八年级物理下册计算题专题训练及解析
1. 两个质量分布均匀的正方体 A、B 如图所示放置在水平地面上, 其中 A 物体的底面积是 0.01m2、
质量是 4kg , B 物体边长是 0.2m、密度为 2×10 3kg/m 3 . 求:
( 1) A 物体对 B 物体的压强; ( 2) B 物体对地面的压强.
1. 【答案】( 1)解: A 水平放置在 B 上, A 对 B 的压力: FA=GA=mAg=4kg×10N/Kg=40N,
A 对 B 的压强: pA= = =4000Pa
3 3 3 3
(2)解:由 ρ = 可知, B 的质量: m B=ρ BVB=ρ Bl B =2×10 kg/m ×( 0.2m) =16kg ,
B 的重力: GB=mBg=16kg×10N/kg=160N,
B 对水平地面的压力: F=G总 =GA+GB=40N+160N=200N, B 与地面的接触面积: S =l
B
2
2 =( 0.2m)
﹣2
=4×10
2
m
B
B 对地面的压强: P== =5000Pa 2. 在一个重 2N,底面积为 0.01m2 的容器里装 8N 的水, 容器中水的深度为 0.05m ,把它放在水平 桌面上,如图所示求:
(1)水对容器底部的压强和压力; (2)容器对桌面的压力和压强.(
g=10N/kg ). 2. 【答案】 ( 1)解:已知容器中水的深度为 0.05m,则水对容器底的压强
所以,水对容器底的压力
答:水对容器底的压强为
500Pa,压力为 5N.
(2)解:把容器放在水平桌面上,容器对桌面的压力等于容器和水的总重 F=G总 =G容器 +G 水=2N+8N=10N, 则容器对桌面的压强 答:容器对桌面的压力为
﹣3 2
10N,对桌面的压强为 1000Pa.
3. 在底面积为 6×10 m ,重为 4N 的玻璃杯装有 0.62kg 的水,水面高度为 0.1m (. g 取 10N/kg ) 求:
F
1
水
3
3
(1 )杯底受到水的压强. (2 )杯底对水平桌面的压强.
3. 【答案】 ( 1)解:水对杯底的压强:
(2 )解:杯子和水对桌面的压力:
=G
2
×10 p =ρ gh=1.0 +G =G
水
杯 杯 水
+m g=4N+0.62kg×10N/kg=10.2N;
kg/m ×10N/kg×0.1m=1000Pa
装有水的玻璃杯对水平桌面的压强: p2=
=
=1700Pa.
4. 如图所示,质量是
3
2 kg 的平底水桶的底面积为 800 cm2,放在水平地面上,桶内装有深
50 cm、
体积是 45 dm 的水。( g= 10 N/kg )求:
( 1)水对桶底的压强;
( 2)桶底受到 的水的压力;
( 3)地面受到的压强;
(4)小萍用竖直向上的力 F 提水桶,但是没有提起来。这时,如果水对桶底的压强和面的压强相等。求小萍同学提水桶的力。
水桶对地
4、答案:( 1)5×10 3Pa ( 2) 400 N ( 3) 5875 Pa ( 4) 70 N 【解析】
(1)水对桶底的压强:
p= ρ gh=1×10 3 kg/m 3×10 N/kg ×0.5 m =5×10 3 Pa;
(2 )由
得:桶底受到的水的压力
水 = =5×10 3 Pa×0.08 m 2 = 400 N ;
F pS
(3 )水的重力:
桶
= = ρ =1.0 ×10 3 kg/m 3×10 N/kg ×0.045 m 3= 450 N ,
G
=
mg
桶 gV
容器的重力:
=2 kg ×10 N/kg = 20 N ,
G m g
桶对地面的压力: F ′= G水 + G桶= 450 N + 20 N = 470 N ,
地面受到的压强: p ′ = =
F
= 5875 Pa ;
S
(4)因 为水对桶底的压强和桶对地面的压强相等,受力面积相同,所以桶对地面的压力等于水
对桶底的压力,桶对地面的压力:
F 压= 400 N ,
小萍同学提水 桶的力: F 提 = G桶 + G水 ﹣F 压= 450 N + 20 N ﹣ 400 N = 70 N 。
-3 2
5、( 9 分)如图 21 所示,一底面积为 4× 10 m 的圆柱体静止在水平桌面上。用弹簧测力计挂着
20cm。圆柱体浸没后继 10s 。图 22 是圆柱体下降 g=10N/kg ) 求: ( 1)此圆
此圆柱体从 盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,烧杯中原来水的深度为 续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止,整个过程所用时间为 过程中弹簧测力计读数 柱体的重力是多少?
