内容正文:
专项复习提优四 作图题、计算题
一、作图题部分
类型1 力的示意图
1.(2024·济南一模)将一个正在发声的音叉移近悬挂的泡沫塑料小球,当两者接触时,可观察到小球被弹开的现象,如图所示.请画出此时小球所受到轻绳0.01N的拉力 F 的示意图.
2.(2024·湖南益阳期中)铅球投出后在空中的运动轨迹如图中虚线所示,请画出铅球所受重力的示意图(不计空气阻力).
3.(2024·扬州一模)小明用如图所示的装置水平拉动长木板探究影响滑动摩擦力大小的因素.请作出此时木块受到的摩擦力的示意图.
4.(2025·黑龙江大庆龙凤区期中)在图中画出小球在水中下沉时的受力示意图.
5.(2024·福建中考)在图中,画出静止在水平冰面上冰壶的受力示意图。
6.如图所示,推物块使其沿斜面向上加速运动,请画出物块所受重力G 和摩擦力f的示意图.
类型 2 杠杆
7.(2025·泰州姜堰区二模)如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图,o为支点, 表示手对钓鱼竿的作用力, 表示鱼线对鱼竿的拉力,请在图中画出. 的力臂
8.(2024·山东威海环翠区期末)如图所示,利用吊车将货物吊起,请画出液压挺杆对吊臂的力及其力臂.
9.(2025·曲靖一模)如图所示,在轻质杠杆上挂一重物,O为杠杆的支点,请在图中画出. 的力臂 并在杠杆上的A 点画出能使杠杆在图示位置保持平衡的最小动力. 的示意图.
10.(2024·吉林松原期末)如图所示,工人要把汽油桶用人力推上台阶,画出最小动力 F 及其力臂 l 的示意图.
11.(2024·贵阳花溪区一模)如图甲所示是路缘石专用推车,它具有承重力强、搬运轻松等特点,是建筑工地的常用工具.请在图乙中画出吊起石头时所用的最小动力 F 及其力臂l.
类型3 滑轮
12.小明用如图所示的滑轮组匀速提起重物A,请在图中画出最省力的绕线方法.
13.(2024·陕西西安高新区月考)一款升降装置是由两个相同的滑轮安装组成的滑轮组.物体上升的高度和绳子自由端移动的距离随时间的变化关系如图乙所示.请在图甲中画出此装置的绕绳图.
14.(2024·重庆渝中区期末)如图甲所示为输电线牵引装置,其简化图如图乙所示,为使输电线绷直,请你在图乙中画出滑轮组的绕线方式.
二、计算题部分
类型1 压强的相关计算
15.长颈鹿是陆地上个子最高的动物,因此它的血压在动物中也是最高的.如图所示,长颈鹿的身高可达6m,质量可达2t,一只脚掌的着地面积为0.025 m².(g 取 10N/kg)
(1)长颈鹿四脚站立时,它对水平地面的压强是多少?
(2)长颈鹿在搏斗的过程用脚掌踢踏可产生的最大压强为 则最大踢踏力是多少?
16.(2024·武威凉州区模拟)如图所示,容器中装有水,其中 容器底面积 求: g取10N/ kg)
(1)水对容器底的压强;
(2)水对容器底的压力大小;
(3)在距离容器底20cm处的A 点处有一个小孔,面积为 若要堵住该小孔不让水流出,需要用多大的压力.
类型2 浮力的相关计算
17.如图甲所示是修建码头时用钢缆拉着实心长方体A 沿竖直方向以0.3m/s的速度匀速下降的情景.如图乙所示是A下降到水底之前钢缆对A 的拉力F 随时间t变化的图像(水的密度为 g取10N/kg).求:
(1)长方体A 的高度;
(2)长方体 A 浸没在水中后受到的浮力的大小.
18.(2024·江西吉安吉州区月考)如图甲所示,体积为 的正方体木块漂浮在水面上,所受浮力为7.2N.(ρ水=1.0×10⁸kg/m³,g 取10N/ kg)
(1)求木块的重力.
(2)求木块露出的体积.
(3)若在木块上方放一金属块,木块恰好没入水中,如图乙所示,金属块的重力有多大?
类型3 功、功率的相关计算
19.如图所示是用于高空作业维修的平台车.已知该平台车空载时整机质量为4000 kg,该车配有4个轮胎,每个轮胎与地面的接触面积为200cm².若有一质量为 70kg的工人站立在平台上进行高空作业,他匀速升高了3m,用时5s.求:(g 取10N/ kg)
(1)当平台车空载且静止在水平地面时,对地面的压强;
(2)平台车匀速升高工人时做功的功率.
