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1、精选优质文档-倾情为你奉上专题2.7 力学综合计算题知识回顾 一、解决力学体系内综合计算题需要用到的公式1.根可求路程和时间2重力的计算公式：G=mg，（式中g是重力与质量的比值：g=9.8 N/kg，在粗略计算时也可取g=10N/kg）；重力跟质量成正比。3.二力平衡的条件：作用在同一个物体上的两个力，大小相等、方向相反、并且在同一直线上。4压强公式， 导出公式 和5.液体压强计算：，（是液体密度，单位是kg/m3；g=9.8 N/kg；h是深度，指液体自由液面到液体内部某点的竖直距离，单位是m ）6.浮力产生的原因：浸在液体中的物体受到液体对它的向上和向下的压力差。7.阿基米德原理：浸入液
2、体里的物体受到向上的浮力，浮力大小等于它排开的液体受到的重力。（浸没在气体里的物体受到的浮力大小等于它排开气体受到的重力）阿基米德原理公式：8.计算浮力方法有： (1)秤量法：F浮= G- F拉 (G是物体受到重力，F拉是物体浸入液体中弹簧秤的读数) (2)压力差法：F浮=F向上-F向下 (3)阿基米德原理： (4)平衡法：F浮=G物 (适合漂浮、悬浮)9.杠杆平衡的条件:F1L1=F2L2 。这个平衡条件也就是阿基米德发现的杠杆原理。10.滑轮组：使用滑轮组时,滑轮组用 几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一，即FG/n11.功的计算：功(W)等于力(F)跟物体在力的方向上通过
3、的 距离(s) 的乘积。功的公式：W=Fs；单位：W焦(J)；F牛顿(N)；s米(m)。(1焦=1牛米).12.功率(P)：单位时间(t)里完成的功(W)，叫功率。计算公式：。单位：P瓦特(w)；W焦(J)；t秒(s)。13.机械效率：（1）有用功：对人们有利用价值的功，记作W有用用滑轮组提升时：W有用Gh；用滑轮组平拉物体时：W总功fs（2）总功：动力对机械所做的功，记作W总；W总Fs（3）额外功：对人们无用又不得不做的功，记作W额外。三者间的关系：W有用W额外=W总（4）机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率。 计算公式：，因为使用任何机械都要做额外功，所以有用功总小于总功，则机械效率总小
4、于1。提高滑轮组的机械效率的方法:增大物重和减小绳与滑轮的摩擦二、解计算题的一般要求1.要明确已知条件和相对隐含条件，确定主要解题步骤。2.分析判断，找到解题的理论依据。3.分清各个物理过程、状态及其相互联系。4.计算过程应正确、规范。要正确写出有关的公式，正确代入公式中物理量的数字和单位。能画图的可以作图辅佐解题。5.解计算题应注意：单位的统一性；物理量的同体性、同时性；解题的规范性。类型与典例突破 类型1.求解重力、速度、压强物理量的计算题【例题1】（2018海南）滑旱冰是青少年最喜欢的一项运动。如图所示，小兵质量约为34kg，所穿的四轮直排旱冰鞋每只质量为3kg，鞋底每个轮子与地面接触面
5、积为4cm2（g取10N/kg）求：（1）小兵自身受到的重力（2）若比赛时小兵滑行1200m用时2.5min，小兵滑动的平均速度是多少m/s。（3）小兵单脚滑行时对地面的压强（4）小兵在练习时，想冲上一个斜坡，请从能量角度分析他该怎样做，为什么？（不计斜坡阻力） 【答案】（1）小兵自身受到的重力为340N；（2）小兵滑动的平均速度是8m/s；（3）兵单脚滑行时对地面的压强为2.5105Pa；（4）提高速度；速度大，动能大，容易冲上斜坡。【解析】（1）小兵质量约为m=34kg，则小兵自身受到的重力：G=mg=34kg10N/kg=340N；（2）小兵滑行的路程s=1200m，所用时间：t=2.5
