2020年中考物理总复习题型训练:力学计算

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题型训练(七)力学计算类型 1 杠杆相关计算1如图 T71 所示,质量为 80 kg ,边长为 20 cm 的正方体物块 A 置于水平地面上,通过绳系于轻质杠杆 BOC 的 B 端,杠杆可绕 O 点转动,且 BC3BO。在 C 端用 F120 N的力竖直向下拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,且绳被拉直。求: (绳重忽略不计,g 取 10 N/kg)(1)绳对 B 端的拉力 F 。拉(2)物体 A 对地面的压强 p。图 T712如图 T72 所示,两根粗细均匀,横截面积相同但材料不同的金属棒焊接在一起,AB共长 16 cm,用第一种金属制成的部分 AO6 cm,如果在两根金属棒焊接处 O 点支起它, 恰好能在水平位置保持平衡。(1) 通过分析计算,判断这两根金属棒的质量是否相等。(2) 两种金属密度之比是多少?图 T723如图 T73 所示是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图。杠杆 AB 可以在竖直平面内绕固定点 O 转动,已知 AOOB32,悬挂在 A 端的桶与沙土所受的重力为 200 N,悬挂在 B 端的配重所受的重力为 80 N。当杠杆 AB 在水平位置平衡时,加在配重下面绳 端的竖直向下的拉力 F 是多大?(不计杆重和绳重)图 T734如图 T74 所示,用质量分布均匀的刚性板 AB 做成杠杆,O 为支点,OAOB2 m,地面上一质量为 2 kg 、边长为 10 cm 的实心正方体铁块 M 用一不可伸长的轻质细线系于OB 的中点 C 处,此时 AB 恰好静止于水平位置,且细线恰好被拉直,细线能承受的最大拉力为 14 N。现将小滑块 P(小滑块的大小不计)放在 O 点的正上方的板上,对 P 施加 F2 N 的水平向左的推力,使 P 沿 OA 向左做匀速直线运动,测得小滑块 P 向左移动 0.4 m 时,细线对 C 点的拉力为 8 N。(g 取 10 N/kg)求:(1) 小滑块 P 的质量。(2) 小滑块 P 向左移动过程中最多要克服摩擦力做多少功。图 T74类型 2 滑轮组相关计算1【2017 咸宁】质量为 60 kg 的李师傅在装修施工时,利用如图 T75 所示的滑轮组来提升装修材料。他用 200 N 的拉力在 20 s 内将 500 N 的材料提升了 10 m,不计绳重及摩 擦。求:(1) 动滑轮的重力。(2) 他施加拉力的功率。(3) 他利用此滑轮组工作时的最大机械效率。(保留一位小数,g 取 10 N/kg)图 T753432【2017 枣庄】如图 T76 所示,是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图,已知井深 10 m,物体重 G410 N,汽车重 G 310 N,汽车匀速拉绳子时的车拉力 F210 N,汽车受到的阻力为车重的 0.05 倍。请计算:(1) 若汽车运动的速度为 1.2 m/s,则将物体由井底拉至井口,需要多长时间?(2) 滑轮组的机械效率是多少?(保留一位小数)(3) 汽车的牵引力是多大?(4) 将物体由井底拉至井口,汽车的牵引力做的功是多少?图 T763如图 T77 所示,建筑工地上有一批建筑材料需要运往高处,已知建筑材料的质量 m80 kg,卷扬机向下拉绳子的力 F500 N,建筑材料上升的速度是 1 m/s,不计绳重、 滑轮与轴之间的摩擦,g 取 10 N/kg。求:(1)动滑轮所受的重力 G 。动(2) 滑轮组的机械效率。(3) 卷扬机向下的拉力 F 的功率。图 T77类型 3 斜面相关计算1如图 T78 所示,工人用平行于斜面向上的 500 N 的推力将重 800 N 的物体匀速推上 高 1.5 m 的车厢,所用的斜面长是 3 m。求:(1) 推力做的功。(2) 斜面的机械效率。(3) 斜面对物体的摩擦力。图 T782【2017 河南】如图 T79 所示,工人用沿斜面向上、大小为 500 N 的推力,将重 800 N的货物从 A 点匀速推至 B 点;再用 100 N 的水平推力使其沿水平台面匀速运动 5 s,到达 C 点。