20.(2025·济南中考)人体的心脏相当于一个发动机,不断地对血液施加推力,以保持体内血液的循环流动.人在不同状态下,心脏对血液的推力不同.心脏每次跳动推动血液运动的过程均可等效为如图所示的物理模型,血液在恒定推力作用下沿粗细均匀的血管做匀速直线运动.请通过计算回答:
(1)人运动时,心脏某次跳动对血液的推力产生的压强为 血管的等效横截面积为5× 则心脏本次跳动对血液的推力为多少?
(2)静息时,心脏某次跳动对血液的推力为6.6N,推动血液以0.25 m/s的速度匀速运动0.8s,则心脏本次跳动对血液做的功为多少?
类型4 机械效率的相关计算
21.(2024·湖北孝感应城市期末)在一次车辆故障处置过程中,为了尽快疏通道路,交警指挥拖车采用如图所示装置在水平路面上将重为 的故障车匀速拖离了现场,只用了30s的时间.若故障车被拖离的速度是2m/s,绳子自由端的拉力 F 是500 N.
(1)求故障车在30s内通过的路程.
(2)求拉力 F 在30s内所做的功.
(3)若故障车在被拖离过程中受到的阻力为车重的0.08,该装置的机械效率是多少.
22.工人师傅要将质量为80kg的木箱搬到1.5m高的车厢里,他将一块5m长的长板搁在地面与车厢之间构成斜面,然后站在车上用300 N的拉力将物体从斜面底端匀速拉到车厢里,如图所示(g 取 10 N/kg),求:
(1)斜面的机械效率;
(2)物体和斜面之间的摩擦力.
类型5 力学综合计算
23.(2024·深圳福田区二模)五一期间,小魏办理行李托运时,显示行李箱质量为12kg,行李箱竖直放置时轮子与地面的总接触面积为12cm².当他拉着行李箱时,行李箱和水平地面的夹角保持60°,拉力的作用点在拉杆末端,O点到重力作用线的距离OA 为2.5cm,如图所示.到家后,他用了45s把行李箱从一楼提到三楼,共提高6m(g 取10 N/ kg).求:
(1)行李箱竖直静止放置在水平地面上时,对地面的压强;
(2)提行李箱上楼时,克服行李箱重力做功的功率;
(3)用图示方式拉行李箱时,竖直方向拉力的大小.
24.(2025·北京中考)图甲所示的载货汽车,其前面为“单轴一单轮”(一根轴上有2个车轮),后面为“单轴一双轮”(一根轴上有4个车轮),如图乙所示.装货后该货车总质量为16t,每个轮胎与地面的接触面积约为400 cm².实际货车和货物整体的重心到前、后轴的距离一般不相等,常偏向车的后半部,为简化研究问题,假设整体重心C 到前、后轴的距离相等,水平地面对货车前面两个车轮的作用力相等,等效作用在A 点;水平地面对货车后面四个车轮的作用力均相等,等效作用在 B 点;因此,货车可看成水平杠杆,如图丙所示,AB 距离等于前、后车轴间的距离,C在AB 中点. g 取10 N/kg.
(1)求货车在 B 点所受的总支持力.
(2)为了保护路面,需要限定车辆对路面的压强大小.只要车辆的任何一个轮胎对路面的压强超过限定值,即视为车辆超限.若某水平路面能承受的最大压强为 请通过计算判断该货车是否超限.
1.如图所示
[解析]过球心作沿绳子向上的带箭头的直线,表示拉力 F,并在箭头旁边标注其大小0.01 N.
2.如图所示
[解析]空中运动的铅球在不计空气阻力的情况下,只受重力的作用,作用点为重心,方向竖直向下.
3.如图所示
[解析]水平向左拉动长木板,木块对长木板有向右的摩擦力,根据力的作用是相互的,可知长木板对木块有向左的滑动摩擦力,作用点在木块的重心处.
4.如图所示
[解析]小球在水中受竖直向下的重力和竖直向上的浮力的作用,由于小球在水中正在下沉,所以重力大于浮力,二力的作用点均画在小球的重心上.
5.如图所示
[解析]静止在水平冰面上的冰壶受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,两个力是一对平衡力,画图时要注意两个
力一样长,表明两个力大小相等.
6.如图所示
[解析]物块沿斜面向上运动,受到斜面施加的沿斜面向下的摩擦力,还受到竖直向下的重力,作用点都画在物块的重心上.
7.如图所示
[解析]已知支点为O点,从支点向 F₁的作用线作垂线,垂线段的长度即为动力臂 L₁;从支点向阻力 F₂的作用线作垂线,垂线段的长度即为阻力臂 L₂.
