专项训练05 力学体系难度大的综合计算 -2026年中考物理三轮复习热点亮点难点专项训练

2026年中考物理三轮复习热点亮点难点专项训练 专项训练05 力学体系难度大的综合计算 1. 2025年4月19日，全球首届人形机器人半程马拉松比赛在北京开赛，全程约21km。如图甲所示，中国某款机器人身高1.2m，质量30kg，双脚与地面接触面积约为0.03m2，全身共有18个靠电机驱动的关节。（g取10N/kg） （1）该机器人完赛用时约3.6h，它的平均速度是多少？（计算结果保留一位小数） （2）请计算机器人所受重力的大小，并在图乙中画出重力示意图。（O为重心） （3）机器人双脚站立在水平地面上，对地面的压强是多大？ （4）机器人奔跑过程中，腿部关节温度会上升，原因是什么？ 【答案】（1） （2）300N， （3） （4）机器人奔跑过程中，电源在持续给腿部关节处通电，由于电流的热效应，故腿部关节温度会上升 【解析】（1）由可知，跑完半马全程的平均速度为 （2）机器人所受重力的大小为 重力方向是竖直向下，作用点在重心O，作图如下： （3）机器人双脚站立在水平地面上时，对水平地面的压力的大小就等于自身重力大小，故压力大小 由公式知，机器人对地面的压强为 （4）机器人奔跑过程中，电源在持续给腿部关节处通电，由于电流的热效应，故腿部关节温度 2. 如图，装载车和收割机以2m/s的速度同向做匀速直线运动，收割机每分钟将50kg粮食装载到车上。装载车空载时质量为，车轮与地面总接触面积为，车受到的阻力为车总重力的0.2倍。（g取10N/kg，收割开始时车为空载状态，设装载车始终在水平地面上，不计空气阻力）求 （1）装载车1分钟内走过的路程； （2）装载车空载时对地面的压强； （3）装载车工作多长时间功率达到30kW。 【答案】（1）120m；（2）；（3）50min 【解析】（1）装载车1分钟内走过的路程 （2）装载车空载时对地面的压力 装载车空载时对地面的压强 （3）装载车功率达到30kW时，受到的牵引力为 装载车匀速行驶，处于平衡状态，受到的阻力与牵引力相等，即 因车受到的阻力为车总重力的0.2倍，故 车和粮食的总重力为 粮食的总重力 粮食质量 由题意可知，收割机每分钟将50kg粮食装载到车上，则装载车工作的时间 答：（1）装载车1分钟内走过的路程为120m； （2）装载车空载时对地面的压强为； （3）装载车工作50min功率达到30kW。 3. 2024年11月17日，我国建造的全球最先进的大洋钻探船“梦想”号正式入列，如图甲所示。它具备11000米超深水钻探能力，有望实现“打穿地壳，进入地球深部”的科学梦想。钻探船上高耸的井架控制钻杆作业，使钻头深入海底钻取岩心。 （1）“梦想”号钻探船上建有高耸的井架，出海执行任务时，要从大桥下通过。只要______（选填“空载”或“满载”）时能通过大桥，就能始终确保安全通行。 （2）求在水深5000m处海水对钻头的压强。取） （3）科创小组估测井架质量为，井架与甲板接触面积为，求井架对甲板的压强。 （4）为了研究“梦想”号钻探船从桥下安全通行的高度问题，科创小组用两块相同的等腰梯形板材和三块长边均为的矩形板材，制作了如图乙所示的“启航”号实验船，板材不吸水且厚度不计。船底短边，船身高度，，船头竖立有旗杆。将船放入平静的湖水中进行实验，当装载货物时，吃水深度为。若桥离水面的高度，要实验船始终能安全通过此桥，求旗杆的最大高度。（货物高度始终低于旗杆顶部，） 【答案】（1）空载 （2） （3） （4）2.1m 【解析】（1）船在水中航行时，从大桥下通过，船的高度越低越安全，船空载时，船的整体重力小，排开液体体积小，吃水深度浅，船露出水面高；满载时，整体重力大，排开液体体积大，吃水深度深，船露出水面低；所以只要空载时能通过大桥，就能始终确保安全通行。 （2）在水深5000m处海水对钻头的压强 （3）井架对甲板的压力。 井架对甲板的压强 （4）当装载货物时，根据阿基米德原理，货物重力 则货物排开液体 ，当船吃水深度为时，船浸在水中船头梯形的面积 船浸入水中的体积 船空载时排开水的体积 空载时，船浸在水中船头的梯形的面积 空载时，船浸在水中的梯形的面积 解得，只要船在空载时能通过大桥，就能始终确保安全通行，旗杆的最大高度 4. 如图甲所示，我国自主研制的R20000-720型全球最大塔式起重机，拥有性能超强、技术先进、专利众多等特点，是塔机制造史上一次重要的突破。该塔机最大起重量为720t，最大起升高度为400m。 （1）请在图乙中画出物体沿竖直方向匀速上升过程中受力的示意图。 （2）若塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m，拉力做的功是多少？ （3）若塔机在（2）过程中所用时间为200s，拉力做功的功率是多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）物体沿竖直方向匀速上升，物体处于平衡状态，受到的竖直向上的拉力与竖直向下的重力大小相等，受力示意图如下图所示 （2）100t的物体的重力为 塔机匀速提起货物，拉力与物体重力大小相等，即 塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m，拉力做的功为 （3）塔机在（2）过程中所用时间为200s，则拉力做功的功率为 答：（1）物体沿竖直方向匀速上升过程中受力的示意图见解析； （2）塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m，拉力做的功为； （3）拉力做功的功率。 5. 如图所示，一重为200N底面积为0.4的方形玻璃缸（玻璃缸壁的厚度忽略不计），玻璃缸中装有重1000N的水。上方有一轻质杆OA，在绳子AC的拉力作用下可绕竖直墙上O点转动，现在OA的中点B处悬挂一滑轮组。已知每个滑轮重20N，滑轮组上悬挂着重300N的物体甲，将浸没的重物甲缓慢拉离水面后，玻璃缸中水位下降了5cm，（忽略物体带出的水，，g取10N/kg）求： （1）当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强； （2）重物甲浸没在水中时所受的浮力； （3）滑轮组的绳子不会断裂，当时，杆OA刚好水平，若绳子AC能承受的最大拉力时，利用此装置将重物拉离水面后缓慢上升过程中的最大机械效率是多少。（不计杆OA和绳子的重力及绳与滑轮间的摩擦） 【答案】（1）3000Pa；（2）200N；（3）95% 【解析】（1）玻璃缸对地面的压力等于玻璃缸的重力加上水的重力，即 则当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强为 （2）将浸没的重物甲缓慢拉离水面后，玻璃缸中水位下降了5cm，则重物甲排开水的体积为 重物甲浸没在水中时所受的浮力为 （3）先做出绳AC拉力的力臂OD，如图，直角三角形ADO中，∠A=30°，，B是OA的中点，，OB=OD 根据杠杆平衡条件 ，绳子AC能承受的最大拉力FA=620N，B点最大拉力FB=620N；滑轮组绳子的最大拉力 物体最大重力 滑轮组的最大机械效率 答：（1）当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强3000Pa； （2）重物甲浸没在水中时所受的浮力200N； （3）滑轮组的绳子不会断裂，当∠CAO=30°时，杆OA刚好水平，若绳子AC能承受的最大拉力FA=620N时，利用此装置将重物拉离水面后缓慢上升过程中的最大机械效率是95%。 6. 如图甲是上肢力量健身器示意图，杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，AO=2BO，配重的重力为100N，小明体重为500N，小明通过细绳在B点施加竖直向下的拉力为FB，杠杆在水平位置平衡，配重对地面的压力记为F压，拉力FB与压力F压的关系如图乙所示，杠杆AB和细绳的质量及所有摩擦均忽略不计，滑轮重力为G滑轮，求： （1）滑轮M是 （填“动”或“定”）滑轮； （2）滑轮的重力； （3）将配重改为120N，小明能否将配重拉起，通过计算说明理由。 【答案】（1） 动 （2） 20N（3） 所需拉力大于小明的重力 【解析】（1）滑轮M在使用过程中，其轴心向上移动，故为动滑轮。 （2）[2]配重在地面保持静止状态，绳子对它的拉力为 F拉=G-F压 对动滑轮进行受力分析可知，它受到向上的拉力FA，向下的动滑轮的重力G动和两个向下的拉力F拉，可得 FA=2F拉+G动=2×(100N-F压)+G动 根据杠杆的平衡条件得到 FA×AO=FB×OB 结合AO=2BO，F压=50N时FB=240N有 [2×(100N-50N)+G动]×2=240N×1 解得G动=20N； （3）[3]据图可知，当配重对地面的压力恰好为零时，连接配重的绳子上拉力为 F=G配重=120N 则施加在A点的拉力为 根据杠杆的平衡条件得 则 小明体重 G小明=500N<520N 所以，小明不能将配重拉起。 7. 某锻造厂利用卷扬机将一圆柱形工件（污垢的质量和体积忽略不计）吊入柱形清洗池中清洗，如图所示。