2025年中考物理一轮复习专题功和机械能计算

2025年中考物理一轮复习专题功和机械能计算 一、计算题 1．如图所示，这是我国自主研发的一款水陆两栖车，它是一种结合了车与船的双重性能的特种车辆，既可以像汽车一样在陆地上行驶，又可以像船一样在水上浮渡。该车满载质量为3t。（g取，） (1)该车满载行驶时对水平地面的压强为，求车轮与地面接触的总面积； (2)求该车满载在水中浮渡时车体浸入水中的体积； (3)当该车满载在水上匀速直线行驶2km时，受到的阻力恒为3600N，求此过程牵引力做的功； (4)该车为什么要有这么多车轮？请你分析其中的物理原理。 2．如图所示的是我国自主研制的新型气垫两栖登陆艇。该艇满载后的总质量为2.0×105kg，在一次测试中，登陆艇在水中匀速直线行驶1200m，所用的时间为40s，若登陆艇在水中行驶受到的阻力始终为2.0×105N（ρ水＝1.0×103kg/m3），求： （1）登陆艇满载漂浮在水上时排开水的体积； （2）登陆艇在测试中牵引力的功率。 3．港珠澳大桥被誉为“现代世界七大奇迹”之一；如图所示的是某座跨海大桥的海底隧道的简化图，其中长度约为5000m的沉管隧道通过引桥与人工岛路面相连，左右两侧引桥的长度均为1000m，竖直高度均为40m。假设一辆重为5×104N的汽车在沉管隧道中以90km/h的速度匀速行驶，所受的阻力为其重力的； （1）求汽车在沉管隧道中行驶时牵引力做功的功率； （2）已知汽车在右侧引桥的底端时功率为80kW，并以此功率前往人工岛，50s后到达人工岛路面，求汽车在右侧引桥上行驶过程中受到的摩擦阻力的大小。 4．在学校体育课上，晨曦和同学们进行1000m跑的体能训练，如图所示。已知晨曦的质量为50kg，双脚站立时与水平地面的总接触面积为0.04m²。（g取10N/kg） （1）晨曦双脚站立在水平地面上时，他对水平地面的压力是由于 发生形变产生的，起跑时用力蹬地是利用了物体间力的作用是 ； （2）人的密度与水的密度较接近，假设晨曦同学的密度为1×10³kg/m³，他的体积大约是多少？ （3）晨曦同学跑步过程中，对水平路面的压强至少相当于多少米深处水产生的压强？ （4）晨曦的同学宇航的质量为m，在1000m跑的训练中，用时为t，每跑一步重心升高的高度为h，跑步的步距为L，则宇航在1000m跑的训练中克服重力做功的平均功率是多少？ 5．北京冬奥会冰壶项目受到国人广泛。如图所示，用3N的力推着质量为19kg的冰壶，在水平冰面上沿直线匀速滑行4m，冰壶与冰面的接触面积约为0.02m2（g=10N/kg），通过计算回答： （1）冰壶所受到的重力？ （2）冰壶对冰面的压强？ （3）此过程运动员对冰壶做的功？ 6．如图，吊机将重为5000N的货物从地面A处竖直匀速提升40s到达B处再水平匀速运送到C处，最后竖直放到楼项D处。货物从C到D用时50s，路程随时间变化图象如图所示，g取10N/kg。 （1）求货物的质量。 （2）求BC段吊机对货物的拉力做的功。 （3）求CD段货物所受重力做功的功率。 （4）在图中作出货物从A到B的速度随时间变化图象（仅作图，不用写出计算过程）。 7．建筑物的“整体平移”就是将大楼托换到一个托架上，这个托架下部有滚轴，滚轴下部有轨道，然后将建筑物与地基切断，这样建筑物就形成了一个可移动体，然后用牵引设备将其移动到固定的新基础上。 (1)某次平移过程中，机械用4×106N的拉力拉动别墅缓慢平移了50m，机械对别墅做了多少功？ (2)这幢别墅质量达1×107kg，而地面能承受的最大压强不能超过5×105Pa，为防止房屋下陷，支承面至少要多大面积？（支承面的质量忽略不计，g＝10N/kg） 8．智能机器的广泛应用充分彰显科技创新的力量。有一款智能送餐机器人质量是50kg，与水平地面总的接触面积是。该机器人行驶的最大速度是1m/s，在水平路面上匀速行驶时所受到的阻力为60N。 （1）当它以最大速度匀速直线行驶500m，需要多长时间? （2）机器人在水平路面上行驶配送质量为25kg的食物时，它对地面的压强是多少? （3）机器人匀速行驶过程中牵引力做功的最大功率是多少瓦? 9．