2018中考力学计算复习 6页

‎2018中考复习—力学计算专题 类型 1 　 例 　某款油电混合动力小汽车，它有两种动力系统，汽车加速，汽油机提供的动力不足时，蓄电池的电能转化为动能，使汽车加速更快；汽车减速，汽车动能转化为电能，由蓄电池贮存起来，减少能量的消耗．两种动力系统也可独立工作，只有汽油机工作时，与一般的汽车相同，只使用电力时，由电动机提供动力．该汽车的质量为1 500 kg，静止时轮胎与地面的总接触面积为0.1 m2，某次测试中，汽车在一段平直公路上以60 km/h速度匀速行驶0.1 h，消耗汽油1 kg.若行驶过程中受到的阻力恒为3 000 N，汽油的热值是4.6×107 J/kg，g取10 N/kg.求：‎ ‎(1)汽车行驶的路程；‎ ‎(2)汽车静止时对水平路面的压强；‎ ‎(3)汽车牵引力做的功；‎ ‎(4)牵引力的功率；‎ ‎(5)完全燃烧汽油放出的热量；‎ ‎(6)汽车发动机的效率；(精确到0.01%)‎ ‎(7)若电池容量为44 kW·h，蓄电池充满电后，仅由电动机提供动力，电能转化为机械能的效率为75%，汽车在该平直公路上可匀速持续行驶的最大距离．‎ ‎⇨ 能力点1　速度的相关计算 ‎(1)利用公式v＝或其变形式(求时间：t＝，求路程：s＝vt)进行解答；‎ ‎(2)计算时，速度和路程必须针对同一物体运动的同一时间段，速度和时间必须针对同一物体运动的某个时间段．计算前应根据计算结果要求和方便进行单位换算，统一单位. ‎ 单位换算：1 m/s＝3.6 km/h 能力点2　压强的相关计算 对于此类问题的考查一般在题干中会告诉物体的质量和物体与水平地面的接触面积，此问题中物体常处于平衡状态(静止或匀速直线运动)，水平地面上的物体对地面的压力等于重力，即F＝G＝mg，然后用p＝ 进行解答即可(注意：S为物体与水平地面的总接触面积)，如例题中的第(2)问. ‎ 变形式：求压力：F＝pS，求受力面积：S＝ 单位换算：1 t＝1 000 kg，1 cm2＝1×10－4 m2‎ 能力点3　功的相关计算 此类问题的考查一般分为2种：‎ ‎(1)已知力和在力的方向上物体移动的距离，解答此类问题时，应分清所求为水平方向上力做的功还是竖直方向上力做的功，具体如下：①水平方向：有时需要表述“因在水平面做匀速直线运动，所以F＝f ”，然后利用W＝Fs进行计算，如例题中的第(3)问；②竖直方向：先计算重力G＝mg，再确定物体在重力方向上移动的距离h，然后利用W＝Gh进行计算. ‎ ‎(2)已知功率及物体在该功率下运动的时间直接利用W＝Pt公式进行计算即可. ‎ 能力点4　功率的相关计算 功率的计算常有2种方法：‎ ‎(1)已知物体所做的功和做这些功所消耗的时间，运用公式P＝ 进行计算；‎ ‎(2)已知牵引力和物体匀速运动的速度，运用公式P＝Fv进行计算，该公式仅适用于匀速直线运动．如例题中的第(4)问，因为该汽车做匀速直线运动，所以两种方法都适用. ‎ 能力点5　效率的相关计算 计算汽车的效率，首先应明白什么是总功和有用功．如例题中的第(6)问，发动机的目的是给汽车、飞机等提供动力，因而动力即牵引力所做的功为有用功，汽油完全燃烧放出的热量或汽车消耗的电能即为总功，然后利用公式η＝×100%进行计算. ‎ 好题精练：‎ ‎1. (2017阜新)家住辽宁阜新市区的明明一家，星期天早8∶00开车去某乡村的采摘园采摘，9∶30到达采摘园．从辽宁阜新市区到该采摘园全程共90 km，车和人总重 1.8 t，车轮与地面总接触面积0.1 m2.(g取10 N/kg)求：‎ ‎(1)该车在水平路面上静止时对路面的压强是多大？‎ ‎(2)该车全程的平均速度是多少km/h?‎ ‎(3)若汽车在某高速公路上以108 km/h的速度匀速直线行驶，汽车所受阻力是车和人总重的0.1倍，则该汽车牵引力的功率是多大？