力学公式及其计算专题.docx
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力学公式及其计算专题
2013年物理中考复习---力学公式及计算专题
单位换算：
1m==10dm=102cm=103mm
1h=60min=3600s；1min=60s
速度公式：
重力与质量的关系：
G=mg
合力公式：
F=F1+F2[同一直线同方向二力的合力计算]
F=F1－F2 [同一直线反方向二力的合力计算]
单位换算：
1kg=103g1g/cm3=1×103kg/m3
1m3=106cm31L=1dm31mL=1cm3
密度公式：
浮力公式：
称重法：
F浮=G–F
压力差法：
F浮=F向上-F向下
排液法：
F浮=G排=m排g
公式法：
F浮=ρ液gV排
平衡法：
F浮=G物
面积单位换算：
1cm2=10--4m2
1mm2=10--6m2
压强公式：
p=
液体压强公式：
p=ρgh
杠杆的平衡条件：
F1L1=F2L2：
理想斜面：
FL＝Gh
滑轮组：
F=
Gs=nh
提示：
克服重力做功或重力做功：
W=Gh
机械功公式：
W=Fs
单位换算：
1W=1J/s
1kW=103W
1MW=106W
功率公式：
P=
=Fv
提示：
机械效率η没有单位，用百分率表示，且总小于1
W有=Gh[对于所有简单机械]
W总=Fs[对于杠杆和滑轮]
W总=Pt[对于起重机和抽水机]
机械效率：
×
滑轮组机械效率：
（1）、η＝G/nF（竖直方向）
（2）、η＝G/（G＋G动）（竖直方向不计摩擦）
（3）、η＝f/nF（水平方向）
1．在南极科学考察中使用的海洋破冰船，其发动机额定功率为1.2×104kW，航行于海面上时，它的排水体积为1800m3。
破冰船针对不同的冰层采用不同的破冰方法，其中一种方法是：
接触冰面前，船全速航行，船体大部分冲上冰面，就可以把冰压碎。
已知ρ海水＝1.0×103kg/m3。
g取10N/kg。
求：
（1）若破冰船的牵引力用F表示，速度用V表示，发动机的功率用P表示，请你导出F、V和P之间关系式：
P＝F·V
（2）若破冰船以额定功率在海面上以30km/h的速度匀速前进了20km，破冰船受到的阻力和破冰船所做的功各是多少？
（3）在一次破冰行动中，当船冲上冰面后，船的排水体积变为原来的1/3，船与冰面的接触面积为6m2，此时破冰船对冰层的压强是多少？
2．（8分）如图，一卡车车厢底板距地面1.5m高，小明把一块3m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个斜面。
他通过这个斜面，用F=600N的力，把一个大木箱由B处推到A处，已知木箱重为1000N。
（1）把木箱由B处推动A处，用了30s时间，求木箱的运动速度。
（2）小明推木箱做了多少功？
（3）这个过程中，斜面的机械效率是多少？
（结果保留一位小数）
3．（12分）如图所示，是某水上打捞船将一个完全密闭的正方体货箱缓慢地打捞出水面的起吊装置示意图。
货箱平放在海底，海底深度H＝30m，该货箱边长L=lm，货箱及内部货物的总重G货＝4.0×104N，动滑轮（只有一个）及附属配件的总重G滑轮＝1.0×103N。
不计绳重和滑轮摩擦及绳在水中受到的浮力，不考虑风浪、水流等的影响（海水的密度视为
=1.0×103m3、g取10N/kg）试问：
（1）用声纳探测货箱上表面的回声的时间是多少?
（声音在海水中的传播速度为=1450m/s）
（2）要将货箱从海底处匀速吊起到上表面刚露出水面的过程中，拉力F做了多少功?
