2023年中考物理專題-力學(xué)計(jì)算專題

專題九力學(xué)計(jì)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(shí)間里，勻速豎直上升了1m，繩自由端勻速豎直向下移動(dòng)了2m。在這個(gè)過(guò)程中，拉力F為500N，滑輪組的機(jī)械效率為η，拉力F做功的功率為P。求：(1)滑輪組的機(jī)械效率η；(2)拉力F的功率P。2．(2023·揚(yáng)州中考)“暴走”是一種快速的徒步運(yùn)動(dòng)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(shí)人的腳掌前端是支點(diǎn)，人體受到的重力是阻力，小腿肌肉施加的力是動(dòng)力。已知某人的質(zhì)量為80kg，g＝10N/kg。運(yùn)動(dòng)方式散步快走慢跑快跑消耗能量E/J3151165.512601764(1)請(qǐng)畫(huà)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(guò)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(guò)查閱資料：人以不同方式徒步運(yùn)動(dòng)半小時(shí)，消耗人體內(nèi)的能量如表所示。請(qǐng)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(duì)地面的壓強(qiáng)為3000Pa，用滑輪組勻速提升物體A時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率是84%(不計(jì)繩重和摩擦，g＝10N/kg)。求：(1)物體A的質(zhì)量mA和動(dòng)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(shí)間內(nèi)，人拉力做的功是多少？4．(2023·襄陽(yáng)中考)質(zhì)量為60kg的工人用如圖甲所示的滑輪組運(yùn)送貨物上樓，滑輪組的機(jī)械效率隨貨物重力變化的圖像如圖乙，機(jī)械中摩擦力及繩重忽略不計(jì)。(g取10N/kg)(1)影響滑輪組機(jī)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(dòng)滑輪受到的重力。(4)該工人豎直向下拉繩子自由端運(yùn)送貨物時(shí)，此滑輪組的機(jī)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(diǎn)勻速推至B點(diǎn)；再用100N的水平推力使其沿水平臺(tái)面勻速運(yùn)動(dòng)5s，到達(dá)C點(diǎn)。已知AB長(zhǎng)3m，BC長(zhǎng)1.2m，距地面高1.5m。試問(wèn)：(1)利用斜面搬運(yùn)貨物主要是為了________。(2)貨物在水平面上運(yùn)動(dòng)的速度為多少？(3)水平推力做功的功率為多少？(4)斜面的機(jī)械效率為多少？6.(2023·揚(yáng)州中考)如圖，是某一款電動(dòng)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(qiáng)為5×104Pa，則該平衡車對(duì)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(guò)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(jì)(g取10N/kg)。求：(1)倒立放置時(shí)瓶蓋所受水的壓力和壓強(qiáng)；(2)倒立放置時(shí)礦泉水瓶對(duì)桌面的壓強(qiáng)。8．(2023·金華中考)2023年5月5日，大飛機(jī)C919首飛任務(wù)的完成，標(biāo)志著我國(guó)航空工業(yè)向前邁進(jìn)一大步。C919主要性能參數(shù)如表所示：中國(guó)商飛C919最大載重77.3t巡航速度0.78～0.8馬赫(相當(dāng)于954km/h到980km/h)巡航高度12100m最長(zhǎng)航程5555km最多座椅數(shù)190個(gè)(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(zhǎng)時(shí)間？(2)當(dāng)C919發(fā)動(dòng)機(jī)總推力達(dá)到2×105N，飛行速度達(dá)到954km/h時(shí)，C919發(fā)動(dòng)機(jī)的總輸出功率是多少？(3)當(dāng)C919以最大載重停在機(jī)場(chǎng)時(shí)，輪胎與地面的總接觸面積大約為0.1m2，則C919對(duì)地面的壓強(qiáng)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(jìn)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(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)速度v1＝72km/h；當(dāng)汽車將要進(jìn)入市區(qū)時(shí)，司機(jī)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(shí)間的關(guān)系如圖所示，設(shè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中汽車所受阻力不變，g取10N/kg。求：(1)該汽車靜止時(shí)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)；(2)汽車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力；(3)t2時(shí)間后汽車運(yùn)動(dòng)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(jī)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(yùn)動(dòng)的速度越大，在單位時(shí)間內(nèi)消耗的能量越多3．解：(1)由p＝eq\f(F,S)可得，A對(duì)地面的壓力：F壓＝pS＝3000Pa×0.14m2＝420N，因?yàn)槲矬wA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(shí)，不計(jì)繩重和摩擦，則滑輪組的機(jī)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(dòng)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(dòng)距離：s＝2h＝2×1m＝2m，不計(jì)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(dòng)滑輪重(2)由圖可知，n＝3，則繩端移動(dòng)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(shí)，滑輪組的機(jī)械效率η＝60%，滑輪組的機(jī)械效率：η＝eq\f(W有,W總)＝eq\f(Gh,（G＋G動(dòng)）h)＝eq\f(G,G＋G動(dòng))＝eq\f(300N,300N＋G動(dòng))＝60%，解得G動(dòng)＝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(yùn)送貨物時(shí)，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(dòng))可得，提升的最大物重：G大＝nF大－G動(dòng)＝3×600N－200N＝1600N，則滑輪組的最大機(jī)械效率：η大＝eq\f(G大,G大＋G動(dòng))＝eq\f(1600N,1600N＋200N)≈88.9%。5．解：(1)省力(2)貨物在水平面上運(yùn)動(dòng)的距離為s＝1.2m，所用時(shí)間為t＝5s；在水平面上運(yùn)動(dòng)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(jī)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(duì)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(shí)瓶蓋所受水的壓強(qiáng)：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(shí)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?jī)?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(jì)，則倒立放置時(shí)礦泉水瓶對(duì)桌面的壓力：F′＝G水＝m水g＝0.28kg×10N/kg＝2.8N，倒立放置時(shí)礦泉水瓶對(duì)桌面的壓強(qiáng)：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(shí)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(dòng)機(jī)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(duì)地面的壓力：F＝G＝mg＝77.3×103kg×10N/kg＝7.73×105N，對(duì)地面的壓強(qiáng)：p＝eq\f(F,S)＝eq\f(7.73×105N,0.1m2)＝7.73×106Pa。9．解：(1)該汽車靜止時(shí)對(duì)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(duì)水平路面的壓強(qiáng)：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(dāng)汽車