抢分08 计算题(力)(抢分专练)(山东专用)2026年中考物理终极冲刺讲练测
2026-05-25
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3份
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50页
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摘要:
**基本信息**
聚焦山东中考力学计算,构建“公式体系-解题流程-本土情境”三维突破模型,强化物理观念与科学推理能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|密度-压强-浮力综合型|10题|四步法:判状态(浮沉条件)→选公式(阿基米德原理/称重法)→析图像(F-h关系)→算结果(单位换算)|从密度公式出发,通过压强定义式推导液体压强公式,结合浮力产生原因构建力-运动关系链|
|速度-功-功率-简单机械综合型|10题|三步流程:辨机械结构(n的判断)→定功的类型(有用功/总功)→用功率公式(P=W/t或P=Fv)|以速度公式为基础,通过功的定义推导功率表达式,结合简单机械平衡条件形成能量转化分析框架|
|力学压轴|6题|多状态分析法:分段受力分析→临界条件判断→综合公式联立|整合密度、压强、浮力、功、功率等知识,通过实际情境(如打捞、运输)实现多知识点交叉应用|
内容正文:
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抢分081
计算题(力)
(山东专用)
参考答案
题型一密度强-浮力综合型
1.(1)135km
(2)6.695×104Pa
(3)7.5×10N
2.(1)3.3×10Pa(2)3.85x10N
(3)2.38×103N
(4)20
3.(1)1×103N;
(2)1×103N;
(3)8×103Pa;
(4)7.6×104J
4.(1)1.2N
(2)1.2×103
5.(1)25N
(2)4块
6(1)7×104Pa
(2)4×10N
(3)1.5×105Pa
7.(1)10000Pa
(2)6×103kg/m3
8.(1)40N
(2)4×10-3m3
(3)0.8×103kg/m
9.(1)5.3×104Pa
(2)2.2h
(3)26.5m3
(4)2.193×1010J
10.(1)4.6N
(2)1N
(3)4.6×103kg/m3
(4)0.36J
题型二速度-功办-功率-简单机械综合型
11.(1)60W
(2)80%
(3)60N
12.(1)1.44×105J
(2)4800W
13.(1)1.5×10Pa
(2)300W
14.(1)20s
(2)70000N
(3)1250km
15.(1)40N
(2)79.2%
16.(1)4.5×10J(2)1200N
(3)3.24×10J,18000W
17.(1)8×103Pa
(2)18km
(3)1000W
18.(1)300W
(2)480N
(3)120N
19.(1)540m
(2)2.5×104Pa(3)1.08×106J
(4)30%
20.(1)1.12×105Pa
(2)3.24×107J
题型三力学压轴
21.(1)5×103Pa(2)20N(3)12N(4)7×103kg/m3
1/2
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上好每一堂课
22.(1)1.07×10Pa(2)20N(3)53.5m3
(4)1.2×10N
23.(1)3N
(2)3.0x103kg/m3(3)5×105m3
24.(1)0.3kg(2)2cm
(3)2N(4)100Pa
25.(1)3×103Pa(2)30W
(3)50N
26.(1)3×105
(2)900
(3)5000
(4)0.6
2/2
抢分08 计算题(力)(山东专用)
抢分预测 抢分秘籍 抢分特训
3年考情
抢分依据
命题预测
2025东营T23、青岛T25
2024淄博T25、日照T20
密度-压强-浮力综合计算的核心公式包括密度=m/V、液体压强p=ρgh、固体压强p=F/S、浮力F浮=ρ液gV排(阿基米德原理)以及浮沉条件。解题需抓住以下关键:当物体浸没时V排=V物,当物体漂浮或悬浮时F浮=G物;涉及多状态变化(如物体被匀速拉出水面的过程)时,要分段分析受力平衡并结合图像提取关键数据,如弹簧测力计示数变化反映浮力变化趋势;对于液体压强与浮力综合的求浮力问题,可灵活选用称重法(F浮=G-F拉)或阿基米德原理法,同时注意浮力随深度变化的临界位置判断(如物体刚好浸没或刚好离开水面)。