已知工件的质量为90kg，高度为50cm，清洗池底面积为2000，深度为80cm；未放入工件时，清洗液的深度为60cm，密度，。求： （1）工件的重力； （2）工件一半浸入清洗液时，清洗液对工件底部的压强； （3）工件完全浸入清洗液，平衡时绳对工件的拉力为700N，工件的底面积是多少； （4）若工件以1.5cm/s的速度浸入清洗液，则工件从接触液面到刚好完全浸入所用的时间为多少，写出此过程清洗液对清洗池底部的压强随时间变化的关系式。 【答案】（1）900N （2）2000Pa （3） （4） 【解析】（1）由题意 （2）工件一半浸入清洗液时,进入深度为 则底部受到压强 （3）工件完全浸入清洗液，工件受到的浮力为 则工件的体积 工件的底面积为 （4）刚好浸没时 液面上升的高度 工件下降的高度为 故 设池底部压强为p，经过时间为t，则有 则 代入数据解得 池底部压强为， 8. 水平桌面上有一个底面积为200cm2的圆柱形容器，容器中水的深度为15cm。如图所示，用细线将一质量忽略不计的杠杆悬挂起来，把质量为0.3kg的物体A用细线悬挂在杠杆C处，再把体积为400cm3的物体B（不吸水）用细线悬挂在杠杆D处，当物体B浸没在水中静止时，杠杆恰好在水平位置平衡，此时C、D两点到支点O的距离分别为10cm、15cm。求： （1）物体B受到的浮力； （2）物体B浸没在水中静止时，水对容器底部的压强； （3）细线对物体B的拉力及物体B的密度。 【答案】（1）4N；（2）；（3） 【解析】（1）因为物体B浸没在水中 物体B受到的浮力 （2）物体B浸没在水中后液面上升的高度 物体B浸没在水中时容器中水深 物体B浸没在水中静止时，水对容器的压强 （3）物体A的重力 细线对杠杆的拉力为和 根据杠杆的平衡条件得 细线对B的拉力为 对物体B受力分析得 由得，物体B的质量 物体B的密度 答：（1）物体B受到的浮力4N； （2）物体B浸没在水中静止时，水对容器底部的压强； （3）细线对物体B的拉力及物体B的密度。 9. 长江口二号古船是用整体打捞技术提取的宝贵水下文化遗产。如图甲，打捞船可看作中间开着方井的长方体，俯瞰为回字形结构。如图乙，将古船及周围泥沙封闭成总质量为8×106kg、体积为6×103m3的箱体，打捞船甲板上的机械通过钢缆将箱体匀速提升至方井中。（g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，不计水的阻力和钢缆质量） （1）求箱体的重力。 （2）求箱体出水前所受的浮力和钢缆的总拉力。 （3）箱体出水前，打捞船浸入水中的深度为1.5m，如图丙。箱体部分出水后在方井中静止时，钢缆总拉力为5.3×107N，求此时打捞船浸入水中的深度。（回字形打捞船上表面阴影部分面积取3.3×103m2） 【答案】（1） （2）； （3） 【解析】（1）根据公式可知，箱体的重力为 （2）由题意可知，箱体出水前，排开水的体积等于箱体的体积，即，根据阿基米德原理可知，箱体出水前所受的浮力为 由题意可知，钢缆将箱体匀速提升，所以箱体受到向下的重力和受到向上的拉力、浮力是一对平衡力，即 所以钢缆的总拉力为 （3）对箱体出水前进行受力分析，打捞船和箱体的总浮力和总重力是一对平衡力，总浮力是箱体出水前的浮力加打捞船的浮力，即 根据阿基米德原理可知，箱体出水前打捞船的浮力为 总浮力 总重力为 对箱体部分出水后进行受力分析，箱体由于部分出水，使箱体受到浮力减少，打捞船由于浸入深度变化，受到的浮力也发生变化，所以设箱体出水后浸入水中的体积为，则此时受到的浮力为 由题意可知，箱体部分出水后在方井中静止，所以钢缆的拉力、箱体浮力和箱体重力是一对平衡力，即 则此时箱体受到的浮力为 由题意可知，箱体部分出水后，此时打捞船和箱体的受到总浮力和其总重力是一对平衡力，即 求出此次打捞船受到的浮力为 根据阿基米德原理可知，此时打捞船浸入水中的体积为 则此时打捞船浸入水中的深度为 10.如图，杠杆在水平位置平衡，物体M1重为500N，OA：OB＝2：3，每个滑轮重为20N，滑轮组的机械效率为80%，在拉力F的作用下，物体M2以0.5m/s速度匀速上升了5m。（杠杆与绳的自重、摩擦均不计） 求：（1）物体M2的重力；（2）拉力F的功率；（3）物体M1对水平面的压力。 【答案】（1）物体M2的重力为80N； （2）拉力F的功率为50W； （3）物体M1对水平面的压力为245N。 