五台山是我国著名的旅游胜地，人们可乘坐索道吊车观赏五台山美景（如图所示）。索道全长2100m，上、下高度差为600m，单个吊车载满人后的总质量为800kg，吊车从索道最低处（起点）匀速运行到最高处（终点）需要8min（g取10N/kg）。求解下列问题： （1）若重为700N的成年人静止站在吊车内，与吊车底面的接触面积是500cm2，该成年人对吊车底面的压强是多少？ （2）单个吊车载满人后，从最低处匀速运行到最高处的过程中克服重力做功的功率是多少？    10．如左图所示，一足够大圆柱形空容器放在水平桌面上；一横截面积为S0的圆柱形木块由一段非弹性细线与容器底部相连。现向容器中缓慢加水（水的密度为ρ0），木块受到的浮力F浮与容器中水的深度h的关系图象如右图所示。求： （1）细线对木块拉力的最大值； （2）木块的密度； （3）整个加水过程中，木块所受浮力做的功。 11．2024年3月4日7点35分，如图甲所示，岳阳市第十八中学开学典礼暨升旗仪式在田径场上庄严举行。在主持人彭依依同学宣布仪式流程后，慷慨激昂的国歌在学校响起，全体师生肃然起敬。火一般的五星红旗冉冉升起，温暖的阳光透过五星红旗，把十八中人追求卓越的梦想晕染得愈加鲜艳了。如图乙、丙是我校升旗仪式中的相关数据（g取10N/kg），求： （1）国旗的重力； （2）国歌奏响过程中，升旗手克服国旗重力做的功； （3）升旗仪式结束后退场音乐响起，若何可欣同学所处位置到五楼教室的路程有480m，她以3m/s的平均速度步行，请通过计算说明，在退场音乐结束前她能不能到达五楼教室。 12．初三体育模拟考试中，小睿选择了引体向上项目。已知小睿的质量为60kg，他在30s内完成了10个引体向上，他的每只手与单杠的接触面积为50cm2，g取10N/kg，求： （1）杠杆受到的压强？ （2）30s内克服重力做的功？ 13．一辆汽车在平直的公路上以恒定的功率做直线运动，其图像如图，在第10s时速度达到，随后匀速行驶，若汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为，求： （1）在20s时汽车的牵引力F； （2）0∼10s内汽车发动机牵引力做功的功率。    14．如图是一款爬绳机，这款爬绳机可以不消耗人的体能，轻松攀爬、下降。爬绳机的质量为10kg，静止在水平地面上时与地面的接触面积为0.1m2。在某次爬升中，将一个质量为70kg的工人从地面匀速提升12m高，用时1min。（g取10N/kg） （1）爬绳机上升的速度为多少m/s； （2）爬绳机静止在水平地面上时，对地面的压强大小； （3）爬绳机对工人做功的功率大小。 15．一款工地常用的吊车如图所示，它的自重为8t，吊车轮胎与地面的总接触面积为。取，求： (1)吊车不作业时，静止在水平地面上，对地面的压强； (2)若吊车将重为400N的货物匀速向上提升20m，吊车拉力对货物做的功。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2025年中考物理一轮复习专题功和机械能计算》参考答案 1．(1)0.2m2 (2)3m2 (3) (4)见解析 【详解】（1）由重力公式可知：该车满载时的重力 该车满载行驶时对水平地面的压力大小等于该车满载时的重力，即压力 车轮与地面接触的总面积 （2）该车满载在水中浮渡时处于漂浮状态，根据物体的浮沉条件可知：该车满载漂浮时受到的浮力大小等于该车满载时的重力，即 由阿基米德原理可知：该车满载在水中浮渡时车体浸入水中的体积 （3）该车满载在水上匀速直线行驶时，对该车在水平方向上进行受力分析可知：该车受到阻力、牵引力，因此时该车处于平衡状态，根据二力平衡知识可知：牵引力等于阻力，即 此过程牵引力做的功 （4）该车满载行驶时对水平地面的压力一定，该车有多个车轮，能增大与地面的接触面积（受力面积），由压强公式可知：可以减小该车对地面的压强。 2．（1）200m3；（2）6×106W。 【详解】(1)登陆艇满载漂浮在水上，所以： F浮＝G总＝m总g＝2×105kg×10N/kg＝2×106N， 由阿基米德原理可知，F浮＝G排＝ρ液gV排，则排开水的体积： V排＝＝＝200m3； (2)登陆艇在水中匀速直线行驶，则F＝f＝2×105N，所以， W＝Fs＝2×105N×1200m＝2.4×108J； 功率: P＝＝＝6×106W。 