F 随圆柱体下降高度 h 变化的图像。(取
( 2)圆柱体未浸入水中时,烧杯底部受到水的压强是多少? ( 3)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是多少? ( 4)圆柱体的体积是多少? ( 5)圆柱体的密度是多少?
( 6)圆柱体在整个运动过程中的平均速度是多少?
5、【共 9 分】
( 1)由图可知,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体在空气中,根据二力平衡条件可知: G=F示 =12N ( 2)因圆柱体未浸入水中,因此烧杯底部受到的液体压强:
P=ρ 水 gh=1.0 × 10 kg/m × 10N/kg × 0.2m=2000Pa
( 3)从 h=14cm 开始,弹簧测力计示数不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,
则对圆柱体受力分析可知,
3
3
F 浮 =G-F 示 =12N-8N=4N
(4)由阿基米德原理
F 浮 =ρ 液 V 排 g 得:
因为物体是全部浸没,所以
V 物 =V 排 =4× 10-4 m3
(5)由公式 G=mg可求出物体的质量:
所以,圆柱体密度为
3× 103kg/m 3
( 6)圆柱体在整个运动过程中的平均速度
圆柱体在整个运动过程中的平均速度为0.026m/s
6、( 9 分)建筑工地上, 工人用如图 14 所示的装置将重为 500N 的建材从地面匀速送到 6m高处, 所用拉力为 300N,时间为 20s .不计摩擦和绳重, (g 取 10N/kg) 求:( 1)工人做的有用功; ( 2)工人做功的功率;( 3)此过程中该装置的机械效率;( 4)如果用这个滑轮组匀速提起 400N 的重物,需要用多大 的拉力?
6、【共 9 分】
2
( 1)工人做的有用功为:
( )W=Gh=500N该装置的机械6m=3000J效率:............ ( 2)工人做的总功:
分
3
( )由
=
F
1
)得:
83.3%
当
'
=
工人做功的功率为
G =2 F P W
总 =Fs=300N
动2
W3600J12m=3600J
G 1 400 N
分
时
物
G物 =2 300N 500N
=100N
F
1
'
1
(G物
3600 J 20s
180W ...........................分
2
t
.....................
G动 )
2 分
'
1 (400 N 100N ) 2
250N ........................
1
7、( 8 分)如图所示,水平桌面的正中央放着一个圆形鱼缸,重为 分
30N,其底面积为 1200cm2。
鱼缸内装有 0.2m 深的水,水的质量是 27kg 。 (g 取 10N/kg) ;请计算⑴鱼缸内所装水的重力;
⑵鱼缸底部受到的水的压力;⑶鱼缸对桌面产生的压强
7、【共 8 分】
( 1)水的重力:
G=mg=27kg× 10N/kg=270N ( 2)鱼缸底部受到水的压强
P 液 =ρ gh=1.0 × 103kg/m 3× 10N/kg × 0.2m=2× 10 3Pa 鱼缸底部受到水的压力
F=P 液 s=2 × 103Pa× 0.12m 2=240N ( 3)鱼缸对桌面的压力: F’ =G+G缸=270N+30N=300N
鱼缸对桌面的压强
P '
F ' S 300 N 0.12m2
2500 Pa
8. 把边长为 1m的正方体木块放在水中,有 的体积露出液面,求: (1)木块受到的浮力 (2)木块的密度
8. 【答案】( 1)解:木块的体积 V=1m×1m×1m=1m3; 木块在水中受到的浮力
;
答:木块受到的浮力为
6000N;
. 解:因为漂浮,所以
; G=F浮=6000N; (2)解:木块在水中受到的浮力
由 G=mg得:
木块的密度:
.
600kg/m 3 .