已知 AB 长 3 m,BC 长 1.2 m,距地面高 1.5 m。试问:(1) 利用斜面搬运货物主要是为了_。(2) 货物在水平台面上运动的速度为多少?(3) 水平推力做功的功率为多少?(4) 斜面的机械效率为多少?图 T793建筑工人要向楼上运送货物,为了省力,他在一个斜面上安装了一个滑轮组,做成如图 T710 所示的机械装置,斜面的倾角为 30且固定在水平面上。工人用 400 N 的力拉 绳子,重为 500 N 的货物沿斜面匀速向上运动 6 m 所用时间为 20 s,求:(1) 重物沿斜面匀速运动的速度大小。(2) 工人提升重物做的有用功。(3) 该装置的机械效率。3 33 3图 T7104如图 T711,在盛水的水池侧面有一段斜面 AB,长 4 m,高 0.5 m,质量为 1.58 kg的实心铁块在沿斜面向上的拉力作用下,以 0.5 m/s 的速度匀速从底端运动到斜面 B 点,若斜面的机械效率为 75%,铁块的密度为 7.910 kg/m ,水的密度为 110 kg/m ,g 取 10 N/kg,求:(1) 沿斜面方向的拉力 F。(2) 拉力 F 的功率。(3) 铁块所受的阻力。图 T7112类型 4 质量、密度、压强、浮力相关计算1【2017 扬州】如图 T712,是某一款电动平衡车,两车轮与地面的总接触面积为 40 cm 。(1)若地面受到的压强为 5104Pa,则该平衡车对地面的压力为多大?(2)若该平衡车 20 s 内沿水平面匀速行驶 100 m ,受到的阻力为 90 N ,则此过程中克服阻 力做功的功率为多大?图 T71223 323 32【2017 岳阳】今年 5 月 13 日,小明参加了市“环南湖健步行”活动,小明的质量为 50 kg, 双脚与地面的总接触面积为 0.04 m ,g 取 10 N/kg。求:(1) 小明所受的重力大小。(2) 小明双脚站立在水平地面时对地面的压强。(3) 小明的体积。(人的密度跟水的差不多,小明的密度取 1.010 kg/m )3【2017 兰州】如图 T713 所示,质量为 500 g 的薄壁容器放在水平地面上,容器底面 积为 80 cm ,内装 1.5 L 的水,已知 g 取 10 N/kg, 1.010 kg/m ,求:水(1) 容器对水平地面的压强。(2) 水对容器底部的压力。图 T71323 323 34【2017 黄石】有一个用超薄超硬度材料制成的圆柱形容器,下端封闭上端开口,底面积 S250 cm ,高度 h10 cm,如图 T714 甲所示;另有一个实心匀质圆柱体物块,密度 0.810 kg/m ,底面积 S 150 cm ,高度与容器高度相同,如图乙所示。(已知水1的密度 1.010 kg/m ,g 取 10 N/kg)水(1) 现将圆柱体物块竖直放置在容器内,则物块对容器底部的压强是多大?(2) 再向容器内缓缓注入质量为 600 g 的水,圆柱体物块不会倾斜,最后均处于静止状态, 那么,圆柱体物块受到的浮力是多大?(3) 在第(2)问叙述的情景中,水对容器底部的压强是多大?图 T714类型 5 功、功率、机械效率的相关计算1【2017 苏州】小华和妈妈去超市购物,她们将 17 kg 物品放在小推车中推行,小推车在某段时间内速度 v 随时间 t 变化的关系图像如图 T715 所示。已知小推车重 130 N,2所受阻力是总重的 0.15 倍。(g 取 10 N/kg)(1) 在 0 10 s 内,水平推力 _( 选填 “ 大于 ”“ 小于 ” 或 “ 等于 ”) 阻力,阻力大小为 _N。(2) 1020 s 内水平推力做了多少功?(3) 1020 s 内水平推力的功率多大?图 T7152如图 T716,某款车车身质量约 2300 kg,每个车轮与地面的接触面积为 0.05 m ,g 取 10 N/kg。求:(1) 体重为 60 kg 的司机坐在车内,车静止时对水平地面的压强。(2) 该汽车在 2 min 内匀速行驶了 2400 m,消耗的功率为 40 kW 时,汽车受到的摩擦力。