2017深圳市力學(xué)綜合計(jì)算

1、1深圳市力學(xué)綜合計(jì)算題1( 8 分)隨著新能源、新材料的發(fā)展，飛艇又煥發(fā)出新的生機(jī)，新型飛艇廣受關(guān)注。CA-80型軟式氦氣載人飛艇是我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型飛艇，主要應(yīng)用于空中廣告、航空攝影、空中巡視、科學(xué)實(shí)驗(yàn)等。下圖是CA-80 型軟式飛艇的部分參數(shù)，請(qǐng)你根據(jù)參數(shù)解答問(wèn)題。(g=10N/kg)(1)飛艇最大能獲得多少浮力？空氣密度取1.29kg/m(2) 飛艇滿載，上升到最大使用高度，需要克服重力做多少功？(3) 假設(shè)飛艇上升到一千米高空后打開(kāi)推進(jìn)器駛向目的地。已知深圳到福州的飛行距 離是740km，飛艇能否由深圳飛抵福州？2.(力學(xué)原創(chuàng))(8 分)右圖甲是修建碼頭時(shí)用滑輪組拉著實(shí)心長(zhǎng)方體

2、A 沿豎直方向以0.2m/s 的速度勻速下降的情景。圖乙是 A 下降到水底之前滑輪組繩端拉力 F 的隨時(shí)間 t 變 化的圖像，其中在 25s 時(shí)收回鋼繩，物體 A 靜止在江底(不計(jì)繩重滑輪重和摩擦p水=1.033x10 kg/m , g 取 10N/kg )。求：(1)長(zhǎng)萬(wàn)體 A 入水前拉力的功率。(2)長(zhǎng)方體 A 浸沒(méi)在水中后受到的浮力。(3)求 25s 后，長(zhǎng)方體 A 對(duì)江底的壓強(qiáng)。飛艇艇長(zhǎng)42 米氣囊容積2,533 立方米空重1,850 公斤最大載重650 公斤最大使用冋度1,500 米最大使用限制速度85 千米/小時(shí)巡航速度66 千米/小時(shí)最大續(xù)航時(shí)間10.6 小時(shí)TR纜滝3 - B.

3、 I-1 A_, 宀甲23.（原創(chuàng)）目前朝鮮半島局勢(shì)升溫， 美國(guó)“海狼”級(jí)核潛艇奔赴朝鮮半島周邊海域，其中有 一艘“吉米？卡特”號(hào)核潛艇如圖甲所示，它的部分參數(shù)如表所示，求：艦號(hào)吉米？卡特水下最大航速38 節(jié)（1 節(jié) 0.5m/s ）水下排水量9124t水下巡航速度30 節(jié)（1 節(jié) 0.5m/s ）水面排水量8060t最大潛深610m艇長(zhǎng)、寬10.76m 2.9m發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率33.57 兆瓦（1 ）已知朝鮮半島距離美國(guó)某海軍基地約2800km,吉米？卡特號(hào)核潛艇從關(guān)島海軍基地水下巡航到朝鮮半島至少需要多長(zhǎng)時(shí)間？（2）吉米？卡特號(hào)核潛艇在水面航行時(shí)它受到水的浮力為多大？（3） 該核潛艇在水下勻

4、速航行時(shí)， 所受阻力與速度的關(guān)系如圖乙所示，當(dāng)它在水下巡航時(shí), 它的動(dòng)力功率應(yīng)為多少？4、（改編）（8 分）體重 800N 的人，雙腳與地面的接觸面積400cm2,用圖甲所示的滑輪組提升物體 M 已知被提升的物體 M 重為 900N,人在繩子自由端的拉力F 將物體 M 以 0.4m/s的速度勻速提升到 8m 的高度，拉力做的功 W 隨時(shí)間 t 的變化圖象如圖乙所示，不計(jì)鋼絲繩 的重、摩擦力大小.求：（1）滑輪組提升重物所做的有用功是多少？（2 ）滑輪組提升重物的機(jī)械效率是多少？（3）提升物體時(shí)，人對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少？1JC - b35.(改編)自釣魚(yú)島事件發(fā)生后，中國(guó)派出先進(jìn)的海監(jiān)船在釣魚(yú)島附

