物理力學計算題60道

2021-08-26 03:10:27 字數 5920 閱讀 6219

1樓:獅子蛋疼娃

1、連通器粗管直徑是細管直徑的4倍、先在連通器內裝入水銀、然後在細管中注入70cm高的水、求:

粗管內水銀面上升多少?

細管內水銀面下降多少?

如果將這些水倒入粗管內、細管內水銀面比粗管內水銀面高多少?

以細管中水的底面為參考面,粗管中的水銀高度是h銀,靜止時此參考面受到的壓強相等p銀=p水即=ρ水gh水,h水=70cm=0.7m,求得h銀=0.051m

細管下降h,粗管直徑是細管直徑的4倍,細管下降的高度是粗管上升高度的16倍。(作簡圖)h/16+h=0.051m得h=0.

048m,即細管內水銀面下降0.048m,粗管內水銀面上升0.048m/16=0.

003m

把在細管中注入70cm高的水,注入粗管中後,高度是0.7m/16=7/160m.選擇粗管中水的底面為參考面,細管內水銀面比粗管內水銀面高h,參考面受到的壓強相等

p水=p銀

ρ水gh水=ρ銀gh,把ρ水、ρ銀、h水=7/160m代入求得h=0.0032m

細管內水銀面比粗管內水銀面高0.0032m

2、有一件標稱是純金屬的工藝品,質量為100克,體積6立方厘米,判斷是不是金屬。(三種方法,並且要求寫出因為所以)

應該判斷是否是純金做成的

ρ金=19.3×10 3kg/m3=19.3g/cm3

方法一:求密度

工藝品的密度ρ=m/v=100g/6cm3=16.7g/cm3<19.3g/cm3

所以此工藝品不是純金做成的

方法二:求質量

假設此工藝品是純金做成的,6cm3的質量是m=ρv=19.3g/cm3×6cm3=115.8g>100g,所以此工藝品不是純金做成的

方法三:求體積

假設此工藝品是純金做成的,100g純金的體積是v=m/ρ=100g/19.3g/cm3=5.2cm3<6cm3,所以此工藝品不是純金做成的

3、為鑄造金屬鑄件,木模工用0.6*10^3kg/m^3的木料按計劃要求製成模具。若模具質量為1.

8kg(實心的)澆鑄時採用的密度是2.7*10^3kg/m^3的合金材料,求鑄件的質量。

先求模具的體積v=m/ρ=1.8kg/(0.6×10 3kg/m3)=3×10 -3m3

鑄件體積和模具體積相等,鑄件的質量m=ρv=2.7×10 3kg/m3×3×10 -3m3

=8.1kg

4、量筒中盛有某種液體,當液麵的高度為20cm時,液麵對量筒底部的壓強是2.72×10^4pa,這種液體的密度是多少?

解:g=10n/kg,h=20cm=0.2m

由液體壓強公式p=ρgh得

ρ=p/gh=2.72×10^4pa/(10n/kg×0.2m)

=13.6×10^3kg/m^3

即這種液體的密度是13.6×10^3kg/m^3

5、兩列火車,甲的速度為54km/h,乙的速度為11m/s,甲車長為120m.兩車同向行駛時的超車時間比兩車同時反向行駛的錯車時間多55s.則乙車長為多少m?

解:v甲=54km/h=15m/s,v乙=11m/s,s甲=120m,設乙車長為s乙,t=55s

同向行駛時的超車距離和兩車同時反向行駛的錯車距離是s=s甲+s乙,

兩車同向行駛超車時的相對速度是v超=v甲-v乙=15m/s-11m/s=4m/s,

超車時間t超=s/v超;

兩車同時反向行駛的錯車相對速度是v錯=v甲+v乙=15m/s+11m/s=26m/s,

錯車時間t錯=s/v錯

由題意的t超+t=t錯即s/v超+t=s/v錯

(s甲+s乙)/v超+t=(s甲+s乙)/v錯

把s甲=120m,t=55s,v超=4m/s,v錯=26m/s代入上式解得s乙=140m

即乙車長為140m

6、聲音在空中的傳播速度是340m/s,光在空氣中的傳播速度接近3乘10的8次方m/s,雷雨天,小王看見閃電後5s鍾聽到雷聲,打雷處距離小王( )km

由題意知:t聲-t光=t,因為聲音在空氣中的傳播速度是340m/s,光在空氣中的傳播速度接近3×10^8m/s,傳播相同的距離,光的傳播時間比聲音的傳播時間快得多,即光的傳播時間大大小於聲音的傳播時間,光的傳播時間可以忽略不計,得到t聲=t,

所以打雷處離小王的距離 s=vt=340m/s×5s=1700m=1.7km

7、有一條冰封的江河,冰面所能承受的最大壓強是2×10的3次方pa,某坦克質量為40t,每條履帶跟地面接觸面積為2㎡,求

①,該坦克在冰面上行駛時對冰面的壓強是多少?

