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文档简介

2023年中考物理高频考点训练一二力平衡的计算

一、计算题

1.今年“五一”放假期间,小王一家人驾驶汽车外出游玩。己知汽车(包括车上的人和

物品)的总重力为8xl(y*N,若该车行驶过程中受到的阻力是汽车(包括车上的人和物

品)总重力的0.05倍(g=10N/kg)求:

(1)该汽车的总质量m为多少t?

(2)该汽车匀速直线运动时受到的牵引力为多少N?

2.某一型号的汽车,在牵引力F的作用下,5min内汽车沿着平直的路面匀速直线行

驶了9000m,在此过程中,汽车受到的阻力f是1000N。在这段时间内,求:

(1)汽车牵引力F的大小?

(2)牵引力F所做的功?

(3)牵引力F做功的功率?

3.一辆载重卡车连同货物一起的总质量m=4.5303kgo在牵引力F的作用下在平直公

路上做匀速直线运动,物体所受阻力是重力的01倍,求:

(1)卡车连同货物受到重力的大小;

(2)卡车牵引力F的大小。

4.如图所示,一个质量为4kg的物体放在水平地面上,在水平向右的拉力F作用下,

沿水平面向右作匀速直线运动,已知F=ION,

(i)求物体的重力;

(2)求运动过程中物体受到的滑动摩擦力f的大小。

5.在水平路面上,有一辆小车,重为4000N,运动时受到的阻力是车重的0.05倍,

问:

(1)当150N的水平力拉小车时,小车静止不动,此时小车受到的阻力和合力分别

是多大?

(2)小车做匀速直线运动时受到的拉力是多大?

(3)当用250N的水平向左的力拉小车时,小车将做什么运动?此时小车受到的合

力是多大?方向如何?

6.如图,一辆质量为L6t的小轿车,在某段相距6km平直的高速公路上匀速行驶了

4min,行驶过程中,它每只轮胎与地面的接触面积为20cm2,受到的阻力是小轿车自

重的0.16倍。求:(g取10N/kg)

/7/////////7////////////////////////r///////////////

f*------6km-----n

(1)小轿车在该平直路段匀速行驶的速度;

(2)小轿车对地面的压强;

(3)小轿车在该平直路段匀速行驶过程中,发动机的牵引力。

7.在某次活动中,一辆校车与所载学生的总质量为9000kg,在一段平直路面匀速行

驶,车轮与地面的接触总面积为0.15m2,此时校车受到的阻力是整个车重的0.05倍.

求此时:

(1)校车对地面的压强是多大?

(2)校车发动机提供的牵引力为多少N?(g=l()N/kg)

8.如图所示,某容器放在水平桌面上,盛有足量的水。现将体积为1.25x1(14m3,质

量为0.4kg的实心正方体放入水中,正方体不断下沉,直到沉底。已知p水=1.0x103

kg/m3,g=10N/kg)求:

(1)正方体受到的重力的大小;

(2)正方体浸没在水中受到的浮力的大小;

(3)容器底部对正方体的支持力的大小。

9.公交公司最近更换了一批新型混合动力公交车,在进行新车测试时获得一些数据:

新型公交车总质量为4x103kg,车匀速行驶时所受阻力是总重的0.5倍,公交车在牵引

力作用下在平直公路上匀速行驶,2min内行驶了1200m(g=10N/kg)o求:

(1)该公交车的牵引力;

(2)重力做了多少;

(3)公交车在2min内牵引力所做功及功率各是多少?

