2023年中考物理專題-力學計算專題

專題九力學計算專題1．(2023·北京中考)如圖是用滑輪組提升建筑材料A的示意圖，在豎直向下的拉力F作用下，使重900N的建筑材料A在5s的時間里，勻速豎直上升了1m，繩自由端勻速豎直向下移動了2m。在這個過程中，拉力F為500N，滑輪組的機械效率為η，拉力F做功的功率為P。求：(1)滑輪組的機械效率η；(2)拉力F的功率P。2．(2023·揚州中考)“暴走”是一種快速的徒步運動方式。觀察分析人走路情形，可以將人的腳視為一根杠桿，如圖所示，行走時人的腳掌前端是支點，人體受到的重力是阻力，小腿肌肉施加的力是動力。已知某人的質(zhì)量為80kg，g＝10N/kg。運動方式散步快走慢跑快跑消耗能量E/J3151165.512601764(1)請畫出小腿肌肉施加的拉力F的力臂l1。(2)根據(jù)圖片，估算小腿肌肉產(chǎn)生的拉力。(3)人向前走一步的過程中，重心升高約4cm，人克服自身重力約做了多少焦耳的功？(4)通過查閱資料：人以不同方式徒步運動半小時，消耗人體內(nèi)的能量如表所示。請你從能量角度分析“暴走”能健身的原因：_______________________________________________________。3．(2023·大慶中考)如圖所示，在水平地面上放著物體A，A與地面的接觸面積為0.14m2，對地面的壓強為3000Pa，用滑輪組勻速提升物體A時，滑輪組的機械效率是84%(不計繩重和摩擦，g＝10N/kg)。求：(1)物體A的質(zhì)量mA和動滑輪的質(zhì)量m。(2)用此滑輪組使物體A以0.2m/s的速度勻速上升，在5s的時間內(nèi)，人拉力做的功是多少？4．(2023·襄陽中考)質(zhì)量為60kg的工人用如圖甲所示的滑輪組運送貨物上樓，滑輪組的機械效率隨貨物重力變化的圖像如圖乙，機械中摩擦力及繩重忽略不計。(g取10N/kg)(1)影響滑輪組機械效率的因素之一是__________________。(2)若工人在1min內(nèi)將貨物勻速向上提高了6m，作用在鋼繩上的拉力為400N，求拉力的功率。(3)求動滑輪受到的重力。(4)該工人豎直向下拉繩子自由端運送貨物時，此滑輪組的機械效率最大值是多少？5．(2023·河南中考)如圖所示，工人用斜面向上、大小為500N的推力，將重800N的貨物從A點勻速推至B點；再用100N的水平推力使其沿水平臺面勻速運動5s，到達C點。已知AB長3m，BC長1.2m，距地面高1.5m。試問：(1)利用斜面搬運貨物主要是為了________。(2)貨物在水平面上運動的速度為多少？(3)水平推力做功的功率為多少？(4)斜面的機械效率為多少？6.(2023·揚州中考)如圖，是某一款電動平衡車，兩車輪與地面的接觸面積為40cm2。求：(1)若地面受到的壓強為5×104Pa，則該平衡車對地面的壓力為多少；(2)若該平衡車20s內(nèi)沿水平面勻速行駛100m，受到的阻力為90N，則此過程中克服阻力做功的功率為多少。7．(2023·通遼中考)將一未裝滿水密閉的礦泉水瓶，先正立放置在水平桌面上，再倒立放置，如圖所示，瓶蓋的面積是8cm2，瓶底的面積是28cm2，瓶重和厚度忽略不計(g取10N/kg)。求：(1)倒立放置時瓶蓋所受水的壓力和壓強；(2)倒立放置時礦泉水瓶對桌面的壓強。8．(2023·金華中考)2023年5月5日，大飛機C919首飛任務的完成，標志著我國航空工業(yè)向前邁進一大步。