内容正文:
专题六 力学综合专题
1.(2023·佛山市禅城区期末)小华的爸爸最近购买了一辆某品牌的小汽车,如图甲所示。
(1)从物理学的角度分析,汽车的方向盘实质是(选填“费力”“等臂”或“省力”)杠杆。某次自驾游的过程中,遇到一座比较高的桥。他父亲在汽车开始上桥时立即加大油门同时减挡降速,其目的是(选填“增大”或“减小”)牵引力。
(2)小华上网查得该型号汽车在某次启动性能测试的有关数据,汽车以恒定的功率启动做直线运动,运动过程中受到的阻力为3 000 N且保持不变,运动速度v与时间t的关系如图乙所示。在0~5 s内,汽车运动60 m,则此过程牵引力对汽车做功为J,汽车匀速运动过程中牵引力的功率是W。
(3)小华还查到该型号轿车的行驶速度与对应的制动距离(即从操纵制动刹车到车停下来的距离),数据如表格所示。根据表中数据所反映的规律可知,当轿车速度为120 km/h时对应的制动距离是m。制动距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一。图丙中所示的图线分别为A、B两不同品牌汽车在同一路面上紧急刹车过程中的实际制动距离s与刹车前的车速v的关系图像。图中(选填“A”或“B”)车的刹车性能较好。
实验次数
1
2
3
4
5
速度/(km·h-1)
40
60
80
100
120
制动距离/m
8
18
32
50
2.我国新一代水上飞机“鲲龙”(如图1)的一项绝技是森林灭火,它汲水迅速、投水精准,灭火能力不同凡响。
(1)用水灭火的原理是水汽化(选填“吸热”或“放热”)使可燃物的温度降至着火点以下,使火熄灭。
(2)“鲲龙”机翼截面如图2,飞行时机翼上表面空气流速下表面空气流速,使上表面气压下表面气压,从而获得足够大的升力。(均选填“大于”或“小于”)
(3)“鲲龙”飞行时最大航速为560 km/h,则它飞往距它140 km远的火灾现场至少需要min。
(4)“鲲龙”灭火作业时,在有火情的森林上方喷洒水雾,火焰发出的光透过水雾,形成了彩虹,这是光的现象。
(5)“鲲龙”AG600飞机使用四台W-6涡轮螺旋桨发动机,单台发动机功率约3 800 kW,“鲲龙”AG600的最大起飞重量可达53.5 t,最大平飞速度为560 km/h,最大航程可达5 500 km。在水上救援方面,一次可救援50名遇险人员或装载相应重量的空投物资。若AG600飞机全速飞行1小时,发动机做功大约为kW·h。飞机满载货物时,为了能在水上起降,飞机排开水的体积约为m3。(已知水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
3.(2024·广州市南沙区期末)小宇用如图1甲所示的实验装置探究浮力的大小与哪些因素有关,记录弹簧测力计从接触水之前到浸没水中后的读数变化如图1乙所示,根据图像回答下列问题:(物体A为实心长方体)。
图1 图2
(1)物体A的重力为N。
(2)图乙显示,物体A浸没在水中之前,弹簧测力计的示数随物体A浸入水中的体积增加而减小,这一现象说明浮力与物体A的浸入液体体积(选填“有关”或“无关”)。
(3)物体A浸没在水中后,所受的浮力为N,且保持不变,说明浸没在水中的物体所受的浮力与它浸没在水中的深度(选填“有关”或“无关”)。
(4)小宇接着想通过实验验证阿基米德原理,过程如图2所示,其中弹簧测力计的示数依次是F1、F2、F3、F4,请根据图中给的信息回答下列问题:
①物体所受浮力F浮=,G排=;(以上两空均用题目中已给的物理量符号表示)
②F浮和G排的大小要满足什么关系才能成功验证阿基米德原理?。
4.(2023·深圳市南山区二外期中)阅读短文,回答下列问题:
汽车中的弹簧
汽车安全带是用于保护驾乘人员安全的装置,如图甲。
安全带结构一般由软带、卷带装置等部分组成,软带做得很宽,汽车正常行驶时,卷带装置中的卷收器借助弹簧,如图乙,使软带随身体的移动而自由伸缩且不会松弛。
当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时,安全带能在人尚未移动时拉紧软带,将乘员紧紧地绑在座椅上,起缓冲保护作用。待冲击力峰值过去时,适当放松安全带,避免因拉力过大造成二次伤害,同时卷收器内的敏感元件将驱动锁止机构锁住卷轴,使软带固定在某一个位置上,有效保护乘员的安全。
(1)安全带的软带做得很宽,目的是;紧急制动时,安全带将急速前倾的驾乘人员拉回来,说明力可以改变物体的。
(2)下列说法正确的是。
A.汽车突然拐弯时,安全带能自由伸缩
B.为了安全,安全带要尽可能系得松一些
C.用手快速拉安全带,安全带不能被拉动
D.汽车突然启动时,安全带能对人起保护作用
(3)拉伸安全带,卷收器弹簧的弹力将(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)发生碰撞时,安全带对人的拉力随时间变化的图像是。