10.如图所示,在质量为1kg的容器内装有5kg的水,容器底面积为100cm2,容器放

在水平桌面上,桌面面积为0.9m?(g取10N/kg),求:

(2)容器底对桌面的压强;

(3)水对A点的压强;

(4)水对容器底的压强。

11.为做好新冠疫情防控工作,降低医护人员感染风险,有的医院用机器人给病人送

药送餐。如图所示,送药机器人质量为80kg,轮子与地面接触的总面积为l(Wm2,在

水平走廊上匀速直线前进时受到的阻力是重力的0.1倍。g取10N/kg。

求:

(1)机器人受到的重力;

(2)机器人静止时对水平地面的压强;

(3)机器人匀速直线前进时受到的牵引力。

12.现行版校车采用了多方位的安全设计,以确保学生乘车安全。已知某校车的质量

为5000kg,当校车在水平路面上匀速直线行驶时,校车所受阻力是其车重的。

(1)校车匀速行驶时受到的牵引力为多少?

(2)当该校车静止在水平地面时,其对地面的压力是多少?(没有相关知识说明

不能得分)

13.一辆5G无人配送车,质量为500kg,轮胎与路面的总接触面积为250cm2,在水平

路面上匀速行驶时受到的阻力是车重的0.05倍。下图是配送车某次运动的路程与时间

(2)配送车匀速行驶时的牵引力;

(3)配送车对水平地面的压强。

14.如图所示,一辆洒水车空车质量为3t,水罐容积为3m3,装满水后,车轮与地

面的总接触面积为0.5n?。求:

(1)装满水时水的质量;

(2)装满水时洒水车对地面的压强;

(3)装满水时洒水车在水平地面上匀速行驶,若所受阻力为总重力的0.3倍,此时

该车的牵引力是N。

15.全球爆发新冠肺炎以来,抗疫教护一线的救护车发挥着重要的作用,如图所示的

教护车空载质量为3.6t,每只轮胎与地面的接触面积为300cm2。某次救护任务中,载

人总质量为300kg,假设救护车在水平公路上行驶过程中受到的阻力始终为总重的0.06

倍。在此次救护任务过程中,求:(g取10N/kg)

(1)路面受到的压力;

(2)救护车静止时对水平路面的压强;

(3)救护车在水平公路上匀速行驶时的牵弓I力。

16.ZTD-05式两栖突击车,又被称为05式两栖突击车,装备中国人民解放军海军陆

战队和陆军两栖机械化部队,是中华人民共和国研制的“05式两栖装甲车族”一员。此

车空载质量29t,配备功率1.1X106W的柴油发动机,在陆地上最大行驶速度约为

72km/h,水上速度可以达到36km/h。某次演练时,突击车搭载4名战士,若4名战士

的总质量为30()kg,回答以下几个问题:

(1)突击车距离海滩5km时,以最快速度登陆时,需要用多少时间?

(2)该突击车漂浮在水面上行驶时,受到的浮力是多少?

(3)该车陆地行驶采用宽履带设计,若履带着地的总面积为10m2,则该水陆两栖

突击车静止在水平地面上时对地面的压强是多少?

(4)该两栖突击车,以最大功率在水中和陆地上匀速行驶时,受到的阻力比值为

多少?

17.一个重为3.6X10-3N的物体从空中由静止开始竖直落下。研究发现:运动物体受到

的空气阻力与物体的速度关系如下表。求:

速度v/m-s-11234567

阻力f(xlO-4)//p>

(1)该物体匀速下落时受到的空气阻力是多少?

(2)写出运动物体受到的空气阻力f与物体运动速度v关系的表达式(提示:关系

为FiM=kv2,其中k为常数,需求出);

(3)该物体匀速下落时的速度是多少?

18.如图所示,某课外兴趣小组将塑料小桶中分别装满已知密度的四种不同液体后,

用弹簧测力计称它们的重,并记录了下表中的数据,求:

液体密度(g/cnP)0.81.01.21.4

弹簧测力计的示数(N)1.41.61.82.0

(1)塑料桶的容积和空塑料桶重各是多少?

(2)若小桶中盛满密度是1.8g/cm,的液体,则测力计的示数是多少?

