力學公式及其計算專題

/2013年物理中考復習———力學公式及計算專題單位換算：單位換算：1ｍ==1０dｍ=10２cm=1０3mm1h=60mｉn=3600s；1miｎ＝6０ｓ速度公式：重力與質量的關系：G＝mg合力公式：F＝F1+F2［同一直線同方向二力的合力計算]F=F1—F２［同一直線反方向二力的合力計算］單位換算：1kg=１０單位換算：1kg=１０3g1g/cm3=1×103kg/ｍ31ｍ3＝１０６cm３1L＝1dm31mL=1cｍ３浮力公式：ＥQ\ｏ\ac（○，1)稱重法:F?。紾–ＦEＱ\ｏ\ac（○，２)壓力差法：F浮=F向上-F向下

EＱ＼o\aｃ(○，３）排液法:F浮=G排=m排gEＱ\o\ac（○，4)公式法：F浮=ρ液gＶ排EQ\o\ａc(○，５)平衡法：Ｆ浮=Ｇ物面積單位換算:1cｍ2＝10面積單位換算:1cｍ2＝10--4m21ｍm2＝10—－6m2液體壓強公式:p=ρgh杠桿的平衡條件:Ｆ１L1=F2L２:理想斜面：FL=Ｇh滑輪組:F=Gs=nh提示:克服重力做功或重力做功：W=提示:克服重力做功或重力做功：W=Ｇh單位換算:1W＝1J/s1ｋW=1０3W1MW=106W功率公式:單位換算:1W＝1J/s1ｋW=1０3W1MW=106W提示:提示:機械效率η沒有單位,用百分率表示,且總小于1W有=Ｇh［對于所有簡單機械］W總=Fs[對于杠桿和滑輪］W總=Ｐｔ[對于起重機和抽水機］××滑輪組機械效率：

(1)、η＝G/nＦ（豎直方向）

（2）、η＝G／(G+Ｇ動）(豎直方向不計摩擦）?（3)、η=f/nＦ（水平方向）

１．在南極科學考察中使用的海洋破冰船,其發(fā)動機額定功率為1.2×10４ｋW，航行于海面上時，它的排水體積為1800ｍ3.破冰船針對不同的冰層采用不同的破冰方法，其中一種方法是：接觸冰面前，船全速航行,船體大部分沖上冰面，就可以把冰壓碎。已知ρ海水＝1。0×103kg/m３.g取10N/kg。求:（1）若破冰船的牽引力用F表示,速度用Ｖ表示，發(fā)動機的功率用P表示，請你導出F、Ｖ和P之間關系式：Ｐ＝Ｆ·V（２）若破冰船以額定功率在海面上以3０km/ｈ的速度勻速前進了２0ｋm，破冰船受到的阻力和破冰船所做的功各是多少？（３）在一次破冰行動中，當船沖上冰面后，船的排水體積變?yōu)樵瓉淼模?3，船與冰面的接觸面積為６m2，此時破冰船對冰層的壓強是多少?2．（8分）如圖,一卡車車廂底板距地面1.５m高,小明把一塊３m長的鋼板AB搭在車廂底板上,構成一個斜面。他通過這個斜面,用F=６0０N的力，把一個大木箱由B處推到A處，已知木箱重為1000Ｎ。(1）把木箱由Ｂ處推動A處,用了3０s時間,求木箱的運動速度。（2）小明推木箱做了多少功?(3）這個過程中，斜面的機械效率是多少？(結果保留一位小數(shù))３．（12分)如圖所示，是某水上打撈船將一個完全密閉的正方體貨箱緩慢地打撈出水面的起吊裝置示意圖.貨箱平放在海底，海底深度Ｈ=30m，該貨箱邊長L＝lm，貨箱及內部貨物的總重Ｇ貨＝4。0×10４N,動滑輪(只有一個）及附屬配件的總重G滑輪=1。0×10３Ｎ。不計繩重和滑輪摩擦及繩在水中受到的浮力，不考慮風浪、水流等的影響(海水的密度視為=１.０×103m3、g取10N/kg）試問：(1)用聲納探測貨箱上表面的回聲的時間是多少？