中考物理计算推导题

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1、专题三计算与推导题类型1:力学综合计算题1.(2014,德州)如图所示是蓝鳍金枪鱼一21型口主式水下航行器的示意图，它是一种专业水下搜寻设备，在搜寻马航失联客机MH370的过程中发挥了较大的作用。航行器质量约为750kg,体积约为1m3,可潜入水下4500m深处，在配置声呐系统后能以较高的分辨率搜寻水下物体。(海水密度p海水=1.03x103kg/m3,g取10N/kg)求：(1)航行器下潜至水下3000m深处时，所受海水的压强和浮力。⑵航行器停留在水下3000m深处作业时，若遇故障发动机关闭，试分析判断航行器

2、的浮沉情况。(3)航行器完成水下3000m作业后返航，在它上浮2000m的过程中，海水浮力对航行器所做的功是多少？解：(1)市液体压强公式得p=p海水gh=1.03x103kg/m3x10N/kgx3000m=3.09x107Pa,由阿基米德原理，得F浮=卩海水gV排=1.03303kg/m3x10N/kgx1m3=1.03x104N(2)rh题意知，航行器发动机关闭后，在海水中只受浮力和重力，由重力的计算公式，得G=mg=750kgx10N/kg=7.5x103N,因为卩浮>6,所以航行器在海水中将上浮(3)

3、由题意知，航行器在海水中上升距离s=2000m,由功的计算公式，得W=F浮s=1.03x104Nx2000m=2.06x107J2.(2014,陕西)在缺水地区，需耍时刻储备生活用水。如图所示为一种具有口动蓄水功能的长方形水池。A是一个底面积为100cm2的方形塑料盒，与塑料盒连接的直杆可绕固定点O转动，当蓄水量达到2.4m3时，活塞B堵住进水管，注水结束，水位为H。(水的密度是1.0x103kg/m3,g取10N/kg)(1)注水的过程中，随着水位上升，水对水池底部的压强逐渐—变大(2)注水结束时，水池中水的

4、质量是多少？此时塑料盒浸入水中的深度是10cm,塑料盒所受的浮力是多大？(3)若在塑料盒内放入质量为0.3kg的物体，注水结束时水位H升高了多少？解：(2)水池中水的质量m=pV=1.0x103kg/m3x2.4m3=2.4M03kg,塑料盒排开水的体积V排=Sh=100cm2x10cm=103cm3=10-3m3,塑料盒受到的浮力F浮=p水gV排=1.0x103kg/m3x10N/kgx10-3m3=10N(3)物体重力G=mg=0.3kgx10N/kg=3N,注水结束时，塑料盒受到的浮力应增加3N,塑料盒排

5、开水的体积增加值AVf=AF浮I水g=3N1.0x103kg/m3x10N/kg=3x10~4m3,水位H升高了△h，=AVS=3>dO-4m310-2m2=0.03m=3cm3.(2014,淮北模拟)如图所示(滑轮组的绕绳未画出)，人以600N的力向下拉动绕在滑轮组上的绳子一端10s,使绳端向下移动了1.5m,重物匀速上升了0.5m,已知滑轮组的机械效率为70%(g取10N/kg)。(1)按题意画出滑轮组的绕绳。(2)人所做功的功率多大？(3)被吊起的重物质量多大？解：⑴作用在动滑轮上绳子段数是n=sh=1.

6、5m0・5m=3,所以绳子的固定端应从动滑轮上开始缠绕，如图所示。(2)拉力做的功为W总=Fs=600Nx1.5m=900J,拉力的功率为P=Wt=900J10s=90W⑶因为r]=W有用W总，所以W有用二⑷总q=900Jx70%=630Jo因为W有用=Gh,所以G=W有用h=630J0.5m=1260N,又因为G=mg,所以物体的质量为m=Gg=1260N10N/kg=126kg1.(2014,黄冈)2014年4月14日，为寻找失联的MH370航班，启用了“蓝鳍金枪鱼一21”(简称“金枪鱼”)自主水下航行器进

7、行深海搜寻。其外形与潜艇相似(如图甲所示)，相关标准参数为：体积1m3.质量750kg,最大潜水深度4500m,最大航速7.4km/h(不考虑海水密度变化，密度p取1.0x103kg/m3,g取10N/kg)o甲乙⑴假设“金枪鱼”上有面积为20cm2的探测窗口，当它市海水中2000m处下潜至最大潜水深度处，问该探测窗口承受海水的压力增加了多少？(2)“金枪鱼”搜寻任务完成后，变为自重时恰能静止漂浮在海面上，此时露出海面体积为多大？(3)若上述漂浮在海面的“金枪鱼”，由起重装置将其匀速竖直吊离海面。起重装置拉力的

8、功率随时间变化的图象如图乙所示，图中P3=3P1O求t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力(不考虑水的阻力)。解:⑴海面下2000m处的压强p1=pgh1=1.0x103kg/m3x10N/kgx2000m=2x107Pa,下潜至最大潜水深度处压强p2=pgh2=1.0x103kg/m3x10N/kgx4500m=4.5x107Pa,增加的压强△p=p2-p1=4.5x107Pa—2x10