初中物理流体压强与流速关系的探究实验计算题

山东省第23届运动会山地自行车比赛项目将在济宁市万紫千红度假村举行，运动员李伟参加了小组选拔赛。图中的山地自行车为比赛用车，其相关数据见下表：
（1）求碳纤维车价的密度；
（2）估算比赛中的山地自行车对地面的压强；
（3）李伟在某路段匀速骑行6km，耗时10min，若该路段阻力为总重力的0.02倍，求他的骑行功率。

如图甲是某工厂生产流水线产品输送计数装置示意图（俯视图），立方体产品在水平传送带上与传送带共同以v =1m/s的速度匀速前进，产品的质量m ="0.8kg" 。计数器由电流表和电路计数元件组成（电流表和计数元件的电阻不计），通过电路中电流的变化计数产品，a为激光源，R₁为光敏电阻，R₂为保护电阻。当激光射向R₁时，R₁阻值变小，每当产品运动通过a与R₁之间时，射向R₁的光线会被产品挡住，R₁阻值变大。闭合开关，电路中计数器中电流的示数I随时间t的变化图象如图乙所示。（g取10N/kg）


（1）不计空气阻力，求传送带匀速运送产品过程中对每一个产品的作用力大小和方向。
（2）求每个产品的边长L₁和产品的间隔L₂。每个产品对传送带的压强大小。
（3）已知电源电压U=3V，R₂ =1kΩ，求传送带运输产品过程中1min内光敏电阻R₁消耗的电能。

阅读短文，回答下列问题
江海晚报报道：2013年3月9日，陆地方舟新车见面会在江苏如皋产业基地隆重举行，全国第一款面向大众市场销售的纯电动SUV汽车“陆地方舟V5”面世，该车应用“高频变频电驱动技术”，百公里耗电量仅9度，让您轻松赏阅一路风景。已知该车部分性能参数如下表。

品牌	陆地方舟v5
车身重量kg	1380
引擎类型	电动机
电机额定功率kW	7.5
动力蓄电池	铅酸电池72V  200Ah
续驶里程km	160
最高速度km/h	70

 
（1）电动机工作时，其工作原理是（       ） 
A．磁场对电流的作用  B．电流的磁效应   C．电磁感应     D．电磁铁原理 
（2）该车三相交流变频电机采用交流调速方式，在效率一定时，其耗电功率与转速的立方成正比，而行驶速度与电机转速成正比，下列关于汽车匀速直线行驶时，所受阻力F与车速v的关系图线，正确的是（      ） 

（3）汽车驾驶室座位上的安全带，做得比较宽，当发生紧急情况需要刹车时，由于受力面积较大，从而使人受到的              较小，减轻对司机的伤害程度。 
（4）下表是陆地方舟v5《驾驶守则》中的部分安全距离表格。

刹车前的车速v（km/h）	反应距离L（m）	刹车距离s（m）	停车距离x（m）
40	10	10	20
50	12.5	15	27.5
60	15	22.5	37.5

其中反应距离指驾驶员从发现情况到开始刹车过程中汽车匀速行驶的距离，刹车距离指从刹车到停下过程中汽车减速行驶的距离。停车距离x为反应距离与刹车距离之和。刹车距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一。 
①当汽车以最高时速70km/h匀速行驶时，其反应距离为            m。 
②汽车保持恒定功率5.0kW在平直路面上行驶时，其所受阻力大小为360N，则汽车匀速行驶的速度v=             km/h，这一速度所对应的停车距离为             m。 
（5）对“v5百公里（100km）耗电量仅9度”的报道，请你根据该车的性能参数，通过必要的推理演算，论证其是否真实。

科技小组制造了一个装置，下图为原理示意图，MN为水平轨道，轨道上套着滑套h。固定在底座D上的电动机乙通过定滑轮能使h沿轨道向左滑动。已知底座放置在水平地面上，底面积为100cm²，电动机乙和底座共重50N。固定在地面上的电动机甲通过滑轮组，以0.2m/s的速度匀速提升物体A时，电动机甲作用在绳端的拉力为F₁，滑轮组的机械效率为。匀速提升物体B时，电动机甲作用在绳端的拉力为F₂，且。已知物体A、B的体积相同，密度之比ρ_甲∶ρ_乙=7∶12。（不计绳重及轮与轴间的摩擦，g取10N/kg）

求：（1）提拉物体A时的机械效率；
（2）若物体A重14N，电动机甲匀速提升物体A，3s时间内所做的功。
（3）当物体B悬在空中，滑套h以0.1m/s的速度匀速向左运动时，电动机乙绳端拉力T的功率是1W，底座D对地面的压强。

如图所示，边长分别为a、b的实心正方体甲、乙放在同一水平地面上，它们对地面的压强均为p，求：

（1）甲对地面的压力；
（2）甲的密度；
（3）若在两正方体上部沿水平方向切去体积均为V的部分后，两正方体对地面压强的变化量之比Δp_甲:Δp_乙（要求计算结果均用题中出现的字母表示）。

