初中物理流体压强与流速关系的探究实验计算题

如图甲所示，把边长为0.1m的正方体木块放入水中，静止时有2/5的体积露出水面，然后在其上表面放一块底面积为2.0×10^-3m²的小柱体，如图乙所示，静止时方木块刚好能全部浸入水中．（g=10N/kg）求：

（1）甲图中木块受到的浮力？
（2）木块的密度？
（3）小柱体放在木块上面时对木块的压强？

“海宝”是2010年世博会的吉祥物，其形象如图所示．在点缀上海街头的各种“海宝”中，有一种“海宝”（材质均匀、实心）的质量为3.0×10³千克，密度为1.5×10³千克/米³，与水平地面的接触面积为1米²，求：

（1）重力大小G
（2）对地面的压强p．

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？

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）

小汽车已经进入普通家庭，假期小强同家人一起乘车去海棠山游玩，途径阜盘高速大巴沟隧道。该隧道全长约3.52km，且该路段的限速标志如图所示，人和车的总质量为2000kg，每个车轮与路面的接触面积为0.02m²。（g取10N/kg）求：

（1）该轿车通过隧道至少需要行驶多长时间？
（2）若返回时以72km/h的速度匀速直线通过该隧道，所受阻力为2000N，汽车牵引力的功率是多大？
（3）该车在水平路面上静止时对路面的压强是多大？

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。

如图是我国新型气垫登陆船，该船满载后的总质量为160t．

（1）一艘满载的气垫船停在水平地面上时，与地面间的总接触面积为80m²，那么它对地面的压强为多少Pa？（g＝10N/kg）
（2）气垫船入水后，启动柴油发动机，通过向下喷气将船身匀速抬高2.15m，若整个过程中没有能量损失，则抬高一次需要消耗多少千克的柴油？
（柴油的热值q_柴油＝4.3×10⁷J/kg）
（3）气垫船以30m/s的速度匀速直线运动时，若受到的阻力始终为7.2×10⁴N，那么推力的功率为多少？

平底茶杯放在水平桌面上，茶杯重3N，茶杯的底面积是25cm²，茶杯内装有200cm³的水。(g取l0N/kg)求：
(1)茶杯内水的质量。
(2)茶杯对桌面的压强。

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。

一辆坦克的质量为20t，它有两条履带，每条履带与水平地面的接触面积为2m²，g取10N/kg，则
（1）该坦克对水平地面的压力为多少？
（2）该坦克对地面产生的压强为多少？

“海宝”是2010年世博会的吉祥物，其形象如图所示。在点缀上海街头的各种“海宝”中，有一座“海宝”（材质均匀、实心）的质量为3．0×10³千克，密度为1．5×10³千克/米³，与水平地面的接触面积为1米²，求其 ①重力大小G。 ②对地面的压强p。

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。