（3）若货箱从刚露出水面到完全露出水面的过程中是被匀速提升的，请分析在此过程中，货箱所受浮力和滑轮组机械效率的变化情况。
4．（7分）**中学初2011级6班部分学生去游玩岳池翠湖，坐上游船后人和船的总质量为8000kg，游船与他们要去的农家乐的距离是3km，到达目的地游船共用了10min。
回答下面问题：
（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为1.2m，求该处受到水的压强。
（3）游船静止在水中时，浸入水中的体积是多大？
5、如图所示的风力发电是新能源开发中具有良好开发前景的发电方式。
但风力发电的特点是随机性强，5m/s以上的风速才可以发电。
泸州市属亚热带季风气候，春秋季风力大，持续时间长，可以考虑在泸州地区开发风力发电。
下表是某一台风力发电机在不同风速下的发电功率：
平均风速m/s
5
6
7
8
9
10
功率KW
9
22
34
44
53
60
请根据你所学知识完成以下问题：
⑴在泸州某主峰平均风速为8m/s的位置，安装有上述风力发电机一台，该发电机工作1h获得的电能为多少KW·h？
将该电能全部用于带动额定电压为220V的电热器正常工作可达40h，则电热器的额定电流为多少？
⑵将上述发电机工作1h获得的电能全部用于带动机械效率为75%的电动抽水机工作，把水抽到10m高的水池上，请通过计算说明能否把容积为1000m3的水池盛满？
（取g=10N/Kg，ρ水=1×103kg/m3）
6.我国是世界上第一个成功完成海底沉船整体打捞工作的国家，图甲是起重工程船将“南海1号”沉船打捞出水的情况。
为分析打捞工作，我们可以将实际打捞过程简化为如图乙所示的滑轮组竖直向上提升水中的金属物。
已知正方体实心金属物的体积V=1×10-2m3，密度ρ金=7.9×103kg/m3，ρ水=1×103kg/m3，绳子重力不计。
请问：
⑴若不计摩擦和滑轮重，当金属物始终浸没在水中时，需要多大的竖直向上拉力作用于绳子自由端才能将金属物匀速提升？
⑵若仍不计摩擦，但动滑轮重G0=60N，要求在1min内将始终浸没在水中的金属物匀速提升6m，求绳子自由端竖直向上拉力的功率；
⑶若将金属物完全提出水面后继续向上匀速提升的过程中，该滑轮组的机械效率为94%，问作用于绳子自由端竖直向上的拉力是多大？
（计算结果保留整数）
7.（12分）如图是我国第一台自行设计、自主集成一研制的“蛟龙号”载人潜水器。
2010年8月26日，“蛟龙号”已完成下潜深度3759m的深海潜试，这标志着中国已成为世界上第五个掌握3500m以上大深度载人深潜技术的国家。
据悉，“蛟龙号”的技术改进及5000-7000m深海潜试课题实施方案已通过专家论证，不久，“蛟龙号”将挑战目前世界载人深潜新纪录。
①已知“蛟龙号”下潜到3759m的海底用时约102分钟，求“蛟龙号”下潜时的平均速度约为多少米/分钟？
（保留到整数）
②若“蛟龙号”到达7000m深的海底世界时，海水对“蛟龙号”外壳的压强约为多大？
如果潜水器的一个观测孔的面积约为300cm2，则海水对该观测孔的压力约为多大?
（海水密度近似取ρ＝1.0×103kg/m3，g=10N/kg，下同）
③若正在水下匀速下潜的“蛟龙号”潜水器的总质量为22吨，请你由此估算潜水器的体积约为多大？
④在需要紧急上浮时，潜水器可以抛掉随身携带的压载铁。
试分析匀速下潜的“蛟龙号”潜水器抛掉压载铁后在水中的运动情况。
8．如图所示，现将一重G1=8100N的实心铝块在水中匀速上提h=2m（未露出水面），已知每个滑轮重G2=900N，不计绳重和各种摩擦，不计水的阻力。
已知铝的密度ρ铝=2.7×103kg/m3，水的密度ρ铝=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。
求：
（1）滑轮组的机械效率多大？
（2）若绳端拉力的功率为P=540W，则铝块上升的速度为多大？
9.（7分）总质量为4500kg的汽车在一段平直公路上以20m/s的速度匀速行驶了1min。
若汽车的牵引力为2×104N，与路面的总接触面积为0.15m2。
（g=10N／kg）求：
（1）汽车行驶的路程。
（2）汽车牵引力做的功。
（3）汽车停在水平路面时，对路面的压强。
10．履带式推土机在松软和泥泞的作业环境下发挥着巨大的作用．图25为某品牌履带式推土机，右下表为其主要参数．根据表中提供的信息，回答并计算下列问题:
品牌
×××履带式推土机
型号
NT855-B280
长×宽×高
6430×4035×3015mm
使用质量
20000kg
额定功率
169kW
额定转速
2000rpm
履齿高度
72mm
履带板宽度
900mm
履带接地长度
3300mm
爬坡能力
30
前进各档速度
0-3．8-6．8-11．3km/h
后退各档速度
0-4．9-8．2-13．6km/h
（1）“履带”的主要作用是什么?