答:木块的密度为
9、 将边长为 a 的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中, 从杯中溢出水的质量为 ( 1)木块受到的浮力; ( 2)木块的密度;
( 3)木块下表面受到的压强;
m,求:
设水的密度为 ρ 水 。木块静止时,
( 4)若用一大头针竖直向下将木块轻轻压入水中,全部浸没时木块受到的浮力
m
(3)mg
木 3
9、答案: ( 1) mg( 2) a3 a2 ( 4) ρ ga
知识点: 液体的压强的计算、浮力产生的原因、阿基米德原理 解析: 解答:( 1)根据阿基米德原理: (2)因为漂浮时浮力等于物体的重力: F 浮 =mg所以有 G 木=mg 则: m木 =m 所以密度为:根据公式
F 浮 =G排 故木块受到的浮力: F 浮 =mg G木 =F
浮
根据阿基米德原理: F 浮 =G 排故木块受到的浮力:
依据题意木块的体积为: a3
m v
有
m
3 a
(3)根据浮力产生的原因,浮力为上下表面的压力差,而木块是漂浮,所以上表面不受压力, 只有木块下表面受到的压力
F=F 浮=mg
根据公式 P
F S
木块下表面受到的压强:
F
mg
P= a2 = a2 (4)木块浸没,排开水的体积等于木块的体积:
a3 根据阿基米德原理: F 浮 =ρ 木 ga3 度: 普通
10、 如图为一种水陆两栖抢险救援车,人和车的总重量为 面
( 1)浮力是多少 N ( 2)排开水的体积多大?
600kg .问:救援车停泊时漂浮在水
10、
11、1783 年,法国物理学家查理做成了世界上第一个可载人气球,体积为 气的密度为 1.3kg/m 3,则这个气球在地面附近受到空气的浮力为多少?(
620m3.设地面附近空
g 取 10N/kg ) 11、【解答】解:气球排开空气的体积: V 排 =V=620m,
这个气球在地面附近受到空气的浮力:
3
F 浮 =ρ gV 排=1.3kg/m 3× 10N/kg × 620m3=8060N. 答:这个气球在地面附近受到空气的浮力为 12. 水中漂浮着质量为
8060N.
50 厘米 3。 0.2 千克的苹果,已知苹露出水面的体积约为
(1)苹果受到的浮力大小; (2)苹果排开水的体积;
(3)苹果的密度为多少?
12、
答:( 1)苹果受到的浮力大小为 1.96N ; (2)苹果排开水的体积为
200cm3;
(3)苹果的密度为
0.8 × 103kg/m 3。
3 13、如图所示,浮在水面上的一木块,浸入水中部分的体积是 60cm ,露出水面的体积是求:( 1)木块受到的浮力是多少?(
2)木块的密度是多少?
13、答案: 0.588N ;( 2)0.6 ×10 3kg/m3
知识点: 阿基米德原理;浮力大小计算
解析: 解答:
(1 )木块受到的浮力为:
1 33 -6 3
F浮 = 水 gV排 =1 0 kg/m
9.8N/kg
60 10 m =0.588N (2 )木块漂浮, G=F浮 =0.588N , G=mg,木块质量: G 0.588N ,
m 0.06kg
g
9.8N / kg
3
40cm ,
木块的密度为:
m v 0.06kg (40 60) 10 6 m 3
0.6 103 kg / m 3
分析:阿基米德原理;浮力大小计算。
14. 某同学在实验室里将体积为1.0 ×10 -3 m 面距水面 0.06 m. 请根据此现象和所学力学知识 算过程 , g 取 10 N/kg)
3
的实心正方体放入水中 , 如图所示 . 静止时 , 其下表
.( 不要求写计
, 计算出两个与木块有关的物理量
14. 【答案】 (1)
浮
= ρ 水
排
=1.0 ×10 3 kg/m
3
×10 N/kg ×10
-2
m 2×0.06 =6 N.
m
gV
(2) 因为木块漂浮 , 所以 G 木 = F 浮=6 N.
F
(3) 由 G= mg得 m 木 = = =0.6 kg.
(4) 木块密度 ρ 木 = (5) 木块下表面受到的压力 (6) 木块下表面受压强
= =0.6 ×10 3 kg/m
3
.
