抢分09 计算(力学)(抢分专练)(安徽专用)2026年中考物理终极冲刺讲练测
2026-04-20
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3份
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47页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 中考复习-三轮冲刺 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 安徽省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.77 MB |
| 发布时间 | 2026-04-20 |
| 更新时间 | 2026-04-20 |
| 作者 | 物理怪老师课堂 |
| 品牌系列 | 上好课·冲刺讲练测 |
| 审核时间 | 2026-04-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57435431.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
抢分09 计算(力学)(安徽专用)
参考答案
题型01 功和功率
1.(1);(2)
解:(1)王铭同学的重力
王铭同学对地面的压力
已知双脚站立时鞋子与地面总接触面积
压强
(2)每次跳起高度
跳一次克服重力做功为
1分钟跳了180次,则1分钟做的总功
时间
1分钟跳绳的功率
2.(1);(2)
解:(1)构件上升的速度为
(2)构件的质量为
构件的重力为
构件竖直匀速上升,拉力与重力是一对平衡力,因此起重机对构件的拉力
起重机对构件做功为
起重机对构件做功的功率为
3.(1);(2)
解:(1)由图可知,踮起脚时,人体足部绕脚尖转动,可以看作以为支点,重力为阻力,小腿肌肉对脚的拉力为动力的杠杆模型。动力的力臂
阻力的力臂
根据杠杆的平衡条件可得,即
则小腿肌肉对每只脚的拉力
(2)每次踮脚时克服自身重力做功
所以踮脚运动100次克服自身重力做功
4.(1);(2)320公里
解:(1)车的总质量
行驶速度
计算车的总重力:
计算汽车受到的阻力:
汽车匀速行驶,牵引力与阻力为平衡力,大小相等,因此牵引力
根据功率公式,代入数据得输出功率:
(2)已知充满电储存的总电能
汽车效率,计算汽车可获得的有用机械能:
根据功的计算公式,变形得最大行驶路程:
由题意,因此最大续航里程为320公里。
5.(1)30J;(2)90W
解:(1)小华的重力
每跳一次克服自身重力做的功
(2)1min内跳绳做的总功
小华跳绳测试时做功的功率
题型02 机械与机械效率
6.(1)80%;(2)2N
解:(1)拉动物块过程中,有用功为克服物体重力做的功为
拉力做的总功为
斜面机械效率公式为
(2)摩擦力所做的额外功为
额外功与摩擦力的关系为,变形得
7.(1);(2)60%
解:(1)重物的重力
起重机匀速提升重物,对重物做的有用功为克服重物重力做的功
此过程中起重机对重物做功的功率
(2)起重机做的总功
该起重机的机械效率
8.(1)40W;(2)
解:(1)图中均为定滑轮,不改变力的大小,则工人拉力所做的功为
运动时间
则工人所施加的拉力做功的功率为
(2)提升材料箱做的有用功为
则装置的机械效率
9.(1)300N;(2);(3)
解:(1)行李箱静止放在水平地面上时受到的重力
(2)小明对行李箱做的有用功
拉力做的总功为
斜面的机械效率为
(3)拉力F做功的功率为
10.(1)1600J;(2)200W
解:(1)矿石的重力
提升矿石做的有用功为克服重力所做的功
(2)由机械效率公式,变形得总功
做功的功率
11.(1);(2)20N
解:(1)由图乙可知,,
拉力做的有用功为
斜面的机械效率为
(2)设斜面高度为,斜面长度为,斜面倾角为,根据直角三角形几何关系可得,有用功是克服物体重力做的功,由可得斜面高度
斜面长度
额外功是克服物体与斜面之间摩擦力做的功,由可得,摩擦力为
12.(1)200W;(2)75%;(3)7500Pa
解:(1)由图可知,承担物重的绳子段数,绳子自由端移动的距离
拉力做的总功
拉力的功率
(2)拉力做的有用功
滑轮组的机械效率
(3)匀速提升重物时,人受到竖直向下的重力、向上的拉力和地面的支持力,由力的平衡可知地面对人的支持力
人对地面的压力和地面对人的支持力是相互作用力,大小相等,人对地面的压力
人对地面的压强
13.(1)66.7%;(2)0.03W
解:(1)各种摩擦和细线重力忽略不计,该滑轮组的机械效率为
(2)绳子自由端移动的速度为
则弹簧测力计拉力做功的功率为
14.(1)480J;(2)62.5%
解:(1)匀速拉动重物所做的有用功为
克服摩擦力所做的额外功为
则拉动重物所做的总功为
(2)斜面的机械效率
15.(1)300N;(2)1800J;(3)75%
解:(1)沙袋沿竖直方向匀速提升,受力平衡,动滑轮对沙袋的拉力大小等于沙袋的重力,沙袋重力
因此动滑轮对沙袋的拉力
(2)已知沙袋提升高度,根据功的计算公式,动滑轮对沙袋拉力做的有用功
(3)该动滑轮承担物重的绳子段数,因此绳子自由端移动的距离
工人拉力做的总功
根据机械效率公式,动滑轮的机械效率
题型03 密度、压强和浮力
16.(1);(2)2N;(3)
解:(1),图甲中水对水槽底部的压强
(2)图乙中木块和金属块排开液体的体积为
图丙中,剪断细线后,木块漂浮,此时液面下降,此时木块和金属块排开液体的体积为
图丙对比图乙,排开水体积的减少量为
乙图中金属块对木块的拉力等于乙图、丙图中木块受到的浮力的变化量,即
(3)图乙中木块和金属块作为一个整体受到的浮力大小为
对图乙中的整体进行受力分析,此时木块和金属块受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力之和,即
木块的重力为
所以金属块的重力为
对图乙中的木块进行受力分析,此时木块受到竖直向下的拉力和自身的重力及竖直向上的浮力,则有
所以图乙金属块受到的浮力为
则金属块的体积即为金属块排开液体的体积,即
金属块的质量
所以金属块的密度
17.(1);(2)
解:(1)塑料块的体积
塑料块的质量
塑料块的重力
因塑料块静止时处于漂浮状态,浮力等于重力,则塑料块排开水的体积
(2)当塑料块上放置某物体时,塑料块排开水的体积
塑料块和物体受到的总浮力
因塑料块和物体整体处于漂浮状态,所以塑料块和物体的总重力
则物体的重力
物体的质量
18.(1);(2)
解:(1)柱体B的重力
由图乙可知,水深时,电子秤受到B的压力,根据相互作用力特点,电子秤对B的支持力
B静止,受力平衡,竖直方向满足,由于A与容器底部不挤压,绳子拉力,因此
(2)由图乙可知,水深后,电子秤示数不再变化,,说明绳子拉力为0,A漂浮,满足。
根据阿基米德原理,代入得A的底面积
由题意,得容器底面积
