中考物理重要考点突破专题07交通工具类计算题含解析试题

卜人入州八九几市潮王学校专题07交
通工具类计算题
交通工具类计算题通常以轿车、卡车、自行车与火车等交通工具为背景，侧重查考平衡力、速度、压强、功、功率与热机效率等知识点：解此类题要注意：
1、因为经常需要求出速度，但题中所给的速度单位通常是km/h，所以需要首先进展单位换算，根据1m/s=km/h，把速度单位换算成m/s。

2、求解汽车对地面的压强时，题中通常物体的质量或者重力，所以在写解题步骤时，别忘了写出F=G=mg，标明压力与重力虽然大小相等，但不是同一个物理量。

此外，还要明确受力面积是一个轮胎的面积还是轮胎的总面积。

3、假设需要用公式P=Fv，必须注明物体在做匀速运动。

1、速度的相关计算
公式：v＝变形式：求路程s＝vt求时间是t＝单位：速度单位m/s〔米每秒〕，路程单位m〔米〕，时间是单位s〔秒〕单位换算：1km＝103m1h＝3600s1min＝60s1m/s=km/h需要解决的问题：〔1〕题目中路程、时间是，直接套用公式进展计算，或者根据其变形式进展计算，注意单位统一〔2〕题目中未直接告诉所求路段的路程或者时间是，需根据条件进展路段的路程相等，所求时间是与其他某个阶段的时间是相等〔或者有函数关系〕；b.往返问题，注意题目设问所求阶段，路程的对应时间是]〔3〕走走停停问题，注意明确实际运动的时间是
2、重力、压力的计算
公式：G＝mg程度面上处于平衡状态：F＝G单位：重力、压力单位N〔牛或者牛顿〕，质量单位kg〔千克〕，g一般取10N/kg单位换算：1t＝1000kg1g＝10－3kg变形式：求质量m＝
3、压强的计算
公式：p＝单位：压强单位Pa〔帕斯卡〕，压力单位N〔牛〕，面积单位m2〔平方米〕单位换算：
1Pa＝1N·m－21dm2＝10－2m21cm2＝10－4m2变形式：F＝pS需要解决的问题：关于压力F：〔1〕当在程度面上处于平衡状态时，由互相作用力可知F＝G，注意是否将人的重力计算在内．求车对地面的压强时，只有车重，求车在行驶过程中对地面的压强时，为车重与人重之和〔2〕当在非程度面上处于平衡状态，进展简单的受力分析，对应正压力即为F，关于接触面积S：看清条件，是单个车轮的面积还是总接触面积〔注意车轮的个数及单位〕
4、牵引力、阻力的计算
公式：F＝f＝nG〔二力平衡〕，根据题目的条件得出重力与阻力之间的数学关系，求出阻力大小
5、功、功率的计算
公式：W＝FsP＝Fv单位：功的单位是J〔焦耳〕，力的单位是N〔牛〕，路程的单位是m〔米〕，功率的单位是W〔瓦或者瓦特〕，时间是的单位是s〔秒〕单位换算：1kW＝1000W
1.由政府主导，某集团HY建立的公一共自行车工程，通过相关部门的宣传，“绿色出行，低碳生活〞的理念深化人心．经过一段时间是的运行，公一共自行车已经真正融入到港城人民的生活中．一位民骑着自行车在平直的程度路面上以5m/s的速度匀速行驶，该民质量为60kg，自行车质量为10kg，前后轮胎和地面总接触面积为2×10－3m
2.假定骑行过程中人和车受到的阻力恒为15N，在该民骑行过程中，求：〔g＝10N/kg〕
〔1〕自行车对程度路面的压力；
〔2〕自行车对程度路面的压强；
〔3〕该民做功的功率．
【解析】〔1〕自行车对地面的压力：
F＝〔m人＋m车〕g＝〔60＋10〕kg×10N＝700N
〔2〕自行车对地面的压强：
p＝＝＝×105Pa
〔3〕该民做功的功率P＝Fv＝15N×5m/s＝75W
2.如下列图，轨道交通中的一条骨干线路——地铁4号线已于2021年12月26日开通运营，从北客站站至航天新城站全长3公里，一共设29座车站，地铁空载时总质量约为180吨，设计最高速度为80km/h.〔g取10N/kg〕
〔1〕地铁高速行驶时易吸附空气中的灰尘是因为车身与空气摩擦后________．
〔2〕假设车轮与轨道的总接触面积为0.9m2，地铁静止在平直轨道上时对轨道的压强是多少？
