2025年高考物理第二輪專項復習圖像題02受力分析相關圖像分析(學生版+解析)_第1頁
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文檔簡介

圖像題02受力分析相關圖像分析一、力的圖像1、注意理解彈力與形變量的關系及其應用2、注意理解力與運動的關系,注意理解t圖的含義,能結合圖像、結合受力分析描述物體運動二、浮力圖像1.解圖像題的關鍵是“三看”看軸、看線、看點。2.看軸:看清縱軸、橫軸代表的物理量。3.看線:圖像上的線段對應的是物體運動的過程,要搞清楚每段線段所表示的運動過程。4.看點:圖像上的起點、拐點、終點對應的是物體的運動狀態,要理解各個點所對應的狀態。“未浸全浸兩示數”:一是物體未浸入液體時彈簧測力計示數;二是物體完全浸入液體中的示數。根據浮力圖像還原相應場景動態過程,并在整個過程的特殊狀態進行分析和計算。根據圖像,入水之前知重力,入水之中有變化,入水之后(浸沒)找體積。三、功和機械能簡單機械1、注意理解功及功率的含義,注意理解t圖的含義,能結合圖像、結合受力分析描述物體運動并計算功與功率2、注意理解力與運動的關系及能量轉化關系(2024?吳中區模擬)如圖所示,A、B兩個物體疊放在水平面上,A的上下表面均水平,B物體與一拉力傳感器相連接,連接拉力傳感器和物體B的細繩保持水平。從t=0時刻起,用一水平向右的力F=kt(k為常數)作用在物體上,且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。(木塊未脫離接觸面)下列拉力傳感器的示數F傳隨時間變化的圖線正確的是()A. B. C. D.(2024?長安區校級模擬)從“蛟龍號”到“奮斗者號”,我國載人潛水器一再刷新深海下潛深度的記錄。圖甲是“奮斗者號”。在某次豎直下潛中,若從“奮斗者號”剛好浸沒開始計時,到返回水面結束計時,下潛深度h隨時間t的變化關系如圖乙所示。忽略海水密度變化和“奮斗者號”的形變,下列對“奮斗者號”的分析正確的是()A.在0~3min,處于勻速直線運動狀態 B.在1~3min,受到海水的浮力逐漸變大 C.在4~6min,處于靜止狀態 D.在6~8min,受到海水的壓強不變(2024?鹽亭縣模擬)某運動員做蹦極運動,如圖甲所示,從高處O點開始下落,A點是彈性繩的自由長度,在B點運動員所受彈力恰好等于重力,C點是第一次下落到達的最低點。運動員所受彈性繩彈力F的大小隨時間t變化的情況如圖乙所示(蹦極過程視為在豎直方向的運動)。下列判斷正確的是()A.從A點到B點過程中運動員減速下落 B.從B點到C點過程中運動員動能增大 C.t0時刻運動員動能最大 D.運動員重力大小等于0.6F0(2024?瑤海區校級模擬)如圖甲所示,用動滑輪提升物體時,繩端需要施加的拉力F與物體重力G的關系圖像如圖乙所示,則提升G=30N的物體使之以0.1m/s的速度上升時(繩重和摩擦忽略不計),下列說法正確的是()A.動滑輪重為5N B.拉力F的功率為2W C.動滑輪的機械效率為75% D.動滑輪的機械效率與被提升物體的重力無關(2024?南安市校級模擬)如圖甲所示,底面積為100cm2的圓柱形容器中裝滿了水,底部中央固定有一根體積不計沿豎直方向的細桿,細桿的上端連接著底面積為40cm2圓柱體A,容器的底部安裝有閥門。現打開閥門控制水均勻流出,同時開始計時,水對容器底部的壓力隨時間變化的規律如圖乙所示。則()A.圓柱體A的高度30cm B.容器裝滿水時,水的體積5000cm3 C.當t=46s時,液體對容器底部壓強1500Pa D.當t=46s時,液體對圓柱體A底部壓力6N(2024?錫山區校級二模)質量不計的輕薄容器橫截面積為100cm2,裝有10cm深的某種液體,如圖甲所示;橫截面積為50cm2且質量分布均勻的圓柱體乙放在水平地面上,現沿水平方向截去厚度為h的部分,放入甲的容器中,柱體保持豎直方向不變,甲容器對地面的壓強p隨所截取厚度h的變化如圖丙所示,則以下說法中,不正確的是()A.液體密度為0.8×103kg/m3 B.乙柱體的密度為0.4×103kg/m3 C.p2的值為1.2 D.