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2014届中考物理专题复习专题4力学综合专题诠释一、考点分析：力学综合计算常常以交通工具、简单机械、地面静物为呈现载体，将运动、力的平衡、密度、压强、浮力、简单机械、功、功率、机械效率的力学内容进行综合考查。由于内容和实际生活相联系，所以也是天津市中考的一个热点问题。二、思路点拨：以下一些公式在实际应用时容易混淆：(1)液体压强的计算公式p＝ρgh与阿基米德原理F浮＝ρ液gV排；(2)压强的定义公式p＝FS与机械功的计算公式W＝Fs以及机械功率的公式P＝Wt＝Fv(v表示速度，单位只能用m/s)。典例分析例1在打捞海底沉船时，常用水下机器人潜入水下打捞船上物品，已知ρ海水＝1.03×103kg/m3，g取10N/kg。求：(1)机器人在水下70m处受到海水产生的压强是多大。(2)某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.02m3、密度为2.7×103kg/m3的物体静止不动时，求该力的大小。(3)若机器人在水下运动时，所受海水阻力与速度的关系如图Z4－1所示，求机器人在水下以0.5m/s的水平速度匀速运动时，机器人水平推进力的功率。类型一“液面升降”析压强[答案](1)7.21×105Pa(2)334N(3)87.5W[解析](1)p＝ρ海水gh＝1.03×103kg/m3×10N/kg×70m＝7.21×105Pa。(2)F举＝G－F浮＝ρ物gV物－ρ液gV排＝2.7×103kg/m3×10N/kg×0.02m3－1.03×103kg/m3×10N/kg×0.02m3＝334N。(3)由图象可知，当速度为0.5m/s时阻力为175N，P＝Fv＝175N×0.5m/s＝87.5W。1．在一次沉船打捞过程中，将一只铁锚从水下100m深处匀速缓慢地拉到水下10m深处，不考虑水的阻力。假如铁锚重为7900N，已知ρ铁＝7.9×103kg/m3，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求：(1)在100m深处，水对铁锚产生的压强。(2)铁锚在水中受到的浮力。(3)在匀速拉动铁锚上升的过程，绳对铁锚的拉力及拉力做的功。[针对训练][答案](1)106Pa(2)103N(3)6900N6.21×105J例2履带式推土机在松软和泥泞的作业环境下发挥着巨大的作用。如图Z4－2所示为某品牌履带式推土机，下表为其主要参数。根据表中提供的信息，回答并计算下列问题：品牌×××履带式推土机型号NT855－B280长×宽×高6430×4035×3015mm使用质量20000kg额定功率169kW额定转速2000rpm履齿高度72mm履带板宽度900mm履带接地长度3300mm爬坡能力30前进各挡速度0－3.8－6.8－11．3km/h后退各挡速度0－4.9－8.2－13．6km/h(1)“履带”的主要作用是什么？“履齿”的主要作用是什么？(2)该推土机静止时对地面的压强。(g取10N/kg)(3)假若该推土机以额定功率进行推土作业，在平直的场地上以1m/s的速度匀速行驶了5m，求推土机所受的阻力和推土机所做的功。[答案](1)“履带”的主要作用是增大接触面积，减小推土机对地面的压强，使之可以在松软的地面顺利工作“履齿”的作用是增大与接触面的摩擦，便于爬坡作业(2)3.37×104Pa(3)1.69×105N8.45×105J[解析]“履带”的主要作用是增大接触面积减小压强，使推土机可以在松软和泥泞的环境下工作而不陷进泥土里。“履齿”的主要作用是增加接触面的粗糙程度增大摩擦，便于爬坡作业。由表中的质量、履板的宽度和接地长度等数据，根据公式p＝FS＝GS＝mgS求得压强。由表中的额定功率和速度，根据公式W＝Pt＝Fs即可求出牵引力和牵引力的功，因为受力平衡，阻力等于牵引力。(2)推土机静止时对地面的压力大小等于推土机所受重力大小，即F＝G＝mg＝20000kg×10N/kg＝2×105N，履带与地面的接触面积：S＝l×d×2＝3.3m×0.9m×2＝5.94m2，推土机静止时对地面的压强：p＝FS＝2×105N5.94m2≈3.37×104Pa。