【解析】（1）因杠杆与绳的自重、摩擦均不计，故克服动滑轮重力做的功为额外功，则滑轮组的机械效率： η=W有 /W总=G2h/（G2+20）h=80%， 解得物体M2的重力：G=G2＝80N （2）由图知，绳子的有效段数为2，绳的自重、摩擦均不计，则作用在绳子自由端的拉力：F=（G2+20）/2=50N； 物体M2以0.5m/s速度匀速上升了h，绳子自由端移动的距离为：s＝2h， 由v可得绳子自由端的速度为： v绳＝2v＝2×0.5m/s＝1m/s； 拉力F的功率： P=Fv绳＝50N×1m/s＝50W； （3）由力的平衡条件可得，B端对定滑轮向上的拉力： F′B＝3F+G定＝3×50N+20N＝170N， 根据力的作用是相互的，则定滑轮对杠杆B端的拉力为：FB＝F′B＝170N， 根据杠杆的平衡条件可得：FA×OA＝FB×OB， 故绳子对杠杆A端的拉力为： FA＝255N， 力的作用是相互的，则绳子对M1向上的拉力为FA′＝FA＝255N， 根据力的平衡，地面对M1的支持力： F支＝G1﹣FA′＝500N﹣255N＝245N； 由力的相互性可知，物体M1对水平面的压力： F压＝F支＝245N。 11. 运-20是我国自主研制的重型运输机，如图。飞机获得的升力与其在平直跑道上滑行速度v的平方成正比，即，为定值（未知）。飞机在平直跑道上从静止开始加速，当速度达到时，飞机即将离地起飞，此时飞机所受升力与重力相等。升空后，飞机若以速度800km/h沿水平直线匀速飞行0.5h，其发动机在水平方向的牵引力大小为。 （1）求升空后飞机在上述0.5h内通过的路程。 （2）求升空后飞机在上述0.5h内水平方向牵引力做的功。 （3）已知飞机重力为，求飞机在跑道上滑行速度为时受到的支持力。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】（1）飞机在0.5h内通过的路程 （2） 飞机在0.5h内水平方向牵引力做的功 （3）当速度达到时，飞机即将离地起飞，，可得 当飞机以速度滑行时 飞机在水平跑道上滑行，竖直方向上受力平衡所以 12. 桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具。如图所示，硬杆用细绳悬挂在树上，杆可绕点自由旋转且与树之间无作用力，用细绳将重力为20N、容积为的桶悬挂在端，在端重120N的拗石辅助下，人可轻松将一桶水从井中提起，；悬挂桶的绳子始终保持在竖直方向上，忽略杆和绳的重力。 （1）桶装满水时，求水的质量； （2）空桶在井中漂浮时，求桶排开水的体积； （3）一重力为480N的人用桔槔将装满水的桶提出水面后（忽略桶外壁沾水），桔槔处于平衡状态时，人与地面的受力面积为500cm2，求人对地面的压强。 【答案】（1）28kg；（2）2000cm3；（3） 【解析】（1）因为通的容积为容积为2.8×10−2m3，则桶装满水的质量为 （2）漂浮在水面的桶受到的浮力等于重力为 则排开水的体积为 （3）桔槔平衡时，根据杠杆平衡条件可求，B端施加的拉力为 人对绳子的拉力为 人对地面的压强为 13. 如图所示，是某工作队用滑轮组从水中打捞正方体物体M的情景。物体M的棱长为1m，密度为2.8×103kg/m3，用7500N的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升2m。忽略绳重、绳与滑轮的摩擦和滑轮与轴的摩擦。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求： （1）物体M上升后，还未露出水面时受到的浮力； （2）物体M上表面在水面下0.2m时，它的下表面受到水的压力； （3）物体M上升后，在未露出水面前，此滑轮组的机械效率。 【答案】（1）；（2）；（3）80% 【解析】（1）物体还未露出水面时，排开液体体积 还未露出水面时受到的浮力 （2）物体M上表面在水面下0.2m时，它的下表面处水的深度 它的下表面受到水的压强 它的下表面受到水的压力 （3）物体M的重力 此滑轮组的机械效率 答：（1）还未露出水面时受到的浮力为； （2）它的下表面受到水的压力为； （3）此滑轮组的机械效率为80%。 14. 如图所示，工人们用滑轮组匀速提起水池中体积为、密度为的实心金属块，在10s内竖直上升了0.5m（金属块始终浸没在水中），水面到池底的深度为12m。（，）求： （1）水池底部受到水的压强； （2）金属块受到的浮力大小； （3）若不计摩擦、绳子和动滑轮的重力，则作用于绳子末端拉力功率为多大？ （4）若实际所用拉力为1000N，则这个滑轮组的机械效率为多大？ 