當h=30cm時,乙柱體對容器底的壓強為200Pa(2024?新城區校級模擬)如圖所示,圖甲的彈簧測力計下面掛一個圓柱體,將圓柱體從盛有水的燒杯上方離水面某一高度處緩慢下降,然后將其逐漸浸入水中,圖乙是整個過程中彈簧測力計的示數F與圓柱體下降高度h的變化關系圖像。已知ρ水A.圓柱體的重力為9N B.圓柱體所受的最大浮力為5N C.圓柱體在剛浸沒時下表面受到的液體壓強為200Pa D.圓柱體的密度為1.8×103kg/m3(2024?永春縣模擬)如圖甲所示,豎直細桿(質量不計)的上端通過力傳感器連在天花板上,力傳感器可以顯示出細桿上端受到作用力的大小,下端與正方體物塊M相連。現向底面積為0.02m2、質量為1kg的薄壁空水箱中加水,力傳感器的示數大小隨水箱中加入水質量變化的圖像如圖乙所示,(g取10N/kg)則下列說法正確的是()A.物塊質量為0.6kg B.物塊的下方距離容器底部的距離為2cm C.當加入的水質量是3kg時,物塊恰好所受浮力最大 D.水箱加水到C點時,對桌面的壓強是2000Pa(2024?鎮江二模)如圖所示,某圓柱形容器底部有一物塊,物塊底部通過一彈簧和容器底部相連,向容器內注水,直至加滿,彈簧彈力與水的高度變化關系如圖所示(忽略彈簧的質量和體積,且彈簧始終豎直),下列說法正確的是()A.物塊高度為32cm B.彈簧對物塊的彈力始終豎直向下 C.彈簧原長為20cm D.水深40cm時物塊受到的浮力為50N(2024?西藏模擬)在一次活動中,小明和小華先后在同一地面水平拉著物體A做勻速直線運動,如圖所示是物體A兩次運動的路程隨時間變化的圖象。下列判斷正確的是()A.物體A兩次運動的速度:v1<v2 B.物體A兩次所受的拉力:F1>F2 C.0~t1兩人拉力對物體所做的功:W1=W2 D.0~t1兩人拉力對物體做功的功率:P1>P2(2024?章丘區模擬)甲、乙兩輛牽引力大小相同的小車同時沿同一平直公路直線行駛,他們的路程﹣時間圖像如圖所示,則()A.甲車牽引力做功大于乙車 B.甲車牽引力做功等于乙車 C.甲車牽引力功率大于乙車 D.甲車牽引力功率等于乙車(2024?高港區校級三模)物體在水平地面上做直線運動,當物體運動的路程和時間圖像如圖甲時,受到的水平推力為F1;當物體運動的速度和時間圖像如圖乙時,受到水平推力為F2,兩次推力的功率分別為P1、P2。則下列關系正確的是()A.F1=F2;P1<P2 B.F1=F2;P1>P2 C.F1>F2;P1>P2 D.F1<F2;P1>P2(2024?平原縣二模)如圖a,水平地面粗糙程度相同,用水平拉力F拉物體做直線運動,物體通過A、B、C、D段時“v﹣t”圖象如圖b,其中,物體經過各點的時刻在圖象中已標注。與AB段相比,CD段()A.物體所受摩擦力較大 B.水平拉力F做的功較多 C.拉力F較小 D.水平拉力F做功的功率較小(2024?陸豐市校級三模)某同學用滑輪組提升物體,繩子自由端豎直移動的距離隨時間變化的關系如圖中圖線a所示,物體上升的高度隨時間變化的關系如圖中圖線b所示,已知物體的質量為450g,所用動滑輪的質量為50g,繩子自由端的拉力F為1.3N,g取10N/kg。在0~2s的過程中,下列說法中正確的是()A.繩子自由端移動的速度為5.0cm/s B.拉力F的功率為0.26W C.額外功為0.45J D.滑輪組的機械效率為90%(2024?夏津縣校級模擬)如圖甲所示,工人用推力F將重為1000N的箱子沿斜面推至水平車廂中,斜面長3m、高1.5m。F始終與箱子運動方向相同。箱子運動路程隨時間變化關系如圖乙所示,推力F隨時間變化關系如圖丙所示。下列分析不正確的是()A.0~10s內,箱子做勻速運動 B.0~10s內,箱子所受摩擦力為100N C.10~20s內,推力F的功率為80W D.10~20s內,箱子所受摩擦力為200N(2024?香洲區校級一模)如圖甲所示的裝置,A是重10N的空吊籃,繩子B和C能承受的最大拉力分別為100N和60N。質量為50kg的小張同學將A提升到高處,施加的拉力F隨時間變化關系如圖乙所示,A上升的速度v隨時間變化關系如圖丙所示。忽略繩重及摩擦,(g=10N/kg)。