中考物理专题力学计算专题.doc

专题九　力学计算专题

1．(2017·北京中考)如图是用滑轮组提升建筑材料A的示意图，在竖直向下的
拉力F作用下，使重 900 N 的建筑材料A在5 s的时间里，匀速竖直上升了
1 m，绳自由端匀速竖直向下移动了2 m。在这个过程中，拉力F为500 N，滑
轮组的机械效率为η，拉力F做功的功率为P。求：

(1)滑轮组的机械效率η；
(2)拉力F的功率 P。

2．(2017·扬州中考)“暴走”是一种快速的徒步运动方式。观察分析人走路情形，可以将人的脚视为一根杠杆，如图所示，行走时人的脚掌前端是支点，人体受到的重力是阻力，小腿肌肉施加的力是动力。已知某人的质量为80 kg，g＝10 N/kg。

运动方式
散步
快走
慢跑
快跑
消耗能量E/J
315
1 165.5
1 260
1 764
(1)请画出小腿肌肉施加的拉力F的力臂l1。
(2)根据图片，估算小腿肌肉产生的拉力。
(3)人向前走一步的过程中，重心升高约4 cm，人克服自身重力约做了多少焦耳的功？
(4)通过查阅资料：人以不同方式徒步运动半小时，消耗人体内的能量如表所示。请你从能量角度分析“暴走”能健身的原因：_______________________
________________________________。

3．(2017·大庆中考)如图所示，在水平地面上放着物体A，A与地面的接触面积为0.14 m2，对地面的压强为3 000 Pa，用滑轮组匀速提升物体A时，滑轮组的机械效率是84%(不计绳重和摩擦，g＝10 N/kg)。求：
(1)物体A的质量mA和动滑轮的质量m。
(2)用此滑轮组使物体A以0.2 m/s的速度匀速上升，在5 s的时间内，人拉力做的功是多少？

4．(2017·襄阳中考)质量为60 kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计。(g取10 N/kg)

(1)影响滑轮组机械效率的因素之一是__________________。
(2)若工人在1 min内将货物匀速向上提高了6 m，作用在钢绳上的拉力为
400 N，求拉力的功率。
(3)求动滑轮受到的重力。
(4)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？

5．(2017·河南中考)如图所示，工人用斜面向上、大小为500 N的推力，将重800 N的货物从A点匀速推至B点；再用100 N的水平推力使其沿水平台面匀速运动5 s，到达C点。已知AB长3 m，BC长1.2 m，距地面高1.5 m。试问：

(1)利用斜面搬运货物主要是为了________。
(2)货物在水平面上运动的速度为多少？
(3)水平推力做功的功率为多少？
(4)斜面的机械效率为多少？

6.(2017·扬州中考)如图，是某一款电动平衡车，两车轮与地面的接触面积为40 cm2。求：
(1)若地面受到的压强为5×104 Pa，则该平衡车对地面的压力为多少；
(2)若该平衡车20 s内沿水平面匀速行驶100 m，受到的阻力为90 N，则此过程中克服阻力做功的功率为多少。

7．(2017·通辽中考)将一未装满水密闭的矿泉水瓶，先正立放置在水平桌面上，再倒立放置，如图所示，瓶盖的面积是8 cm2，瓶底的面积是28 cm2，瓶重和厚度忽略不计(g取10 N/kg)。求：

(1)倒立放置时瓶盖所受水的压力和压强；
(2)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强。

8．(2017·金华中考)2017年5月5日，大飞机C919首飞任务的完成，标志着我国航空工业向前迈进一大步。C919主要性能参数如表所示：
中国商飞C919
最大载重
77.3 t
巡航速度
0.78～0.8马赫(相当于954 km/h到980 km/h)
巡航高度
12 100 m
最长航程
5 555 km
最多座椅数
190个
(1)上海到广州的空中距离大概是 1 470 km，若全程以最大巡航速度匀速飞行，则C919从上海到广州大约需多长时间？
(2)当C919发动机总推力达到2×105 N，飞行速度达到954 km/h时，C919发动机的总输出功率是多少？
(3)当C919以最大载重停在机场时，轮胎与地面的总接触面积大约为0.1 m2，则C919对地面的压强约多少？

9.(2017·泰安中考)随着人们生活水平的提高，小汽车已经逐步进入家庭。某品牌小汽车质量是1 600 kg，车上载有人和物品质量共为200 kg，车轮与地面的总接触面积为2.0×10－2 m2。若小汽车以输出功率60 kW在市区外水平路面上做匀速直线运动，运动速度v1＝72 km/h；当汽车将要进入市区时，司机减小了油门，使汽车的输出功率立即减小为24 kW并保持该功率继续直线行驶，汽车的速度与时间的关系如图所示，设运动过程中汽车所受阻力不变，g取10 N/kg。求：
(1)该汽车静止时对水平路面的压强；
(2)汽车运动过程中受到的阻力；
(3)t2时间后汽车运动的速度v2大小。

参考答案
1．解：(1)W有＝Gh＝900 N×1 m＝900 J，
W总＝Fs＝500 N×2 m＝1 000 J，
机械效率：
η＝＝＝90%。
(2)拉力F的功率：
P＝＝＝200 W。
2．解：(1)如图所示

