10 专题突破四 类型1 力学综合计算-【中考导学案】2026年湖北武汉中考物理讲义本配套课件

该初中物理中考复习课件聚焦力学综合计算核心考点，严格对接中考说明，分析浮力、压强、杠杆平衡、功与功率等高频考点权重，结合2022-2025年武汉中考真题，归纳受力分析、平衡方程应用等常考题型，体现备考针对性与实用性。 课件亮点在于“真题情境+素养导向”训练，如2025武汉“中国天眼”题，通过浮力与压强综合计算示范模型建构和科学推理，培养物理观念。提供受力平衡分析模板、易错点对比表，帮助学生掌握答题技巧，教师可依此设计分层训练，提升复习效率。

类型1　力学综合计算 专题突破四　计算题 《中考导学案》 2026武汉物理 1 1.(2025·武汉) “中国天眼”全称500米口径球面射电望远镜，是我国独立自主设计并建造的世界最大的单口径射电望远镜，如图甲所示，它的反射面是一个相当于35个足球场的“大锅”，由四千多片超薄三角形铝板组成，这些铝板通过下方的液压促动器能快速改变方向、精确定位。 甲 首页 1 2 3 4 6 7 5 2 (1)如图乙所示，若天体射向天眼反射面铝板的无线电波性质和光波类似，也沿直线传播，为了能将无线电波反射到接收装置所在的位置A，假设入射点位置不变，请画出这块铝板被促动器调整后的位置。(保留作图痕迹) 乙 首页 1 2 3 4 6 7 5 (2)如图丙所示，为了不压坏“锅面”，检修人员将自己悬挂在一个体积为230 m3的氦气球下，并在肘部、膝关节等处佩戴扩大接触面积的缓冲垫，采用爬行的方式进行维护作业，这样保证他和“锅面”的接触面积至少有900 cm2。(g＝10 N/kg) ①如果天眼周围空气的密度为1.2 kg/m3，氦气球内氦气 的密度为0.18 kg/m3，那么氦气球受到的浮力为多少N? 丙 解：①氦气球受到的浮力：F浮＝ρ空V排g＝1.2 kg/m3× 230 m3×10 N/kg＝2 760 N。 首页 1 2 3 4 6 7 5 ②体重为750 N的检修人员如果为了既能较自如地控制 自己的动作，又不会将铝板压变形，要求他对水平“锅 面”的压力在125~200 N之间，而为了不损伤反射面， 又要求他对水平“锅面”的压强不要超过2 000 Pa，那 么检修人员在“锅底”水平铝板上作业时，悬挂在气 球下方的配重、挂绳和气球外壳的重力最大为多少N?最小为多少N? 丙 首页 1 2 3 4 6 7 5 解：②氦气的重力：G氦＝ρ氦Vg＝0.18 kg/m3×230 m3×10 N/kg＝414 N， 为了不损伤反射面，检修人员对水平铝板的最大压力： F＝pS＝2 000 Pa×900×10－4 m2＝180 N， 为了自如地控制动作又不会将铝板压变形，要求检修 人员对水平“锅面”的压力在125~200 N之间，则检修人员对铝板的压力在125 N~180 N之间； 首页 1 2 3 4 6 7 5 氦气、人与检修装备(配重、挂绳和气球外壳)组成的整体站在反射面板上，在竖直方向上，重力与浮力、支持力三力平衡， 则G氦＋G人＋G检＝F浮＋F支， 则悬挂在气球下方的配重、挂绳和气球外壳的重力最小值：G检小＝F浮＋F支小－G氦－G人＝2 760 N＋125 N －414 N－750 N＝1 721 N；最大值：G检大＝F浮＋F支大－G氦－G人＝ 2 760 N＋180 N－414 N－750 N＝1 776 N。 首页 1 2 3 4 6 7 5 2.(2025·武汉四调) 图甲是我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号，其排水量为4.26×104 t，通过1 100多根钻杆连接，钻头可达海面下1.1×104 m深度。