搜索
专题九力学计算专题1．(2017·北京中考)如图是用滑轮组提升建筑材料A的示意图，在竖直向下的拉力F作用下，使重900N的建筑材料A在5s的时间里，匀速竖直上升了1m，绳自由端匀速竖直向下移动了2m。在这个过程中，拉力F为500N，滑轮组的机械效率为η，拉力F做功的功率为P。求：(1)滑轮组的机械效率η；(2)拉力F的功率P。2．(2017·扬州中考)“暴走”是一种快速的徒步运动方式。观察分析人走路情形，可以将人的脚视为一根杠杆，如图所示，行走时人的脚掌前端是支点，人体受到的重力是阻力，小腿肌肉施加的力是动力。已知某人的质量为80kg，g＝10N/kg。运动方式散步快走慢跑快跑消耗能量E/J3151165.512601764(1)请画出小腿肌肉施加的拉力F的力臂l1。(2)根据图片，估算小腿肌肉产生的拉力。(3)人向前走一步的过程中，重心升高约4cm，人克服自身重力约做了多少焦耳的功？(4)通过查阅资料：人以不同方式徒步运动半小时，消耗人体内的能量如表所示。请你从能量角度分析“暴走”能健身的原因：_______________________________________________________。3．(2017·大庆中考)如图所示，在水平地面上放着物体A，A与地面的接触面积为0.14m2，对地面的压强为3000Pa，用滑轮组匀速提升物体A时，滑轮组的机械效率是84%(不计绳重和摩擦，g＝10N/kg)。求：(1)物体A的质量mA和动滑轮的质量m。(2)用此滑轮组使物体A以0.2m/s的速度匀速上升，在5s的时间内，人拉力做的功是多少？4．(2017·襄阳中考)质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计。(g取10N/kg)(1)影响滑轮组机械效率的因素之一是__________________。(2)若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，求拉力的功率。(3)求动滑轮受到的重力。(4)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？5．(2017·河南中考)如图所示，工人用斜面向上、大小为500N的推力，将重800N的货物从A点匀速推至B点；再用100N的水平推力使其沿水平台面匀速运动5s，到达C点。已知AB长3m，BC长1.2m，距地面高1.5m。试问：(1)利用斜面搬运货物主要是为了________。(2)货物在水平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？6.(2017·扬州中考)如图，是某一款电动平衡车，两车轮与地面的接触面积为40cm2。求：(1)若地面受到的压强为5×104Pa，则该平衡车对地面的压力为多少；(2)若该平衡车20s内沿水平面匀速行驶100m，受到的阻力为90N，则此过程中克服阻力做功的功率为多少。7．(2017·通辽中考)将一未装满水密闭的矿泉水瓶，先正立放置在水平桌面上，再倒立放置，如图所示，瓶盖的面积是8cm2，瓶底的面积是28cm2，瓶重和厚度忽略不计(g取10N/kg)。求：(1)倒立放置时瓶盖所受水的压力和压强；(2)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强。8．(2017·金华中考)2017年5月5日，大飞机C919首飞任务的完成，标志着我国航空工业向前迈进一大步。C919主要性能参数如表所示：中国商飞C919最大载重77.3t巡航速度0.78～0.8马赫(相当于954km/h到980km/h)巡航高度12100m最长航程5555km最多座椅数190个(1)上海到广州的空中距离大概是1470km，若全程以最大巡航速度匀速飞行，则C919从上海到广州大约需多长时间？(2)当C919发动机总推力达到2×105N，飞行速度达到954km/h时，C919发动机的总输出功率是多少？(3)当C919以最大载重停在机场时，轮胎与地面的总接触面积大约为0.1m2，则C919对地面的压强约多少？9.(2017·泰安中考)随着人们生活水平的提高，小汽车已经逐步进入家庭。某品牌小汽车质量是1600kg，车上载有人和物品质量共为200kg，车轮与地面的总接触面积为2.0×10－2m2。若小汽车以输出功率60kW在市区外水平路面上做匀速直线运动，运动速度v1＝72km/h；当汽车将要进入市区时，司机减小了油门，使汽车的输出功率立即减小为24kW并保持该功率继续直线行驶，汽车的速度与时间的关系如图所示，设运动过程中汽车所受阻力不变，g取10N/kg。求：(1)该汽车静止时对水平路面的压强；(2)汽车运动过程中受到的阻力；(3)t2时间后汽车运动的速度v2大小。参考答案1．解：(1)W有＝Gh＝900N×1m＝900J，W总＝Fs＝500N×2m＝1000J，机械效率：η＝W有W总＝900J1000J＝90%。(2)拉力F的功率：P＝W总t＝1000J5s＝200W。2．