下列結論正確的是()①動滑輪的重力為9N②1~2s內拉力F的功率為2W③此裝置提升重物的最大機械效率約為81.8%④用此裝置勻速提升50N的貨物時,小張對地面壓力為470NA.①④ B.③④ C.③ D.②③④(2024?大興區二模)某工人站在水平地面上,用豎直向下的力拉動繩子自由端,使物體勻速上升,如圖甲所示。已知物體重900N,工人重600N,豎直向下的拉力F=500N,物體上升的高度隨時間變化的規律如圖乙所示,不計繩重和輪軸間的摩擦。在物體上升的過程中,下列說法中正確的是()A.物體上升的速度大小為5m/s B.工人對地面的壓力大小為1100N C.拉力F的功率為100W D.滑輪組的機械效率為90%(2024?萊西市模擬)如圖所示,重為120N的物體A在拉力F作用下沿水平面做勻速直線運動,其路程隨時間變化的圖像如圖乙所示。已知物體A在水平方向上受到的阻力為物重的0.1倍,滑輪組機械效率為80%,滑輪組和繩子的自重不計。下列分析計算正確的是()A.10s內,繩子自由端沿水平方向移動了4m B.左側墻受到滑輪組16牛拉力作用 C.在10s內,作用在繩子自由端的拉力F為5牛 D.在10s內,拉力F做功的功率為1.2W(2024?昭化區三模)如圖甲所示,A物體重20N,繩子B和C能承受的最大拉力分別為300N和100N。質量為40kg的小張同學用25N豎直向下的拉力將A勻速提起,A上升的高度h隨時間的變化關系如圖乙所示。忽略繩重及摩擦,g取10N/kg。下列結論正確的是()A.動滑輪的重力為55N B.拉力F在4s內的功率為30W C.此裝置提升重物的最大機械效率為85% D.當重物A為100N并被勻速提高時,小張對地面的壓力是350N圖像題02受力分析相關圖像分析一、力的圖像1、注意理解彈力與形變量的關系及其應用2、注意理解力與運動的關系,注意理解t圖的含義,能結合圖像、結合受力分析描述物體運動二、浮力圖像1.解圖像題的關鍵是“三看”看軸、看線、看點。2.看軸:看清縱軸、橫軸代表的物理量。3.看線:圖像上的線段對應的是物體運動的過程,要搞清楚每段線段所表示的運動過程。4.看點:圖像上的起點、拐點、終點對應的是物體的運動狀態,要理解各個點所對應的狀態。“未浸全浸兩示數”:一是物體未浸入液體時彈簧測力計示數;二是物體完全浸入液體中的示數。根據浮力圖像還原相應場景動態過程,并在整個過程的特殊狀態進行分析和計算。根據圖像,入水之前知重力,入水之中有變化,入水之后(浸沒)找體積。三、功和機械能簡單機械1、注意理解功及功率的含義,注意理解t圖的含義,能結合圖像、結合受力分析描述物體運動并計算功與功率2、注意理解力與運動的關系及能量轉化關系(2024?吳中區模擬)如圖所示,A、B兩個物體疊放在水平面上,A的上下表面均水平,B物體與一拉力傳感器相連接,連接拉力傳感器和物體B的細繩保持水平。從t=0時刻起,用一水平向右的力F=kt(k為常數)作用在物體上,且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。(木塊未脫離接觸面)下列拉力傳感器的示數F傳隨時間變化的圖線正確的是()A. B. C. D.【解答】解:從t=0時刻起,用一水平向右的力F=kt(k為常數)作用在物體上,開始拉動時,A沒有拉到,B沒有相對運動趨勢,在繩子伸直前傳感器沒有受到拉力的作用,此時的示數為0;繩子拉直后,再次拉動A,A對B施加了水平向右摩擦力的作用,B在靜摩擦力的作用下會向右移動,使得傳感器受到拉力的作用,且傳感器的示數隨B向右移動而增大;當到達最大靜摩擦力時,物體B相對于A發生了相對滑動,物體B會處于靜止狀態,在滑動過程中,B對A的壓力不變、接觸面的粗糙程度不變,受到的滑動摩擦力大小不變,此時的傳感器對B的拉力與滑動摩擦力是一對平衡力,大小相等,所以傳感器的示數不變;根據四個選項可知,D正確。故選:D。(2024?長安區校級模擬)從“蛟龍號”到“奮斗者號”,我國載人潛水器一再刷新深海下潛深度的記錄。圖甲是“奮斗者號”。在某次豎直下潛中,若從“奮斗者號”剛好浸沒開始計時,到返回水面結束計時,下潛深度h隨時間t的變化關系如圖乙所示。