‎ ‎2. 为了响应国家“低碳环保，节能减排”的号召，我国多地设置了共享单车租借站点．质量为55 kg的小明同学在上学路上租借了一辆自行车．从站点到学校的路程为1 500 m，骑车用时5 min(设小明骑车上学做匀速直线运动)．请解答下列问题：‎ ‎(1)小明骑车的速度是多少？‎ ‎(2)若自行车的质量为15 kg，则小明与自行车受到的总重力是多少？‎ ‎(3)若自行车匀速行驶中所受阻力为70 N，则从站点到学校阻力做的功是多少？‎ 第2题图 ‎3. (2017福建)一辆汽车为50 km长的新建大桥进行通车测试，如图所示．汽车总质量为1.5‎ ‎ t，以100 km/h的速度匀速通过大桥，受到的阻力是总重的0.08倍，全程消耗了4 kg的汽油．g取10 N/kg，求汽车通过大桥：‎ ‎(1)所需的时间；‎ ‎(2)牵引力所做的功；‎ ‎(3)汽油机的效率．(q汽油＝4.6×107 J/kg)‎ 第3题图 ‎4. (2017十堰)凤凰村参与美丽乡村建设，为净化环境，自购垃圾清理汽车(如图)．整车自重1.5×104 N，最多可装载垃圾的质量为3 000 kg，在一次收集垃圾并运输到12 km外的垃圾处理点，共用了1.5 h，求：(g取10 N/kg)‎ ‎(1)汽车在这次收集垃圾和运送过程中的平均速度；‎ ‎(2)当汽车满载垃圾时，车轮与地面的总接触面积为0.15 m2，求汽车对水平路面的压强；‎ ‎(3)若汽车以10 m/s的速度在一段平直路面上匀速行驶，汽车受到的阻力为4 000 N，求汽车发动机牵引力的功率．‎ 第4题图 ‎5. (2017抚顺)如图所示的独轮摩托车在水平路面上正常行驶时速度为36 km/h，所受阻力是人和车总重的0.2倍．请计算：‎ ‎(1)若人和车总重是1 000 N，摩托车正常行驶时轮胎与地面接触面积为100 cm2，此时其对水平路面的压强是多少帕？‎ ‎(2)摩托车在水平路面上正常匀速直线行驶时功率是多少瓦？‎ ‎(3)若摩托车正常行驶0.5 h所做的功由效率为25%的汽油机来完成，则需要完全燃烧多少千克的汽油？(取q汽油＝4.0×107 J/kg)‎ 第5题 ‎6. (2016河南)某款新型电动汽车的性能参数如表所示，请回答下列问题．‎ 工作电压 ‎400 V 电动机功率 ‎40 kW 百公里耗电量 ‎15 kW·h ‎(1)电动机是电动汽车的核心部件，电动机正常工作时，电能转化为________能，电动机的工作原理是________________________________．‎ ‎(2)电动机正常工作时，通过线圈的电流是多大？‎ ‎(3)同类型号的燃油汽车在同等条件下百公里消耗汽油为10 L，请通过计算比较两种汽车的百公里能耗，并说明能耗不同的主要原因．汽油的密度ρ＝0.7×103 kg/m3，热值q＝4.6×107 J/kg.‎ ‎(4)汽车在某段公路上匀速行驶时，进入某超声测速区域，如图所示．当该车运动到距测速仪370 m时，测速仪向该车发出一超声信号，2 s后收到从车返回的信号．超声波在空气中传播速度为340 m/s，求该车的速度．‎ 第6题图 类型 2 　 例 　被誉为“中华神盾”的防空导弹驱逐舰．它满载时总重约为6×107 N，吃水深度为5 m，驱逐舰满载以36 km/h 的速度匀速直线航行时，受到的阻力是总重的0.01倍，如果以这个速度匀速航行10 h消耗燃油12 t，(取g＝10 N/kg，ρ海水＝1. 