2017届中考物理一轮复习_力学综合计算题课后作业

力学综合计算题课后作业
1．一辆汽车以90kW的恒定功率启动并做直线运动，且整个运动过程中受到的阻力不变，速度v与时间t的关系如图所示．求：（汽油的热值q汽油=4.6×107J/kg）
（1）汽车的速度为20m/s时，牵引力为多大？
（2）在0～5s时间内，汽车发动机做了多少功？
（3）汽车匀速行驶时，发动机的热效率为30%，则燃烧1kg汽油，汽车行驶的路程是多少？
2．图（甲）所示是使用汽车打捞水下重物的示意图，汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物，在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度v=0.2m/s向右运动．图（乙）是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t的变化图象，设t=0时汽车开始提升重物，不计绳重和滑轮的摩擦．求：
（1）圆柱体露出水面前，汽车对圆柱体的拉力．
（2）打捞前，圆柱体上表面所受水的压强？
（3）圆柱体露出水面前，圆柱体受到的浮力？
3．电动汽车是世界各国大力推广的新型交通工具，它具有节能、环保等特点．我国生产的某品牌电动汽车配备容量为100kW•h的锂电池，该车总质量为1.5t．当该车以90km/h的速度匀速行驶时，由于受路面和天气等因素的影响，其受到的阻力为车重的6%～12%之间．求：（g取10N/kg）
（1）该车以90km/h的速度匀速行驶时的最大阻力为多少？
（2）该车以90km/h的速度匀速行驶过程中，汽车牵引力的最大功率为多少？
（3）若汽车的牵引功率占电源输出总功率的75%，该车充满电后以90km/h的速度匀速行驶，最多能行驶多长时间？
4．如图（甲）所示，金属块A在木块B上，木块恰好浸没在水中．将金属块放入水中，容器底对金属块的支持力是2牛；木块静止时，有的体积露出水面，如图（乙）所示．已知木块的体积是金属块体积的5倍，求：金属的密度和木块的重力．（g=10牛/千克）
5．如图所示，一密度均匀，质量为6kg，底面积为600cm2的长方体木块漂浮在静止的水面上，g=10N/kg，求：
（1）水对木块产生的浮力大小．
（2）木块浸入水中的深度．
（3）水在木块下表面上产生的压强大小．
6．用如图所示的滑轮组将重90N的货物匀速提升1m的过程中，所用拉力F=50N，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦．
（1）求上述过程中的有用功W有用；
（2）求上述过程中的总功W总；
（3）求滑轮组的机械效率η．
力学综合计算题参考答案
1．解：
（1）由题知，汽车的功率一定，P=90kW=90×103W，
由P===Fv得牵引力：
F===4500N；
（2）由P=可得，在0～5s时间内汽车发动机做的功：
W=Pt=90×103W×5s=4.5×105J；
（3）燃烧1kg汽油放出的热量：
Q放=qm=4.6×107J/kg×1kg=4.6×107J，
由η=得汽车做的功：
W=ηQ放=30%×4.6×107J=1.38×107J，
由图可知，汽车匀速运动的速度为v′=30m/s，
由P=Fv可得，当行驶速度v′=30m/s时汽车的牵引力：
F牵===3000N，
由W=Fs得汽车行驶的路程：
s===4600m=4.6km．
答（1）汽车的速度为20m/s时，牵引力为4500N；
（2）在0～5s时间内，汽车发动机做了4.5×105J的功；
（3）汽车匀速行驶时，发动机的热效率为30%，则燃烧1kg汽油，汽车行驶的路程是4.6km．2．解：（1）由P===Fv可得，汽车在AB阶段对重物的拉力：
F1===3500N．
（2）由图乙AB阶段可知，物体从水底上升到上表面刚好接触水面用时50s，
由v=可知，上升高度为：
s=vt=0.2m/s×50s=10m，因此圆柱体上表面的水深为h=s=10m
故圆柱体上表面所受水的压强：
p圆柱=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10 N/kg×10m=105pa；
（3）由P===Fv可知，汽车在CD阶段对重物的拉力为：
