内容正文:
24版·物理课件
题型三 计算题
专项一 力、热、电综合
第二部分 题型突破
1.(2022·绥化)如图甲所示,一个底面积为0.01 m2、质量为3 kg的正方体物块,在拉力F的作用下在水平面上做直线运动.拉力的大小随时间变化、速度随时间变化的图象分别如图乙、丙所示,已知物块在2~4 s内运动的距离为 2 m.求:(g取10 N/kg)
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类型1 运动和力综合(图象类)
(1)物块静止时对水平面的压强;
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答:物块静止时对水平面的压强是3×103 Pa;
解:由图象可知,物块在4~6 s内做匀速直线运动,摩擦力f与拉力F大小相等,即f=F=6 N
物块运动过程中压力大小和接触面的粗糙程度不变,则摩擦力不变.所以在2~4 s内物块受到的摩擦力大小f′=f=6 N
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(2)在2~4 s内物块受到的摩擦力大小;
答:在2~4 s内物块受到的摩擦力大小是6 N;
解:由图象可知,在0~2 s内物块处于静止状态,拉力不做功,已知物块在2~4 s内运动的距离s′=2 m,则在2~4 s内拉力F做的功
W′=F′s′=9 N×2 m=18 J
物块在4~6 s内运动的距离s=vt=2 m/s×2 s=4 m
在4~6 s内拉力F做的功W=Fs=6 N×4 m=24 J
在前6 s内拉力F做的功
W总=W′+W=18 J+24 J=42 J
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(3)在前6 s内,拉力F做的功.
答:在前6 s内,拉力F做的功是42 J.
2.(2023·东营)2023年5月,世界智能大会在天津成功举办,这将进一步推动我国人工智能技术的研发和应用.如图甲所示为某款智能机器人,它的质量为30 kg,底部轮子与地面接触的总面积为150 cm2.它在某次引领接待工作中沿直线行走的速度随时间变化的图象如图乙所示.在0~6 s内,智能机器人受到的阻力大小为重力大小的 ,求:(g取10 N/kg)
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解:智能机器人静止在水平地面上时,对地面产生的压力大小
F压=G=mg=30 kg×10 N/kg=300 N
智能机器人静止在水平地面上时,对地面产生的压强
答:智能机器人静止在水平地面上时,对地面产生的压强为2×104 Pa;
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(1)智能机器人静止在水平地面上时,对地面产生的压强
解:由图象可知,在0~6 s内智能机器人匀速运动的速度
v1=1.2 m/s
则智能机器人在0~6 s内行走的距离
s1=v1t1=1.2 m/s×6 s=7.2 m
由图象可知,在6~10 s内智能机器人匀速运动的速度
v2=1.0 m/s
则智能机器人在6~10 s内行走的距离
s2=v2t2=1.0 m/s×4 s=4.0 m
智能机器人在0~10 s内的平均速度
答:智能机器人在0~6 s内行走的距离为7.2 m,在0~10 s内的平均速度为1.12 m/s;
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(2)智能机器人在0~6 s内行走的距离和在0~10 s内的平均速度;
解:在0~6 s内,智能机器人受到的阻力大小
智能机器人匀速直线运动时,在水平方向上所受的牵引力和阻力是一对平衡力,则此过程中智能机器人所受牵引力大小
F=f=15 N
此段时间内牵引力做功的功率
P=Fv1=15 N×1.2 m/s=18 W
答:智能机器人在0~6 s内所受牵引力做功的功率为18 W.
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(3)智能机器人在0~6 s内所受牵引力做功的功率.
3.(2023·随州)生活中有些低层建筑没有电梯.在给低层建筑装修时,聪明的工人常用滑轮组提升沙石等物料.如图所示,物料及桶的总质量为60 kg,工人的质量为80 kg,工人的双脚与水平地面接触的面积为400 cm2.某段时间内工人将物料及桶缓缓匀速提升了3 m.不计动滑轮、绳重及绳与滑轮之间的摩擦,图中拉力的方向近似认为是竖直方向,g取10 N/kg.求:
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类型2运动和力综合(机械类)
(1)工人拉绳子的力的大小;
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答:工人拉绳子的力的大小是300 N;
(2)这段时间内工人提升物料及桶做的功;
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解:工人提升物料及桶做的功为
W=mgh=60 kg×10 N/kg×3 m=1 800 J
答:这段时间内工人提升物料及桶做的功是1 800 J;
(3)这段时间内工人对地面的压强.
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解:工人受到竖直向下的重力、地面对工人竖直向上的支持力和绳子对工人竖直向上的拉力作用,这三个力是平衡的,而绳子对工人的拉力与工人拉绳子的力是一对相互作用力,即
m人g=F拉+F支持
因为支持力和压力是一对相互作用力,大小相等,则工人对地面的压力大小为
F压=F支持=m人g-F拉=80 kg×10 N/kg-300 N=500 N
工人对地面的压强为
答:这段时间内工人对地面的压强是1.25×104 Pa.
4.(2023·益阳)如图所示是古代民间的提水设施辘