图 T716343 33小华用如图 T717 所示的滑轮组拉动货箱,已知货箱的质量为 60 kg,在 F50 N 的拉力作用下,货箱以 0.1 m/s 的速度做匀速直线运动,地面对货箱的滑动摩擦力 f 为货箱 重的 0.2 倍,g 取 10 N/kg 则:(1) 货箱的重力是多少?(2) 拉力 F 的功率是多少?(3) 货箱运动了 1 min,克服摩擦力所做的功是多少?(4) 此滑轮组的机械效率是多少?图 T7174【2017 衡阳】如图 T718 所示是某起吊装置示意图。在某次打捞过程中,使用该装置将质量为 4.810 kg 的水中物体 A 在 10 s 内匀速竖直吊起 1 m 高(物体 A 未露出水面),电动机工作电压为 380 V,工作电流为 50 A,电动机对钢绳的拉力 F 为 1.910 N,滑轮1组的机械效率为 50%,已知水的密度为 1.010 kg/m ,g 取 10 N/kg。求:(1) 电动机在 10 s 内消耗的电能。(2) 钢绳拉力 F 在 10 s 内做的功。1(3)物体 A 所受拉力 F 的大小。2(4)物体 A 的密度。图 T718拉 BOBO224压S 0.04 m21 2 1 2OB 10 cmV V m V 3 3 9参考答案类型 1 杠杆相关计算1解:(1)由杠杆平衡条件有:F BOFOC,拉由 BC3BO,可得 OC2BO,FOC 120 N2BO则 F 240 N。(2)物体 A 的重力:Gmg80 kg10 N/kg800 N,对静止的物体 A 受力分析可知:物体 A 受到竖直向上的拉力和支持力、竖直向下的重力,由力的平衡条件可得:物体 A 受到的支持力 F支持GF 800 N240 N560 N, 拉因物体 A 对地面的压力和地面对物体 A 的支持力是一对相互作用力,所以,物体 A对地面的压力:F F压支持560 N,受力面积:S20 cm20 cm400 cm 0.04 m ,F 560 N则物体 A 对地面的压强 p 1.410 Pa。2解:(1)设 AO 段金属棒的重力为 G ,BO 段金属棒的重力为 G ;1 2因为 AO 长 6 cm,AB 共长 16 cm,所以 BO 长 10 cm,由于这两根金属棒粗细均匀, 故它们的重心在几何中心,则 G 的力臂是 3 cm,G 的力臂是 5 cm,1 2根据杠杆平衡条件可得:G 3 cmG 5 cm,1 2则可知:G G ,即 m m 。1 2 1 2(2)由可得:G G 53,则金属棒 AO 与金属棒 BO 的质量之比为 m m 51 2 1 23,由于这两根金属棒粗细均匀,所以它们的体积之比等于它们的长度之比,即 V V1 2AO 6 cm m m m V 5 5 25 35;所以它们的密度之比 。1 21 2 2 12OClC 0.4 mPg 10 N/kg2C大 OCG20 N动nt 20 s3解:根据杠杆平衡条件 F l F l ,得 G AO(G F)OB,1 1 2 2 A B即 200 NAO(80 NF)OB,已知 AOOB32,解得 F220 N。4解:(1)小滑块 P 向左移动 0.4 m,杠杆在水平位置平衡,由杠杆的平衡条件可得: F l G l ,C OC P P12 ml则小滑块 P 的重力:G F 8 N20 N,PPG 20 N由 Gmg 可得,小滑块 P 的质量:m 2 kg。P(2)因 G 20 N14 N,所以,C 点受到的最大拉力 F 14 N,P C 大由杠杆的平衡条件可得:滑块运动的最大距离:114 N 2 mF ll 0.7 m,大P因滑块匀速直线运动时处于平衡状态,受到的摩擦力和 F 是一对平衡力,所以,铁块受到的摩擦力 fF2 N,则滑块 P 向左移动过程中最多要克服摩擦力做的功 Wfl 2 N0.7 m1.4 J。大类型 2 滑轮组相关计算1解:(1)由题图可知,连接动滑轮绳子的股数 n3,GG不计绳重及摩擦,由 F 得,动滑轮的重力:G nFG3200 N500 N动100 N。(2)绳子自由端移动的距离:snh310 m30 m,拉力做的功:WFs200 N30 m6000 J,W 6000 J拉力的功率:P 300 W。有绳物 n 30.4 m/s3有Fs Fnh nF343(3)李师傅的重力:G mg60 kg10 N/kg600 N,人人能提供的最大拉力等于自身重力,即 FG 600 N,人当人施加最大拉力时,提升的物重最大,滑轮组的机械效率最高,此时的最大物重:GnFG 3600 N100 N1700 N,动则滑轮组的最大机械效率:W Gh G 1700 N 94.4%。