專題1力學(xué)(原卷版+解析)

專題1力學(xué)【命題重點】力學(xué)是科學(xué)中考的一個重要組成部分,常出現(xiàn)的內(nèi)容:二力平衡與相互作用力、影響滑動摩擦力的因素、壓強和浮力、杠桿平衡條件、功和功率、能量的轉(zhuǎn)化與守恒等?！痉椒ㄒc】(1)學(xué)會對研究對象進(jìn)行受力分析。(2)壓強浮力相關(guān)公式的適用條件。(3)將杠桿動態(tài)問題轉(zhuǎn)化為一個個的靜態(tài)問題。(4)能量問題主要抓住變化前后各種形式能量的大小關(guān)系,再分析變化。【例題精析】類型1運動和力【例1】在汽車中懸線上掛一個小球，當(dāng)汽車運動時，懸線將與豎直方向成某一固定角度，如圖所示，若在汽車底板上還有一個跟其相對靜止的物體M，則關(guān)于汽車的運動情況和物體M的受力情況正確的是（）A．汽車一定向右做加速運動 B．汽車一定向左做加速運動 C．M除受到重力、底板的支持力作用外，還一定受到向右的摩擦力作用 D．M除受到重力、底板的支持力作用外，還可能受到向左的摩擦力作用【變式1】公園里小朋友在玩游戲，起初她緊緊環(huán)抱桿子懸空靜止著，隨著慢慢松手開始沿桿下滑。小金將其簡化為模型來研究，如圖甲。若F隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，有關(guān)小朋友在0～t1時間段所受摩擦力說法正確的是（）A．一直減小，到t1時為零 B．一直減小，到t1時不為零 C．先不變后減小，到t1時為零 D．先不變后減小，到t1時不為零類型2密度、壓強和浮力【例2】在一個足夠深的容器內(nèi)有一定量的水，將一個長10cm、橫截面積50cm2的圓柱形實心塑料塊掛于彈簧秤上，當(dāng)塑料塊底面剛好接觸水面時（塑料塊沒有離開水面），彈簧秤示數(shù)為4N，如圖甲所示。已知彈簧的伸長與受到的拉力成正比，彈簧受到1N的拉力時伸長1cm，g取10N/kg。若往容器內(nèi)緩慢加水，當(dāng)彈簧秤的示數(shù)為2N時，水面升高6cm。此過程中水面升高的高度△H與所加水的體積V的關(guān)系如圖乙所示。根據(jù)以上信息，能得出的正確結(jié)論是（）A．所加水的體積至1400cm3時，彈簧秤示數(shù)恰為零 B．塑料塊的密度為0.6×103kg/m3 C．容器的橫截面積為125cm2 D．加水1000cm3時，塑料塊受到的浮力為1N【變式2】如圖所示，體積為1×10﹣3m3，材料相同的兩個金屬球，分別連接在彈簧的一端，彈簧的另一端固定在容器的底部。甲圖裝置內(nèi)是水，彈簧對球向上的彈力為79N，則該球的重力為牛。乙圖裝置內(nèi)是某種液體，彈簧對球向上彈力為81N，則該種液體的密度為kg/m3（g取10N/kg）。設(shè)想從某一天起，地球的引力減為一半，則甲圖中的彈簧對物體的彈力（彈簧處于壓縮狀態(tài)）（填“不變”、“減小一半”或“增加兩倍”）。類型3杠桿的動態(tài)平衡問題【例3】如圖甲是上肢力量健身器示意圖，杠桿AB可繞O點在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，AO＝2BO，配重的重力為100牛，小明通過細(xì)繩在B點施加豎直向下的拉力為FB，杠桿在水平位置平衡，配重對地面的壓力記為F壓，拉力FB與壓力F壓的關(guān)系如圖乙所示，杠桿AB和細(xì)繩的質(zhì)量及所有摩擦均忽略不計，動滑輪重力為G動，下列說法正確的是（）A．配重對地面的壓力F壓為50牛時，小明在B點施加豎直向下的拉力FB為160牛 B．配重對地面的壓力F壓為90牛時，小明在B點施加豎直向下的拉力FB為40牛 C．配重對地面的壓力F壓為10牛時，小明在B點施加豎直向下的拉力FB為360牛 D．配重剛好被勻速拉起時，小明在B點施加豎直向下的拉力FB為440?！咀兪?】圖甲是一種壺口處配有自動開合小壺蓋的電水壺。圖乙是自動開合小壺蓋簡化側(cè)視圖，OA是小壺蓋，C是其重力作用點，B是小壺蓋的配重，OB是配重柄，AOB能繞固定點O自由轉(zhuǎn)動。（1）請在圖乙中作出小壺蓋的重力G及其力臂l。（2）已知：小壺蓋質(zhì)量為4克，OA＝3厘米，OC＝1.4厘米，OB＝1厘米，∠AOB＝135°．要求倒水時，壺身最多傾斜45°，小壺蓋便自動打開；壺身豎直時，小壺蓋在水平位置自動閉合。求配重B的質(zhì)量取值范圍。（配重柄質(zhì)量和O點的摩擦均忽略不計，2取1.4）類型4能的轉(zhuǎn)化和守恒【例4】彈跳桿運動是一項廣受歡迎的運動。其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，圖乙是小金玩彈跳桿時由最低位置上升到最高位置的過程，其中b是彈簧處在原長的狀態(tài)，針對此過程分析正確的是（）A．a(chǎn)→b，小金的機械能不斷增加，在b時動能最大 B．b→c，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小金的重力勢能 C．在a狀態(tài)時彈簧的彈性勢能最大 D．在c狀態(tài)時小金的機械能達(dá)到最大【變式4】如圖甲所示，某橋梁工程部門在一次工程作業(yè)中，利用汽車通過滑輪牽引水下一個圓柱形的物體。在整個打撈過程中，汽車以2m/s的速度勻速向右移動。圖乙是此過程中汽車輸出功率P隨時間t的變化關(guān)系，設(shè)t＝0時汽車開始拉物體。不計滑輪的摩擦和繩重，不考慮水的阻力。試回答：（1）乙圖中CD（填“AB”、“BC”或“CD”）段表示物體被打撈完全離開水面；圓柱形物體的質(zhì)量是60kg。（2）圓柱形物體上升過程中所受浮力的最大值。【變式5】小陳開著一輛質(zhì)量為M小車從水平路面駛?cè)胛骱蟮?，再從高架入口駛?cè)胍龢?。引橋長度為L，高為h。（1）當(dāng)汽車在水平路面行駛時，發(fā)動機輸出功率恒為P1，此時汽車以v的最大速度勻速行駛，求汽車受到的阻力多大？（2）當(dāng)汽車駛?cè)敫呒芤龢颍l(fā)動機輸出功率恒定為P2，已知汽車從引橋底部行駛到頂部所用時間為t，那么在引橋上行駛時汽車做的（輸出）總功是多少？（3）在第（2）問的基礎(chǔ)上，試推導(dǎo)汽車在引橋上受到的阻力是水平路面受到阻力的k倍，證明：k=(P【針對訓(xùn)練】一．選擇題（共15小題）1．如圖所示，甲、乙中的A、B一起向右做勻速直線運動，下列說法錯誤的是（）A．甲圖中A受到B對它向右的摩擦力 B．乙圖中的A不受摩擦力作用 C．甲圖中的B受到地面對它向左的摩擦力 D．