（河北专版）2018年中考物理 第二部分 专题复习 高分保障 专题六 综合计算题课件

第二部分专题复习高分保障专题六综合计算题重点类型突破【典例运用】类型一力学综合计算【例1】[2017·贵港中考]如图甲所示，放在水平桌面上的圆柱形容器的底面积为100cm2，装有20cm深的水，容器的质量为0.02kg，厚度忽略不计．A、B是由密度不同的材料制成的两实心物块，已知B物块的体积是A物块体积的.当把A、B两物块用细线相连放入水中时，两物块恰好悬浮，且没有水溢出，如图乙所示，现剪断细线，A物块上浮，稳定后水对容器底的压强变化了60Pa，物块A有体积露出水面．已知水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg.试求：(1)如图甲所示，容器对水平桌面的压强；(2)细线被剪断后水面的高度差；(3)A、B两物块的密度．8141解：(1)圆柱形容器内水的体积V水＝S容h水＝100cm2×20cm＝2000cm3由可得，水的质量m水＝ρ水V水＝1.0g/cm3×2000cm3＝2000g＝2kg容器对水平桌面的压力F＝G总＝(m容＋m水)g＝(0.02kg＋2kg)×10N/kg＝20.2N容器对水平桌面的压强(2)由p＝ρgh可得，细线被剪断后水面的高度差ρ＝mVp＝FS容＝20.2N100×10－4m2＝2020Pa(3)细线被剪断后A漂浮，物块A有体积露出水面，则V排A＝VA，因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等，所以，由F浮＝ρgV排和G＝mg＝ρVg可得，ρ水gV排A＝ρAVAg，则物块A有体积露出水面，则A露出水面的体积和容器内减少水的体积相等，即VA＝S容Δh，则物体A的体积VA＝4S容Δh＝4×100cm2×0.6cm＝240cm3，剪断细线前，AB两物块恰好悬浮，则ρ水g(VA＋VB)＝ρAVAg＋ρBVBgB物体的密度14341414VB＝18VA＝18×240cm3＝30cm3【备考指导】对于力学计算题，试题综合性较强，涉及的物理量较多，解题时要认真审题，弄清题意，根据题目所给条件，对物体所受的力作全面分析．求解压强问题时，关键是确定压力F与受力面积S.两个在水平面上下放置的物体之间存在压力，压力F等于施力物体的重力G＝mg＝ρVg；受力面积是两个物体的接触面积，一般情况下，受力面积并不等于受力物体的表面积．对于做功和机械效率问题关键是分清哪些力对物体做有用功，哪些力对物体做总功，哪些力对物体没有做功，再灵活运用公式求出这些功，就可完整地解出题目．对于杠杆问题，要分清支点、力臂，然后结合平衡条件解答．对于组合机械，从能量转化和转移的角度进行分析．1．[2017·石家庄18县联考]按照规定，我国载货车辆的轮胎对地面的压强应控制在7×105Pa以内，某型号货车部分参数如表所示．王师傅在执行一次运输任务时，开着装满沙子的货车在一段平直的公路上匀速行驶15km.(g取10N/kg，沙子的密度为2.4×103kg/m3，燃油的热值为4.5×107J/kg)请解答该货车在本次运输过程中的下列问题：【押题训练】(1)通过计算判断该货车是否超载？(2)货车在这段公路上行驶时所受阻力为车总重的0.02倍，这段时间内货车牵引力所做功是多少？(3)货车在这一过程中消耗燃油4kg，其热机效率是多少？解：(1)由得，装满沙子时沙子的质量m沙子＝ρ沙子V＝2.4×103kg/m3×10m3＝2.4×104kg沙子的重力G沙子＝m沙子g＝2.4×104kg×10N/kg＝2.4×105N车对路面的压力F＝G总＝G车＋G沙子＝6×104N＋2.4×105N＝3×105N受力面积S＝10×3×10－2m2＝0.3m2车对路面的压强因为1×106Pa＞p最大＝7×105Pa，所以该货车已经超载(2)货车受到的阻力f＝0.02G总＝0.02×3×105N＝6000N因为货车匀速行驶，所以货车的牵引力F＝f＝6000N牵引力做功W＝Fs＝6000N×15×103m＝9×107J(3)燃油完全燃烧放出的热量Q放＝mq＝4kg×4.5×107J/kg＝1.8×108J货车的热机效率ρ＝mVp＝FS＝3×105N0.3m2＝1×106Paη＝WQ放＝9×107J1.8×108J＝50%2．