密度-压强-浮力综合型:密度-压强-浮力综合计算题可能继续以山东本土科技为背景,如“山东舰航母”“蛟龙号深潜器”等涉及深海压强的计算,考查液体内某深度处的压强和潜水器所受浮力(结合排水量);或以“黄河口湿地泥沙含量检测”“海水稻种植中的盐水选种”等为背景,通过密度测量与浮沉条件的组合,要求计算待测液体的密度或判断物体的浮沉状态;或结合图像分析进行考查,利用F-t图像或F-h图像提取浮力变化的关键数据,进而完成密度计算、浸没深度求解等多步骤综合题。这类计算题对学生的关键能力要求是能够从图像或题意中准确提取关键数据,综合运用力学知识进行分步推导。
2025淄博T24、济南T23
2024 潍坊T18、东营T24
速度-功-功率-简单机械综合计算的核心包括速度公式v=s/t、功W=Fs(注意力和距离要在同一直线上)、功率P=W/t=Fv(匀速直线运动时适用,常用于汽车爬坡、列车牵引等情境),以及杠杆平衡条件F1L1=F2L2、滑轮组绕线n的判断(承担物重的绳子段数,通过看图确定n)和机械效率η=W有/W总。对于斜面机械效率,有用功W有=Gh(G为物体重力,h为斜面竖直高度),总功W总=Fs(F为沿斜面向上的拉力,s为斜面长),额外功来自克服斜面摩擦阻力;对于滑轮组,η=G/(nF)=G/(G+G动)(忽略绳重和摩擦时)。功率计算有时通过W=Pt或P=Fv进行。易错点包括:功与功率的单位混淆;机械效率计算中滑轮组的n数判断错误导致功算错;杠杆力臂是支点到力作用线的垂直距离而不是连线距离;斜面机械效率计算中混淆斜面长s与斜面高h;图像分析题中不能正确从v-t图像读取速度。
速度-功-功率-简单机械综合型:速度-功-功率-简单机械综合计算题可能结合山东本土基建及港口场景,如“山东港口群(青岛港、日照港、烟台港)”为背景的集装箱起重机或斜面装卸计算,考查滑轮组机械效率或斜面效率;或以“济南地铁施工升降机”“鲁南高铁隧道施工中的卷扬机系统”“潍坊国际风筝节中的牵引提升装置”等为背景,综合考查速度、功、功率、机械效率的计算;或结合图像类题型,将力-时间图像、速度-时间图像与简单机械结合,需要学生从图像中提取力的大小、运动速度等关键信息,再代入公式完成功和功率的综合计算。这类计算题对学生的关键能力要求是能够从图像或题意中准确提取已知条件(如n的确定、v的读取、h与s的关系),按“弄清机械结构→明确有用功与总功→代公式计算”的流程分步求解。
【考向】力学公式及基本应用
1.速度计算:公式 v = s/t,单位换算1 m/s = 3.6 km/h。平均速度用总路程除以总时间,不能将各段速度求平均。
2.密度计算:公式ρ= m/V。测固体密度常结合排水法求体积;判断空心可用比较密度、比较质量或比较体积三种方法。
3.重力计算:公式G = mg,g 通常取 9.8 N/kg或10 N/kg,重力方向始终竖直向下。
4.压强计算:固体压强先求压力(水平面上F=G),再p=F/S。液体压强用p=ρgh(h 为深度),液体对容器底的压力不一定等于液体重力,需先求压强再求压力。大气压计算常用p=ρ水银gh(托里拆利实验)。
5.浮力计算:四种方法—称重法F浮=G-F示;阿基米德原理法F浮=ρ液gV排;压力差法F浮= F向上- F向下;平衡法(漂浮或悬浮时F浮= G物)。浮沉判断:比较ρ物与ρ液,或比较F浮与G物。
6.杠杆平衡计算:公式 F1l1= F2l2,注意力臂是支点到力的作用线的垂直距离,不是支点到作用点的连线长度。
7.滑轮组计算:承担物重的绳子段数为n,竖直使用时F = (G物+ G动)/n(不计绳重及摩擦),s = nh。水平使用时F=f/n(f 为摩擦力)。
8.功与功率计算:功W=Fs(F与s同方向);功率P=W/t=Fv(v 为速度)。注意单位统一,1 kW = 1000 W。
9.机械效率计算:η= W有/W总×100%。滑轮组竖直提升:W有= Gh,W总= Fs,η= G/(nF)。斜面:η= Gh/(Fl),额外功W额= fl(f 为摩擦力)。
10.综合注意事项:力学计算常需受力分析(静止或匀速直线运动时合力为零)。单位换算:长度用米(m)、时间用秒(s)、质量用千克(kg)、力用牛顿(N)、压强用帕斯卡(Pa)。建议画出受力示意图,分步代值,检查结果合理性。。
题型一 密度-压强-浮力综合型
1.(2025·山东德州·二模)西宁舰是我国自主研制的新型驱逐舰,其满载时排水量为7500t,吃水深度为6.5m。某次西宁舰满载时以54km/h的速度匀速航行2.5h。(海水的密度取,g取10N/kg)求:
(1)西宁舰此次航行的路程为多少?
