陕西专用版中考物理一练通第二部分中考题型剖析题型四综合题类型一力学计算试题.docx
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陕西专用版中考物理一练通第二部分中考题型剖析题型四综合题类型一力学计算试题
类型一力学计算
中考解读：
从近几年的中考命题来看,力学计算限于小范围的综合,考查对基本概念、规律的理解及简单应用，难度不大。
力学计算大致分为以下三类：
压强、浮力及相关的力学综合；以简单机械为载体的综合计算；借助生活现象创设问题情境的综合计算。
解题时，理解力学核心知识点和熟记公式，同时要注意答题规范。
满分攻略
力学计算常用的公式：
①速度v=
;密度ρ=
;重力G=mg。
②压强p=
p液＝ρ液gh。
③浮力F浮＝G排＝ρ液gV排，F浮=G-F,F浮＝
G物（漂浮、悬浮）。
④功W=Fs、W=Pt;功率P=
P=Fv。
⑤机械效率η=
。
⑥杠杆的平衡条件:
F1l1=F2l2。
满分训练
命题点1压强、浮力及相关的力学综合
此类题型的题目涉及的知识面较广，如质量、密度、受力分析、压力、压强、阿基米德原理、物体的浮沉条件等。
命题形式通常是压强、浮力并行设置问题，独立考查相关知识，难度并不大。
若涉及压强、浮力的变化量时，要注意公式Δp=
、Δp=ρgΔh和ΔF浮＝ρ液gΔV排的使用。
1.（2018·宝鸡模拟）如图所示是某帆船运动爱好者使用的一款帆船，帆船由船体、帆杆、面积为8m2的三角帆和带有万向节的桅杆组成。
质量为20kg的帆船，依靠风力在海面上行驶。
（g取10N/kg）
（1）从你所学知识角度判断：
风吹帆船前
进（填“能”或“不能”）说明运动需要力来维持。
帆船的重力和浮力（填“是”或“不是”）一对平衡力。
（2）帆船运动爱好者登上帆船时，船体下沉的体积增加了0.05m3，则他重约多少牛?
（3）某次运动中，帆船承受的风压强为50Pa,此时风对帆船的作用力是多少牛？
2.（2018·莲湖区模拟）如图甲所示，水平桌面上放置底面积为80cm2、质量为400g的圆筒，筒内装有16cm深的某液体。
弹簧测力计悬挂底面积为40cm2、高为8cm的圆柱体，从液面逐渐浸入直到浸没，弹簧测力计示数F与圆柱体浸入液体深度h的关系图像如图乙所示。
（圆筒的厚度忽略不计，筒内液体没有溢出。
g取10N/kg）
（1）圆柱体浸没在液体中所受的浮力是N。
（2）筒内液体密度是多少？
（3）圆柱体浸没并且未与圆筒底部接触时，圆筒对桌面的压强是多少？
3.（2018·新城区模拟）某物理兴趣小组同学对物体的浮沉条件进行了研究，如图甲所示，在一个重为4N、底面积为200cm2的圆柱形薄壁玻璃容器底部，放一个棱长为10cm的正方体物块，然后逐渐向容器中倒水（始终未溢出）。
通过测量容器中水的深度h，计算出该物块所受到的浮力F浮，并绘制了如图乙所示的图像，请你解答下列问题。
（g取10N/kg）
（1）分析图像可知，水的深度由0逐渐增加到8cm的过程中，物块受到的浮力越来越，随着水的深度增加，水对容器底部的压强。
水深增至8cm后，物块处于（填“漂浮”“悬浮”或“下沉”）状态。
（2）物块的重力是多少？
物块的密度是多少？
（3）将物块取出后，若容器中水的重力为20N,此时容器对水平桌面的压强是多少？
4.（2018·铁一中模拟）如图甲所示，水平桌面上有一底面积为5×10-3m2的圆柱形容器，容器中装有一定量的水，现将一个体积为5×10-5m3的物块（不吸水）放入容器中，物块漂浮在水面上，浸入水中的体积为4×10-5m3。
（g取10N/kg）
（1）求物块受到的浮力。
（2）求物块的质量。
（3）如图乙所示，用力F缓慢向下压物块，使其恰好浸没在水中（水未溢出），此时水对容器底的压强比物块被下压前增加了多少？
