱子做的有用功；(2)斜面的機械效率；(3)沿斜面的推力；拓展設問(4)箱子受到的摩擦力；(5)工人用10s將箱子推到車廂，則工人的功率．3.如圖所示，“塔吊”是建筑工地不可或缺的機械，它是利用電動機通過滑輪組提升重物的．某次作業時，將質量為1000kg的鋼筋勻速提升12m．用時50s，施加在繩端的拉力為6000N．g取10N/kg.求：第3題圖(1)鋼筋所受重力是多少？(2)鋼筋上升的速度是多少？(3)滑輪組的機械效率是多少？4.如圖所示，工人師傅用150N的拉力，使重為1000N的物體以0.2m/s的速度在地面上沿水平方向做勻速直線運動，已知物體在運動時受到地面的摩擦力為物重的0.2倍．不計繩重及繩與滑輪、滑輪與軸之間的摩擦．求：第4題圖(1)工人師傅拉力的功率；(2)動滑輪的重；(3)若物重增大到2000N，則滑輪組的機械效率是多少？5.如圖所示，圖甲是某大型起吊裝置，圖乙是其機械起吊部分的簡化示意圖．已知物體A質量為500kg，底面積為1.25m2，不計繩重量、機械部分摩擦和水的阻力，請完成以下問題(g＝10N/kg)第5題圖(1)起吊前物體A靜止在地面上，其對地面的壓強是多少？(2)如圖乙所示，當繩子自由端的拉力為1000N時，地面對物體A的支持力為1650N，增加繩子自由端的拉力后物體A被成功勻速提升2m，請計算此時整個機械的機械效率．(3)工人師傅利用該裝置將另一物體B以0.1m/s的速度勻速放入水中過程中，繩子拉力功率隨時間變化關系如圖丙所示，請計算物體B的密度．(ρ水＝1.0×103kg/m3)參考答案類型1浮力模型類1.(1)3×104Pa(2)7×107N(3)7×103m3(4)7×105N2.解：(1)液體的密度ρ液＝eq\f(p,gh)＝eq\f(2000Pa,10N/kg×0.25m)＝0.8×103kg/m3(2)木塊的體積V木＝(0.1m)3＝1×10－3m3木塊靜止時，有eq\f(1,4)的體積露出液面，則木塊排開液體的體積V排＝(1－eq\f(1,4))V木＝eq\f(3,4)V木＝eq\f(3,4)×1×10－3m3＝0.75×10－3m3根據阿基米德原理，木塊受到的浮力F浮＝G排＝ρ液gV排＝0.8×103kg/m3×10N/kg×0.75×10－3m3＝6N(3)木塊漂浮在液面上，所以有F浮＝G木＝6N木塊完全浸沒時受到的浮力F浮′＝ρ液gV木＝0.8×103kg/m3×10N/kg×1×10－3m3＝8N需要向下的壓力F＝F浮′－G木＝8N－6N＝2N(4)物塊排開液體的體積增加了ΔV＝eq\f(1,4)V木＝eq\f(1,4)×1×10－3m3＝0.25×10－3m3液面變化的高度為Δh＝eq\f(ΔV,S)＝eq\f(0.25×10－3m3,200×10－4m2)＝0.0125m液體對容器底部壓強變化量為Δp＝ρ液gΔh＝0.8×103kg/m3×10N/kg×0.0125m＝100Pa(5)容器中液體的質量為m＝ρ液V＝0.8×103kg/m3×200×25×10－6m3＝4kg容器中液體的重力為G液＝mg＝4kg×10N/kg＝40N木塊重力為G木＝F浮＝6N由于容器質量不計，放入木塊后，容器對水平桌面的壓強為p′＝eq\f(F,S)＝eq\f(G液＋G木,S)＝eq\f(40N＋6N,200×10－4m2)＝2.3×103Pa3.(1)1×103Pa(2)2.5N(3)0.8×103kg/m34.(1)2.8N(2)2×103kg/m3(3)2.28×103Pa5.(1)5000N(2)1.5×104J(3)3×104Pa6.(1)1000Pa(2)10N(3)2000Pa7.