[2017·石家庄长安区一模]如图是建造楼房时常用的混凝土泵车，它使用柴油提供动力，能将搅拌好的混凝土抽到高处进行浇灌，该车满载时总重为2.5×105N，为了减少对地面的压强它装有四只支腿，支腿和车轮与地面的总接触面积为2m2，该车正常工作时每小时可以将60m3的混凝土输送到10m高的楼上．求：(g＝10N/kg，ρ混凝土＝4.3×103kg/m3，q柴油＝4.3×107J/kg)(1)该车满载时静止在水平路面上时对路面的压强；(2)该车将60m3的混凝土输送到10m高的楼上，克服混凝土重力所做的功；(3)该车将60m3的混凝土输送到10m高的楼上，消耗柴油2kg，则泵车的效率为多少？解：(1)该车满载时静止在水平路面上时，对路面的压力F＝G＝2.5×105N则该车满载时对路面的压强(2)由和G＝mg可得，60m3混凝土的重力G′＝m′g＝ρ混凝土Vg＝4.3×103kg/m3×60m3×10N/kg＝2.58×106N则将60m3的混凝土输送到10m高的楼上，克服混凝土重力所做的功W＝G′h＝2.58×106N×10m＝2.58×107J(3)完全燃烧2kg柴油产生的热量Q放＝mq柴油＝2kg×4.3×107J/kg＝8.6×107J则泵车的效率p＝FS＝2.5×105N2m2＝1.25×105Paρ＝mVη＝WQ放×100%＝2.58×107J8.6×107J×100%＝30%3．[2017·潍坊中考]边长为0.1m的正方体木块，漂浮在水面上时，有的体积露出水面，如图甲所示．将木块从水中取出，放入另一种液体中，并在木块上表面放一重为2N的石块．静止时，木块上表面恰好与液面相平，如图乙所示．取g＝10N/kg，已知水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3.求：25(1)图甲中木块受的浮力大小；(2)图乙中液体的密度；(3)图乙中木块下表面受到液体的压强．解：(1)木块排开水的体积图甲中木块所受的浮力F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×6×10－4m3＝6N(2)在图乙中，物体漂浮在液面上，物体的总重力G总＝F浮2＝6N＋2N＝8N根据公式F浮＝ρ液gV排可得液体的密度(3)图乙中，液体下表面受到的压强p＝ρ液gh＝0.8×103kg/m3×10N/kg×0.1m＝800PaV排＝V浸＝35V物＝35×1×10－3m3＝6×10－4m34．[2016·重庆校极期末]底面积为400cm2的薄壁圆柱形容器内装11.25cm深的水，将其竖直放在水平桌面上．现将边长为10cm的正方体木块A放入水后，再在木块A的上方放一物体B，物体B恰好浸没水中，如图(a)所示，已知物体B的重力为6N，体积为1×10－4m3(水未溢出)．求：(1)物体B的浮力；(2)木块A的密度；(3)若将B放入水中，如图(b)所示，此时水对容器底部的压强．解：(1)物体B浸没在水中，排开水的体积V排B＝VB＝1×10－4m3则物体B受到的浮力F浮B＝ρ水gV排B＝1×103kg/m3×10N/kg×1×10－4m3＝1N(2)图(a)中，A、B共同悬浮，则F浮A＋F浮B＝GA＋GB即ρ水g(VA＋VB)＝ρAgVA＋GB其中VA＝(10cm)3＝1000cm3＝1×10－3m3则木块A的密度＝0.5×103kg/m3(3)B放入水中后，A漂浮，有一部分体积露出水面，造成液面下降，A漂浮，F浮A′＝GA，即ρ水gV排A＝ρAgVA.