6、min=2.560s=150s，小兵滑动的平均速度：v=s/t=1200m /150s=8m/s；（3）小兵滑行时对地面的压力：F=G总=G人+G鞋=340N+3kg210N/kg=400N；一只旱冰鞋与地面的接触面积为：S=44cm2=1.6103m2，对地面的压强：p=F/s=400N/1.6103m2 =2.5105Pa；（4）冲上斜坡时，动能转化为重力势能，所以他应该提高速度，增大动能，容易冲上斜坡。类型2.求解压强、浮力、机械效率物理量的计算题【例题2】（2019山东省东营）3月12日，我国自主研发建造的“天鲲号”绞吸挖泥船正式投产首航，其智能化水平以及挖掘系统、输送系统的高功率配置
7、均为世界之最。（g取10N/kg，水取1.0103kg/m3）主要参数如下表。项目参数总长度（m）140宽度（m）27.8吸/排管径（mm）1000/1000满载排水量（t）1.7104满载吃水深度（m）6.5泥泵输送功率（W）1.7107（1）满载时，求“天鲲号”受到水的浮力是多少？（2）满载时，求“天鲲号”底部受到水的压强是多少？若船底需要安装探测仪器，其面积为40cm2，求探测仪器受到水的压力是多少？（3）“天鲲号”去某水域执行任务，其工作量相当于将1.36104t的淤泥输送至15m高的台田上。假设“天鲲号”绞吸挖泥船泥泵的机械效率为30%，求完成此任务需要的时间是多少？【答案】（1）“
8、天鲲号”受到水的浮力是1.7108N；（2）“天鲲号”底部受到水的压强是6.5104Pa，面积为40cm2探测仪器受到水的压力是260N；（3）完成此任务需要的时间是400s。【解析】（1）“天鲲号”受到的浮力为：F浮G排m排g1.7104103kg10N/kg1.7108N；（2）“天鲲号”底部受到水的压强为：p水gh水1.0103kg/m310N/kg6.5m6.5104Pa，由p得，探测仪器受到水的压力为：FpS6.5104Pa40104m2260N；（3）淤泥的质量为：m1.36104t1.36104103kg1.36107kg，淤泥所受的重力为：Gmg1.36107kg10N/kg1
9、.36108N，“天鲲号”绞吸挖泥船泥泵做的有用功为：W有用Gh1.36108N15m2.04109J，“天鲲号”绞吸挖泥船泥泵做的总功为：W6.8109J，“天鲲号”绞吸挖泥船泥泵需用时间为：t400s；类型3.结合杠杆滑轮组，求解重力、机械功率、机械效率等物理量的计算题【例题3】（2019四川南充）如图，杠杆在水平位置平衡，物体M1重为500N，OA：OB2：3，每个滑轮重为20N，滑轮组的机械效率为80%，在拉力F的作用下，物体M2以0.5m/s速度匀速上升了5m。（杠杆与绳的自重、摩擦均不计）求：（1）物体M2的重力；（2）拉力F的功率；（3）物体M1对水平面的压力。【答案】（1）物体
10、M2的重力为80N；（2）拉力F的功率为50W；（3）物体M1对水平面的压力为245N。【解析】（1）因杠杆与绳的自重、摩擦均不计，故克服动滑轮重力做的功为额外功，则滑轮组的机械效率：=W有 /W总=G2h/（G2+20）h=80%，解得物体M2的重力：G=G280N（2）由图知，绳子的有效段数为2，绳的自重、摩擦均不计，则作用在绳子自由端的拉力：F=（G2+20）/2=50N；物体M2以0.5m/s速度匀速上升了h，绳子自由端移动的距离为：s2h，由v可得绳子自由端的速度为：v绳2v20.5m/s1m/s；拉力F的功率：P=Fv绳50N1m/s50W；（3）由力的平衡条件可得，B端对定滑轮向
11、上的拉力：FB3F+G定350N+20N170N，根据力的作用是相互的，则定滑轮对杠杆B端的拉力为：FBFB170N，根据杠杆的平衡条件可得：FAOAFBOB，故绳子对杠杆A端的拉力为：FA255N，力的作用是相互的，则绳子对M1向上的拉力为FAFA255N，根据力的平衡，地面对M1的支持力：F支G1FA500N255N245N；由力的相互性可知，物体M1对水平面的压力：F压F支245N。类型4.结合图像和简单机械，求解浮力、密度、功率等物理量的计算题【例题4】（经典难度题）如图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组（图中未画出）将实心长方体A从江底竖直方向匀速吊起，图乙是钢缆