(聲音在海水中的傳播速度為=14５０m／s)（2）要將貨箱從海底處勻速吊起到上表面剛露出水面的過程中，拉力F做了多少功？（3)若貨箱從剛露出水面到完全露出水面的過程中是被勻速提升的，請分析在此過程中，貨箱所受浮力和滑輪組機械效率的變化情況。4。（7分）*＊中學初2011級6班部分學生去游玩岳池翠湖，坐上游船后人和船的總質量為８０00kg,游船與他們要去的農家樂的距離是３km，到達目的地游船共用了1０mｉｎ?；卮鹣旅鎲栴}：（取g=１0Ｎ/kg)(1）游船航行的平均速度是多少?（2)游船底部距水面的深度為1.２m,求該處受到水的壓強。（３）游船靜止在水中時，浸入水中的體積是多大？5、如圖所示的風力發(fā)電是新能源開發(fā)中具有良好開發(fā)前景的發(fā)電方式。但風力發(fā)電的特點是隨機性強，5m／ｓ以上的風速才可以發(fā)電。瀘州市屬亞熱帶季風氣候,春秋季風力大,持續(xù)時間長,可以考慮在瀘州地區(qū)開發(fā)風力發(fā)電。下表是某一臺風力發(fā)電機在不同風速下的發(fā)電功率:平均風速m/s５67８9１0功率KW9223４445３６０請根據(jù)你所學知識完成以下問題：⑴在瀘州某主峰平均風速為８m／s的位置,安裝有上述風力發(fā)電機一臺，該發(fā)電機工作１ｈ獲得的電能為多少KW·ｈ?將該電能全部用于帶動額定電壓為2２0V的電熱器正常工作可達4０h，則電熱器的額定電流為多少？⑵將上述發(fā)電機工作1ｈ獲得的電能全部用于帶動機械效率為75％的電動抽水機工作，把水抽到10m高的水池上，請通過計算說明能否把容積為1000m3的水池盛滿?（?。?１0N/Kg，ρ水=1×103kｇ／ｍ3)６。我國是世界上第一個成功完成海底沉船整體打撈工作的國家，圖甲是起重工程船將“南海1號”沉船打撈出水的情況。為分析打撈工作，我們可以將實際打撈過程簡化為如圖乙所示的滑輪組豎直向上提升水中的金屬物。已知正方體實心金屬物的體積V＝1×10－２m3,密度ρ金=7。９×1０3kg／m3,ρ水＝1×10３kg/m3，繩子重力不計。請問：⑴若不計摩擦和滑輪重,當金屬物始終浸沒在水中時，需要多大的豎直向上拉力作用于繩子自由端才能將金屬物勻速提升？⑵若仍不計摩擦,但動滑輪重G0=６0N，要求在１miｎ內將始終浸沒在水中的金屬物勻速提升6m，求繩子自由端豎直向上拉力的功率;⑶若將金屬物完全提出水面后繼續(xù)向上勻速提升的過程中，該滑輪組的機械效率為94％,問作用于繩子自由端豎直向上的拉力是多大？（計算結果保留整數(shù))7.(1２分）如圖是我國第一臺自行設計、自主集成一研制的“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器。２０10年８月26日，“蛟龍?zhí)枴币淹瓿上聺撋疃?７59m的深海潛試,這標志著中國已成為世界上第五個掌握3500m以上大深度載人深潛技術的國家.據(jù)悉,“蛟龍?zhí)枴钡募夹g改進及５000—7000m深海潛試課題實施方案已通過專家論證，不久，“蛟龍?zhí)枴睂⑻魬?zhàn)目前世界載人深潛新紀錄。①已知“蛟龍?zhí)?下潛到３７5９m的海底用時約1０2分鐘，求“蛟龍?zhí)枴毕聺摃r的平均速度約為多少米/分鐘?（保留到整數(shù)）②若“蛟龍?zhí)?到達7000m深的海底世界時，海水對“蛟龍?zhí)枴蓖鈿さ膲簭娂s為多大？