F= F 浮 =6 N.
p= ρ 水 gh=1.0 ×10 3 kg/m 3×10 N/kg ×0.06 m=600 Pa. 【解析】
3
3
3
15、如图所示,将体积为 静止状态 .(g=10 N / kg)
100 cm ,密度为 0.6 ×10 kg / m 的木块用细线拴住,在水中处于 求:
( 1)此时木块所受的浮力 .
( 2)细线受到的拉力 .
( 3)剪断线后,木块最终静止时受到的浮力.
15、 . 【答案】 (1)F 浮=1 N (2)F 拉力 =0.4 N(3)0.6 N
16、如图所示, 一个边长为 a 的立方体铁块从图甲所示的实线位置
(此时该立方体的下表面恰与
水面齐平) ,下降至图中的虚线位置,
则图乙是反映人给铁块的拉力 F 大小和铁块下表面在水中
的深度 h 关系的图象,( g=10N/kg )
求:( 1)铁块的重力;
( 2)铁块浸没后所受的浮力;( 3)铁块的体积。
16、答案: ( 1) 10N;( 2) 4N;( 3) 4 10-4 m3 知识点: 阿基米德原理;浮力大小计算
解析: 解答:( 1)当铁块还在空气中时,此时拉力即为铁块的重力,即
G=10N;
(2)由图象乙可知,铁块浸没后的拉力为
6N,则铁块浸没后所受的浮力
F浮 =G-F拉 =10N - 6N=4N
;
(3)由公式 F浮 = gV排 变形可得:
V排 =
F
浮
4 N
4 10 4 m 3
,
水
g 1.0 103 kg/m 3 10N/kg
因此时铁块全部浸没,所以
V排 =V铁 4 10 4 m3 。
分析:阿基米德原理;浮力大小计算。
17、如图甲所示,圆柱形容器中盛有适量的水,其内底面积为 100 cm 2。弹簧测力计的下端
挂着一个正方体花岗岩,将花岗岩从容器底部开始缓慢向上提起的过程中,弹簧测力计的示数 F
与花岗岩下底距容器底部的距离 h 的关系如图乙所示。 ( g= 10 N/kg) 求:
(1) 在花岗岩未露出水面前所受水的浮力大小; (2) 花岗岩的密度;
(3) 从开始提起到花岗岩完全离开水面,水对容器底部减小的压强。
17. (1) 由图乙可知,花岗岩的重量为
G= 5.6N ,花岗岩在未露出水面前弹簧测力计的拉力 F 浮 =G- F=5.6N - 3.6N = 2N。
F浮
3
F= 3.6N ,所以花岗岩所受水的浮力大小
(2) 由阿基米德原理 F 浮 = ρ 水 gV 排 ,可得 V 排=
,花岗岩未露出水面前
2N
ρ = =
V
ρ 水g
3
V 物 = V 排 = , 水 g ρ
3
F浮
由 ρ = ,花岗岩的密度为
V
m
m
G
g F
浮
3
=
G
F
5.6N
ρ 水 = ×1.0 ×10
kg/m =2.8 ×10 kg/m 。
浮
ρ 水 g
V h=
S
(3) 方法一:花岗岩离开水面后,水面下降的高度为
3
排
,所以水对容器底部减小的压
3
=
3
容器
强 p= ρ g h= ρ
V
排
2×10 - 4
200Pa。
gS容器 =1.0 ×10 kg/m ×10N/kg×
100×10 m
-4 2
水 水
方法二:当花岗岩离开水面后,容器底部所受水的压力减小
= 浮 = 2N,所以水对容器
F F
底部减小的压强为
p= F= 2N -4 2= 200Pa。
100×10 m S
18.一辆重型卡车匀速行驶时发动机的功率为 算:
( 1)发动机所做的功是多少? ( 2)卡车受到的摩擦力是多少?
2× 105W,速度为 20m/s ,汽车行驶 3600s,请你计
19.一列火车以 450kW 的功率在平直轨道上匀速行驶,速度为 (1)机车的牵引力多大?
(2)火车行驶 1min ,机车牵引力做了多少功?
50m/s .求:
20.一辆卡车匀速行驶时发动机的功率为 中:
( 1)发动机做的功为多少? ( 2)卡车的牵引力为多少?