12、绳对A的拉力F1随时间t变化的图象A完全离开水面后，电动机对绳的拉力F大小为1104N滑轮组的机械效率为75%已知A的重力为3104N，A上升的速度始终为0.1m/s（不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重，不考虑风浪、水流等因素的影响）求：（1）长方体A未露出水面时受到的浮力；（2）长方体A的体积；（3）长方体A的密度；（4）长方体A完全离开水面后，在上升过程中F的功率【答案】（1）长方体A未露出水面时受到的浮力为2104N；（2）长方体A的体积2m3；（3）长方体A的密度1.5103kg/m3；（4）长方体A完全离开水面后，在上升过程中F的功率为4000W【解析】（1）根据图乙可知，A未露出水面时
13、所受的拉力F1=1104N；则A未露出水面时受到的浮力：F浮=GF1=3104N1104N=2104N；（2）由F浮=水gV排可得A排开水的体积：V排=F浮/水g=2104N/1.5103kg/m310N/kg=2m3；因为A浸没在水中，所以A的体积：V=V排=2m3；（3）A的质量：m=G/g=3104N/10N/kg=3103kg，A的密度：A=m/V=3103kg/2m3=1.5103kg/m3；（4）A完全离开水面后，滑轮组的机械效率为75%，此时电动机对绳的拉力F为1104N，由= W有用/W总=G/nF得，承担物重的绳子股数：n=G/F=3104N /1104N75%=4，则拉力端
14、移动速度：v=4v物=40.1m/s=0.4m/s，长方体A完全离开水面后，在上升过程中F的功率：P=Fv=1104N0.4m/s=4000W中考达标训练题 一、选择题1.（2019四川达州）如图所示，轻质杠杆AB可绕O点转动，当物体C浸没在水中时杠杆恰好水平静止，A、B两端的绳子均不可伸长且处于张紧状态。已知C是体积为1dm3、重为80N的实心物体，D是边长为20cm、质量为20kg的正方体，OA：OB2：1，圆柱形容器的底面积为400cm2（g10N/kg），则下列结果不正确的是（）A物体C的密度为8103kg/m3 B杠杆A端受到细线的拉力为70NC物体D对地面的压强为1.5103Pa
15、D物体C浸没在水中前后，水对容器底的压强增大了2103Pa【答案】D【解析】A.物体C的质量：mC8kg；物体C的密度：C8103kg/m3，故A正确；B.物体C排开水的体积：V排VC1103m3，受到的浮力：F浮水gV排1103kg/m310N/kg1103m310N；杠杆A端受到的拉力：FAGCF浮80N10N70N，故B正确；C.由杠杆平衡条件F1L1F2L2 得：FAOAFBOB，则杠杆B端受到细线的拉力：FBFA70N140N，由于力的作用是相互的，杠杆B端对D的拉力：F拉FB140N，D对地面的压力：F压GDFBmDgF拉20kg10N/kg140N60N，D对地面的压强：p1.5
16、103Pa，故C正确；D.物体C浸没在水中前后，水的深度变化：h2.5cm0.025m，水对容器底的压强增大值：p水gh1103kg/m310N/kg0.025m2.5102Pa，故D错。2.（2019四川巴中）将一实心圆柱体悬挂于弹簧测力计下，物体下表面刚好与水面接触，从此处匀速下放物体，直至浸没（物体未与容器底接触）的过程中，弹簧测力计示数F与物体下表面浸人水中深度h的关系如图所示，则下列说法正确的是（）A物体重力为40N B物体浸没时受到的浮力为15NC物体的密度为2.5103kg/m3 D物体刚好浸没时下表面受到的液体压强为800Pa【答案】C【解析】A.由图象可知，当h0（圆柱体没有
17、浸入水中），圆柱体重GF25N；故A错误；B.当圆柱体全浸入水中时，弹簧测力计的示数F15N，圆柱体浸没时受到的浮力为：F浮GF25N15N10N；故B错误；C.圆柱体的质量：m2.5kg，根据F浮水gV排可得，圆柱体的体积：VV排1103m3，则圆柱体的密度：物2.5103kg/m3故C正确；D.由图知，圆柱体刚浸没时下表面所处的深度：h4cm0.04m，则圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强：pgh1103kg/m310N/kg0.04m400Pa；故D错误。二、填空题3.（2019湖南株洲）立定跳高可分解为下蹲、蹬伸和腾空三个过程。图为某运动员下蹲后在蹬伸过程中所受地面支持力F随时间t变化