乙圖中的B受到地面對它向左的摩擦力2．如圖所示，用10N的水平拉力F拉滑輪，使足夠長的物體A以0.2m/s的速度在水平地面上勻速運動，彈簧測力計的示數(shù)為3N，已知A的質(zhì)量是1kg，B的質(zhì)量為0.5kg。不計滑輪重、彈簧測力計重、繩重和滑輪摩擦，則下列說法中正確的是（）A．物體A對地面的壓力為10N B．繩子拉物體A的功率為2W C．物體B受到的摩擦力為3N，方向水平向右 D．在運動過程中若將拉力F增大到12N，彈簧測力計的示數(shù)仍為3N3．如圖所示，F(xiàn)1＝4N，F(xiàn)2＝3N，此時物質(zhì)A相對于地面靜止，物體B以0.1m/s的速度在物體A表面向左做勻速直線運動（不計彈簧測力計、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦）。下列說法正確的是（）A．F2的功率為0.3W B．彈簧測力計計數(shù)為6N C．物體A和地面之間有向左2N的摩擦力 D．如果增大F2，物體A可能向左運動4．如圖所示，F(xiàn)1＝4N，F(xiàn)2＝3N，此時物體A對于地面靜止，物體B以0.1m/s的速度在物體A表面向左做勻速直線運動（不計彈簧測力計、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩了之間的摩擦）。下列說法錯誤的是（）A．F2的功率為0.6W B．如果增大F2，物體A可能向左運動 C．物體A和地面之間有摩擦力 D．彈簧測力計讀數(shù)為9N5．如圖所示，A、B兩物體的重力分別為30牛、40牛，A用細(xì)繩懸掛在頂板上，B放在水平地面上，A、B之間有彈簧固定連接，繩和彈簧重均不計。若已知彈簧由于形變而產(chǎn)生的彈力為20牛。那么繩對物體A的拉力（）A．一定是50牛 B．可能是20牛 C．可能是10牛 D．可能是60牛6．如圖所示，疊放在一起的物體A和B，在大小為F的恒力作用下沿水平地面做勻速直線運動，則下列結(jié)論中正確的是（）A．地面受到B施加的水平向左的摩擦力，大小為F B．若增大F，則A、B不可能一起做勻速直線運動 C．A受到B施加的水平向左的滑動摩擦力，大小為F D．B所受重力與地面對B的支持力是一對平衡力7．如圖所示，一個彈簧秤放在光滑的水平面上，在彈簧的彈性限度內(nèi)受到水平方向的力F1、F2，且F1＞F2，整個過程中，彈簧不超過其彈性限度，則（）A．彈簧秤向右作勻速運動 B．彈簧秤向左作變速運動 C．彈簧秤的讀數(shù)等于F1 D．彈簧秤的讀數(shù)等于F28．在杠桿的兩端掛著質(zhì)量和體積都相同的鋁球和鐵球，這時杠桿平衡將兩球分別浸泡在質(zhì)量和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)都相同的稀硫酸中（如圖所示），直至兩個燒杯中均沒有氣泡產(chǎn)生為止，兩球的外形變化不大且無孔洞出現(xiàn)。下列推測中正確的是①反應(yīng)結(jié)束后，燒杯甲中的溶液質(zhì)量大②反應(yīng)結(jié)束后，燒杯乙中的溶液質(zhì)量大③拿掉燒杯后，要使杠桿重新平衡，支點應(yīng)向A端移動④拿掉燒杯后，要使杠桿重新平衡，支點應(yīng)向B端移動（）A．①③ B．①④ C．②③ D．②④9．一均勻木板AB，B端固定在墻壁的轉(zhuǎn)軸上，木板可在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動，木板下墊了塊C，恰好使木板水平放置，如圖所示，現(xiàn)在水平力F將C由A向B勻速推動過程中，推力F將（）A．大小不變 B．逐漸增大 C．先增大后減小 D．先減小后增大10．一天，小芬在家玩火柴盒，她多次讓火柴盒在同一高處豎著自由下落，竟發(fā)現(xiàn)了一個“規(guī)律”：當(dāng)火柴盒關(guān)著如A情況下落時，落到桌面后不能站立，發(fā)生反跳；當(dāng)火柴的芯盒抽出一半，落到桌面后，芯盒插入外殼，整包穩(wěn)穩(wěn)地站立于桌面。關(guān)于上述現(xiàn)象的解釋，合理的是（）A．B情況中，火柴盒不倒是由于外盒的慣性起作用 B．B情況中，火柴芯盒的慣性比A中的大 C．A情況中，火柴盒與桌面碰撞后動能增加 D．B情況中，芯盒與外殼發(fā)生摩擦，機械能損失，動能大大減小11．如圖所示，一個男孩和一個女孩站在地面上“拔河”，兩人中間位置處有一分界線，約定先使對方的腳越過分界線者為贏，結(jié)果女孩贏了．若繩子水平，且質(zhì)量不計，則下列說法正確的是（）A．男孩對繩的拉力與繩對男孩的拉力是一對平衡力 B．男孩對繩的拉力肯定小于女孩對繩的拉力 C．地面對女孩的摩擦力大于地面對男孩的摩擦力 D．男孩的腳在移動的過程中受到地面的摩擦力向前12．如圖所示，木塊豎立在小車上，隨小車一起以相同的速度向右作勻速直線運動（不考慮空氣阻力）下列分析正確的是（）A．木塊受一對平衡力 B．木塊受兩對平衡力 C．木塊對小車的壓力與小車對木塊的支持力是一對平衡力 D．當(dāng)小車受到阻力突然停止運動時，如果木塊與小車接觸面光滑，木塊立即向右傾倒13．潛水艇在海底航行時排水量為m1千克，在海面上航行時排水量為m2千克，海水的密度為ρ千克/米3，下列說法正確的是（）A．潛水艇在海底航行時所受浮力為（m1﹣m2）g牛 B．潛水艇在海面航行時所受浮力為（m1﹣m2）g牛 C．當(dāng)潛水艇在海面上航行時，水中部分的體積為m1?m2D．要使?jié)撍撊牒Ｋ幸淙耄╩1﹣m2）千克的海水14．如圖所示，甲、乙兩個完全相同的直角三棱劈放置在水平桌面上，三棱劈的密度均勻且底面為矩形，若分別沿兩物體圖中虛線將右上側(cè)切掉△m甲和△m乙，且△m甲＜△m乙，則剩余部分對桌面的壓強p甲和p乙的大小關(guān)系為（）A．p甲＞p乙 B．p甲＜p乙 C．p甲＝p乙 D．都有可能15．如圖所示，兩個完全相同的圓柱形容器內(nèi)分別盛有不同的液體A和B，現(xiàn)從兩容器內(nèi)抽出相同體積的液體后，兩容器內(nèi)剩余液體對容器底部的壓強相等，則原來未抽出液體前兩容器內(nèi)液體對容器底部的壓力FA、FB和壓強pA、pB的關(guān)系是（）A．FA＞FB，pA＞pB B．FA＝FB，pA＞pB C．FA＜FB，pA＜pB D．FA＜FB，pA＝pB二．填空題（共1小題）16．有AB和AC兩個高度相等、長度不等的斜面，兩者粗糙程度完全相同?，F(xiàn)將同一物體分別沿斜面AB和AC由底端勻速拉至頂端，此過程中，物體克服重力做的功WBWC（選填“＝”“＜”或“＞”，下同），物體受到的摩擦力fBfC，斜面的機械效率ηBηC。