解：(1)如图所示(2)人的重力：G＝mg＝80kg×10N/kg＝800N；由图可知，力F的力臂大约是G的力臂的二倍，根据杠杆的平衡条件可估算小腿肌肉产生的拉力：F＝GlGl1＝800N×12＝400N。(3)人克服自身重力所做的功：W＝Gh＝800N×0.04m＝32J。(4)人运动的速度越大，在单位时间内消耗的能量越多3．解：(1)由p＝FS可得，A对地面的压力：F压＝pS＝3000Pa×0.14m2＝420N，因为物体A在水平地面上，所以物体A的重力：GA＝F压＝420N，物体A的质量：mA＝GAg＝420N10N/kg＝42kg；用滑轮组匀速提升物体A时，不计绳重和摩擦，则滑轮组的机械效率：η＝W有W总＝Gh（G＋G轮）h＝GG＋G轮＝420N420N＋G轮＝84%，解得G轮＝80N，动滑轮的质量：m＝G轮g＝80N10N/kg＝8kg。(2)用此滑轮组使物体A以0.2m/s的速度匀速上升5s，则物体A上升的高度：h＝vt＝0.2m/s×5s＝1m，由图可知n＝2，则拉力端移动距离：s＝2h＝2×1m＝2m，不计绳重和摩擦，则绳端的拉力：F＝12×(GA＋G轮)＝12×(420N＋80N)＝250N，人拉力做的功：W总＝Fs＝250N×2m＝500J。4．解：(1)物重和动滑轮重(2)由图可知，n＝3，则绳端移动的距离：s＝nh＝3×6m＝18m，拉力做的功：W＝Fs＝400N×18m＝7200J，拉力的功率：P＝Wt＝7200J60s＝120W。(3)由图乙可知，物重G＝300N时，滑轮组的机械效率η＝60%，滑轮组的机械效率：η＝W有W总＝Gh（G＋G动）h＝GG＋G动＝300N300N＋G动＝60%，解得G动＝200N。(4)已知工人的质量为60kg，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力：F大＝G人＝m人g＝60kg×10N/kg＝600N，由F＝1n(G＋G动)可得，提升的最大物重：G大＝nF大－G动＝3×600N－200N＝1600N，则滑轮组的最大机械效率：η大＝G大G大＋G动＝1600N1600N＋200N≈88.9%。5．解：(1)省力(2)货物在水平面上运动的距离为s＝1.2m，所用时间为t＝5s；在水平面上运动的速度：v＝st＝1.2m5s＝0.24m/s。(3)水平推力做功的功率：P＝Fv＝100N×0.24m/s＝24W。(4)在斜面上推力做的功：W总＝F′s＝500N×3m＝1500J，做的有用功：W有＝Gh＝800N×1.5m＝1200J，则斜面的机械效率：η＝W有W总＝1200J1500J＝80%。6．解：(1)根据公式p＝FS可知，对地面的压力：F＝pS＝5×104Pa×0.004m2＝200N。(2)克服阻力所做的功：W＝fs＝90N×100m＝9000J；克服阻力做功的功率：P＝Wt＝9000J20s＝450W。7．解：(1)倒立放置时瓶盖所受水的压强：p＝ρgh倒立＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.13m＝1300Pa，由p＝FS可得，倒立放置时瓶盖所受水的压力：F＝pS瓶盖＝1300Pa×8×10－4m2＝1.04N。(2)由图可知，矿泉水瓶内水的体积：V＝S瓶底h正立＝28cm2×10cm＝280cm3，由ρ＝mV可得，水的质量：m水＝ρV＝1.0g/cm3×280cm3＝280g＝0.28kg，瓶重和厚度忽略不计，则倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力：F′＝G水＝m水g＝0.28kg×10N/kg＝2.8N，倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强：p′＝F′S瓶盖＝2.8N8×10－4m2＝3500Pa。8．解：(1)已知上海到广州的空中距离s＝1470km，最大巡航速度v最大＝980km/h，由v＝st可得，从上海到广州大约需要时间：t＝sv最大＝1470km980km/h＝1.5h。(2)v＝954km/h＝954×13.6m/s＝265m/s，发动机的总输出功率：P＝Wt＝Fst＝Fv＝2×105N×265m/s＝5.3×107W。(3)C919对地面的压力：F＝G＝mg＝77.3×103kg×10N/kg＝7.73×105N，对地面的压强：p＝FS＝7.73×105N0.1m2＝7.73×106Pa。9．解：(1)该汽车静止时对水平路面的压力：F＝G总＝m总g＝(m车＋m物)g＝(1600kg＋200kg)×10N/kg＝1.8×104N，对水平路面的压强：p＝FS＝1.8×104N2.0×10－2m2＝9×105Pa。(2)由P＝Wt＝Fst＝Fv可知，当汽车以v1速度匀速行驶时，汽车受到的牵引力：F1＝P1v1＝6×104W72×13.6m/s＝3000N，因为汽车做匀速直线运动，所以汽车受到的阻力：F阻＝F1＝3000N。(3)当汽车以v2速度匀速行驶时，汽车受到的牵引力F2＝F阻＝3000N，由P＝Wt＝Fst＝Fv可知，t2时间后汽车运动的速度：v2＝P2F2＝24×103W3000N＝8m/s。