18、的关系。据图可知，该运动员受到的重力为 N；他在 （填“t1”“t2”或“t3”）时刻获得向上的最大速度。【答案】500；t3。【解析】（1）运动员下蹲后、蹬伸前处于静止状态（图中0t1这段时间），其受力平衡，重力和支持力平衡，二力的大小相等，则由图象可知运动员的重力：GF500N；（2）运动员受到地面的支持力F方向向上，运动员的重力G方向向下；由图象可知：t1t2内，FG，运动员所受合力向上，运动员向上加速运动，其速度增大。t2t3内，FG，运动员所受合力向上，运动员继续向上加速运动，其速度增大。t3t4内，FG，运动员受到合力向下，由于惯性运动员还是会继续向上运动但是向上的速度会减小；所以
19、，t1t3过程，运动员的速度一直增大；t3t4是减速，故t3时刻获得最大速度。4.（2019山东临沂）2019年4月23日，我国在青岛附近海空域举行海军建军70周年海上阅兵。护卫舰群首先接受检阅的是质量为4.0103t的“临沂”舰。如图所示，该舰静止在海面上时所受浮力为_N；水面下5m处的舰体受到海水的压强为_Pa；它以40km/h的速度向前匀速航行时受到的阻力为1.0106N，则航行2km的过程中动力做功_J（海水=1.03103kg/m3，g=10N/kg）【答案】4107 5.15104 2109【解析】（1）“临沂”舰漂浮在水面上，则该舰受到的浮力： F浮=G=mg=4.0103103
20、kg10N/kg=4107N， （2）水面下5m处的舰体受到海水的压强： p=海水gh=1.03103kg/m310N/kg5m=5.15104Pa； （3）因为船匀速行驶，所以其受到的动力：F=f=1.0106N， 则航行2km的过程中动力做功： W=Fs=1.0106N2103m=2109J。 三、综合计算题5.（2019贵州铜仁）如图所示，一个装有水的圆柱形容器放在水平桌面上，容器中的水深h20cm。某同学将一个实心物体挂在弹簧测力计上，在空气中称得物体的重力G7.9N，再将物体缓慢浸没在容器的水中，物体静止时与容器没有接触，且容器中的水没有溢出，弹簧测力计的示数F6.9N。(g=10N
21、/kg) 求:(1)物体放入水中之前，容器底部受到水的压强P;(2)物体浸没时受到水的浮力F浮;(3)物体的密度物。【答案】（1）2103Pa；（2）1N；（3）7.9103kg/m3。【解析】（1）物体放入水中之前，容器底部受到水的压强：p=gh=1.0103kg/m310N/kg0.2m=2103Pa；（2）物体浸没时受到水的浮力：F浮=G-F拉=7.9N-6.9N=1N；（3）由F浮=gV排可得，物体排开水的体积：6.（2019湖南怀化）某容器放在水平桌面上.盛有足量的水，现将体积为1.2510-4 m3，质量为0.4kg的实心正方体放入水中.正方体不断下沉.直到沉底，如图所示。知水=1
22、.0x103kg/m3，g=10N/kg）求：（1）正方体受到的重力的大小；（2）正方体浸没在水中受到的浮力的大小;（3）容器底部对正方体的支持力的大小和正方体对容器底部的压强。【答案】见解析。【解析】（1）正方体受到的重力：G=mg=0.4kg10N/kg=4N；（2）正方体浸没在水中受到的浮力：F浮=水gV排=1.0x103kg/m310N/kg1.2510-4 m3=1.25N；（3）容器底部对正方体的支持力：F支=GF浮=4N1.25N=2.75N ;正方体对容器底部压力：F=F支=2.75N ;正方体对容器底部的压强：p=F/S=2.75N/2.510-3 m2=1.1103Pa7（