命题点2以简单机械为载体的综合计算
此类题目以滑轮、斜面、杠杆等简单机械为背景，考查的知识点主要集中在功、功率、机械效率的计算，偶尔会与压强、浮力等知识结合。
机械效率求解方法归纳如下：
种类
图示
机械效率
滑轮
（1）竖直方向匀速提升重物：
η=
（不计绳重和摩擦）
或η=
（n:
承担总重的绳子段数）
（2）水平方向匀速拉动物体：
η=
（f为物体克服的摩擦力）
斜面
斜面η
（h:
斜面高，L：
斜面长）
或
（f:
斜面对物体的摩擦力）
杠杆
η=
（h是物体升高的高度、F是作用在杠杆上的动力、s是动力作用点在动力方向上移动的距离）
5.（2018·西工大附中模拟）如图甲所示的是一台起重机的示意图，起重钩的升降使用的是滑轮组，如图乙所示，滑轮组上钢丝绳的收放是由卷扬机来完成的。
某次作业中，起重机将200kg的货物由地面起吊到5m的高度，所用时间为20s，钢丝绳的拉力F为800N。
（g取10N/kg）
（1）起吊重物时，应将起重车后部的四个金属支架放下以代替后轮，这除了起稳定作用外，还能减小对地面的。
顶起起重臂时，液压杆向上顶起的力重物的重力。
（2）求起重机吊起货物的机械效率。
（保留一位小数）
（3）求卷扬机做功的功率。
（4）图丙为该卷扬机的铭牌，其中有一个重要的参数是“最大额定起重量”。
运用你学过的物理知识，分析说明起重机设计时，该参数的确定需要考虑哪些因素。
6.（2017·高新一中模拟）我校教学楼前都会有一个斜坡，如图所示，它是为方便轮椅通行而建立的，其实质就是一个斜面。
小明测得某斜坡长4m，高0.5m，他想借助该斜坡将一箱子匀速推上斜坡，测得该箱子重为800N。
（1）使用斜面可以（填“省力”或“省功”）。
（2）若不考虑摩擦，需要的推力是多少？
（3）若实际推力是125N，则它的机械效率是多少？
箱子和斜面间的摩擦力是多少？
7.（2017·高新区模拟）如图所示，轻质杠杆OP长2m，能绕O点转动，P端用细绳悬于N点。
现有一质量为1kg的物体A通过滑环挂在M点（滑环和绳子的质量可忽略），OM的长度为0.2m，由于杆OP与水平方向成30°角倾斜，滑环刚好能由M向P端匀速滑动，滑动速度为0.02m/s，细绳能承受的最大拉力为9N（g取10N/kg）。
（1）滑环从M点开始滑动，经过多少秒后细绳会断裂？
（2）求从滑环自M点滑动到细绳PN断裂，A在竖直方向上下落的高度和A所受重力做的功。
8.（2017·碑林区模拟）如图所示装置，绳重及摩擦不计。
装卸工人将重为800N的货物提至高处，人对绳的拉力F1为500N，货物在1min内匀速上升了5m。
（1）若物体的底面积为200cm2，静止在地面上时对地面的压强是多大？
（2）请画出绳子的绕法。
（3）求滑轮组的机械效率。
（4）如果所提重物是600N，要把重物提升5m，用时1min，求拉力做功的功率。
命题点3借助生活现象创设问题情景的综合计算
此类题目通常以生产、生活中的实物或事件为载体，根据提供的信息，解答相关问题。
提取有用信息是解答此类问题的关键。
考查的知识点范围广，较灵活，但通常是单独设问，难度较低。
9.（2018·渭南模拟）在城乡建设中，推土机发挥着巨大作用。
如图所示为某型号履带式推土机，额定功率为2×105W。
请回答并计算下列问题。
（1）推土机安装履带，是为了在松软的土地上作业时；当推土机在湿滑的土地上作业时，履带上凸出的棱则起到的作用。
（2）当推土机在平面场地上以额定功率进行推土作业时，在1min内匀速前进了120m,求推土机受到的阻力。
（3）若推土机发动机的效率为40%，工作这一段时间消耗柴油50L,求此过程中推土机做的功。
（已知柴油的密度为0.8×103kg/m3，热值为4.0×107J/kg）