三．計算題（共5小題）17．動車組是城際間實現(xiàn)小編組、大密度的高效運輸工具，以其編組靈活、方便、快捷、安全、可靠、舒適等特點而備受世界各國鐵路運輸和城市軌道交通運輸?shù)那嗖A。動車組是由至少兩節(jié)機車或帶動力的車廂（動力車）和若干節(jié)不帶動力的車廂（拖車）所組成的列車。假設(shè)每節(jié)車廂的總質(zhì)量均為7.5×104kg．其中第一節(jié)和最后一節(jié)帶動力，它們的額定功率分別為3.6×107W和2.4×107W，車在行駛過程中阻力恒為重力的0.1倍。（1）有一動車組共由8節(jié)車廂連接而成，30分鐘內(nèi)沿平直軌道勻速行駛了90km，求動力車牽引力做的功和它的實際功率？（2）若動車組只開動了某一節(jié)的動力，動車組行駛時的速度v（米/秒）與它所受的牽引力F（牛）之間的關(guān)系如圖所示（即保持額定功率不變），則這列動車組動力來自。（選填“第一節(jié)”或“最后一節(jié)”）（3）若動車組以恒定的功率6×107W（同時開動第一、最后一節(jié)的動力）沿平直軌道行駛，如果限定動車組的速度不超過80米/秒，那么動車組至少由幾節(jié)車廂組成？18．2019年12月，我國第一艘國產(chǎn)航空母艦“山東艦”正式交付海軍。殲﹣15部分參數(shù)質(zhì)量m機1.8×104千克翼總面積S60米2艦上起飛滑跑距離s120米（1）交接入列儀式中，習(xí)近平主席檢閱了儀仗隊，艦長與政委同步并列行進(jìn)在習(xí)主席后方（如圖甲）。以艦長為參照物，此時政委是的。（2）山東艦以重油為燃料。在一次補給訓(xùn)練中，補給艦向山東艦加注了6×103米3的重油，則山東艦浮力將增加牛。（重油密度取0.8×103千克/米3，海水密度取1.0×103千克/米3）（3）殲﹣15是山東艦的艦載機，其部分?jǐn)?shù)據(jù)如上表。殲﹣15艦載機起飛時升力由機翼獲得，沿水平方向低空飛行時，機翼上、下表面的壓強差p和飛機速度v的關(guān)系為P=12ρv2（式中p表示空氣密度）。圖乙是滿載燃油的殲﹣15艦載機正飛離甲板，若此時飛機速度v為90米/秒，飛行員的質(zhì)量為60千克，則該艦載機裝載燃油的最大質(zhì)量是多少千克？（空氣密度為1.2千克/米19．為了貫徹落實“節(jié)能環(huán)?！崩砟睿瑖夜膭钯徺I新能源汽車。根據(jù)新能源汽車的電池續(xù)航能力不同，實施階梯式補貼政策。購買續(xù)航里程大于等于400km的新能源汽車，補貼2.50萬元/輛，購買續(xù)航里程小于400km，大于等于250km的新能源汽車，補貼1.8萬元/輛。新能源汽車的續(xù)航里程是由電池組的容量決定。下表是某品牌電動車的相關(guān)信息。整車質(zhì)量電池容量勻速行駛能耗輪胎的總面積1500kg60kW?h120W?h/km0.12m2（1）該車行駛54千米，用時30分鐘，求平均速度多少米/秒？（2）當(dāng)車輛正常停放，輪胎對地面的壓強是多少帕？（3）請計算購買該輛電動車能獲得補貼多少元？（4）若該車內(nèi)乘客總質(zhì)量為300kg，勻速行駛時，阻力是汽車重力的0.02倍，求汽車牽引力多少牛？20．如圖甲所示，鉛筆和羊角錘用一根細(xì)繩連接恰好能在桌子邊緣靜止，每次擺動羊角錘，最后都能靜止如圖甲，此時只有筆尖跟桌面接觸，并且鉛筆恰好水平。分析時可以把鉛筆、羊角錘和繩子組成的整體看成一個杠桿，示意圖（忽略了粗細(xì)）如圖乙。假設(shè)錘頭重力集中在D點，木柄重力集中在AD中點H處，F(xiàn)點在木柄上且處于O點正下方。羊角錘錘頭質(zhì)量m1＝0.6kg，木柄質(zhì)量m2＝0.4kg，鉛筆和細(xì)繩質(zhì)量不計。測得OB＝15cm，AD＝30cm。求：（1）O點處的筆尖受到的支持力。（2）FD的長度。21．小金（在前）和弟弟一起抬一個高60cm，長80cm，寬50cm，形狀為長方體的箱子。箱子重為100N，箱子各部分質(zhì)量均勻，兩人用力方向均豎直向上。（1）在地面上時，箱子始終保持水平，兩人誰用的力更大？分別為多少？（簡要說明理由）（2）在上樓梯時，箱子的對角線正好保持水平，兩人誰用的力更大？分別為多少？（請通過畫圖、列式計算）專題1力學(xué)【命題重點】力學(xué)是科學(xué)中考的一個重要組成部分,常出現(xiàn)的內(nèi)容:二力平衡與相互作用力、影響滑動摩擦力的因素、壓強和浮力、杠桿平衡條件、功和功率、能量的轉(zhuǎn)化與守恒等?！痉椒ㄒc】(1)學(xué)會對研究對象進(jìn)行受力分析。(2)壓強浮力相關(guān)公式的適用條件。(3)將杠桿動態(tài)問題轉(zhuǎn)化為一個個的靜態(tài)問題。(4)能量問題主要抓住變化前后各種形式能量的大小關(guān)系,再分析變化?！纠}精析】類型1運動和力【例1】在汽車中懸線上掛一個小球，當(dāng)汽車運動時，懸線將與豎直方向成某一固定角度，如圖所示，若在汽車底板上還有一個跟其相對靜止的物體M，則關(guān)于汽車的運動情況和物體M的受力情況正確的是（）A．汽車一定向右做加速運動 B．汽車一定向左做加速運動 C．M除受到重力、底板的支持力作用外，還一定受到向右的摩擦力作用 D．M除受到重力、底板的支持力作用外，還可能受到向左的摩擦力作用【解答】解：AB、以小球為研究對象，小球向左運動，所以有兩種可能，即可能向右做加速運動，也可能向左做減速運動，故AB錯誤；CD、據(jù)上面的分析可知，木塊M相對于汽車有一個向左的運動趨勢，此時木塊M會受到一個向右的摩擦力（其動力的作用），故M除受到重力、底板的支持力作用外，還一定受到向右的摩擦力作用，故C正確，D錯誤；故選：C?！咀兪?】公園里小朋友在玩游戲，起初她緊緊環(huán)抱桿子懸空靜止著，隨著慢慢松手開始沿桿下滑。小金將其簡化為模型來研究，如圖甲。若F隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，有關(guān)小朋友在0～t1時間段所受摩擦力說法正確的是（）A．一直減小，到t1時為零 B．一直減小，到t1時不為零 C．先不變后減小，到t1時為零 D．先不變后減小，到t1時不為零【解答】解：F為人對桿子的壓力，開始時她緊緊環(huán)繞桿子懸空靜止著，受到的摩擦力為靜摩擦力，由二力平衡可知，人受到重力與受到桿子施加的摩擦力為一對平衡力，大小相等，則小朋友不下滑時受摩擦力最大，壓力減小后有段時間仍然靜止（重力等于摩擦力），是靜摩擦力，之后才會開始滑動，當(dāng)開始下滑時，小朋友受到的摩擦力為滑動摩擦力，在接觸面粗糙程度不變的條件下，壓力減小，滑動摩擦力減小，到t1時，F(xiàn)＝0，受到的摩擦力為0，所以，在0～t1時間段所受摩擦力：先不變再減小，到t1時為零，故C正確。