力学综合计算-【一战成名新中考】2025辽宁中考物理中考必考知识点专题特训

参考答案与解析 类型一：力学综合计算 1.解：（1）机器狗此次运输通过的路程：s＝vt＝3m/s×30s＝90m； （2）机器狗背上铁饼站立在水平地面上静止时， 对地面的压力为F＝G＝mg＝（18kg+2kg）×10N/kg＝200N， 与地面的接触面积为S＝4×40cm2＝160cm2＝1.6×10﹣2m2 对地面的压强为； （3）由PFv可得，机器狗在此次运输中驱动力做功的功率： P＝F动v＝40N×3m/s＝120W. 2.解：（1）除雪车对水平地面的压力：F＝G＝mg＝6×103kg×10N/kg＝6×104N，受力面积S＝0.4m2，对水平地面的压强：p1.5×105Pa； （2）由图乙可知前6min除雪车的速度v1＝4m/s，6﹣10min内除雪车的速度v2＝5m/s， 由v可得前6min除雪车通过的路程：s1＝v1t1＝4m/s×6×60s＝1440m，6﹣10min除雪车通过的路程：s2＝v2t2＝5m/s×4×60s＝1200m，0﹣10min除雪车通过的总路程： s＝s1+s2＝1440m+1200m＝2640m； （3）除雪车在0﹣6min、6﹣10min内均做匀速运动，牵引力：F＝f＝6×103N， 牵引力所做的功：W＝Fs＝6×103N×2640m＝1.584×107J. 3.解：（1）返回舱的总重力：G＝mg＝3×103kg×10N/kg＝3×104N， 重力所做的功：W＝Gh＝3×104N×2m＝6×104J， 返回舱在这段时间内重力做功的平均功率：P1.5×105W； （2）它对水平地面的压力F＝G＝3×104N， 它对水平地面的压强p2×105Pa. 4.解：（1）小明的重力为：G小明＝mg＝55kg×10N/kg＝550N， 小明和自行车对地面的压力为：F＝G小明+G自行车＝550N+150N＝700N， 自行车前后轮与地面的总接触面积为：S＝20cm2＝2×10﹣3m2； 骑行时自行车对地面的压强为：p3.5×105Pa； （2）根据液体压强公式p＝ρ液gh可知：h35m； （3）骑行时自行车受到的阻力为：f＝0.03（G小明+G自行车）＝0.03×700N＝21N， 由于自行车在做匀速直线运动，所以自行车受到的动力与阻力为一对平衡力，即：F′＝f＝21N，所以骑行过程中动力做的功为：W＝F′s＝21N×100m＝2100J，骑行过程中动力做功的功率为：P105W. 5.解：（1）雾炮车的平均速度：v7.2km/h； （2）排水孔盖子受到消毒液的压强：p＝ρ消毒液gh＝0.8×103kg/m3×10N/kg×1m＝8×103Pa， 由p可得，排水孔盖子受到消毒液的压力：F＝pS＝8×103Pa×100×10﹣4m2＝80N； （3）雾炮车空载时的重力：G＝mg＝10×103kg×10N/kg＝1×105N， 匀速行驶时受到的阻力：f＝0.05G＝0.05×1×105N＝5000N， 因为匀速行驶，所以雾炮车受到的牵引力：F牵＝f＝5000N， 牵引力所做的功：W＝F牵s＝5000N×2.4×103m＝1.2×107J； （4）雾炮车发动机的输出功率逐渐减小；因为雾炮车在水平路面上匀速行驶并不断向外喷消毒液时，车的速度不变，车的重力减小，对路面的压力减小，故车受到的摩擦力减小，根据二力平衡条件可知，车受到的牵引力减小，所以根据P＝Fv知，雾炮车发动机的输出功率逐渐减小. 类型二：力热综合计算 1.解：（1）该筒车旋转一周，一个取水桶对进入接水槽的水所做的功： W＝Gh＝mgh＝4kg×10N/kg×4m＝160J； （2）若水流冲击筒车的功率为40W，60s水流冲击筒车的功：W总'＝Pt＝40W×60s＝2400J； 筒车旋转一周取水的机械效率：η100%100%100%＝80%； （3）该筒车1小时对水所做的功：W水＝60×12×160J＝115200J， 根据效率公式得完全燃烧柴油放出的热量：Q放3.84×105J， 根据Q放＝mq得需要燃烧柴油的质量：m柴油0.009kg＝9g. 2.解：（1）完全燃烧3kg汽油产生的热量Q放＝mq＝3kg×4.6×107J/kg＝1.38×108J （2）匀速行驶30min通过的路程s＝vt＝20m/s×1800s＝3.6×104m 汽车受到的牵引力F2000N，因为汽车匀速行驶，f＝F＝2000N. （3）汽油机做的功W有1＝Wη＝7.2×107J×60%＝4.32×107J 汽油机的效率η35% 3.