忽略海水密度變化和“奮斗者號”的形變,下列對“奮斗者號”的分析正確的是()A.在0~3min,處于勻速直線運動狀態 B.在1~3min,受到海水的浮力逐漸變大 C.在4~6min,處于靜止狀態 D.在6~8min,受到海水的壓強不變【解答】解:A.由圖像知,在0~3min,下潛深度h與時間t的變化關系圖線不是一條過原點的傾斜直線,所以,“奮斗者號”在0~3min不處于勻速直線運動狀態,故A錯誤;B.若從“奮斗者號”剛好浸沒開始計時,則在1~3min,“奮斗者號”完全浸沒在海水中,排開海水的體積不變,忽略海水密度變化,根據F浮=ρ水gV排,浮力不變,故B錯誤;C.由圖乙可知,在4~6min內,下潛深度h不變,說明潛水器的速度為0,處于靜止狀態,故C正確;D.由圖乙可知,在6~8min內潛水器所處的深度逐漸減小,即潛水器在上浮,由p=ρgh可知,潛水器受到海水的壓強逐漸減小,故D錯誤。故選:C。(2024?鹽亭縣模擬)某運動員做蹦極運動,如圖甲所示,從高處O點開始下落,A點是彈性繩的自由長度,在B點運動員所受彈力恰好等于重力,C點是第一次下落到達的最低點。運動員所受彈性繩彈力F的大小隨時間t變化的情況如圖乙所示(蹦極過程視為在豎直方向的運動)。下列判斷正確的是()A.從A點到B點過程中運動員減速下落 B.從B點到C點過程中運動員動能增大 C.t0時刻運動員動能最大 D.運動員重力大小等于0.6F0【解答】解:A、B點彈力等于重力,A到B點過程中,重力大于彈力,運動員做加速運動,A錯誤;B、從B點到C點過程中,由于彈力大于重力,所以物體的運動速度減小,故動能減小,B錯誤;C、由圖知,t0時刻,繩的彈性勢能最大,應達到了最低點,此時動能為零,C錯誤;D、由圖知,最后繩的彈性勢能幾乎不變,說明此時運動員已經靜止下來,此時拉力與重力平衡,由圖象知,重力等于0.6F0,D正確。故選:D。(2024?瑤海區校級模擬)如圖甲所示,用動滑輪提升物體時,繩端需要施加的拉力F與物體重力G的關系圖像如圖乙所示,則提升G=30N的物體使之以0.1m/s的速度上升時(繩重和摩擦忽略不計),下列說法正確的是()A.動滑輪重為5N B.拉力F的功率為2W C.動滑輪的機械效率為75% D.動滑輪的機械效率與被提升物體的重力無關【解答】解:A、由圖甲可知,n=2,由圖乙可知,當物重為0時,F=5N,繩重和摩擦忽略不計,根據F=1n(G+GG動=nF=2×5N=10N,故A錯誤;B、繩子自由端的速度為:v繩=nv物=2×0.1m/s=0.2m/s,由圖乙可知,當物重為30N時,F=20N,則拉力F的功率為:P=Wt=C、由圖乙可知,當物重為30N時,F=20N,該滑輪組的機械效率為:η=WD、繩重和摩擦忽略不計,根據η=W故選:C。(2024?南安市校級模擬)如圖甲所示,底面積為100cm2的圓柱形容器中裝滿了水,底部中央固定有一根體積不計沿豎直方向的細桿,細桿的上端連接著底面積為40cm2圓柱體A,容器的底部安裝有閥門。現打開閥門控制水均勻流出,同時開始計時,水對容器底部的壓力隨時間變化的規律如圖乙所示。則()A.圓柱體A的高度30cm B.容器裝滿水時,水的體積5000cm3 C.當t=46s時,液體對容器底部壓強1500Pa D.當t=46s時,液體對圓柱體A底部壓力6N【解答】解:A、由圖乙可知,當t1=40s時,水面與A上表面相平,此時容器底受到的壓力為F1=30N,當t2=64s時,水面與A下表面相平,此時容器底受到的壓力為F2=10N,水對容器底部壓力的變化為:ΔF=ΔpS容=ρ水ghAS容,則圓柱體A的高度為:hA=ΔFB、由圖乙可知,容器裝滿水時對容器底部的壓力F0=50N,根據ΔF=ΔpS容=ρ水ghS容可知,前40s水面下降的高度為:h1=ΔF'則40s放出水的體積為:V1=S容h1=100cm2×20cm=2000cm3,所以水的流速為:v=V1t由圖可知,當t3=84s時,容器內的水剛好放完,所以容器內水的體積為:V水=vt3=50cm3/s×84s=4200cm3,故B錯誤;C、由圖乙知,在0﹣40s,40s﹣64s64s﹣84s三個時間段,水對容