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文档简介
1、专题三计算题,类型一 力学计算 命题角度速度、压强、功率的相关计算 例1(2018重庆中考B卷)如图所示,是我市著名民营企业生 产的力帆100E型电动微型轿车。轿车载着乘客在水平公路上 匀速直线行驶1 min所通过的路程为720 m。已知轿车总质量 m600 kg,受到的阻力f大小恒为轿车重量的0.1倍,轮胎 与路面接触的总面积S3102 m2。(g取10 N/kg)求,1)轿车行驶的速度大小; (2)轿车对路面产生的压强; (3)牵引力对轿车做功的功率,思路点拨】 (1)根据v 求出轿车行驶的速度。(2)轿车 对水平地面的压力等于它的重力,应用压强公式p 可以 求出轿车对地面的压强。(3)利
2、用阻力和重力的关系求出阻 力,根据二力平衡条件可得牵引力,已知牵引力和行驶距 离,可以得到牵引力做的功;已知牵引力做的功和所用时 间,可以得到功率,自主解答】 解:(1)轿车的速度: (2)轿车对水平地面的压力: FGmg600 kg10 N/kg6103 N, 轿车对地面的压强,3)轿车受到的阻力: f0.1G0.16103 N600 N, 轿车匀速直线行驶,则牵引力: F牵f600 N, 牵引力做的功: WF牵s600 N720 m4.32105 J,牵引力做功的功率: 答:(1)轿车行驶的速度大小为12 m/s; (2)轿车对路面产生的压强为2105 Pa; (3)牵引力对轿车做功的功率
3、为7 200 W,命题角度密度、压强、浮力的相关计算 例2(2018聊城中考)考古工作者在河底发现了古代的石 像,经潜水者测量它的体积约为2 m3。如图所示,在打捞 石像的过程中,考古工作者用动滑轮将石像匀速提升,需 要竖直向上的拉力F为1.6104 N。在没有将石像提出水 面前,若不计摩擦和滑轮重力,(水1.0103 kg/m3, g10 N/kg)求,1)石像受到的浮力; (2)石像的重力; (3)石像的密度; (4)若将石像提升了3 m,石像受到水的压强减少了多少,思路点拨】 (1)利用阿基米德原理F浮G排液gV排求出 石块受到的浮力。(2)若不计摩擦和滑轮重力,根据F (G F浮)可求
4、石像的重力。(3)根据m 可求石像的质量,利 用密度公式求出石像的密度。(4)根据pgh可求石像 减少的受到的水的压强,自主解答】 解:(1)石像受到的浮力: F浮水gV排1.0103 kg/m310 N/kg2 m32104 N。 (2)由F (GF浮)可得,石像的重力: G2FF浮21.6104 N2104 N5.2104 N,3)石像的质量: 石像的密度,4)石像受到水的压强减小值: p水gh1.0103 kg/m310 N/kg3 m 3104 Pa。 答:(1)石像受到的浮力为2104 N; (2)石像的重力为5.2104 N; (3)石像的密度为2.6103 kg/m3; (4)石
5、像受到水的压强减小了3104 Pa,命题角度功、功率、机械效率的相关计算 例3(2017金昌中考)如图所示,在200 N的拉力F作用下,用滑轮组将重为300 N的物体匀速向上提升2 m,不计摩擦和绳的重力。(g取10 N/kg)求: (1)动滑轮的质量; (2)此过程中所做的有用功; (3)此过程中滑轮组的机械效率,思路点拨】 (1)由图可知,n2,拉力F (GG动),据此求动滑轮的重力,再利用Gmg求其质量。(2)利用WGh求拉力做的有用功。(3)绳端移动的距离s2h,利用WFs求拉力做的总功,该滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比,自主解答】 解:(1)由图可知,n2,不计摩擦和绳的 重力
6、,拉力F (GG动),则动滑轮的重力: G动nFG2200 N300 N100 N, 动滑轮的质量: (2)此过程中所做的有用功: W有Gh300 N2 m600 J,3)绳端移动的距离: snh22 m4 m, 拉力做的总功: W总Fs200 N4 m800 J, 该滑轮组的机械效率,答:(1)动滑轮的质量为10 kg; (2)此过程中所做的有用功为600 J; (3)此过程中滑轮组的机械效率为75,类型二 电学计算 例4(2018济南中考)如图所示电路中,灯泡L上标有“12 V0.2 A”字样,R为定值电阻。闭合开关S后,灯泡L恰好正常发光,电压表的示数为3 V。通过计算回答: (1)灯泡