(2)人的重力：
G＝mg＝80 kg×10 N/kg＝800 N；
由图可知，力F的力臂大约是G的力臂的二倍，根据杠杆的平衡条件可估算小腿肌肉产生的拉力：
F＝＝800 N×＝400 N。
(3)人克服自身重力所做的功：
W＝Gh＝800 N×0.04 m＝32 J。
(4)人运动的速度越大，在单位时间内消耗的能量越多
3．解：(1)由p＝可得，A对地面的压力：
F压＝pS＝3 000 Pa×0.14 m2＝420 N，
因为物体A在水平地面上，所以物体A的重力：
GA＝F压＝420 N，
物体A的质量：
mA＝＝＝42 kg；
用滑轮组匀速提升物体A时，不计绳重和摩擦，则滑轮组的机械效率：
η＝＝＝＝＝84%，
解得G轮＝80 N，动滑轮的质量：
m＝＝＝8 kg。
(2)用此滑轮组使物体A以0.2 m/s的速度匀速上升5 s，则物体A上升的高度：
h＝vt＝0.2 m/s×5 s＝1 m，
由图可知n＝2，则拉力端移动距离：
s＝2h＝2×1 m＝2 m，
不计绳重和摩擦，则绳端的拉力：
F＝×(GA＋G轮)＝×(420 N＋80 N)＝250 N，
人拉力做的功：
W总＝Fs＝250 N×2 m＝500 J。
4．解：(1)物重和动滑轮重
(2)由图可知，n＝3，则绳端移动的距离：
s＝nh＝3×6 m＝18 m，
拉力做的功：
W＝Fs＝400 N×18 m＝7 200 J，
拉力的功率：
P＝＝＝120 W。
(3)由图乙可知，物重G＝300 N时，滑轮组的机械效率η＝60%，滑轮组的机械效率：
η＝＝＝＝＝60%，
解得G动＝200 N。
(4)已知工人的质量为60 kg，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力：
F大＝G人＝m人g＝60 kg×10 N/kg＝600 N，
由F＝(G＋G动)可得，提升的最大物重：
G大＝nF大－G动＝3×600 N－200 N＝1 600 N，
则滑轮组的最大机械效率：
η大＝＝≈88.9%。
5．解：(1)省力
(2)货物在水平面上运动的距离为s＝1.2 m，所用时间为t＝5 s；
在水平面上运动的速度：
v＝＝＝0.24 m/s。
(3)水平推力做功的功率：
P＝Fv＝100 N×0.24 m/s＝24 W。
(4)在斜面上推力做的功：
W总＝F′s＝500 N×3 m＝1 500 J，
做的有用功：
W有＝Gh＝800 N×1.5 m＝1 200 J，
则斜面的机械效率：
η＝＝＝80%。
6．解：(1)根据公式p＝可知，对地面的压力：
F＝pS＝5×104 Pa×0.004 m2＝200 N。
(2)克服阻力所做的功：
W＝fs＝90 N×100 m＝9 000 J；
克服阻力做功的功率：
P＝＝＝450 W。
7．解：(1)倒立放置时瓶盖所受水的压强：
p＝ρgh倒立＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.13 m＝1 300 Pa，
由p＝可得，倒立放置时瓶盖所受水的压力：
F＝pS瓶盖＝1 300 Pa×8×10－4 m2＝1.04 N。
(2)由图可知，矿泉水瓶内水的体积：
V＝S瓶底h正立＝28 cm2×10 cm＝280 cm3，
由ρ＝可得，水的质量：
m水＝ρV＝1.0 g/cm3×280 cm3＝280 g＝0.28 kg，
瓶重和厚度忽略不计，则倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力：
F′＝G水＝m水g＝0.28 kg×10 N/kg＝2.8 N，
倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强：
p′＝＝＝3 500 Pa。
8．解：(1)已知上海到广州的空中距离s＝1 470 km，最大巡航速度v最大＝980 km/h，
由v＝可得，从上海到广州大约需要时间：
t＝＝＝1.5 h。
(2)v＝954 km/h＝954× m/s＝265 m/s，
发动机的总输出功率：
P＝＝＝Fv＝2×105 N×265 m/s＝5.3×107 W。
(3)C919对地面的压力：
F＝G＝mg＝77.3×103 kg×10 N/kg＝7.73×105 N，
对地面的压强：
p＝＝＝7.73×106 Pa。
9．解：(1)该汽车静止时对水平路面的压力：
F＝G总＝m总g＝(m车＋m物)g＝(1 600 kg＋200 kg)×10 N/kg＝1.8×104 N，
对水平路面的压强：
p＝＝＝9×105 Pa。
(2)由P＝＝＝Fv可知，当汽车以v1速度匀速行驶时，汽车受到的牵引力：
F1＝＝＝3 000 N，
因为汽车做匀速直线运动，所以汽车受到的阻力：
F阻＝F1＝3 000 N。
(3)当汽车以v2速度匀速行驶时，汽车受到的牵引力F2＝F阻＝3 000 N，
由P＝＝＝Fv可知，t2时间后汽车运动的速度：
v2＝＝＝8 m/s。