(g＝10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3) 甲 首页 1 2 3 4 6 7 5 8 (1)如图乙所示，顶驱吊着钻杆从海水中往海底下钻探，钻头钻进海底的过程中，钻头的内能会__________，需要加入特殊的钻井液，起到冷却钻头、润滑钻具的作用，整个过程改变钻头内能的方式有________________ (填“做功”“热传递”或“做功和热传递”)。  乙 增大 做功和热传递 首页 1 2 3 4 6 7 5 (2)若质量为2 t的钻头沿竖直方向下降了 3 000 m，钻头的重力做了多少焦耳的功? 乙 解：钻头的重力做功：W＝G头h＝m头gh＝2×103 kg×10 N/kg×3 000 m＝6×107 J。 首页 1 2 3 4 6 7 5 (3)某次钻探作业完成后，顶驱将钻杆向上提到一定深度静止时(钻头没有接触到海底岩层)，若顶驱对质量为228 t的钻杆竖直向上的拉力为1.35×106 N，钻杆的横截面积为0.1 m2，钻头质量为2 t、底面积为0.5 m2，不计钻头的高度，求海水对钻头的压强。 乙 解：钻杆和钻头的总重力：G总＝(m杆＋m头)g＝(228×103 kg＋2× 103 kg)×10 N/kg＝2.3×106 N， 首页 1 2 3 4 6 7 5 根据受力平衡可得钻杆和钻头受到的浮力： F浮＝G总－F＝2.3×106 N－1.35×106 N＝9.5 ×105 N， 根据F浮＝ρ液V排g可得： V排＝＝95 m3， 则钻头所处的深度：h＝＝950 m， 所以海水对钻头的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×950 m＝9.5×106 Pa。 乙 首页 1 2 3 4 6 7 5 3.(2024·武汉) 2024年4月19日，我国海洋油气生产平台“海基二号”总体结构完成安装，它刷新了高度、质量、作业水深和建造速度等多项亚洲纪录，“海基二号”由上部组块和水下的导管架组成。图甲是质量为6×104 t的“海洋石油229”驳船将质量为3.7×104 t的导管架运载至安装海域的情景。(海水的密度为1.0×103 kg/m3，g＝10 N/kg) 首页 1 2 3 4 6 7 5 13 (1)如图甲所示，导管架的底部固定着4块面积非常大的钢板，这4块钢板的作用是_________________________。“海基二号”在指定海域成功安装后，这4块钢板处于水深324 m的海底处，它们受到海水的压强是__________Pa。  增大受力面积，减小压强 3.24×106 首页 1 2 3 4 6 7 5 14 (2)导管架和驳船拖航的速度约为100 m/min，它们到达240 km外的安装海域所需要的时间约为__________h。导管架和驳船沿直线向右匀速航行时，若以图乙中的长方形表示驳船上的导管架，请在图中画出导管架受力的示意图。  40 首页 1 2 3 4 6 7 5 (3)这次海上安装采用了滑移下水方式：工程人 员将驳船船头水舱的水排出一部分，又向船尾 水舱注入一部分水，使驳船小角度倾斜，最后 将驳船和导管架之间的连接点切割分离，导管 架就在自身重力作用下顶端朝前沿着轨道滑入海中。若驳船船头水舱排出的水和船尾水舱注入的水的体积分别为2.2×103 m3和6×103 m3时，导管架顶端浸入海水中的体积为200 m3，则驳船和固定在驳船上的导管架总共受到的浮力是多少N? 