故選：C。類型2密度、壓強和浮力【例2】在一個足夠深的容器內(nèi)有一定量的水，將一個長10cm、橫截面積50cm2的圓柱形實心塑料塊掛于彈簧秤上，當(dāng)塑料塊底面剛好接觸水面時（塑料塊沒有離開水面），彈簧秤示數(shù)為4N，如圖甲所示。已知彈簧的伸長與受到的拉力成正比，彈簧受到1N的拉力時伸長1cm，g取10N/kg。若往容器內(nèi)緩慢加水，當(dāng)彈簧秤的示數(shù)為2N時，水面升高6cm。此過程中水面升高的高度△H與所加水的體積V的關(guān)系如圖乙所示。根據(jù)以上信息，能得出的正確結(jié)論是（）A．所加水的體積至1400cm3時，彈簧秤示數(shù)恰為零 B．塑料塊的密度為0.6×103kg/m3 C．容器的橫截面積為125cm2 D．加水1000cm3時，塑料塊受到的浮力為1N【解答】解：A、根據(jù)題意可知，當(dāng)塑料塊底面剛好接觸水面時，彈簧秤示數(shù)為4N，往容器內(nèi)緩慢加水，當(dāng)彈簧秤的示數(shù)為2N時，水面升高6cm，而彈簧的伸長與受到的拉力成正比，所以當(dāng)水面升高12cm時，彈簧秤示數(shù)恰為零，根據(jù)圖乙可知，此時所加水的體積為1400cm3；故A正確；B、當(dāng)塑料塊底面剛好接觸水面時，彈簧秤示數(shù)為4牛，可以知道塑料塊的重力G＝4N，體積V＝10cm×50cm2＝500cm3＝5×10﹣4m3，則塑料塊的密度ρ=mV=GgVC、當(dāng)彈簧秤示數(shù)恰為零時，F(xiàn)浮＝G＝4N，△h＝12cm，則加入水的體積加上塑料塊浸沒在水中的體積等于容器的底面積和水面升高高度h的乘積，即V水+V排＝△hS，由F浮＝ρ水gV排可得，塑料塊排開水的體積V排=F浮ρ水g=則容器的橫截面積：S′=V排+D、當(dāng)浮力F浮＝1N時，彈簧測力計的拉力F拉＝G﹣F浮＝4N﹣1N＝3N，這時彈簧向下伸長3cm，即塑料塊下新加入水的深度h＝1cm此時塑料塊浸入水中的高度h′=F水面升高的高度：△h＝1cm+2cm＝3cm，根據(jù)圖象可知，此時所加水的體積為350cm3，故D錯誤。故選：A?！咀兪?】如圖所示，體積為1×10﹣3m3，材料相同的兩個金屬球，分別連接在彈簧的一端，彈簧的另一端固定在容器的底部。甲圖裝置內(nèi)是水，彈簧對球向上的彈力為79N，則該球的重力為牛。乙圖裝置內(nèi)是某種液體，彈簧對球向上彈力為81N，則該種液體的密度為kg/m3（g取10N/kg）。設(shè)想從某一天起，地球的引力減為一半，則甲圖中的彈簧對物體的彈力（彈簧處于壓縮狀態(tài)）（填“不變”、“減小一半”或“增加兩倍”）。【解答】解：（1）小球受到向下的重力、向上的彈力以及向上的浮力作用，由力的平衡條件可得：G＝F浮+F彈；在水中時，小球的重力：G＝F浮水+F彈水＝ρ水gV排+F彈水＝1000kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3+79N＝89N；在某種液體中，小球所受的浮力：F浮液＝G﹣F彈液＝89N﹣81N＝8N，由F?。溅岩篻V排可得，液體的密度：ρ液=F浮液gV=8N（2）當(dāng)?shù)厍蛞p為一半時，g值將變?yōu)樵瓉淼囊话耄鳩?。溅岩篻v排，因此浮力也減為原來的一半，即重力與浮力之差變?yōu)樵瓉淼囊话?；因此彈簧被壓縮的長度變?yōu)樵瓉淼囊话?，彈簧對物體的彈力減小一半。故答案為：89；0.8×103；減小一半。類型3杠桿的動態(tài)平衡問題【例3】如圖甲是上肢力量健身器示意圖，杠桿AB可繞O點在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，AO＝2BO，配重的重力為100牛，小明通過細(xì)繩在B點施加豎直向下的拉力為FB，杠桿在水平位置平衡，配重對地面的壓力記為F壓，拉力FB與壓力F壓的關(guān)系如圖乙所示，杠桿AB和細(xì)繩的質(zhì)量及所有摩擦均忽略不計，動滑輪重力為G動，下列說法正確的是（）A．配重對地面的壓力F壓為50牛時，小明在B點施加豎直向下的拉力FB為160牛 B．配重對地面的壓力F壓為90牛時，小明在B點施加豎直向下的拉力FB為40牛 C．配重對地面的壓力F壓為10牛時，小明在B點施加豎直向下的拉力FB為360牛 D．配重剛好被勻速拉起時，小明在B點施加豎直向下的拉力FB為440?！窘獯稹拷猓号渲卦诘孛姹３朱o止?fàn)顟B(tài)，那么繩子對它的拉力F拉＝G﹣F壓；對動滑輪進(jìn)行受力分析可知，它受到向上的拉力FA，向下的動滑輪的重力G動和兩個向下的拉力F拉，那么得到：FA＝2F拉+G動＝2×（100N﹣F壓）+G動；根據(jù)杠桿的平衡條件得到：FA×AO＝FB×OB；即：[2×（100N﹣F壓）+G動]×2＝FB×1；根據(jù)乙圖可知，當(dāng)F壓＝50N時，F(xiàn)B＝2F；當(dāng)F壓＝80N時，F(xiàn)B＝F；將兩組數(shù)據(jù)代入得到：[2×（100N﹣50N）+G動]×2＝2F×1①；[2×（100N﹣80N）+G動]×2＝F×1②；①②式聯(lián)立得到：G動＝20N，F(xiàn)＝120N。那么F壓與FB的關(guān)系式為：[2×（100N﹣F壓）+20N]×2＝FB×1③；A．配重對地面的壓力F壓為50N時，[2×（100N﹣50N）+20N]×2＝FB×1；解得：FB＝120N；故A錯誤；B．配重對地面的壓力F壓為90N時，[2×（100N﹣90N）+20N]×2＝FB×1；解得：FB＝80N；故B錯誤；C．配重對地面的壓力F壓為10N時，[2×（100N﹣10N）+20N]×2＝FB×1；解得：FB＝400N；故C錯誤；D．當(dāng)配重剛好被勻速拉起時，壓力為0N，[2×（100N﹣0N）+20N]×2＝FB×1；解得：FB＝440N；故D正確。故選：D?！咀兪?】圖甲是一種壺口處配有自動開合小壺蓋的電水壺。圖乙是自動開合小壺蓋簡化側(cè)視圖，OA是小壺蓋，C是其重力作用點，B是小壺蓋的配重，OB是配重柄，AOB能繞固定點O自由轉(zhuǎn)動。（1）請在圖乙中作出小壺蓋的重力G及其力臂l。（2）已知：小壺蓋質(zhì)量為4克，OA＝3厘米，OC＝1.4厘米，OB＝1厘米，∠AOB＝135°．