器底部的壓力隨時間變化的規律分別為一直線,第1階段流出的水量:V1=2000cm3,第2階段流出的水量:V2=24s×50cm3/s=1200cm3,第3階段流出的水量:V3=20s×50cm3/s=1000cm3,所以細桿的長度為:L=V當t4=46s時放出水的體積為:V4=vt=50cm3/s×46s=2300cm3,則此時A浸入水的深度為:hA'=V所以此時容器內水的深度為:h4=L+hA'=10cm+15cm=25cm=0.25m,所以此時容器內水對容器底部的壓強為:p=p=ρ水gh4=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2500Pa,故C錯誤;D、當t=46s時,液體對圓柱體A底部壓力為:F=pASA=ρ水ghA'SA=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m×40×10﹣4m2=6N,故D正確。故選:D。(2024?錫山區校級二模)質量不計的輕薄容器橫截面積為100cm2,裝有10cm深的某種液體,如圖甲所示;橫截面積為50cm2且質量分布均勻的圓柱體乙放在水平地面上,現沿水平方向截去厚度為h的部分,放入甲的容器中,柱體保持豎直方向不變,甲容器對地面的壓強p隨所截取厚度h的變化如圖丙所示,則以下說法中,不正確的是()A.液體密度為0.8×103kg/m3 B.乙柱體的密度為0.4×103kg/m3 C.p2的值為1.2 D.當h=30cm時,乙柱體對容器底的壓強為200Pa【解答】A、由丙圖可知,不放入柱體時,容器對地面的壓強為0.8×103Pa,容器中裝有10cm深的某種液體,容器橫截面積為100cm2,則液體的體積為:V液=Sh=100cm2×10cm=1000cm3容器對地面的壓力為:F=pS=0.8×103Pa×100×10﹣4m2=8N,輕薄容器的質量不計,則液體的重力為:G液=F=8N,所以液體密度為:ρ液故A正確;B、由丙圖可知,當截去厚度從10cm開始至25cm過程中,放入甲的容器中,容器對地面的壓強始終不變,則乙柱體漂浮在液體中,且從截去厚度從10cm開始,放入甲的容器中,液體剛好充滿容器,容器對地面的壓強為1×103Pa,容器對地面的壓力為:F1則厚度為10cm的柱體的重力為:G=F1﹣G液=10N﹣8N=2N,厚度為10cm的柱體的體積為:V1則柱體的密度為:ρ柱故B正確;C、由丙圖可知,當截去厚度從25cm開始,放入甲的容器中,容器對地面的壓強開始增大,則柱體接觸到容器底,不再有液體排出,則柱體受到的重力等于排開液體的重力,則有:ρ液V排g=ρ柱V柱1g,即:0.8×103kg/m3×(100﹣50)h×10﹣6m3×10N/kg=0.4×103kg/m3×(50×25)×10﹣6m3×10N/kg,得:h=12.5cm,即容器深度為12.5cm,則此時容器中液體的重力為:G液'=ρ液gV液'=ρ液g(S容﹣S柱)h=0.8×103kg/m3×10N/kg×(100﹣50)×12.5×10﹣6m3=5N,30cm高的柱體的重力為:G柱=m柱g=ρ柱gV柱=ρ柱gS柱h'=0.4×103kg/m3×10N/kg×50×30×10﹣6m3=6N,則容器中液體與30cm高的柱體總重力為:G總=G液'+G柱=5N+6N=11N,此時容器對地面的壓力為:F總=G總=11N,則容器對地面的壓強為:p2=F總S所以p2的值為1.1,故C錯誤;D、當h=30cm時,柱體受到的浮力等于25cm高的柱體的重力,所以乙柱體對容器底的壓強為:p3故D正確。故選:C。(2024?新城區校級模擬)如圖所示,圖甲的彈簧測力計下面掛一個圓柱體,將圓柱體從盛有水的燒杯上方離水面某一高度處緩慢下降,然后將其逐漸浸入水中,圖乙是整個過程中彈簧測力計的示數F與圓柱體下降高度h的變化關系圖像。已知ρ水A.圓柱體的重力為9N B.圓柱體所受的最大浮力為5N C.圓柱體在剛浸沒時下表面受到的液體壓強為200Pa D.