5、近海域巡航，“中國(guó)海監(jiān) 50”是中國(guó)海監(jiān)船建設(shè)項(xiàng)目二期工程中噸位最大、科技含量最高的一艘船，型長(zhǎng)98 米,型寬 15.2 米，型深 7.8 米，排水量 4000 噸.該船在其姐妹船“中國(guó)海監(jiān)83”的基礎(chǔ)上對(duì)一些重要設(shè)備進(jìn)行了升級(jí)改造，對(duì)艙室布置作了優(yōu)化調(diào)整，采用了當(dāng)今世界先進(jìn)的 ABB 電力全回轉(zhuǎn)推進(jìn)系統(tǒng)，最大航速18 節(jié)，續(xù)航力大于 8000 海里，自持力 60 天.(海水的密度為1.0 x10 kg/m , g 取 10N/kg)F( X108N)爾V(m(1 )滿載時(shí)，“中國(guó)海監(jiān) 50”船受到的浮力有多大？(2)若船底某處距海面的深度為6m則該處受到海水的壓強(qiáng)是多少？(3) 從某一時(shí)刻開(kāi)

6、始，“中國(guó)海監(jiān) 50”受到水平方向的牽引力 F 隨運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t 的變化關(guān)系 如圖甲所示，“中國(guó)海監(jiān) 50”的運(yùn)動(dòng)速度 v 與時(shí)間 t 的關(guān)系如圖乙所示第 30s 鐘到 60s 鐘 內(nèi)牽引力的功和功率為多少？46.（8 分）帆板是帆船運(yùn)動(dòng)中一個(gè)級(jí)別的比賽，是一項(xiàng)新興的體育運(yùn)動(dòng)。如圖所示，某種帆2板由板體、帆桿、面積為 6m 的三角帆和帶有萬(wàn)向節(jié)的桅桿組成，沒(méi)有舵和坐艙，全部質(zhì)量 僅為 20kg，依靠風(fēng)力在湖面上行駛（g=10N/kg ）。求：（1）體重為 50kg 的運(yùn)動(dòng)員登上帆板時(shí)，帆板排開(kāi)水的體積是多少？（2） 查相關(guān)資料可知，當(dāng)湖面風(fēng)速為8m/s 時(shí)， 風(fēng)壓為 40Pa， 此時(shí)風(fēng)對(duì)三角帆的

7、最大推力 是多大？（3）如表給出了在不同風(fēng)速下，風(fēng)能強(qiáng)度值（即每秒時(shí)間內(nèi)，每平方米的面積上獲得的能量）。經(jīng)測(cè)算，當(dāng)風(fēng)速為 10m/s 時(shí)，帆板受到風(fēng)的推力是280N,并且以 6m/s的速度在湖面上勻速行駛，求帆板的風(fēng)能利用率。7、其體積小巧，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔和驅(qū)動(dòng)安全等優(yōu)點(diǎn)，成為短途出行的理想交通工具。某品牌易步車的部分參數(shù)如下表所示。質(zhì)量為 60 kg 的雯雯從家騎行該品牌易步車上學(xué)（如圖乙） ，以 最大速度勻速行駛 10 min 到達(dá)學(xué)校，行駛中易步車所受阻力為人和車總重的0.1 倍，設(shè)該過(guò)程中電機(jī)始終以額定功率工作。 （取g=10 N/kg ）。求：（1）雯雯的家到學(xué)校的距離。（2 ）雯雯在水平

8、路面上騎易步車時(shí)，車對(duì)地面的壓強(qiáng)。平均風(fēng)速（ m/s)51015202530風(fēng)能強(qiáng)度X102J/ (m?s)48121620245電池4AH 鋰電池電機(jī)顫定功率5 OOW最大逋度18km 11單輪胎觸地面祝2 5 cxnz輪胎個(gè)數(shù)車身自重20kg（3 ）雯雯上學(xué)過(guò)程中，易步車牽引力做功功率。68、（改編）（9 分）下圖中是深圳隨處可見(jiàn)的電動(dòng)巡邏車，其主要技術(shù)參數(shù)如下表所示。已知該電動(dòng)巡邏車在水平路面上勻速行駛時(shí)所受的阻力為人車總重的0.04 倍，電動(dòng)機(jī)能把 80%的電能用來(lái)牽引巡邏車克服阻力做功?？傎|(zhì)量為120 kg 的兩名巡警乘坐該車求：（g取10N/kg）（i）若輪胎與地面總接觸面積是8x

9、io-2m，巡邏車水平路面上未開(kāi)動(dòng)時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)是多大？（2）該巡邏車以最高速度在水平路面上勻速行駛10 min 所走過(guò)的路程是多少？（3）該巡邏車以最高速度在水平路面上勻速行駛時(shí)牽引力為多大？（4） 該巡邏車以最高速度在水平路面上勻速行駛10 min 所消耗的電能是？7整車裝備質(zhì)量Bsnkg電動(dòng)機(jī)諏定功率3蚪頤足工件壓48V棗高時(shí)速3Ckm/h8(1)氣囊充滿氣時(shí)，飛艇浮力最大。由阿基米德原理得F浮= V排g=1.29kg/m32533m310N/kg=32675.7N-(2 分)(2)飛船滿載后的總重G G空G載m空g m載g=1850kg 10N / kg 650kg 10N / kg