10.（2017·陕师大附中模拟）清明节期间，小志随家人一起驾车来到泾河智慧农业园观赏郁金香。
下表列出了他家汽车的相关数据（g取10N/kg）。
（1）行驶过程中遇到紧急情况要及时刹车，这是通过增大来增大摩擦力的，刹车后汽车由于不能立即停下，还要滑行一段距离。
（2）不计油箱中油的质量，停在停车场的汽车空载时对地面的压强是多少？
（3）若汽车在高速路上以额定功率做匀速直线运动，速度为72km/h，试计算10min内该车克服阻力所做的功和汽车受到的阻力。
（4）从小志家到泾河智慧农业园的距离为50km，若汽车油量表上此时显示所剩油量为6L，小志爸爸至少需要加多少钱的汽油才能顺利完成一次旅程，回到家中？
11.（2018·咸阳模拟）现代城市人口密度越来越大，交通越来越拥堵。
易步车（如图甲）以其体积小巧、结构简洁和驱动安全等优点，成为短途出行的理想交通工具。
某品牌易步车的部分参数如下表所示，质量为60kg的雯雯从家骑行该品牌易步车上学（如图乙），以最大速度匀速行驶10min到达学校，行驶中易步车所受阻力为人和车总重的
，设该过程中电机始终以额定功率工作。
（g取10N/kg）
电池
4Ah锂电池
电机额定功率
500W
最大速度
18km/h
单轮胎触地面积
25cm2
轮胎个数
2
车身质量
20kg
（1）求雯雯的家到学校的距离。
（2）求雯雯在水平路面上骑易步车时，车对地面的压强。
（3）求雯雯上学过程中，易步车电机的效率。
12.（2018·未央区模拟）快递公司为了更加方便、快捷、环保地服务于广大客户，开发了无人机快递服务。
该公司使用的无人机相关信息如下表。
（和田玉的密度为3.3×103kg/m3，g取10N/kg）
无人机自重（含电池）G
160N
最大升力F
260N
最大飞行速度v
54km/h
脚架与水平地面接触面积S
10-2m2
（1）无人机送货时最多能装载多少千克的货物？
（2）现要将质量为660g的长方体和田玉送到27km远的地方，最快需要多少分钟？
所使用包装和田玉盒子的容积至少要多大？
（3）当无人机载着40N货物降落在水平地面上时，对地面产生的压强是多大？
参考答案
类型一力学计算
1.
（1）不能不是
（2）500N（3）400N
【解析】
（1）风吹帆船运动，当风停时，由于惯性帆船还能继续运动，所以不能说明运动需要力来维持；帆船在前进时会随海浪不断上下运动，不是做匀速直线运动，所以受到的重力和浮力不是一对平衡力。
（2）帆船漂浮在水面，F浮＝G船，人登上帆船时帆船仍漂浮，F浮′=G船+G人，所以G人＝F浮′-F浮＝ΔF浮＝ρ水gΔV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m3=500N。
（3）根据p=
得风对帆船的作用力F=pS=50Pa×8m2=400N。
2.
（1）8
（2）2.5×103kg/m3（3）5.5×103Pa
【解析】
（1）由题图乙知，当h=0时，弹簧测力计的示数等于圆柱体的重力，所以G柱=10N；当h≥8cm时，弹簧测力计的示数不变，说明此时浮力不变，圆柱体浸没，此时F示=2N；圆柱体浸没在液体中所受的浮力F浮=G柱-F示=10N-2N=8N。
（2）圆柱体浸没时排开液体的体积V排=V柱=S柱h柱=40cm2×8cm=320cm3=3.2×10-4m3，由F浮=ρ液gV排得液体的密度ρ液=
=2.5×103kg/m3。
（3）液体的质量m液=ρ液V液=2.5×103kg/m3×80×16×10-6m3=3.2kg，圆柱体浸没时圆筒对桌面的压力FN=（m液+m筒）g+G柱-F示=（3.2kg+400×10-3kg）×10N/kg+10N-2N=44N，圆筒对桌面的压强p=
=5.5×103Pa。
3.
