初中物理流体压强与流速关系的探究实验计算题

如图所示是车载和家用两种加热模式的电热杯。它可以用车载12V电源加热，或接在家庭电路进行加热。它的主要参数如下表，问：

车载额定电压	12V
家用额定电压	220V
车载额定功率	120W
家用额定功率	220W
自身质量	1.6kg

 
（1）电热杯与水平面的接触面积为100cm²，装入1kg水时电热杯对水平面的压强为多大？（g=10N/kg）
（2）如图在家庭电路中使用，电热杯正常工作时的电流和电阻各为多少？
（3）在标准大气压下，用车载模式烧开0.5kg初温为20℃的水，需要多长时间（不计能量损失）？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]

一只重2N，底面积为0.02m²的平底薄壁容器放在面积为0.8m²的水平桌面中央，容器内所盛的水重30N，容器高为15cm，容器中水深为12cm。求：①容器底受到水的压强；②容器底受到水的压力；③桌面受到盛水容器的压强。

如图所示为运载“渣土”的某型号载重车的示意图．问：

（1）为保证交通安全，交管部门规定“渣土车”在市区行驶的速度不得超过30km/h．在遵守交通规则的前提下，“渣土车”在市区行驶3000m路程至少需要多长时间？
（2）若图中的6轮“渣土车”装满渣土后总质量为12t，则该车对水平路面的压力是多少？（g取10N/kg）
（3）若“渣土车”装满渣土后每只轮胎与地面的接触面积均为0.02m²，则该车对水平路面的压强是多少？

一个体重为500N的同学骑自行车上学，在水平路面上以5m/s的速度行驶。

自行车净重	200N
轮胎与地面总接触面积	10^-2 m^2
匀速行驶过程总阻力	40N
轮胎承受的最大压强	1.2×10^5Pa

求：在该同学骑车行驶过程中，该自行车最多还能承载多少N的物体？

如图所示，气凝胶是一种多孔状、类似海绵结构的硅元素固体，孔状内有99.8%的空间。这种新材料密度仅为3kg/m³，看似脆弱不堪，其实非常坚固耐用，最高能承受1400℃的高温。若将其压缩至很小体积之后也能迅速复原。据悉2018年美国宇航局派宇航员登陆火星时，就将用它制成隔热宇航服。

（1）从上述介绍中，可以判断气凝胶这种物质具有哪些优异的物理属性？请说出两点。
（2）有人做过这样一个实验：在一金属块表面涂上6×10^-3m厚的气凝胶，结果在1kg的炸药爆炸中气凝胶毫发无损。若金属块的表面积为5m²，则覆盖在金属块上的气凝胶质量为多少？
（3）某大型飞机采用现在盛行的超高强度结构钢制造，重1.3×10⁶N，若采用“气凝胶”代替钢材来制造一架同样大小的飞机，则需“气凝胶”的质量为多少？（钢的密度为7.8×10³kg/m3）

如图甲所示是小华同学设计的一种测定油箱内油量的装置，其中R₀为定值电阻，R为压敏电阻，其阻值随所受压力变化的图像如图乙所示。油量表由量程为0～3V的电压表改装而成。已知油箱重80N，压敏电阻R能够承受的最大压力为800N，电源电压保持6V不变。

（1）若压敏电阻与油箱的接触面积是4×10^－4m²，则压敏电阻能承受的最大压强为多少Pa；
（2）此油箱最多可装多少kg的油；（g=10N/kg）
（3）若压敏电阻受到最大压力时，电压表的示数达到最大值，则定值电阻R₀的阻值为多少Ω。

现代家具越来越重视“人体工学”的设计，如图（a）所示的电脑椅，当人向后靠时就比端坐在椅子上要舒服，如图（b）、（c）所示。下表中数据为重500牛的人使用电脑椅时的一些参数。

椅子的质量	10千克
人端坐在椅子上时的受力面积	8×10^-2米^2
人端坐在椅子上时对座垫的压力	320牛
人向后靠时对座垫的压强	2000帕
每个轮子的受力面积	4×10^-4米^2