答：(1)登陆艇满载漂浮在水上时排开水的体积为200m3； (2)登陆艇在测试中牵引力的功率为6×106W。 3．（1）；（2） 【详解】解：（1）汽车在沉管隧道中匀速行驶，处于平衡状态，所受的牵引力 根据 可知，汽车在沉管隧道中行驶时牵引力做功的功率 （2）汽车在右侧引桥上行驶过程中发动机做的功 克服重力所做的有用功 克服摩擦阻力做的额外功 汽车在右侧引桥上行驶过程中受到的摩擦阻力 答：（1）汽车在沉管隧道中行驶时牵引力做功的功率为6.25×104W； （2）汽车在右侧引桥上行驶过程中受到的摩擦阻力的大小为2×103N。 4． 脚/鞋 相互的 5×10-2m3 2.5m 【详解】解：（1）晨曦双脚站立在水平地面上时，地面给晨曦一个向上的支持力，在支持力的作用下，鞋子发生形变，所以他对水平地面产生一个向下的压力。 起跑时用力蹬地时，地给晨曦一个向前的反作用力，是利用了物体间力的作用是相互的。 （2）晨曦同学的质量m=50kg，晨曦同学身体的密度， 由可得，晨曦的体积 （3）晨曦同学对水平路面的压力 晨曦同学跑步时，一只脚与地面的接触面积S=0.02m²，则晨曦同学跑步时对水平路面的压强 由可得，水的深度 （4）宇航同学跑一步克服重力做的功 则他跑完1000m克服重力所做的功 跑1000m克服重力做功的平均功率 答：（1）晨曦双脚站立在水平地面上时，他对水平地面的压力是由于鞋子发生形变产生的，起跑时用力蹬地是利用了物体间力的作用是相互的； （2）他的体积大约是5×10-2m3； （3）晨曦同学跑步过程中，对水平路面的压强至少相当于2.5米深处水产生的压强； （4）宇航在1000m跑的训练中克服重力做功的平均功率是。 5．（1）190N；（2）9500Pa；（3）12J 【详解】解：（1）由可知，冰壶所受到的重力 （2）冰壶在水平冰面上，冰壶对冰面的压力 由可知，冰壶对冰面的压强 （3）由可知，此过程运动员对冰壶做的功 答：（1）冰壶所受到的重力为190N； （2）冰壶对冰面的压强为9500Pa； （3）此过程运动员对壶做的功为12J。 6．（1）500kg；（2）零；（3）500W；（4）见解析 【详解】解：（1）货物的质量 （2）BC段吊机对货物的拉力竖直向上，货物没有在拉力的方向上移动距离，所以拉力没有对货物做功，BC段吊机对货物的拉力做的功是零。 （3）由图可知，货物在CD段运动的距离是5m，CD段货物所受重力做功 W=Gh=5000N×5m=25000JCD段货物所受重力做功 =500W （4）由图可知，AB段的距离 hAB=5m+15m=20mAB段的速度 =0.5m/s 货物从A到B的速度随时间变化图象 答：（1）货物的质量是500kg； （2）BC段吊机对货物的拉力做的功是零； （3）CD段货物所受重力做功的功率是500W； （4）见解析。 7．(1)2×108J ；(2)200m2 【详解】(1) 机械对别墅做功为 W== 4×106N×50m= 2×108J (2)压力为 F=G=mg=1×107 kg×10N/kg =1×108N 支承面面积为 S==200m2 答：(1) 机械对别墅做功为2×108J ； (2) 支承面至少要200m2。 8．（1）500s；（2）；（3）60W 【详解】解：（1）由知道，当它以最大速度匀速直线行驶500m，需要时间 （2）送餐机器人和驶配送食物的总重力 机器人静止时对水平地面的压力为 机器人对地面的压强是 （3）机器人在水平地面上做匀速直线运动时，所受的牵引力和阻力二力平衡，大小相等，即 由于 机器人匀速行驶过程中牵引力做功的最大功率 答：（1）当它以最大速度匀速直线行驶500m，需要时间500s； （2）机器人在水平路面上行驶配送质量为25kg的食物时，它对地面的压强是； （3）机器人匀速行驶过程中牵引力做功的最大功率是60瓦。 9．