03×103 kg/m3，q燃油＝4×107 J/kg)求：‎ ‎(1)驱逐舰满载时所受浮力；‎ ‎(2)满载时驱逐舰底部受到海水的压强；‎ ‎(3)驱逐舰航行10 h行驶的路程；‎ ‎(4)航行时驱逐舰克服阻力做的功；‎ ‎(5)整个航行过程中驱逐舰的效率. ‎ ‎⇨ 能力点1　浮力的相关计算 中考题常会告诉满载时的排水量或总重，可直接利用公式F浮＝G排＝m排g进行求解. ‎ 能力点2　液体压强的相关计算 已知物体浸在液体中的深度，直接使用公式p＝ρgh进行计算. ‎ 能力点3　速度的相关计算 速度的相关计算参考类型1能力点1. ‎ 能力点4　功的相关计算 功的相关计算参考类型1能力点3. ‎ 能力点5　功率的相关计算 功率的相关计算参考类型1能力点4. ‎ 能力点6　固体压强的相关计算 固体压强的相关计算参考类型1能力点2. ‎ 好题精练 ‎1. (2017青海)如图所示，将质量为0.2 kg的木块放入烧杯中静止时，一半体积浸在水中(g取10 N/kg)．‎ ‎(1)求木块所受浮力的大小；‎ ‎(2)求木块的密度；‎ ‎(3)烧杯中水面的高度为5 cm，水对烧杯底部的压强是多少？‎ 第1题图 ‎2. (2017广安)如图所示，一个底面积为100 cm2的圆柱体容器(容器壁的厚度忽略不计)放在水平桌面的中央，容器中装有1 000 g的水．将一个重3 N的实心长方体A挂在弹簧测力计上，然后竖直浸入水中，当A有一半浸在水中时，弹簧测力计的读数为2 N(g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)．‎ ‎(1)此时，A物体受到的浮力为多少？‎ ‎(2)物体A的体积是多少？‎ ‎(3)当物体A浸没在水中时(容器中的水并未溢出)，水对容器底的压强是多大？‎ 第2题图 ‎3. (2017天水)如图甲所示，不吸水的长方体物块放在底部水平的容器中，物块的质量为0.2 kg，物块的底面积为50 cm2，物块与容器底部用一根质量、体积均忽略不计的细绳相连，当往容器中缓慢注水至如图乙所示位置，停止注水，此时，物块上表面距水面10 cm，绳子竖直拉直，物块水平静止，绳子的拉力为2 N．已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g＝10 N/kg.求：‎ ‎(1)物块的重力；‎ ‎(2)物块的密度；‎ ‎(3)注水过程中，绳子刚好竖直拉直时到图乙所示位置时，水对物块下表面压强的变化范围．‎ 第3题图 ‎4. (2017赤峰)如图甲所示，一弹簧测力计下挂一圆柱体，将圆柱体从水面上方某一高度处匀速下降，然后将圆柱体逐渐浸入水中．整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h关系如图乙所示．(g＝10 N/kg，水的密度为1.0×103 kg/m3)求：‎ ‎(1)圆柱体的重力；‎ ‎(2)当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到的水的压强；‎ ‎(3)圆柱体的密度．‎ 第4题图 ‎5. (2017呼和浩特)我国正在研制的新一代“蛟龙号”深海探测器，目标探测深度11 000 m，该深海探测器的全重为28 t.‎ ‎(1)如果该深海探测器在未来的某一天来到大洋最深处马里亚纳海沟探测，下潜至某一深度处时，处于正上方海面处的科考船用声呐装置向“蛟龙号”发射声波，若从发出至接收到所用时间为12 s，则“蛟龙号”的实际下潜深度为多少米(已知声音在海水中的传播速度为1 500 m/s)；‎ ‎(2)若海面处的大气压强为1.0×105 Pa，海水密度为1.03×103 kg/m3，则“蛟龙号”下潜至11 000 m时，所在位置处的压强为多少；‎ ‎(3)若(1)问中“蛟龙号”处于悬浮状态，“蛟龙号”除空气仓部分的平均密度为7.0×103 kg/m3，试计算“蛟龙号”空气仓的体积(空气仓中空气质量不计)．‎ ‎6. (2017永州)2017年5月10日，我国首次在南海海域成功开采出一种新型能源，该物质是天然气水合物，又名“可燃冰”、“固体瓦斯”或“气冰”．