首页 1 2 3 4 6 7 5 解：驳船小角度倾斜前，驳船和导管架的总重力： G总＝(m驳＋m架)g＝(6×104×103 kg＋3.7×104× 103 kg)×10 N/kg＝9.7×108 N，　 驳船小角度倾斜时，水舱中水增加的重力： ΔG＝Δmg＝ρ海水ΔVg＝1.0×103 kg/m3×(6×103 m3－2.2×103 m3)× 10 N/kg＝3.8×107 N， 驳船小角度倾斜时处于漂浮状态，总浮力等于总重力，即：F浮总＝G总＋ΔG＝9.7×108 N＋3.8×107 N＝1.008×109 N。 首页 1 2 3 4 6 7 5 4.(2022·武汉) 我国万米深潜作业次数和下潜人数位居世界首位。图甲是我国“奋斗者”号载人潜水器的海试现场。 甲 首页 1 2 3 4 6 7 5 18 (1)潜水器的前边固定着一个采样篮，里面放着海底沉积物采样器等工具，采样器是一个下端开口的圆柱形玻璃管。潜水器两侧各连着一只机械手臂，其中一只机械手臂的简化示意图如图乙所示，它由金属杆AB、OC和可以伸缩的液压杆AC组成，C点为机械手臂和潜水器的连接点。当液压杆伸长或缩短时，会带动金属杆AB绕着 O点转动，金属杆B端就会向上提或向下压采样 器。 ①请在图乙中画出水平金属杆的B端竖直向下 压采样器时，采样器对金属杆AB的力的示意图。 乙 首页 1 2 3 4 6 7 5 ②若OA、OC和AC的长分别是18 cm、24 cm和30 cm，OB的长是72 cm，这只机械手臂的液压杆AC对水平金属杆A端的拉力是200 N，玻璃管水平的圆环形管口和海底沉积物的接触面积是2 cm2时，则竖直状态下的玻璃管的圆环形管口对海底沉积物产生的压强是多少Pa?(不考虑金属杆AB和采样器它们受到的重力和浮力) 乙 首页 1 2 3 4 6 7 5 解：②杠杆示意图如图所示，液压杆AC对水平金属杆A端拉力F'的力 臂：l1＝OD＝＝14.4 cm， B端所受力F的力臂：l2＝OB＝72 cm， 根据杠杆的平衡条件，可得：F'l1＝Fl2， 则F＝F'＝×200 N＝40 N， 采样器的玻璃管的圆环形管口对海底沉积物的 压力：F压＝F＝40 N，则竖直状态下的玻璃管的圆环形管口对海底沉积物产生的压强：p＝＝2×105 Pa。 首页 1 2 3 4 6 7 5 (2)总质量是36 t且处于悬浮状态的潜水器在海 底完成作业后，会抛卸吸附在舱外的压载铁再 上浮。为了确保舱内作业人员的安全，科学家 们在设计“奋斗者”号时，可以让潜水器在不 能抛卸压载铁时进行“断臂求生”，即让潜水 器在深海抛掉两只机械手臂和采样篮等物体后再上浮。若某次深海演练抛掉质量是1.8 t、体积是0.3 m3的两只机械手臂和采样篮等物体，则此时潜水器受到的浮力是多少N?浮力比重力大多少N?(g＝10 N/kg，ρ海水＝1.0×103 kg/m3) 乙 首页 1 2 3 4 6 7 5 解：潜水器悬浮时受到的浮力： F浮总＝G总＝m总g＝36×103 kg×10 N/kg＝ 3.6×105 N， 潜水器抛掉的两只机械手臂和采样篮等物体 后减少的浮力：ΔF浮＝ρ海水ΔV排g＝ρ海水ΔVg ＝1.0×103 kg/m3×0.3 m3×10 N/kg＝3×103 N， 此时潜水器受到的浮力：F浮＝F浮总－ΔF浮＝3.6×105 N－3×103 N＝3.57×105 N； 首页 1 2 3 4 6 7 5 潜水器抛掉两只机械手臂和采样篮等物体受 到的重力：ΔG＝Δmg＝1.8×103 kg×10 N/kg ＝1.8×104 N， 此时潜水器受到的重力：G＝G总－ΔG＝3.6× 105 N－1.8×104 N＝3.42×105 N， 则浮力与重力之差：F浮－G＝3.57×105 N－3.42×105 N＝1.5×104 N。 首页 1 2 3 4 6 7 5 5.