《教科版八年級下學期物理 專項綜合全練（三） 簡單機械與浮力綜合》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《教科版八年級下學期物理 專項綜合全練（三） 簡單機械與浮力綜合（5頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 教科版八下物理 專項綜合全練（三） 簡單機械與浮力綜合 1. 重慶電視臺科教頻道播出了“汽車落水后如何水下逃生”的紀錄片。紀錄片中，實驗人員開著轎車從高處落入滾滾的長江，并在門窗關閉的車中，嘗試用不同的方法砸碎車窗玻璃逃生，驚心動魄。為了確保實驗人員的安全，攝制組精心設計了緊急救援裝置，用于當實驗人員無法從車中逃生時迅速吊起轎車。小趙同學對此很感興趣并設計了如圖所示的簡單機械，模擬緊急救援落水汽車。實驗中用實心物體 M 代替汽車，打撈過程中物體 M 浸沒在水中勻速上升的速度為 0.1?m/s，此時小趙做功的功率為 180?W；當物體被打撈出水面后，小趙對繩子施加最大的拉力，恰好能

2、使物體繼續(xù)按原速度勻速上升。已知：小趙的質量為 60?kg，物體 M 的密度為 2.5×103?kg/m3。（g 取 10?N/kg，設整個過程 M 均為勻速運動狀態(tài)，忽略繩重及滑輪的摩擦，不考慮風浪、水流阻力等因素的影響）求： (1) 物體 M 的重力 GM。 (2) 動滑輪的重力 G動。 (3) 物體 M 離開水面后，滑輪組的機械效率 η。 2. 如圖是液壓汽車起重機從水中打撈重物的示意圖。A 是動滑輪，B 是定滑輪，C 是卷揚機，D 是油缸，E 是柱塞。作用在動滑輪上共三股鋼絲繩，卷揚機轉動使鋼絲繩帶動動滑輪上升提升重物，被打撈的重物體積 V=0.5?m3。若在本次

3、打撈前起重機對地面的壓強 p1=2.0×107?Pa，當重物浸沒在水中勻速上升時起重機對地面的壓強 p2=2.375×107?Pa，重物完全出水后起重機對地面的壓強 p3=2.5×107?Pa。假設起重時柱塞沿豎直方向，重物浸沒在水中、完全出水后柱塞對吊臂的支撐力分別為 N1 和 N2，N1 與 N2 之比為 19:24。重物完全出水后上升的速度 v=0.45?m/s。吊臂、定滑輪、鋼絲繩的重力以及滑輪的摩擦不計。（g 取 10?N/kg）求： (1) 被打撈重物的重力； (2) 被打撈的重物浸沒在水中上升時，A 、 B 組成的滑輪組的機械效率； (3) 重物完全出水后，卷揚機

4、牽引力的功率。 3. 如圖所示，工人將一底面積為 0.06?m2，高為 2?m，密度為 2.0×103?kg/m3 的圓柱形實心物體從水下勻速提升 1?m，不計繩重及摩擦，g 取 10?N/kg。 (1) 求物體受到的重力。 (2) 求當物體未露出水面時，物體受到的浮力。 (3) 當物體未露出水面時，若工人對繩的拉力為 400?N，使物體勻速上升，求此裝置的機械效率。 答案 1. 【答案】 (1) 1500?N (2) 900?N (3) 62.5% 【解析】 (1) 由題圖可知 n=4，則 v=4vM=4×0.1?m/s=0.4?