解：（1）飞机蓄满水重力 G＝mg＝5×104kg×10N/kg＝5×105N，静止在水面上，处于漂浮状态，则，由 F浮＝G排＝ρ水gV排可得排开水的体积： ； （2）发动机做的功 W＝Pt＝4×106W×900s＝3.6×109J； （3）消耗的燃油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝180kg×5×107J/kg＝9×109J； 发动机的效率. 4.解：（1）飞机对水平地面的压力： F＝G＝mg＝1.2×103kg×10N/kg＝1.2×104N. 飞机对水平地面的压强： p6×104Pa； （2）氢气完全燃烧放出的热量为： Q放＝m氢气q氢气＝4kg×1.4×108J/kg＝5.6×108J； （3）由v可得，飞机航行0.5h的距离为： s＝vt＝180km/h×0.5h＝90km＝9×104m， 牵引力做的功为：W＝Fs＝2×103N×9×104m＝1.8×108J. 5.解：（1）由图可知，氢燃料电池是将氢的化学能直接转化为电能； （2）根据p可知，当储氢瓶内气体压强为3.5×107Pa时，则瓶内壁1cm2的面积上受到的压力为：F＝pS＝3.5×107Pa×1×10﹣4m2＝3.5×103N； （3）①卡车的行驶速度为： v72km/h＝20m/s； ②卡车所做的机械功为： W＝Pt＝172×103W×3600s＝6.192×108J， 根据W＝Fs可知，卡车所受牵引力为： F8.6×103N； ③根据η可知，燃料完全燃烧放出的热量为： Q放1.72×109J， 消耗燃油的质量为： m40kg， 则减排二氧化碳的质量为： m'＝3.3m＝3.3×40kg＝132kg. 类型三：力电综合计算 1.解：（1）充电电压U＝220V，电流I＝16A，充电功率P＝UI＝220V×16A＝3520W＝3.52kW； 由 得,充电时间 6.25h； （2）静止时车对地面的压力：F＝G＝mg＝（820kg+180kg）×10N/kg＝10N； 车对水平地面的压强； （3）电动汽车行驶时的牵引力F＝f＝0.2G＝0.2×104N＝2×103N； 速度：v＝72km/h＝20m/s；功率P＝Fv＝2×103N×20m/s＝4×104W； （4）共享汽车行驶过程中，主要发生的能量转化是电能转化为机械能. 2.解：（1）扫地机器人内部的核心部件是电动机，其工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用而转动. （2）扫地机器人集满灰尘静止时，对水平地面的压强为 （3）扫地机器人连续正常工作60min消耗的电能为 W＝Pt＝30W×60×60s＝1.08×105J 机器人充满电时的电能为 因电池容量低至10%时扫地机器人会自动停止工作并返回充电，即扫地机器人最多能提供的电能为 因W′＜W，所以电池满电状态下扫地机器人不能连续正常工作60min. （4）由表格中数据可知，吸入功率等于真空度与风量的乘积，当风量为0.02m3/s时，吸入功率为 吸尘电机吸入功率与输入功率的比值叫做效率，即, 解得P输出＝25W. 3.解：（1）该车在平直的公路上匀速行驶，所受的牵引力等到阻力，为 F＝f＝0.06G＝0.06×1.2×104N＝720N， 测试过程该车牵引力做的功 W＝Fs＝720N×50×103m＝3.6×107J； （2）该过程平均油耗为8L/100km，则50km消耗的体积为4L.燃烧汽油的质量 m＝ρV＝0.75×103kg/m3×4×10﹣3m3＝3kg， 完全燃烧汽油放出的热量； （3）电动车在同一路段同样行驶50km，消耗的电能， 测试过程中，牵引力所做的有用功相等，W电＜Q放，据热机效率的公式知，用电做动力效率更高. 4.解：（1）观光车空载时的重力G＝mg＝1080kg×10N/kg＝10800N， 受力面积S＝1000cm2＝0.1m2，观光车静止在水平地面上，空载时对地面的压强 p108000Pa； （2）观光车的电动机以额定功率工作0.5h，消耗多少电能 W电＝P电t＝4×103W×0.5×3600s＝7.2×106J； （3）观光车牵引力做的功W有用＝Fs＝320N×18×103m＝5.76×106J； 电能转化为机械能的效率η100%100%＝80%. 学科网（北京）股份有限公司 $$ 力学综合计算 类型一：力学综合计算 1.杭州亚运会用机器狗为运动员运输铁饼.机器狗自身质量为18kg，每只脚与地面接触面积为40cm2，运输的铁饼质量为2kg.