【答案】（1）1.2×104Pa；（2）1×103N；（3）85W；（4）85% 【解析】（1）水池底部受到水的压强 p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×12m=1.2×105pa （2）因为金属块浸没在水中，所以排开水的体积 V排=V=0.1m3 金属块受到的浮力 F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m3=1000N （3）由得金属块的质量 m=ρV=2.7×103kg/m3×0.1m3=270kg 金属块的重力 G=mg=270kg×10N/kg=2700N 由图可知，n=2，不计摩擦、绳子和动滑轮的重力，拉力 作用于绳子末端拉力功率 （4）由图知，n=2，绳端移动距离 s=2h'=2×0.5m=lm 若实际所用拉力为1000N，则总功为 W总=Fs=1000N×1m=1000J 使用滑轮组所做的有用功 W有用=（G-F浮）h=（2700N-1000N）×0.5m=850J 此时该滑轮组的机械效率 答：（1）水池底部受到水的压强是1.2×104Pa； （2）金属块受到的浮力大小是1×103N； （3）若不计摩擦、绳子和动滑轮的重力，则作用于绳子末端的力大小是850N； （4）若实际所用拉力为1000N，则这个滑轮组的机械效率为85%。 15. 如图所示，水平桌面上的平底薄壁容器（重力忽略不计）底面积为，容器内盛有质量为4kg的水。一实心木块漂浮在水面上，木块的质量为0.6kg，体积为。g取10N/kg，求： （1）木块的密度； （2）木块受到的重力； （3）木块受到的浮力； （4）此时容器对水平桌面的压强。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】（1）根据题意可知，木块的密度为 （2）根据题意可知，木块受到的重力为 （3）根据题意可知，实心木块漂浮在水面上，则木块受到的浮力等于木块的重力，即浮力为 （4）根据可知，此时容器对水平桌面的压强为 答：（1）木块的密度为； （2）木块受到的重力为； （3）木块受到的浮力为； （4）容器对水平桌面的压强为。 16. 如图所示，用细线将一质量可忽略不计的杠杆悬挂起来，把质量为0.3kg的物体A用细线悬挂在杠杆的C处；质量为0.5kg的物体B（B不溶于水）用细线悬挂在杠杆的D处。当物体B浸没于水中静止时，杠杆恰好在水平位置平衡。此时C、D到O点的距离分别为20cm、30cm。（g取10N/kg）求： （1）物体A的重力； （2）细线对物体B的拉力； （3）物体B的体积。 【答案】（1）3N；（2）2N；（3）3×10-4m3 【解析】（1）物体A的重力 （2）根据题意可知 OC=20cm=0.2m OD=30cm=0.3m 由杠杆平衡条件可得 （3）物体B的重力为 对物体B进行受力分析得，物体B受到的浮力为 则物体B排开水的体积为 因为物体B浸没，所以物体B的体积为 17. 如图所示，一个重力为8N，密度为8×103kg/m3的合金块，悬挂在轻质杠杆的A点，O为支点，OA长0.1m，此时合金块浸没在某种液体中。杠杆右边B点吊着重为2N的物体，OB长0.34m，杠杆在水平位置平衡。不计绳重及转轴处摩擦，求： （1）合金块的体积； （2）A端受到绳子的拉力大小； （3）该液体密度为多少？ 【答案】（1）1×10-4m3；（2）6.8N；（3）1.2×103kg/m3 【解析】（1）合金块的体积 （2）根据杠杆的平衡条件 GB×OB=F×OA 可知A端受到绳子的拉力大小 （3）合金物体所受浮力 F浮=G-F=8N-6.8N=1.2N 该液体密度为 答：（1）合金块的体积为1×10-4m3； （2）A端受到绳子的拉力大小为6.8N； （3）该液体密度为1.2×103kg/m3。 18. 某校科技小组，设计了如图所示的一套从水中打捞物体的简单滑轮组装置，动滑轮的重力为50N，物体A的密度为1.5×103kg/m3，体积为0.04m3；通过滑轮组把A从水中匀速提升（A始终未露出水面），不计绳重、摩擦及水的阻力，ρ水=1×103kg/m3，g=10N/kg。求： （1）A浸没在水中所受浮力； （2）A露出水面前，滑轮组的机械效率； （3）若人的重力为625N，与水平地面的接触面积为500cm2，人对地面的压强。 【答案】（1）400N；（2）80%；（3）104Pa 【解析】（1）A浸没在水中时，排开水的体积为 V排=V=0.04m3 A浸没在水中时所受浮力为 F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.04m3=400N （2）A的重力为 G=mg=1.5×103kg/m3×0.04m3×10N/kg=600N A露出水面前，滑轮组的机械效率为 人对绳子的拉力为 人的重力为625N，人对地面的压力为 F压=G-F=625N-125N=500N 人对地面的压强强为 答：（1）A浸没在水中所受浮力为400N； （2）A露出水面前，滑轮组的机械效率为80%； （3）人对地面的压强为104Pa。 