尖子生专用2020中考物理挑战压轴题专题04运动和力含解析 27页

压轴题04 运动和力 ‎1．人类从鸟类飞行得到启示发明了飞机，从鱼类游泳得到启示发明了潜艇。某大学两位研究生从蚂蚁身上得到启示，设计出“都市蚂蚁”概念车（如图所示）质量是360kg。这款概念车小巧实用，有利于缓解城市交通拥堵。（g取10N/kg）‎ ‎(1)该车乘载两个总质量为140kg的人静止在水平地面上，轮胎与地面的接触面积总共m2。该车对地面的压强多大？‎ ‎(2)这款概念车在水平地面上匀速行驶18km所用的时间为0.5h，且在匀速行驶过程中受到的阻力是总重的0.4倍，则该车的速度是多少？此时车受到多大的牵引力？‎ ‎(3)航模社的同学想将此概念车改进成“水陆两栖车”。若上述乘载两人的概念车要在水面漂浮，且至少有三分之一的体积露出水面，则它的总体积至少为多大（假设车内不进水）？‎ ‎【答案】(1)；(2)，；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)该车在水平地面上静止时对地面的压力 对地面的压强 ‎(2)该车的速度 因车匀速行驶时受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，发动机的牵引力 27‎ ‎(3)因车在水面上漂浮，所以，受到的浮力 由得，排开水的体积 因车至少有三分之一的体积露出水面，所以 解得 答：(1)该车在水平地面上静止时对地面的压强为；‎ ‎(2)该车的速度为，此时车受到N的牵引力；‎ ‎(3)它的总体积至少为。‎ ‎2．如图所示，是一辆新概念电动汽车，车与人的总质量为800kg，静止在水平地面上时，对水平地面的压强为4Pa，最高时速可达180km/h，此时汽车受到的阻力为车重的0.2倍，q汽油=4.6×107J/kg。求：‎ ‎(1)该车静止在水平地面上时与地面的总接触面积是多大_________；‎ ‎(2)在测试中，该车以最高时速在平直公路上匀速前进230s所消耗的电能与完全燃烧0.5kg汽油所释放的能量相同，则该车的效率为多少_________；‎ ‎(3)电动汽车在高速行驶的过程中对地面的压力_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)，原因是什么______________？‎ ‎【答案】80%减小受到一个向上的压力差 ‎【解析】‎ 27‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)车静止在水平地面上对地面的压力等于车的重力，即 由可得车静止在水平地面上时与地面的总接触面积 ‎(2)车在在平直公路上匀速前进，牵引力与阻力是一对平衡力，而受到受到的阻力为车重的0.2倍，则有 匀速前进230s行驶的距离 则牵引力做的有用功 因为消耗的电能与完全燃烧0.5kg汽油所释放的能量相同，则电能 则车的效率 ‎(3)地面给的支持力和车给地面的压力是一对大小相等的相互作用力，当汽车在静止时，在竖直方向上受到重力和地面给支持力作用保持平衡，两个力大小相等；在高速行驶的过程中，车上表面的流速大，压强小，小于车下表面的压强，产生一个向上的压力差，此时汽车在竖直方向上受到重力、地面给的支持力和向上的压力差的作用，所以电动汽车在高速行驶的过程中对地面的压力减小。‎ 答：(1)车静止在水平地面上时与地面的总接触面积是；‎ ‎(2)车以最高时速在平直公路上匀速前进230s所消耗的电能与完全燃烧0.5kg汽油所释放的能量相同，则该车的效率为80%；‎ 27‎ ‎(3)见解析。‎ ‎3．如图所示，外卖小哥使用无人机从地面向高楼阳台送餐。已知无人机质量为2.9kg，外卖质量为0.7kg，无人机先以4m/s的速度竖直上升10s，再水平匀速飞行30m到阳台。求：（g=10N/kg）‎ ‎(1)无人机匀速上升的过程中，旋翼产生的升力为多大？