2025年中考物理二轮专题训练-机械能的计算

2025年中考物理二轮专题训练-机械能的计算 1.扫地机器人正逐渐进入我们的生活,如图所示是一款集自动清扫技术和人工智能设计于一体的扫地机器人,已知其质量为3kg,它与地面的有效接触面积为。若该机器人工作时的功率为75W,在10s内沿直线匀速清扫的距离为5m。(g取) (1)扫地机器人在工作时,将 能转化为 能; (2)该机器人静止在水平地面上时,对地面的压强是多大?( ) (3)该机器人在10s内所做的功是多少?( ) (4)该机器人在沿直线匀速清扫过程中受到的阻力为多少?( ) 2.电动自行车是一种快捷方便交通工具。骑行电动车时,蓄电池对车上电动机供电,电动机为车提供动力。有一款电动自行车整车质量40kg,限制最高车速为30km/h。 (1)行驶过程中两个轮胎与地面的总接触面积为,当一个质量为50kg的成年人骑着该电动自行车在平直公路上行驶时,地面受到的压强是多大?(取) (2)甲地到乙地距离3500m,骑该电动自行车以最高车速行驶,需要多长时间? (3)电动自行车配备的电动机的工作原理是什么? (4)电动自行车为什么要限制最高行驶速度? 3.将一质量为0.5kg小球P从高度为4m,长为6m的斜面上,由静止下滑至水平面,小球在下滑过程中,重力所做的功和克服摩擦力所做功之差等于小球P动能的变化量。(已知动能表达式为Ek=mv2)求: (1)小球到达水平面的速度为4m/s时的动能; (2)小球P在整个下滑过程,克服摩擦力做的功。 4.为了保障学生人身安全,银川景博学校配备了专用校车,空车质量为6500kg,四个车轮与地面的总接触面积约为500cm2.该型号校车在一段平直路面以40km/h的速度匀速行驶了6km,此时校车受到的阻力是4500N,总耗能为9 107J.求: (1)校车空载时对地面的压强为多少帕? (2)校车发动机的效率. (3)校车自贺兰山路通过阅海大桥下坡时的动能、势能的变化情况. (4)在驾驶前,工作人员严格要求同学们必须系好安全带,避免发生意外.请用你所学的物理知识解释. 5.如图所示,质量为2kg的物体放在斜面的顶端A点,斜面高AC为0.8m,斜面长AB为1.4m,若不计摩擦和空气阻力,求: (1)物体由静止沿斜面从A滑至B点,重力做了多少功? (2)物体做功的过程就是能量转化的过程,例如重力做了多少功,物体的动能就增加了多少。物理学中动能的计算公式为,请计算物体到达B点的速度? 6.一棱长为10cm的正方体木块,从距离水平地面3m的高处由静止释放,空气阻力忽略不计,用压力传感器记录了从木块撞击地面开始到最后完全静止时的压力变化情况,并根据记录的数据绘制了压力随时间变化的关系图像,如图所示,(g取10N/kg)求: (1)木块的密度; (2)木块下落过程中,重力所做的功; (3)木块对地面的最大压强; (4)从开始下落到完全静止的过程中,能量是怎样转化的? 7.多功能抑尘车利用高压原理向空气中喷洒颗粒格外细小的水雾,除去空气中过多的尘埃。海口市环卫部门购置的抑尘车空车质量为10t,它配备了一个容积为10m3的水箱,求: (1)抑尘车自重多少? (2)满载时,若抑尘车车轮与地面的总接触面积为0.4m2,则它静止时对水平地面的压强为多大? (3)若抑尘车以20km/h的平均速度在街道上行驶,则它走完长约30km的椰海大道大约需要多长时间? (4)如图所示,当抑尘车在水平路面上匀速行驶并不断向外喷水时,抑尘车的动能如何变化?为什么? 8.作为用于森林灭火、水上/海上救援的大型水陆两栖飞机,AG600飞机系国家航空重大工程研制项目,是首次按照中国民航规章要求研制的大型特种用途民用飞机,为海路航行提供了最快速有效的支援与安全保障。