机器狗在某次运输中，在40N的驱动力下以3m/s的速度做匀速直线运动，所用的时间为30s，g取10N/kg.求： （1）机器狗此次运输通过的路程； （2）机器狗背上铁饼站立在水平地面上静止时， 对地面的压强； （3）机器狗在此次运输中驱动力做功的功率. 第1题图 2.2024年2月20日，临沂迎来强降雪.环卫部门以雪为令，迅速启用除雪车全力除雪以保障道路畅通.图甲是一辆除雪车正在水平路面上除雪的场景，该车10min内的运动图象如图乙所示.若该除雪车的总质量为6t，除雪过程中所受水平阻力为6×103N，车轮与地面的总接 触面积为0.4m2，g取10N/kg，求该除雪车： 第2题图 （1）对水平地面的压强. （2）10min内通过的路程. （3）10min内牵引力所做的功. 3.2024年4月30日，神舟十七号载人飞船返回舱成功着陆，若返回舱质量为3×103kg，在着陆过程中，从距地面2m高处竖直向下落地，用时0.4s.（g＝10N/kg） （1）求返回舱在这段时间内重力做功的平均功率. （2）若返回舱静止时与水平地面的接触面积为1.5m2，求它对水平地面的压强. 第3题图 4.自行车骑行是生活中一种环保的出行方式.如图所示，小明骑自行车出行的途中，沿直线匀速经过一段长100m的平直路面，用时20s.该过程中前后轮与地面的总接触面积为20cm2.若小明的质量为55kg，自行车重150N，骑行时受到的阻力为总重的0.03.（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg） （1）求骑行时车对水平地面的压强； （2）该压强相当于多高水柱产生的压强？ （3）求骑行过程中动力做功的功率. 第4题图 5.某型号雾炮车空载时的质量为10t，它配备了一个体积为10m3的水箱.为了方便清洗，水箱底部有一个排水孔，排水孔盖子面积约为100cm2.解答下列问题： （1）雾炮车匀速前进喷洒过程中，在2.4km的路段上用时20min，则雾炮车的平均速度是多少？ （2）当水箱中消毒液的深度为1m时，排水孔盖子受到消毒液的压力约为多大？（消毒液的密度为0.8×103kg/m3） （3）若雾炮车在水平地面上匀速行驶时受到的阻力为车重的0.05倍，则雾炮车空载时在水平地面上匀速行驶2.4km，牵引力做的功为多大？（g取10N/kg） （4）如图所示，当雾炮车在水平路面上匀速行驶并不断向外喷消毒液时，雾炮车发动机的输出功率如何变化？为什么？ 第5题图 类型二：力热综合计算 1.如图所示，是用来取水的机械，接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，筒车旋转一周所用时间为60s.（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg） 第1题图 （1）求该筒车旋转一周，一个取水桶对进入接水槽的水所做的功. （2）若水流冲击筒车的功率为40W，求筒车旋转一周取水的机械效率. （3）若采用效率为30%的柴油发动机代替筒车旋转一小时抽相同质量的水，需要燃烧柴油的质量是多少克？结果取整.（柴油的热值为：q＝4.2×107J/kg） 2.如图甲是小硕家的油电混合动力汽车，其工作原理如图乙所示.当它以72km/h的速度沿水平公路匀速行驶30min的过程中，燃烧了3kg汽油.该车在行驶时汽油机和驱动电机同时为汽车提供动力，匀速行驶30min对汽车做功为7.2×107J，其中有60%的功是汽油机做的.汽油机的燃料燃烧的过程中，除了对汽车做功还会给蓄电池充电，匀速行驶这30min对蓄电池充电5.1×106J.（汽油热值q汽油＝4.6×107J/kg）求： 第2题图 （1）完全燃烧3kg汽油产生的热量？ （2）汽车匀速行驶时所受的阻力是多少？ （3）汽油机的效率为多少？ 3.国之重器“鲲龙600”是世界上最大的水陆两用飞机，该飞机蓄满水后总质量为5×104kg.若在某次测试中，该飞机沿直线匀速行驶900s，消耗了180kg航空燃油，飞机发动机功率为4×106W（已知航空燃油的热值q＝5×107J/kg，，g取10N/kg），求：（1）飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积； （2）测试中发动机所做的功； （3）测试中发动机的效率. 第3题图 4.如图所示为我国研制的四座氢燃料内燃机飞机验证机.该飞机使用氢为燃料，高压储氢罐可储氢4kg，最大起飞质量可达1.2×103kg.