（陕西专用）2019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

类型一类型一 力学计算力学计算 中考解读中考解读 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 速度 v 密度 重力 g mg s t m v 压强 p p液 液gh f s 浮力 f浮 g排 液gv排 f浮 g f f浮 g物 漂浮 悬浮 功 w fs w pt 功率 p p fv w t 机械效率 100 w w 有 总 杠杆的平衡条件 f1l1 f2l2 满分训练满分训练 命题点命题点 1 1 压强 浮力及相关的力学综合压强 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 p p g h 和 f浮 液g v 排 f s 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 8 m2 的三角帆和带有万向节 的桅杆组成 质量为 20 kg 的帆船 依靠 风力在海面上行驶 g 取 10 n 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 05 m3 则他重约多少牛 3 某次运动中 帆船承受的风压强为 50 pa 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 80 cm2 质量为 400 g 的圆筒 筒内装有 16 cm 深的某液体 弹 簧测力计悬挂底面积为 40 cm2 高为 8 cm 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 10 n 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 4 n 底面积为 200 cm2 的圆柱形薄壁玻璃容器底部 放一个棱长 为 10 cm 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 10 n kg 1 分析图像可知 水的深度由 0 逐渐增加 到 8 cm 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 8 cm 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 20 n 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 3 m2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 5 m3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 5 m3 g 取 10 n 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 命题点命题点 2 2 以简单机械为载体的综合计算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 100 100 w w gh ghg h 有 总 动 不计绳重和摩擦 或 n 100 100 100 w w gh fs g nf 有 总 承担总重的绳子段 数 2 水平方向匀速 拉动物体 100 100 100 w w fs fs f nf 有 总 f 为物体克服的 摩擦力 斜 面 斜面 100 100 w w gh fl 有 总 h 斜面高 l 斜 面长 或 100 100 w w gh ghfl 有 总 f 斜面对物体的 摩擦力 杠 杆 h 100 100 w w gh fs 有 总 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 200 kg 的货物由地面起吊 到 5 m 的高度 所用时间为 20 s 钢丝绳 的拉力 f 为 800 n g 取 10 n 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 4 m 高 0 5 m 他想借 助该斜坡将一箱子匀速推上斜坡 测得该 箱子重为 800 n 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 125 n 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 2 m 能绕 o 点转动 p 端用细绳 悬于 n 点 现有一质量为 1 kg 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 2 m 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 02 m s 细绳能承 受的最大拉力为 9 n g 取 10 n 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 800 n 的 货物提至高处 人对绳的拉力 f1 为 500 n 货物在 1 min 内匀速上升了 5 m 1 若物体的底面积为 200 cm2 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 600 n 要把重物提升 5 m 用时 1 min 求拉力做功的功率 命题点命题点 3 3 借助生活现象创设问题情景的综借助生活现象创设问题情景的综 合计算合计算 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 2 105 w 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 1 min 内匀速前进了 120 m 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 50 l 求此过程中推土 机做的功 已知柴油的密度为 0 8 103 kg m3 热值为 4 0 107 j 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 10 n 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 72 km h 试计算 10 min 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 50 km 若汽车油量表上此时显示所剩油量为 6 l 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 60 kg 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 10 min 到达学校 行 驶中易步车所受阻力为人和车总重的 1 10 设该过程中电机始终以额定功率工作 g 取 10 n kg 电池4 ah 锂电池 电机额定功率 500 w 最大速度 18 km h 单轮胎触地面积 25 cm2 轮胎个数 2 车身质量 20 kg 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 3 103 kg m3 g 取 10 n kg 无人机自重 含电池 g 160 n 最大升力 f 260 n 最大飞行速度 v 54 km h 脚架与水平地面接 触面积 s 10 2 m2 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 660 g 的长方体和田玉送 到 27 km 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 40 n 货物降落在水平地 面上时 对地面产生的压强是多大 参考答案参考答案 类型一类型一 力学计算力学计算 1 1 不能 不是 2 500 n 3 400 n 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 