W Fnh nF 3600 N总2解:(1)由题图可知,滑轮组中由 3 段绳子承担重物,则物体上升的速度为:v 1v 1.2 m/s0.4 m/s,物体由井底拉至井口需要的时间:h 10 mt 25 s。v物(2)滑轮组的机械效率为:W Gh Gh G 410 N 66.7%。W 3210 N总(3)由题意可得,汽车受到的阻力为:f0.05G 0.05310 N1500 N,车汽车匀速直线运动,受到平衡力作用,在水平方向上,汽车受到向右的牵引力、向 左的拉力、向左的阻力作用,由力的平衡条件可得牵引力:F F fFf210 N1500 N3500 N。牵 拉(4)汽车运动的距离:snh310 m30 m,n 动有Fs nF有额s 3 m牵引力做功为:W F s3500 N30 m1.0510 牵 牵5J。3解:(1)建筑材料的重力:Gmg80 kg10 N/kg800 N,由题图知,动滑轮由两段绳子承担物重,1根据动滑轮受力关系可得 F (GG ),G nFG2500 N800 N200 N。动(2)滑轮组的机械效率:W Gh G 800 N 80%。W 2500 N总(3)卷扬机绳端的速度,vnv 21 m/s2 m/s,物卷扬机向下的拉力 F 的功率:PFv500 N2 m/s1000 W。类型 3 斜面相关计算1解:(1)推力做的功:W Fs500 N3 m1500 J。总(2)克服物体重力做的有用功:W Gh800 N1.5 m1200 J,有斜面的机械效率:W 1200 J 80%。W 1500 J总(3)所做的额外功:W W W 1500 J1200 J300 J,额 总 有因为 W fs,额所以斜面对物体的摩擦力:W 300 Jf 100 N。BCt 5 sBC BCtt有 物FsABt 20 s2 2有3 333 34 32解:(1)省力s 1.2 m(2)速度 v 0.24 m/s。W F s(3)功率 P F v100 N0.24 m/s24 W。BCW G h 800 N1.5 m(4)斜面的机械效率 80%。W 500 N3 m总s 6 m3解:(1)v 0.3 m/s。(2)斜面的倾角为 30,根据直角三角形特点,物体在斜面移动 6 m,1 1上升的高度 h s 6 m3 m,工人所做有用功:W Gh500 N3 m1500 J。有(3)由题图可知,该滑轮组的 n 值为 2,绳子自由端移动距离 sns 26 m12 m, 工人所做总功:W Fs400 N12 m4800 J,总装置的机械效率:W 1500 J 31.25%。W 4800 J总4解:(1)实心铁块的体积:m 1.58 kgV 铁 7.910 kg/m 铁2104m,在水中受到的浮力 F V g V g110 kg/m 210浮 水 排 水 铁m 10 N/kg 2N,实心铁块所受重力:Gmg1.58 kg10 N/kg15.8 N, 斜面高:h0.5 m,拉力所做的有用功:W (GF )h(15.8 N2 N)0.5 m6.9 J,有 浮有有总s 4 m额s 4 m44 2t t t20 s4S S 0.04 m2W由 可得,拉力所做的总功: W总W 6.9 JW 9.2 J,总 75%由 W Fs 得拉力:总W 9.2 JF 2.3 N。(2)由题意,铁块移动的速度 v0.5 m/s, 拉力的功率:PFv2.3 N0.5 m/s1.15 W。(3)因为 W W W ,总 有 额所以 W W W 9.2 J6.9 J2.3 J, 额 总 有额外功是克服铁块所受阻力所做的功,由 W fs 可得,铁块受到的阻力:额W 2.3 Jf 0.575 N。类型 4 质量、密度、压强、浮力相关计算1解:(1)平衡车对地面的压力F pS510 Pa4010 m 200 N。压W Fs fs 90 N100 m(2)平衡车匀速行驶,所受阻力等于牵引力,则其功率:P 450 W。2解:(1)小明的重力:Gmg50 kg10 N/kg500 N。F G 500 N(2)小明双脚站立在水平地面时对地面的压强 p 1.2510 Pa。