C919主要性能參數(shù)如表所示：中國商飛C919最大載重77.3t巡航速度0.78～0.8馬赫(相當于954km/h到980km/h)巡航高度12100m最長航程5555km最多座椅數(shù)190個(1)上海到廣州的空中距離大概是1470km，若全程以最大巡航速度勻速飛行，則C919從上海到廣州大約需多長時間？(2)當C919發(fā)動機總推力達到2×105N，飛行速度達到954km/h時，C919發(fā)動機的總輸出功率是多少？(3)當C919以最大載重停在機場時，輪胎與地面的總接觸面積大約為0.1m2，則C919對地面的壓強約多少？9.(2023·泰安中考)隨著人們生活水平的提高，小汽車已經(jīng)逐步進入家庭。某品牌小汽車質(zhì)量是1600kg，車上載有人和物品質(zhì)量共為200kg，車輪與地面的總接觸面積為2.0×10－2m2。若小汽車以輸出功率60kW在市區(qū)外水平路面上做勻速直線運動，運動速度v1＝72km/h；當汽車將要進入市區(qū)時，司機減小了油門，使汽車的輸出功率立即減小為24kW并保持該功率繼續(xù)直線行駛，汽車的速度與時間的關(guān)系如圖所示，設(shè)運動過程中汽車所受阻力不變，g取10N/kg。求：(1)該汽車靜止時對水平路面的壓強；(2)汽車運動過程中受到的阻力；(3)t2時間后汽車運動的速度v2大小。參考答案1．解：(1)W有＝Gh＝900N×1m＝900J，W總＝Fs＝500N×2m＝1000J，機械效率：η＝eq\f(W有,W總)＝eq\f(900J,1000J)＝90%。(2)拉力F的功率：P＝eq\f(W總,t)＝eq\f(1000J,5s)＝200W。2．解：(1)如圖所示(2)人的重力：G＝mg＝80kg×10N/kg＝800N；由圖可知，力F的力臂大約是G的力臂的二倍，根據(jù)杠桿的平衡條件可估算小腿肌肉產(chǎn)生的拉力：F＝eq\f(GlG,l1)＝800N×eq\f(1,2)＝400N。(3)人克服自身重力所做的功：W＝Gh＝800N×0.04m＝32J。(4)人運動的速度越大，在單位時間內(nèi)消耗的能量越多3．解：(1)由p＝eq\f(F,S)可得，A對地面的壓力：F壓＝pS＝3000Pa×0.14m2＝420N，因為物體A在水平地面上，所以物體A的重力：GA＝F壓＝420N，物體A的質(zhì)量：mA＝eq\f(GA,g)＝eq\f(420N,10N/kg)＝42kg；用滑輪組勻速提升物體A時，不計繩重和摩擦，則滑輪組的機械效率：η＝eq\f(W有,W總)＝eq\f(Gh,（G＋G輪）h)＝eq\f(G,G＋G輪)＝eq\f(420N,420N＋G輪)＝84%，解得G輪＝80N，動滑輪的質(zhì)量：m＝eq\f(G輪,g)＝eq\f(80N,10N/kg)＝8kg。(2)用此滑輪組使物體A以0.2m/s的速度勻速上升5s，則物體A上升的高度：h＝vt＝0.2m/s×5s＝1m，由圖可知n＝2，則拉力端移動距離：s＝2h＝2×1m＝2m，不計繩重和摩擦，則繩端的拉力：F＝eq\f(1,2)×(GA＋G輪)＝eq\f(1,2)×(420N＋80N)＝250N，人拉力做的功：W總＝Fs＝250N×2m＝500J。4．解：(1)物重和動滑輪重(2)由圖可知，n＝3，則繩端移動的距離：s＝nh＝3×6m＝18m，拉力做的功：W＝Fs＝400N×18m＝7200J，拉力的功率：P＝eq\f(W,t)＝eq\f(7200J,60s)＝120W。