19. 小超与同学到某工地参观，看到工人操作电动机通过如图所示滑轮组将正方体石料从水池底竖直匀速吊起。他们通过调查得知：石料的边长为0.2m，密度为，石料上升时速度恒为0.4m/s，圆柱形水池的底面积为，动滑轮重为30N。请根据他们的调查数据求：（不计绳重和摩擦，，g取10N/kg）： （1）石料露出水面前受到的浮力； （2）石料的重力； （3）石料露出水面前滑轮组的机械效率； （4）石料从刚露出水面到完全露出水面所用的时间；并推导出该过程中电动机的输出功率P（单位：W）与时间t（单位：s）的函数关系式。 【答案】（1）80N；（2）200N；（3）80%；（4），(0≤t≤0.4s) 【解析】（1）石料的体积 V=(0.2m)3=0.008m3 石料露出水面前受到的浮力 F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.008m3=80N （2）石料的重力 G=mg=ρgV=2.5×103kg/m3×10N/kg×0.008m3=200N （3）由图可知，绳子承重段数n=2，不计绳重和摩擦，绳子的拉力 石料露出水面前滑轮组的机械效率 （4）拉出水面后，水面下降的高度 石料上升的实际距离 石料从刚露出水面到完全露出水面的时间 石料经过t秒上升的高度h1=vt=0.4t 石料的底面积S石=0.2m×0.2m=0.04m2 水面下降的高度 露出水面的高度 h露=h1+h2=0.4t+0.1t=0.5t 此时排开水的体积 V′排=(L-h露)S石=(0.2-0.5t)×0.04m2=-0.02t+0.008 浮力 F′浮=ρ水gV′排=1×103×10×(0.008-0.02t)=-200t+80 自由端的拉力 自由端的速度 v绳=2v=2×0.4m/s=0.8m/s 电动机功率 综上 (0≤t≤0.4s) 答：（1）石料露出水面前受到的浮力是80N； （2）石料的重力是200N； （3）石料露出水面前滑轮组的机械效率是80%； （4）石料从刚露出水面到完全露出水面所用的时间是0.4s；该过程中电动机的输出功率P（单位：W）与时间t（单位：s）的函数关系式是(0≤t≤0.4s) 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026年中考物理三轮复习热点亮点难点专项训练 专项训练05 力学体系难度大的综合计算 1. 2025年4月19日，全球首届人形机器人半程马拉松比赛在北京开赛，全程约21km。如图甲所示，中国某款机器人身高1.2m，质量30kg，双脚与地面接触面积约为0.03m2，全身共有18个靠电机驱动的关节。（g取10N/kg） （1）该机器人完赛用时约3.6h，它的平均速度是多少？（计算结果保留一位小数） （2）请计算机器人所受重力的大小，并在图乙中画出重力示意图。（O为重心） （3）机器人双脚站立在水平地面上，对地面的压强是多大？ （4）机器人奔跑过程中，腿部关节温度会上升，原因是什么？ 2. 如图，装载车和收割机以2m/s的速度同向做匀速直线运动，收割机每分钟将50kg粮食装载到车上。装载车空载时质量为，车轮与地面总接触面积为，车受到的阻力为车总重力的0.2倍。（g取10N/kg，收割开始时车为空载状态，设装载车始终在水平地面上，不计空气阻力）求 （1）装载车1分钟内走过的路程； （2）装载车空载时对地面的压强； （3）装载车工作多长时间功率达到30kW。 3. 2024年11月17日，我国建造的全球最先进的大洋钻探船“梦想”号正式入列，如图甲所示。它具备11000米超深水钻探能力，有望实现“打穿地壳，进入地球深部”的科学梦想。钻探船上高耸的井架控制钻杆作业，使钻头深入海底钻取岩心。 （1）“梦想”号钻探船上建有高耸的井架，出海执行任务时，要从大桥下通过。只要______（选填“空载”或“满载”）时能通过大桥，就能始终确保安全通行。 （2）求在水深5000m处海水对钻头的压强。取） （3）科创小组估测井架质量为，井架与甲板接触面积为，求井架对甲板的压强。 （4）为了研究“梦想”号钻探船从桥下安全通行的高度问题，科创小组用两块相同的等腰梯形板材和三块长边均为的矩形板材，制作了如图乙所示的“启航”号实验船，板材不吸水且厚度不计。