(3)推土机所做的功：W＝Pt＝P·sv＝169×103W×5m1m/s＝8.45×105J，因为推土机做匀速直线运动，所以牵引力与阻力是一对平衡力，所以阻力F＝F＝Ws＝8.45×105J5m＝1.69×105N。2．汽车是我们熟悉的交通运输工具，一些运输单位为了降低运营成本肆意超载，造成路面损坏。某种型号运输车的部分参数如下表所示。求：自重15t载重20t汽车轮个数10每个轮胎与地面的接触面积0.05m2[针对训练](1)若该车车厢内装有12m3的沙子，请你通过计算回答，汽车是否超载？此时汽车对水平路面的压强多大？(ρ沙＝2.5×103kg/m3，g取10N/kg)(2)已知沙场到建筑工地的距离为180km，当该车满载时，以140kW的功率正常行驶，能否在2h内从沙场到达建筑工地？(汽车受到的阻力是车重的0.02倍)[答案](1)超载9×105Pa(2)不能3．质量为6×103kg的四轮汽车在平直的公路上以10m/s的速度匀速行驶，在行驶过程中受到的阻力等于车重的0.08倍，每个轮胎与地面的接触面积为0.05m2，g取10N/kg，求：(1)汽车所受重力的大小。(2)汽车在1min内通过的路程。(3)汽车牵引力在1min内做的功。(4)汽车静止在水平地面上时对地面的压强。[答案](1)6×104N(2)600m(3)2.88×106J(4)3×105Pa1．[2012·金华]汽车会飞不是梦！美国一家公司研制出了“会飞的汽车”(如图Z4－3所示)，这款车的车身和一般的汽车相似，但车门多了两个可折叠的翅膀。在陆地行驶时，翅膀折叠，在空中飞行时，翅膀张开。从汽车到“飞机”的变形在30s内完成，驾驶员在车内即可完成操作。该车已获准可在美国的空中飞行和公路行驶，是允许上路的第一辆飞行和地面行驶混合车。以下是该车的一些信息：自主训练汽车质量600kg发动机功率75kW空中最大飞行速度200km/h最大飞行距离800km地面最大行驶速度150km/h轮胎与地面接触面积4×0.03m2(1)该汽车可以在具备长约760m跑道的任何普通机场起飞或降落，汽车降落后，需要在跑道上滑行一段距离才能停下，这是因为汽车具有________的缘故。(2)该汽车停在水平地面上时，对地面的压强是多少？(g取10N/kg)(3)该汽车以最大飞行速度飞行了800km，则汽车发动机做功多少？惯性[答案](2)5×104Pa(3)1.08×109J2．[2012·恩施]在水井清淤工程中，工人用如图Z4－4所示的装置来起吊井底的一块石头。如果石头的重力是500N，体积是0.02m3。(1)此装置________(选填“能”或“不能”)省力，其带来的好处是__________________。(2)请通过计算说明，当石头浸没在水中时和完全离开水面后，要把石头匀速吊起，工人分别需要多大的拉力。注：不计摩擦、水的阻力和绳的重力等，g取10N/kg。不能改变用力的方向[答案](2)300N500N3．你知道水陆两用坦克吗？水陆两用坦克的车体比普通坦克要大，呈船形，能在水中浮动。有的利用特制的履带划水前进，有的用螺旋桨推进，有的用推进器喷水前进。中国某型号的水陆两用坦克(如图Z4－5所示)，它的总质量为22t，配备发动机的功率为420kW。水上最大速度14km/h，陆地最大速度54km/h。请你根据短文中的信息，解答下列问题：(g取10N/kg)(1)水陆两用坦克在水上航行时，排开水的体积约为22m3，则所受的浮力约为________N。(ρ水＝1.0×103kg/m3)(2)该水陆两用坦克停在水平地面上时，履带着地总面积为4m2，坦克对地面的压强是多少帕？(3)该水陆两用坦克在陆地上以最大速度匀速行驶54km(发动机正常工作)，行驶过程中受到的牵引力多大？2.2×105[答案](2)5.5×104Pa(3)2.8×104N4．为了给立方体工件表面均匀地涂上某种油，需要用竖直向下的力F把漂浮在油面上的工件缓缓地压入油内，如图Z4－6甲所示。工件的下底面与油面的距离为h，力F与h的大小关系如图乙所示。