（1）大增大漂浮
（2）8N0.8×103kg/m3（3）1200Pa
【解析】
（1）由题图乙可知，水的深度由0逐渐增加到8cm的过程中，物块受到的浮力越来越大；由公式p=ρgh知，随着水的深度增大，水对容器底的压强增大；水的深度增大到8cm后，物块受到的浮力不再发生变化，物块的棱长为10cm,即物块没有全浸入水中，所以物块处于漂浮状态。
（2）由题图乙可知，G=F浮＝8N,物块的体积V=10cm×10cm×10cm=1×10-3m3,物块的密度ρ=
=0.8×103kg/m3。
（3）容器对桌面的压力F=G水+G容器=20N+4N=24N,容器对桌面的压强p=
=1200Pa。
4.
（1）0.4N
（2）0.04kg（3）20Pa
【解析】
（1）已知V排=4×10-5m3，则F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10-5m3=0.4N。
（2）由于物块漂浮在水面上，则物块的重力G=F浮=0.4N，则物块的质量m=
=0.04kg。
（3）使物块恰好浸没在水中，排开水的体积变化了ΔV=V物-V排=5×10-5m3-4×10-5m3=1×10-5m3,则水的深度变化了Δh=
=0.002m，所以水对容器底的压强比物块被下压前增加了Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.002m=20Pa。
【易错分析】
水深度变化量是两次物体排开水体积的变化量与容器的底面积的比值，而不是两次物块浸入水中高度的变化量。
5.
（1）压强大于
（2）83.3%（3）600W（4）起重机的质量、起重机的重心、卷扬机的最大拉力、钢丝绳能承受的最大拉力、起重臂的长度等
【解析】
（1）起重车后部的四个金属支架放下以代替后轮，增大了起重车与地面的接触面积，从而减小了起重车对地面的压强；由题图甲可知，起重车的起重臂是一个费力杠杆，所以液压杆向上顶起的力大于重物的重力。
（2）由题图乙可知，n=3，货物的重力G=mg=200kg×10N/kg=2000N，因为η=
，所以起重机起吊货物的机械效率η=
=83.3%。
（3）拉力移动的距离s=3h=3×5m=15m，拉力做的总功W总=Fs=800N×15m=12000J，卷扬机的功率P=
=600W。
（4）起重机的最大额定起重量与起重机的质量、起重机的重心、卷扬机的最大拉力、钢丝绳能承受的最大拉力、起重臂的长度等有关。
6.
（1）省力
（2）100N（3）80%25N
【解析】
（1）斜面是一种省力机械。
（2）不考虑摩擦时，有Fs＝Gh，故需要的推力F＝
＝100N。
（3）有用功W有用＝Gh＝800N×0.5m＝400J，总功W总＝F′s＝125N×4m＝500J,斜面的机械效率η＝
＝80%，额外功W额外＝W总-W有用＝500J-400J＝100J,箱子和斜面间的摩擦力f＝
＝25N。
7.
（1）80s
（2）0.8m8J
【解析】
（1）已知O为支点，设绳子对P点的拉力为动力，物体A对M点的拉力为阻力，分别作出它们的力臂，如答图所示。
当细绳承受的拉力达到最大时绳子会断裂，设此时滑环滑到B点（图中未画出），由杠杆的平衡条件有FP·OPcos30°=FA·OBcos30°，由于FA=mg=1kg×10N/kg=10N，故OB=
=1.8m，则滑环从M开始滑动所滑过的路程s=OB-OM=1.8m-0.2m=1.6m，由v=
可得，所用时间t=
=80s。
（2）滑动过程中物体A下降的高度h=s·sin30°=1.6m×12=0.8m，则重力做的功WG=mgh=1kg×10N/kg×0.8m=8J。
【要点提取】
“细绳会断裂”说明细绳承受的力大于等于9N。
8.