要求倒水時，壺身最多傾斜45°，小壺蓋便自動打開；壺身豎直時，小壺蓋在水平位置自動閉合。求配重B的質(zhì)量取值范圍。（配重柄質(zhì)量和O點的摩擦均忽略不計，2取1.4）【解答】解：（1）小壺蓋的重力G方向豎直向下，根據(jù)力臂的定義作出重力的力臂，如下圖所示：；（2）①當(dāng)配重柄水平時，杠桿示意圖如圖1，此時配重的力臂最大、壺蓋重力的力臂最小，由杠桿平衡條件可知此時配重的質(zhì)量最小，；由于壺身最多傾斜45°，即OD和OC之間的夾角為45°，根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知：OD=12×根據(jù)杠桿的平衡條件可得：G1l1＝G2l2，即m1g×OD＝m2g×OB，則m2=m②當(dāng)小壺蓋水平時，杠桿示意圖如圖2；此時配重的力臂最小、壺蓋重力的力臂最大，由杠桿平衡條件可知此時配重的質(zhì)量最大：OE和OB之間的夾角為45°，則OE=12×根據(jù)杠桿的平衡條件可得：G1l1′＝G2′l2′，即m1g×OC＝m2′g×OE，則m2′＝m1OCOE由此可知，配重B的質(zhì)量取值范圍為4g～7.89g。故答案為：（1）如上圖所示；（2）配重B的質(zhì)量取值范圍為4g～7.89g。類型4能的轉(zhuǎn)化和守恒【例4】彈跳桿運動是一項廣受歡迎的運動。其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，圖乙是小金玩彈跳桿時由最低位置上升到最高位置的過程，其中b是彈簧處在原長的狀態(tài)，針對此過程分析正確的是（）A．a(chǎn)→b，小金的機械能不斷增加，在b時動能最大 B．b→c，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小金的重力勢能 C．在a狀態(tài)時彈簧的彈性勢能最大 D．在c狀態(tài)時小金的機械能達(dá)到最大【解答】解：AD、a→b的過程中，彈簧的彈性勢能不斷轉(zhuǎn)化為小金的機械能，故小金的機械能不斷增加；b→c的過程中，小金需要克服空氣阻力做功，一部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故機械能不斷減小；故在c狀態(tài)時小金的機械能不是最大。開始一段時間內(nèi)，彈簧的形變量較大，向上的彈力大于向下的重力，小金做加速運動；隨著彈簧形變量的減小，彈力減小，當(dāng)彈力等于重力時，小希的速度達(dá)到最大，（此時動能動能最大）；彈力繼續(xù)減小，向上的彈力小于向下的重力時，小金做減速運動；而b→c的過程中，小金在重力作用下做減速運動；所以，a→c的過程中，小金先加速后減速，在b狀態(tài)時速度并不是最大，此時彈簧恢復(fù)到原長，無彈力，人只受重力作用，處于減速階段，故在b時動能不是最大。故AD錯誤。B、b→c的過程中，即離開地面上升的過程，小希的速度減小，動能減小，高度增大，重力勢能增大，所以該過程中是動能轉(zhuǎn)化為人的重力勢能，故B錯誤。C、a是最低位置，此時彈簧的形變程度最大，所以在a狀態(tài)時彈簧的彈性勢能最大，故C正確。故選：C。【變式4】如圖甲所示，某橋梁工程部門在一次工程作業(yè)中，利用汽車通過滑輪牽引水下一個圓柱形的物體。在整個打撈過程中，汽車以2m/s的速度勻速向右移動。圖乙是此過程中汽車輸出功率P隨時間t的變化關(guān)系，設(shè)t＝0時汽車開始拉物體。不計滑輪的摩擦和繩重，不考慮水的阻力。試回答：（1）乙圖中CD（填“AB”、“BC”或“CD”）段表示物體被打撈完全離開水面；圓柱形物體的質(zhì)量是60kg。（2）圓柱形物體上升過程中所受浮力的最大值。【解答】解：（1）由圖象可知，AB段表示物體在水中，BC段表示物體從開始露出水面的過程，CD段表示物體被打撈完全離開水面；由P=Wt=Fs所以物體受到的重力為G＝F1＝600N，物體的質(zhì)量為m=G（2）當(dāng)汽車的功率為800W時，拉力F最小，此時對重物的拉力F2=P此時物體上升過程中所受浮力最大，則浮力的最大值根據(jù)F?。紾﹣F2＝600N﹣400N＝200N，故答案為：（1）CD；60kg；（2）所受浮力的最大值為200N?！咀兪?】小陳開著一輛質(zhì)量為M小車從水平路面駛?cè)胛骱蟮?，再從高架入口駛?cè)胍龢?。引橋長度為L，高為h。（1）當(dāng)汽車在水平路面行駛時，發(fā)動機輸出功率恒為P1，此時汽車以v的最大速度勻速行駛，求汽車受到的阻力多大？（2）當(dāng)汽車駛?cè)敫呒芤龢?，發(fā)動機輸出功率恒定為P2，已知汽車從引橋底部行駛到頂部所用時間為t，那么在引橋上行駛時汽車做的（輸出）總功是多少？（3）在第（2）問的基礎(chǔ)上，試推導(dǎo)汽車在引橋上受到的阻力是水平路面受到阻力的k倍，證明：k=(P【解答】解：（1）由P=W汽車在水平路面勻速行駛時受到的牽引力：F1=P因為汽車在水平輪勻速行駛，根據(jù)二力平衡條件可知，汽車受到的阻力：f1＝F1=P（2）由P=WW總＝P2t（3）汽車做的有用功：W有用＝Gh＝Mgh；汽車克服阻力做功：W額＝W總﹣W有用＝P2t﹣Mgh，由W＝f2L得，汽車在引橋上受到的阻力：f2=W又題意知，f2＝kf1＝kP1由以上兩式可解得：k=(P答：（1）汽車受到的阻力為P1（2）在引橋上行駛時汽車做的（輸出）總功是P2t；（3）見解答。【針對訓(xùn)練】一．選擇題（共15小題）1．如圖所示，甲、乙中的A、B一起向右做勻速直線運動，下列說法錯誤的是（）A．甲圖中A受到B對它向右的摩擦力 B．乙圖中的A不受摩擦力作用 C．甲圖中的B受到地面對它向左的摩擦力 D．乙圖中的B受到地面對它向左的摩擦力【解答】解：A、甲圖中的A、B一起向右做勻速直線運動，水平方向受力平衡，受到向右的拉力F和B對A向左的摩擦力是一對平衡力，故A錯誤；B、乙圖中A物塊隨B一起做勻速直線運動，在水平方向不受力的作用，所以A不受摩擦力作用；故B正確；C、B向右做勻速直線運動，水平方向受力平衡，受到A對B向右的摩擦力和地面對B向左的摩擦力是一對平衡力，故C正確；D、若用水平拉力F作用在B物塊上，A、B一起向右做勻速直線運動，B物塊受到的拉力和桌面對它的滑動摩擦力是一對平衡力，所以B物塊受到桌面對它的摩擦力大小為F，方向水平向左；故D正確。故選：A。2．如圖所示，用10N的水平拉力F拉滑輪，使足夠長的物體A以0.2m/s的速度在水平地面上勻速運動，彈簧測力計的示數(shù)為3N，已知A的質(zhì)量是1kg，B的質(zhì)量為0.5kg。