圓柱體的密度為1.8×103kg/m3【解答】解:A、由圖象可知,當h=0時,彈簧測力計示數為9N,此時圓柱體處于空氣中,G=F拉=9N,故A正確;B、由圖象可知物體完全浸沒后排開水的體積不再改變,受到的浮力不再改變,此時受到的浮力最大,圓柱體受到的最大浮力F浮=G﹣F=9N﹣4N=5N,故B正確;C、由圖象可知,圓柱體在剛浸沒時,下表面所處的深度為h=5cm﹣2cm=3cm=0.03m,下表面受到的液體壓強p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.03m=300Pa,故C錯誤;D、由F浮=ρ水gV排得圓柱體的體積:V=V圓柱體的密度:ρ=m故選:C。(2024?永春縣模擬)如圖甲所示,豎直細桿(質量不計)的上端通過力傳感器連在天花板上,力傳感器可以顯示出細桿上端受到作用力的大小,下端與正方體物塊M相連。現向底面積為0.02m2、質量為1kg的薄壁空水箱中加水,力傳感器的示數大小隨水箱中加入水質量變化的圖像如圖乙所示,(g取10N/kg)則下列說法正確的是()A.物塊質量為0.6kg B.物塊的下方距離容器底部的距離為2cm C.當加入的水質量是3kg時,物塊恰好所受浮力最大 D.水箱加水到C點時,對桌面的壓強是2000Pa【解答】解:A、由圖乙可知,水箱中沒有水時,壓力傳感器受到的拉力為4N,此時物塊保持靜止狀態,則物塊的重力G=4N,則物塊質量為m=GB、根據題意及圖乙中力傳感器的示數大小隨水箱中加入水質量變化的圖像分析可知,在向水箱中逐漸加水到m1=1kg過程中,物塊M受到豎直向下的重力和細桿給的豎直向上的拉力,此時細桿的拉力為:F=G=4N,繼續向水箱中加水,從A點到B點過程中,細桿的拉力逐漸減小,故在A點處時物塊M開始接觸到水面,物塊的下方距離容器底部的距離為h=VC、從A點到B點過程中,物塊受到豎直向下的重力、豎直向上的浮力F浮和細桿給的拉力F,直到B點拉力F為0,此時F浮=G,從B點到C點過程中,隨著水箱中水繼續增加,物塊M在水中的體積V排逐漸增大,物塊M所受浮力F浮逐漸增大,此過程物塊M受到豎直向下的重力G、細桿施加的豎直向下的壓力F和豎直向上的浮力F浮,物塊M靜止,受力平衡,則有F=F浮﹣G,因此,隨著物塊M所受浮力F浮逐漸增大,細桿施加的豎直向下的壓力F也逐漸增大,直到C點物塊M剛好浸沒在水中時,F浮不再增大,此時細桿給的豎直向下的壓力F也不再增大,故此時物塊M所受到的浮力為:F浮=G+F=4N+6N=10N,即物塊M所受到的浮力最大為10N,當水恰好浸沒物塊M時,物塊M所受到的浮力為10N,由F浮=ρ水gV排得出浸沒物塊M的體積為:V物=V排=F浮ρ水g由物塊M為正方體,可求出物塊M的邊長a為:a=3由物塊M恰好浸沒且為正方體可知,物塊M下表面到液面的深度h為:h=a=0.1m,故物塊M底面以上水和物塊M的總體積V總為:V總=Sh=0.02m2×0.1m=2.0×10﹣3m3,因此,物塊M底面以上水的體積V1為:V1=V總﹣V物=2.0×10﹣3m3﹣1.0×10﹣3m3=1.0×10﹣3m3,物塊M底面以上水的質量m2為:m2=ρ水V1=1.0×103kg/m3×1.0×10﹣3m3=1kg,水箱中水的總質量為:m水=m1+m2=1kg+1kg=2kg,所以當加入的水的質量是2kg時,物塊恰好所受浮力最大,故C錯誤;D、水箱加水到C點時,水箱中水的重力為:G水=m水g=2kg×10N/kg=20N,水箱的重力為:G水箱=m水箱g=1kg×10N/kg=10N,將水箱、水、物塊M看成一個整體,則這個整體受到豎直向下的重力G總,細桿施加的向下的壓力F,桌面施加的向上的支持力F支,整體處于靜止狀態受力平衡,則有:F支=G總+F,其中G總等于水箱、水、物塊M的重力之和,即:G總=G水箱+G水+G=10N+20N+4N=34N,水箱對桌面的壓力與桌面對水箱的支持力是一對相互作用力,則有:F壓=F支=G總+F=34N+6N=40N,水箱對桌面的壓強為:p=F壓S=40N故選:D。(2024?鎮江二模)如圖所示,某圓柱形容器底部有一物塊,物塊底部通過一彈簧和容器底部相連,向容器內注水,直至加滿,彈簧彈力與水的高度變化關系如圖所示(忽略彈簧的質量和體積,且彈簧始終豎直),下列說法正確的是()A.