如果潛水器的一個觀測孔的面積約為300cm2，則海水對該觀測孔的壓力約為多大?(海水密度近似取ρ=1．０×103kg／ｍ３，g=10N／kg,下同）③若正在水下勻速下潛的“蛟龍?zhí)枴睗撍鞯目傎|量為２2噸，請你由此估算潛水器的體積約為多大?④在需要緊急上浮時，潛水器可以拋掉隨身攜帶的壓載鐵.試分析勻速下潛的“蛟龍?zhí)枴睗撍鲯伒魤狠d鐵后在水中的運動情況。8。如圖所示,現(xiàn)將一重G1＝８1０0N的實心鋁塊在水中勻速上提h＝2m（未露出水面),已知每個滑輪重G2=9０0N，不計繩重和各種摩擦,不計水的阻力.已知鋁的密度ρ鋁＝2.７×103kｇ/m3，水的密度ρ鋁=1．0×１0３kg／m3，g取1０N/kｇ。求：（１)滑輪組的機械效率多大？（2）若繩端拉力的功率為P＝540W，則鋁塊上升的速度為多大？9.(７分）總質量為4５0０kｇ的汽車在一段平直公路上以20ｍ/s的速度勻速行駛了1miｎ。若汽車的牽引力為2×1０4N，與路面的總接觸面積為0.15m2。（ｇ=1０N/ｋg)求：（1)汽車行駛的路程。（2）汽車牽引力做的功.（3）汽車停在水平路面時，對路面的壓強.10。履帶式推土機在松軟和泥濘的作業(yè)環(huán)境下發(fā)揮著巨大的作用．圖２5為某品牌履帶式推土機，右下表為其主要參數(shù)．根據(jù)表中提供的信息,回答并計算下列問題：品牌×××履帶式推土機型號ＮT８55—B２80長×寬×高６43０×40３5×３01５ｍm使用質量２０0０0kg額定功率16９kW額定轉速2０0０ｒpm履齒高度72ｍm履帶板寬度９00mm履帶接地長度3300mm爬坡能力3０前進各檔速度０－３.8-6.8－11．３km/h后退各檔速度0－4.９—8．2-1３.6km／h(1）“履帶”的主要作用是什么？“履齒”的主要作用是什么？（２)該推土機靜止時對地面的壓強（g取1０N/ｋg）.（3)假若該推土機以額定功率進行推土作業(yè)，在平直的場地上以1m/s的速度勻速行駛了5m，求推土機所受的阻力和推土機所做的功.11.(6分）用如圖18所示的滑輪組在２0s內將重６0０N的物體從地面豎直提高4ｍ，所用拉力是25０N。在這個過程中,求：(１）有用功是多少？（2）拉力的功率是多少？(３）滑輪組機械效率是多少?１2。隨著低碳理念的普及,學?？萍夹〗M的同學擬設計一種以太陽能電池驅動的汽車.通過查閱資料得知:肇慶地區(qū)太陽光垂直照射時,每平方米太陽能電池板最大可提供１50W的電功率.擬設計的太陽能汽車質量是500kg,它在平直路面上最快每秒可行駛1５m，行駛過程中所受的平均阻力是車重的0．02倍．該汽車的驅動電機能夠將9０%的電功率轉化為牽引汽車前進的機械功率。若該車在平直路面上以最高速度行駛,試通過計算回答下列問題（g取10N/kg）:（１)驅動電機提供的推力是多少Ｎ？（2）驅動電機提供的機械功率是多少W？（３）該車的太陽能電池板面積約為多大？（計算結果小數(shù)點后保留一位數(shù)字）13．（9分)如圖１2，重為3.2×１0４N的卡車，經過一段水平路面，再以9。6×104W的功率沿與水平地面成30°角的斜坡勻速向上爬行．已知車輪與地面接觸的總面積為0.5m2,斜坡的機械效率為８0％．求卡車：30°圖12(１)30°圖12（2）爬坡時的牽引力；（3)爬坡時的速度．14.（6分）海底光纜工程被世界各國公認為復雜困難的大型工程。