当水深时,A仍漂浮,排开水的体积不变,水的体积为
水的质量
19.(1)6N;(2)0.4kg;(3)200Pa
解:(1)已知正方体木块边长
体积
甲图中木块五分之三体积浸没在水中,浸没体积等于排开水的体积,即
根据阿基米德原理,水的密度,,木块受到的浮力
(2)甲图中木块漂浮,因此木块重力
乙图中木块恰好完全浸没,整体漂浮,总浮力
由漂浮条件
得铁块重力
铁块质量
(3)放置铁块后,排开水的体积变化量
容器底面积
水面上升高度
由液体压强公式,得水对容器底部压强的变化量
20.(1)1.6N;(2)0.4N;(3)
解:(1)甲图中木块漂浮,静止时受力平衡,重力等于浮力。木块排开水的体积
根据阿基米德原理,木块受到的浮力
木块漂浮,故
(2)木块浸没在水中时,排开水的体积等于木块体积,即
此时木块受到的浮力
木块静止受力平衡,浮力等于重力与拉力之和,即
因此拉力
(3)将容器、水、木块看作整体,容器对桌面的压力等于总重力,即
根据压强公式,代入得
21.(1);(2);(3)
【分析】利用得到答案 ;根据试管下降高度以及容器内水面上升高度结合浮沉条件得到质量表达式;最后利用密度公式得到答案。
解:(1)由题意得,容器内水的深度
水对容器底部的压强
(2)设放入物块后,容器水面上升高度为,物块体积为,增加的排开水体积为。由题意,放入物块后试管内水面到容器底距离仍为,试管底下降,因此物块体积
试管始终漂浮,增加的浮力等于物块重力,即
整理得
容器内水的体积不变,增加的排开水体积等于容器水面上升对应的体积,即
试管浸入深度的增加量为
因此
联立得
整理得
代入得
因此物块质量
(3)已知 ,即 ,物块体积,根据密度公式 ,代入和得
代入、计算小物块的密度
22.(1);(2);(3)
【分析】(1)利用液体压强公式求解。
(2)先通过甲、乙两图中水槽内水的深度变化,结合水槽底面积求出两次排开水的总体积变化量;再结合空盒排开水的体积变化量,从而得到摆件的体积。
(3)先利用漂浮条件,通过甲、乙两图中整体浮力的变化量求出摆件的质量;再结合第(2)问得出的体积公式,利用密度公式求解。
解:(1)根据液体压强公式,图甲中水的深度为,因此水对水槽底部的压强为
(2)设水的体积为,摆件体积为,过程中水的体积保持不变。甲图中,水槽总体积为水的体积与空盒排开水的体积之和,因此
整理得
乙图中,水槽总体积为水的体积、空盒排开水的体积与摆件体积之和,因此
整理得
联立两式消去,整理得摆件体积
(3)甲图中,装有摆件的空盒漂浮,总浮力等于总重力,因此
乙图中,空盒漂浮,浮力等于空盒重力,因此
联立得摆件重力
因此摆件质量
由得
代入已知数据计算摆件体积
摆件质量
摆件密度
23.(1)1400Pa;(2)17cm;(3)18N
解:(1)水对乙容器底部的压强
(2)初始容器中水的深度
圆柱体的密度
所以圆柱体放入容器中后处于漂浮状态,即
所以
圆柱体放入容器中后水面上升的高度
圆柱体放入容器中后容器中水的深度
(3)当圆柱体底面刚好与容器底面接触且对容器底面压力为零时,容器中水深
此时容器中需剩余水的体积
需剩余水的质量
故从容器中放出3kg水之后,圆柱体下表面与容器底面接触,此时剩余水的质量为
剩余水的深度为
剩余水对容器底的压力
24.(1)500Pa;(2)5N;(3)1.5N
解:(1)由图甲可知,塑料管底部深度:
则塑料管底部受到的水的压强:
(2)由图乙可知,加入金属球后,塑料管浸入的深度
则
圆柱形塑料管受到的浮力
(3)由图甲可知,塑料管漂浮,则①
由图丙可知,塑料管所受浮力和长方体铁块所受浮力,对于塑料管和长方体铁块作为一个整体,处于漂浮状态;则②
对于长方体铁块所受拉力F,受力分析得:③
并且
由①②③联立,代入数据得
25.(1)1500Pa;(2)9cm;(3)4cm
解:(1)水对模型底部的压强
(2)当水深时,B对模型底部压力为0,浮力等于重力,即
,
圆柱体B受到的浮力
因此
B的密度
触发报警时,受力平衡,即
代入得
B浸入水中深度
根据警戒水位定义(水面到模型顶部的距离),此时的警戒水位
(3)警戒水位下降,即水面位置比原设计低,因此新的水面到模型顶部距离
加C后,B、C总高度为,浸入深度为
总浮力为
总重力为
触发报警时受力平衡
代入得
解得
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抢分09 计算(力学)(安徽专用)
抢分预测 抢分秘籍 抢分特训
考点
3年考情
抢分依据
命题预测
机械效率、功、重力估算;液体压强、阿基米德原理、浮力、密度、浮沉条件综合计算
2025
安徽中考必考压轴计算题,力学计算分值高、套路固定,围绕G、v、p、F 浮、η、P六大公式组合考查,掌握公式即可稳拿分
以滑轮组、斜面、浮力 + 压强、交通工具为背景,力学综合计算
速度、功率 ;液体浮力(上下绑绳模型)、密度、阿基米德原理、浮力综合计算
2024
高频考查浮力 + 压强 + 受力平衡综合,重点是浸没、漂浮、悬浮、拉绳模型,步骤清晰、公式直接套用
结合容器、物体、绳子、弹簧测力计情境,考查受力分析与浮力计算
机械效率(斜面)、密度、阿基米德原理、浮力、质量、浮沉判断综合计算
2023
机械效率 + 浮力是安徽中考经典组合,斜面、滑轮组必考 η,浮力必考F浮 = G排、漂浮 F浮 = G
以斜面、滑轮组、密度测量、浮沉为主,计算覆盖 3–4 个核心公式
【考向一】基础力学计算
核心考查:重力、速度、功、功率、固体或液体压强(单独考查或简单组合,安徽中考基础设问,必拿分)
1. 必背公式(精准对应考情)
重力:(安徽中考常取 ,题干无说明直接用,避免计算复杂)
速度:(注意单位统一:路程用m,时间用s,速度用m/s;若题干给km/h,需换算为m/s,1m/s=3.6km/h)
功:(关键: 与 必须在同一直线上,方向一致;若物体匀速运动, 或)
功率:(优先用解题,节省时间;注意单位:用W, 用N,用m/s)
固体压强:(通常等于物体重力,是接触面积,注意单位换算:换算为 ,)
液体压强:(是液体密度,单位;是深度,指液面到所求点的垂直距离,不是高度)
2. 解题模板(3步搞定)
① 确定所求物理量,找出题干中对应已知条件(标注单位,统一单位);② 代入对应公式,分步计算(避免一步到位出错);③ 写出最终答案,标注单位(安徽中考踩分点,单位错误扣分)。
3. 易错点提醒
液体压强中,易错算为物体高度,需区分“深度”与“高度”;- 功率计算中,注意时间单位换算(min换算为s);
固体压强中,接触面积是“受力面积”,不是物体底面积(如多个物体接触,取实际接触面积)。
【考向二】浮力综合计算
核心考查:阿基米德原理、浮沉条件、称重法测浮力、浮力与压强结合(安徽中考核心设问,占力学计算半壁江山)
1. 必背公式(优先选用)
阿基米德原理(万能公式):(安徽中考必考,无论浮沉状态都适用)
称重法(弹簧测力计相关题型):(题干出现弹簧测力计示数,优先用此公式)
浮沉条件(漂浮/悬浮专用):(安徽高频,漂浮时,悬浮时)
浮沉判断补充:漂浮;悬浮; 下沉(用于结合密度计算)