‎ ‎(2)整个过程历时25s，则无人机水平飞行的速度为多大？‎ ‎(3)整个过程中无人机对外卖做功的功率为多大？‎ ‎【答案】(1)36N； (2)2m/s ；(3)11.2W ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)因为匀速上升，所以升力与重力是一对平衡力，大小相等，所以升力为 ‎(2)水平飞行的时间为 ‎25s-10s=15s 所以水平飞行的速度为 ‎(3)无人机升高的高度为 所以无人机对外卖所做的功为 27‎ 功率为 答：(1)无人机匀速上升的过程中，旋翼产生的升力为36N；‎ ‎(2)整个过程历时25s，则无人机水平飞行的速度为2m/s；‎ ‎(3)整个过程中无人机对外卖做功的功率为11.2W。‎ ‎4．如图中，质量分布均匀的长方体木块静止在粗糙水平桌面，木块的重为G=50N，现用大小为10N的水平推力F作用木块一端，使木块做匀速直线运动。已知木块运动时所受摩擦力与桌面对木块的支持力成正比，比例系数为k（k只与相互接触的两个物体的材料有关）：‎ ‎(1)求木块运动时所受摩擦力及比例系数k的大小；‎ ‎(2)竖置截面S将木块分成a、b两个等大的长方体，如图乙，求木块在桌面上匀速运动时，a所受摩擦力的大小。（要求用比例系数求）‎ ‎【答案】(1) 10N；0.2；(2) 5N ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)木块在水平面上做匀速直线运动，受到平衡力作用，所以有 ‎，‎ 则摩擦系数为 ‎(2)将木块分成a、b两个等大的长方体，则a受到的支持力变为原来的一半即 相互接触的两个物体的材料不变，所以k不变，则a所受摩擦力为 27‎ 答：(1)木块运动时所受摩擦力为10N，比例系数k为0.2；‎ ‎(2)a所受摩擦力的大小为5N。‎ ‎5．如图所示，小华在滑冰场上快速滑行，在10s内滑行80m ，她和冰刀的总质量为40kg，已知每只冰刀与冰面的接触面积为15cm2．问：‎ ‎（1）小华受到的重力是多大？‎ ‎（2）小华滑行的平均速度是多大？‎ ‎（3）小华在单脚滑行时对冰面的压强是多大？当小华双脚站立时，她对冰面的压强怎样变化，简要说明理由．‎ ‎【答案】400N8m/s2.67×105Pa压强变小因为压力一定，受力面积变大，压强变小 ‎【解析】‎ ‎（1）小华受到的总重力：；‎ ‎（2）小华滑行的平均速度：；‎ ‎（3）小华在单脚滑行时对冰面的压力：，单脚滑行时对冰面的压强：‎ ‎．当小华双脚站立时，她对冰面的压强减小．因为双脚站立时，在压力不变，脚与冰面的接触面积增大．‎ 答：（1）小华受到的重力是400N；‎ ‎（2）小华滑行的平均速度是8m/s；‎ ‎（3）小华单脚滑行时对冰面的压强是2.67×105Pa．当小华双脚站立时，她对冰面的压强减小．因为双脚站立时，在压力不变，脚与冰面的接触面积增大．‎ ‎【点睛】本题考到了重力计算公式，速度的计算，压强的计算以及影响压强大小的因素等等，其中重力计算公式是关键．‎ ‎6．重104N的汽车在水平路面匀速运动，汽车牵引力功率9.2kW，其汽油发动机效率为20%（汽油热值是4.6×107J/kg）：‎ 27‎ ‎(1)以点代车，画出汽车匀速运动过程中水平方向受力示意图；‎ ‎(2)若汽车与地面的接触面积为0.04m2，小轿车对地面多大压强？‎ ‎(3)求汽车运动100s内，发动机消耗多少汽油质量？‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)由题意可知，汽车在水平路面匀速运动，水平方向上受力平衡，它受到牵引力和摩擦力的作用，牵引力方向向左，摩擦力方向向右，这两个力大小相等，受力示意图如下图所示。‎ ‎(2)由题意可知，小轿车对地面的压力 汽车与地面的接触面积为0.04m2，小轿车对地面的压强 小轿车对地面的压强是。