(5)用两根轻弹簧可以模拟汽车悬架。如图丙所示,在一根大弹簧内套有一根小弹簧,它们的下端都固定在水平面上。压缩该弹簧组合,测得压力F与压缩距离Δl之间的关系图线如图丁所示。已知弹簧中的弹力与被压缩的距离成正比,则当两根弹簧均处于自由状态时,它们上端点间的距离x=m。
5.(2024·广州市番禺区期末)如图所示,我国自主研制的首款大型水陆两栖飞机鲲龙AG600。实施水上救援时,一次可救援50名遇险人员或装载相应重量的救援物资,是世界上最大的水陆两用飞机。该飞机使用四台涡轮螺旋桨发动机,每台发动机最大功率约为4 000 kW。飞机最大起飞质量(满载质量)可达60 t。当飞机停泊在水上时,宽大的船体保障它浮在水面。需要起飞时,螺旋桨发动机产生强力,拉动它在水面上加速滑跑,从而利用机翼产生升力,将飞机从水面上托起来,成为在空中飞行的航船。(ρ水=1×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)当停泊在水面上的空载飞机接收到搭乘人员后,所受浮力(选填“变大”“变小”或“不变”),它将(选填“上浮一些”“下沉一些”或“位置不变”);
(2)飞机满载时排开水的体积是;
(3)若飞机全速飞行1 h,每台螺旋桨发动机做的功约是。
6.(2023·广州市越秀区期末)空烧杯放在已调零的电子秤上,电子秤的示数如图甲所示。小明在一个溢水杯中盛满水,用数显推拉力计把一个不吸水的物体压入水中,溢出来的水全部流入该空烧杯中,这时数显推拉力计示数为F=2.00 N,如图乙所示,接着用已调零的电子秤测量装有溢出水的烧杯的总质量,示数如图丙所示(g取10 N/kg,水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3)。
(1)请在方框中,画出图乙中物体的受力分析,物体用“·”表示;
(2)根据图的相关信息,物体排开水的重力G排=N;
(3)撤掉数显推拉力计后,物体在水中静止时受到的浮力F浮=N。
7.(2023·广州市南沙区期末)如图1所示,OQ是水平地面,物体在水平拉力作用下从O运动到Q。物体在OP段、PQ段的速度-时间图像如图2所示。OP段拉力F1为30 N,PQ段拉力F2为20 N。
图1 图2 图3
(1)在图3方框内画出物体在OP段的受力示意图;(以点代替物体)
(2)力F1所做的功为;
(3)力F1做功的功率为;
(4)物体在OP段受到的摩擦力为;
(5)物体在OP段和PQ段受到摩擦力分别为f1、f2,则f1(选填“>”“=”或“<”)f2。
8.阅读短文,回答问题。
“天问一号”的“绕、落、巡”
2020年4月24日,国家航天局正式宣布将我国火星探测任务命名“天问”,并将首个探测器命名“天问一号”,届时,“天问一号”将一次性完成“绕、落、巡”三大任务。“绕”,探测器经过7个月的飞行,抵达火星附近,之后沿椭圆轨道绕火星运动,实现火星环绕探测。“落”,使探测器着陆火星表面,但需在7分钟内,使探测器的时速降至0,我国利用探月的技术积累,通过四个阶段来减速:第一阶段气动减速,给探测器来个急刹车;第二阶段降落伞减速,速度减至342 km/h;第三阶段动力减速,探测器反推发动机点火工作,速度减至3.6 m/s;第四阶段着陆缓冲,将探测器悬停在空中,对火星表面观察,寻找合适的位置着陆。
“巡”,当探测器到达火星后,放出巡视车,完成对火星表面的拍摄及火星土壤分析等工作,为下一步探测打好基础。我们对于未知世界的好奇与探索从没有停息过,仰望星空,追梦不止。
(1)探测器沿椭圆轨道绕火星运动时,不受空气阻力,只发生动能和势能间的相互转化。由近火点向远火点运动时,探测器的动能,机械能。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)探测器着陆前的降落伞减速阶段,速度减至m/s。
(3)巡视器降落到火星表面后,巡视器对火星表面的压力和火星对巡视器的支持力(选填“是”或“不是”)一对平衡力。
(4)火星直径约为地球的一半,物体在火星地表所受重力约为地球地面上的五分之二。地球地表上的g地取10 N/kg,则火星地表上的g约为N/kg。
(5)若在不远的将来,我国实现了载人登陆火星任务,当未来的你作为航天员登上火星表面,若原本在地球上你最多能举起60 kg物体,在火星表面你最多能举起质量为kg的岩石标本。
专题六 力学综合专题
1.(1)省力 增大 (2)450 000 90 000 (3)72 B
2.(1)吸热 (2)大于 小于 (3)15 (4)折射(或色散)
(5)1.52×104 53.5
3.(1)1.2 (2)有关 (3)1.0 无关 (4)①F2-F3 F4-F1 ②F浮=G排
4.(1)减小压强 运动状态 (2)C (3)变大 (4)B
(5)0.4
5.(1)变大 下沉一些 (2)60 m3 (3)1.44×1010 J
6.(1)如图所示 (2)5 (3)3
7.(1)如图所示 (2)120 J (3)12 W (4)30 N (5)>
8.(1)变小 不变 (2)95 (3)不是 (4)4 (5)150
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