（物理）20 力学综合计算题—中考科学备考冲刺讲义 含答案解析.docx

题型20力学综合计算题

类型一压强、浮力综合类

Ⅰ生活应用类

1．(8分)海洋科学钻探船被称为海洋科学领域的“航空母舰”。如图所示为一艘满载时排水量为5×104t的海洋科学钻探船。甲板上装有很高的钻塔，可以安装并控制钻杆进行拉升作业，使钻头和钻杆最深可在4000m深的海底向下钻取岩芯进行研究。(ρ水＝1.03×103kg/m3，g取10N/kg)。

(1)该钻探船满载时受到海水的浮力是多少？

(2)满载时，该钻探船从海水密度较小的海域驶入密度较大的海域，钻探船排开海水的体积(选填“变大”“变小”或“不变”)

(3)钻头在4000m深的海底处受到海水的压强是多少？

(4)该钻探船以36km/h的速度匀速航行时，动力推进系统的输出功率为4×107W，则船受到的牵引力是多少？

解：(1)钻探船满载时受到海水的浮力：

F浮＝G排＝m排g＝5×104×103kg×10N/kg＝5×108N；

(2)满载时，该钻探船从海水密度较小的海域驶入密度较大的海域，都处于漂浮状态，受到的浮力不变，都等于船的重力，

由F浮＝ρ液gV排可知，排开海水的体积变小；

(3)钻头在4000m深的海底处受到海水的压强：

p＝ρ水gh＝1.03×103kg/m3×10N/kg×4000m＝4.12×107Pa；

(4)钻探船匀速航行的速度：v＝36km/h＝36×m/s＝10m/s，

由P＝＝＝Fv可得，船受到的牵引力：

F＝＝＝4×106N。

答：(1)该钻探船满载时受到海水的浮力是5×108N；(2)变小；(3)钻头在4000m深的海底处受到海水的压强是4.12×107Pa；(4)船受到的牵引力是4×106N。

2.(6分)我国自主研发的水下无人滑翔机“海燕”形似鱼雷，长1.8m，直径0.3m，质量为70kg.在一次训练中，它在海面下500m处水平匀速巡航时，1min内航行的距离为90m．求“海燕”滑翔机在这过程中；(计算时海水的密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg)

(1)所受到的重力；

(2)航行的速度；

(3)受到海水的压强．

解：(1)滑翔机受到的重力为G＝mg＝70kg×10N/kg＝700N

(2)航行的速度为v＝eq\f(s,t)＝eq\f(90m,60s)＝1.5m/s

(3)受到海水的压强为p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×500m＝5.0×106Pa

3.(6分)根据《电动自行车安全技术规范》，交管部门规定自2019年5月1日起未申领临时标识的“非标”电动自行车不得上路行驶。如图是小明家新购买的电动自行车，整车质量为40kg。小明爸爸以18km/h的速度匀速骑行9km的过程中，电动机两端的电压恒为48V,通过的电流是6.25A，车轮与地面的总接触面积为200cm2，小明爸爸的质量是60kg。求本次骑车过程中：

(1)骑车所用的时间；

(2)骑车时车对地面的压强；

(3)电动机的功率。

解：(1)0.5h；(2)5×104Pa；(3)300W。

【解析】(1)骑车所用的时间：t＝eq\f(s,v)＝eq\f(9km,18km/h)=0.5h

(2)骑车时对地面的压力：F＝G总＝(m车＋m人)g＝(40kg＋60kg)×10N/kg＝1000N

电动车对水平地面的压强：p＝eq\f(F,S)＝eq\f(1000N,0.02m2)＝5×104Pa

(3)电动机的功率：P=UI=48V×6.25A=300W

4.(6分)如图所示是某款用于临床治疗的微量注射泵，通过其智能微推进系统，可以给病人实施高精度、小流量的药液注射。某次注射时使用的薄壁注射器横截面积为5.55cm2，内有44.4mL的药液，注射速度v0为5.55mL/h。求∶

(1)若药液的密度为1g/cm3，则注射器内药液的质量是多少？

(2)注射过程中，注射器芯杆移动的速度。

(3)若注射器内药液的质量为m，密度为，匀速推注完这些药液注射泵对水平注射器芯杆做的功为W。已知薄壁注射器横截面积为S，活塞与内壁之间摩擦力为f，活塞对药液推力不变，请推导活塞对药液压强的表达式(用字母表示)。

解：(1)注射器内药液的体积为：V=44.4mL=44.4cm3

由密度公式可得，注射器内药液的质量为：

(2)由于注射速度v0为5.55mL/h(即5.55cm3/h)，且注射器横截面积为5.55cm2，即：

则注射过程中注射器芯杆移动的速度为：

(3)匀速注射时，活塞运动在推力、摩擦力与液体压力作用下平衡，即：

而匀速推注完这些药液，注射泵的移动距离为：

对水平注射器芯杆做的功为：

则推力为：

可知活塞对药液压力为：

根据压强公式可知活塞对药液压强为：

答：(1)注射器内药