‎ ‎(3)汽车牵引力功率是9.2kW，那么汽车运动100s，牵引力做的功是 其汽油发动机效率为20%，发动机所做的总功符合关系式 解得 27‎ 根据可知，汽车运动100s内，发动机消耗汽油质量 汽车运动100s内，发动机消耗汽油质量是。‎ 答：(1)以点代车，汽车匀速运动过程中水平方向受力示意图如图所示；(2)若汽车与地面的接触面积为0.04m2，小轿车对地面的压强是；(3)汽车运动100s内，发动机消耗汽油质量是。‎ ‎7．质监部门对某型号汽车进行检测，测得该型号汽车质量为2×103 kg，在水平公路上匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍，求：‎ ‎(1)汽车受到的重力是多少？‎ ‎(2)汽车匀速行驶时受到的阻力是多少？‎ ‎(3)汽车匀速行驶时，发动机的牵引力是多少？‎ ‎【答案】(1)2×104N；(2)400N；(3)400N ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)汽车受到的重力 G=mg=2×103 kg ×10N/kg= 2×104 N ‎(2)汽车受到的阻力 f =0.02G=0.02×2×104N=400N ‎(3)汽车做匀速运动，处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是平衡力，发动机的牵引力 F=f=400N 答：(1)汽车受到的重力是2×104 N；‎ ‎(2)汽车匀速行驶时受到的阻力是400N；‎ ‎(3)汽车匀速行驶时，发动机的牵引力是400N。‎ ‎8．一个重为3.6×10-3 N的物体从空中由静止开始竖直落下。研究发现：运动物体受到的空 27‎ 气阻力与物体的速度关系如下表。求：‎ 速度v/m·s-1‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ 阻力f（×10-4）/N ‎1‎ ‎4‎ ‎9‎ ‎16‎ ‎25‎ ‎36‎ ‎49‎ ‎(1)该物体匀速下落时受到的空气阻力是多少？‎ ‎(2)写出运动物体受到的空气阻力f与物体运动速度v关系的表达式（提示：关系为F阻=kv2，其中k为常数，需求出）；‎ ‎(3)该物体匀速下落时的速度是多少？‎ ‎【答案】(1)3.6×10-3N；(2)F阻=1×10-4 Ns2/m2v2；(3)6m/s ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)该物体匀速下落时，处于平衡状态，受到的重力和阻力是平衡力，受到的空气阻力 f=G=3.6×10-3N ‎(2)因为 F阻=kv2‎ 由表格数据可知，当v=2m/s时，f=4×10-4N ‎ k == 1×10-4 Ns2/m2‎ F阻=1×10-4 Ns2/m2v2‎ ‎(3)物体匀速下落时，阻力f=3.6×10-3N，由F阻= kv2 得 v==6m/s 答：(1)该物体匀速下落时受到的空气阻力是3.6×10-3N；‎ ‎(2) F阻=1×10-4 Ns2/m2v2；‎ ‎(3)该物体匀速下落时的速度是6m/s。‎ ‎9．某桥梁的桥头有如图所示的标志牌，g取l 0N/kg。则：‎ ‎(1)此桥梁所允许通过车辆的最大重力为多少?‎ ‎(2)一辆自重为2.0×105 N的卡车要安全通过此桥，所装载的货物不能超过多少千克?‎ 27‎ ‎(3)若己知上述卡车通过桥面时的摩擦阻力是车重的0.02倍，则当该卡车空载匀速通过此桥时发动机提供的牵引力为多大?‎ ‎【答案】（1）；（2）；（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）根据交通标志牌的含义分析答题。（2）由G＝mg求重力。（3）由受力平衡可求出牵引力的大小。