8.如图所示
[解析]液压挺杆对吊臂的作用力沿杆向上,作用点在液压挺杆和吊臂的接触点;由支点O 向该力的作用线作垂线,垂线段即为对应力臂.
9.如图所示
[解析]过支点 O 作阻力 F₂作用线的垂线段,即为阻力臂l₂,在杠杆右端点施加力,并且垂直杠杆向上,此时动力臂最大,而阻力、阻力臂一定,由杠杆平衡条件可知此时最省力,用力最小.
10.如图所示
[解析]当以汽油桶的直径为动力臂时,动力臂最长,由杠杆平衡条件可得,此时动力最小,过支点作通过汽油桶圆心的线段,表示最小动力的动力臂,过动力臂的末端作垂直于力臂向上的带箭头的直线,表示最小动力.
11.如图所示
[解析]由杠杆平衡条件 可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;在杠杆上找到离支点最远的点,支点和该点的连线即为最长力臂,且只有动力向下,杠杆才能维持在水平位置平衡,可得动力与动力臂如图所示.
12.如图所示
[解析]图中滑轮组由两个定滑轮和一个动滑轮组成,绳端拉力方向向下,由题意知,可由外向内依次画出滑轮组的绕线,承担重物绳子的段数为3段,此时最为省力.
13.如图所示
[解析]由图乙可知,在0~4s内,物体上升高度h=2m,绳子自由端移动距离s=6m,故滑轮组承担物重的绳子股数为 滑轮组由两个相同的滑轮组成,且n=3,故应从动滑轮的上挂钩向上开始绕绳,绕过上面的定滑轮,再绕过下面的动滑轮.
14.如图所示
16.(1)1.0×10⁴ Pa (2)40N (3)1.6N
[解析](1)水对容器底的压强
(2)容器底面积 水对容器底的压力
(3)A点处小孔的深度 水对该小孔的压强 堵住小孔的压力
17.(1)1.5m (2)2×10⁴ N
[解析](1)由图乙可知,长方体A 从下底面接触水面到刚
好被水浸没所用的时间为t=15s-10s=5s,根据 可得,长方体A 的高度为s= vt=0.3m/s×5s=1.5m.(2)由图乙可知,前 10 s钢缆的拉力不变,等于长方体A 的重力,此时长方体在水面以上,所以拉力与重力是一对平衡力,则G=F=3×10⁴ N,10~15s,钢缆的拉力减小,是A从与水面接触到完全被水浸没的过程,由图乙可知,当A 完全浸入水中时,拉力 所以长方体A 浸没在水中后受到的浮力为
18.(1)7.2N (2)80cm³ (3)0.8N
[解析](1)当平台车空载且静止在水平地面时,对地面的
压强 (2)平台车匀速升高工人时所做的功为W=G'h=m' gh=70kg×10 N/kg×3m=2100J,做功的功率为
20.(1)8 N (2)1.32 J
[解析](1)心脏本次跳动对血液的推力为 F=pS=1.6×
学科网(北京)股份有限公司
(2)血液流动路程为.s= vt=0.25 m/s×0.8s=0.2 m,则心脏本次跳动对血液做的功为 0.2m =1.32J.
21.(1)60m (2)9×10⁴ J (3)80%
[解析](1)故障车在30s内通过的路程s= vt=2m/s×30s=60m.
(2)由图可知滑轮组n═3,拉力移动距离L= ns═3×60m=180 m,拉力 F 在 30 s内所做的功 W=FL =500N×180m=9×10⁴ J.
(3)故障车在被拖离过程中受到的阻力.f=0.08G= 装置做的有用功 fs=1200N×60m=7.2×10⁴ J,该装置的机械效率η=
22.(1)80% (2)60N
[解析](1)总功为 有用功为 W有用 = Gh= mgh=80 kg×10 N/kg×1.5m=1200J,则斜面的机械效率为
(2)额外功为 300J,则物体和斜面之间的摩擦力为 60N.
23.(1)1×10⁵ Pa (2)16W (3)6N
[解析](1) 行李箱 的总重 力 G = mg = 12 kg×10N/kg=120N,当行李箱竖直静止放置时,轮子对地面的压力 轮子对地面的压强
(2)提行李箱上楼时克服重力做的功为W=Gh=120N×6m=720J,功率为
(3)由图可知,竖直方向拉力的力臂50cm;重力的方向是竖直向下的,重力的力臂为2.5cm,根据杠杆的平衡条件 可知 即120N×2.5cm=F×50cm,则拉力 F=6N.
24.(1)8×10⁶ N (2)超限
$