2013年力学计算专题复习

1tsvSF力学公式及计算专题速度公式：重力与质量的关系：G=mg合力公式：F=F1+F2[同一直线同方向二力的合力计算]F=F1－F2[同一直线反方向二力的合力计算]密度公式：Vm浮力公式：○1称重法：F浮=G–F○2压力差法：F浮=F向上–F向下○3排液法：F浮=G排=m排g○4公式法：F浮=ρ液gV排○5平衡法：F浮=G物压强公式：p=液体压强公式：p=ρgh杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2：滑轮组：F=n1Gs=nh机械功公式：W=Fs=Pt功率公式：P=tW=Fv机械效率：总有用WW滑轮组机械效率：（1）、η＝G/nF(竖直方向)（2）、η＝G/(G＋G动)(竖直方向不计摩擦)（3）、η＝f/nF(水平方向)（4）、其他效率问题总结：面积单位换算：1cm2=10--4m21mm2=10--6m2单位换算：1kg=103g1g/cm3=1×103kg/m31m3=106cm31L=1dm31mL=1cm3单位换算：1W=1J/s1kW=103W1MW=106W提示：机械效率η没有单位，用百分率表示，且总小于1W有=Gh[对于所有简单机械]W总=Fs[对于杠杆和滑轮]W总=Pt[对于起重机和抽水机]提示：克服重力做功或重力做功：W=Gh单位换算：1m==10dm=102cm=103mm1h=60min=3600s；1min=60s×0010021．“海宝”是2010年上海世博会的吉祥物，其形象如下图所示。在点缀上海街头的各种“海宝”中，有一座材质均匀、实心的“海宝雕塑”质量为5.0×103kg，密度为2.5×103kg/m3，与水平地面的接触面积为1m2，求其①体积V；②重力大小G。③对地面的压强p。2、如图所示，一平底玻璃杯放在水平桌面上，内装0.15kg的水，杯子与桌面的接触面积是10―3m2，桌面所受玻璃杯的压强是2.7×103Pa，取g=10N/kg，则：(1)水对杯底的压强是多少?(2)玻璃杯的质量为多少?3、体积为1.0×10-3m3的正方体木块，投入如图1所示装有水的容器中，静止后露出水面的高度为5×10-2米，容器的底面积为0.04m2（g取10N/kg）。求：①木块受到的浮力；②木块的重力；③投入木块后，容器底增加的压强④若将此木块投入某液体中，露出液面高度为4厘米，求这种液体的密度。4．用如图18所示的滑轮组在20s内将重600N的物体从地面竖直提高4m，所用拉力是250N。在这个过程中，求：（1）有用功是多少？（2）拉力的功率是多少?（3）滑轮组机械效率是多少?5．如图所示，某打捞队的工人用滑轮组把底面积为0.02m2、高为2m的实心圆柱体从水下提起，已知圆柱体的密度为2.0×103kg/m3，水的密度为1.0×103kg/m3,滑轮组的机械效率是70％．(g取10N／kg，滑轮和绳子的重力忽略不计)求：(1)圆柱体在水中所受的浮力．(2)若圆柱体从H=16m深处被缓慢地匀速提起，到刚露出水面时，绳子自由端拉力F所做的功．(3)如果绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为400N，则物体被提到露出水面多高时，绳子恰好被拉断?图236．一辆汽车不小心开进了泥潭中,司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出,如图所示,若车重为6×104N,汽车受到的阻力为车重的0.02倍,滑轮组机械效率为80%,问:(1)该司机至少需要用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出?(2)若拉动汽车时,汽车前进的速度为0.2m/s,则司机做功的功率是多少?7.我国自行研发的纯电动中巴车的质量约为2000kg，静止时轮胎与路面接触的总面积约0.2m2，以30m/s的速度沿水平路面匀速行驶时的输出功率约72kW。（g取10N/kg）（1）中巴车所受的重力是多少？（2）静止时中巴车对路面的压强有多大？（3）以30m/s匀速行驶时，所受阻力是多少？（4）中巴车改用汽油作动力，以72kW的输出功率行驶1h，至少要燃烧多少L的汽油？（汽油的热值为3.2×107J/L）8.