它的最大飞行速度为560km/h,最大航程为4500km,巡航速度(经济、节油的飞行速度)为500km/h。某次起飞前,飞机静止在水平跑道上,总质量为51t,轮胎与跑道的总接触面积为0.6m2。( 水=1.0 103kg/m3,g取10N/kg) (1)起飞后,飞机在空中直线飞行1960km,所需要的最短时间是多少? (2)飞机静止在跑道上时对跑道的压强是多少? (3)某次飞机到达目的地降落后,漂浮在水面上,排开水的体积为48m3,此时飞机受到的浮力是多少? (4)若飞机执行森林灭火任务时,在火点上空沿水平方向匀速直线飞过,并打开水仓洒水,此过程中飞机的机械能如何变化? 9.《天工开物》是我国古代的科学著作,书中记载着大量的古代农业机械,其中这样写道:“凡河滨有制筒车者,堰陂障流绕于车下,激轮使转,挽水入筒,一一顷于机内,流入亩中,昼夜不息,百亩无忧。”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力,把低处的水提升到高处的机械,如图所示。筒车在水平地面上,若接水槽比取水处高4m,水轮上有12个取水筒,一个取水筒每次可取水4kg,筒车旋转一周为60s。(接水槽离倒水处的高度忽略不计,g取10N/kg)回答下列问题: (1)若筒车的质量为100kg,与地面的接触面积为,枯水季节时,筒车对地面的压强是多少帕? (2)若该筒车工作旋转一周,对进入接水槽的水所做的功是多少焦耳? (3)若水流冲击筒车的功率为40W,则筒车旋转一周取水的机械效率是多少? (4)请从能量转化的角度,简要分析筒车的工作原理。 10.如图是有减速带的斜坡示意图,在倾角为30 的斜坡上有7个减速带,相邻两个减速带间的距离均为50m。现有一辆质量为1.2t,经测量发现,小汽车在没有人为刹车的前提下,通过相邻两个减速带的时间都是5s。(小汽车的长度不计,减速带的宽度不计,小汽车撞击减速带的阻力不计,g取10N/kg)则: (1)小汽车下滑的原因是 ,下滑时的机械能 。 (2)小汽车从第1个减速带行驶到第7个减速带的过程中,重力做功的功率为多少? (3)汽车在斜坡上运行时的平均阻力为多少? 11.滑旱冰是青少年最喜欢的一项运动.如图所示,小兵质量约为34kg,所穿的四轮直排旱冰鞋每只质量为3kg,鞋底每个轮子与地面接触面积为4cm2.(g取10N/kg) 求:(1)小兵自身受到的重力; (2)若比赛时小兵滑行 1200m 用时 2.5min,小兵滑动的平均速度是多少m/s; (3)小兵单脚滑行时对地面的压强; (4)小兵在练习时,想冲上一个斜坡,请从能量角度分析他该怎么做,为什么? (不计斜坡阻力) 12.小明和爸爸在科技馆体验升降座椅装置,如图为该装置简图。已知爸爸的质量为60kg,小明用240N的拉力将爸爸匀速拉升到顶端,用时30s,该过程中小明手握住绳子向下拉动的总长度为6m,不计绳重和摩擦,座椅与地而的总接触面积为50cm2,g取10N/kg。求: (1)小明拉绳做功的功率。分析上升过程中爸爸的机械能怎样变化? (2)该升降座椅装置的机械效率。 (3)体验结束后,小明将爸爸拉回水平地面后松开绳子,爸爸坐在座椅上脚未着地,求此时座椅对地面的压强。 13.如图,将半径为h光滑的圆弧固定在水平地面上,已知质量为100g的小球从圆弧顶端A点由静止释放,到达圆弧底端B点的速度v为2m/s(此过程中,小球的机械能守恒):然后小球沿粗糙的水平地面运动到C点停止,BC间距离s为2m.小球静止在圆弧顶端A点时的重力势能(Ep)大小可以用公式Ep=mgh来计算,小球运动到圆弧底端B点时动能(Er)大小可以用公式Ek=mv2来计算(整个过程中不计空气阻力). 