(2)西宁舰满载时,舰体底部受到海水的压强为多少?
(3)西宁舰满载时,受到的浮力为多少?
【答案】(1)135km
(2)
(3)
【详解】(1)由题意得,西宁舰航行速度,航行时间,根据可得西宁舰此次航行路程
(2)由题意得,海水密度,舰体底部深度 ,则西宁舰满载时,舰体底部受到海水的压强为式
(3)由题意得,西宁舰满载时排水量
根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,即
2.(2025·山东聊城·模拟预测)宋代和尚怀丙利用水的浮力打捞沉在河底的铁牛展示了我国古代人民的聪明才智。他先让人用绳子把河底淤泥中的铁牛与船上的架子系牢。然后把船上泥沙扔到河里,利用船把铁牛拉起,如图所示。假定一个铁牛的质量是27650kg,船拖着铁牛在水中匀速上升。则:(已知铁的密度是,黄河水的密度为,g取10N/kg)
(1)若黄河水深为3m,铁牛沉在水底时所受河水的压强是多少?
(2)铁牛在水中所受的浮力是多少?
(3)绳子对铁牛的拉力是多少?
(4)现在常用的沉船打捞技术为“浮筒打捞法”。原理图如图所示,若某质量为吨、体积为的轮船沉没在深的淡水湖底,一个浮筒的质量为、体积为()。求打捞沉船需要的最少浮筒数。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)20
【详解】(1)根据液体压强公式计算。
已知黄河水的密度,水深,。
铁牛所受河水的压强为
(2)首先根据密度公式计算铁牛的体积。
得铁牛的体积
铁牛完全浸没在水中,排开水的体积。
根据阿基米德原理计算浮力。
得浮力
(3)铁牛在水中匀速上升,处于平衡状态,其受力平衡。铁牛受到竖直向下的重力,竖直向上的浮力和绳子的拉力。
根据平衡条件有
所以,铁牛的重力
绳子的拉力
(4)设需要个浮筒才能将沉船打捞起来。当沉船刚好被拉离湖底时,沉船和浮筒作为一个整体,处于平衡状态。
总浮力等于总重力,即。
即平衡方程
其中沉船的重力
沉船受到的浮力
一个浮筒的重力
一个浮筒完全浸没时受到的浮力
代入平衡方程
解得
因为浮筒数必须是整数,所以至少需要20个浮筒。
3.(2025·山东聊城·三模)2025年3月4日,我国自主设计建造的“探索三号”深远海多功能科考船完成各项搭载设备的功能验证。“探索三号”船长约104米,排水量约为10000吨,本次测试将质量约为95kg的“海魟二号”无人潜水器布放80m深度并回收,海水的密度取,g取,求:
(1)“探索三号”满载时所受的浮力;
(2)“探索三号”满载时船及货物总共有多重;
(3)“海魟二号”无人潜水器在80m深水中所受的海水压强;
(4)本次测试缆绳匀速提升“海魟二号”至水面所做的功。
【答案】(1);
(2);
(3);
(4)
【详解】(1)根据阿基米德原理可知,当科考船满载时,所受的浮力等于它排开水的重力。科考船的排水量
“探索三号”满载时所受的浮力
(2)“探索三号”满载时在海面上处于漂浮状态,根据物体漂浮条件,船及货物的总重力等于其所受的浮力。即满载时船及货物总重
(3)潜水器在80m深处所受的海水压强
(4)潜水器的重力
缆绳匀速提升“海魟二号”至水面,忽略潜水器的体积和水的阻力,在此过程中,缆绳对潜水器的拉力等于潜水器的重力,因此缆绳所做的功
4.(2025·山东济宁·一模)如图甲所示,一个质量为270g的铝块用轻质的不可伸缩的细线系在弹簧测力计的挂钩上,铝块的下表面刚好接触未知液体的液面(ρ铝=2.7×103kg/m3)。将铝块缓慢浸入未知液体中,弹簧测力计的示数随铝块浸入深度的变化情况如图乙所示。求:
(1)铝块浸没液体中所受的浮力;
(2)未知液体的密度大小(g取10N/kg)。
【答案】(1)1.2N
(2)1.2×103
【详解】(1)由题意可知,铝块的质量
铝块的重力为
铝块未浸入液体时,弹簧测力计的示数等于铝块的重力,即
由图像可知,当铝块完全浸没在液体中时,弹簧测力计的示数为,且保持不变, 铝块浸没时所受的浮力为:
(2)根据密度公式可得铝块的体积
因为铝块完全浸没在液体中,所以排开液体的体积等于铝块的体积
根据阿基米德原理,可得未知液体的密度为
5.(2025·山东威海·一模)如图所示,是某型号水下机器人,该机器人可以通过三种方式控制浮沉。第一种是机器人内部水舱充放水,水舱的容积为;第二种是利用推进器提供竖直向上(下)的推力,可以在之间调节;第三种是在机器人外部加装不同数量的浮块,每个浮块质量均为,体积均为。已知该机器人水舱未充水时的质量为,未装浮块时,机器人的总体积为(体积不变,含机械臂)。
(1)当机器人未加浮块浸没在水中悬浮时,水舱充入水的重力;
(2)深处水底有一物体(未与水底紧密接触),其密度均匀且为,体积为,需机器人潜入水中用机械臂抓住物体打捞上来,为确保打捞顺利进行,机器人下水前需制定好能让机器人抓住物体上浮的方案,在调到及水舱排空的情况下,至少需要几个浮块。
【答案】(1)25N
(2)4块
【详解】(1)根据阿基米德原理,可得此时机器人未加浮块浸没在水中悬浮时受到的浮力
机器人水舱未充水时质量,其重力
因为机器人悬浮,所以浮力等于总重力,即。设水舱充入水的重力为,则,所以
(2)所捞物体的重力
物体所受浮力
抓住物体后,在最大推力 F推 = 30 N 及水舱排空情况下,物体和机器人整体受到的合力为
合力方向向下,因此还需要受到向上的20N的力,需要通过加浮块补足。每块浮块的体积为、质量为0.4kg,故每块浮块受到的浮力
每块浮块自身重力为
故每块浮块对外提供的浮力为
则需要的浮块的个数为
6.(2025·山东济南·三模)如图甲是我国三大主战舰之一的076型两栖攻击舰,该舰舰长为250m、宽为36m,满载时排水量是4×104t,吃水深度为7m。(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)该战舰满载时舰底最深处受到的海水压强;
(2)该战舰满载时受到的浮力;
(3)重为1.5×104N的舰载直升机静止在水平战舰面上时,与战舰的接触面积是0.1m2,求舰载直升机对战舰的压强。
【答案】(1)7×104Pa
(2)4×108N
(3)1.5×105Pa
【详解】(1)根据液体的压强公式知,该战舰满载时舰底最深处受到的海水压强为
(2)排开水是的质量为
排开水的重力为
由阿基米德原理可得,该战舰满载时受到的浮力为
(3)直升机在水平战舰面上时对战舰的压力为
故舰载直升机对战舰的压强为
7.(2025·山东济宁·三模)小恒的体重为500N,他使用如下图所示的滑轮组提升重物,已知动滑轮重100N。当匀速提升一个体积为0.01m3的重物(重物始终未出水面)时,他施加300N的力去提升重物,已知每只脚与地面的接触面积为0.01m2。不计绳重和摩擦。求:
(1)此时小恒对地面的压强;
(2)该物体的密度。(g=10N/kg)
【答案】(1)10000Pa
(2)6×103kg/m3
【详解】(1)小恒施加300N的力去提升重物,根据力的作用是相互的,绳子对小恒的拉力也为300N,则小恒对地面的压力为F压=G-F拉=500N-300N=200N
此时小恒对地面的压强