‎ ‎【详解】‎ ‎(1)46t表示此桥限载46吨，允许车辆的最大重力 ‎(2) 因为桥限重＝N所以，所能装载货物的最大重力 货物的最大质量 ‎(3) 卡车通过桥面时的摩擦阻力是 当卡车匀速行驶时，由二力平衡可知：发动机提供的牵引力等于摩擦阻力，所以发动机提供的牵引力为 答：(1) 此桥梁所允许通过车辆的最大重力为；‎ ‎(2)该卡车要安全通过此桥，所装载的货物不能超过；‎ ‎(3) 当该卡车空载匀速通过此桥时发动机提供的牵引力为。‎ 27‎ ‎【点睛】‎ 知道交通标志牌的含义，应用G＝mg可正确解题，本题是一道 基础题 ‎10．一种名为跳蚤（又称虼蚤、虼蚤子）的昆虫。身长只有0.5-3毫米，可是往上跳的高度却可达350mm，其比例相当于标准身高的人跳过35层高的摩天大楼，如果一只跳蛋质量为200毫克，可在10-2s时间内跳跃350mm的高度，它跳跃时所用的力为体重的400倍。求：‎ ‎(1)跳蚤的重力：‎ ‎(2)跳蚤从起跳至最高点过程中，克服重力所做功的平均功率。‎ ‎(3)若跳蚤的脚与地面的总接触面积为1×10-5m2，它跳跃时对地面的压强多大？‎ ‎【答案】(1)2×10-3N(2)0.7W(3)8×104Pa ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1) 一只跳蛋质量为200毫克，即2×10-4g，跳蚤重力为 ‎(2) ‎ ‎350mm=0.35m 跳蚤克服重力所做功的平均功率 ‎(3) 它跳跃时所用的力为体重的400倍，根据力的作用是相互的，所以地面受到的压力 它跳跃时对地面的压强为 答：(1)跳蚤的重力2×10-3N。‎ ‎(2)跳蚤从起跳至最高点过程中，克服重力所做功的平均功率0.7W。‎ ‎(3)若跳蚤的脚与地面的总接触面积为1×10-5m2，它跳跃时对地面的压强为8×104Pa。‎ ‎11．秦岭终南山公路隧道，是我国最长的公路隧道，全长18km，限速80km/h。一辆汽车（车与乘客总质量为1600kg）完全通过该隧道用时12min，求∶（g取10N/kg）‎ 27‎ ‎(1)这辆汽车与乘客的总重力；‎ ‎(2)通过计算说明此汽车是否超速。‎ ‎【答案】(1)16000N；(2)超速了 ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)车与乘客的总质量m=1600kg，故车与乘客的总重力为 ‎(2)汽车通过隧道所用的时间为 汽车通过隧道的速度为 所以该汽车超速了。‎ 答：(1)这辆汽车与乘客的总重力为16000N。‎ ‎(2)该汽车超速了。‎ ‎12．现有一辆重型卡车自重为1.7×105N，车厢体积为12m3．已知卡车匀速行驶过程中，阻力为卡车总重的0.02倍，若该车装满沙子，以30m/s的速度在平直公路上匀速行驶（g取10N/kg，沙子密度ρ＝1.5×103kg／m3）．求：‎ ‎（1）汽车自身质量为多少t？‎ ‎（2）该车装的沙子质量为多少t？‎ ‎（3）该车匀速行驶时所受的牵引力为多大？‎ ‎【答案】（1）m车=17t （2）m货=18t （3）7000N ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）由得，汽车的质量：；‎ ‎（2）由得，沙子的质量：m沙==1.5×103kg/m3×12m3=1.8×104kg=18t；‎ ‎（3）装满沙子的车总质量：，总重力为：‎ 27‎ ‎；车受到的阻力：f=0.02G总，因为货车匀速行驶，所以货车的牵引力：F=f=7000N。‎ ‎13．港珠澳大桥由“水上桥面”和“海底隧道”两部分组成。工程完成后，从香港到珠海三个多小时的车程缩短到半个多小时：（海水密度ρ=1.03×103kg/m3，g取I0 N/kg）‎ ‎(1)海底隧道长5.7 km，设计时速为100 km/h，求汽车通过隧道所用的时间（汽车长度忽略不计）；‎ ‎(2)海底隧道是我国首条超大型深埋沉管隧道，实际安装水深45m，求在海底作业的工人承受的海水压强；‎ ‎(3)海底隧道由33节水泥沉管在海底对接而成，每节沉管长180m，宽38 m，高11.4m，约8×103（按8×104t计算），如图所示，求每节沉管受到的重力。