2. 安徽高频模型解题模板
(1)漂浮或悬浮模型(最易得分):① 由浮沉条件得;② 代入阿基米德原理公式,求;③ 结合密度公式 ,补充计算质量或体积。
(2)拉绳模型:① 对物体受力分析(匀速运动,受力平衡);② 浸没时:(绳子向下拉)或 (绳子向上拉);③ 代入公式,分步求解。
(3)浮力+液体压强模型:① 先求浮力(用阿基米德原理或称重法);② 由浮力求,进而求液面变化高度;③ 用 求压强变化量。
3. 易错点提醒
阿基米德原理中,是物体排开液体的体积,浸没时,未浸没时;- 称重法中,是物体在空气中的重力,是物体浸入液体后的测力计示数;
计算时,液体密度需按题干给出数值,不可随意用水的密度(如海水、盐水需用题干数据)。
【考向三】机械效率计算
核心考查:滑轮组机械效率、斜面机械效率(安徽中考每年1道,结合功、功率综合考查)
1. 必背公式(精准对应安徽考情)
滑轮组机械效率:(是承担物重的绳子段数,安徽中考常考或,直接数绳子段数即可)
斜面机械效率:(是物体重力,是斜面高度,是沿斜面的拉力,是斜面长度)
补充:(额外功主要是摩擦力或动滑轮重力,安徽中考不要求单独计算额外功,无需深入)
2. 解题模板(4步突破压轴)
① 确定机械类型(滑轮组或斜面),找出已知条件(、、、或);② 计算有用功 ;③ 计算总功 (滑轮组可结合 计算);④ 代入效率公式,计算(结果保留1位小数或百分数,按题干要求)。
3. 易错点提醒
滑轮组中,是“承担物重的绳子段数”,不包括固定端的绳子;
斜面机械效率中, 是沿斜面的拉力,不是物体重力,是斜面长度,不是高度;
效率计算结果不能大于1(或100%),若计算结果大于1,说明公式代入错误。
题型一 功和功率
1.【新情境・体育中考・跳绳・压强 + 功率】(2026·安徽六安·二模)为提高学生体质,六安市早在2015年之前把跳绳列入了初中体育学业水平测试项目。如图是某中学初一年级跳绳比赛现场,其中质量为50kg的王铭同学在水平地面上1min完成了180次跳绳,如果每次跳起的高度为2cm,双脚站立时鞋子与地面总接触面积为,求:
(1)王铭同学双脚站立时对地面的压强
(2)王铭同学1分钟跳绳的功率
【答案】(1);(2)
【详解】(1)王铭同学的重力
王铭同学对地面的压力
已知双脚站立时鞋子与地面总接触面积
压强
(2)每次跳起高度
跳一次克服重力做功为
1分钟跳了180次,则1分钟做的总功
时间
1分钟跳绳的功率
2.【新情境・建筑施工・起重机・速度 + 功率】(2026·安徽阜阳·一模)某次建筑施工中,起重机将质量为2t的构件竖直匀速提升至25m高的楼层,用时50s。求:(取)
(1)构件上升的速度;
(2)起重机对构件做功的功率。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)构件上升的速度为
(2)构件的质量为
构件的重力为
构件竖直匀速上升,拉力与重力是一对平衡力,因此起重机对构件的拉力
起重机对构件做功为
起重机对构件做功的功率为
3.【新情境・健康运动・踮脚・杠杆 + 功】(2026·安徽芜湖·一模)办公室工作的人常常因为久坐而导致身体健康受到不利的影响。有关健身研究者提出在办公室这样相对较小的空间内,如果人能够适当地进行“踮脚”运动对健康也是有利的。如果人的体重为,则每只脚需要承担的力,踮脚运动时的等效杠杆模型及相关数据如图所示。求:
(1)每条腿的小腿肌肉在踮脚时产生的拉力;
(2)某次短暂运动运动者共踮脚100次,每次踮脚引起身体重心升高,这次运动锻炼克服自身重力做的功。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)由图可知,踮起脚时,人体足部绕脚尖转动,可以看作以为支点,重力为阻力,小腿肌肉对脚的拉力为动力的杠杆模型。动力的力臂
阻力的力臂
根据杠杆的平衡条件可得,即
则小腿肌肉对每只脚的拉力
(2)每次踮脚时克服自身重力做功
所以踮脚运动100次克服自身重力做功
4.【新情境・新能源汽车・续航・功率 + 效率】(2026·安徽滁州·一模)如图所示是我国某自主品牌纯电动汽车,充满电可储存的电能,以72km/h的速度匀速行驶时,阻力为车重的0.06倍,测试时车的总质量为1.5t,已知在此速度下行驶时汽车的效率为80%,求:
(1)汽车以72km/h的速度匀速行驶时发动机的输出功率;
(2)当充满电后,以此速度匀速行驶,该电动汽车的最大续航里程为多少公里?(1公里=1km)
【答案】(1);(2)320公里
【详解】(1)车的总质量
行驶速度
计算车的总重力:
计算汽车受到的阻力:
汽车匀速行驶,牵引力与阻力为平衡力,大小相等,因此牵引力
根据功率公式,代入数据得输出功率:
(2)已知充满电储存的总电能
汽车效率,计算汽车可获得的有用机械能:
根据功的计算公式,变形得最大行驶路程:
由题意,因此最大续航里程为320公里。
5.【新情境・体育中考・跳绳・功 + 功率】(2026·安徽马鞍山·一模)小华参加中考体育测试,在跳绳测试中,1min跳了180次,获得了满分的好成绩。已知每次跳起的高度为5cm,小华的质量是60kg,g取10N/kg,求:
(1)小华每跳一次克服自身重力做的功;
(2)小华跳绳测试时做功的功率。
【答案】(1)30J;(2)90W
【详解】(1)小华的重力
每跳一次克服自身重力做的功
(2)1min内跳绳做的总功
小华跳绳测试时做功的功率
题型二 机械与机械效率
6.【新考法・斜面・机械效率 + 摩擦力】(2026·安徽合肥·一模)如图所示,在斜面上将一个重为的物块缓慢匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力为,斜面长,高,求:
(1)斜面的机械效率;
(2)匀速移动时物块与斜面间的摩擦力。
【答案】(1)80%;(2)2N
【详解】(1)拉动物块过程中,有用功为克服物体重力做的功为
拉力做的总功为
斜面机械效率公式为
(2)摩擦力所做的额外功为
额外功与摩擦力的关系为,变形得
7.【新情境・重力储能・起重机・功率 + 效率】(2026·安徽淮北·模拟预测)重力储能是一种新型的储能方式。在用电低谷时,利用起重机将重物提升到一定的高度储存能量,用电高峰时,起重机控制重物下落,驱动发电机工作。如图所示,某一质量为的重物被匀速竖直提升50m,所用时间为100s,求:
(1)此过程中起重机对重物做功的功率P;
(2)若额外功是,求该起重机的机械效率。
【答案】(1);(2)60%
【详解】(1)重物的重力
起重机匀速提升重物,对重物做的有用功为克服重物重力做的功
此过程中起重机对重物做功的功率
(2)起重机做的总功
该起重机的机械效率
8.【新情境・建筑施工・斜面 + 滑轮・功率 + 效率】(2026·安徽合肥·一模)在某次建筑施工过程中,工人需要将重为420N的材料箱M运到10m高的水平台上,现用斜面和滑轮搭建了如图所示的装置。已知斜面长为16m,工人在绳子的末端施加的拉力大小恒为300N,材料箱在绳子拉力作用下由斜面底端匀速运动至顶端用时2min,此过程中,不计绳重及绳子与滑轮间的摩擦且拉材料箱的绳子始终与斜面平行,同时忽略材料箱的体积大小。求:
(1)工人所施加的拉力做功的功率;
(2)上述过程中,该装置的机械效率(计算结果用百分数表示)。
【答案】(1)40W;(2)
【详解】(1)图中均为定滑轮,不改变力的大小,则工人拉力所做的功为
运动时间
则工人所施加的拉力做功的功率为
(2)提升材料箱做的有用功为
则装置的机械效率
9.【新情境・生活场景・斜坡・重力 + 效率 + 功率】(2026·江苏苏州·模拟预测)如图小明拉着质量为30kg行李箱匀速经过一段长度、高度的斜坡路面,用时10s,若此过程拉力方向沿斜面向上,大小为125N。(g=10N/kg),求:
(1)行李箱静止放在水平地面上时受到的重力大小;
(2)小明对行李箱做的有用功和斜面的机械效率;
(3)拉力F做功的功率。
【答案】(1)300N;(2);(3)
【详解】(1)行李箱静止放在水平地面上时受到的重力
(2)小明对行李箱做的有用功
拉力做的总功为
斜面的机械效率为
(3)拉力F做功的功率为
10.【跨学科・物理 + 古代科技・滑轮组・功 + 功率】(2026·安徽安庆·一模)我国很早就有使用滑轮的记载,如图甲所示的汉代砖刻便记录了矿山使用滑轮做起吊机械的场景。现在传承古代科学技术,利用滑轮组提升矿石如图乙,采矿工人将质量为80kg的矿石沿竖直方向从矿坑匀速提起,10s内矿石上升了2m,此过程中滑轮组的机械效率为80%,g取10N/kg(篮子质量不计)。求:
(1)采矿工人所做的有用功;
(2)采矿工人拉力做功的功率。
【答案】(1)1600J;(2)200W
【详解】(1)矿石的重力
提升矿石做的有用功为克服重力所做的功
(2)由机械效率公式,变形得总功
做功的功率
11.【新考法・斜面 + 图像・机械效率 + 摩擦力】(2026·安徽池州·一模)如图甲所示,斜面倾角为30°,用力F将重为G=120 N的物体从斜面底端拉到斜面顶端的过程中,总功与额外功的柱状图如图乙所示。求:
(1)斜面的机械效率η;
(2)斜面对重物摩擦力f的大小。
【答案】(1);(2)20N
【详解】(1)由图乙可知,,
拉力做的有用功为
斜面的机械效率为
(2)设斜面高度为,斜面长度为,斜面倾角为,根据直角三角形几何关系可得,有用功是克服物体重力做的功,由可得斜面高度
斜面长度
额外功是克服物体与斜面之间摩擦力做的功,由可得,摩擦力为
12.【新考法・滑轮组 + 压强・功率 + 效率 + 压强】(2026·安徽滁州·一模)一名体重为500N、双脚与地面的接触面积为的学生站在水平地面上,利用如图所示的滑轮组,用200N的拉力在20s内将300N的重物提升了10m(不计绳重和摩擦,g取10N/kg)。求:
(1)拉力的功率;
(2)在匀速提升重物的过程中,滑轮组的机械效率;
(3)在匀速提升重物的过程中,他站在地面上对地面的压强。
【答案】(1)200W;(2)75%;(3)7500Pa
【详解】(1)由图可知,承担物重的绳子段数,绳子自由端移动的距离
拉力做的总功
拉力的功率
(2)拉力做的有用功
滑轮组的机械效率
(3)匀速提升重物时,人受到竖直向下的重力、向上的拉力和地面的支持力,由力的平衡可知地面对人的支持力
人对地面的压力和地面对人的支持力是相互作用力,大小相等,人对地面的压力
人对地面的压强
13.【新考法・实验数据・滑轮组・效率 + 功率】(2026·安徽芜湖·一模)某同学使用如图所示装置测量滑轮组的机械效率,他的实验数据如表所示,各种摩擦和细线重力忽略不计。
钩码总重力G/N
钩码上升高度h/m
弹簧测力计示数F/N
绳端移动距离s/m
1.0
0.1
0.5
0.3
(1)求该滑轮组的机械效率(保留一位小数);
(2)若钩码上升所用时间,求弹簧测力计拉力做功的功率P。
【答案】(1)66.7%;(2)0.03W
【详解】(1)各种摩擦和细线重力忽略不计,该滑轮组的机械效率为
(2)绳子自由端移动的速度为
则弹簧测力计拉力做功的功率为
14.【新情境・简单机械・斜面 + 滑轮・总功 + 效率】(2026·安徽宿州·一模)如图所示,一斜面长,高,通过滑轮沿斜面匀速拉动一个重力为的重物,重物受到斜面的摩擦力为。求:
(1)重物从斜面底端拉到顶端所做的总功;
(2)斜面的机械效率。
【答案】(1)480J;(2)62.5%
【详解】(1)匀速拉动重物所做的有用功为
克服摩擦力所做的额外功为
则拉动重物所做的总功为
(2)斜面的机械效率
15.【新情境・生活装修・动滑轮・拉力 + 功 + 效率】(2026·安徽阜阳·一模)如图,某居民家庭装修时,工人用动滑轮将30kg的沙袋沿竖直方向匀速提高6m,提升过程中工人对绳子的拉力大小为200N,g取10N/kg。求:
(1)动滑轮对沙袋拉力的大小;
(2)动滑轮对沙袋的拉力做的功;
(3)动滑轮的机械效率。
【答案】(1)300N;(2)1800J;(3)75%
【详解】(1)沙袋沿竖直方向匀速提升,受力平衡,动滑轮对沙袋的拉力大小等于沙袋的重力,沙袋重力
因此动滑轮对沙袋的拉力
(2)已知沙袋提升高度,根据功的计算公式,动滑轮对沙袋拉力做的有用功
(3)该动滑轮承担物重的绳子段数,因此绳子自由端移动的距离
工人拉力做的总功
根据机械效率公式,动滑轮的机械效率
题型三 密度、压强和浮力
16.【新考法・浮力 + 整体法・压强 + 拉力 + 密度】(2026·安徽芜湖·一模)小华将一个底面积为的薄壁水槽放在水平桌面上,向水槽内加入适量的水,测得水面到容器底部的深度(如图甲所示)。用细线将一个质量为的实心木块和一金属块系在一起放入水槽中,待液面静止时,水深(如图乙所示)。接着小华轻轻地将细线剪断后,金属块下沉到水槽底部,待液面静止时,测得水深(如图丙所示)。水的密度为,取。求:
(1)图甲中水对水槽底部的压强;
(2)图乙中金属块对木块的拉力;
(3)金属块的密度。
【答案】(1);(2)2N;(3)
【详解】(1),图甲中水对水槽底部的压强
(2)图乙中木块和金属块排开液体的体积为
图丙中,剪断细线后,木块漂浮,此时液面下降,此时木块和金属块排开液体的体积为
图丙对比图乙,排开水体积的减少量为
乙图中金属块对木块的拉力等于乙图、丙图中木块受到的浮力的变化量,即
(3)图乙中木块和金属块作为一个整体受到的浮力大小为
对图乙中的整体进行受力分析,此时木块和金属块受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力之和,即
木块的重力为
所以金属块的重力为
对图乙中的木块进行受力分析,此时木块受到竖直向下的拉力和自身的重力及竖直向上的浮力,则有
所以图乙金属块受到的浮力为
则金属块的体积即为金属块排开液体的体积,即
金属块的质量
所以金属块的密度
17.【新情境・漂浮模型・塑料块・浮力 + 质量】(2026·安徽阜阳·一模)如图所示,一个高度为40cm、底部面积为、密度为均匀长方体塑料块放于水中,它静止时处于竖直状态。(,)
(1)求塑料块排开水的体积;