不計滑輪重、彈簧測力計重、繩重和滑輪摩擦，則下列說法中正確的是（）A．物體A對地面的壓力為10N B．繩子拉物體A的功率為2W C．物體B受到的摩擦力為3N，方向水平向右 D．在運動過程中若將拉力F增大到12N，彈簧測力計的示數(shù)仍為3N【解答】解：A．物體A對地面的壓力為：F壓＝GA+GB＝（1kg+0.5kg）×10N/kg＝15N，故A錯誤；B．不計滑輪重、彈簧測力計重、繩重和滑輪摩擦，繩子對物體A的拉力為：FA=1nFA繩子拉動物體A的功率為：PA＝FAvA＝5N×0.2m/s＝1W，故B錯誤；C．物體B處于靜止?fàn)顟B(tài)，它受到的拉力和摩擦力相互平衡，因此摩擦力f＝F示數(shù)＝3N．因為拉力的方向向右，所以摩擦力的方向向左，故C錯誤；D．無論物體A的移動速度如何，對B和A之間的壓力以及接觸面的粗糙程度都沒有影響，因此B受到的摩擦力還是3N，測力計的示數(shù)保持3N不變，故D正確。故選：D。3．如圖所示，F(xiàn)1＝4N，F(xiàn)2＝3N，此時物質(zhì)A相對于地面靜止，物體B以0.1m/s的速度在物體A表面向左做勻速直線運動（不計彈簧測力計、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦）。下列說法正確的是（）A．F2的功率為0.3W B．彈簧測力計計數(shù)為6N C．物體A和地面之間有向左2N的摩擦力 D．如果增大F2，物體A可能向左運動【解答】解：A、由圖知，水平使用滑輪組，n＝2，拉力端移動速度v＝2v物＝2×0.1m/s＝0.2m/s，拉力做功功率P2＝F2v＝3N×0.2m/s＝0.6W，故A不正確；B、不計彈簧測力計、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦，彈簧測力計的示數(shù)F＝3F2＝3×3N＝9N，故B不正確；C、對于物體A，水平方向受到的力：B向左的摩擦力fB＝2F2＝2×3N＝6N、向右的拉力F1＝4N，因為A靜止，所以地面對物體A有向右的摩擦力f地＝fB﹣F1＝6N﹣4N＝2N；由于作用力和反作用力大小相等，所以物體A和地面之間有向左2N的摩擦力，故C正確；D、如果增大F2，B將做加速運動，B對A的壓力和接觸面的粗糙程度不變，B與A之間的摩擦力不變，A受力不變，還是處于靜止?fàn)顟B(tài)，故D不正確。故選：C。4．如圖所示，F(xiàn)1＝4N，F(xiàn)2＝3N，此時物體A對于地面靜止，物體B以0.1m/s的速度在物體A表面向左做勻速直線運動（不計彈簧測力計、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩了之間的摩擦）。下列說法錯誤的是（）A．F2的功率為0.6W B．如果增大F2，物體A可能向左運動 C．物體A和地面之間有摩擦力 D．彈簧測力計讀數(shù)為9N【解答】解：A、由圖知，水平使用滑輪組，n＝2，拉力端移動速度v＝2v物＝2×0.1m/s＝0.2m/s，拉力做功功率P2＝F2v＝3N×0.2m/s＝0.6W，故A正確；B、如果增大F2，B將做加速運動，B對A的壓力和接觸面的粗糙程度不變，B與A之間的摩擦力不變，A受力不變，還是處于靜止?fàn)顟B(tài)，故B錯誤；C、對于物體A，受到的力：B向左的摩擦力fB＝2F2＝2×3N＝6N，向右的拉力F1＝4N、因為A靜止，所以地面向右的摩擦力f地＝fB﹣F1＝6N﹣4N＝2N，所以物體A與地面之間有摩擦力，故C正確；D、不計彈簧測力計、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦，彈簧測力計的示數(shù)F＝3F2＝3×3N＝9N，故D正確。故選：B。5．如圖所示，A、B兩物體的重力分別為30牛、40牛，A用細(xì)繩懸掛在頂板上，B放在水平地面上，A、B之間有彈簧固定連接，繩和彈簧重均不計。若已知彈簧由于形變而產(chǎn)生的彈力為20牛。那么繩對物體A的拉力（）A．一定是50牛 B．可能是20牛 C．可能是10牛 D．可能是60?！窘獯稹拷猓簭椈蓪的作用力可能是向下的拉力，也可能是向上的支持力；以A為研究對象，受力如圖（1）與（2）所示；（1）當(dāng)彈簧作用力為拉力時，物體A受力如圖（1）所示，由平衡條件得：GA+F＝FT，則繩對物體A的拉力FT＝GA+F＝30N+20N＝50N；（2）當(dāng)彈簧的作用力為支持力時，物體受力如圖（2）所示，由平衡條件得：F+FT＝GA，則繩子對物體A的拉力FT＝GA﹣F＝30N﹣20N＝10N。故選：C。6．如圖所示，疊放在一起的物體A和B，在大小為F的恒力作用下沿水平地面做勻速直線運動，則下列結(jié)論中正確的是（）A．地面受到B施加的水平向左的摩擦力，大小為F B．若增大F，則A、B不可能一起做勻速直線運動 C．A受到B施加的水平向左的滑動摩擦力，大小為F D．B所受重力與地面對B的支持力是一對平衡力【解答】解：A、由題可知，物體A和B在大小為F的恒力作用下沿水平地面向右做勻速直線運動，所以物體A和B（看做一個整體）在水平方向受到平衡力作用，即B受到地面施加的水平向左的摩擦力f和拉力F平衡，所以f＝F；因地面受到B的摩擦力與B受到地面的摩擦力是相互作用力，所以地面受到B施加的水平向右的摩擦力，大小為F，故A錯誤；B、在壓力和接觸面的粗糙程度不變時，B受到的滑動摩擦力大小不變，若增大F，則拉力大于B受到的滑動摩擦力，所以A、B不可能一起做勻速直線運動，故B正確；C、因A、B一起做勻速直線運動，所以A、B相對靜止，但A與B之間存在靜摩擦力的作用，而不是滑動摩擦力，故C錯誤；D、對于B來說，地面對B的支持力等于A和B的重力之和，所以B所受重力與地面對B的支持力大小不相等，則二力不是平衡力，故D錯誤。故選：B。7．如圖所示，一個彈簧秤放在光滑的水平面上，在彈簧的彈性限度內(nèi)受到水平方向的力F1、F2，且F1＞F2，整個過程中，彈簧不超過其彈性限度，則（）A．彈簧秤向右作勻速運動 B．彈簧秤向左作變速運動 C．彈簧秤的讀數(shù)等于F1 D．彈簧秤的讀數(shù)等于F2【解答】解：（1）由題意知，光滑的水平面沒有摩擦力，彈簧秤受到水平方向的力F1、F2，且F1＞F2，二力不平衡，物體的運動狀態(tài)會發(fā)生改變，且運動方向與較大力的方向相同，因此彈簧秤向右做加速運動，故AB錯誤；（2）以彈簧測力計外殼作為受力物體，受到F2、F1的作用，彈簧測力計顯示的是F1的大小，故C正確、D錯。故選：C。8．