初中物理流体压强与流速关系的探究实验计算题

如图所示为沈阳自动化研究所研制的救援机器人，在雅安地震救援现场首次进行作业。若该机器人的质量为18kg，履带与地面接触的总面积为0.6m²。求：

（1）该机器人的重力；
（2）该机器人对水平地面的压强。

如图甲所示在一个圆柱形薄壁玻璃容器底部，放一个边长为10 cm的正方体物块，然后逐渐向容器中倒水，通过测量容器中水的深度h，同时计算出物块受到的浮力F_浮，绘制了如图乙所示的图线，请你解答下列问题（g=10N/kg）.

（1） 分析图线可知，水的深度由0逐渐增加到8cm的过程中，物块受到的浮力越来越_____（大/小），往容器中倒水，随着水的深度增加，水对容器底部的压强_______（变大/变小/不变），当水深增至8cm以后，物块处于________（漂浮/悬浮/下沉）．
（2） 物块的重力是________N，物块的密度是________kg/m³．

如图a所示，某建筑工地上有边长为10cm的立方体A重6N，放在水平地面上。图b中有一柱状容器放在水平地面上（不计自重），内装5kg的水，容器底面积为200cm²。（g取10N／kg）

求:⑴立方体A对水平地面的压强多大?
⑵若把立方体A放入如图b所示盛水的容器中，请通过计算判断A静止时会处于什么状态？并求立方体A静止时所受的浮力?
⑶放入立方体A后，容器对地面的压强多大？（设立方体A放入水中后，水不溢出。）

下表是制造赛车(一种自行车)的各种材料的技术指标:

(1)若车架材料的体积约为2.5 x 103m3,则车架的最小质量是多大?
(2)晓军骑赛车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力是120N,求行驶500m所做的功。
(3)若晓军和赛车的总皿是600N,每个车胎与地而的接触而套提40cm2,晓军骑车在水平路面上行驶时，赛车对地面的压强是多少?

汽车作为一种交通工具在国内已普及。专家提示：汽车轮胎内的气压(胎压)会影响刹车距离。为确保安全，需经常检查胎压，某汽车技术员为了研究胎压对刹车距离的影响，用同一汽车在晴天和雨天环境下，在车速为60千米/时刹车，测试结果如下图所示：

(1)汽车质量为1500千克，有4个轮胎，停在水平地面上时，每个轮胎与地面的接触面积为0.025米²。请计算此时汽车对地面的压强；( g取10牛/千克）
(2)根据测试结果，可以得出在两种环境下胎压对刹车距离的影响是_______；
(3）胎压对刹车距离的影响主要是胎压不同导致地面对轮胎的阻力不同。该技术员在雨天环境下，对标准胎压的汽车进行测试时，若在刹车过程中汽车受到地面的平均阻力为3000牛，试计算在刹车过程中，汽车克服地面阻力做功多少焦？

有一种电子秤的原理如图，它主要由三部分构成．踏板和压力杠杆ABO，压力传感器R（电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻），显示重力大小的仪表（实质是电流表）。其中AO 长20 厘米，BO 长5 厘米，压力传感器R 的阻值与所受压力的关系如下表所示。

压力F/牛	0	50	100	150	200	250	300	…
电阻R/欧	30	27	24	21	18	15	12	…

踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，电源电压为6 伏。

(1)重300 牛的学生站在踏板上时，双脚与踏板的接触面积为0.04 米²，此时对踏板的压强为多少帕？
(2)电子秤开机后，没有秤量物体时压力传感器R 消耗的电功率为多少瓦？
(3)当重300牛的学生站在踏板上时，通过压力传感器R 的电流为________________ 安。（答案保留两位小数）
(4)电子秤的电池使用较长时间后，电源电压会降低，为了保证秤量准确，则踏板触点B 应向________________ 方向移动。

为了保障学生人身安全，目前已有一大批校车投入使用。如图为实验中学专用校车，其质量为6.4t，每个轮子跟地面的接触面积为400cm²。这辆校车在某段平直公路上匀速行驶8km，用时10min，消耗柴油2L，受到阻力是1.8×10³N。（柴油热值3.3×10⁷J/kg，柴油的密度为0.85×10³kg/m³，取g=10N/kg）

求：（1）这段路程内发动机做功的功率。
（2）这段路程内消耗的柴油完全燃烧放出的热量。
（3）校车对地面的压强。

如图是锅炉上的保险阀，当阀门受到的蒸汽压强超过安全值时，阀门被顶开，蒸汽跑出一部分，使锅炉内的蒸汽压强减小，已知杠杆重可以忽略不计，OA与AB长度的比值为1∶3，阀门的面积是3 cm²，要保持锅炉内、外气体的压强差是1.2×10⁵ Pa，应将质量为多大的重物挂在杠杆的B点？（g取10 N/kg）

水平地面上有一个重为4 000 N的箱子，箱子的底面积为4 m²。现用起重机把箱子吊到3 m高的位置，所用时间为10 s，起重臂下的钢丝绳是绕在一个动滑轮上的，如图所示。钢丝绳上的拉力为2 500 N。试求：

（1）起重机起吊前，箱子对地面的压强是多少?
（2）起重机起吊该箱子的机械效率是多少?
（3）钢丝绳上拉力的功率是多少?

