中考物理专题 力学计算专题

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 900 N 的建筑材料A在5 s的时间里，匀速竖直上升了1 m，绳自由端匀速竖直向下移动了2 m。

在这个过程中，拉力F为500 N，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80 kg，g＝10 N/kg。

运动方式散步快走慢跑快跑消耗能量E/J 315 1 165.5 1 260 1 764(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4 cm，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0.14 m2，对地面的压强为3 000 Pa，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＝10 N/kg)。

求：(1)物体A的质量m A和动滑轮的质量m。

(2)用此滑轮组使物体A以0.2 m/s的速度匀速上升，在5 s的时间内，人拉力做的功是多少？4．(2017·襄阳中考)质量为60 kg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10 N/kg)(1)影响滑轮组机械效率的因素之一是__________________。

(2)若工人在1 min内将货物匀速向上提高了6 m，作用在钢绳上的拉力为400 N，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40 cm2。

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8 cm2，瓶底的面积是28 cm2，瓶重和厚度忽略不计(g取10 N/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：(1)上海到广州的空中距离大概是 1 470 km，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2×105 N，飞行速度达到954 km/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0.1 m2，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1 600 kg，车上载有人和物品质量共为200 kg，车轮与地面的总接触面积为2.0×10－2 m2。

若小汽车以输出功率60 kW在市区外水平路面上做匀速直线运动，运动速度v1＝72 km/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24 kW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10 N/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＝900 N×1 m＝900 J，W总＝Fs＝500 N×2 m＝1 000 J，机械效率：η＝W有W总＝900 J1 000 J＝90%。

(2)拉力F的功率：P＝W总t＝1 000 J5 s＝200 W。

2．解：(1)如图所示(2)人的重力：G＝mg＝80 kg×10 N/kg＝800 N；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＝Gl Gl1＝800 N×12＝400 N。

(3)人克服自身重力所做的功：W＝Gh＝800 N×0.04 m＝32 J。

(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＝3 000 Pa×0.14 m2＝420 N，因为物体A在水平地面上，所以物体A的重力：G A＝F压＝420 N，物体A的质量：m A＝G Ag＝420 N10 N/kg＝42 kg；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＝420 N420 N＋G轮＝84%，解得G轮＝80 N，动滑轮的质量：m＝G轮g＝80 N10 N/kg＝8 kg。

(2)用此滑轮组使物体A以0.2 m/s的速度匀速上升5 s，则物体A上升的高度：h＝vt＝0.2 m/s×5 s＝1 m，由图可知n＝2，则拉力端移动距离：s＝2h＝2×1 m＝2 m，不计绳重和摩擦，则绳端的拉力：F＝12×(G A＋G轮)＝12×(420 N＋80 N)＝250 N，人拉力做的功：W总＝Fs＝250 N×2 m＝500 J。

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＝3×6 m＝18 m，拉力做的功：W＝Fs＝400 N×18 m＝7 200 J，拉力的功率：P＝Wt＝7 200 J60 s＝120 W。

(3)由图乙可知，物重G＝300 N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＝300 N300 N＋G动＝60%，解得G动＝200 N。

(4)已知工人的质量为60 kg，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＝60 kg×10 N/kg＝600 N，由F＝1n(G＋G动)可得，提升的最大物重：G大＝nF大－G动＝3×600 N－200 N＝1 600 N，则滑轮组的最大机械效率：η大＝G大G大＋G动＝1 600 N1 600 N＋200 N≈88.9%。

5．解：(1)省力(2)货物在水平面上运动的距离为s＝1.2 m，所用时间为t＝5 s；在水平面上运动的速度：v＝st＝1.2 m5 s＝0.24 m/s。

(3)水平推力做功的功率：P＝Fv＝100 N×0.24 m/s＝24 W。

(4)在斜面上推力做的功：W总＝F′s＝500 N×3 m＝1 500 J，做的有用功：W有＝Gh＝800 N×1.5 m＝1 200 J，则斜面的机械效率：η＝W有W总＝1 200 J1 500 J＝80%。

6．解：(1)根据公式p＝FS可知，对地面的压力：F＝pS＝5×104Pa×0.004 m2＝200 N。

(2)克服阻力所做的功：W＝fs＝90 N×100 m＝9 000 J；克服阻力做功的功率：P＝Wt＝9 000 J20 s＝450 W。

7．解：(1)倒立放置时瓶盖所受水的压强：p＝ρgh倒立＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.13 m＝1 300 Pa，由p＝FS可得，倒立放置时瓶盖所受水的压力：F ＝pS 瓶盖＝1 300 Pa×8×10－4 m 2＝1.04 N 。

(2)由图可知，矿泉水瓶内水的体积：V ＝S 瓶底h 正立＝28 cm 2×10 cm＝280 cm 3，由ρ＝m V可得，水的质量： m 水＝ρV ＝1.0 g/cm 3×280 cm 3＝280 g ＝0.28 kg ，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 ＝0.28 kg×10 N/kg＝2.8 N ，倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强：p ′＝F ′S 瓶盖＝ 2.8 N 8×10－4 m 2＝3 500 Pa 。

8．解：(1)已知上海到广州的空中距离s ＝1 470 km ，最大巡航速度v 最大＝980 km/h ，由v ＝s t可得，从上海到广州大约需要时间： t ＝s v 最大＝1 470 km 980 km/h＝1.5 h 。

(2)v ＝954 km/h ＝954×13.6m/s ＝265 m/s ， 发动机的总输出功率：P ＝W t ＝Fs t＝Fv ＝2×105 N×265 m/s＝5.3×107 W 。

(3)C919对地面的压力：F ＝G ＝mg ＝77.3×103 kg×10 N/kg＝7.73×105 N ，对地面的压强：p＝FS＝7.73×105 N0.1 m2＝7.73×106 Pa。

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＝(1 600 kg＋200 kg)×10 N/kg＝1.8×104 N，对水平路面的压强：p＝FS＝1.8×104 N2.0×10－2 m2＝9×105 Pa。