在杠桿的兩端掛著質(zhì)量和體積都相同的鋁球和鐵球，這時杠桿平衡將兩球分別浸泡在質(zhì)量和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)都相同的稀硫酸中（如圖所示），直至兩個燒杯中均沒有氣泡產(chǎn)生為止，兩球的外形變化不大且無孔洞出現(xiàn)。下列推測中正確的是①反應(yīng)結(jié)束后，燒杯甲中的溶液質(zhì)量大②反應(yīng)結(jié)束后，燒杯乙中的溶液質(zhì)量大③拿掉燒杯后，要使杠桿重新平衡，支點應(yīng)向A端移動④拿掉燒杯后，要使杠桿重新平衡，支點應(yīng)向B端移動（）A．①③ B．①④ C．②③ D．②④【解答】解：通過化學(xué)方程式可算出鐵球和鋁球減少的質(zhì)量比。設(shè)消耗的鐵和鋁的質(zhì)量分別為x、y，硫酸的質(zhì)量為100g，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a%則：Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑2Al+3H2SO4＝Al2（SO4）3+3H2↑569854294x100g×a%y100g×a%即56x解得：x=56a54y解得：y=54a故消耗的鐵和鋁的質(zhì)量之比為：56a98g：54a①②、因為鐵球減少的質(zhì)量大，則放鐵球的那個燒杯溶液質(zhì)量增加的多，即燒杯乙中溶液質(zhì)量大，故①錯誤，②正確；③④因為鐵球減少的質(zhì)量大，所以拿掉燒杯后杠桿向鋁球傾斜，要想使杠桿平衡，支點應(yīng)向A端移動，故③正確，④錯誤。故選：C。9．一均勻木板AB，B端固定在墻壁的轉(zhuǎn)軸上，木板可在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動，木板下墊了塊C，恰好使木板水平放置，如圖所示，現(xiàn)在水平力F將C由A向B勻速推動過程中，推力F將（）A．大小不變 B．逐漸增大 C．先增大后減小 D．先減小后增大【解答】解：桿受重力G和C對它的支持力FN，由力矩平衡條件知G?12l＝FN?L．在C逐漸向右推移的過程中，支持力FN對軸B的力臂L逐漸減小，則FN故選：B。10．一天，小芬在家玩火柴盒，她多次讓火柴盒在同一高處豎著自由下落，竟發(fā)現(xiàn)了一個“規(guī)律”：當(dāng)火柴盒關(guān)著如A情況下落時，落到桌面后不能站立，發(fā)生反跳；當(dāng)火柴的芯盒抽出一半，落到桌面后，芯盒插入外殼，整包穩(wěn)穩(wěn)地站立于桌面。關(guān)于上述現(xiàn)象的解釋，合理的是（）A．B情況中，火柴盒不倒是由于外盒的慣性起作用 B．B情況中，火柴芯盒的慣性比A中的大 C．A情況中，火柴盒與桌面碰撞后動能增加 D．B情況中，芯盒與外殼發(fā)生摩擦，機械能損失，動能大大減小【解答】解：AD、B情況中，火柴盒下落的過程中，芯盒與外殼發(fā)生摩擦，還要克服摩擦做功，其機械能減少更多，動能大大減小，所以火柴盒不倒，故A錯誤，D正確；B、慣性大小只與質(zhì)量有關(guān)，B情況中火柴芯盒的質(zhì)量不變，其慣性與A中的一樣大，故B錯誤；C、A情況，火柴盒與桌面碰撞后，其速度減小，動能減小，故C錯誤；故選：D。11．如圖所示，一個男孩和一個女孩站在地面上“拔河”，兩人中間位置處有一分界線，約定先使對方的腳越過分界線者為贏，結(jié)果女孩贏了．若繩子水平，且質(zhì)量不計，則下列說法正確的是（）A．男孩對繩的拉力與繩對男孩的拉力是一對平衡力 B．男孩對繩的拉力肯定小于女孩對繩的拉力 C．地面對女孩的摩擦力大于地面對男孩的摩擦力 D．男孩的腳在移動的過程中受到地面的摩擦力向前【解答】解：A．男孩對繩的拉力作用在繩子上，繩對男孩的拉力作用在男孩上，二力作用在兩個物體上，是一對相互作用力，不是一對平衡力，故A錯誤；B．男孩對繩的拉力與繩對男孩的拉力是一對相互作用力，二力大小相等，同理女孩對繩的拉力與繩對女孩的拉力也是一對平衡力，二力大小也相等，根據(jù)同一根繩子的拉力相等可知，男孩對繩的拉力肯定等于女孩對繩的拉力，故B錯誤；C．水平方向上男孩、女孩只受到繩子的拉力與摩擦阻力作用，而繩子的拉力又相等，女孩獲勝，說明地面對女孩的摩擦力大于地面對男孩的摩擦力，故C正確；D．男孩的腳在移動的過程中受到地面的摩擦力向后，故D錯誤．故選：C．12．如圖所示，木塊豎立在小車上，隨小車一起以相同的速度向右作勻速直線運動（不考慮空氣阻力）下列分析正確的是（）A．木塊受一對平衡力 B．木塊受兩對平衡力 C．木塊對小車的壓力與小車對木塊的支持力是一對平衡力 D．當(dāng)小車受到阻力突然停止運動時，如果木塊與小車接觸面光滑，木塊立即向右傾倒【解答】解：AB、由于木塊隨小車一起作勻速直線運動，木塊相對于小車沒有運動的趨勢，所以它沒有受到摩擦力的作用，只受豎直方向上的重力和支持力一對平衡力的作用，故A正確，B錯誤；C、木塊對小車的壓力與小車對木塊的支持力分別作用在小車和木塊上，屬于相互作用力，是一對作用力和反作用力，不是平衡力，故C錯誤；D、當(dāng)小車受到阻力突然停止運動時，如果木塊與小車接觸面光滑，不受摩擦力，運動狀態(tài)不發(fā)生不變，仍做勻速直線運動，故D錯誤。故選：A。13．潛水艇在海底航行時排水量為m1千克，在海面上航行時排水量為m2千克，海水的密度為ρ千克/米3，下列說法正確的是（）A．潛水艇在海底航行時所受浮力為（m1﹣m2）g牛 B．潛水艇在海面航行時所受浮力為（m1﹣m2）g牛 C．當(dāng)潛水艇在海面上航行時，水中部分的體積為m1?m2D．要使?jié)撍撊牒Ｋ幸淙耄╩1﹣m2）千克的海水【解答】解：（1）潛水艇在海面下航行時受到的浮力：F浮＝G排＝m排g＝m1g；故A錯誤；它在海底航行時所受的壓力差等于浮力，即壓力差＝m1g；故B錯誤；（2）根據(jù)ρ=mV可知：當(dāng)潛艇在海面上航行時，排開水的體積：V排排開水的體積等于潛艇浸在水中部分的體積；故C錯誤；（3）在海面上航行時受到的浮力：F浮′＝G排′＝m排′g＝m2g，因為潛水艇漂浮，所以潛艇的重力：G＝F浮′＝m2g，要使?jié)撏撊牒Ｋ?，設(shè)充入的海水重為G水，則有G+G水＝F?。絤1g，即：m2g+m水g＝F?。絤1g，所以m水＝m1﹣m2，故D正確。故選：D。14．如圖所示，甲、乙兩個完全相同的直角三棱劈放置在水平桌面上，三棱劈的密度均勻且底面為矩形，若分別沿兩物體圖中虛線將右上側(cè)切掉△m甲和△m乙，且△m甲＜△m乙，則剩余部分對桌面的壓強p甲和p乙的大小關(guān)系為（）A．p甲＞p乙 B．p甲＜p乙 C．p甲＝p乙 D．