(3)由圖乙可知，物重G＝300N時，滑輪組的機械效率η＝60%，滑輪組的機械效率：η＝eq\f(W有,W總)＝eq\f(Gh,（G＋G動）h)＝eq\f(G,G＋G動)＝eq\f(300N,300N＋G動)＝60%，解得G動＝200N。(4)已知工人的質(zhì)量為60kg，則該工人豎直向下拉繩子自由端運送貨物時，繩子的最大拉力：F大＝G人＝m人g＝60kg×10N/kg＝600N，由F＝eq\f(1,n)(G＋G動)可得，提升的最大物重：G大＝nF大－G動＝3×600N－200N＝1600N，則滑輪組的最大機械效率：η大＝eq\f(G大,G大＋G動)＝eq\f(1600N,1600N＋200N)≈88.9%。5．解：(1)省力(2)貨物在水平面上運動的距離為s＝1.2m，所用時間為t＝5s；在水平面上運動的速度：v＝eq\f(s,t)＝eq\f(1.2m,5s)＝0.24m/s。(3)水平推力做功的功率：P＝Fv＝100N×0.24m/s＝24W。(4)在斜面上推力做的功：W總＝F′s＝500N×3m＝1500J，做的有用功：W有＝Gh＝800N×1.5m＝1200J，則斜面的機械效率：η＝eq\f(W有,W總)＝eq\f(1200J,1500J)＝80%。6．解：(1)根據(jù)公式p＝eq\f(F,S)可知，對地面的壓力：F＝pS＝5×104Pa×0.004m2＝200N。(2)克服阻力所做的功：W＝fs＝90N×100m＝9000J；克服阻力做功的功率：P＝eq\f(W,t)＝eq\f(9000J,20s)＝450W。7．解：(1)倒立放置時瓶蓋所受水的壓強：p＝ρgh倒立＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.13m＝1300Pa，由p＝eq\f(F,S)可得，倒立放置時瓶蓋所受水的壓力：F＝pS瓶蓋＝1300Pa×8×10－4m2＝1.04N。(2)由圖可知，礦泉水瓶內(nèi)水的體積：V＝S瓶底h正立＝28cm2×10cm＝280cm3，由ρ＝eq\f(m,V)可得，水的質(zhì)量：m水＝ρV＝1.0g/cm3×280cm3＝280g＝0.28kg，瓶重和厚度忽略不計，則倒立放置時礦泉水瓶對桌面的壓力：F′＝G水＝m水g＝0.28kg×10N/kg＝2.8N，倒立放置時礦泉水瓶對桌面的壓強：p′＝eq\f(F′,S瓶蓋)＝eq\f(2.8N,8×10－4m2)＝3500Pa。8．解：(1)已知上海到廣州的空中距離s＝1470km，最大巡航速度v最大＝980km/h，由v＝eq\f(s,t)可得，從上海到廣州大約需要時間：t＝eq\f(s,v最大)＝eq\f(1470km,980km/h)＝1.5h。(2)v＝954km/h＝954×eq\f(1,3.6)m/s＝265m/s，發(fā)動機的總輸出功率：P＝eq\f(W,t)＝eq\f(Fs,t)＝Fv＝2×105N×265m/s＝5.3×107W。(3)C919對地面的壓力：F＝G＝mg＝77.3×103kg×10N/kg＝7.73×105N，對地面的壓強：p＝eq\f(F,S)＝eq\f(7.73×105N,0.1m2)＝7.73×106Pa。9．解：(1)該汽車靜止時對水平路面的壓力：F＝G總＝m總g＝(m車＋m物)g＝(1600kg＋200kg)×10N/kg＝1.8×104N，對水平路面的壓強：p＝eq\f(F,S)＝eq\f(1.8×104N,2.0×10－2m2)＝9×105Pa。(2)由P＝eq\f(W,t)＝eq\f(Fs,t)＝Fv可知，當汽車