求：（1）计算人端坐在椅子上时对座垫的压强，说明人“后靠”时比“端坐”时舒服的原因。（根据计算回答）
（2）人端坐在椅子上时椅子对水平地面的压强。

物体重600N，放在水平地面上，与地面的接触面积是500cm²（如图20甲所示）。

（1）物体放在水平地面上时，对地面的压强是多少？
（2）某工人用400N的力在10s内将物体匀速提高了5m（如图20乙所示），拉力的功率是多少？滑轮组的机械效率是多少？

有一质量为60kg、底面积是0.5m²的物体先静置在水平地面上，然后工人用如图的装置在20s内将物体匀速提升2m，已知拉力F的大小为400N，在此过程中不计绳重和摩擦。求：

（1）物体静置时对水平地面的压强；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）拉力F的功率。

如图所示，重力不计的木棒AOB可绕支点O无摩擦转动，木棒AB长为3m，均匀正方体甲的边长为10cm，物体乙的质量为5.6kg。当把甲乙两物体用细绳分别挂在木棒的两个端点A、B上时，木棒在水平位置平衡，此时物体甲对地面的压强为3000Pa，支点O距A点1.6m。求：

（1）物体乙受到的重力；
（2）物体甲受到的支持力；
（3）物体甲的密度。

洒水车在晨曦中辛勤的工作，已知汽车自重2.5吨，满载时装水10吨，共有10个轮胎，每个轮胎与地面的接触面积为0.05 m²，
（1）求汽车与水共重多少牛顿？
（2）洒水车在2分钟内沿平直街道匀速行驶600米，求洒水车的速度是多少米/秒？
（3）求装满水时，汽车对地面的压强是多少帕斯卡？

超高压水刀是一种新技术产品，一般由水泵、射流发生装置、工作机构等组成。它将普通水经过多级增压后，通过一个极细的喷嘴喷出一道高速“水箭”，可以对坚硬物体实施切割，如图所示。某超高压水刀喷嘴横截面积S=5×10^-8m²，喷水速度v=800m/s，高速“水箭”对该切割面的压强p=300MPa。已知水泵电机功率P=20kW，水的密度ρ=1.0×10³kg/m³。求：

（1）水刀正常工作1min消耗的电能；
（2）高速“水箭”对切割面的压力；
（3）每秒钟从喷嘴喷出的水的质量；
（4）水刀的效率。

如图所示的泉州湾大桥于2015年5月12日正式通车，其跨海大桥长12.45km，最高限速100km/h，若某小汽车以最高限速在此桥上匀速行驶时，受到的阻力为2000N，乘员的平均质量为60kg，小汽车的部分参数如右表，求：

（1）小汽车以最高限速匀速通过此桥的时间。
（2）小汽车满载时对水平地面的压强。
（3）小汽车匀速通过此桥的过程中，牵引力所做的功。

如图所示为一种蓄水箱的人工放水装置，AOB是以O点为转轴的轻质杠杆，AO呈水平状态，A、O两点间的距离为40cm．B、O两点间的水平距离为10cm，竖直距离为7cm，K是一轻质、横截面积为100cm²的盖板（恰好堵住出水口），它通过细绳与杠杆的A端相连，在水箱右侧水平地面上，重为600N的人通过滑轮组拉动系在B点呈竖直状态的绳子，可以控制出水口上盖板，若水箱水深为50cm，当盖板恰好要被拉起时，水平地面对人的支持力为490N，人对绳子的拉力为F₁，绳子对B点的拉力为F₂，滑轮组的机械效率为η，盖板的厚度、绳重与滑轮间的摩擦均可忽略不计，人对绳的拉力与人所受重力在同一直线上（g取10N/kg）求：

（1）水箱中水深为50cm时．盖板上表面所受水的压强和压力．
（2）人对绳子的拉力F₁和绳子对B点的拉力F₂．
（3）滑轮组的机械效率η．
（4）若与杠杆A、B两端选接的细绳足够结实，当水位至少达到多高时，人将无法拉起盖板．

如图所示，质量不计的轻板AB可绕转轴O在竖直面内转动，OA=0.4m，OB=1.6m．地面上质量为15kg、横截面积为0.3m²的圆柱体通过绳子与A端相连．现有大小不计、重为50N的物体在水平拉力F=10N的作用下，以速度v=0.2m/s从O点沿板面向右作匀速直线运动．g=10N/kg．求：

（1）物体开始运动前，圆柱体对地面的压强；
（2）物体在板面上运动的时间；
（3）物体在板面上运动过程中，拉力F做的功及功率．