解：(1)未向水池內注水時，圓木放在水平池底對池底的壓力F木＝G＝mg＝ρVg＝ρShg＝0.7×103kg/m3×0.8m2×5m×10N/kg＝2.8×104N圓木對池底的壓強p木＝eq\f(F木,S)＝eq\f(2.8×104N,0.8m2)＝3.5×104Pa(2)水位到達1m時，圓木受到水的浮力F浮＝ρ水gV排＝ρ水gSh1＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.8m2×1m＝8×103N由于F浮<G，圓木對池底的壓力F壓＝F支＝G－F浮＝2.8×104N－8×103N＝2×104N(3)設當水深為h0時圓木恰好漂浮，由F浮＝G得ρ水gS·h0＝ρ木gS·hh0＝eq\f(ρ木,ρ水)h＝eq\f(0.7×103kg/m3,1.0×103kg/m3)×5m＝3.5m水池水深h2＝4m>3.5m，此時圓木漂浮，圓木受到的浮力F浮＝G＝2.8×104N8.解：(1)水深7cm時，水槽底部受到水的壓強p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.07m＝700Pa(2)由圖乙知：水深7cm時，球對水槽底部的壓力F＝5.74N，G球＝12.92NF支＝F＝5.74N由受力分析知：F浮＋F支＝G球則F浮＝G球－F支＝12.92N－5.74N＝7.18N(3)由圖乙知，球剛離開槽底時h＝10cm，此時漂浮F浮′＝G球由阿基米德原理得：F浮′＝G排則G球＝G排＝12.92N水槽對水平桌面的壓力F壓＝G槽＋G水＋G球＝G槽＋G水＋G排其中G水＋G排與深度h＝10cm，底面積S＝0.25m2的水重力相同F壓＝G槽＋ρ水gV水＝mg＋ρ水Shg＝2.5kg×10N/kg＋1.0×103kg/m3×0.25m2×0.1m×10N/kg＝275N水槽對水平桌面的壓強p＝eq\f(F壓,S)＝eq\f(275N,0.25m2)＝1100Pa9.解：(1)正方體木塊A的重力G＝mg＝0.5kg×10N/kg＝5N當t＝0時，由圖乙可知此時繩子對木塊的拉力F拉＝5N，此時正方體木塊A受到重力、繩子的拉力及水對它的浮力的作用，存在平衡關系為F浮＝G＋F拉，故木塊受到的浮力F浮＝5N＋5N＝10N(2)容器對水平面的壓力為F＝G木＋G水＝5N＋50N＝55N則抽液機工作前容器對水平面的壓強為p＝eq\f(F,S)＝eq\f(55N,200×10－4m2)＝2750Pa(3)由題圖乙可知：第50s時，繩子的拉力剛剛為零，即此時木塊剛好處于漂浮狀態，則F浮′＝G木＝5N根據F浮＝ρ水gV排得出此時的木塊浸入水中的體積為V排′＝eq\f(F浮′,ρ水g)＝eq\f(5N,1.0×103kg/m3×10N/kg)＝5×10－4m3＝500cm3木塊浸入水中的深度為h浸＝eq\f(V排′,S木)＝eq\f(500cm3,（10cm）2)＝5cm此時容器中水的深度為h′＝h－(L木－h浸)＝30cm－(10cm－5cm)＝25cm＝0.25m則水對容器底部的壓強為p＝ρ水gh′＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m＝2500Pa類型2機械運動類1.(1)0.9h(2)2.5×106Pa(3)2.67×106W2.(1)40m(2)1×105J(3)1×106Pa3.(1)2.75m/s(2)1.2×104Pa(3)1.8×105J4.(1)6.5×104Pa325N(2)1.5×108N(3)1600s類型3簡單機械類1.(1)300N(2)260N(3)2.6×104Pa(4)186.7N2.(1)1200J(2)80%(3)500N(4)100N(5)150W3.(1)1×104N(2)0.24m/s(3)83.33%4.(1)60W(2)100N(3)80%5.解：(1)物體A的重力為G＝mg＝500kg