〔3〕假设地铁运行时受到的阻力为车重的0.04倍，以最高速度空载匀速运行全程时牵引力的功率和所做的功是多少？
第2题图
【解析】〔1〕带电〔或者带了电荷〕
〔2〕地铁受到的重力
G＝mg＝180×1000kg×10N/kg＝×106N
地铁对轨道的压强
p＝＝＝＝2×106Pa
〔3〕列车运行时受到的阻力
fG＝0.04××106N＝×104N
因地铁匀速行驶时，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以地铁的牵引力F＝f＝×104N
那么地铁以最高速度空载匀速运行时牵引力的功率
P＝＝＝Fv＝×104N×m/s＝1.6×106W
地铁的牵引力做的功
W＝Fs＝×104N×3×103m＝344×109J
3.近年来，独轮电动平衡车深受年轻人的喜欢，如下列图，它采用站立式的驾驶方式，人通过身体的
前倾、后仰实现驾驶．下表为某型号独轮电动平衡车的局部数据，那么：
第3题图Array〔1〕该车充满电后，假设以最大速度行驶，
能行驶的最长时间是是多少？
〔2〕质量为50kg的人驾驶该车，在程度地面上匀速行驶，假设，此时该车受到的牵引力是多大〔g取10N/kg〕
〔3〕质量为50kg的人驾驶该车时，车对程度地面的压强是多大？
【解析】〔1〕该车以最大速度行驶，能行驶的最长时间是为
t＝＝＝h
〔2〕车和人的总重力为
G总＝m总g＝〔10kg＋50kg〕×10N/kg＝600N
因车做匀速直线运动，车受力平衡，
该车受到的牵引力F牵＝fG总＝0.2×600N＝120N
〔3〕车对程度地面的压强p＝＝＝＝2×105Pa
4.如图甲所示为一辆洒水车，未装水时其质量为4t．〔ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg〕
第4题图
〔1〕洒水车的方向盘相当于________杠杆，当洒水车洒水时，其惯性________〔选填“增大〞“减小〞或者“不变〞〕．
〔2〕洒水车储水箱装满水后，水箱内距水面0.4m深处，水产生的压强多大？
〔3〕洒水车空车行驶时，某段时间是内的s－t图像如图乙所示，这段时间是内其所受阻力为800N，那么这段时间是内洒水车牵引力的功率多大？
【解析】〔1〕力减小
〔2〕水产生的压强p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m＝4.0×103Pa
〔3〕由图乙可知，这段时间是洒水车做匀速直线运动，故F＝f，路程s＝100m，时间是t＝10s，那么速度v＝＝＝10m/s
牵引力的功率P＝＝＝Fv＝fv＝800N×10m/s＝8000W
5.为进步车辆通行量，交警在区一些道路某些时段推广“绿波通行〞，即车辆在绿波路段以如下列图的50km/h～55km/h范围内行驶，一路绿灯．在绿波时段，质量是×103kg的汽车，经过绿波路段上相距×103m 的两个路口，用时180s．问：
〔1〕汽车行驶的平均速度是多少？是否“绿波通行〞？
〔2〕假设汽车在这段间隔内行驶的牵引力保持3000N不变，那么汽车的输出功率是多少？
〔3〕假设轮胎与地面接触的总面积是0.6m2，汽车静止时对程度地面的压强是多少〔g取10N/kg〕
第5题图
【解析】〔1〕v＝＝＝15m/s＝54km/h
因为50km/h<54km/h<55km/h
所以汽车是“绿波通行〞
〔2〕P＝Fv＝3000N×15m/s＝×104W
〔3〕因为汽车静止在程度地面上
所以F压＝G＝mg＝×103kg×10N/kg＝×104N
p＝＝＝2×104Pa
6.如下列图为直－9型舰载直升机．该直升机有效载荷1863kg，最大起飞质量3850kg，最大续航时间是5h，下表是直升机航行时所受阻力的大小与速度的关系．〔g取10N/kg〕求：
第6题图
〔1〕直升机上升时机翼上方的压强________机翼下方的压强．
〔2〕直升机以最大起飞质量程度匀速飞行时的升力．
〔3〕该直升机3min竖直上升至756m高空的平均速度.