小科觉得图中CB的延长线BA段是没有意义的，老师告诉他，力F为负值时，表明它的方向与原来的方向相反了。(1)分析BC段：随着h的增大，工件所受的浮力大小将________，油对工件下底面的压强大小将________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)(2)若A点的坐标为(－a，0)，则a＝________。从图象分析，a表示了工件一个物理量的值，这个量就是工件的________。(3)求C点所对应状态下，工件所受的浮力及油对工件下底面的压强。(不考虑大气压强)变大变大400重力[答案]1000N4000Pa5．[2012·武汉]如图Z4－7甲所示，我国“向阳红09”号母船正在进行投放“蛟龙号”载人深潜器试验，调控两根伸缩杆，使“∩”形架绕固定在甲板上的转轴转动至图甲所示位置时停止，然后由固定在“∩”形架顶部的绞车通过钢缆释放深潜器。处在图甲所示位置的“∩”形架可以简化为图乙中以O为支点的杠杆，OB表示“∩”形架，CD表示两根伸缩杆，O到CD的距离为2m，OD、OE的长度分别为3m、6m。不考虑“∩”形架、两根伸缩杆和绞车的重力。(1)请在图乙中画出投放深潜器时“∩”形架的动力和阻力示意图。(2)深潜器的质量为25t，总体积为24.5m3。在绞车缓慢向下释放深潜器至刚浸没的过程中，两根伸缩杆的总拉力最多减少多少牛？[答案](1)动力和阻力示意图如图所示(2)7.35×105N6．[2013·钦州]为了将放置在水平地面上、重力G＝100N的重物提升到高处。小明同学设计了如图Z4－8甲所示的滑轮组装置。当小明用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，重物的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系图象分别如图丙和丁所示。若重物与地面的接触面积S＝5×10－2m2，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求：(1)在2～3s内，拉力F的功率P及滑轮组的机械效率η。(2)在1～2s内，拉力F做的功W。(3)在0～1s内，重物对地面的压强p。[答案](1)300W83.3%(2)187.5J(3)600Pa7．体育活动中也包含很多物理知识。下表是杨威同学的一次体育测试成绩，请你根据表格中提供的信息进行下列有关计算：(g取10N/kg)项目100m跑俯卧撑举重成绩16s25个/min30kg(1)杨威同学100m跑的平均速度是多大？(2)在图Z4－9中，杨威同学所受的重力是500N，A点为此时的重心，请你根据图中数据求出支持力F的大小。(3)杨威同学用4s的时间把杠铃举起了2m，则他举起杠铃的功率是多少？[答案](1)6.25m/s(2)300N(3)150W8．[2013·衡阳]如图Z4－10所示是一个上肢力量健身器示意图。D是动滑轮；配重A的底面积为5×10－2m2，放在水平地面上对地面的压强p0为2.4×104Pa。杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动，OE∶OH＝2∶5，此人受到的重力为600N，他通过细绳在H点施加竖直向下的拉力T1时，杠杆在水平位置平衡，他对地面的压力为F1，配重A对地面的压力为FA1，配重A受到的拉力为TA1，配重A对地面的压强p1为6×103Pa；他在H点施加竖直向下的拉力T2时，杠杆仍在水平位置平衡，他对地面的压力为F2，配重A对地面的压力为FA2，配重A对地面的压力为FA2，配重A受到的拉力为TA2，配重A对地面的压强p2为4×103Pa，已知F1∶F2＝20∶19，杠杆EH和细绳的质量均忽略不计。求：(1)配重A受到的重力GA。(2)拉力TA1和TA2。(3)动滑轮D受到的重力GD。[答案](1)1200N(2)900N1000N(3)100N9．[2012·北京]图Z4－11是一种新型吊运设备的简化模型示意图，图中虚线框里是滑轮组(未画出)，滑轮组绳子的自由端由电动机拉动。工人师傅用该吊运设备先后搬运水平地面上