交通已经成为许多城市发展最棘手的问题之一。如图所示的“空中列车”作为新型交通工具，能充分利用空中资源，有效减缓地面交通的拥堵。

(1)“空中列车”悬挂在水平轨道上。有一列车的总质量为14000千克，则列车对轨道的压力为多少牛?若列车与轨道的总接触面积为0.1m²，则列车对轨道的压强为多少帕?(g取10牛／千克)
(2)“空中列车”以电为动力，匀速行驶时每公里耗电约为0.5千瓦时。假设70％的电能用于克服阻力做功，则列车受到的阻力约为多少牛?

图甲是某款太阳能电动车。

(1) 如图乙是该电动车的刹车车把，是由刹车线、刹车闸和支点构成的一个杠杆。刹车时，若在刹车闸A处施加一个如图所示的力F，此时成一个_______杠杆。(选填“省力”、“费力”或“等臂”)
(2) 电动车在水平路面上以36千米/时的速度作匀速直线运动，若电动车的输出功率恒为500瓦，此时车受到地面的摩擦力多大？(不计空气阻力)
(3) 若电动车质量为150千克，车轮与地面的总接触面积是300厘米²，则车对地面的压强多大?

材料种类	密度/kg·m^-3	强度
碳纤维	1.6×10^3	强
铝合金	3.0×10^3	较弱
铁合金	4.5×10^3	较强
锰钢	7.9×10^3	强

(4) 部分材料的技术指标如上表所示，假如让你设计制造电动车车架，你会选择表中的哪种材料?并说明理由。

人们常用“冰山一角”来形容事物显露出来的仅仅是其很小的一部分，更多的还隐藏在表面现象之下．事实上，冰山浮在海水中的确只露“一角” （如图所示）.

请解答下列问题：
（已知：g取10N/kg 海水的密度取ρ_海水=1×10³㎏/m³ 冰的密度ρ_冰=0.9×10³㎏/m³ ）．
（1）若有一座冰山其露出海面的体积是2000 m³，那么这座冰山的总体积为多少?
（2）南极考察中使用的海洋破冰船，自身的重力为1.8×10⁷N．如图所示，当船冲到冰面上时，船重的三分之二压在冰面上，船与冰面的接触面积为5 m²，此时破冰船对冰面的压强是多少？

校车安全备受社会关注，国家出台了《校车安全管理条例》。我市无棣县是教育部指定的全国校车运行试点单位之一，装备的专用校车的部分技术参数如表所示。（g=10N/kg）

（1）每位同学上车后都要养成系扎安全带的习惯，这是为了防止在汽车行驶过程中     （选填“突然加速”或“紧急刹车”）时由于惯性造成的伤害；
（2）每辆校车上都配备紧急逃生锤，遇到突发紧急情况时，学生可以用逃生锤打破玻璃安全逃生。为了更容易打破玻璃，应选择图中（    ）

（3）若每个轮胎与地面的接触面积为0.05m²，则该校车空载静止在水平地面上时对地面的压强是多大？
（4）初中学业考试期间，某学校学生乘坐该校车到考点参加考试，校车以60km/h的速度在水平路面上匀速行驶了20min后安全到达考点。已知校车受到的阻力为5000N，求校车牵引力所做的功是多少？

在城乡建设中，推土机发挥着巨大作用。图为某型号履带式推土机，额定功率为2.0× 10⁵W。请回答并计算.

(1)推土机安装履带，是为了在松软的土地上作业时_______________________________ ;当推土机在湿滑的土地上作业时，履带上凸出的棱则起到____________________________的作用。
(2)当推土机在平直场地上以额定功率进行推土作业时，在1 min内匀速前进了120m，求推土机受到的阻力。
(3)若推土机发动机的效率为40%，工作一段时间消耗柴油50L，求此过程中推土机做的功。已知柴油的密度为0.8×10³ kg/m³，热值为4.0× 10⁷J/kg。

如图所示，重为1140 N的物体，它与水平地面的接触面积为1.5×10³ cm²。工人师傅用600 N的力匀速提升物体，物体的速度为0.2 m/s。（不计摩擦及绳重）

求：（1）工人师傅拉绳的功率；   
（2）滑轮组的机械效率；
（3）体重为450 N的小明用此滑轮组提升物体，但物体没有被拉动，物体对地面的最小压强为多大。