如图所示，一个空茶壶质量为0.5kg，放在水平桌面上，茶壶与桌面的接触面积为0.01m²，用茶壶盛满水后，水的深度为12cm.求：

（1）空茶壶对桌面地压强；
（2）水对茶壶底部的压强；
（3）水对茶壶底部的压力.
（茶壶壁的厚度忽略不计，ρ水＝1.0×10³kg/m³）

如图乙所示是一种起重机的简图，为了保证起重机起重时不会翻到，在起重机右边配有一个重物m₀；已知OA=12m，OB=4m。用它把质量为2×10³kg，底面积为0.5m²的货物G匀速提起(g=10N/kg)。求：
（1）起吊前，当货物静止在水平地面时，它对地面的压强是多少？
（2）若起重机自重不计，要使起重机吊起重物时平衡，右边的配重m₀应为多少千克？
（3）如果起重机吊臂前端是由如图甲所示的滑轮组组成，动滑轮总重100kg，绳重和摩擦不计。如果拉力的功率为6kw，则把2×10³kg的货物匀速提高10m，拉力F的大小是多少？需要多少时间？

为了将放置在水平地面上、重G="100" N的重物提升到高处。小明同学设计了图甲所示的滑轮组装置。当小明用图乙所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度υ和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图丙和丁所示。若重物与地面的接触面积S=5×10^-2 m²，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求：（1）、在2~3s内，拉力F的功率P及滑轮组的机械效率η？（2）、在1~2s内，拉力F做的功W？（3）、在0~1s内，重物对地面的压强P？

如图所示，A、B是两个完全相同的薄壁柱形金属容器，质量为0.5千克，底面积为0.01米²，容器高50厘米，分别装有2.0×10^﹣3米³的水和3.0×10^﹣3米³的酒精，置于水平桌面上（ ρ_酒精=0.8×10³千克/米³，g=10牛/千克）。求：

①水的质量。
②A容器对水平桌面的压强。
③ 请判断：当两个容器中的液体在增大同一深度△h后，容器中的液体对底部的压强能否达到p_水＞p_酒精？请通过计算说明理由。

如图甲所示，实心均匀正方体A、B放置在水平地面上，A的边长为0.2米，B的边长为0.3米，A的密度为3000千克/米，B的密度为2000千克/米．

（1）求正方体A的质量；
（2）求正方体B水平地面的压强；
（3）若正方体A、B在底部中间挖去厚度为h，底面积为0.01米的相同柱形后，如图乙所示，A、B剩余部分对水平地面的压强和．则、（选填“能”或“不能”）相等，请通过计算说明．

如图所示，质量均为2.4kg的薄壁圆柱形容器A和B放在水平地面上，底面积分别为和。容器A中盛有0.1m高的水，容器B中盛有质量为1.6kg的酒精。（ρ_酒精＝0.8×10³kg/m³）求：

①容器B中酒精的体积V_酒精。
②容器B对水平地面的压强p_B。
③现有质量相等的甲、乙两实心物块，若将甲浸没在水中、乙浸没在酒精中后，两液体均未溢出，且两液体各自对容器底部压强的变化量相等，求甲、乙的密度ρ_甲、ρ_乙之比。

如图所示，轻质圆柱形容器甲、乙置于水平地面上，甲盛有质量为m的水、乙盛有质量为3m的酒精，甲、乙的底面积分别为3S、5S。（ρ_酒精＝0.8×10³千克/米³）

① 求甲容器中质量为2千克水的体积V_水。
② 求乙容器中，0.1米深处酒精的压强p_酒精。
③ 为使容器甲、乙对水平地面的压力相等，且两容器内液体对各自容器底部的压强相等，需将一实心物体A浸没于某一液体中（此液体无溢出），求物体A的质量m_A与密度ρ_A。

如图所示，铁桶重20N，桶的底面积为200cm²往桶里倒入80N的水，水的深度25cm，平放在面积为1m²的水平台面上，求：（1）水对桶底的压强多大？（2）桶底受到水的压力多大？（3）台面受到桶的压强多大？

在高速公路上，一些司机为了降低运营成本，肆意超载，给道路带来极大的危害。按照我国汽车工业的行业标准，载货车辆对地面的压强应控制在以内。有一辆自重2000kg的6轮汽车，已知该车在某次运营中装载货物10t，每个车轮与地面的接触面积为，求：
（1）这辆汽车在此次运营中对水平地面的压强是多少？是否超过行业标准？
（2）如果要求该车运行时不超过规定的行业标准，这辆汽车最多装多少吨货？
（设车轮与地面的接触面积不变。计算中g取10N／kg）

如图所示，A、B是两个完全相同的薄壁柱形金属容器，质量为0.5kg，底面积为0.01m²，容器高50cm，分别装有2.0×10^﹣3m³的水和3.0×10^﹣3m³的酒精，置于水平桌面上（ ρ_酒精=0.8×10³kg/m³，g=10N/kg）．求：

（1）水的质量；
（2）A容器对水平桌面的压强；
（3）依据题意，下述情境是否有可能出现：当两个容器中的液体在增大同一深度△h后，容器中的液体对底部的压强能够达到p_水＞p_酒精？请说明理由．