(2020·武汉) 一种新型井盖排水系统如图 甲所示， 系统结构简化示意图如图乙所示，排水系统由井盖、 两个相同杠杆(AOB是其中之一)、容器等组成， AB长度是300 mm，AO长度是120 mm。井 盖的上表面和侧面都有排水孔，下暴雨时， 雨水从排水孔经排水管导流到容器中，再 从容器底部的排水孔流入下水道，由于容器的排水速度较小，当容器中的雨水上升到一定高度时，容器下降，拉动杠杆，将井盖顶起，加速路面排水。当容器中的雨水下降到一定高度时，井盖自动下降盖住井口，不影响车辆、行人的通行。该井盖的质量是28.8 kg，不考虑杠杆的质量，不考虑各连接处的摩擦。(g＝10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3) 甲 乙 丙 首页 1 2 3 4 6 7 5 25 (1)球墨铸铁强度高、韧性好，密度是7.2×103 kg/m3，若上述规格的井盖全部用球墨铸铁制成，则制作一个这样的井盖需要多少立方米的球墨铸铁? 乙 丙 解：需要球墨铸铁的体积：V＝＝4×10－3 m3。 首页 1 2 3 4 6 7 5 (2)下暴雨时，杠杆会将井盖顶起50 mm，如图丙所示。两个相同杠杆对井盖至少做了多少焦耳的功? 丙 解：两个相同杠杆对井盖至少做功：W＝Gh＝mgh＝28.8 kg×10 N/kg ×50×10－3 m＝14.4 J。 首页 1 2 3 4 6 7 5 (3)某次调试中，为了节约用水，调试人员将容器底部的排水孔全部堵住，测出容器的质量是4.2 kg，再将容器和杠杆组装在一起，直接向容器内匀速注水，注水120秒时井盖刚好被顶起，假设在任意时刻水对容器的压力与容器中水的重力大小相等，求每分钟向容器内注水的体积是多少升? 乙 丙 首页 1 2 3 4 6 7 5 解：井盖刚好顶起时，杠杆AOB的A端受到的压力： FA＝G＝mg＝×28.8 kg×10 N/kg＝144 N， 根据杠杆的平衡条件可得：FAlOA＝FBlOB， 则容器对杠杆B端的拉力：FB＝FA＝ ×144 N＝96 N， 容器中水的重力：G水＝2FB－m容g＝2×96 N－4.2 kg×10 N/kg＝150 N， 则每分钟向容器注水的体积：V水＝＝7.5× 10－3 m3＝7.5 L。 乙 丙 首页 1 2 3 4 6 7 5 6.(2024·武汉三调) 2023年5月，“恩平20－4钻采平 台”上部组块与下部海底导管架对接安装完成，创造了 我国海上油气平台动力定位浮托安装总重的新纪录。 “恩平20－4钻采平台”上部组块整体质量达1.55× 104 t，建造完成后，由我国自主建造的“海洋石油278”半潜船装载运输至海上安装现场。由于“恩平20－4钻采平台”上部组块整体质量超过常规海上浮吊极限，工程人员采用了如图所示的横向滑移装船方式进行装船。(g＝10 N/kg，ρ海水＝1.0×103 kg/m3) 首页 1 2 3 4 6 7 5 30 (1)工程人员将平台上部组块固定在支撑框架上，再在码头和半潜船的甲板上铺上滑轨，然后通过牵引装置将组块缓缓拉到半潜船上。 ①若要求支撑框架对滑轨的压强不能超过2×107 Pa，不计支撑框架的重力，则支撑框架和滑轨之间的受力面积不能小于多少m2? ②若牵引装置对支撑框架的拉力为1.2×106 N，组块移动了约200 m，则拉力在这个过程中大约做了多少J的功? 首页 1 2 3 4 6 7 5 解：①“恩平20－4钻采平台”上部组块整体的重力：G组块＝m组块g＝1.55×104×103 kg×10 N/kg＝1.55×108 N，由p＝可得，支撑框架和滑轨之间的最小受力面积：S＝＝7.75 m2。 ②拉力在这个过程中大约做的功：W＝F拉s＝1.2×106 N×200 m＝2.4×108 J。 