7、L的额定功率是多少瓦? (2)定值电阻R的阻值是多少欧? (3)整个电路在5 min内消耗的电能是多少焦,思路点拨】 (1)根据PUI可得灯泡L的额定功率。(2)根 据串联电路电流的特点可得电路中的电流,电压表测R两端 的电压,由欧姆定律可得定值电阻R的阻值。(3)根据串联 电路电压的特点求得电源电压,根据WUIt求得整个电路 在5 min内消耗的电能,自主解答】 解:(1)灯泡L的额定功率: PULIL12 V0.2 A2.4 W。 (2)电阻R与灯泡串联,通过R的电流: IRIL0.2 A, 电压表测R两端的电压,所以R两端的电压:UR3 V, 定值电阻R的阻值,3)电源电压: UULUR
8、12 V3 V15 V, 干路电流: IIR0.2 A, 整个电路在5 min内消耗的电能: WUIt15 V0.2 A560 s900 J。 答:(1)灯泡L的额定功率是2.4 W,例5(2018广安中考)电饭锅是家中常用的用电器,下表是小宇家中一台电饭锅的铭牌,其内部结构简化如图所示,其中R1和R2都是电热丝(不考虑温度对电阻的影响,1)电饭锅正常工作时,在加热状态下的总电流是多少? (2)电阻R2的阻值是多少? (3)一天,小宇断开家中其他用电器,只接通电饭锅且处于 加热状态,发现家中标有“220 V,10(20 A),3 000 r/kWh”的电能表5 min内转了200圈,求电饭锅此
9、时的 实际加热功率是多少,思路点拨】 (1)知道电饭锅正常工作时在加热状态下的功 率,利用PUI求电路总电流。(2)分析S、S0闭合和S闭合、 S0断开时的电路组成、电阻大小关系,根据P 可知什么 情况为保温挡,再利用P 求R2的阻值。(3)3 000 r/kWh表示电饭锅每消耗1 kWh的电能,电能表的转盘转 3 000 r,据此求电能表转盘转200 r消耗的电能,再利用P 求电饭锅此时的实际加热功率,自主解答】 (1)由题可知,电饭锅正常工作时,在加热 状态下功率P加热880 W, 由PUI可得,总电流,2)当S、S0闭合时,R1和R2并联,电路总电阻较小,由P 可知此时电功率较大,为加热
10、挡;当S闭合、S0断开时,电 路中只有R2,由P 可知此时电功率较小,为保温挡, 由P 可得,电阻R2的阻值,3)电能表转盘转200 r消耗的电能: 电饭锅此时的实际加热功率: 答:(1)电饭锅正常工作时,在加热状态下的总电流是4 A。 (3)电饭锅此时的实际加热功率是800 W,类型三 综合计算 命题角度力电综合 例6(2018白银中考)如图所示为某品牌四旋翼无人机,该无人机具有一键起降和返航、空中悬停、高清拍摄、GPS定位等功能,下表是该无人机的部分参数,在某次火灾中,该无人机参与火情的勘测,它先以最大速度匀速直线上升,且达到60 m高处时,再以最大速度水平匀速直线飞行到达1.6 km远处
11、的火场上空。若无人机整个过程四个电动机同时工作,电动机将电能转化为机械能的效率为90%,假设无人机以最大速度匀速直线上升时,受到的阻力大小为10 N,通过计算回答下列问题:(g取10 N/kg,1)无人机从起飞到火场上空,这一过程共耗时多少秒? (2)无人机到达火场上空后,悬停观测10分钟,则10分钟内电动机消耗多少电能? (3)无人机以最大速度匀速直线上升60 m,这个过程中消耗多少电能,思路点拨】 (1)利用v 求出匀速上升需要的时间、水 平匀速直线飞行时间,进而求出起飞到到达火场需要的时 间。(2)求出悬停时电动机总功率(4个电动机),利用WPt 求悬停时消耗的电能。(3)无人机上升过程