船底短边，船身高度，，船头竖立有旗杆。将船放入平静的湖水中进行实验，当装载货物时，吃水深度为。若桥离水面的高度，要实验船始终能安全通过此桥，求旗杆的最大高度。（货物高度始终低于旗杆顶部，） 4. 如图甲所示，我国自主研制的R20000-720型全球最大塔式起重机，拥有性能超强、技术先进、专利众多等特点，是塔机制造史上一次重要的突破。该塔机最大起重量为720t，最大起升高度为400m。 （1）请在图乙中画出物体沿竖直方向匀速上升过程中受力的示意图。 （2）若塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m，拉力做的功是多少？ （3）若塔机在（2）过程中所用时间为200s，拉力做功的功率是多少？ 5. 如图所示，一重为200N底面积为0.4的方形玻璃缸（玻璃缸壁的厚度忽略不计），玻璃缸中装有重1000N的水。上方有一轻质杆OA，在绳子AC的拉力作用下可绕竖直墙上O点转动，现在OA的中点B处悬挂一滑轮组。已知每个滑轮重20N，滑轮组上悬挂着重300N的物体甲，将浸没的重物甲缓慢拉离水面后，玻璃缸中水位下降了5cm，（忽略物体带出的水，，g取10N/kg）求： （1）当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强； （2）重物甲浸没在水中时所受的浮力； （3）滑轮组的绳子不会断裂，当时，杆OA刚好水平，若绳子AC能承受的最大拉力时，利用此装置将重物拉离水面后缓慢上升过程中的最大机械效率是多少。（不计杆OA和绳子的重力及绳与滑轮间的摩擦） 6. 如图甲是上肢力量健身器示意图，杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，AO=2BO，配重的重力为100N，小明体重为500N，小明通过细绳在B点施加竖直向下的拉力为FB，杠杆在水平位置平衡，配重对地面的压力记为F压，拉力FB与压力F压的关系如图乙所示，杠杆AB和细绳的质量及所有摩擦均忽略不计，滑轮重力为G滑轮，求： （1）滑轮M是 （填“动”或“定”）滑轮； （2）滑轮的重力； （3）将配重改为120N，小明能否将配重拉起，通过计算说明理由。 7. 某锻造厂利用卷扬机将一圆柱形工件（污垢的质量和体积忽略不计）吊入柱形清洗池中清洗，如图所示。已知工件的质量为90kg，高度为50cm，清洗池底面积为2000，深度为80cm；未放入工件时，清洗液的深度为60cm，密度，。求： （1）工件的重力； （2）工件一半浸入清洗液时，清洗液对工件底部的压强； （3）工件完全浸入清洗液，平衡时绳对工件的拉力为700N，工件的底面积是多少； （4）若工件以1.5cm/s的速度浸入清洗液，则工件从接触液面到刚好完全浸入所用的时间为多少，写出此过程清洗液对清洗池底部的压强随时间变化的关系式。 8. 水平桌面上有一个底面积为200cm2的圆柱形容器，容器中水的深度为15cm。如图所示，用细线将一质量忽略不计的杠杆悬挂起来，把质量为0.3kg的物体A用细线悬挂在杠杆C处，再把体积为400cm3的物体B（不吸水）用细线悬挂在杠杆D处，当物体B浸没在水中静止时，杠杆恰好在水平位置平衡，此时C、D两点到支点O的距离分别为10cm、15cm。求： （1）物体B受到的浮力； （2）物体B浸没在水中静止时，水对容器底部的压强； （3）细线对物体B的拉力及物体B的密度。 9. 长江口二号古船是用整体打捞技术提取的宝贵水下文化遗产。如图甲，打捞船可看作中间开着方井的长方体，俯瞰为回字形结构。如图乙，将古船及周围泥沙封闭成总质量为8×106kg、体积为6×103m3的箱体，打捞船甲板上的机械通过钢缆将箱体匀速提升至方井中。（g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，不计水的阻力和钢缆质量） （1）求箱体的重力。 （2）求箱体出水前所受的浮力和钢缆的总拉力。 （3）箱体出水前，打捞船浸入水中的深度为1.5m，如图丙。箱体部分出水后在方井中静止时，钢缆总拉力为5.3×107N，求此时打捞船浸入水中的深度。（回字形打捞船上表面阴影部分面积取3.3×103m2） 10.如图，杠杆在水平位置平衡，物体M1重为500N，OA：OB＝2：3，每个滑轮重为20N，滑轮组的机械效率为80%，在拉力F的作用下，物体M2以0.5m/s速度匀速上升了5m。（杠杆与绳的自重、摩擦均不计） 求：（1）物体M2的重力；（2）拉力F的功率；（3）物体M1对水平面的压力。 11. 