23、2019湖南娄底）蛟龙AG600水陆两栖飞机是我国自主研制的“三大飞机”之一，被誉为国之重器，AG600主要用于大型灭火和水上救援，可以从地面起飞和降落，也可以从水面起飞和降落，AG600空载时质量为41.5t，最多可储水12t。（取g=10N/kg，水=1.0103kg/m3）求：（1）AG600空载时的重力是多少？（2）某次试飞后，AG600储满水后在某湖面上，求其排开湖水的体积。（3）在一次水面滑行测试中，AG600储一定质量的水，在水面上以10m/s的速度匀速滑行了1min，滑行过程中飞机所受阻力为总重的0.5倍，发动机牵引力的实际功率为2500kW，求飞机在这次滑行测试中所储水的质量
24、是多少？【答案】（1）AG600空载时的重力是4.15105N；（2）排开湖水的体积是53.5m3；（3）飞机在这次滑行测试中所储水的质量是8500kg。【解析】（1）AG600空载时的质量：m=41.5t=41.5103kg，则受到的重力：G=mg=41.5103kg10N/kg=4.15105N；（2）AG600储满水时总质量：m总=41.5t+12t=53.5t=53.5103kg，受到的总重力：G总=m总g=53.5103kg10N/kg=5.35105N；AG600储满水后漂浮在某湖面上，所以AG600受到的浮力：F浮=G总=5.35105N，因为F浮=液gV排，所以排开水的体积：8
25、.（2019四川泸州）庆祝中国人民解放军海军成立70周年海上阅兵活动在青岛附近海域举行，图中093改进型攻击核潜艇于2019年4月27日公开亮相，进行了战略巡航。该潜艇最大核动力功率为2.8104kW，完全下潜到海面下后的排水量为6.8103t（取海水密度=1103kg/m3、g=10N/kg）。问：（1）该潜艇悬浮时，其上一面积为0.05m2的整流罩距海面深度为200m，此时整流罩受到海水的压力为多少？（2）若最大核动力功率转化为水平推力功率的效率为80%，该潜艇在海面下以最大核动力功率水平巡航时，受到的水平推力为1.6106N，此时潜艇的巡航速度为多少？（3）该潜艇浮出海面处于漂浮时，露出
26、海面的体积为1.5103m3，此时潜艇的总重量是多少？【答案】（1）整流罩受到海水的压力为1105N；（2）潜艇的巡航速度为14m/s；（3）该潜艇浮出海面处于漂浮时，潜艇的总重量是5.3107N。【解析】（1）潜艇下潜到200m深处时，h=200m；此时整流罩所受海水的压强：p=gh=1.0103kg/m310N/kg200m=2106Pa。整流罩的面积：S=0.05m2，由p=F/S变形得，整流罩所受压力为：F=pS=2106Pa0.05m2=1105N。（2）最大核动力功率：P总=2.8104kW=2.8107W；根据=P有/P总可得：有用功率：P有用=P总=80%2.8107W=2.2
27、4107W；由P=Fv得潜艇的巡航速度：v=P有/F =14m/s；（3）完全下潜到海面下后的排水量为6.8103t，则V=V排=m/ =6.8103m3。潜艇浮出海面处于漂浮时，排开水的体积V排=V-V露=6.8103m3-1.5103m3=5.3103m3，根据漂浮条件和F浮=液gV排可得，此时潜艇的总重量：G=F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg5.3103m3=5.3107N。9.（2019内蒙古通辽）2018年5月13日，中国首艘国产航母001A型航空母舰离开大连港码头，开始海试。（水1.0103kg/m3，g取10N/kg）请问：（1）航母001A设计排水量6.710
28、4t，那么它满载时受到的浮力是多少？（2）海面下8m处的压强是多少？（3）一位体重为600N的歼15舰载机飞行员，每只脚与水平甲板的接触面积是200cm2，则他双脚站立时对甲板的压强是多少？【答案】（1）满载时受到的浮力是6.7108N；（2）海面下8m处的压强是8104Pa；（3）双脚站立时对甲板的压强是1.5104Pa。【解析】（1）根据阿基米德原理可得，该航母满载时受到的浮力：F浮G排m排g6.7104103kg10N/kg6.7108N；（2）海面下8m处的压强：pgh1.0103kg/m310N/kg8m8104Pa；（3）飞行员每只脚与水平甲板的接触面积是200cm2，所以飞行员双