(3)兴趣小组的同学发现该装置可以设计出一个液体“密度秤”。只要在容器中加满

待测液体,在测力计的刻度上标上密度值,就可以直接“称”出该液体的密度。那么该

“密度秤”最大测量值是多少?(g=10N/kg)

答案解析部分

1.【答案】(1)根据重力与质量间的关系式可知该汽车的总质量为

G8xlO4N

m=-=-=---8-x--I-O--,kg=8t

g1ON/kg

答:该汽车的总质量m为8t;

(2)该汽车匀速直线运动时,根据二力平衡可知受到的牵引力大小等于摩擦力,即

F=f=/JG=0.05x8xIO,N=4000N

答:该汽车匀速直线运动时受到的牵引力为4000N.

【解析】【分析】(1)结合物体的重力和g,相除求解物体的质量;

(2)结合汽车受到的阻力与重力的关系求解阻力,汽车匀速运动,水平受力平衡,牵

引力等于阻力。

2.【答案】(1)解:汽车做匀速直线运动,牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,

牵引力F大小F=f=1000N

答:牵引力F大小为1000N

(2)解:牵引力F做的功W=Fs=10()0Nx90(X)m=9x106J

答:牵引力F做的功为9X106J

(3)解:牵引力F做功的功率—^9xl0J=3X104W

t5x60s

答:牵引力F做功的功率为3X104W»

【解析】【分析】(1)根据二力平衡,利用摩擦力计算牵引力;(2)根据力和力的方向

上移动距离的乘积计算做功多少;(3)功和时间的比值计算功率大小。

3.【答案】(1)卡车连同货物的重力

G=/ng=4.5xl03kgxl0N/kg=4.5xl04N

答:卡车连同货物受到重力的大小为4.5X104N;

(2)阻力为/=0.1G=0.1X4.5X104N=4.5X103N

因为卡车做匀速直线运动,所以卡车受到的牵引力F=/=4.5xl()3N

答:卡车受到牵引力力的大小为4.5X103N。

【解析】【分析】(1)结合物体的质量,利用公式6=11^求解物体的重力;

(2)结合汽车受到的阻力与重力的关系求解阻力,汽车匀速运动,水平受力平衡,牵

引力等于阻力。

4.【答案】(1)解:物体的重力G=mg=4kgxl0N/kg=40N

答:物体的重力是40N

(2)解:物体沿水平面向右做匀速直线运动,物体处于平衡状态,滑动摩擦力与拉力

是一对平衡力,根据二力平衡条件可知,物体受到滑动摩擦力f=F=10N

答:运动过程中物体受到的滑动摩擦力f的大小是10N

【解析】【分析】(1)根据物体的质量可以计算重力;

(2)当物体受到两个力且是平衡力时,力的大小相等。

5.【答案】(1)解:小车静止不动,所以小车处于平衡状态,此时小车受平衡力,由

二力平衡的条件得,%=鼠=150N,由于二力大小相等方向相反,所以合力等

于ON

(2)解:由。=0.05G=0.05x4000N=200N,当小车作匀速直线运动时,小车处于

平衡状态,此时小车受平衡力,由二力平衡的条件得,琮=。=200N

(3)解:当用250N的水平向左的力拉小车时,因小车压力不变,接触面的粗糙程度

不变,故摩擦力大小不变,仍为200N,拉力方向向左,则摩擦力方向向右,此时F含

=250N-200N=50N,合力方向向左;因为力是改变物体运动状态的原因,则小车将向左

做加速运动,

【解析】【分析】(1)静止的物体受到平衡力,合力为零,二力平衡时大小相等;(2)

根据摩擦力和重力关系,计算摩擦力的大小,根据平衡力的特点,计算拉力;(3)若

物体受到同一直线上的力大小不相等时,根据力的差计算合力,合力方向和较大的力

的方向一致。

6.【答案】(1)解:在某段相距6km平直的高速公路上匀速行驶了4min,则小轿车在

该平直路段匀速行驶的速度v=-=6x1。3m=25m/s

t4x60s

答:小轿车在该平直路段匀速行驶的速度是25m/s

(2)解:小轿车做匀速直线运动,受力平衡,在竖直方向上,小轿车对地面的压力等

于小轿车的重力,即F=G=mg=1.6x103kgx1ON/kg=1,6x104N

每只轮胎与地面的接触面积为20cm2,小轿车与地面接触的总面积SI=4SO=4X2OX1O-

4m2=8x104m2小轿车对地面的压强/?=—==2xlO6Pa

S,8x10"