〔4〕当直升机以80m/s的速度程度匀速巡航时，发动机的输出功率.
【解析】〔1〕小于
【解析】〔2〕直升机以最大起飞质量程度匀速飞行时，竖直方向受到的重力与升力是一对平衡力升力F＝G＝mg＝3850kg×10N/kg＝5×104N
〔3〕直升机竖直上升的平均速度
v＝＝＝m/s
〔4〕由表可知，直升机以80m/s的速度程度匀速巡航时所受的阻力为1600N，此时牵引力等于阻力，即F牵＝f＝1600N
故直升机发动机的输出功率
P＝＝＝F牵v′＝1600N×80m/s＝8×105W
7.据日报报道，近日启动了新能源汽车充电站、充电桩在规划编制，第一批新能源汽车充电桩在港城建成投运．假设每个充电桩对新能源小汽车的充电功率为7000W，，g取10N/kg.
〔1〕小汽车静止在程度地面上，轮胎与地面的接触总面积为0.08m2，汽车对地面的压强多大？
〔2〕该小汽车以额定输出功率在平直公路上匀速行驶时速度多大？
〔3〕该小汽车将电能转化为机械能的效率多大〔结果保存一位小数〕
【解析】〔1〕汽车对程度地面的压力F＝G＝mg＝1×103kg×10N/kg＝1×104N，
汽车对地面的压强p＝＝＝5×105Pa
〔2〕汽车匀速行驶时F＝f＝0.06G＝0.06×1×104N＝600N，
汽车匀速行驶的速度v＝＝＝20m/s
〔3〕汽车的效率η＝×100%＝×100%＝×100%≈8%.
8.如图是一辆质量为11t的流动式混凝土搅拌车，当装有5t的混凝土时，轮胎与地面接触的总面积为0.8m2.车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，发动机的输出功率为128kW.〔g取10N/kg，燃油的热值取q＝4×107J/kg〕求：
〔1〕装有5t混凝土的搅拌车静止在程度地面上，对地面的压强．
〔2〕搅拌车以72km/h的速度匀速直线行驶时，受到地面的阻力〔拌筒旋转功率忽略不计〕．
〔3〕搅拌车行驶时发动机的效率为40%，以72km/h的速度匀速行驶10km，需要消耗多少千克燃油？
第8题图
【解析】〔1〕搅拌车对地面的压力F＝G＝m总g＝〔11×103kg＋5×103kg〕×10N/kg＝1.6×105N
搅拌车对地面的压强p＝＝＝2×105Pa
〔2〕搅拌车行驶的速度v＝72km/h＝20m/s
牵引力的功率P＝＝Fv，F＝＝＝×103N
由于搅拌车匀速行驶，所以F阻＝F＝×103N
〔3〕搅拌车牵引力所做的功W＝Fs＝×103N×104m＝×107J
由η＝得，行驶过程中需要放出的热量
Q放＝＝＝1.6×108J
需要燃油m油＝＝＝4kg
9.“节能减排，低碳生活〞旨在倡导节约能源和减少二氧化碳排放．李明同学坚持骑自行车上下学，他的质量为50kg，所骑自行车质量为15kg.〔g取10N/kg〕求：
〔1〕假设他在平直公路上5min内匀速行驶了1500m，那么这段时间是他骑行的速度是多大？
〔2〕假设他骑行时的牵引力恒为60N，那么他骑行这5min内克制阻力做了多少功？
〔3〕假设他骑行时自行车两轮与地面总的接触面积为25cm2，那么他骑行时自行车对地面的压强为多少？
【解析】〔1〕骑行的速度为：v＝＝＝5m/s
〔2〕因自行车在平直公路上匀速行驶，所以自行车受到的阻力为f＝F牵＝60N
李明克制阻力所做的功：W＝fs＝60N×1500m＝9×104J
〔3〕骑自行车行驶时对地面的压力：F＝G＝〔m1＋m2〕g＝〔15kg＋50kg〕×10N/kg＝650N
自行车与地面总的接触面积：S＝25cm2＝×10－3m2
李明骑自行车行驶时对地面的压强：p＝＝＝×105Pa
10.一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其v－t图像如下，在第10s时速度到达20m/s，通过的路程为120m.