“履齿”的主要作用是什么?
（2）该推土机静止时对地面的压强（g取10N/kg）．
（3）假若该推土机以额定功率进行推土作业，在平直的场地上以1m/s的速度匀速行驶了5m，求推土机所受的阻力和推土机所做的功．
11．（6分）用如图18所示的滑轮组在20s内将重600N的物体从地面竖直提高4m，所用拉力是250N。
在这个过程中，求：
（1）有用功是多少？
（2）拉力的功率是多少?
（3）滑轮组机械效率是多少?
12．随着低碳理念的普及，学校科技小组的同学拟设计一种以太阳能电池驱动的汽车．通过查阅资料得知：
肇庆地区太阳光垂直照射时，每平方米太阳能电池板最大可提供150W的电功率．拟设计的太阳能汽车质量是500kg，它在平直路面上最快每秒可行驶15m，行驶过程中所受的平均阻力是车重的0.02倍．该汽车的驱动电机能够将90%的电功率转化为牵引汽车前进的机械功率．若该车在平直路面上以最高速度行驶，试通过计算回答下列问题（g取10N/kg）：
（1）驱动电机提供的推力是多少N？
（2）驱动电机提供的机械功率是多少W？
（3）该车的太阳能电池板面积约为多大？
（计算结果小数点后保留一位数字）
13．（9分）如图12，重为3.2×104N的卡车，经过一段水平路面，再以9.6×104W的功率沿与水平地面成30°角的斜坡匀速向上爬行．已知车轮与地面接触的总面积为0.5m2，斜坡的机械效率为80%．求卡车：
30°
图12
（1）对水平路面的压强；
（2）爬坡时的牵引力；
（3）爬坡时的速度．
14．（6分）海底光缆工程被世界各国公认为复杂困难的大型工程。
我国自主研制的深海光缆敷设技术处于世界领先水平。
海底光缆的重要技术指标之一是能够承受几百至一千个大气压的水压，已知海水的密度ρ海水＝1.03×103kg/m3，取g＝10N/kg，求：
（1）当光缆敷设在大海4000m深处时，它受到海水的压强是多少？
（2分）
（2）若某光缆接线盒是长、宽、高分别为0.5m、0.4m、0.3m的长方体，它能悬浮在海水下任意深度处，则这个接线盒自身重是多少？
（4分
第31题图
15．（6分）如图所示，工人用定滑轮匀速提升重为180N的物体，所用的拉
力为200N，在5s内物体升高的高度为2m．此过程中，求：
（1）有用功；
（2）总功的功率；
（3）定滑轮的机械效率．
17.（10分）我国自行研发的纯电动中巴车的质量约为2000kg，静止时轮胎与路面接触的总面积约0.2m2，以30m/s的速度沿水平路面匀速行驶时的输出功率约72kW。
（g取10N/kg）
（1）中巴车所受的重力是多少？
（2）静止时中巴车对路面的压强有多大？
（3）以30m/s匀速行驶时，所受阻力是多少？
（4）中巴车改用汽油作动力，以72kW的输出功率行驶1h，至少要燃烧多少L的汽油？
（汽油的热值为3.2×107J/L）
18．（8分）质量为6×103kg的四轮汽车在平直的公路上以10m/s的速度匀速行驶，在行驶过程中受到的阻力等于车重的0.08倍,每个轮胎与地面的接触面积为0.05㎡,g取10N/kg，求：
（1）汽车所受重力的大小；
（2）汽车在1min内通过的路程；
（3）汽车牵引力在1min内做的功；
（4）汽车静止在水平地面上时对地面的压强.