首页 1 2 3 4 6 7 5 (2)平台上部组块在横向滑移装船过程中，需要调整半 潜船的压载水量，使甲板始终保持水平且与码头的地 面相平。在将平台上部组块横向滑移至码头边缘时， 工作人员控制压载水舱向外排出2×104 t的水，使低 于码头的甲板上升至与码头平齐，牵引装置继续拉动支撑框架，当平台上部组块整体转移至甲板时，半潜船内压载水量为1.6×104 t。整个装载过程中，若不考虑海平面的变化、不计支撑框架的重力，则半潜船向外排出的海水约多少m3? 首页 1 2 3 4 6 7 5 解：由题知，在将平台上部组块横向滑移至码头边缘时，工作人员控制压载水舱向外排出2×104 t的水，使低于码头的甲板上升至与码头平齐，如图甲、乙所示， 首页 1 2 3 4 6 7 5 当平台上部组块整体转移至甲板时(如图丙)，半潜船内压载水量即水舱中剩余水的质量为1.6×104 t，由题意可知，整个过程需保证甲板始终保持水平且与码头的地面相平，所以图丙和图乙中半潜船排开海水的体积相等，由阿基米德原理可知两种情况下半潜船受到的浮力相等，根据漂浮条件可知，图丙中增加的上部组块整体的重力等于第2次向外排出水的重力，即G排2＝G组块，故第2次向外排出水的质量：m排2＝m组块＝1.55×104 t， 首页 1 2 3 4 6 7 5 则整个装载过程中，半潜船向外排出海水的质量：m排总＝m排1＋m排2＝2×104 t＋1.55×104 t＝3.55×104 t， 整个装载过程中，半潜船向外排出海水的体积：V排总＝＝3.55×104 m3。 首页 1 2 3 4 6 7 5 7.(2023·武汉) 智能机器正在进入我们的生活，为人们提供高效、精准的服务。某台全自动扫拖一体机器人主要由锂电池组、扫地模组、吸尘模组、拖地模组、升降模组和车轮模组等组件构成，它既可以扫地，也可以拖地。小强同学在面积为S1＝27 m2的空房间(矩形ABCD)内，用这台机器人打扫家庭卫生。 甲 乙 首页 1 2 3 4 6 7 5 37 (1)机器人扫地过程中，若在1×103 s内总共做了2.4×104 J的功，则机器人做功的功率是多少W? 甲 乙 解：机器人做功的功率：P＝＝24 W。 首页 1 2 3 4 6 7 5 38 (2)机器人底部构造如图甲所示，两块面积均为S2＝1.8×10－2 m2的抹布固定在转盘O1、O2上，在升降模组控制下，下降并压迫地面，利用两块抹布旋转擦洗和加压拖地。机器人在瓷砖地面上拖地时，两块抹布对瓷砖地面的压力为12 N，两块抹布对瓷砖地面的压强是多少Pa? 甲 解：两块抹布对瓷砖地面的压强： p＝＝333 Pa。 首页 1 2 3 4 6 7 5 39 (3)机器人拖地过程可用如图乙所示的简化模型进 行研究，关门后，机器人(用☉O表示)从图示位置 开始，贴近墙壁AB沿着弓形路线拖洗地面，在地 面上拖出水带(水的痕迹)的宽度均为d＝0.3 m，其 中平行于墙边AB的任意相邻的两条水带都不重叠， 当机器人拖出第15条水带到达墙角C处时，刚好将整个房间的地面拖洗了1次。机器人受到的牵引力为F＝20 N，牵引力的功率为3 W。忽略墙边和墙角处机器人沿着弓形路线无法拖洗的地面面积，设机器人沿着弓形路线运动时速度大小不变，求机器人需要多长时间，才能沿着弓形路线将整个房间的地面拖洗1次? 乙 首页 1 2 3 4 6 7 5 解：由P＝＝Fv可得，机器人的速度： v＝＝0.15 m/s， 每次在AB方向运动所用时间：t1＝＝38 s， 每次沿BC方向运动0.3 m所用时间：t2＝＝2 s， 则机器人沿弓形路线将整个房间地面拖洗1次，机器人需要的时间：t＝t1×15＋t2×14＝38 s×15＋2 s×14＝598 s。 乙 首页 1 2 3 4 6 7 5 本讲内容结束 $