求：〔1〕在0～10s内汽车的平均速度．
〔2〕设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为f＝4000N，那么在0～10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少焦耳．
〔3〕假设发动机的转化效率为80%，那么需要燃烧多少千克汽油才能使发动机做这么多功〔汽油的热值大约为5×107J/kg〕．
第10题图
【解析】〔1〕在0～10s内汽车的平均速度为v＝＝＝12m/s；
〔2〕牵引力做的功等于克制摩擦力做功为：
W＝fs＝4000N×120m＝×105J；
〔3〕发动机的转化效率η＝×100%，那么Q放＝＝＝6×105J，因为Q放＝mq，那么需要燃烧汽油的质量为m＝＝＝0.012kg.
11.如下列图为我国消费的一款高性能7座纯电动SUV，局部参数如下表所示〔g取10N/kg〕：
〔1〕汽车在程度地面高速行驶时对地面的压力________〔选填“大于〞“小于〞或者“等于〞〕重力．〔2〕假设司机和乘客的平均质量为50kg，该汽车满载静止在程度地面上时对地面的压强是多少？
〔3〕假设该汽车满载时在程度路面匀速行驶，受到的阻力为人和车总重的0.03倍，它在程度路面上以最大车速匀速行驶时牵引力的功率是多少？
第11题图
【解析】〔1〕小于
〔2〕满载时车和人的总重：G总＝〔m车＋m人〕g＝〔2460kg＋7×50kg〕×10N/kg＝1×104N
满载静止时车对程度地面的压力：F＝G总＝1×104N
满载静止时车对程度地面的压强：p＝＝＝1×105Pa
〔3〕因车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以车的牵引力：
F′＝fG总＝0.03×1×104N＝843N
车的最大行驶速度：v＝198km/h＝55m/s
此过程中牵引力的功率：P＝＝＝F′v＝843N×55m/s＝46365W
12.如图甲是中国自主研制的首列永磁动力单轨列车．其亮点是列车可以小角度转弯，安装有高压细水雾灭火系统和制动发电装置．
〔1〕当列车转弯时，程度轮胎发生形变，起到导向和稳定作用．如图乙是轮胎与接触面的平面图，请在图乙中画出轮胎对接触面压力的示意图．
〔2〕当高压细水雾系统中水枪工作时，水对喷孔的压强p＝10MPa，水雾喷出的速度v≥10m/s，假设喷孔的总面积S＝5×10－5m2，那么水枪的功率至少为多少瓦？〔不计大气压强〕
〔3〕列车制动减速的过程中，机械能转化为电能和内能．当列车在平直轨道上制动减速时，电能W1与内能W2之比为9∶16，如图丙是机械能的变化量ΔW与速度变化量Δv的关系图像，假设列车从72km/h开场减速，转化的电能可供总功率为1000W的照明灯正常发光1h，那么列车的速度将会减小到多少千米/时？
第12题图
【解析】〔1〕如答图所示：
第12题答图
