2017深圳市力學(xué)綜合計算

1、1深圳市力學(xué)綜合計算題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擁有自主知識產(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)實驗等。下圖是CA-80 型軟式飛艇的部分參數(shù)，請你根據(jù)參數(shù)解答問題。(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用滑輪組拉著實心長方體

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 的隨時間 t 變 化的圖像，其中在 25s 時收回鋼繩，物體 A 靜止在江底(不計繩重滑輪重和摩擦p水=1.033x10 kg/m , g 取 10N/kg )。求：(1)長萬體 A 入水前拉力的功率。(2)長方體 A 浸沒在水中后受到的浮力。(3)求 25s 后，長方體 A 對江底的壓強(qiáng)。飛艇艇長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/小時巡航速度66 千米/小時最大續(xù)航時間10.6 小時TR纜滝3 - B.

3、 I-1 A_, 宀甲23.（原創(chuàng)）目前朝鮮半島局勢升溫， 美國“海狼”級核潛艇奔赴朝鮮半島周邊海域，其中有 一艘“吉米？卡特”號核潛艇如圖甲所示，它的部分參數(shù)如表所示，求：艦號吉米？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、寬10.76m 2.9m發(fā)動機(jī)最大功率33.57 兆瓦（1 ）已知朝鮮半島距離美國某海軍基地約2800km,吉米？卡特號核潛艇從關(guān)島海軍基地水下巡航到朝鮮半島至少需要多長時間？（2）吉米？卡特號核潛艇在水面航行時它受到水的浮力為多大？（3） 該核潛艇在水下勻

4、速航行時， 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, 它的動力功率應(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 隨時間 t 的變化圖象如圖乙所示，不計鋼絲繩 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，人對地面的壓強(qiáng)是多少？1JC - b35.(改編)自釣魚島事件發(fā)生后，中國派出先進(jìn)的海監(jiān)船在釣魚島附

5、近海域巡航，“中國海監(jiān) 50”是中國海監(jiān)船建設(shè)項目二期工程中噸位最大、科技含量最高的一艘船，型長98 米,型寬 15.2 米，型深 7.8 米，排水量 4000 噸.該船在其姐妹船“中國海監(jiān)83”的基礎(chǔ)上對一些重要設(shè)備進(jìn)行了升級改造，對艙室布置作了優(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，“中國海監(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) 從某一時刻開

6、始，“中國海監(jiān) 50”受到水平方向的牽引力 F 隨運(yùn)動時間 t 的變化關(guān)系 如圖甲所示，“中國海監(jiān) 50”的運(yùn)動速度 v 與時間 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)動中一個級別的比賽，是一項新興的體育運(yùn)動。如圖所示，某種帆2板由板體、帆桿、面積為 6m 的三角帆和帶有萬向節(jié)的桅桿組成，沒有舵和坐艙，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)動員登上帆板時，帆板排開水的體積是多少？（2） 查相關(guān)資料可知，當(dāng)湖面風(fēng)速為8m/s 時， 風(fēng)壓為 40Pa， 此時風(fēng)對三角帆的

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（即每秒時間內(nèi)，每平方米的面積上獲得的能量）。經(jīng)測算，當(dāng)風(fēng)速為 10m/s 時，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)簡潔和驅(qū)動安全等優(yōu)點，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，車對地面的壓強(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輪胎個數(shù)車身自重20kg（3 ）雯雯上學(xué)過程中，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的電動巡邏車，其主要技術(shù)參數(shù)如下表所示。已知該電動巡邏車在水平路面上勻速行駛時所受的阻力為人車總重的0.04 倍，電動機(jī)能把 80%的電能用來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動時對地面的壓強(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電動機(jī)諏定功率3蚪頤足工件壓48V棗高時速3Ckm/h8(1)氣囊充滿氣時，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浸沒后 F拉2 F2 1 104N2 104NF浮GA- F拉61044N -2 104N 4 10N長方體邊長 avt 0.2m/s(15s-10s)1m長方體體積 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所受的阻力為f=60 x104N=6X 105N潛艇勻速水平航

12、行時的動力為F=f=6X105N (1 分)它的動力功率為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，物體上升時間：s 8mt= =20s,據(jù)圖乙可知，此時拉力做的總功是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，人對地面的壓強(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，人對地面的壓力：F壓=6 人F=800N 500N=300N400 X 1=7500Pa.人對地面的壓強(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)動員登上帆船時，帆板受到的浮力:F浮=6帆板+G運(yùn)動員=m帆板g+m運(yùn)動員g=20kgx10N/kg+50kgx10N/kg=700N；. 1 分由 F浮=卩水V排g 可得帆板排開水的體積:(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 分因為勻速，所以 F=f=0.1G=0.1x800N=80N. .1分(2)由 p=70 ONLOX103kg/m3X10N/kg=0.07m3;丄得風(fēng)對三角帆的最大推力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