5、m/s 由 P=Fv 得，物體 M 浸沒在水中時，人對繩的拉力 FT=Pv=180?W0.4?m/s=450?N 對物體 M 和動滑輪整體進行受力分析 物體 M 浸沒在水中勻速上升時，如圖甲所示。 物體 M 全部露出水面勻速上升時，如圖乙所示。 因為不計繩重、滑輪的摩擦，不考慮風浪、水流阻力等因素的影響 所以當物體浸沒在水中勻速上升時，由受力平衡得 GM+G動=F浮+4FT???① 當物體全部露出水面勻速上升時，由受力平衡得 GM+G動=4F最大???② 當物體被打撈出水面后，人對繩子施加最大的拉力， F最大=G人=m人g=60?kg×10?N/kg=6

6、00?N???③ 由①②③式解得 F浮=4F最大?4FT=4×600?N?4×450?N=600?N 由 F浮=ρ水gVM 得 物體 M 的體積為 VM=F浮ρ水g=600?N1×103?kg/m3×10?N/kg=0.06?m3 物體 M 受到的重力 GM=ρMgVM=2.5×103?kg/m3×10?N/kg×0.06?m3=1500?N???④ (2) 由②③④式得 動滑輪受到的重力 G動=4F最大?GM=4×600?N?1500?N=900?N (3) 物體 M 離開水面后，滑輪組的機械效率 η=W有用W總×100%=GMGM+G動×

7、100% =1500?N1500?N+900?N×100%=62.5%。 2. 【答案】 (1) 2.0×104?N (2) 78.9% (3) 1.08×104?W 【解析】 (1) 設起重機重為 G，被打撈重物重力為 G物； 打撈重物前，F(xiàn)壓1=G=p1S 重物浸沒在水中勻速上升時，F(xiàn)拉=G物?F浮 起重機對地面的壓力 F壓2=G+F拉=p2S F浮=ρ水gV排=1.0×103?kg/m3×10?N/kg×0.5?m3=0.5×104?N 重物完全出水后，起重機對地面的壓力 F壓3=G+G物=p3S，F(xiàn)拉=(p2?p1)S；G物=

8、(p3?p1)S F拉G物=p2?p1p3?p1=2.375×107?Pa?2.0×107?Pa2.5×107?Pa?2.0×107?Pa=34 可得重物重力為 G物=4F浮=2.0×104?N。 (2) 設鋼絲繩上的力在重物浸沒在水中、完全出水后分別為 F1 、 F2，柱塞對吊臂的力的力臂為 L1，鋼絲繩對吊臂的力的力臂為 L2，根據(jù)杠桿平衡條件可知，N1L1=3F1L2，N2L1=3F2L2， 所以 F1F2=N1N2=1924，而 F1=13(G物?F浮+G動) F2=13(G物+G動)， 則 F1F2=G物?F浮+G動G物+G動=1924 將數(shù)據(jù)代入得，G動

9、=0.4×104?N 重物浸沒在水中上升時，A 、 B 組成的滑輪組的機械效率 η=W有W總×100%=(G物?F浮)h(G物?F浮+G動)h×100%=G物?F浮G物?F浮+G動×100%= 2×104?N?0.5×104?N2×104?N?0.5×104?N+0.4×104?N×100%≈78.9%。 (3) 重物完全出水后，鋼絲繩上的力 F2=G物+G動3=0.8×104?N 重物上升的速度為 v，則卷揚機拉動鋼絲繩的速度 v?=3v=3×0.45?m/s=1.35?m/s 牽引力的功率為 P=F2v?=0.8×104?N×1.35?m/s=1.08×104?W。

10、 3. 【答案】 (1) 2.4×103?N (2) 1.2×103?N (3) 75% 【解析】 (1) 物體體積 V=Sh=0.06?m2×2?m=0.12?m3， 物體受到的重力 G=mg=ρ物Vg=2.0×103?kg/m3×0.12?m3×10?N/kg=2.4×103?N； (2) 當物體未露出水面時，V排=V=0.12?m3， 物體受到的浮力 F浮=ρ水gV排=1.0×103?kg/m3×10?N/kg×0.12?m3=1.2×103?N； (3) 此裝置的機械效率 η=W有W總×100%=(G?F浮)hFs×100%=(G?F浮)hF×4h×100%=G?F浮4F×100%=2.4×103?N?1.2×103?N4×400?N×100%=75%.