它是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，优点是污染少，储量丰富，全球储量足够人类使用1 000年，被国际公认为石油、天然气 的替代能源，但该物质开采难度大，开采不当会造成严重的温室效应．为了便于开采“可燃冰”，我国早已研制出一种保温保压深水海床取样器，该装置能自动可靠地对样品进行安全保压，以维持所取样品在原有自然环境下的温度和压强，最大工作水深可达3 000米．假定取样器的质量是1.3 t．外表体积是1.0 m3.ρ海水＝1.0×103 kg/m3，g＝10 N/kg，当取样器位于深为1 000 m的海水中时，求：‎ ‎(1)取样器所受浮力；‎ ‎(2)取样器所受海水的压强；‎ ‎(3)若“可燃冰”的热值约为7.2×109 J/kg，无烟煤的热值约为3.0×107 J/kg，则1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量相当于多少kg无烟煤完全燃烧放出的热量；‎ ‎(4)请你对“可燃冰”的开采、运输和利用等方面提出一条可行性建议．‎ 第6题图 类型 3 　滑轮组的相关计算 例 (2017长沙改编)如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景，在10 s的时间内，工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1 m，已知拉力F为400 N，建筑材料的重力G为900 N，不计绳重和摩擦，求这个过程中：‎ 例题图 ‎(1)绳子自由端移动的距离；‎ ‎ (2)建筑材料上升的速度；‎ ‎(3)动滑轮的重力；‎ ‎(4)重力对建筑材料所做的功；‎ ‎ (5)总功；‎ ‎ (6)额外功；‎ ‎ (7)拉力F的功率；‎ ‎ (8)该滑轮组的机械效率．‎ ‎,⇨ 能力点1　与滑轮组承担物重的绳子段数有关的计算 解决滑轮组问题的基础与核心就是判断动滑轮承担物重的绳子段数n，方法如下：无论哪种状态放置的滑轮组都可以用“隔离法”进行判断，如该例题，在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线，有几段绳子通过动滑轮(或者有几条绳子与动滑轮相连)，就有几段绳子承担物重，如例题，通过画线可知该滑轮组承担物重的绳子段数n＝3.涉及绳子段数的计算有：‎ ‎(1)已知物体上升的高度，求绳子自由端移动的距离，利用公式s＝nh进行计算，如例题(1)问. ‎ ‎(2)在不考虑绳重和滑轮间的摩擦时，竖直拉动物体时，拉力和物重的关系：F＝(G物＋G动)；水平放置的滑轮组中，F＝ f，f为物体所受摩擦力. ‎ ‎(3)若不考虑绳重和滑轮间的摩擦，求动滑轮重力时利用G动＝nF－G物进行求解，如例题(3)问. ‎ 能力点2　功率的相关计算 拉力的功率的计算：P＝Fv绳(v绳＝nv物)或P＝ 能力点3　机械效率的相关计算 ‎(1)有用功的计算：竖直放置的滑轮组中克服物体重力做的功为有用功W有＝Gh；水平放置的滑轮组中，克服阻力所做的功为有用功W有＝fs；‎ ‎(2)总功的计算：在使用滑轮组拉动物体时，牵引力或拉力做的功为总功W总＝Fs；‎ ‎(3)额外功的计算：W额＝W总－W有；‎ ‎(4)机械效率的计算：η＝×100%.,　　　　　　　‎ ‎　好题精练 ‎1. (2017雅安)用如图所示的滑轮组，将质量为450 kg 的物体A以0.2 m/s的速度沿水平方向匀速向右拉动2 m，拉力F大小为200 N，物体A与地面间的滑动摩擦力大小是物体A重力的0.1 倍，取g＝10 N/kg.求：‎ ‎(1)物体A与地面间的滑动摩擦力；‎ ‎(2)拉力做功的功率；‎ ‎(3)该滑轮组的机械效率．‎ 第1题图 ‎2. 