10、2.5 104N(1答：略1.解:答案分)克服重力需要做的功W Gh 2.5 104N 1500m 3.75 107J(2 分)s vt 66km / h 10.6h699.6km740km分)答：略。2. 解(1n 2v繩2v物2 0.2m/s0.4m/sPW Fs 廠Fv繩tt繩3 104N 0.4m/s1.2 104W(2)入水前 GA2F2 3 104N6 104N浸沒(méi)后 F拉2 F2 1 104N2 104NF浮GA- F拉61044N -2 104N 4 10N長(zhǎng)方體邊長(zhǎng) avt 0.2m/s(15s-10s)1m長(zhǎng)方體體積 VV排F浮44 10 N水g103kg/m310N /k

11、g底面積 S -4m32m收繩后 F壓GA- F浮2 104N4446 10 N-4 10 N 2 10 N4m25 103Pa(3)最大巡航距離所以不能飛抵福州。a4m31m93.解、（1） v=30X0.5m/s=15m/s=54km/hv=s/t=1427km/54km/h 26.4h -(2) 潛艇在水下航行時(shí)受到的浮力為F浮=6排=菲g=16000X 103kgX10N/kg=1.6 x 108N- (3 分)(3)潛艇在水下最大航速為v= 30 節(jié)=30 x0.5m/s=15m/s由圖象可知，潛艇以最大航速勻速水平航行時(shí)所受的阻力為f=60 x104N=6X 105N潛艇勻速水平航

12、行時(shí)的動(dòng)力為F=f=6X105N (1 分)它的動(dòng)力功率為P=W/t=Fs/t=Fv=6x105NX 15m/s=9x106W- (3 分)4.解：（1）有用功： Wt=Gh=900NX 8m=7200J;(2)由 v= I 得，物體上升時(shí)間：s 8mt= =20s,據(jù)圖乙可知，此時(shí)拉力做的總功是8000J ,滑輪組的機(jī)械效率:答：(1 )滑輪組提升重物所做的有用功是7200J ;(2 )滑輪組提升重物的機(jī)械效率是90%(3)提升物體時(shí)，人對(duì)地面的壓強(qiáng)是7500Pa.（2分）x100%=私汎 1x100%=90%(3)由圖甲可知，n=2,所以繩子自由端移動(dòng)的距離:根據(jù) Wm=Fs 可得，拉力：

13、W總茂OOOJF= = I =500N;s=2x8m=16m提升重物時(shí)，人對(duì)地面的壓力：F壓=6 人F=800N 500N=300N400 X 1=7500Pa.人對(duì)地面的壓強(qiáng)：p=1065.解：(1) m排=4000t=4x10 kg,_67F浮=6排=mF g=4x10 kgx10N/kg=4x10 N.(2)p=pgh=1x103kg/m3x10N/kgx6m=6x 104Pa.(3)由甲圖知， “中國(guó)海監(jiān) 50”在第 30s 鐘到 60s 鐘內(nèi)勻速行駛, 所以 F=8x108N,由乙圖知，船的速度是v=0.4m/s，yj F s88p/=S=FV=8x10 NX 0.4m/s=3.2x

14、10 W|t ts=vt=0.4m/sx30s=12m89W=Fs=3.2x10 WK12m=3.84x10 J6.解：(1)由于帆船處于漂浮，運(yùn)動(dòng)員登上帆船時(shí)，帆板受到的浮力:F浮=6帆板+G運(yùn)動(dòng)員=m帆板g+m運(yùn)動(dòng)員g=20kgx10N/kg+50kgx10N/kg=700N；. 1 分由 F浮=卩水V排g 可得帆板排開(kāi)水的體積:(3)帆板的風(fēng)能利用率:W 有Fs _ Fvt_ _ Fv_ 280N 6m/sW 總 W 總 800J/(m2s) S 面積 t 800J/(m2s) S 面積 800J/(m2s) 6m2. 3 分答：略7.解.s=vt=18km/hX1/6h=3km. 2 分1 分P=G/s=80mN+m車x1 滬 m=g+20 xg10Xa0N/kg=800N二二二.：.2 分因?yàn)閯蛩?，所?F=f=0.1G=0.1x800N=80N. .1分(2)由 p=70 ONLOX103kg/m3X10N/kg=0.07m3;丄得風(fēng)對(duì)三角帆的最大推力2F=pS=40PaX 6m=240N;.2 分2 分35%11V=18km/h=5m/sP牽=Fv=80Nx5m/s=400w.2分8.解：(1)v巡邏車在水平路面上 F=G總=口總g= ( m人+m車)g= (1