‎ ‎【答案】(1)3.42min；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)由可得，汽车通过隧道所用的时间 ‎(2)在海底作业的工人承受的海水压强 ‎(3)每节沉管受到的重力 答：(1)汽车通过隧道所用的时间是3.42min；‎ ‎(2)在海底作业的工人承受的海水压强是；‎ ‎(3)每节沉管受到的重力是。‎ 27‎ ‎14．设计师从蚂蚁身上得到启示，设计出如图所示的“都市蚂蚁”概念车。这款概念车小巧实用，有利于缓解城市交通拥堵：‎ ‎(1)若这款车质量为400kg，驾驶员质量为60kg，车和人的总重力多少？‎ ‎(2)若摩擦力是重力的0.2倍，地面对车的摩擦力是多少？‎ ‎【答案】(1)4600N；(2)920N ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)车和人的总质量为 车和人的总重力为 ‎(2)由题意知，地面对车的摩擦力为 答：(1)车和人的总重力为4600N；‎ ‎(2)地面对车的摩擦力为920N。‎ ‎15．质量为1.5t的汽车，在水平公路上匀速行驶时受到的摩擦阻力是车重的0.02倍，（取g＝10N/kg）求：‎ ‎(1)汽车受到的支持力大小为多少？‎ ‎(2)汽车受到的摩擦力为多少？‎ ‎(3)汽车匀速行驶时，发动机对卡车的牵引力是多大？‎ ‎【答案】(1)1.5×104N；(2)3×102N；(3)3×102N ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)知道车的质量，利用求车的重力；车在水平公路上，公路对车的支持力和车受到的重力是一对平衡力，据此求支持力。‎ 27‎ ‎(2)根据求车受到的阻力。‎ ‎(3)由于车在水平公路上匀速行驶，车受到的牵引力和摩擦力是一对平衡力，据此求牵引力。‎ ‎【详解】‎ ‎(1)车的重力 车在水平公路上，公路对车的支持力和车受到的重力是一对平衡力，则有 ‎(2)车受到的摩擦阻力 ‎(3)因为车在水平公路上匀速行驶，所以车受到的牵引力和摩擦阻力是一对平衡力，则有 答：(1)汽车受到的支持力大小为1.5×104N；(2)汽车受到的摩擦力为3×102N；(3)汽车匀速行驶时，发动机对卡车的牵引力为3×102N。‎ ‎16．小锋骑着单车上班，6s内在水平路上行驶的路程随时间变化关系如图，若单车行驶时每个车轮与地面的接触面积为9cm2，骑行的平均功率为225W，受到阻力是其总重的0.05倍。求：‎ ‎(1)这段时间内骑行的速度；‎ ‎(2)骑行时车受到的阻力；‎ ‎(3)骑行时车对地面的压强。‎ 27‎ ‎【答案】(1)5 m/s；(2)45 N；(3)5×105 Pa ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)由s-t图象可知，小锋匀速骑行，且6s内通过的路程为30m，这段时间内骑行的速度 ‎(2)由图像可知，单车做匀速直线运动，骑行时单车受到的阻力等于牵引力，由得，阻力 ‎(3)由题意可知，阻力是其总重的0.05倍，所以总重力是 骑行时车对地面的压力等于重力 骑行时车对地面的压强 答：(1)这段时间内骑行的速度是；‎ ‎(2)骑行时车受到的阻力是；‎ ‎(3)骑行时车对地面的压强。‎ ‎17．一个质量为55kg的同学骑自行车上学，自行车质量是15kg，该同学骑车匀速行程中所受的摩擦力是总重的0.05倍，（g=10N/kg）求：‎ ‎(1)这位同学受到的重力；‎ ‎(2)该同学骑车过程中所受的摩擦力。