〔2〕喷头处作用力F＝pS
那么功率P枪＝Fv＝pSv＝10×106Pa×5×10－5m2×10m/s＝5×103W
〔3〕产生的电能：W电＝P电t＝1000W×3600s＝×106J
电能W1和内能W2的比值为9∶16，
那么电能W1和机械能变化量ΔW的比值为9∶〔9＋16〕＝9∶25
即：ΔW＝W1＝××106J＝1×107J
由关系图像可知，Δv＝10m/s
末速度v末＝v0－Δv＝20m/s－10m/s＝10m/s＝36km/h
13.如图甲是中国自主研制的一款单轨列车，其亮点是安装有高压细水雾灭火系统和制动发电装置．当列车在平直轨道上制动减速时，所减小机械能的36%转化为电能，如图乙是机械能的变化量ΔW与速度变化量Δv的关系图像．
〔1〕由图像可知，速度的变化量越大，获得的电能越________．
〔2〕当高压细水雾系统中的水枪工作时，假设喷孔的总面积S＝5×10－5m2，水对喷孔的压强p＝1.0×107Pa，水对喷孔压力为多少牛？假设水枪的喷水功率为5000W，那么喷出水雾的速度为多少米/秒？〔不计大气压强〕
〔3〕假设列车开场减速，转化的电能可供总功率为1000W的照明灯正常发光1h，那么列车的速度将会减小多少米/秒？
甲乙
第13题图
【解析】〔1〕多
〔2〕水对喷孔的压力F＝pS＝1.0×107Pa×5×10－5m2＝500N
由P＝＝＝Fv得喷出的水雾速度为v＝＝＝10m/s
〔3〕转化的电能W电能＝P1t＝1kW×1h＝1kW·h＝×106J
由η＝×100%得，减小的机械能W机械＝＝＝1×107J
由乙可知，速度将会减少10m/s
14.一辆以天然气为燃料的公交汽车质量为16000kg，轮胎与地面的总接触面积为400cm2.某次行驶过程中，搭载的人员及物品一共2000kg，所受阻力为车总重的0.01倍，40s内匀速直线行驶了400m，一共消耗天然气0.025kg〔天然气完全燃烧，其热值为×107J/kg〕．针对此次行驶过程，求：〔1〕汽车对地面的压强；〔g取10N/kg〕
〔2〕汽车的功率；
〔3〕汽车发动机的效率．
【解析】〔1〕F＝G＝mg＝〔16000kg＋2000kg〕×10N/kg＝×105N
p＝＝＝×106Pa
〔2〕匀速直线行驶时，牵引力F＝f＝0.01G＝0.01××105N＝×103N
汽车做功W＝Fs＝×103N×400m＝×105J
功率P＝＝＝×104W
〔3〕Q＝mq＝0.025kg××107J/kg＝1.6×106J
发动机效率η＝×100%＝×100%＝45%
15.如图甲所示，柳叶湖大桥让区交通变得便捷的同时也成为了一道亮丽的风景．小洋暑假里在欢乐水世界玩耍后乘小汽车返回区，需要从平直的道路驶上柳叶湖大桥．小汽车〔含乘客〕总质量为×103kg，以18m/s的速度在大桥的引桥上匀速行驶，如图乙所示，此过程中小汽车的功率为36kW，可以将引桥近似看成一个倾角较小的斜面，此斜面的长度为400m，高度为12m.
