文档介绍：专题四中考压轴题类型1:力学综合计题题1.(2014,德州)如图所示是蓝鳍金枪鱼-21型自主式水下航行器的示意图,它是一种专业水下搜寻设备,在搜寻马航失联客机MH370的过程中发挥了较大的作用。航行器质量约为750kg,体积约为1m3,可潜入水下4500m深处,在配置声呐系统后能以较高的分辨率搜寻水下物体。(海水密度ρ海水=×103kg/m3,g取10N/kg)求:(1)航行器下潜至水下3000m深处时,所受海水的压强和浮力。(2)航行器停留在水下3000m深处作业时,若遇故障发动机关闭,试分析判断航行器的浮沉情况。(3)航行器完成水下3000m作业后返航,在它上浮2000m的过程中,海水浮力对航行器所做的功是多少?解:(1)由液体压强公式得p=ρ海水gh=×103kg/m3×10N/kg×3000m=×107Pa,由阿基米德原理,得F浮=ρ海水gV排=×103kg/m3×10N/kg×1m3=×104N (2)由题意知,航行器发动机关闭后,在海水中只受浮力和重力,由重力的计算公式,得G=mg=750kg×10N/kg=×103N,因为F浮>G,所以航行器在海水中将上浮(3)由题意知,航行器在海水中上升距离s=2000m,由功的计算公式,得W=F浮s=×104N×2000m=×107J2.(2014,陕西)在缺水地区,需要时刻储备生活用水。如图所示为一种具有自动蓄水功能的长方形水池。A是一个底面积为100cm2的方形塑料盒,与塑料盒连接的直杆可绕固定点O转动,,活塞B堵住进水管,注水结束,水位为H。(×103kg/m3,g取10N/kg)(1)注水的过程中,随着水位上升,水对水池底部的压强逐渐__变大__。(2)注水结束时,水池中水的质量是多少?此时塑料盒浸入水中的深度是10cm,塑料盒所受的浮力是多大?(3),注水结束时水位H升高了多少?解:(2)水池中水的质量m=ρV=×103kg/m3×=×103kg,塑料盒排开水的体积V排=Sh=100cm2×10cm=103cm3=10-3m3,塑料盒受到的浮力F浮=ρ水gV排=×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N (3)物体重力G=mg=×10N/kg=3N,注水结束时,塑料盒受到的浮力应增加3N,塑料盒排开水的体积增加值ΔV′===3×10-4m3,水位H升高了Δh′====3cm3.(2013,自贡)如图所示(滑轮组的绕绳未画出),人以600N的力向下拉动绕在滑轮组上的绳子一端10s,,,已知滑轮组的机械效率为70%(g取10N/kg)。(1)按题意画出滑轮组的绕绳。(2)人所做功的功率多大?(3)被吊起的重物质量多大?解:(1)作用在动滑轮上绳子段数是n===3,所以绳子的固定端应从动滑轮上开始缠绕,如图所示。(2)拉力做的功为W总=Fs=600N×=900J,拉力的功率为P===90W(3)因为η=,所以W有用=W总·η=900J×70%=630J。因为W有用=Gh,所以G===1260N,又因为G=mg,所以物体的质量为m==1260N/10N/kg=126kg4.(2014,黄冈)2014年4月14日,为寻找失联的MH370航班,启用了“蓝鳍金枪鱼-21”(简称“金枪鱼”)自主水下航行器进行深海搜寻。其外形与潜艇相似(如图甲所示),相关标准参数为:体积1m3、质量750kg,最大潜水深度4500m,(不考虑海水密度变化,×103kg/m3,g取10N/kg)。甲乙(1)假设“金枪鱼”上有面积为20cm2的探测窗口,当它由海水中2000m处下潜至最大潜水深度处,问该探测窗口承受海水的压力增加了多少?(2)“金枪鱼”搜寻任务完成后,变为自重时恰能静止漂浮在海面上,此时露出海面体积为多大?(3)若上述漂浮在海面的“金枪鱼”,由起重装置将其匀速竖直吊离海面。起重装置拉力的功率随时间变化的图象如图乙所示,图中P3=3P1。求t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力(不考虑水的阻力)。解:(1)海面下2000m处的压强p1=ρgh1=×103kg/m3×10N/kg×2000m=2×107Pa,下潜至最大潜水深度处压强p2=ρgh2=×103kg/m3×10N/kg×4500m=×107Pa,增加的压强Δp=p2-p1=×107Pa-2×107Pa=×107Pa,由F=pS得探测窗口承受海水的压力增加ΔF=ΔpS=×107Pa×20×10-4m2=5×104N(