我國自主研制的深海光纜敷設技術處于世界領先水平。海底光纜的重要技術指標之一是能夠承受幾百至一千個大氣壓的水壓，已知海水的密度ρ海水＝1。03×１03kg／m３，取g=10N／kｇ,求：（1）當光纜敷設在大海400０m深處時,它受到海水的壓強是多少?（２分）(2)若某光纜接線盒是長、寬、高分別為0．5ｍ、０．4m、０。３m的長方體，它能懸浮在海水下任意深度處，則這個接線盒自身重是多少？(４分第31題圖15。（６分）如圖所示，工人用定滑輪勻速提升重為1８0Ｎ的物體,所用的拉第31題圖力為200N,在5ｓ內物體升高的高度為２m。此過程中，求:（1）有用功；（2）總功的功率;（3)定滑輪的機械效率。17.(１0分)我國自行研發(fā)的純電動中巴車的質量約為2000kg，靜止時輪胎與路面接觸的總面積約0。2ｍ2，以30m/ｓ的速度沿水平路面勻速行駛時的輸出功率約７2kW。（ｇ取10N/kg）（１）中巴車所受的重力是多少?（2)靜止時中巴車對路面的壓強有多大?（3）以３0ｍ/s勻速行駛時,所受阻力是多少？（4）中巴車改用汽油作動力，以72kW的輸出功率行駛1h,至少要燃燒多少Ｌ的汽油?(汽油的熱值為3．２×107J/Ｌ）１8。(8分）質量為６×１０３kｇ的四輪汽車在平直的公路上以10ｍ/s的速度勻速行駛，在行駛過程中受到的阻力等于車重的０.08倍,每個輪胎與地面的接觸面積為0。０5㎡，g取10Ｎ/ｋg，求:（1)汽車所受重力的大?。?２）汽車在1min內通過的路程；(3)汽車牽引力在１min內做的功;（4）汽車靜止在水平地面上時對地面的壓強。19．(6分）如圖所示，杠桿在豎直向下拉力F的作用下將一物體緩慢勻速提升，下表是提升物體時采集到的信息：物重Ｇ/N?0Ａ/m０B／mA端上升的髙度ｈ/mB端下降的豎直距離s/ｍ４0０。８0.4０.２0。1（1）若不計杠桿自重和摩擦,求拉力F的大??；（2）若實際拉力F為９0N,求拉力做的總功及杠桿的機械效率20．（6分）在小型建筑工地,常用簡易的起重設備豎直吊運建筑材料,其工作原理相當于如圖所示的滑輪組。某次將總重G為4000Ｎ的磚塊勻速吊運到高為１０ｍ的樓上，用時40ｓ，卷揚機提供的拉力F為２500N。求在此過程中：（1）有用功；(2)拉力F的功和功率;(３)滑輪組的機械效率。21.你知道水陸兩用坦克嗎？水陸兩用坦克的車體比普通坦克要大，呈船形，能在水中浮動。有的利用特制的履帶劃水前進,有的用螺旋槳推進，有的用推進器噴水前進。中國某型號的水陸兩用坦克(如圖所示)，它的總質量22噸，配備發(fā)動機的功率４2０千瓦。水上最大速度14千米/小時，陸地最大速度5４千米/小時。請你根據(jù)短文中的信息，解答下列問題：（g=10牛/千克）(第３8題圖）（1)水陸兩用坦克在水上航行時，排開水的體積約為2２米３，則所受的浮力約為▲牛。（ρ水=１．0×１０3千克／米3）（2）該水陸兩用坦克停在水平地面上時，履帶著地總面積為4米2，坦克對地面的壓強是多少帕?(3）該水陸兩用坦克在陸地上以最大速度勻速行駛54千米（發(fā)動機正常工作），行駛過程中受到的牽引力多大？2３．“問道武當山，養(yǎng)生太極湖”，中外游客慕名前往武當山旅游觀光。武當山景區(qū)推出了“山水一體游”項目，購進一批旅游觀光艇(如圖)，其部分技術參數(shù)如下表：（取g=1０N/kｇ,q柴油=4。3×107J/kｇ,）求：（1）某旅游團隊從武當山旅游碼頭乘坐觀光艇以最大航速行駛２小時的路程是多少?