物塊高度為32cm B.彈簧對物塊的彈力始終豎直向下 C.彈簧原長為20cm D.水深40cm時物塊受到的浮力為50N【解答】解:AC、開始物塊壓縮彈簧,彈簧的長度的20cm,則原長大于20cm,當水深52cm時,物體浸沒,但彈簧存在壓縮和伸長,水面高度的變化不等于物體的高度,故物體高度不是52cm﹣20cm=32cm,故AC錯誤;BD、當水深0﹣20cm之間,物塊沒有浸入水中,彈力等于重力,為50N,彈力的方向是豎直向上的,當水深40cm時,彈力為0,說明物塊漂浮,浮力等于重力,故物塊受到的浮力為50N,當繼續加水,浮力增大,彈力增大,故彈力是向下的,故B錯誤,D正確。故選:D。(2024?西藏模擬)在一次活動中,小明和小華先后在同一地面水平拉著物體A做勻速直線運動,如圖所示是物體A兩次運動的路程隨時間變化的圖象。下列判斷正確的是()A.物體A兩次運動的速度:v1<v2 B.物體A兩次所受的拉力:F1>F2 C.0~t1兩人拉力對物體所做的功:W1=W2 D.0~t1兩人拉力對物體做功的功率:P1>P2【解答】解:A、由圖象可知,在相同時間內,物體第一次通過的路程大于第二次通過的路程,所以v1>v2,故A錯誤;B、同一物體重力相等,對水平面的壓力相等,在同一水平面接觸面的粗糙程度相同,因此兩次拉動物體時,物體受到的摩擦力相等,由于物體做勻速直線運動,所受到的拉力和摩擦力是一對平衡力,大小相等,所以兩次物體所受的拉力F1=F2,故B錯誤;C、由圖象可知,0~t1物體第一次通過的路程大于第二次通過的路程,又因為F1=F2,根據W=Fs可得,0~t1兩次拉力對物體所做的功W1>W2,故C錯誤;D、已知兩次物體所受的拉力F1=F2,v1>v2,由P=Wt=Fst=Fv可知,0~t故選:D。(2024?章丘區模擬)甲、乙兩輛牽引力大小相同的小車同時沿同一平直公路直線行駛,他們的路程﹣時間圖像如圖所示,則()A.甲車牽引力做功大于乙車 B.甲車牽引力做功等于乙車 C.甲車牽引力功率大于乙車 D.甲車牽引力功率等于乙車【解答】解:AB、根據題意可知,牽引力大小相同,由于不知道運動的路程的大小關系,無法根據W=Fs比較做功的大小,故AB錯誤;CD、牽引力相同,根據圖示可知,在相同路程內,甲用時短,則甲的速度快,根據P=W故選:C。(2024?高港區校級三模)物體在水平地面上做直線運動,當物體運動的路程和時間圖像如圖甲時,受到的水平推力為F1;當物體運動的速度和時間圖像如圖乙時,受到水平推力為F2,兩次推力的功率分別為P1、P2。則下列關系正確的是()A.F1=F2;P1<P2 B.F1=F2;P1>P2 C.F1>F2;P1>P2 D.F1<F2;P1>P2【解答】解:由圖甲可知,物體做勻速直線運動,速度大小v甲由圖乙可知,物體的速度保持不變,即物體做勻速直線運動,速度大小為4m/s;兩次都是勻速直線運動,處于平衡狀態,受到平衡力,故推力大小都等于摩擦力大小,根據摩擦力大小的影響因素可知摩擦力大小沒變,故受到的水平推力F1=F2;已知v甲<v乙,由P=Wt=Fst故A正確,BCD錯誤。故選:A。(2024?平原縣二模)如圖a,水平地面粗糙程度相同,用水平拉力F拉物體做直線運動,物體通過A、B、C、D段時“v﹣t”圖象如圖b,其中,物體經過各點的時刻在圖象中已標注。與AB段相比,CD段()A.物體所受摩擦力較大 B.水平拉力F做的功較多 C.拉力F較小 D.水平拉力F做功的功率較小【解答】解:A、物體在AB段和CD段對水平地面的壓力相等,水平地面粗糙程度相同,所以物體在AB段和CD段所受摩擦力大小相等,故A錯誤。BC、由圖可知,物體在AB段和CD段均做勻速直線運動,受到的拉力和摩擦力是一對平衡力,二者大小相等。由A知,物體在AB段和CD段所受摩擦力大小相等,所以物體在AB段和CD段所受拉力大小相等。由圖可知,物體在AB段的速度為3m/s,時間是2s,在CD段的速度為2m/s,時間是3s,根據s=vt可知,物體在AB段和CD段通過的路程相等,所以AB段和CD段水平拉力F做的功相等,故BC錯誤。D、由BC知,水平拉力F做的功相等,物體在CD段所用時間大于AB段,根據P=W故選:D。