（1）4×104Pa
（2）见第8题答图（3）80%（4）66.67W
【解析】
（1）物体对地面的压力F=G=800N,S=200cm2=2×10-2m2,物体静止在地面上时对地面的压强p=
=4×104Pa。
（2）要求施力方向向下，故应从绳子末端开始，依次绕过定滑轮、动滑轮，绕法如答图所示。
（3）由图可知，n=2,则绳子自由端移动的距离s=2h=2×5m=10m,有用功W有用＝Gh=800N×5m=4000J,总功W总＝F1s=500N×10m=5000J,机械效率η=
=80%。
（4）绳重及摩擦不计，则F1=
（G+G动），即500N=
（800N+G动），解得G动＝200N,如果所提重物是600N,所用拉力F2=
（G′+G动）＝
×（600N+200N）=400N,总功W总′=F2s=400N×10m=4000J,拉力做功的功率P=
=66.67W。
9.
（1）减小压强增大摩擦
（2）1×105N（3）6.4×108J
【解析】
（1）压力一定时，受力面积越大，压强越小；压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
（2）由P=
得，W=Pt=2×105W×60s=1.2×107J,由W=Fs得，推力F=
=1×105N,由于推土机做匀速直线运动，所以推力和阻力是一对平衡力，大小相等，故阻力为1×105N。
（3）由η=
得，W有用＝ηQ放＝ηmq=ηρVq=40%×0.8×103kg/m3×5×10-2m3×4.0×107J/kg=6.4×108J。
【技巧点拨】
本题综合性较强，涉及增大和减小压强、摩擦的方法，功和功率的计算，二力平衡条件，热机效率的计算。
要善于将热机和简单机械进行类比，同时要注意知识之间的联系与迁移。
10.
（1）压力惯性
（2）7.5×104Pa（3）3.6×107J3×103N（4）25.2元
【解析】
（1）紧急刹车时，车闸和车轮之间的压力增大，摩擦力增大，这是通过增大压力来增大摩擦的。
因为车是运动的，所以刹车后，由于惯性，车还要保持原来的运动状态继续向前运动一段距离。
（2）汽车空载时对地面的压力F＝G＝mg＝1.5×103kg×10N/kg＝1.5×104N,汽车对地面的压强p＝
＝7.5×104Pa。
（3）汽车10min内克服阻力所做的功W＝Pt＝60×103W×10×60s＝3.6×107J；因为汽车做匀速直线运动，所以牵引力等于阻力，由P＝
＝Fv可得，汽车受到的阻力f＝F＝
＝3×103N。
（4）小志爸爸要完成一次旅程回到家的行程至少是50km×2＝100km，查表得耗油量为10L，而现在车上剩余油量是6L，所以至少还要加油10L-6L＝4L，加这些油需要6.3元/L×4L＝25.2元。
11.
（1）3000m
（2）1.6×105Pa（3）80%
【解析】
（1）由表格数据可知，易步车的最大速度v=18km/h=5m/s,行驶时间t=10min=600s,由v=s/t可得，雯雯的家到学校的距离s=vt=5m/s×600s=3000m。
（2）车和雯雯的总重力G=（m人+m车）g=（60kg+20kg）×10N/kg=800N,雯雯在水平路面上骑易步车时，因水平路面上物体对地面的压力和物体的重力相等，所以，车对地面的压力F=G=800N,易步车与地面的接触面积S=2×25cm2=50cm2=0.005m2,车对地面的压强p=
=1.6×105Pa。
（3）因为易步车匀速行驶时受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以牵引力F牵＝f=
G=
×800N=80N,牵引力做的功W=F牵s=80N×3000m=2.4×105J,由P=
可得，消耗的电能W电＝Pt=500W×600s=3×105J,易步车电机的效率η=
=80%。
12.
（1）10kg
（2）30min200cm3（3）2×104Pa
【解析】
（1）无人机送货时最多能装载的货物重G′=F-G=260N-160N=100N,由G=mg知，最多能装载的货物质量m=
=10kg。
（2）由v=
得，最快需要的时间t=
=0.5h=30min；由ρ=
知，包装和田玉盒子的容积至少为V=
=200cm3。
（3）当无人机载着40N货物降落在水平地面上时，对地面产生的压强p=
=2×104Pa。
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