如图所示的简单机械，模拟打捞沉船．实验中用实心立方体A代替沉船，已知A的体积为0.1 m3，质量为280 kg.(设整个过程A均为匀速直线运动状态，忽略钢缆绳重及滑轮摩擦，不考虑风浪、水流等因素的影响，g取10 N/kg)‎ ‎(1)A完全浸没在水中时受到的浮力是多大？(ρ水＝1.0×103 kg/m3)‎ ‎(2)若A完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为60%，那么A完全打捞出水面后，岸上钢绳的拉力F为多大？‎ ‎(3)若A完全打捞出水面后，以0.1 m/s的速度被匀速提升，求岸上钢绳拉力F的功率．‎ 第2题图 ‎3. (2016青岛)小雨通过如图甲所示滑轮组将水中物体匀速提升至空中， 他所用拉力F与绳子自由端移动的距离s的关系图像如图乙所示. 其中物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为 85%.每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和水的阻力．(水的密度为ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取 10 N/kg)求：‎ ‎(1)物体在空中上升1 m，小雨做的功是多少？‎ ‎(2)每个滑轮的重力是多少？‎ ‎(3)物体的密度是多少？‎ 第3题图 类型 4 　杠杆相关计算 ‎1. (2017呼和浩特)如图甲所示是大刚同学两手做俯卧撑时的示意图．他的身体可视为杠杆．如图乙所示，O点为支点，A点为重心．已知每只手所受的支持力大小为200 N，(g取10 N/kg)求：‎ ‎(1)若每只手掌与水平地面的接触面积为100 cm2，计算手掌对地面的压强；‎ ‎(2)该同学的质量．‎ 第1题图 ‎2. (2017镇江)如图所示，将重力不计的吸盘内部空气排尽后与水平地砖完全贴合，已知贴合的面积为30 cm2，大气压强为1×105 Pa，AB为轻质杠杆，O为转轴，OA与OB的长度之比为1∶3，保持杠杆水平，某人在B端用竖直向下的拉力F将吸盘沿竖直方向刚好拉离地砖．‎ ‎(1)求吸盘所受的大气压力F0；‎ ‎(2)求人所用拉力F；‎ ‎(3)若人沿图中虚线方向施加拉力F′ 将吸盘拉离地砖，请画出拉力F′ 的力臂．‎ 第2题图 ‎3. (2017广西四市联考)如图是利用电子秤监控水库水位的模拟装置，由长方体A和B、滑轮组、轻质杠杆CD、电子秤等组成，杠杆始终在水平位置平衡．已知OC∶OD＝1∶2，A的体积为0.02 m3，A重为400 N，B重为150 N，动滑轮重为100 N，不计绳重与摩擦(ρ水＝1×103 kg/m3，g取10 N/kg)．求：‎ ‎(1)A的密度；‎ ‎(2)单独使用该滑轮组在空气中匀速提升A时的机械效率；‎ ‎(3)水位上涨到A的上表面时，A受到的浮力；‎ ‎(4)水位上涨过程中，电子秤所受的最大压力．‎ 第3题图 类型 5 　斜面相关计算 ‎1. (2017潍坊)如图所示，斜面长s＝1.5 m，高h＝0.3 m．建筑工人将重G＝500 N的货物箱，用绳子从地面匀速拉到顶端时，沿斜面向上的拉力F＝150 N．忽略绳子重力．求：‎ ‎(1)该过程拉力F做的功；‎ ‎(2)该装置的机械效率；‎ ‎(3)货物箱在斜面上受的摩擦力大小．‎ 第1题图 ‎2. (2017泰州)工人师傅要将质量为100 kg的木箱搬到1.5 m高的车厢里，他将一块5 m长的木板搁在地面与车厢之间构成斜面，然后站在车上用400 N的拉力在10 s内将物体从斜面底端匀速拉到车厢里，如图所示．(g＝10 N/kg)求：‎ ‎(1)工人所做的有用功；‎ ‎(2)工人做功的功率；‎ ‎(3)斜面的机械效率．‎ 第2题图