29、脚站立的受力面积：S2200104m24102m2，飞行员站立在水平甲板上，对甲板的压力FG，站立时对甲板的压强：p1.5104Pa10.（2019四川巴中）利用如图所示的滑轮组，将一边长为0.2m，密度为2.5103kg/m3的正方体石块，匀速从水中提起，已知动滑轮重力为40N，（不计纯重、摩擦和水的阻力）。求：（1）物体浸没在水中时所受到的浮力大小；（2）物体浸没在水中匀速上升时，动滑轮下端挂钩处绳对物体的拉力F0的大小；（3）物体完全离开水面后，继续匀速向上提升，此时滑轮组的机械效率大小。（计算结果保留一位小数）【答案】（1）物体浸没在水中时所受到的浮力大小80N；（2）物体浸没在水中匀
30、速上升时，动滑轮下端挂钩处绳对物体的拉力F0的大小是 120N；（3）物体完全离开水面后，继续匀速向上提升，此时滑轮组的机械效率是83.3%。【解析】（1）正方体物体的体积：V0.2m0.2m0.2m0.008m3，物体浸没在水中时所受到的浮力：F浮水gV排水gV1.0103kg/m310N/kg0.008m380N；（2）物体重力：GmggV2.5103kg/m310N/kg0.008m3200N，物体静止在水中时，受到竖直向下的重力，竖直向上的拉力和浮力的作用，所以，GF浮+F0，则动滑轮下端挂钩处绳对物体的拉力：F0GF浮200N80N120N。（3）物体完全离开水面后，设物体升高h，滑
31、轮组的有用功为：W有Gh200Nh，由图中，n3，不计绳重、摩擦，则绳子自由端的拉力：F（G+G动）（200N+40N）80N，拉力F做得总功：W总Fs80N3h，所以滑轮组的机械效率：83.3%。11.（2019四川乐山）小夏利用如图的滑轮组，将重量为280N的物体匀速提升了2m。已知他自身的重量为500N，对绳子施加的拉力F=200N，两脚与地面接触的总面积S=400cm2求此过程中：(1)小夏对地面的压强；（2）拉力F做的功；（3）该滑轮组的机械效率。【答案】（1）小夏对地面的压强为7.5103Pa；（2）拉力F做的功为800J；（3）该滑轮组的机械效率为70%。【解析】（1）人对绳子施
32、加的拉力F=200N，根据力的相互性，绳子对人的拉为200N，故人对地面的压力：F=G-F拉=500N-200N=300N；小夏对地面的压强：p=7.5103Pa；（2）绳子的有效段数为2，绳子自由端向下移动的距离为：s=2h=22m=4m；拉力做的功：W总=F拉s=200N4m=800J；（3）对重物做的有用功：W有=Gh=280N2m=560J；该滑轮组的机械效率：=100%=70%。12.（2019贵州黔东南）如图是某科技小组设计的在岸边打捞水中金属块的装置示意图，每个滑轮重为100N，均匀实心金属块的密度为8103kg/m3，金属块的质量为80kg。绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩
33、擦、水对金属块的阻力均忽略不计，金属块一直匀速上升。（水的密度水1.0103kg/m3，g取10N/kg）（1）在金属块还未露出水面时，求此时金属块所受到的浮力；（2）在金属块未露出水面时，求人的拉力F；（3）金属块在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，求人的拉力所做的功。【答案】（1）在金属块还未露出水面时，此时金属块所受到的浮力为100N；（2）在金属块未露出水面时，人的拉力F为400N；（3）金属块在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，人的拉力所做的功为1600J。【解析】（1）因为金属块浸没水中，所以金属块排开水的体积：V排VA0.01m3；金属块所受的浮力：F浮水gV排110
34、3kg/m310N/kg0.01m3100N；（2）由图知，使用的滑轮组n2，在金属块未露出水面时，绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计，人的拉力：F（GAF浮+G动）（80kg10N/kg100N+100N）400N；（3）拉力端移动距离s2h22m4m，人的拉力所做的功：WFs400N4m1600J。13.（2019云南）某水底打捞作业中，需将一长方体石柱从水底匀速打捞出水，如图是吊车钢丝绳拉力F随石柱下表面距水底深度h变化的图象，（水的阻力忽略不计，水1.0103kg/m3）求：（1）石柱浸没在水中受到的浮力；（2）石柱未露出水面前，在水中上升2m铜丝绳拉力