19．（6分）如图所示，杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升，下表是提升物体时采集到的信息：
物重G/N
0A/m
0B/m
A端上升的髙度h/m
B端下降的竖直距离s/m
40
0.8
0.4
0.2
0.1
（1）若不计杠杆自重和摩擦,求拉力F的大小；
（2）若实际拉力F为90N，求拉力做的总功及杠杆的机械效率
20．（6分）在小型建筑工地，常用简易的起重设备竖直吊运建筑材料，其工作原理相当于如图所示的滑轮组。
某次将总重G为4000N的砖块匀速吊运到高为10m的楼上，用时40s，卷扬机提供的拉力F为2500N。
求在此过程中：
（1）有用功；
（2）拉力F的功和功率；
（3）滑轮组的机械效率。
21．你知道水陆两用坦克吗？
水陆两用坦克的车体比普通坦克要大，呈船形，能在水中
浮动。
有的利用特制的履带划水前进，有的用螺旋桨推进，有
的用推进器喷水前进。
中国某型号的水陆两用坦克（如图所示），它的总质量22吨，
配备发动机的功率420千瓦。
水上最大速度14千米/小时，陆
地最大速度54千米/小时。
请你根据短文中的信息，解答下列问题：
（g=10牛/千克）（第38题图）
（1）水陆两用坦克在水上航行时，排开水的体积约为22米3，则所受的浮力约为
▲牛。
（ρ水=1.0×103千克/米3）
（2）该水陆两用坦克停在水平地面上时，履带着地总面积为4米2，坦克对地面的压强是多少帕？
（3）该水陆两用坦克在陆地上以最大速度匀速行驶54千米（发动机正常工作），行驶过程中受到的牵引力多大？
23．“问道武当山，养生太极湖”，中外游客慕名前往武当山旅游观光。
武当山景区推出了“山水一体游”项目，购进一批旅游观光艇（如图），其部分技术参数如下表：
（取g=10N/kg，q柴油=4.3×107J/kg，
）
求：
（1）某旅游团队从武当山旅游码头乘坐观光艇以最大航速行驶2小时的路程是多少？
（2）假设每位乘客的平均质量为60kg，观光艇满载乘客时，所受浮力是多少？
（3）观光艇以最大航速匀速行驶时，受到水的平均阻力是多少N？
（4）若这次航行共消耗柴油30L，则柴油发动机的效率为多大？
24．建筑工地上，某施工人员利用如图6所示的滑轮组匀速提升重物。
若不计摩擦和绳重。
求：
（1）利用这个滑轮组匀速提升重为1200N的物体时，所用的拉力是500N，此时滑轮组的机械效率是80%，拉力做功的功率是750W，求重物在1min内匀速上升的高度？
（2）当用这个滑轮组匀速提升重为1800N的物体时，拉力是多少？
25．今年我省出现大面积干旱，造成农田缺水，严重影响农作物生长，为缓解旱情，很多地方采用柴油抽水机从江湖中引水灌溉。
某柴油抽水机把湖水抬升4.5m流入沟渠，再去灌溉农田。
已知在2h内抬升了1600m3的水，此柴油抽水机的效率为40%，柴油的热值为4.5×107J/kg，g取10N/kg，求：
（1）此柴油抽水机2h做了多少有用功？
（2）此柴油抽水机工作2h消耗了多少柴油？
（3）此柴油抽水机的总功率为多少kW？
26．2010年5月17日，浙江舟山的洋山港停靠了建港以来最大吃水船舶，名字叫“地中海伊凡娜”轮。
该船长363m，船宽45m，总质量1.3×108kg，吃水深度达15m，停靠在洋山三期码头。
（g=10N/kg,洋山港水密度约1.0×103kg/m3）。
（1）该轮船受到的浮力多大？
（2）轮船底部受到的水的压强多大？
27．（9分）2011年4月12日，英国伦敦展出了新研发的“侦探猎犬”超音速汽车，如图13所示。
该车功率极大，最大车速能达到1609km/h，创造了短期内无法超越的世界纪录。