200kW,速度为 72km/h ,汽车行驶 2h,求在这个过程
21.一列火车以 450kW 的功率在平直轨道上匀速行驶,速度为 ( 1)火车的牵引力多大?火车的阻力多大? ( 2)火车行驶 1min ,牵引力做功是多少?
50m/s .求:
22.重为 500N 的物体放在水平地面上,某人用
100N 的水平力推它做匀速直线运动,在 250s 内
物体移动了 125m.问:
(l )物体与地面间的摩擦力是多大?
( 2)人对物体做了多少功? ( 3)人推物体的功
率是多大?
22.解:( 1)因为匀速运动,根据二力平衡原理,推力等于摩擦力,等于
100N. 答:摩擦力为 100N.
( 2)W=FS=100N×125m=12500J. 答:人对物体做了 12500J . (3)
. 50W.
6m/s .
答:人推物体的功率是
答:( 1)汽车行驶的速度为
(2 )汽车发动机牵引力做的功为 (3 )汽车发动机牵引力的功率
2.16 ×10 7J. 2.4 ×10 4W.
23.一质量为
3000kg 的汽车沿着长为 5.4km 的盘山公路匀速行驶,
4000N.求:
当它从山脚行驶到高为 0.5km
的山顶时,耗时
15min ,汽车发动机的牵引力为
(1)汽车行驶的速度.
(2)汽车发动机牵引力做的功.
(3)汽车发动机牵引力的功率.
23.解:( 1)已知 t=15min=900s ,汽车行驶的速度: v= =
=6m/s .
(2)汽车发动机牵引力做的功:
W=Fs=4000N×5.4 ×10 3m=2.16×10 7 J, (3)汽车发动机牵引力的功率: P= =
=2.4 ×10 4 W. 24.如图甲所示,重 500N 的小车受到 80N 的水平推力,在水平地面上做直线运动,其距离随时间变化的图像如图乙所示。
(1) 小车运动的速度为多大? (2)10s 内重力对小车做多少功?
(3)10s 内人对小车做多少功?功率是多大? 24. (1) 由图像可知,小车在推力的作用下做匀速直线运动,当
t = 5s 时, s= 6m,小车的
s 6m
速度 v= t = 5s= 1.2m/s ;
(2)10s 内小车在重力的方向上没有移动距离,因此,重力对小车做功 (3) 由图像可知, 10s 内小车通过的路程为
0J ;
12m,推力对小车做的功
W= Fs=80N×12m= 960J ,
功率 P= t = 10s = 96W。
W 960J
1
2
25.已知物体的重力势能表达式为
EP= mgh,动能表达式为 EK= 2mv;其中 m为物体的质量,
h 为物体距离水平地面的高度,
量为 0.4kg 的物体从距离地面
v 为物体的运动速度, g 为常量,取 10N/kg 。如图所示,将一质
2m/s 的速度抛出。 不计空气阻力, 物体
1.5m 的高度沿水平方向以
从被抛出到落地的瞬间,整个过程中机械能守恒。求:
(1) 物体被抛出时的重力势能
EP和动
能
EK1;
(2) 物体从被抛出点至落地的过程中,其重力所做的功 (3) 物体落地前瞬间的动能 EK2 。
W;
25 . (1) 由题可知物体质量和被抛出时的高度和速度,则物体的重力势能
Ep = mgh=
1 2 1
0.4kg ×10N/kg×1.5m= 6J;动能 EK1= 2mv= 2×0.4kg ×(2m/s)
2
= 0.8J ; (2) 物体从被抛出点至落地的过程中,其重力所做的功: 6J; Gh=mgh=0.4kg ×10N/kg×1.5m=
(3) 物体下落时高度减小,速度增大,所以重力势能转化为动能,落地时高度为
能全部转化为动能,所以物体落地前瞬间的动能:
0,重力势
EK2 = EK1+ Ep= 0.8J + 6J = 6.8J 。 26. 如图所示,轻质杠杆 OA可绕G。若在杠杆上 A 端施加最小的力
O 点转动,杠杆长 0.4 米,在它的中点F,使杠杆在水平位置平衡,求:力
B 处挂一重 20 牛的物体 F 的大小和方
向。
26. 用杠杆把 400N 的物体提高 0.5m ,此时动力作用点下降了 2m,如果动力是 120N,求动力做的总功、有用功、额外功和机械效率.