2。它能裝載的人員和其他裝備的總質量最多是多少?

冰面所能承受的最大壓強應該是p大=2×10ˆ5pa

解:(1)坦克質量m坦=40t=4×10ˆ4kg,

坦克在冰面上行駛時對冰面的壓力等於坦克的重力即

f=g=m坦g=4×10ˆ4kg×10n/kg=4×10ˆ5n

坦克在冰面上行駛時對冰面的受力面積

s=2㎡×2=4㎡

坦克在冰面上行駛時對冰面的壓強p=f/s=(4×10ˆ5n)/4㎡=10ˆ5pa

(2)冰面所能承受的最大壓強是p大=2×10ˆ5pa,當冰面承受的壓強達到最大值時,冰面受到的壓力是f=p大s=2×10ˆ5pa×4㎡=8×10ˆ5n

g=f=8×10ˆ5n,求出坦克、裝載的人員和其他裝備的總質量

m=g/g=(8×10ˆ5n)/10n/kg=8×10ˆ4kg=80t

所以它能裝載的人員和其他裝備的總質量最多m』=m-m坦=80t-40t=40t

8、如果冰面能承受2*10的4次方pa的壓強,一個質量為60kg的人,每隻鞋與冰面的接觸面積為150cm方,他能否在這個冰面上行走?

這個人在冰面上行走對冰面的壓力f=g=mg=60kg×10n/kg=600n

在冰面上行走與冰面的接觸面積s=150cmˆ2=0.015mˆ2(行走時一隻腳接觸地面)

在冰面上行走對冰面的壓強p=f/s=600n/0.015mˆ2=4×10ˆ4pa>2×10^4 pa

所以他不能在這個冰面上行走

9、上海)放置在水平地面上的兩個物體a和b均為實心長方體,它們的長、寬、高如圖11所示。物體a的密度為0.8×103千克/米3,物體b的質量為8千克。求:

1、物體a的質量;

2、物體b所受重力的大小;

3、在保持物體a、b原有放置方式的情況下,若沿豎直方向擷取物體,並通過一定的方法使它們對水平地面的壓強相等。下表有兩種方案,請判斷這兩種方案是否可行,若認為行,計算所擷取的長度。

1、va=0.2m×0.1m×0.1m=0.002mˆ3,ρa=0.8×10ˆ3kg/mˆ3

ma=ρa×va=(0.8×10ˆ3kg/mˆ3)×0.002mˆ3=1.8kg

2、mb=8kg

gb=mb*g=8kg*10n/kg=80n

3、sa=0.2m×0.1m=0.02mˆ2,sb=0.4m×0.2m=0.08mˆ2

ga=ma*g=1.6kg*10n/kg=16n

這時a對地面的壓強是

pa=fa/sa=ga/sa=16n/0.02mˆ2=800pa

b對地面的壓強是

pb=fb/sb=gb/sb=80n/0.08mˆ2=1000pa

按照方法一,從a的右側沿豎直方向擷取一部分長方體疊放在b的上表面,a對地面的壓強不變(柱體物體對地面的壓強經過推導可以用p=ρgh,高度不變),而b對地面的壓強增加,所以方法一不可行

方法二可行

vb=0.4m×0.2m×0.2m=0.016mˆ3

ρb=mb/vb=8kg/0.016mˆ3=500kg/mˆ3

因為按相同比例沿豎直方向擷取,所以a、b三邊長比仍然是1:2的關係,面積比是1:4,體積比是1:

8,要想使a、b對水平地面的壓強相等,根據公式p=f/s知道a、b對水平地面的壓力之比必須是1:4

總壓力是16n+80n=96n,所以a、b對水平地面的壓力分別是19.2n和76.8n

設a沿豎直方向擷取的長度為a,b沿豎直方向擷取的長度為2a,

根據題意得對於a物體來說16n-ρa(a*0.1m*0.1m)g+ρb(2a*0.