在一次测试中，“侦探猎犬”以400m/s的速度匀速直线行驶了2000m，受到水平方向的阻力为2×105N。
问：
在测试过程中，
（1）汽车受到水平方向的牵引力是多少？
（2）汽车牵引力所做的功和功率分别是多少？
（3）该车的外观设计成流线型，这样做的好处是什么？
28．（8分）如图所示的是某建筑工地上使用的提升机，用它能将装在货箱A中的建筑材料提升到高处。
若拉力F做功的功率为2000W，重为2400N的建筑材料在18s内被匀速提升10m，求：
（1）提升机做的有用功；
（2）提升机的机械效率；
（3）拉力F的大小。
29．小华和他的兴趣小组利用如下图所示的滑轮组进行实验，人以600N的力向下拉绕在滑轮组上的绳子的一端，10秒钟绳子下端移动了1.5m，重物上升0.5m，已知该滑轮组的效率为70％（g取10N/kg）。
（1）画出小华兴趣小组所用滑轮组的绕线情况。
（2）人的拉力做功的功率是多少？
（3）被吊起重物的质量是多少？
30．如图是提升货物的某升降机示意图。
货厢内所装货物的重力是6000N，货厢的重力是2000N。
若不计钢丝绳和动滑轮的重力，不计摩擦。
试求：
（1）在匀速提升中，若货物与货厢底部的接触面积是2m2，则货物对货厢底部的压强是多少?
（2）在匀速提升中，钢丝绳上的拉力是多少?
（3）若升降机在30s内将货厢和货物匀速提升6m，则钢丝绳自由端拉力的功率是多少?
31．（6分）现有一重为3000N的包装箱，工人师傅想把它搬
到1.2m高的车厢上，他们用木板在车厢与地面之间搭成
一个长度约为4m的简易斜面，如图所示，工人师傅站在
地上用1200N的推力沿斜面把包装箱匀速推上车。
求：
（1）该斜面的机械效率是多少?
（2）包装箱在斜面上运动时所受摩擦力多大?
32．（8分）一辆汽车，总重为1.2×104N，四个轮胎与地面接触的总面积为0.12m2，该车
在平直公路上匀速行驶1h，消耗汽油10L，汽油完全燃烧放出的热量有30％转化为机
械能。
（汽油的热值为4.6×107J／kg，密度为0.7×103kg／m3，g=10N／kg）求：
（1）该车静止在水平路面上时，对路面的压强是多少?
（2）10L汽油完全燃烧放出的热量是多少?
（3）这段时间内该汽车发动机的功率是多少千瓦?
（功率的计算结果保留小数点后一位）
33．如图13甲所示，把边长为0.1m的正方体木块放入水中，静止时有2/5的体积露出水面，然后在其上表面放一块底面积为2.0×10-3m2的小柱体，如图13乙所示，静止时方木块刚好能全部浸入水中。
（g=10N/kg）求：
（1）甲图中木块受到的浮力？
（2）木块的密度？
（3）小柱体放在木块上面时对木块的压强？
34.兴凯湖旅游观光车的技术参数如下表：
空车质量
1100kg
车身长度
4.0m
满载人员
10人
满载时轮胎与地接触面积
0.1m2
最大车速
45km/h
平均连续行驶里程
≤75km
根据以上参数，解答下列问题：
（1）若乘员质量平均为50kg,求满载时观光车和人的总重是多少牛顿？
（2）求满载时车对水平路面的压强是多少帕斯卡？
（3）若观光车在水平路面匀速行驶1×104m过程中，牵引力所做的功为1×107J，
求观光车匀速行驶时受到的阻力是多少牛顿？
35．（6分）某工地上，一架起重机将质量为2t的货物以O.1m／s的速度匀速提升10m后又水平匀速移动5m，求：
（1）在整个过程中，起重机对货物做的功；
（2）在货物上升的过程中，起重机对货物做功的功率。
（g取10N／kg）
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