‎ ‎【答案】(1)550N； (2)35N ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ 27‎ ‎(1)这位同学受到的重力为 ‎(2)人和车的总重力为 该同学骑车过程中所受的摩擦力为 答：(1)这位同学受到的重力为550N；‎ ‎(2)该同学骑车过程中所受的摩擦力为35N。‎ ‎18．2017年4月16日，国产大飞机C919在上海浦东国际机场4号跑道进行首次高速滑行测试．假如测试当天，C919的总质量为60t，飞机轮与地面的总接触面积2m2，在水平跑道上匀速直线运动的过程中受到的摩擦阻力是飞机总重的0.1倍，g取10N/kg，求：‎ ‎（1）C919的重力大小；‎ ‎（2）C919静止停放在水平跑道上时对地面的压强大小；‎ ‎（3）C919匀速直线运动的过程中牵引力的大小．‎ ‎【答案】6×105N3×105Pa6×104N ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）C919的重力大小为：‎ ‎（2）C919静止停放在水平跑道上时对地面的压强大小为：‎ ‎（3）C919匀速直线运动时，牵引力与摩擦阻力是一对平衡力，过程中牵引力的大小为：‎ 27‎ ‎19．“千百年梦想成真，十五年玉汝于成”，上天入地，腾云驾雾，曾是巫文化中神仙大咖才有的旷世绝技，承载这世人对对飞天梦的原始想象。2019年8月16日，巫山神女机场正式通航，回想艰苦奋斗的激情岁月：立项选址、建设、试飞、验收，三峡人民的“飞天梦”一步一步变成现实，实践证明，只要路走对了，就不怕遥远；只要有梦想，就一定能实现。已知图中的汽车在装载完成后重力为105N，当汽车在水平路面匀速运动，所受阻力为重力的五分之一，汽车牵引力功率为92kW，请你运算汽车运动100s以内时：‎ ‎(1)汽车所受的阻力有多大？‎ ‎(2)牵引力做了多少功？‎ ‎(3)汽车通过的距离多长？‎ ‎【答案】(1)0.2×105N；(2)9.2×106J；(3)460m。‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)已知汽车在水平路面匀速运动，所受阻力为重力的五分之一求解即可；‎ ‎(2)已知汽车的功率和行驶时间，利用公式得到牵引力做的功；‎ ‎(3)已知牵引力做的功和牵引力，利用公式得到汽车行驶的距离。‎ ‎【详解】‎ ‎(1)汽车所受的阻力：‎ ‎；‎ ‎(2)由可得，牵引力做的功为 ‎；‎ ‎(3)已知汽车在水平路面匀速运动，则牵引力与受到的阻力是一对平衡力，即 ‎，‎ 27‎ 由可得，汽车通过的距离：‎ ‎。‎ 答：(1)汽车所受的阻力为0.2×105N；(2)牵引力做了9.2×106J的功；(3)汽车通过的距离为460m。‎ ‎【点睛】‎ 本题重点考察电功、电功率计算公式的应用。‎ ‎20．如图所示是一款集自动智能型扫地机，已知整机的质量为3 kg，当它在水平地面匀速前进时受到地面对它的摩擦力是自身重力的0.2倍，求：‎ ‎(1)扫地机受到的重力；‎ ‎(2)匀速行驶时受到的摩擦力。‎ ‎【答案】①30N；②6N ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)扫地机的质量为3 kg，根据G=mg得扫地机受到的重力 G=mg=3kg×10N/kg=30N ‎(2)因为当它在水平地面匀速前进时受到地面对它的摩擦力是自身重力的0.2倍，所以物体受到的摩擦阻力 f=0.2G=0.2×30N=6N 答：(1)扫地机受到的重力是30N。‎ ‎(2)匀速行驶时受到的摩擦力是6N。‎ ‎21．信息材料一：物体在水平面上运动时受到的摩擦力 f=μFN。其中μ叫做动摩擦因数，它是由接触面的粗糙程度决定的；FN是指物体对水平面的压力。‎ 信息材料二：在弹性限度的范围内，弹簧产生弹力F＝kΔx，其中k叫做劲度系数，它 27‎ 是由弹簧本身性质决定的；Δx是指弹簧的形变量。