液面上升B放入水中后，排开水的体积不变，液面上升此时水深h＝h0＋Δh＋Δh′＝0.1125m＋0.0125m＋0.0025m＝0.1275m此时水对容器底部的压强p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1275m＝1275PaρA＝ρ水gVA＋VB－GBgVA＝1×103kg/m3×10N/kg×1×10－3m3＋0.1×10－3m3－6N1×10－3m3×10N/kgV排A＝ρAVAρ水＝0.5×103kg/m3×1×10－3m31×103kg/m3＝0.5×10－3m3Δh＝V排AS＝0.5×10－3m30.04m2＝0.0125mΔh′＝V排BS＝1×10－4m30.04m2＝0.0025m5．[2017·天津中考]某同学制作了一个“浮子”．他用质量为2m、高为h、横截面积为2S的质地均匀实心圆柱体，将其中间挖掉横截面积为S、高为h的圆柱体，做成“空心管”；然后用另一个不同材质、质地均匀的实心圆柱体将管的空心部分恰好填满，做成“浮子”，如图1所示．将“浮子”放入盛有足量水、底面积为S0的圆柱形薄壁容器中，“浮子”刚好悬浮在水中，如图2所示．已知水的密度为ρ0，请解答下列问题：(1)该“浮子”的平均密度是多少？(2)实验中，组成“浮子”的“空心管”和“填充柱体”在水中完全脱离，致使容器中水面高度发生了变化，待水面恢复稳定后，水对容器底部的压强变化了多少？解：(1)因为“浮子”悬浮在水中，所以ρ浮子＝ρ水＝ρ0(2)①“空心管”漂浮时由题意可知，圆柱体的体积是V＝2S·h＝2Sh，质量为2m；挖掉中间的圆柱体的体积V′＝S·h＝Sh则挖掉的质量是圆柱体的，即m，“空心管”的质量为2m－m＝m“浮子”悬浮时，“空心管”排开液体的体积V排＝V空＝V－V′＝2Sh－Sh＝Sh由浮沉条件可知，当“空心管”漂浮时，F浮＝G＝mg根据阿基米德原理可得，此时“空心管”排开液体的体积排开液体的变化量根据V＝Sh可知，水面高度的变化量由p＝ρgh可知，水对容器底部压强的变化Δp＝ρ0gΔh＝12V排′＝F浮ρ液g＝mgρ0g＝mρ0Δh＝ΔVS0＝ρ0Sh－mρ0S0＝ρ0Sh－mρ0S0＝ρ0×g×ρ0Sh－mρ0S0＝ρ0Sh－mgS0ΔV＝V排－V排′＝Sh－mρ0＝ρ0Sh－mρ0②“填充物体”漂浮时“浮子”的平均密度等于水的密度，即ρ浮子＝ρ0根据可得，“浮子”的总质量m浮子＝ρ0V＝ρ0×2S×h＝2ρ0Sh“填充物体”的质量m′＝m浮子－m＝2ρ0Sh－m“浮子”悬浮时，“填充物体”排开液体的体积为V排″＝V填充＝Sh由浮沉条件可知，当“填充物体”漂浮时，F浮′＝G填充＝m′g＝(2ρ0Sh－m)g根据阿基米德原理可得，此时“填充物体”排开液体的体积排开液体的变化量水面高度的变化量水对容器底部压强的变化ρ＝mVV排1＝F浮ρ液g＝2ρ0Sh－mgρ0g＝2ρ0Sh－mρ0ΔV′＝V排″－V排1＝Sh－2ρ0Sh－mρ0＝m－ρ0Shρ0Δh′＝ΔV″S0＝m－ρ0Shρ0S0＝m－ρ0Shρ0S0Δp′＝ρ0gΔh′＝ρ0×g×m－ρ0Shρ0S0＝m－ρ0ShgS06．[2017·唐山路北区二模]如图所示，一轻质刚性薄板(可视为杠杆)的B端，挂一质量为2kg的物体，A端拴一细绳由一人站在地上用力拉，使其在水平位置平衡．绳与杆的夹角为30°，OA长为2m，OB长为0.5m.在支点O处放一质量为0.5kg的玩具汽车(可视为质点)．用1.0N的水平牵引力使小车向左匀速运动．g＝10N/kg.求：(1)为使杠杆在水平位置平衡，小车在O点时人的拉力大小；(2)小车从O点向左匀速运动，牵引力对小车做多少功人对绳的拉力减小到零．解：(1)L1＝sin30°×OA＝0.5×2m＝1mL2＝OB＝0.5mG＝mg＝2kg×10N/kg＝20N＝F2根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2，得(2)设小车从O点向左匀速运动的距离为s时，人对细绳的拉力减小到零根据杠杆平衡条件可得F2L2＝F3s，即牵引力F做的功W＝Fs＝1.0N×2m＝2JF拉＝F1＝F2L2L1＝20N×0.5m1m＝10Ns＝F2L2F3＝20N×0.5m0.5kg×10N/kg＝2m7．[2017·唐山丰南区一模]如图所示，一质量为70kg，底面积为0.04m2的物块置于水平地面上，通过绳系于轻质杠杆ABC的A端，杠杆可绕O点转动．已知AO⊥OB、OB⊥