运-20是我国自主研制的重型运输机，如图。飞机获得的升力与其在平直跑道上滑行速度v的平方成正比，即，为定值（未知）。飞机在平直跑道上从静止开始加速，当速度达到时，飞机即将离地起飞，此时飞机所受升力与重力相等。升空后，飞机若以速度800km/h沿水平直线匀速飞行0.5h，其发动机在水平方向的牵引力大小为。 （1）求升空后飞机在上述0.5h内通过的路程。 （2）求升空后飞机在上述0.5h内水平方向牵引力做的功。 （3）已知飞机重力为，求飞机在跑道上滑行速度为时受到的支持力。 12. 桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具。如图所示，硬杆用细绳悬挂在树上，杆可绕点自由旋转且与树之间无作用力，用细绳将重力为20N、容积为的桶悬挂在端，在端重120N的拗石辅助下，人可轻松将一桶水从井中提起，；悬挂桶的绳子始终保持在竖直方向上，忽略杆和绳的重力。 （1）桶装满水时，求水的质量； （2）空桶在井中漂浮时，求桶排开水的体积； （3）一重力为480N的人用桔槔将装满水的桶提出水面后（忽略桶外壁沾水），桔槔处于平衡状态时，人与地面的受力面积为500cm2，求人对地面的压强。 13. 如图所示，是某工作队用滑轮组从水中打捞正方体物体M的情景。物体M的棱长为1m，密度为2.8×103kg/m3，用7500N的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升2m。忽略绳重、绳与滑轮的摩擦和滑轮与轴的摩擦。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求： （1）物体M上升后，还未露出水面时受到的浮力； （2）物体M上表面在水面下0.2m时，它的下表面受到水的压力； （3）物体M上升后，在未露出水面前，此滑轮组的机械效率。 14. 如图所示，工人们用滑轮组匀速提起水池中体积为、密度为的实心金属块，在10s内竖直上升了0.5m（金属块始终浸没在水中），水面到池底的深度为12m。（，）求： （1）水池底部受到水的压强； （2）金属块受到的浮力大小； （3）若不计摩擦、绳子和动滑轮的重力，则作用于绳子末端拉力功率为多大？ （4）若实际所用拉力为1000N，则这个滑轮组的机械效率为多大？ 15. 如图所示，水平桌面上的平底薄壁容器（重力忽略不计）底面积为，容器内盛有质量为4kg的水。一实心木块漂浮在水面上，木块的质量为0.6kg，体积为。g取10N/kg，求： （1）木块的密度； （2）木块受到的重力； （3）木块受到的浮力； （4）此时容器对水平桌面的压强。 16. 如图所示，用细线将一质量可忽略不计的杠杆悬挂起来，把质量为0.3kg的物体A用细线悬挂在杠杆的C处；质量为0.5kg的物体B（B不溶于水）用细线悬挂在杠杆的D处。当物体B浸没于水中静止时，杠杆恰好在水平位置平衡。此时C、D到O点的距离分别为20cm、30cm。（g取10N/kg）求： （1）物体A的重力； （2）细线对物体B的拉力； （3）物体B的体积。 17. 如图所示，一个重力为8N，密度为8×103kg/m3的合金块，悬挂在轻质杠杆的A点，O为支点，OA长0.1m，此时合金块浸没在某种液体中。杠杆右边B点吊着重为2N的物体，OB长0.34m，杠杆在水平位置平衡。不计绳重及转轴处摩擦，求： （1）合金块的体积； （2）A端受到绳子的拉力大小； （3）该液体密度为多少？ 18. 某校科技小组，设计了如图所示的一套从水中打捞物体的简单滑轮组装置，动滑轮的重力为50N，物体A的密度为1.5×103kg/m3，体积为0.04m3；通过滑轮组把A从水中匀速提升（A始终未露出水面），不计绳重、摩擦及水的阻力，ρ水=1×103kg/m3，g=10N/kg。求： （1）A浸没在水中所受浮力； （2）A露出水面前，滑轮组的机械效率； （3）若人的重力为625N，与水平地面的接触面积为500cm2，人对地面的压强。 19. 小超与同学到某工地参观，看到工人操作电动机通过如图所示滑轮组将正方体石料从水池底竖直匀速吊起。他们通过调查得知：石料的边长为0.2m，密度为，石料上升时速度恒为0.4m/s，圆柱形水池的底面积为，动滑轮重为30N。请根据他们的调查数据求：（不计绳重和摩擦，，g取10N/kg）： （1）石料露出水面前受到的浮力； （2）石料的重力； （3）石料露出水面前滑轮组的机械效率； （4）石料从刚露出水面到完全露出水面所用的时间；并推导出该过程中电动机的输出功率P（单位：W）与时间t（单位：s）的函数关系式。 1 学科网（北京）股份有限公司 $