‎ 为了测量某物体和水平地面间的动摩擦因数，小聪同学进行如图甲、乙的操作：把物体挂在竖直放置的弹簧测力计下端，弹簧伸长了Δx1＝4cm；然后用该弹簧水平拉着该物体在水平面上做匀速直线运动，此时弹簧伸长了Δx2＝1cm。求该物体与水平地面间的动摩擦因数μ。‎ ‎【答案】0.25‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ 在弹性限度的范围内，弹簧所受弹力F＝kΔx，其中k叫做劲度系数，则甲图中，物体的重力 G=F甲= kΔx1 =k×4cm 乙图中，拉力F乙与物体受的摩擦力是一对平衡力 f=F乙= kΔx2=k×1cm 乙图中，物体对水平地面的压力 FN=G=k×4cm 根据f=μFN可得 μ= =0.25‎ 答：物体与水平地面间的动摩擦因数μ是0.25。‎ 27‎ ‎22．狗拉雪橇是因纽特人冬日常用的出行方式，阿拉斯加雪橇犬因为耐寒、耐力好而能够胜任这一工作。现有一雪橇及货物总质量为200kg，设雪地能承受的最大压强为5000Pa，地面对雪橇的摩擦力为重力的0.1倍。（g=10N/kg）‎ ‎（1）试求雪橇面积最小应为多少？‎ ‎（2）如果每条阿拉斯加雪橇犬能提供50N的拉力，至少需要多少只雪橇犬才能拉动雪橇？‎ ‎【答案】（1）0.4m2. （2）4只。‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由得在压力不变的情况下，当压强最大时，接触面积最小 ‎【详解】‎ ‎（1）‎ ‎（2）‎ 则至少需要4只雪橇犬 ‎【点睛】‎ 注意压强公式的变化应用，特别在液体压强综合计算中的应用。‎ ‎23．月球对它表面附近的物体也有引力，这个引力是地球对地面附近同一物体引力的。若一根质量是1.5kg的金属杆被宇航员从地球带到月球，则：（g地球＝10N/kg）‎ ‎(1)金属杆在地球表面时受到的重力是多少？‎ ‎(2)金属杆在月球表面时受到月球引力大约是多少？‎ ‎【答案】(1)15N； (2)2.5N ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)金属杆在地球上的重力 27‎ ‎(2)由题意知，金属杆在月球上的引力为在地球上的 答：(1)金属杆在地球表面时受到的重力为15N；(2)金属杆在月球表面时受到月球引力大约是2.5N。‎ ‎24．刘星健身用的拉力器结构如图所示．他用250N的拉力向下拉动拉杆，使20kg的配重块在2s内匀速升高40cm，不计拉杆和绳的重力，g取10N／kg，求 ‎(1)所拉配重块的重力；‎ ‎(2)2s内配重块运动的速度；‎ ‎(3)拉力的功率。‎ ‎【答案】（1）200N．（2）0．2m／s．（3）50W ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)所拉配重块的重力 G＝mg＝20kg×10N/kg＝200N ‎(2)配重块运动的速度 v＝＝0.2m/s ‎(3)拉力做的总功 W总＝Fs＝250N×0.4m＝100J 拉力做功的功率 P＝＝50W 答：(1)所拉配重块的重力是200N；‎ 27‎ ‎(2)2s内配重块运动的速度是0.2m/s；‎ ‎(3)拉力的功率是50W。‎ ‎25．中国国产运输机“运20”开始服役，实现了国人的航空强国梦，让无数人心潮澎湃，它对于推进我国经济和国防建设具有重要意义，飞机的最大速度约为700km/h。（g=10N/kg）‎ ‎(1)我国国土东西横跨大约5200km，若“运20”以最大飞行速度飞行这段距离至少需要多长时间？‎ ‎(2)若飞机在空中匀速飞行时，驱动力是牛，则所受平均阻力为多少？‎ ‎(3)求飞机飞行1km的过程中克服阻力所做的功为多少？