答:小轿车对地面的压强是2xl06pa;

(3)解:小轿车在该平直路段匀速行驶,受力平衡,小轿车受到的阻力等于牵引力,

则小轿车行驶时发动机的牵引力F'=f=0.16G=0.16x1.6x104N=2.56x103N

答:小轿车在该平直路段匀速行驶过程中,发动机的牵引力是2.56xl(AN

【解析】【分析】(1)利用速度计算公式求得小轿车在该平直路段匀速行驶的速度。

F

(2)利用p=1求得小轿车对地面的压强。

(3)小轿车在该平直路段匀速行驶,受力平衡,小轿车受到的阻力等于牵引力。

7.【答案】(1)解:校车的重力G=mg=9000kgx1ON/kg=90000N=9x104N

校车对水平路面的压力F=G=9X104N

4

校车对水平路面的压强P=二F=9x10N=6X105Pa

S0.15m2

校车对地面的压强是6xKPPao

答:校车对地面的压强为6xlO5Pa。

(2)解:校车受到的阻力f=0.05G=0.05x9x104N=4500N

小车匀速行驶时,阻力等于牵引力,所以心引力=/=4500N

答:校车发动机提供的牵引力为4500N。

【解析】【分析】

(1)处在水平面上的物体,物体对桌面的压力等于重力,结合压强的定义式p=F/S求

解物体产生的压强,其中F是压力,S是受力面积;

(2)结合汽车受到的阻力与重力的关系求解阻力,汽车匀速运动,水平受力平衡,牵

引力等于阻力。

8.【答案】(1)解:正方体的重力G=mg=0.4kgxl0N/kg=4N

答:正方体受到的重力的大小是4N;

(2)解:正方体浸没在水中,则排开水的体积V俳=V=1.25x104m3

正方体受到的浮力Fs=p*gV1.Ox103kg/m3x1ON/kgx1.25x10-4m3=1.25N

答:正方体浸没在水中受到的浮力的大小是1.25N;

(3)解:容器底部对正方体的支持力的大小F=G-Fw=4N-1.25N=2.75N

答:容器底部对正方体的支持力的大小是2.75N。

【解析】【分析】(1)利用G=mg即可求出正方体的重力。

(2)正方体浸没在水中,排开水的体积与正方体的体积相等,根据F浮=p4<gV诈求出

受到的浮力。

(3)正方体沉在底部,根据重力和浮力利用力的平衡即可求出支持力。

9.【答案】(1)解:车匀速行驶时所受阻力是总重的0.5倍,则有

F=/=0.5G=0.5X4X104N=2X104N

答:该公交车的牵引力是2X10aN

(2)解:车在平直公路上行驶,在重力的方向没有距离移动,所以重力做功为0;

答:重力做了0J功

(3)解:牵引力做功W=F5=2xl04Nxl200m=2.4xl07J

用时t=2min=120s

则功率/>=2-4X10J=2X105W

120s

答:公交车在2min内牵引力所做功及功率各是2.4x107J和2xl()5w。

【解析】【分析】(1)对物体在水平方向上进行受力分析,牵引力与摩擦力平衡,结合

重力求解摩擦力即可;

(2)(3)求解外力做功,利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可,即

W=Fs;利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率。

10.【答案】(1)解:容器质量忽略不计时,容器对桌面的压力

F=G,,=(lkg+5kg)x10N/kg=60N

答:容器底对桌面的压力为60N;