〔1〕假设小汽车与地面的总接触面积为0.05m2，它静止在程度路面上对地面的压强为多大？
〔2〕大桥引桥的机械效率为多大？
〔3〕小汽车在引桥上行驶时所受路面的摩擦力〔空气阻力忽略不计〕为多大？
第15题图
【解析】〔1〕小汽车静止在程度路面上对地面的压强：
p＝＝＝＝5×105Pa
〔2〕由P＝＝＝Fv可知，小汽车牵引力：F＝＝＝2000N
那么大桥引桥的机械效率为η＝×100%＝×100%＝×100%＝3%
〔3〕由题意可知，小汽车在引桥上行驶时克制摩擦力所做的功为额外功，那么W额＝W总－W有＝2000N×400m－×103kg×10N/kg×12m＝5×105J
由W＝Fs可得，小汽车受到的摩擦力：f＝＝＝5×103N
16.小强一家驾车郊游，车行至一个程度弯道处，坐在副驾驶座位上的小强不由自主靠向车门，并与车门产生挤压，如图甲所示．
小强问爸爸：我向外靠是因为惯性所致，但我和车门挤压时，显然车门对我有一个反向的作用力，这个力有什么作用吗？爸爸解释道：刚刚我们在弯道上的运动是圆周运动，而做圆周运动的物体，需要有指向圆心的力维持物体做这种运动，这种力叫向心力．小强恍然：那刚刚车门对我的力就是提供我做圆周运动的向心力啦！
小强进一步查阅资料得知：如图乙所示，假设一个质量为m的物体，沿半径为r的圆弧做圆周运动，其运动的速度为v〔即单位时间是内物体通过的圆弧长〕，那么物体所需向心力的大小为F向＝m.
第16题图
〔1〕他们在弯道处的行驶速度为54km/h，合________m/s.
〔2〕小强的质量m＝45kg，弯道处的圆弧半径r＝45m，行驶速度v＝15m/s，求在转弯过程中他所需向心力的大小．
〔3〕你认为小强当时说的“刚刚车门对我的力就是提供我做圆周运动的向心力啦！〞这句话对吗？为什么？
〔4〕在不考虑其他外界因素影响的情况下，汽车在程度弯道上行驶时，所需向心力仅由地面对它的摩擦力提供，那么，不同质量的车辆在同一弯道处的限速是否一样？请推导说明．〔设：此时车辆受到的最大摩擦力与它对地面的压力成正比〕
【解析】〔1〕15
〔2〕根据F向＝m得，F＝45kg×＝225N．故在转弯过程中他所需向心力为225N.
〔3〕当汽车转弯时，小强的身体向外倾斜，对车门有一个向外的作用力，由于力的作用是互相的，所以车门对小强也有一个反作用力，不是向心力，向心力是由地面对车的摩擦力提供的，所以小强说的话不对；
〔4〕由向心力的公式F＝m可知，汽车的行驶速度为v＝，汽车的质量m增大时，对地面的压力F增大，汽车受到的摩擦力f也增大，又因为汽车受到的最大摩擦力与它对地面的压力成正比，所以最大摩擦力与压力的比值〔即为摩擦系数〕不变，而同一弯道的半径r不变，由公式v＝可知，不同质量的汽车在同一弯道行驶时的限速一样．
17.我国今年4月15日起，正式施行电动自行车新国标．李强购置了一辆符合新国标的电动车，其整车质量为50kg，最高速度为25km/h.g取10N/kg.试问：
〔1〕对蓄电池充电时，电能转化为________能；行驶时，电动机提供动力，其工作原理是______________．〔2〕对蓄电池的电全部耗完后，假设充电功率为100W，充满电需要5h，不计能量损失，那么充满电后蓄电池储存的电能为多少？
〔3〕蓄电池充满电后，其储存电能的75%用于车克制阻力做功，当质量为70kg的李强在程度路面上骑着电动车，以最高速度匀速行驶时，所受阻力为总重的，那么车最多能行驶多少小时？
【解析】〔1〕化学通电导体在磁场中受力转动
〔2〕充满电后蓄电池储存的电能
W电＝Pt＝100W×5×3600s＝×106J
〔3〕由题意知，克制阻力做的功
W＝ηW电＝75%××106J＝5×106J
人和车的总重力G总＝〔m车＋m人〕g＝〔50kg＋70kg〕×10N/kg＝1200N
电动车在程度路面行驶时受到的阻力
f＝G总＝×1200N＝30N
因为车匀速运动，所以牵引力F牵＝f
由W＝Fs得，电动车行驶的路程
s＝＝＝＝×104m＝45km
由v＝得，电动车最多能行驶的时间是
t＝＝＝h。