‎ ‎【答案】(1)7.4h；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)根据可知，“运20”以最大飞行速度飞行这段距离至少需要的时间约是 ‎“运20”以最大飞行速度飞行这段距离至少需要时间约是7.4h。‎ ‎(2)若飞机在空中匀速飞行，则在水平方向上受力平衡，驱动力大小等于平均阻力大小，即 所受平均阻力是。‎ ‎(3)根据可知，飞机飞行1km的过程中克服阻力所做的功是 飞机飞行1km的过程中克服阻力所做的功是。‎ 答：(1)我国国土东西横跨大约5200km，若“运20‎ 27‎ ‎”以最大飞行速度飞行这段距离至少需要的时间约是7.4h；(2)若飞机在空中匀速飞行时，驱动力是牛，则所受平均阻力是；(3)飞机飞行1km的过程中克服阻力所做的功是。‎ ‎26．如图所示，港珠澳大桥是建筑史上里程最长、投资最多、施工难度最大的跨海大桥。它全长55km。若一辆质量为1.5t的汽车通过港珠澳大桥的平均速度为100km/h。（g取10N/kg）求：‎ ‎(1)汽车受到的重力；‎ ‎(2)汽车通过大桥所用的时间。‎ ‎【答案】(1) 1.5×104N；(2)0.55h ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)汽车的质量为 汽车所受的重力为 ‎(2)汽车通过大桥所用的时间 答：(1)汽车所受的重力为1.5×104N；‎ ‎(2)汽车通过大桥所用的时间为0.55h。‎ ‎27．宇航牛奶是我市中小学生指定饮品，如图是一辆质量为2吨的宇航公司鲜奶运输车。运输车装满牛奶后，在平直公路上匀速行驶时，受到的摩擦力为总重的0.2倍，求：（g取10N/kg）‎ 27‎ ‎(1)运输车空载时自重；‎ ‎(2)运输车装满牛奶后，地面对汽车的支持力；‎ ‎(3)汽车的牵引力的大小。‎ ‎【答案】(1)2×104N；(2)6.3624×104N；(3)1.27248×104N ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)运输车空载时自重 ‎(2)由可知，运输车装满后，牛奶的质量 牛奶的重力 运输车装满牛奶后的总重力 车静止时，在竖直方向上，F支与G总是一对平衡力，‎ ‎(3)由题意知，运输车受到的摩擦力 运输车在平直的公路上匀速行驶，在水平方向上，F牵与f是一对平衡力 汽车的牵引力 27‎ 答：(1)运输车空载时自重为2×104N；‎ ‎(2)地面对汽车的支持力为6.3624×104N；‎ ‎(3)汽车的牵引力大小为1.27248×104N。‎ ‎28．某羽毛球的质量为 0.1 千克，若把羽毛球竖直向上抛出后，羽毛球在上升和下落的过程中都受到大小为 0.5 牛的阻力 f 作用，阻力方向始终与小球运动方向相反。求：‎ ‎(1)羽毛球所受重力G的大小和方向；‎ ‎(2)羽毛球在下降过程中所受合力的大小和方向；‎ ‎(3)羽毛球在哪个过程中所受合力较大；在上升和下降两个过程中小球所受合力相差多少牛。‎ ‎【答案】(1)1N，竖直向下；(2)0.5N，竖直向下；(3)上升，1N ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)由可得，羽毛球所受的重力 羽毛球所受的重力是由于地球的吸引而产生的，方向总是竖直向下。‎ ‎(2)羽毛球的下降过程中，受到竖直向下的重力，竖直向上的阻力的作用，则合力的大小为 合力的方向与重力方向相同，故合力方向竖直向下。‎ ‎(3)羽毛球的上升过程中，受到竖直向下的重力，竖直向下的阻力的作用，则合力的大小为 因 故羽毛球在上升过程中所受合力较大。‎ 在上升和下降两个过程中小球所受合力相差 27‎ 答：(1)羽毛球所受重力G的大小为1N，方向竖直向下；‎ ‎(2)羽毛球在下降过程中所受合力的大小为0.5N，方向竖直向下；‎ ‎(3)羽毛球在上长过程中所受合力较大；在上升和下降两个过程中小球所受合力相差1N。‎ 27‎