(2)当在塑料块上放置一物体时,塑料块露出水面的高度为5cm,求物体的质量。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)塑料块的体积
塑料块的质量
塑料块的重力
因塑料块静止时处于漂浮状态,浮力等于重力,则塑料块排开水的体积
(2)当塑料块上放置某物体时,塑料块排开水的体积
塑料块和物体受到的总浮力
因塑料块和物体整体处于漂浮状态,所以塑料块和物体的总重力
则物体的重力
物体的质量
18.【新考法・浮力 + 图像 + 受力分析・重力 + 质量】(2026·安徽芜湖·一模)如图甲所示,一根轻质不可伸长的细线,绕过两个定滑轮(不计摩擦)将均匀柱体与相连,置于水平放置的电子秤的托盘上,置于足够高的薄壁柱形容器底部,与容器底部始终不挤压也不接触且忽略与容器底部的距离。逐渐向容器中加水,得到了电子秤受到的压力与容器中水深之间的关系,如图乙所示。已知的质量为,,求:
(1)柱体的重力;
(2)水深为时,所加水的质量。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)柱体B的重力
由图乙可知,水深时,电子秤受到B的压力,根据相互作用力特点,电子秤对B的支持力
B静止,受力平衡,竖直方向满足,由于A与容器底部不挤压,绳子拉力,因此
(2)由图乙可知,水深后,电子秤示数不再变化,,说明绳子拉力为0,A漂浮,满足。
根据阿基米德原理,代入得A的底面积
由题意,得容器底面积
当水深时,A仍漂浮,排开水的体积不变,水的体积为
水的质量
19.【新考法・木块 + 铁块・漂浮 + 压强变化】(2026·安徽滁州·一模)如图甲所示,边长为10cm的正方体木块漂浮在水面上,五分之三体积浸没在水中,容器的底面积为。在木块的上表面放一个小铁块,静止时木块的上表面恰好与水面相平,如图乙所示,求:
(1)甲图中木块所受浮力的大小;
(2)铁块的质量;
(3)在木块上放置铁块后引起水对容器底部压强的变化量。
【答案】(1)6N;(2)0.4kg;(3)200Pa
【详解】(1)已知正方体木块边长
体积
甲图中木块五分之三体积浸没在水中,浸没体积等于排开水的体积,即
根据阿基米德原理,水的密度,,木块受到的浮力
(2)甲图中木块漂浮,因此木块重力
乙图中木块恰好完全浸没,整体漂浮,总浮力
由漂浮条件
得铁块重力
铁块质量
(3)放置铁块后,排开水的体积变化量
容器底面积
水面上升高度
由液体压强公式,得水对容器底部压强的变化量
20.【新考法・漂浮 + 绳拉・浮力 + 拉力 + 压强】(2026·安徽合肥·一模)放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器,底面积为,容器质量为,内装的水,将一体积为的木块放入水中静止时,有五分之一体积露出水面,如图甲所示;用一根质量和体积都不计的细线把容器底和木块底部的中心连接起来,如图乙所示,求:
(1)木块的重力;
(2)木块浸没在水中静止后细线对木块的拉力;
(3)最终容器对水平桌面的压强。
【答案】(1)1.6N;(2)0.4N;(3)
【详解】(1)甲图中木块漂浮,静止时受力平衡,重力等于浮力。木块排开水的体积
根据阿基米德原理,木块受到的浮力
木块漂浮,故
(2)木块浸没在水中时,排开水的体积等于木块体积,即
此时木块受到的浮力
木块静止受力平衡,浮力等于重力与拉力之和,即
因此拉力
(3)将容器、水、木块看作整体,容器对桌面的压力等于总重力,即
根据压强公式,代入得
21.【新考法・试管漂浮・密度推导・压强 + 质量 + 密度】(2026·安徽合肥·一模)某物理兴趣小组业余时间,利用如图所示的实验装置开展测量物体密度的实验,其中试管横截面积为,长方体容器横截面积为,试管壁粗细均匀且试管壁厚度不计。如图甲所示,将装有部分水的试管竖直漂浮在容器内的水面上,试管内水面与容器底部的距离为h,容器内水面到容器底部的距离为30cm。如图乙所示,现将一个不吸水且不溶于水的小物块浸没在该试管水中,发现此时试管内水面与容器底部的距离恰好仍为h,试管底部下降了(图中未画出),且试管底部未接触容器的底部。求:
(1)图甲容器中的水对容器底部的压强;
(2)图乙所示的小试管中的小物块质量的表达式(用、、和水的密度表示);
(3)已知小试管横截面积与容器横截面积之比为,则小物块的密度为多少?(已知)
【答案】(1);(2);(3)
【分析】利用得到答案 ;根据试管下降高度以及容器内水面上升高度结合浮沉条件得到质量表达式;最后利用密度公式得到答案。
【详解】(1)由题意得,容器内水的深度
水对容器底部的压强
(2)设放入物块后,容器水面上升高度为,物块体积为,增加的排开水体积为。由题意,放入物块后试管内水面到容器底距离仍为,试管底下降,因此物块体积
试管始终漂浮,增加的浮力等于物块重力,即
整理得
容器内水的体积不变,增加的排开水体积等于容器水面上升对应的体积,即
试管浸入深度的增加量为
因此
联立得
整理得
代入得
因此物块质量
(3)已知 ,即 ,物块体积,根据密度公式 ,代入和得
代入、计算小物块的密度
22.【新考法・漂浮 + 沉底・密度测量・压强 + 体积 + 密度】(2026·安徽合肥·一模)小静想知道家中一个实心金属小摆件是否为纯铜制成。她找来一个厚薄与质量分布都均匀的方形空盒A和一个方形透明水槽B,它们的底面积分别为、。如图甲所示,装有摆件的空盒在水槽中水平稳定漂浮后,测出和;再将摆件从空盒中拿出,轻轻放入水中沉底静止后,空盒水平稳定漂浮,如图乙所示,测出和。整个过程中,不考虑摆件和空盒吸水,且水槽里的水质量不变,g和为已知量。
(1)图甲中水对水槽底部的压强为(结果用题中字母表示);
(2)如图甲、乙所示,请结合表中数据,求摆件的体积(结果用题中字母表示)。
(3)若,,,,且,计算该摆件的密度。(g取10N/kg,)
【答案】(1);(2);(3)
【分析】(1)利用液体压强公式求解。
(2)先通过甲、乙两图中水槽内水的深度变化,结合水槽底面积求出两次排开水的总体积变化量;再结合空盒排开水的体积变化量,从而得到摆件的体积。
(3)先利用漂浮条件,通过甲、乙两图中整体浮力的变化量求出摆件的质量;再结合第(2)问得出的体积公式,利用密度公式求解。
【详解】(1)根据液体压强公式,图甲中水的深度为,因此水对水槽底部的压强为
(2)设水的体积为,摆件体积为,过程中水的体积保持不变。甲图中,水槽总体积为水的体积与空盒排开水的体积之和,因此
整理得
乙图中,水槽总体积为水的体积、空盒排开水的体积与摆件体积之和,因此
整理得
联立两式消去,整理得摆件体积
(3)甲图中,装有摆件的空盒漂浮,总浮力等于总重力,因此
乙图中,空盒漂浮,浮力等于空盒重力,因此
联立得摆件重力
因此摆件质量
由得
代入已知数据计算摆件体积
摆件质量
摆件密度
23.【新考法・圆柱漂浮 + 放水・压强 + 深度 + 压力】(2026·安徽芜湖·一模)如图甲所示,圆柱体质量,底面积,高;如图乙所示,底部带有阀门的足够高圆柱形容器中装有质量的水,圆柱形容器底面积。,水的密度为。求:
(1)水对乙容器底部的压强;
(2)将圆柱体放入乙图的容器中后水的深度;
(3)在(2)的基础上,打开阀门,从容器中放出的水后,水对容器底部的压力。
【答案】(1)1400Pa;(2)17cm;(3)18N
【详解】(1)水对乙容器底部的压强
(2)初始容器中水的深度
圆柱体的密度
所以圆柱体放入容器中后处于漂浮状态,即
所以
圆柱体放入容器中后水面上升的高度
圆柱体放入容器中后容器中水的深度
(3)当圆柱体底面刚好与容器底面接触且对容器底面压力为零时,容器中水深
此时容器中需剩余水的体积
需剩余水的质量
故从容器中放出3kg水之后,圆柱体下表面与容器底面接触,此时剩余水的质量为
剩余水的深度为
剩余水对容器底的压力
24.【跨学科・物理 + 古代科技・怀丙捞铁牛・压强 + 浮力 + 拉力】(2026·安徽安庆·一模)某兴趣小组在模拟宋代“怀丙捞铁牛”科技实验,如图甲所示,桌面上放置一底面积为圆柱形容器,容器内装入适量的水,将一个长方体铁块当作铁牛沉入水底,用一个圆柱形塑料管当作小船,其高度为20cm、底面积为,在水中竖直放置,塑料管顶部距离水面高度为;然后将一个金属球用细绳系住放入塑料管中,在塑料管底部用细绳拉着铁块,使绳子刚好伸直但无拉力,铁块仍沉底,此时塑料管顶部距离水面高度,如图乙所示;最后将金属球从塑料管中拿出,铁块被拉起脱离容器底部,仍然浸没水中,此时塑料管顶部距离水面高度为,如图丙所示,河水密度,细绳的质量和体积忽略不计,g取10N/kg。求:
(1)图甲中,圆柱形塑料管底部受到水的压强;
(2)图乙中,圆柱形塑料管受到的浮力;
(3)图丙中,绳子对长方体铁块的拉力。
【答案】(1)500Pa;(2)5N;(3)1.5N
【详解】(1)由图甲可知,塑料管底部深度:
则塑料管底部受到的水的压强:
(2)由图乙可知,加入金属球后,塑料管浸入的深度
则
圆柱形塑料管受到的浮力
(3)由图甲可知,塑料管漂浮,则①
由图丙可知,塑料管所受浮力和长方体铁块所受浮力,对于塑料管和长方体铁块作为一个整体,处于漂浮状态;则②
对于长方体铁块所受拉力F,受力分析得:③
并且
由①②③联立,代入数据得
25.【新情境・防洪报警・浮力 + 压力传感器・压强 + 高度】(2026·安徽六安·一模)安徽绩溪抽水蓄能电站位于伏岭镇成功村,总装机容量180万千瓦,是安徽省装机最大的抽水蓄能电站。雨季来临,河水上涨。为保障发电站安全,科创小组设计了如图所示的自动水位报警装置,并将其制成顶部开有小孔的模型进行探究。其中A为压力传感器,B为不吸水的实心圆柱体,能沿固定的光滑细杆在竖直方向自由移动。当模型内水深时,B与模型底部接触且对模型底部的压力刚好为0,水面上涨到设计的警戒水位(水面与模型顶部的距离)时,圆柱体B对压力传感器A的压力为,刚好触发报警装置,开启排洪阀门(图中未画出)。已知圆柱体B的底面积为,圆柱体B的高度为,。
(1)当模型内水深时,求水对模型底部的压强;
(2)刚好触发报警装置时,求此时的警戒水位h;
(3)为了提高防洪安全性,警戒水位需比原设计下降。科创小组提出在圆柱体B的上方加上与圆柱体B同材质、同底面积的圆柱体C,求圆柱体C的高度。
【答案】(1)1500Pa;(2)9cm;(3)4cm
【详解】(1)水对模型底部的压强
(2)当水深时,B对模型底部压力为0,浮力等于重力,即
,
圆柱体B受到的浮力
因此
B的密度
触发报警时,受力平衡,即
代入得
B浸入水中深度
根据警戒水位定义(水面到模型顶部的距离),此时的警戒水位
(3)警戒水位下降,即水面位置比原设计低,因此新的水面到模型顶部距离
加C后,B、C总高度为,浸入深度为
总浮力为
总重力为
触发报警时受力平衡
代入得
解得
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抢分09 计算(力学)(安徽专用)
抢分预测 抢分秘籍 抢分特训
考点
3年考情
抢分依据
命题预测
机械效率、功、重力估算;液体压强、阿基米德原理、浮力、密度、浮沉条件综合计算
2025
安徽中考必考压轴计算题,力学计算分值高、套路固定,围绕G、v、p、F 浮、η、P六大公式组合考查,掌握公式即可稳拿分
以滑轮组、斜面、浮力 + 压强、交通工具为背景,力学综合计算
速度、功率 ;液体浮力(上下绑绳模型)、密度、阿基米德原理、浮力综合计算
2024
高频考查浮力 + 压强 + 受力平衡综合,重点是浸没、漂浮、悬浮、拉绳模型,步骤清晰、公式直接套用
结合容器、物体、绳子、弹簧测力计情境,考查受力分析与浮力计算
机械效率(斜面)、密度、阿基米德原理、浮力、质量、浮沉判断综合计算
2023
机械效率 + 浮力是安徽中考经典组合,斜面、滑轮组必考 η,浮力必考F浮 = G排、漂浮 F浮 = G
以斜面、滑轮组、密度测量、浮沉为主,计算覆盖 3–4 个核心公式
【考向一】基础力学计算
核心考查:重力、速度、功、功率、固体或液体压强(单独考查或简单组合,安徽中考基础设问,必拿分)
1. 必背公式(精准对应考情)
重力:(安徽中考常取 ,题干无说明直接用,避免计算复杂)
速度:(注意单位统一:路程用m,时间用s,速度用m/s;若题干给km/h,需换算为m/s,1m/s=3.6km/h)
功:(关键: 与 必须在同一直线上,方向一致;若物体匀速运动, 或)
功率:(优先用解题,节省时间;注意单位:用W, 用N,用m/s)
固体压强:(通常等于物体重力,是接触面积,注意单位换算:换算为 ,)
液体压强:(是液体密度,单位;是深度,指液面到所求点的垂直距离,不是高度)
2. 解题模板(3步搞定)
① 确定所求物理量,找出题干中对应已知条件(标注单位,统一单位);② 代入对应公式,分步计算(避免一步到位出错);③ 写出最终答案,标注单位(安徽中考踩分点,单位错误扣分)。
3. 易错点提醒
液体压强中,易错算为物体高度,需区分“深度”与“高度”;- 功率计算中,注意时间单位换算(min换算为s);
固体压强中,接触面积是“受力面积”,不是物体底面积(如多个物体接触,取实际接触面积)。
【考向二】浮力综合计算
核心考查:阿基米德原理、浮沉条件、称重法测浮力、浮力与压强结合(安徽中考核心设问,占力学计算半壁江山)
1. 必背公式(优先选用)
阿基米德原理(万能公式):(安徽中考必考,无论浮沉状态都适用)
称重法(弹簧测力计相关题型):(题干出现弹簧测力计示数,优先用此公式)
浮沉条件(漂浮/悬浮专用):(安徽高频,漂浮时,悬浮时)
浮沉判断补充:漂浮;悬浮; 下沉(用于结合密度计算)
2. 安徽高频模型解题模板
(1)漂浮或悬浮模型(最易得分):① 由浮沉条件得;② 代入阿基米德原理公式,求;③ 结合密度公式 ,补充计算质量或体积。
(2)拉绳模型:① 对物体受力分析(匀速运动,受力平衡);② 浸没时:(绳子向下拉)或 (绳子向上拉);③ 代入公式,分步求解。
(3)浮力+液体压强模型:① 先求浮力(用阿基米德原理或称重法);② 由浮力求,进而求液面变化高度;③ 用 求压强变化量。
3. 易错点提醒