⑵解:容器底对桌面的压强2="=…,=6xl()3pa

S100xl(T4m2

答:容器底对桌面的压强为6xlO3Pa;

(3)解:水对A点的压强

p-pgh=1.0x103kg/m3xlON/kgx(lm-0.35m)=6.5x103Pa

答:水对A点的压强为6.5x103Pa;

(4)解:水对容器底的压强p'=pg〃'=L0xl()3kg/m3xl0N/kgxlm=lxl04Pa

答:水对容器底的压强为lxl()4Pao

【解析】【分析】(1)容器对桌面的压力和水与容器的总重力相等,根据G=mg求出其

大小。

F

(2)根据p=1求出容器对桌面的压强。

(3)根据公式p=pgh求出水对A点的压强。

(4)根据公式p=pgh求出水对容器底的压强。

11.【答案】(1)解:机器人受到的重力为G=mg=80kgxl()N/kg=80()N

答:机器人受到的重力为800N;

(2)解:机器人对地面的压力Fn;=G=800N

5

它对地面的压强p=^l=-^l=8xlOPa

S103m2

答:机器人静止时对水平地面的压强为8xl(ppa;

(3)解:因为机器人做匀速直线运动,牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,所

以,机器人受到的牵引力F=f=().lG=0.1x8()0N=80N

答:机器人匀速直线前进时受到的牵引力为80N。

【解析】【分析】(1)根据G=mg求出机器人受到的重力。

(2)机器人静止时对水平地面的压力等于自身的重力,根据p=(求出机器人对水平

地面的压强。

(3)机器人匀速直线前进时,机器人受到牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,根

«F^=f=0.1G求出机器人受到的牵引力。

12.【答案】(1)解:在水平面上受到了牵引力和摩擦力,由于匀速运动,拉力等于摩

擦力,故校车匀速行驶时受到的牵引力

F=/=专G=小朋=-^x5000kgx10N/kg=5000N

答:校车匀速行驶时受到的牵引力为5000N

(2)解:当小车静止在地面上时,受到了地面对其的支持力和重力,在竖直平面上重

力等于支持力,故支持力的大小为G=mg=5000kgx10N/kg=50000N

又由于支持力与压力是相互作用力,故其对地面的压力为50000N,

答:其对地面的压力为50000N。

【解析】【分析】(1)结合汽车受到的阻力与重力的关系求解阻力,汽车匀速运动,水

平受力平衡,牵引力等于阻力;

(2)结合物体的质量,利用公式6=0)8求解物体的重力;处在水平面上的物体,物体

对桌面的压力等于重力。

13.【答案】(1)解:由图知道,配送车在lOmin内通过的路程为1.2km,lOmin内配

送车的平均速度v=-=1-2xl03m=2m/s

t10x60s

答:lOmin内配送车的平均速度为2m/s;

(2)解:配送车的重力G=mg=500kgxlON/kg=5000N

配送车匀速行驶受到的阻力f=0.05G=0.05x5000N=250N

由于配送车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力,则牵引力F,行f=250N

答:配送车匀速行驶时的牵引力为25ON;

(3)解:配送车对水平地面的压力F=G=5000N

配送车对水平地面的压强p=£=_5OO(*=2x]05pa

S0.025m2

答:配送车对水平地面的压强为2xl05pa。

【解析】【分析】(1)由图象读出配送车lOmin内通过的路程,利用速度公式求出配送

车lOmin内的平均速度。

(2)先根据G=mg求出配送车的重力,再根据阻力与重力的关系求出阻力的大小,最

后配送车匀速行驶时受到的牵引力与阻力是一对平衡力可知牵引力的大小。

F

(3)配送车对水平地面的压力等于其重力,根据p=1求出配送车对水平地面的压

强。

14.【答案】(1)根据题干信息,已知装满水时水的体积为喉=3n?