(2024?陸豐市校級三模)某同學用滑輪組提升物體,繩子自由端豎直移動的距離隨時間變化的關系如圖中圖線a所示,物體上升的高度隨時間變化的關系如圖中圖線b所示,已知物體的質量為450g,所用動滑輪的質量為50g,繩子自由端的拉力F為1.3N,g取10N/kg。在0~2s的過程中,下列說法中正確的是()A.繩子自由端移動的速度為5.0cm/s B.拉力F的功率為0.26W C.額外功為0.45J D.滑輪組的機械效率為90%【解答】解:A、繩子自由端豎直移動的距離隨時間變化的關系如圖中圖線a所示,則2s內繩子自由端移動的距離為s=40cm=0.4m,繩子自由端移動的速度為:v=sB、拉力F的功率:P=WC、物體上升的高度隨時間變化的關系如圖中圖線b所示,則2s內物體上升的高度為10cm=0.1m,物體的質量為450g=0.45kg,有用功:W有用=Gh=mgh=0.45kg×10N/kg×0.1m=0.45J,總功:W總=Fs=1.3N×0.4m=0.52J,則額外功:W額=W總﹣W有用=0.52J﹣0.45J=0.07J,故C錯誤;D、則滑輪組的機械效率為:η=W有用W故選:B。(2024?夏津縣校級模擬)如圖甲所示,工人用推力F將重為1000N的箱子沿斜面推至水平車廂中,斜面長3m、高1.5m。F始終與箱子運動方向相同。箱子運動路程隨時間變化關系如圖乙所示,推力F隨時間變化關系如圖丙所示。下列分析不正確的是()A.0~10s內,箱子做勻速運動 B.0~10s內,箱子所受摩擦力為100N C.10~20s內,推力F的功率為80W D.10~20s內,箱子所受摩擦力為200N【解答】解:AB、0~10s內,由圖乙可知,箱子的s﹣t是一條過原點的直線,箱子做勻速運動,且箱子在斜面上運動了3m,由圖丙可知此時推力F=600N,推力做功:W總=Fs=600N×3m=1800J,克服箱子重力做的有用功:W有用=Gh=1000N×1.5m=1500J,克服箱子受摩擦力做的額外功:W額=W總﹣W有用=1800J﹣1500J=300J,箱子受摩擦力:f=WCD、10~20s內,由圖乙可知,箱子的s﹣t圖像是一條直線,且箱子在水平車廂內做勻速運動,處于平衡狀態,受到的推力、摩擦力是一對平衡力,由圖丙可知此時推力F′=200N,箱子受到的摩擦力:f=F′=200N,箱子在水平車廂中移動的距離:s′=8m﹣3m=5m,所用時間t=20s﹣10s=10s,推力做的功:W=F′s′=200N×5m=1000J,推力的功率:P=W故選:C。(2024?香洲區校級一模)如圖甲所示的裝置,A是重10N的空吊籃,繩子B和C能承受的最大拉力分別為100N和60N。質量為50kg的小張同學將A提升到高處,施加的拉力F隨時間變化關系如圖乙所示,A上升的速度v隨時間變化關系如圖丙所示。忽略繩重及摩擦,(g=10N/kg)。下列結論正確的是()①動滑輪的重力為9N②1~2s內拉力F的功率為2W③此裝置提升重物的最大機械效率約為81.8%④用此裝置勻速提升50N的貨物時,小張對地面壓力為470NA.①④ B.③④ C.③ D.②③④【解答】解:①由圖丙可知,在1~2s內A被勻速提升,由圖乙可知此時的拉力F=10N,由圖知n=2,忽略繩重及摩擦,拉力F=1n(GA+G動),則動滑輪重力:G動=2F﹣GA=2×10N﹣10N=10N,故②由圖丙可知,1~2s內A上升的速度vA=0.2m/s,拉力端移動速度:v=2vA=2×0.2m/s=0.4m/s,1~2s內拉力F的功率:P=Wt=③忽略繩重及摩擦,C處繩子拉力:FC=1n(FB+G則當C處最大拉力為60N時,B處拉力為:FB'=nFC最大﹣G動=2×60N﹣10N=110N,大于繩子B能承受的最大拉力100N;當B處最大拉力為100N時,C處拉力為:FC=1n(FB最大+G動)所以要以B處最大拉力為準,此時C處的拉力:FC=55N,B處的拉力:FB=GA+G貨物=100N,此裝置最多能勻速運載貨物的重力:G貨物=

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