12、的升力等于重力 加上阻力,利用WFs求升力做的有用功,利用 求消 耗的电能,自主解答】 解:(1)由v 可得,匀速上升需要的时间: 水平匀速直线飞行的时间: 无人机从起飞到火场上空,这一过程共耗时: tt1t210 s100 s110 s,2)悬停时电动机总功率:P50 W4200 W, 悬停时消耗电能: WPt200 W1060 s1.2105 J。 (3)无人机匀速上升过程的升力: FGfmgf2 kg10 N/kg10 N30 N, 做的有用功: W有Fh30 N60 m1 800 J,由 可得,消耗的电能: W电 答:(1)无人机从起飞到火场上空,这一过程共耗时110 s。 (2)无人
13、机到达火场上空后,悬停观测10分钟,则10分钟内 电动机消耗1.2105 J。 (3)无人机以最大速度匀速直线上升60 m,这个过程中消耗 2 000 J的电能,命题角度电热综合 例7(2017泸州中考)某学校教学楼有一额定电压为220 V的 电热水器,它的工作电路如图所示,已知电阻R2217.8 , 电源电压保持220 V不变,当S1、S2均闭合时,电热水器处于 加热状态,消耗的功率为2 kW。只闭合S1,电热水器处于保 温状态。求,1)电阻R1的阻值; (2)电热水器处于保温状态消耗的功率; (3)电热水器处于加热状态时,将5 kg水从18 加热到 98 所需的时间不计热损失,水的比热容为
14、4.2 103 J/(kg,思路点拨】 (1)当S1、S2均闭合时,电路中只有R1工作, 由P 求电阻R1的阻值。(2)当S1闭合、S2断开时,R1与R2 串联,此时电路消耗的电功率最小,处于保温状态,由P 可得保温状态消耗的功率。(3)不计热损失,由Q吸cmt 求得水吸收的热量即为电热水器消耗的电能,根据WPt求 出加热水所需要的时间,自主解答】 解:(1)当S1、S2均闭合时,电路中只有R1工作,电热水器处于加热状态, 由P 可得,电阻R1的阻值: (2)当S1闭合、S2断开时,R1与R2串联,电热水器处于保温状态,此时消耗的功率,3)5 kg水从18 加热到98 所需的热量: Q吸cmt
15、4.2103 J/(kg)5 kg(98 18 ) 1.68106 J, 不计热损失,则电热水器消耗的电能: WQ吸1.68106 J, 由P 可得,所需的时间,答:(1)电阻R1的阻值为24.2 ; (2)电热水器处于保温状态消耗的功率为200 W; (3)电热水器处于加热状态时,将5 kg水从18 加热到 98 所需的时间为840 s,命题角度力热综合 例8(2017日照中考)我市正在争创全国文明 城市,各单位都加大了创城工作的力度。为 了净化市区空气,环卫工人每天清晨都驾驶 洒水车对市区道路洒水(如图)。如表是某洒水车的相关数 据。已知水的密度为1.0103 kg/m3,汽油的燃烧值为
16、4.6107 J/kg,g取10 N/kg。请根据题意解答下列问题,1)若该洒水车的发动机是汽油机,发动机工作时哪个冲程将内能转化为机械能?燃烧0.5 kg汽油能产生多少热量? (2)该洒水车装满水时对地面的压强为多少,3)若水罐内有一漂浮的物体浸没在水中的体积为1.0 103 m3,则该物体受到的浮力多大? (4)该洒水车在水平路面上以额定功率匀速行驶5 000 m用 时10 min,试计算此过程汽车所受到的阻力大小,思路点拨】 (1)内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲 程、做功冲程、排气冲程,将机械能转化为内能的是压缩 冲程,将内能转化为机械能的是做功冲程;根据Qmq可求 得燃烧0.5 kg汽油能产生多少热量。(2)此时汽车对地面的 压力等于汽车和水的总重力,根据p 即可求出汽车对地 面的压强。(3)已知浸没在水中的体积,利用F浮液gV排可,求得该物体受到的浮力。(4)根据P Fv可求得洒水车在水平路面上的牵引力,因为匀速行驶,所以受到的阻力大小等于牵引力,自主解答】解:(1)该洒水车的发动机工作时,做功冲 程将内能转化为机械能。 完全燃烧0.5 kg汽油产生的热量: Qm汽油q汽油0.5 kg4.6107 J/kg2.3107 J。 (2)该洒水车装满水时,水的质量: m水水V1.0103 kg/m34 m34103 kg, 总质量: m总m车m水510
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