26. 【答案】 解: W 总=FS=120N×2m=240 J; W 有 =Gh=400N×0.5m=200J;
W额 =W总 ﹣ W有 =240J ﹣ 200J=40J ;
η=
× 100%= × 100%=83.33%.
答:动力做的总功、有用功、额外功和机械效率分别为:
240J 、 200J 、 40J 、 100%.
27. 如图所示,用滑轮组提起重
900 N 的物体,绳子自由端拉力 F 为 400 N,重物在 20 s 内匀速
上升了 10 m。求:
( 1)物体上升的速度; ( 2)提起物体所做的有用功; ( 3)滑轮组的机械效率。
27. 【答案】 (1) 0.5 m/s (2)9 000 J (3)75% 【解析】 (1) 0.5 m/s (2)9 000 J (3)75%
28 用如图所示滑轮组拉着一重为 100 N 的物体 A 沿水平面做匀速运动,所用拉力 F 为 40 N 。 (1 )不计滑轮和绳子的重力以及摩擦,求物体 (2 )若滑轮组的机械效率为
A 所受的摩擦力; 80%,求物体 A 所受的摩擦力。
28. 【答案】 120 N 96 N
【解析】( 1)当滑轮组拉着物体 A 在水平地面上匀速运动时,
不计滑轮和绳子的重力以及摩擦, 作用在绳端的拉力应为总拉力的几
根据滑轮组的知识, 动滑轮和物体的总拉力由几段绳子承担,
分之一, f=3F=3×40 N=120 N。
(2)当滑轮组拉着物体
A 在水平地面上匀速运动时,此时有用功为滑轮组对 A 物体的拉力所做
的功,它的大小等于物体克服地面摩擦力所做的功,即
W 有 =fs ,而总功为拉力 F 对滑轮组所做
的功,据滑轮组知识可知
F 移动的距离为物体 A 移动距离的 3 倍,则 W 总 =F·3s,据机械效率公
式即可求 f ,
η=
=
f=3F η =3× 40× 0.8 N=96 N 。
滑轮组的机械效率随货物重力变化
29. 质量为 60 kg 的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼,
的图像如图乙,机械中摩擦力及绳重忽略不计
(1)若工人在 1min 内将货物匀速向上提高了
6m , 作用在钢绳上的拉力为
400 N , 求拉力
的功率.
( 2)求动滑轮受到的重力.
( 3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,此滑轮组的机械效率最大值是多少?
29. 【答案】 ( 1)解 : 由图知,由三段绳子承担物重,拉力做功为:
拉力的功率为:
( 2)解 : 图乙知,物重 300N 时效率为 50%,
得:
解得:
(3)解 : 质量为 60kg 的工人,重为:
, 即拉力最大为 600N,所以
解得:
最大机械效率为:
30 如图所示,使用滑轮组提升重物,物重提拉过程中不伸长) . 求:
G=1 000 N ,拉力 F=250 N ,若将重物提高 2 m(绳在
(1)有用功是多少?总功是多少?机械效率是多少?
(2)若绳自由端提升的速度为
0.5 m/s ,在 5 s 内重物升高多少
m?
30. 【答案】 (1)W 有 =Gh=1 000 N×2 m=2 000 J W 总 =Fs=250 N×2 m=2 500 J
η=
=80%
(2) υ
物
= ×0.5 m/s=0.1 m/s
h 物 =υ 物 t=0.1 m/s ×5 s=0.5 m
31、一台起重机将重 3 600 N 的货物提高 4 m.如果额外功是 9 600 J,起重机做的有用功是多少?
总功是多少?机械效率是多少?起重机在哪些方面消耗了额外功? 31. 【答案】已知: G=3 600 N, h=4 m , W额 =9 600 J.
求: W有用 W总 η
解: W有用 =Gh=3 600 N×4 m =14 400 J.
W总 =W有用 +W额 =14 400 J+9 600 J=24 000 J.
η=W有用 / W总 =14 400 J/24 000 J
× 100%=60%
起重机的额外功消耗在提升装货物用的容器所做的功,各部件之间的摩擦所做的功等方面 .
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