（2)假設每位乘客的平均質量為6０kg,觀光艇滿載乘客時，所受浮力是多少?(3）觀光艇以最大航速勻速行駛時，受到水的平均阻力是多少N?(4）若這次航行共消耗柴油30L,則柴油發(fā)動機的效率為多大？2４．建筑工地上，某施工人員利用如圖6所示的滑輪組勻速提升重物。若不計摩擦和繩重。求:(1）利用這個滑輪組勻速提升重為1200Ｎ的物體時,所用的拉力是500Ｎ，此時滑輪組的機械效率是80％，拉力做功的功率是7５0W，求重物在1min內勻速上升的高度?(2)當用這個滑輪組勻速提升重為180０Ｎ的物體時，拉力是多少?2５.今年我省出現(xiàn)大面積干旱，造成農田缺水,嚴重影響農作物生長，為緩解旱情,很多地方采用柴油抽水機從江湖中引水灌溉。某柴油抽水機把湖水抬升4。5ｍ流入溝渠，再去灌溉農田.已知在2h內抬升了16０0m３的水，此柴油抽水機的效率為40％,柴油的熱值為4．５×10７J／kg,g取１0Ｎ／ｋg，求：(1)此柴油抽水機2ｈ做了多少有用功？(2）此柴油抽水機工作2h消耗了多少柴油？（3)此柴油抽水機的總功率為多少kW?２６．2010年5月1７日，浙江舟山的洋山港?？苛私ǜ垡詠碜畲蟪运?，名字叫“地中海伊凡娜”輪.該船長36３m,船寬４5m，總質量1。3×108ｋｇ，吃水深度達15ｍ，?？吭谘笊饺诖a頭。（g=10N／kｇ，洋山港水密度約1．0×103kg/m３）。（1)該輪船受到的浮力多大?（２)輪船底部受到的水的壓強多大？27.(9分）2011年４月12日，英國倫敦展出了新研發(fā)的“偵探獵犬”超音速汽車,如圖１3所示。該車功率極大，最大車速能達到160９ｋｍ/h，創(chuàng)造了短期內無法超越的世界紀錄.在一次測試中，“偵探獵犬"以400m/ｓ的速度勻速直線行駛了2００0m，受到水平方向的阻力為2×10５Ｎ。問：在測試過程中，（1）汽車受到水平方向的牽引力是多少?（2）汽車牽引力所做的功和功率分別是多少？（3）該車的外觀設計成流線型，這樣做的好處是什么？28．（8分）如圖所示的是某建筑工地上使用的提升機,用它能將裝在貨箱A中的建筑材料提升到高處。若拉力Ｆ做功的功率為2０00Ｗ，重為2400N的建筑材料在18ｓ內被勻速提升10ｍ,求：（1)提升機做的有用功；（2）提升機的機械效率;（3）拉力F的大小。29.小華和他的興趣小組利用如下圖所示的滑輪組進行實驗，人以60０N的力向下拉繞在滑輪組上的繩子的一端，10秒鐘繩子下端移動了１。5ｍ，重物上升0.5m，已知該滑輪組的效率為70％（ｇ取10N/kg)。(1)畫出小華興趣小組所用滑輪組的繞線情況。（2)人的拉力做功的功率是多少？(3)被吊起重物的質量是多少?30．如圖是提升貨物的某升降機示意圖。貨廂內所裝貨物的重力是6000Ｎ，貨廂的重力是2０00N。若不計鋼絲繩和動滑輪的重力，不計摩擦.試求:(1）在勻速提升中,若貨物與貨廂底部的接觸面積是２m2，則貨物對貨廂底部的壓強是多少?(2)在勻速提升中，鋼絲繩上的拉力是多少？(3）若升降機在30s內將貨廂和貨物勻速提升6ｍ，則鋼絲繩自由端拉力的功率是多少?3１。（6分)現(xiàn)有一重為3000N的包裝箱，工人師傅想把它搬到1．2m高的車廂上，他們用木板在車廂與地面之間搭成一個長度約為4m的簡易斜面，如圖所示，工人師傅站在地上用1200Ｎ的推力沿斜面把包裝箱勻速推上車.求:（