都有可能【解答】解：用割補法把剩余的三棱劈補成柱體，如圖所示：因為物體放在水平桌面上，所以柱體對水平桌面的壓力：F甲＝G甲，F(xiàn)乙＝G乙，則補成的甲柱體對桌面的壓強：p甲′=F甲S甲=同理補成的乙柱體對桌面的壓強：p乙′＝ρ乙h乙g；剩余的三棱劈與補成的柱體相比，壓力減小一半（重力減小一半），底面積不變，則壓強減小一半，所以剩余的甲三棱劈對桌面的壓強：p甲=12p甲′=12ρ甲剩余的乙三棱劈對桌面的壓強：p乙=12p乙′=12ρ乙由題知ρ甲＝ρ乙，剩余三棱劈的高度h乙＞h甲，所以由①②可得p乙＞p甲。故選：B。15．如圖所示，兩個完全相同的圓柱形容器內(nèi)分別盛有不同的液體A和B，現(xiàn)從兩容器內(nèi)抽出相同體積的液體后，兩容器內(nèi)剩余液體對容器底部的壓強相等，則原來未抽出液體前兩容器內(nèi)液體對容器底部的壓力FA、FB和壓強pA、pB的關(guān)系是（）A．FA＞FB，pA＞pB B．FA＝FB，pA＞pB C．FA＜FB，pA＜pB D．FA＜FB，pA＝pB【解答】解：抽出相同體積的液體，又因為容器是相同的，故抽取液體的高度h是相同的，由圖可知原有液體的高度關(guān)系是h1＞h2，故抽取后剩余液體高度關(guān)系是h1′＞h2′，根據(jù)P剩＝ρgh可知ρA＜ρB則抽取液體的壓強PA′＜PB′，原來的壓強PA＝PA′+P剩A，ρB＝PB′+P剩B，即PA＜PB．根據(jù)F＝PS，S相同，壓強大壓力大。故選：C。二．填空題（共1小題）16．有AB和AC兩個高度相等、長度不等的斜面，兩者粗糙程度完全相同?，F(xiàn)將同一物體分別沿斜面AB和AC由底端勻速拉至頂端，此過程中，物體克服重力做的功WBWC（選填“＝”“＜”或“＞”，下同），物體受到的摩擦力fBfC，斜面的機械效率ηBηC。【解答】解：現(xiàn)將同一物體分別沿斜面AB和AC由底端勻速拉至頂端，物體上升的高度是相同的，根據(jù)W＝Gh可知，克服重力所做的功是相同的，即WB＝WC；滑動摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，接觸面的粗糙程度相同，斜面的傾角越大，物體對斜面的壓力越小，摩擦力越小，即fB＜fC；AC斜面的長度大于AB，物體在AB上的摩擦力小于在AC上的摩擦力，根據(jù)W＝fs可知，AB上克服摩擦力做的功要小于AC上克服摩擦力所做的功，即AB的額外功要小于AC的額外功；由于克服物體重力所做的功即有用功相同，額外功越大的，總功越大，根據(jù)η=W有W總可知，AB上的效率要高于AC上的效率，即η故答案為：＝；＜．＞。三．計算題（共5小題）17．動車組是城際間實現(xiàn)小編組、大密度的高效運輸工具，以其編組靈活、方便、快捷、安全、可靠、舒適等特點而備受世界各國鐵路運輸和城市軌道交通運輸?shù)那嗖A。動車組是由至少兩節(jié)機車或帶動力的車廂（動力車）和若干節(jié)不帶動力的車廂（拖車）所組成的列車。假設(shè)每節(jié)車廂的總質(zhì)量均為7.5×104kg．其中第一節(jié)和最后一節(jié)帶動力，它們的額定功率分別為3.6×107W和2.4×107W，車在行駛過程中阻力恒為重力的0.1倍。（1）有一動車組共由8節(jié)車廂連接而成，30分鐘內(nèi)沿平直軌道勻速行駛了90km，求動力車牽引力做的功和它的實際功率？（2）若動車組只開動了某一節(jié)的動力，動車組行駛時的速度v（米/秒）與它所受的牽引力F（牛）之間的關(guān)系如圖所示（即保持額定功率不變），則這列動車組動力來自。（選填“第一節(jié)”或“最后一節(jié)”）（3）若動車組以恒定的功率6×107W（同時開動第一、最后一節(jié)的動力）沿平直軌道行駛，如果限定動車組的速度不超過80米/秒，那么動車組至少由幾節(jié)車廂組成？【解答】解：（1）分析題意可知，動車組勻速行駛，牽引力等于阻力，F(xiàn)＝f＝knmg＝0.1×8×7.5×104kg×10N/kg＝6×105N，動力車牽引力做的功：W＝FL＝6×105N×90000m＝5.4×1010J；行駛時間為30min＝1800s，它的實際功率P═Wt=5.4×1（2）分析動車組行駛時的速度v與它所受牽引力F之間的關(guān)系圖可知，橫縱坐標(biāo)的乘積表示功率，P＝20m/s×1800×103N＝3.6×107W．則這列動車組動力來自第一節(jié)車廂。（3）若動車組以恒定的功率6×107W沿平直軌道行駛，如果限定動車組的速度不超過80米/秒，則牽引力F'=W動車組勻速行駛，牽引力等于阻力，F(xiàn)'＝f'＝kn'mg，解得n＝10。答：（1）有一動車組共由8節(jié)車廂連接而成，30分鐘內(nèi)沿平直軌道勻速行駛了90km，動力車牽引力做的功為5.4×1010J；它的實際功率為3×107W。（2）這列動車組動力來自第一節(jié)；（3）若動車組以恒定的功率6×107W（同時開動第一、最后一節(jié)的動力）沿平直軌道行駛，如果限定動車組的速度不超過80米/秒，那么動車組至少由10節(jié)車廂組成。18．2019年12月，我國第一艘國產(chǎn)航空母艦“山東艦”正式交付海軍。殲﹣15部分參數(shù)質(zhì)量m機1.8×104千克翼總面積S60米2艦上起飛滑跑距離s120米（1）交接入列儀式中，習(xí)近平主席檢閱了儀仗隊，艦長與政委同步并列行進(jìn)在習(xí)主席后方（如圖甲）。以艦長為參照物，此時政委是的。（2）山東艦以重油為燃料。在一次補給訓(xùn)練中，補給艦向山東艦加注了6×103米3的重油，則山東艦浮力將增加牛。（重油密度取0.8×103千克/米3，海水密度取1.0×103千克/米3）（3）殲﹣15是山東艦的艦載機，其部分?jǐn)?shù)據(jù)如上表。殲﹣15艦載機起飛時升力由機翼獲得，沿水平方向低空飛行時，機翼上、下表面的壓強差p和飛機速度v的關(guān)系為P=12ρv2（式中p表示空氣密度）。圖乙是滿載燃油的殲﹣15艦載機正飛離甲板，若此時飛機速度v為90米/秒，飛行員的質(zhì)量為60千克，則該艦載機裝載燃油的最大質(zhì)量是多少千克？（空氣密度為1.2千克/米【解答】解：（1）以艦長為參照物，此時政委和艦長之間沒有位置的變化，是靜止的；（2）在一次補給訓(xùn)練中，補給艦向山東艦加注了6×103米3的重油，根據(jù)ρ=mm＝ρV＝0.8×103kg/m3×6×103m3＝4.8×106kg；山東艦是漂浮在水面上的；漂浮時浮力等于重力；則增加的物體的重力等于增加的浮力：F?。紾＝mg＝4.8×106kg×10