3 333 3V3 33 3S4 23 3334 2233 33 33 3S4 213水水 1 g/cm33水22233m 50 kg(3)小明的体积 V 1.010 kg/m5102m。3.解:(1)水的体积:V1.5 L1.510 m ,m根据 可得水的质量:m V1.010 kg/m 1.510 m 1.5 kg, 水 水则容器对水平地面的压力:FG(m m )g(1.5 kg0.5 kg)10 N/kg20 N,水 容容器对水平地面的压强:F 20 Np 8010 m2.5103Pa。(2)水对容器底部的压强:p gh1.010 kg/m 10 N/kg0.1 m1.010 Pa, 水则水对容器底部的压力:FpS1.010 Pa8010m 8 N。4解:(1)物块的体积 V S h150 cm 10 cm1500 cm 1.5101 1m ,物块的质量 mV 0.810 kg/m 1.510 m 1.2 kg,1物块对容器底部的压力 FGmg1.2 kg10 N/kg12 N,F 12 N物块对容器底部的压强 p 800 Pa。15010 mm 600 g(2)假设倒入水后水未溢出,物块未漂浮,水的体积 V 600 cm ,水V 600 cm则向容器内注入质量为 600 g 的水后水的深度 h 6 cm水 SS 250 cm 150 cm10.06 m,物块排开水的体积 V S h 150 cm排 1 水6 cm900 cm9104m,3 34 33 3t 10 s42245压S 0.2 m246圆柱体物块受到的浮力 F V g1.010 kg/m 910 m 10 N/kg9 NG,浮 水 排假设成立,物块不漂浮,受到的浮力为 9 N。(3)水对容器底部的压强 p gh 1.010 kg/m 10 N/kg0.06 m600 Pa。水 水类型 5 功、功率、机械效率的相关计算1解:(1)大于 45(2)由 vt 图像可知,在 1020 s 内小推车做匀速运动,处于平衡状态,则水平推力 Ff45 N,1020 s 内小推车运动的距离:svt0.8 m/s10 s8 m,则 1020 s 内水平推力做的功:WFs45 N8 m360 J。(3)1020 s 内水平推力的功率:W 360 JP 36 W。2解:(1)人和车的总质量为 mm m 60 kg2300 kg2360 kg,人 车总重力为 Gmg2360 kg10 N/kg2.3610 N,因为汽车静止在水平地面上,所以对水平地面的压力F G2.3610 压4N,受力面积为 S40.05 m 0.2 m , 汽车对水平地面的压强F 2.3610 Np 1.1810 Pa。 (2)汽车所做的功WPt410 W120 s4.810 J, 汽车的牵引力6s 2400 m有900 J44有 2141h1 m434443浮3 333 3V 1 m3W 4.810 JF 2000 N,因为汽车在水平地面上做匀速直线运动,所以汽车受到的摩擦力 fF2000 N。3解:(1)Gmg60 kg10 N/kg600 N。(2)v3v 30.1 m/s0.3 m/s,物PFv50 N0.3 m/s15 W。(3)s v t0.1 m/s60 s6 m,物 物Wfs 0.2Gs 0.2600 N6 m720 J。物 物(4)W FsF3s 50 N36 m900 J,总 物W W 720 J 80%。W W总 总4解:(1)WUIt380 V50 A10 s1.9105J。(2)物体上升高度 h1 m,则 F 的作用点移动距离 s4h,1WF sF 4h1.910 N41 m7.610 J。 1 1W F h(3)由题意, ,W F s总F s 1.910 N4 m50% 则 F 23.810 N。(4)由于物体 A 匀速上升,则 F F mg,2 浮F mgF 4.810 kg10 N/kg3.810 N110 N, 浮 2由题意,F V g Vg,浮 水 排 水F 110 N则 V 1 m , g 110 kg/m 10 N/kg水m 4.810 kg 4.810 kg/m 。
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