阿基米德原理中,是物体排开液体的体积,浸没时,未浸没时;- 称重法中,是物体在空气中的重力,是物体浸入液体后的测力计示数;
计算时,液体密度需按题干给出数值,不可随意用水的密度(如海水、盐水需用题干数据)。
【考向三】机械效率计算
核心考查:滑轮组机械效率、斜面机械效率(安徽中考每年1道,结合功、功率综合考查)
1. 必背公式(精准对应安徽考情)
滑轮组机械效率:(是承担物重的绳子段数,安徽中考常考或,直接数绳子段数即可)
斜面机械效率:(是物体重力,是斜面高度,是沿斜面的拉力,是斜面长度)
补充:(额外功主要是摩擦力或动滑轮重力,安徽中考不要求单独计算额外功,无需深入)
2. 解题模板(4步突破压轴)
① 确定机械类型(滑轮组或斜面),找出已知条件(、、、或);② 计算有用功 ;③ 计算总功 (滑轮组可结合 计算);④ 代入效率公式,计算(结果保留1位小数或百分数,按题干要求)。
3. 易错点提醒
滑轮组中,是“承担物重的绳子段数”,不包括固定端的绳子;
斜面机械效率中, 是沿斜面的拉力,不是物体重力,是斜面长度,不是高度;
效率计算结果不能大于1(或100%),若计算结果大于1,说明公式代入错误。
题型一 功和功率
1.【新情境・体育中考・跳绳・压强 + 功率】(2026·安徽六安·二模)为提高学生体质,六安市早在2015年之前把跳绳列入了初中体育学业水平测试项目。如图是某中学初一年级跳绳比赛现场,其中质量为50kg的王铭同学在水平地面上1min完成了180次跳绳,如果每次跳起的高度为2cm,双脚站立时鞋子与地面总接触面积为,求:
(1)王铭同学双脚站立时对地面的压强
(2)王铭同学1分钟跳绳的功率
2.【新情境・建筑施工・起重机・速度 + 功率】(2026·安徽阜阳·一模)某次建筑施工中,起重机将质量为2t的构件竖直匀速提升至25m高的楼层,用时50s。求:(取)
(1)构件上升的速度;
(2)起重机对构件做功的功率。
3.【新情境・健康运动・踮脚・杠杆 + 功】(2026·安徽芜湖·一模)办公室工作的人常常因为久坐而导致身体健康受到不利的影响。有关健身研究者提出在办公室这样相对较小的空间内,如果人能够适当地进行“踮脚”运动对健康也是有利的。如果人的体重为,则每只脚需要承担的力,踮脚运动时的等效杠杆模型及相关数据如图所示。求:
(1)每条腿的小腿肌肉在踮脚时产生的拉力;
(2)某次短暂运动运动者共踮脚100次,每次踮脚引起身体重心升高,这次运动锻炼克服自身重力做的功。
4.【新情境・新能源汽车・续航・功率 + 效率】(2026·安徽滁州·一模)如图所示是我国某自主品牌纯电动汽车,充满电可储存的电能,以72km/h的速度匀速行驶时,阻力为车重的0.06倍,测试时车的总质量为1.5t,已知在此速度下行驶时汽车的效率为80%,求:
(1)汽车以72km/h的速度匀速行驶时发动机的输出功率;
(2)当充满电后,以此速度匀速行驶,该电动汽车的最大续航里程为多少公里?(1公里=1km)
5.【新情境・体育中考・跳绳・功 + 功率】(2026·安徽马鞍山·一模)小华参加中考体育测试,在跳绳测试中,1min跳了180次,获得了满分的好成绩。已知每次跳起的高度为5cm,小华的质量是60kg,g取10N/kg,求:
(1)小华每跳一次克服自身重力做的功;
(2)小华跳绳测试时做功的功率。
题型二 机械与机械效率
6.【新考法・斜面・机械效率 + 摩擦力】(2026·安徽合肥·一模)如图所示,在斜面上将一个重为的物块缓慢匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力为,斜面长,高,求:
(1)斜面的机械效率;
(2)匀速移动时物块与斜面间的摩擦力。
7.【新情境・重力储能・起重机・功率 + 效率】(2026·安徽淮北·模拟预测)重力储能是一种新型的储能方式。在用电低谷时,利用起重机将重物提升到一定的高度储存能量,用电高峰时,起重机控制重物下落,驱动发电机工作。如图所示,某一质量为的重物被匀速竖直提升50m,所用时间为100s,求:
(1)此过程中起重机对重物做功的功率P;
(2)若额外功是,求该起重机的机械效率。
8.【新情境・建筑施工・斜面 + 滑轮・功率 + 效率】(2026·安徽合肥·一模)在某次建筑施工过程中,工人需要将重为420N的材料箱M运到10m高的水平台上,现用斜面和滑轮搭建了如图所示的装置。已知斜面长为16m,工人在绳子的末端施加的拉力大小恒为300N,材料箱在绳子拉力作用下由斜面底端匀速运动至顶端用时2min,此过程中,不计绳重及绳子与滑轮间的摩擦且拉材料箱的绳子始终与斜面平行,同时忽略材料箱的体积大小。求:
(1)工人所施加的拉力做功的功率;
(2)上述过程中,该装置的机械效率(计算结果用百分数表示)。
9.【新情境・生活场景・斜坡・重力 + 效率 + 功率】(2026·江苏苏州·模拟预测)如图小明拉着质量为30kg行李箱匀速经过一段长度、高度的斜坡路面,用时10s,若此过程拉力方向沿斜面向上,大小为125N。(g=10N/kg),求:
(1)行李箱静止放在水平地面上时受到的重力大小;
(2)小明对行李箱做的有用功和斜面的机械效率;
(3)拉力F做功的功率。
10.【跨学科・物理 + 古代科技・滑轮组・功 + 功率】(2026·安徽安庆·一模)我国很早就有使用滑轮的记载,如图甲所示的汉代砖刻便记录了矿山使用滑轮做起吊机械的场景。现在传承古代科学技术,利用滑轮组提升矿石如图乙,采矿工人将质量为80kg的矿石沿竖直方向从矿坑匀速提起,10s内矿石上升了2m,此过程中滑轮组的机械效率为80%,g取10N/kg(篮子质量不计)。求:
(1)采矿工人所做的有用功;
(2)采矿工人拉力做功的功率。
11.【新考法・斜面 + 图像・机械效率 + 摩擦力】(2026·安徽池州·一模)如图甲所示,斜面倾角为30°,用力F将重为G=120 N的物体从斜面底端拉到斜面顶端的过程中,总功与额外功的柱状图如图乙所示。求:
(1)斜面的机械效率η;
(2)斜面对重物摩擦力f的大小。
12.【新考法・滑轮组 + 压强・功率 + 效率 + 压强】(2026·安徽滁州·一模)一名体重为500N、双脚与地面的接触面积为的学生站在水平地面上,利用如图所示的滑轮组,用200N的拉力在20s内将300N的重物提升了10m(不计绳重和摩擦,g取10N/kg)。求:
(1)拉力的功率;
(2)在匀速提升重物的过程中,滑轮组的机械效率;
(3)在匀速提升重物的过程中,他站在地面上对地面的压强。
13.【新考法・实验数据・滑轮组・效率 + 功率】(2026·安徽芜湖·一模)某同学使用如图所示装置测量滑轮组的机械效率,他的实验数据如表所示,各种摩擦和细线重力忽略不计。
钩码总重力G/N
钩码上升高度h/m
弹簧测力计示数F/N
绳端移动距离s/m
1.0
0.1
0.5
0.3
(1)求该滑轮组的机械效率(保留一位小数);
(2)若钩码上升所用时间,求弹簧测力计拉力做功的功率P。
14.【新情境・简单机械・斜面 + 滑轮・总功 + 效率】(2026·安徽宿州·一模)如图所示,一斜面长,高,通过滑轮沿斜面匀速拉动一个重力为的重物,重物受到斜面的摩擦力为。求:
(1)重物从斜面底端拉到顶端所做的总功;
(2)斜面的机械效率。
15.【新情境・生活装修・动滑轮・拉力 + 功 + 效率】(2026·安徽阜阳·一模)如图,某居民家庭装修时,工人用动滑轮将30kg的沙袋沿竖直方向匀速提高6m,提升过程中工人对绳子的拉力大小为200N,g取10N/kg。求:
(1)动滑轮对沙袋拉力的大小;
(2)动滑轮对沙袋的拉力做的功;
(3)动滑轮的机械效率。
题型三 密度、压强和浮力
16.【新考法・浮力 + 整体法・压强 + 拉力 + 密度】(2026·安徽芜湖·一模)小华将一个底面积为的薄壁水槽放在水平桌面上,向水槽内加入适量的水,测得水面到容器底部的深度(如图甲所示)。用细线将一个质量为的实心木块和一金属块系在一起放入水槽中,待液面静止时,水深(如图乙所示)。接着小华轻轻地将细线剪断后,金属块下沉到水槽底部,待液面静止时,测得水深(如图丙所示)。水的密度为,取。求:
(1)图甲中水对水槽底部的压强;
(2)图乙中金属块对木块的拉力;
(3)金属块的密度。
17.【新情境・漂浮模型・塑料块・浮力 + 质量】(2026·安徽阜阳·一模)如图所示,一个高度为40cm、底部面积为、密度为均匀长方体塑料块放于水中,它静止时处于竖直状态。(,)
(1)求塑料块排开水的体积;
(2)当在塑料块上放置一物体时,塑料块露出水面的高度为5cm,求物体的质量。
18.【新考法・浮力 + 图像 + 受力分析・重力 + 质量】(2026·安徽芜湖·一模)如图甲所示,一根轻质不可伸长的细线,绕过两个定滑轮(不计摩擦)将均匀柱体与相连,置于水平放置的电子秤的托盘上,置于足够高的薄壁柱形容器底部,与容器底部始终不挤压也不接触且忽略与容器底部的距离。逐渐向容器中加水,得到了电子秤受到的压力与容器中水深之间的关系,如图乙所示。已知的质量为,,求:
(1)柱体的重力;
(2)水深为时,所加水的质量。
19.【新考法・木块 + 铁块・漂浮 + 压强变化】(2026·安徽滁州·一模)如图甲所示,边长为10cm的正方体木块漂浮在水面上,五分之三体积浸没在水中,容器的底面积为。在木块的上表面放一个小铁块,静止时木块的上表面恰好与水面相平,如图乙所示,求:
(1)甲图中木块所受浮力的大小;
(2)铁块的质量;
(3)在木块上放置铁块后引起水对容器底部压强的变化量。
20.【新考法・漂浮 + 绳拉・浮力 + 拉力 + 压强】(2026·安徽合肥·一模)放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器,底面积为,容器质量为,内装的水,将一体积为的木块放入水中静止时,有五分之一体积露出水面,如图甲所示;用一根质量和体积都不计的细线把容器底和木块底部的中心连接起来,如图乙所示,求:
(1)木块的重力;
(2)木块浸没在水中静止后细线对木块的拉力;
(3)最终容器对水平桌面的压强。
21.【新考法・试管漂浮・密度推导・压强 + 质量 + 密度】(2026·安徽合肥·一模)某物理兴趣小组业余时间,利用如图所示的实验装置开展测量物体密度的实验,其中试管横截面积为,长方体容器横截面积为,试管壁粗细均匀且试管壁厚度不计。如图甲所示,将装有部分水的试管竖直漂浮在容器内的水面上,试管内水面与容器底部的距离为h,容器内水面到容器底部的距离为30cm。如图乙所示,现将一个不吸水且不溶于水的小物块浸没在该试管水中,发现此时试管内水面与容器底部的距离恰好仍为h,试管底部下降了(图中未画出),且试管底部未接触容器的底部。求:
(1)图甲容器中的水对容器底部的压强;
(2)图乙所示的小试管中的小物块质量的表达式(用、、和水的密度表示);
(3)已知小试管横截面积与容器横截面积之比为,则小物块的密度为多少?(已知)
22.【新考法・漂浮 + 沉底・密度测量・压强 + 体积 + 密度】(2026·安徽合肥·一模)小静想知道家中一个实心金属小摆件是否为纯铜制成。她找来一个厚薄与质量分布都均匀的方形空盒A和一个方形透明水槽B,它们的底面积分别为、。如图甲所示,装有摆件的空盒在水槽中水平稳定漂浮后,测出和;再将摆件从空盒中拿出,轻轻放入水中沉底静止后,空盒水平稳定漂浮,如图乙所示,测出和。整个过程中,不考虑摆件和空盒吸水,且水槽里的水质量不变,g和为已知量。
(1)图甲中水对水槽底部的压强为(结果用题中字母表示);
(2)如图甲、乙所示,请结合表中数据,求摆件的体积(结果用题中字母表示)。
(3)若,,,,且,计算该摆件的密度。(g取10N/kg,)
23.【新考法・圆柱漂浮 + 放水・压强 + 深度 + 压力】(2026·安徽芜湖·一模)如图甲所示,圆柱体质量,底面积,高;如图乙所示,底部带有阀门的足够高圆柱形容器中装有质量的水,圆柱形容器底面积。,水的密度为。求:
(1)水对乙容器底部的压强;
(2)将圆柱体放入乙图的容器中后水的深度;
(3)在(2)的基础上,打开阀门,从容器中放出的水后,水对容器底部的压力。
24.【跨学科・物理 + 古代科技・怀丙捞铁牛・压强 + 浮力 + 拉力】(2026·安徽安庆·一模)某兴趣小组在模拟宋代“怀丙捞铁牛”科技实验,如图甲所示,桌面上放置一底面积为圆柱形容器,容器内装入适量的水,将一个长方体铁块当作铁牛沉入水底,用一个圆柱形塑料管当作小船,其高度为20cm、底面积为,在水中竖直放置,塑料管顶部距离水面高度为;然后将一个金属球用细绳系住放入塑料管中,在塑料管底部用细绳拉着铁块,使绳子刚好伸直但无拉力,铁块仍沉底,此时塑料管顶部距离水面高度,如图乙所示;最后将金属球从塑料管中拿出,铁块被拉起脱离容器底部,仍然浸没水中,此时塑料管顶部距离水面高度为,如图丙所示,河水密度,细绳的质量和体积忽略不计,g取10N/kg。求:
(1)图甲中,圆柱形塑料管底部受到水的压强;
(2)图乙中,圆柱形塑料管受到的浮力;
(3)图丙中,绳子对长方体铁块的拉力。
25.【新情境・防洪报警・浮力 + 压力传感器・压强 + 高度】(2026·安徽六安·一模)安徽绩溪抽水蓄能电站位于伏岭镇成功村,总装机容量180万千瓦,是安徽省装机最大的抽水蓄能电站。雨季来临,河水上涨。为保障发电站安全,科创小组设计了如图所示的自动水位报警装置,并将其制成顶部开有小孔的模型进行探究。其中A为压力传感器,B为不吸水的实心圆柱体,能沿固定的光滑细杆在竖直方向自由移动。当模型内水深时,B与模型底部接触且对模型底部的压力刚好为0,水面上涨到设计的警戒水位(水面与模型顶部的距离)时,圆柱体B对压力传感器A的压力为,刚好触发报警装置,开启排洪阀门(图中未画出)。已知圆柱体B的底面积为,圆柱体B的高度为,。
(1)当模型内水深时,求水对模型底部的压强;
(2)刚好触发报警装置时,求此时的警戒水位h;
(3)为了提高防洪安全性,警戒水位需比原设计下降。科创小组提出在圆柱体B的上方加上与圆柱体B同材质、同底面积的圆柱体C,求圆柱体C的高度。
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