已知飞机静止在水平地面上时，轮胎与地面的总接触面积为0.2m2；在空中以180km/h的速度匀速直线巡航时，前置螺旋桨为飞机提供的牵引力为2×103N.已知氢的热值为1.4×108J/kg.求： （1）发动机未工作前，飞机静止在水平地面上， 达到最大起飞质量时对地面的压强为多少？ （2）高压储氢罐内4kg的氢完全燃烧放出的热量为多少？ （3）飞机以180km/h的速度匀速直线巡航0.5h， 第4题图 前置螺旋桨为飞机提供的牵引力做的功为多少？ 5.据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳.为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下. 第5题图 （1）氢燃料电池将化学能直接转化为 　 　能. （2）当储氢瓶内气体压强为3.5×107Pa时，求瓶内壁1cm2的面积上受到的压力. （3）以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为172kW. ①求卡车的行驶速度.②求卡车所受牵引力. ③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少？ （燃油机的效率取36%，燃油的热值q取4.3×107J/kg） 类型三：力电综合计算 1.如图是一款按租用时间收费的电动共享汽车.如果车和乘客的总质量为1000kg，从租车点一路不停行驶60km到达目的地，若全程的平均速度为72km/h，回答下列问题.（g取10N/kg） 电池容量（kW•h） 22 充电电压（V） 220 充电电流（A） 16 第1题图 （1）根据表中的数据计算，电动共享汽车充满电需要多少小时？ （2）轮胎与地面接触的总面积为0.02m2，静止时车对水平地面的压强是多少？ （3）电动汽车行驶时受到的阻力为车总重的0.2倍，整个行程平均功率是多少？ （4）共享汽车行驶过程中，主要发生的能量转化是什么？ 2.如图所示是某品牌扫地机器人，其额定工作电压是15V，额定功率为30W，电池容量为2000mA•h，其净重4kg，最大集尘量为1kg. 第2题图 真空度/（N•m﹣2） 400 450 500 550 600 风量/（m3/s） 0.025 0.02 0.017 0.015 0.013 吸入功率/W 10.00 8.50 8.25 7.80 （1）扫地机器人内部电动机的工作原理是 　 　； （2）该扫地机器人与水平地面的接触面积为10cm2，则其集满灰尘静止时，对水平地面的压强是多少（g＝10N/kg）； （3）当供电系统检测到电池容量低至10%，扫地机器人会自动停止工作并返回充电，若不考虑能量损耗，电池满电状态下扫地机器人能否连续正常工作60min？ （4）该扫地机器人内部的吸尘电机的吸入功率是衡量机器人优劣的重要参数，测得该吸尘电机的吸入功率与真空度、风量间的对应关系如乙表（真空度指主机内部气压与外界气压差；风量指单位时间内通过吸尘电机排出的空气体积；吸尘电机吸入功率与输入功率的比值叫做效率）.请通过分析上表数据求：当风量为0.02m3/s，效率为36%时，该吸尘电机的输入功率为多少？ 3.某油电混合动力小汽车进行性能测试，先采用燃油作为动力，该车在一段平直的公路上匀速行驶了50km.已知车总重为1.2×104N，车行驶中受到的阻力为车总重的0.06倍. （1）求测试过程该车牵引力做的功； （2）若该过程中汽车电脑显示平均油耗为“8L/100km”， 汽油密度为0.75×103kg/m3，热值为4.6×107J/kg，求 该过程中燃油完全燃烧放出的热量； （3）现改用电动力对该车进行上述测试，发现该车在 第3题图 同一路段同样行驶50km，只需要消耗电能12kW•h， 通过计算比较用燃油和用电做动力哪种效率更高？ 4.电动汽车是绿色环保型交通工具，它的特征是效率高、噪声小、无废气排放、无油污.如图所示为淮安市某景区电动观光车，该车技术参数如表所示. （1）观光车静止在水平地面上，空载时对地面的压强是多大？（g取10N/kg） （2）观光车的电动机以额定功率工作0.5h，消耗多少电能？ （3）在题（2）条件下，观光车受到的牵引力为320N，运动路程为18km，在该过程中牵引力做多少功？电能转化为机械能的效率是多少？ 空载质量 1080kg 空载时轮胎与水平地面的总接触面积 1000cm2 电动机的额定功率 4kW 第4题图 学科网（北京）股份有限公司 $$