（1）1.4×104Pa；（2）1×104W 【详解】解：（1）成年人静止站在吊车内，成年人对吊车的压力与人的重力相等，则该成年人对吊车底面的压强 （2）单个吊车载满人后，所受的总重力 单个吊车载满人后，全程克服重力做的功 W=Gh=8×103N×600m=4.8×106J 克服重力做功的功率 答：（1）该成年人对吊车底面的压强是1.4×104Pa； （2）单个吊车载满人后，从最低处匀速运行到最高处的过程中克服重力做功的功率是1×104W。 10．(1) F2-F1；(2)ρ0；(3) F1 h0- 【详解】(1)由图像可知，细线未拉直时，木块处于漂浮状态，浮力为F1=G，此时，细线对木块拉力为0，当浮力为F2时，浮力最大，细线对木块拉力最大，细线对木块拉力的最大值 F拉最大=F2-G= F2-F1 细线对木块拉力的最大值为F2-F1。 (2)由题知，当浮力为F2时，木块浸没于水中，V排=V，由F浮=ρ0gV排得木块的体积 为V=V排= 木块的密度 ρ=====ρ0 木块的密度为ρ0。 (3) 当水的深度为h0时，细线刚好拉直，木块上升到最高处，设此时木块在水中的长度为h1，此时F1=ρ0gV排=ρ0gS0 h1，则 h1= 则木块上升的高度为 h0- h1= h0- 浮力对木块做的功等于木块克服重力做功，故木块所受浮力做的功 W=G(h0-)= F1(h0-)= F1 h0- 木块所受浮力做的功为F1 h0-。 答：(1)细线对木块拉力的最大值为F2-F1； (2)木块的密度为ρ0； (3)整个加水过程中，木块所受浮力做的功为F1 h0-。 11．（1）5N；（2）55J；（3）见解析 【详解】解：（1）国旗的重力为 （2）国歌奏响过程中，升旗手克服国旗重力做的功为 （3）何可欣同学回到教室所用时间为 因为 160s<192s 所以在退场音乐结束前她能到达五楼教室。 答：（1）国旗的重力为5N； （2）国歌奏响过程中，升旗手克服国旗重力做的功为55J； （3）在退场音乐结束前她能到达五楼教室。 12．（1）6×104Pa；（2）3000J 【详解】解：（1）小睿的重力 G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N 杠杆受到的压力 F＝G＝600N 与单杠的接触面积 S＝2×50cm2＝100cm2＝0.01m2 杠杆受到的压强 （2）小睿完成一个引体向上克服重力做的功 W0＝Gh＝600N×50×10﹣2m＝300J 30s内克服重力做的总功 W总＝10W0＝10×300J＝3000J 答：（1）杠杆受到的压强为6×104Pa； （2）30s内克服重力做的功为3000J。 13．（1）1000N；（2）1.5×104W 【详解】解：（1）由图可知，10s以后汽车做匀速直线运动，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，在20s时汽车的牵引力 （2）10s后汽车做匀速直线运动，速度，汽车发动机牵引力做功的功率 因为汽车在平直的公路上是以恒定的功率做直线运动，所以0～10s内汽车发动机牵引力做功的功率是1.5×104W。 答：（1）在20s时汽车的牵引力是1000N； （2）0～10内汽车发动机牵引力做功的功率是1.5×104W。 14．（1）0.2m/s；（2）1000Pa；（3）140W 【详解】解：（1）爬绳机上升的高度h=12m，所用时间为 t=1min=60s 爬绳机上升的速度为 （2）爬绳机静止在水平地面上时，对地面的压力为 爬绳机静止在水平地面上时与地面的接触面积为0.1m2，则爬绳机对地面的压强为 （3）爬绳机对工人的作用力 由于工人与爬绳机相对静止，故工人上升的速度等于爬绳机的速度，则爬绳机对工人做功的功率为 答：（1）爬绳机上升的速度为0.2m/s； （2）爬绳机静止在水平地面上时，对地面的压强为1000Pa； （3）爬绳机对工人做功的功率为140W。 15．(1)； (2) 【详解】（1）吊车的质量为 吊车重力为 吊车静止在水平面上对地面的压力为 吊车对水平地面的压强为 （2）吊车匀速拉动货物时，拉力为 吊车拉力做的功为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$