【點(diǎn)評(píng)】本題考查液體壓強(qiáng)的計(jì)算,浮力的計(jì)算,物體的沉浮條件的應(yīng)用.注意固體壓強(qiáng)的計(jì)算要利用公式p=
,木塊在水中的浮力要利用浮力的公式來(lái)計(jì)算,木塊漂浮時(shí)的浮力要利用漂浮的條件來(lái)求,因此,解題時(shí)選對(duì)方法才能起到事半功倍的效果.
28.某家用轎車,重為1.5×104N,如果每個(gè)車輪與地面的接觸面積為200cm2,當(dāng)車以72km/h的速度勻速直線行駛了0.5h,消耗汽油3kg,期間車受到的阻力為車重的0.08倍.已知汽油的熱值為4.5×107J/kg,在此過程中,求:
(1)當(dāng)轎車靜止時(shí)對(duì)路面的壓強(qiáng);
(2)轎車勻速直線行駛0.5h通過的路程;
(3)轎車行駛時(shí)牽引力做功的功率;
(4)轎車行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率.
【分析】(1)當(dāng)轎車靜止時(shí)對(duì)路面的壓力和自身的重力相等,受力面積為4個(gè)車輪與地面的接觸面積之和,根據(jù)p=
求出對(duì)路面的壓強(qiáng);
(2)知道轎車勻速直線行駛的時(shí)間和速度,根據(jù)s=vt求出通過的路程;
(3)轎車勻速直線行駛時(shí)處于平衡狀態(tài),受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力,根據(jù)F=f=0.08G求出其大小,根據(jù)W=Fs求出牽引力做的功,根據(jù)P=
求出牽引力做功的功率; (4)知道消耗汽油的質(zhì)量和熱值,根據(jù)Q放=mq求出完全燃燒釋放的熱量,根據(jù)η=
×100%求出轎車行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率.
【解答】解:(1)當(dāng)轎車靜止時(shí),對(duì)路面的壓力:
F=G=1.5×104N,
受力面積:
S=200cm2×4=800cm2=0.08m2,
對(duì)路面的壓強(qiáng):
p=
=
=1.875×105Pa; (2)由v=
可得,轎車勻速直線行駛0.5h通過的路程:
s=vt=72km/h×0.5h=36km;
(3)因轎車勻速直線行駛時(shí)處于平衡狀態(tài),受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力,
所以,牽引力的大。
F′=f=0.08G=0.08×1.5×104N=1200N,
牽引力做的功:
W=F′s=1200N×36×103m=4.32×107J,
牽引力做功的功率:
P=
=
=2.4×104W;
(4)消耗汽油完全燃燒釋放的熱量:
Q放=mq=3kg×4.5×107J/kg=1.35×108J,
轎車行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率:
η=
×100%=
×100%=32%.
答:(1)當(dāng)轎車靜止時(shí)對(duì)路面的壓強(qiáng)為1.875×105Pa;
(2)轎車勻速直線行駛0.5h通過的路程為36km;
(3)轎車行駛時(shí)牽引力做功的功率為2.4×104W;
(4)轎車行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為32%.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了壓強(qiáng)公式和速度公式、做功公式、功率公式、燃料完全燃燒釋放熱量公式、效率公式以及二力平衡條件的應(yīng)用,是一道力學(xué)和熱學(xué)的綜合題,有一定的難度.
29.(2015春•沙坪壩區(qū)期中)如圖所示,在質(zhì)量為1kg的容器內(nèi)裝有5kg的水,容器底面積為100cm2,容器放在水平桌面上,桌面面積為0.9m2.求:
(1)水對(duì)A點(diǎn)的壓強(qiáng);
(2)水對(duì)容器底的壓強(qiáng);
(3)水對(duì)容器底的壓力.
【分析】搞清A點(diǎn)和容器底的深度h,并運(yùn)用液體壓強(qiáng)公式p=ρgh,可求各點(diǎn)壓強(qiáng)大小;再根據(jù)F=pS可求壓力.
【解答】解:(1)A點(diǎn)所處的深度為:hA=100cm﹣35cm=65cm=0.65m;
故A點(diǎn)的壓強(qiáng)為:pA=ρghA=1×103kg/m3×10N/kg×0.65m=6.5×103Pa;
(2)水底所處深度為:h=100cm=1m;故所受壓強(qiáng)為:p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×1m=1×104Pa;
(3)由p=
得:水對(duì)容器底的壓力為:F=pS=1×104Pa×100×10﹣4m2=100N;
答:(1)水對(duì)A點(diǎn)的壓強(qiáng)為6.5×103Pa;
(2)水對(duì)容器底的壓強(qiáng)為1×104Pa;
(3)水對(duì)容器底的壓力為100N.
【點(diǎn)評(píng)】熟練運(yùn)用液體壓強(qiáng)計(jì)算公式及壓強(qiáng)定義式的變形公式,是解答此題的關(guān)鍵.
30.(2016春•南昌校級(jí)月考)如圖所示,一重2N的梯形截面容器,容器底面積是300cm2,倒入質(zhì)量為4kg的水,水的深度為15cm,(g=10N/kg) 求:
(1)容器底所受水的壓強(qiáng);
(2)容器底所受水的壓力;
(3)容器對(duì)桌面的壓力和壓強(qiáng).
【分析】(1)知道容器內(nèi)水的深度,根據(jù)p=ρgh求出容器底所受水的壓強(qiáng);
(2)知道容器底所受水的壓強(qiáng)和容器的底面積,根據(jù)F=pS求出容器底所受水的壓力;
(3)知道水的質(zhì)量,根據(jù)G=mg求出水的重力,容器對(duì)桌面的壓力等于水和容器的重力之和,根據(jù)p=
求出容器對(duì)桌面的壓強(qiáng).
【解答】解:(1)容器底所受水的壓強(qiáng):
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×15×10﹣2m=1.5×103Pa;
(2)由p=
可得,容器底所受水的壓力:
F=pS=1.5×103Pa×300×10﹣4m2=45N;
(3)水的重力:
G水=m水g=4kg×10N/kg=40N,
容器對(duì)桌面的壓力:
F′=G容+G水=2N+40N=42N,
容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)
p′=
=
=1.4×103Pa.
答:(1)容器底所受水的壓強(qiáng)為3×103Pa;
(2)容器底所受水的壓力為60N;
(3)容器對(duì)桌面的壓力為42N,壓強(qiáng)為1.4×103Pa.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查學(xué)生對(duì)液體壓強(qiáng)的計(jì)算和壓強(qiáng)大小及其計(jì)算的理解和掌握,計(jì)算時(shí)要注意統(tǒng)一使用國(guó)際單位制的單位.