F2===4000N，则圆柱体受到的重力G=F2=4000N；
此时物体受到的浮力为：F浮=G﹣F2=4000N﹣3500N=500N．
答：（1）圆柱体露出水面前，汽车对圆柱体的拉力为3500N．
（2）打捞前，圆柱体上表面所受水的压强为105pa；
（3）圆柱体露出水面前，圆柱体受到的浮力为500N．
3．解：
（1）汽车重力：
G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N，
汽车匀速行驶时，牵引力与阻力相等，当阻力最大时，牵引力最大，
F max=mg12%=1.5×104N×12%=1800N；
（2）牵引力最大时，功率最大，
v=90km/h=90×m/s=25m/s，
汽车牵引力的功率：
P max===F max v=1800N×25m/s=4.5×104W；
（3）以最小功率匀速行驶时，牵引力最小，功率最小，行驶时间最长，
F min=f min=mg6%=1.5×104×6%N=900N，
电源输出总功率：E总×75%=F min•v•t max
根据P=可得，最多能行驶多长时间：
t max=s=1.2×104s．
答：（1）该车以90k m/h的速度匀速行驶时的阻力为为1800N；
（2）该车以90km/h的速度匀速行驶过程中，汽车牵引力的功率为4.5×104W；
（3）若汽车的牵引功率占电源输出总功率的75%，该车充满电后以90km/h的速度匀速行驶，最多能行驶1.2×104s．
4．解：
①从乙图可知，木块B在水中漂浮，
所以F浮木=G木，
此时木块有2/5的体积露出水面，
所以木块浸入液体的体积为：V排=V木，
由阿基米德原理可得：F浮木=ρ水gV排=ρ水g V木，
即：ρ水g V木=G木=ρ木gV木，
代入数值得：ρ木=ρ水=×1.0×103kg/m3=0.6×103kg/m3．
②从甲图可知，金属块A和木块B在水中漂浮，
所以F浮木′=G木+G金，
由阿基米德原理可得：F浮木′=ρ水gV排′=ρ水gV木，
即：ρ水gV木=G木+G金=ρ木gV木+ρ金gV金，
而V木=5V金，
代入得：ρ水g5V金=ρ木g5V金+ρ金gV金，
解得：ρ金=5（ρ水﹣ρ木）=5×（1.0×103kg/m3﹣0.6×103kg/m3）=2×103kg/m3．
③从乙图可知，金属块A沉到容器的底部，金属块受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力和支持力，则G金=F浮金+F支，
即：ρ金gV金=ρ水gV金+F支，
代入数值得：2×103kg/m3×10N/kg×V金=1.0×103kg/m3×10N/kg×V金+2N，
解得：V金=2×10﹣4m3；
而V木=5V金=5×2×10﹣4m3=1×10﹣3m3，
所以木块的重力为：G木=ρ木gV木=0.6×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=6N．
答：金属的密度为2×103kg/m3．木块的重力为6N．
5．解：
（1）木块的重力：G=mg=6kg×10N/kg=60N；
木块漂浮，所以水对木块产生的浮力：F浮=G=60N．
（2）木块的底面积：S=600cm2=6×10﹣2m2，
根据F浮=ρ水gV排可得，木块排开水的体积：
V排===6×10﹣3m3，
木块浸入水中的深度：h===0.1m．
（3）水在木块下表面上产生的压强为：
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa．
答：（1）水对木块产生的浮力大小为60N．
（2）木块浸入水中的深度为0.1m．
（3）水在木块下表面上产生的压强大小为1×103Pa．
6．解：
（1）上述过程中的有用功：W有=Gh=90N×1m=90J；
（2）由图知n=2，所以绳端移动的距离：s=2h=2×1m=2m，
总功：W总=Fs=50N×2m=100J；
（3）滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=90%．
答：（1）上述过程中的有用功为90J；（2）上述过程中的总功为100J；（3）滑轮组的机械效率为90%．。