35、所做的功；（3）在水底时石柱上表面受到的水的压强。【答案】（1）5000N；（2）15000J；（3）3104Pa。【解析】根据图象中数据，利用称重法求浮力；利用WFs求解；首先根据图象中数据求出水的深度和石柱高度，进而求得石柱上表面距水面深度，利用pgh求压强；（1）F浮GF12500N7500N5000N；（2）WFs7500N2m15000J；（3）在水底时石柱上表面距水面的深度为：hh2h15m2m3mpgh1103kg/m310N/kg3m3104Pa14.（2019四川达州）如图所示，工人准备用一根最多能承受400N力的绳子（若超过绳子将断裂）绕成的滑轮组先后打捞水中材料相同、体积
36、不同的实心物体A和B完全露出水面的物体A被此装置匀速提起时绳子达到最大拉力。已知动滑轮的质量为20kg（绳的质量、绳与滑轮的摩擦、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均不计，连接动滑轮与物体间的钢绳不会断裂，g10N/kg）。求：（1）物体A完全露出水面后以0.5m/s的速度匀速上升时，物体A的重力和工人拉力的功率分别是多少。（2）在物体A浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率为75%，物体A的密度是多少。（3）若用该滑轮组打捞体积为50dm3的物体B时，物体B最多露出多少体积时绳子将断裂。【答案】（1）物体A的重力是1000N，工人拉力的功率是600W。（2）物体A的密度是2.5103kg/m3
37、。（3）物体B最多露出25dm3时绳子将断裂。【解析】（1）G动m动g20kg10Nkg200N物体有三段绳子承担，n3F（GA+G动）400N（GA+200N）GA1000N绳子自由端移动的速度：vnv30.5m/s1.5m/sPFv400N1.5m/s600W。（2）物体A浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组提起的力：FGAF浮1000N水gVA75%解得，VA4102m3GAAgVA1000NA10N/kg4102m3A2.5103kg/m3（3）GBBgVB2.5103kg/m310N/kg50103m31250NF（GBF浮+G动）400N（1250NF浮+200N）F浮250NV排2
38、.5102m325dm3V露VBV排50dm325dm325dm315.（2019贵州黔东南）某大桥设计车速为60km/h，图1为该大桥的实景图，其主通航孔桥采用双塔双索面斜拉桥，可逐步抽象成图2、图3、图4所示的模型。（1）可以看出它用到了 （选填“杠杆”或“斜面”）的物理知识。为了减小钢索承受的拉力，在需要与可能的前提下，可以适当 （选填“增加”或“减小”）桥塔的高度。（2）若某汽车质量为5103kg，在大桥上按设计车速水平匀速直线行驶时受到的阻力为汽车重力的0.06倍，则汽车通过该大桥时汽车发动机的功率为 W（g取10N/kg）【答案】（1）杠杆；增加；（2）5104。【解析】（1）图4所示的模型，可以看做是一个在力的作用下静止在水平位置的硬棒，结合杠杆的定义，即可知道它就是杠杆的模型。所以用到了杠杆的知识。由图可知，若增加塔桥的高度，增加了支点O到钢索的垂直距离，即增大了动力臂，根据公式F1，可以得到，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越大，动力越小，即桥对钢索的拉力就越小。（2）汽车受到的重力为Gmg5103kg10N/kg5104N汽车发动机的牵引力为Ff0.06G0.065104N3103N汽车行驶的速度为v60km/hm/sm/s汽车的功率为PFv3103Nm/s5104W。专心-专注-专业