求:(1)圆弧半径h的大小; (2)小球在粗糙的水平地面上运动过程中,所受到的摩擦力大小. 14.上体育课时,小强在练习投掷铅球,他将铅球掷出手后,铅球在空中的运动轨迹如图所示.若铅球的质量是4kg,从最高点到接触水平地面的过程中,铅球下降的高度为3m.(不计空气阻力,g取10N/kg) (1)铅球受到的重力是多少? (2)铅球下降过程中,重力对铅球做的功是多少? (3)若铅球离开手时具有的机械能为288J,已知物体动能的计算公式为Ek=mv2,请计算铅球落地时的速度. 15.我们已经学过:物体做功的过程就是能的转化过程。如图所示,某同学用一小球探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。已知小球质量为m,小球从斜面上高度为h的位置静止释放,撞击水平面上的木块,可通过观察木块移动的距离来判断小球的动能大小。假设斜面光滑,小球碰撞后静止,水平面对木块的摩擦力为f,g为已知量,不计碰撞时的能量损失,从能量转化的角度,请解答下列问题【其中(1)和(2)小题的答案均用已知量符号的表达式表示】: (1)小球到达斜面底部的动能; (2)碰撞后,木块移动的距离; (3)请说明通过木块移动的距离来判断小球动能的大小的物理原理。 16.已知物体的重力势能表达式为EP=mgh,动能表达式为Ek=mv2,其中m为物体的质量,h为物体距离水平地面的高度,v为物体的运动速度,g为常量,取10N/kg.如图所示,滑雪场的弯曲滑道由AB、BC两部分组成,AB段高度H=20m,BC段高度h=10m.总质量m=70kg的运动员从A点由静止开始沿AB滑道下滑,经过B点后沿BC滑道运动.不计摩擦和空气阻力. (1)求运动员在A点处的重力势能Ep. (2)求运动员经过B点时的速度大小v. (3)判断运动员到达C点时速度是否为零,请说明理由. 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 参考答案 1. 电 机械 3 103Pa 750J 150N 2.(1);(2);(3)通电导线在磁场中受到力的作用; 3.(1)4J;(2)16J 4.(1)1.3 106Pa;(2)30%;(3)重力势能减小,动能变大;(4)在驾驶前,工作人员严格要求游客必须系好安全带,避免发生意外,原因是人随车高速前进,当紧急刹车时,由于惯性,人仍然会高速向前运动,容易撞到车内前方的硬物而受伤 5.(1)16J;(2)4m/s 6.(1)0.6 10 3 kg/m 3 ;(2)18J ;(3)3600Pa; 7.(1);(2);(3);(4)减小 8.(1)3.5h;(2)8.5 105Pa;(3)4.8 105N;(4)减小 9.(1)1000Pa;(2)2400J;(3)80%; 10.(1)小汽车受到重力的作用,减小;(2)60000W;(3)6000N 11. 340N 8m / s 250000 提前加快速度滑行,因为速度增大时,动能大,上坡过程中,动能转化为重力势能,更容易滑上坡 12.(1)48W,上升过程中爸爸的机械能增大;(2)83.3%;(3)1.44 105Pa 13.(1)0.2m;(2)0.1N 14.(1)40N;(2)120J;(3)12m/s. 15.(1)mgh;(2); 16.(1)1.4 104J(2)20m/s.(3)不为零;不计摩擦和空气阻力,运动员在运动过程中机械能守恒,由于A点的高度大于C点的高度,所以,运动员在A点的重力势能大于在C点的重力势能,则运动员在C点还应具有动能,即运动员在C点的速度不为零. 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 $$