f浮 水g v排 1 0 103 kg m3 10 n kg 0 05 m3 500 n 3 根据 p 得风对帆船的作用力 f ps 50 pa 8 m2 400 n f s 2 1 8 2 2 5 103 kg m3 3 5 5 103 pa 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 10 n 当 h 8 cm 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 2 n 圆柱体浸没在液体中所受的浮力 f浮 g柱 f示 10 n 2 n 8 n 2 圆柱体浸没时排开液 体的体积 v排 v柱 s柱h柱 40 cm2 8 cm 320 cm3 3 2 10 4 m3 由 f浮 液gv排得液体 的密度 液 2 5 103 kg m3 3 液体的质量 m液 液 43 8 10 kg 3 2 10 m fn gvn 浮 排 v液 2 5 103 kg m3 80 16 10 6 m3 3 2 kg 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 2 kg 400 10 3 kg 10 n kg 10 n 2 n 44 n 圆筒对桌面的压强 p 5 5 103 pa 42 44 80 10 m n fn s 3 1 大 增大 漂浮 2 8 n 0 8 103 kg m3 3 1 200 pa 解析 1 由题图乙可知 水的深度由 0 逐渐增加到 8 cm 的过程中 物块受到的浮力越 来越大 由公式 p gh 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 8 cm 后 物块受到的浮力不再发生变化 物块的棱长为 10 cm 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 8 n 物块的体积 v 10 cm 10 cm 10 cm 1 10 3 m3 物块的密度 0 8 103 kg m3 3 33 8 10 kg 1 10 m mgn vgvn 容器对桌面的压力 f g 水 g 容器 20 n 4 n 24 n 容器对桌面的压强 p 1 200 pa 42 24 200 10 m fn s 4 1 0 4 n 2 0 04 kg 3 20 pa 解析 1 已知 v排 4 10 5 m3 则 f浮 水gv排 1 0 103 kg m3 10 n kg 4 10 5 m3 0 4 n 2 由于物块漂浮在水面上 则物块的重力 g f浮 0 4 n 则物块的质量 m 0 04 kg 3 使物块恰好浸没在水中 排开水的体积变化了 v v物 v排 0 4 10 kg gn gn 5 10 5 m3 4 10 5 m3 1 10 5 m3 则水的深度变化了 h 0 002 53 32 1 10 m 5 0 10 m v s m 所以水对容器底的压强比物块被下压前增加了 p 水g h 1 0 103 kg m3 10 n kg 0 002 m 20 pa 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 3 600 w 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 200 kg 10 n kg 2 000 n 因为 所以起重机100 100 100 wghg wfsnf 有用 总 起吊货物的机械效率 83 3 3 拉力移动的距离 2000 100 100 33 800 gn fn s 3h 3 5 m 15 m 拉力做的总功 w 总 fs 800 n 15 m 12 000 j 卷扬机的功率 p 600 w 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 12000 20 wj ts 总 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 2 100 n 3 80 25 n 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 100 n 3 有用功 w 有用 gh 800 n 0 5 m 400 j 总功 w总 8000 5m 4m ghn s f s 125 n 4 m 500 j 斜面的机械效率 80 400 100 100 500 wj wj 有用 总 额外功 w额外 w总 w有用 500 j 400 j 100 j 箱子和斜面间的摩擦力 f 25 n 100 4m wj s 额外 7 1 80 s 2 0 8 m 8 j 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 opcos 30 fa obcos 30 由于 fa mg 1 kg 10 n kg 10 n 故 ob 1 8 m 则滑环从 m 开始滑动所 92m 10 p a fopn fn 滑过的路程 s ob om 1 8 m 0 2 m 1 6 m 由 v 可得 所用时间 t 80 s t 1 6m 0 02m s s v s 2 滑动过程中物体 a 下降的高度 h s sin 30 1 6 m 12 0 8 m 则重力做的功 wg mgh 1 kg 10 n kg 0 8 m 8 j 要点提取要点提取 细绳会断裂 说明细绳承受的力大于等于 9 n 8 1 4 104 pa 2 见第 8 题答图 3 80 4 66 67 w 解析 1 物体对地面的压力 f g 800 n s 200 cm2 2 10 2 m2 物体静止在地面上时对 地面的压强 p 4 104 pa 2 要求施力方向向下 故应从绳子末端开始 22 800 2 10 m fn s 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 5 m 10 m 有用功 w有用 gh 800 n 5 m 4 000 j 总功 w总 f1s 500 n 10 m 5 000 j 机械效率 80 4 绳重及摩擦不计 则 f1 4000 100 100 5000 wj wj 有用 总 g g动 即 500 n 800 n g动 解得 g动 200 n 如果所提重物是 600 n 所用拉 1 2 1 2 力 f2 g g动 600 n 200 n 400 n 总功 w总 f2s 400 n 10 m 4 000 j 拉 1 2 1 2 力做功的功率 p 66 67 w 4000 60s wj t 总 9 1 减小压强 增大摩擦 2 1 105 n 3 6 4 108 j 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 2 105 w 60 s 1 2 107 j 由 w fs 得 推力 f w t 1 105 n 由于推土机做匀速直线运动 所以推力和阻力是一 7 5 1 2 10 1 10 120m wj n s 对平衡力 大小相等 故阻力为 1 105 n 3 由 得 w有用 q放 w q 有用 放 mq vq 40 0 8 103 kg m3 5 10 2 m3 4 0 107 j kg 6 4 108 j 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 5 104 pa 3 3 6 107 j 3 103 n 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 5 103 kg 10 n kg 1 5 104 n 汽车对地面的压强 p 7 5 104 pa 3 汽车 4 42 1 5 10 500 10 m4 fn s 10 min 内克服阻力所做的功 w pt 60 103 w 10 60 s 3 6 107 j 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 wfs tt 3 103 n 4 小志爸爸要完成一次旅程回到家的行程至少是 50 3 60 10 1 v 72m s 3