2m*0.2m)g=19.2n,把ρa=0.

8×10ˆ3kg/mˆ3和ρb=500kg/mˆ3代入上式得a=0.01m

即a所擷取的長度是0.01m,b所擷取的長度是0.02m

10、春天農民需用水泵缺水灌溉農田,有一水泵銘牌如下:

型號:8b13

流量:300m³/h

揚程:12m

質量:111kg

效率:80%

(1)水泵連續正常工作5小時,所作有用功是多少?

(2)此水泵總功率是多少?

(3)若此水泵用一柴油機帶動,假設柴油完全燃燒所釋放的內能有40%轉化為水泵軸的機械能,則每小時消耗柴油多少kg?(柴油熱值按3×10七次方j/kg計算,g=10n/kg)

(1)水泵連續正常工作5小時,所做有用功

w有=gh=mgh=ρvgh=1.0×10ˆ3kg/mˆ3×(300 mˆ3/h×5h) × 10n/kg×12m

=1.8×10ˆ8j

(2)η= w有/w總得w總= w有/η=1.8×10ˆ8j/80%=2.25×10ˆ8j

p總=w總/t=2.25×10ˆ8j/(5×3600s)=1.25×10ˆ4w=12.5kw

(3) 每小時做的總功2.25×10ˆ8j/5=4.5×10ˆ7j

柴油完全燃燒所釋放的內能q放=4.5×10ˆ7j/40%=1.125×10ˆ8j

每小時消耗柴油m油=q放/q=1.125×10ˆ8j/(3×10ˆ7j/kg)=3.75kg

11、一質量為0.1千克的平底容器,放在水平桌面上,容器高為0.3米,內裝0.4千克的水,水深02米,容器對桌面的接觸面積為0.005米平方,

若將容器內裝滿水,則水對容器底部的壓強增加量為?

原來水深0.2m,容器高0.3m,裝滿水後,我們認為水的深度也是0.3m,所以水的深度增加了0.1m,根據液體壓強公式p=ρgh知道,水對容器底部的壓強增加量

△p=ρg△h=1.0×10ˆ3kg/mˆ3×10n/kg×0.1m=1000pa

即水對容器底部的壓強增加量為1000pa

12、一臺電動機線圈電阻是5歐姆,接在照明電路中正常工作,電流是2a,則電動機每分鐘有( )j 的電能轉化為內能,每分鐘有( )j的電能轉化為機械能。

1200 25200

(1)q放=iˆ2rt=(2a)ˆ2*5ω*60s=1200j,1200j電能轉化為內能

(2)w=uit=220v*2a*60s=26400j(消耗的電能)

w機械=w-q放=26400j-1200j=25200j (電能轉化為機械能和內能)

13、.一個平底容器質量為0.2kg,底面積為1×10的負二次方㎡。在容器中裝入0.8kg的酒精後,將它放在水平地面上。求

①酒精的體積

②裝入酒精後,容器對水平地面的壓力和壓強

。(肉酒精=0.8×10的三次方kg/m³)

14.水平地面上放有一個邊長為30cm的正方體箱子,箱子重20n,其頂部有一根長20cm,橫截面積為4平方釐米豎直的管子與箱子相通,管子重10n,管子和箱子都灌滿水,求:

①箱內頂部受到水的壓強和壓力

②箱內底部受到水的壓強和壓力

③水的重力

④箱子對水平面的壓力和壓強

1、①v=m/ρ=0.8kg/(0.8×10³kg/m³)=10ˆ-3m³

②裝入酒精後,容器對水平地面的壓力

f=g=mg=(m1+m2)g=(0.2kg+0.8kg)*10n/kg=10n;s=10ˆ-2mˆ2

裝入酒精後,容器對水平地面的壓強p=f/s=10n/10ˆ-2mˆ2=1000pa

2、①箱內頂部受到水的壓強p=ρgh=1.0×10³kg/m³*10n/kg*0.2m=2000pa

s=0.3m*0.3m=0.09mˆ2

箱內頂部受到水的壓力f=ps=2000pa*0.09mˆ2=180n

②箱內底部受到水的壓強p底=ρgh底=1.0×10³kg/m³*10n/kg*0.5m=5000pa

s=0.3m*0.3m=0.09mˆ2

箱內底部受到水的壓力f=p底s=5000pa*0.09mˆ2=450n求採納

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