如图所示，小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的物体，已知物体重1.2×103N，密度为1.6×103kg/m3．测得物体在出水面前、后牵引车作用在绳子上的拉力比为1：2．若不计摩擦、绳重及水的阻力，g取10N/kg，问：（1）物体出水面前，滑轮组的机械效率是（2）物体出水面后上升的速度是1m／s，牵引车拉力的功率为9．“问道武当山，养生太极湖”，中外游客慕名前往武当山旅游观光。武当山景区推出了“山水一体游”项目，购进一批旅游观光艇（如图），其部分技术参数如下表：（取g=10N/kg，q柴油=4.3×107J/kg，33/10.80mkg柴油）求：（1）某旅游团队从武当山旅游码头乘坐观光艇以最大航速行驶2小时的路程是多少？（2）假设每位乘客的平均质量为60kg，观光艇满载乘客时，所受浮力是多少？（3）观光艇以最大航速匀速行驶时，受到水的平均阻力是多少N？（4）若这次航行共消耗柴油30L，则柴油发动机的效率为多大？410．建筑工地上，某施工人员利用如图6所示的滑轮组匀速提升重物。若不计摩擦和绳重。求：（1）利用这个滑轮组匀速提升重为1200N的物体时，所用的拉力是500N，此时滑轮组的机械效率是80%，拉力做功的功率是750W，求重物在1min内匀速上升的高度？（2）当用这个滑轮组匀速提升重为1800N的物体时，拉力是多少？11．今年我省出现大面积干旱，造成农田缺水，严重影响农作物生长，为缓解旱情，很多地方采用柴油抽水机从江湖中引水灌溉。某柴油抽水机把湖水抬升4.5m流入沟渠，再去灌溉农田。已知在2h内抬升了1600m3的水，此柴油抽水机的效率为40%，柴油的热值为4.5×107J/kg，g取10N/kg，求：（1）此柴油抽水机2h做了多少有用功？（2）此柴油抽水机工作2h消耗了多少柴油？（3）此柴油抽水机的总功率为多少kW？12．为了将放置在水平地面上、重G=100N的重物提升到高处，小明同学设计了如图（甲）所示的滑轮组装置。当小明用图（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图（丙）和（丁）所示。若重物与地面的接触面积S=5×10-2m2，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求：（1）在2~3s内，拉力F的功率P及滑轮组的机械效率。（2）在1~2s内，拉力F做的功W。（3）在0~1s内，重物对地面的压强p。13．如图所示的是某建筑工地上使用的提升机，用它能将装在货箱A中的建筑材料提升到高处。若拉力F做功的功率为2000W，重为2400N的建筑材料在18s内被匀速提升10m，求：（1）提升机做的有用功；（2）提升机的机械效率；（3）拉力F的大小。514．如图13甲所示，把边长为0.1m的正方体木块放入水中，静止时有2/5的体积露出水面，然后在其上表面放一块底面积为2.0×10-3m2的小柱体，如图13乙所示，静止时方木块刚好能全部浸入水中。（g=10N/kg）求：（1）甲图中木块受到的浮力？（2）木块的密度？（3）小柱体放在木块上面时对木块的压强？15.兴凯湖旅游观光车的技术参数如下表：根据以上参数，解答下列问题：（1）若乘员质量平均为50kg,求满载时观光车和人的总重是多少牛顿？（2）求满载时车对水平路面的压强是多少帕斯卡？（3）若观光车在水平路面匀速行驶1×104m过程中，牵引力所做的功为1×107J，求观光车匀速行驶时受到的阻力是多少牛顿？16.某桥梁施工队的工人用如图24所示的滑轮组匀速打捞沉在水中的工件。已知工件的质量为100kg工人的质量为70kg。工件打捞出水面前与工件完全被打捞出水后工人对地面的压力之比为15：2，工件在水中时，滑轮组的机械效率为60%。若不计摩擦、绳重及水的阻力，g取10N/kg。求：（1）工件浸没在水中时所受的浮力Ｆ浮；（2）工件完全打捞出水面后，滑轮组的机械效率η2；（结果保留两位有效数字）（3）工件完全打捞出水面后，以0.2m/s的速度被匀速提升，工人拉绳的功率P2空车质量1100kg车身长度4.0m满载人员10人满载时轮胎与地接触面积0.1m2最大车速45km/h平均连续行驶里程≤75km