根据水的密度,所以装满水时水的质量为

=PA=PA=1xIO3kg/m3X3m3=3xlO3kg

答:装满水时水的质量为3xlO3kg;

(2)装满水时,总质量为

=忤+旭水=3t+3xlO3kg=3xlO3kg+3xlO3kg=6xlO3kg

所受到的重力为G总=加总g=6xl03kgxl0N/kg=6xl()4N

洒水车对地面的压强为p上=陲=6-04^=1.2xlO5Pa

SS0.5m2

答:装满水时洒水车对地面的压强为1.2x105Pa;

(3)1.8X104N

【解析】【解答】(3)由题干信息可知,洒水车所受到的阻力为总重力的0.3倍,所以

44

洒水车受到的阻力为4=0.3G&=0.3x6x10N=1.8x10N

因为洒水车匀速行驶,所以牵引力等于重力,即&引=4目=1.8XK)4N

答:装满水匀速行驶时,洒水车的牵引力为ISXIO,No

【分析】(1)根据密度和体积的乘积计算质量;

(2)利用质量计算物体的重力;根据压力和受力面积的比值计算压强;

(3)利用摩擦力和重力的关系计算摩擦力大小,结合二力平衡计算拉力的大小。

15.【答案】(1)解:路面受到的压力

4

F'=G=(m,+m2)g=(3600kg+300kg)xlON/kg=3.9xlON

答:路面受到的压力3.9X104N

F39x10N=

(2)解:救护车静止时对水平路面的压强p=±='"Ju][3.25xlO、Pa

S4x300xl(T4m2

答:救护车静止时对水平路面的压强3.25x105Pa;

(3)解:阻力为f=0.06G=0.06x3.9x104N=2.34x103N

因为匀速,所以牵引力等于阻力,为2.34X103N。

答:救护车在水平公路上匀速行驶时的牵引力2.34X103N。

【解析】【分析】(1)(2)结合物体的质量,利用公式6=018求解物体的重力;处在水

平面上的物体,物体对桌面的压力等于重力,结合压强的定义式p=F/S求解物体产生

的压强,其中F是压力,S是受力面积;

(3)结合汽车受到的阻力与重力的关系求解阻力,汽车匀速运动,水平受力平衡,牵

引力等于阻力。

16.【答案】(1)解:由题意可知,突击车水上最大速度v=36km/h=10m/s

突击车距离海滩s=5km=5000m

突击车以最快速度登陆需要的时间t=-=等;=500s

v10m/s

答:以最快速度登陆时,需要用500s

(2)解:该突击车漂浮在水面上行驶时,受到的浮力F;3=G4:+G人=m^g+m人

g=29x103kgx10N/kg+300kgx10N/kg=2.93x105N

答:该突击车漂浮在水面上行驶时,受到的浮力是2.93X1(FN;

(3)解:该车静止在水平地面上对地面的压力F=G4+G人=2.93X105N

4

该车对地面的压强p=£=2§3X10、N=2§3xi0Pa

S10m2

4

答:该水陆两栖突击车静止在水平地面上时对地面的压强是2.93x10Pa;

(4)解:该两栖突击车在水中和陆地上匀速行驶时的最大速度分别是v,k

=30km/h=1Om/s,v陆=72km/h=20m/s

匀速行驶时阻力等于牵引力,根据公式P=Fv可知,该两栖突击车以最大功率行驶时受

Pl,lxlO6W

到的阻力之比

海20m/s

答:受到的阻力比值为2:1。

【解析】【分析】(1)根据公式/=£,可求出运动时间;

(2)根据公式FS=G、+G人,可求出浮力;

(3)根据公式压力F=G*:+G人及〃=(,可求出对地面的压强;

(4)根据公式P=Fv,可求出阻力之比。

17.【答案】(1)解:该物体匀速下落时,处于平衡状态,受到的重力和阻力是平衡

力,受到的空气阻力f=G=3.6xI0-3N

答:该物体匀速下落时受到的空气阻力是3.6X10-3N

(2)解:因为F产kv2

4

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