(2)由图可知,动滑轮上绳子的根数n=2,则动滑轮下端绳子对重物的拉力为F=nF拉-G动=2×300N-100N=500N
根据阿基米德原理可知,重物受到的浮力为F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×0.01m3×10N/kg=100N
则重物的重力为G重物=F+F浮=500N+100N=600N
则该物体的密度
8.(2025·山东济宁·二模)将一质量为4kg的木块放入水中,静止后木块露出水面的体积为总体积的。(水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3,g=l0N/kg)求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块浸没在水中的体积;
(3)木块的密度。
【答案】(1)40N
(2)
(3)
【详解】(1)木块漂浮,则受到的浮力
(2)木块浸没在水中的体积
(3)木块总体积为
则木块的密度
9.(2025·山东临沂·二模)如图为我国自主研制的两栖战车,整车质量为26.5t,每条履带与地面的接触面积为2.5m2,水上最快航速可达30km/h,达到世界先进水平,某次任务中它以最快航速匀速穿过一宽为66km的水域,该战车在此次任务中消耗燃油510kg。已知:q燃油=4.3×107J/kg、g=10N/kg、ρ水=1.0×103kg/m3。
求:该战车
(1)静止在水平地面时对地面的压强;
(2)此次任务中穿过该水域需要的时间;
(3)漂浮在水面时排开水的体积;
(4)消耗燃油完全燃烧放出的热量。
【答案】(1)5.3104Pa
(2)2.2h
(3)26.5m3
(4)2.1931010J
【详解】(1)战车的质量
战车停在水平地面时对地面的压力
战车对地面的压强
(2)根据,该战车穿过此水域所用时间
(3)战车在水中漂浮,根据二力平衡,其所受浮力
由阿基米德原理得,排开水的体积为
(4)燃油完全燃烧放出的热量
10.(2025·山东济南·三模)如图,质量为0.46kg的物体浸没在水中静止时,下底面与容器底距离为10cm。g取10N/kg,通过计算回答:
(1)物体的重力是多少?
(2)物体此时受到的浮力是多少?
(3)物体的密度是多少?
(4)剪断悬挂物体的细绳后,物体缓慢沉底,这个过程中合力对物体做功是多少?
【答案】(1)4.6N
(2)1N
(3)4.6×103kg/m3
(4)0.36J
【详解】(1)物体的重力G=mg=0.46kg×10N/kg= 4.6N
(2)由图可知弹簧测力计的分度值是0.02N,示数是3.6N,物体受到的浮力F浮=G-F=4.6N-3.6N=1N
(3)物体的体积
物体的密度
(4)剪断悬挂物体的细绳后,物体受到的合力F合= G-F浮=4.6N-1N=3.6N
这个过程中合力对物体做功W=F合s=3.6N×10×0.01m=0.36J
题型二 速度-功-功率-简单机械综合型
11.(2025·山东济宁·二模)如图甲,用滑轮组将重为240N的物体匀速提起,在5s内物体上升的高度为1m;不计绳重和摩擦。图乙是拉力F与绳自由端移动距离s的关系图像,图乙中阴影部分的面积的数值为300。g取10N/kg,求:
(1)拉力F的功率;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)动滑轮的重力。
【答案】(1)60W
(2)80%
(3)60N
【详解】(1)由图乙可知,拉力F做的总功等于阴影部分的面积,即
拉力F的功率为
(2)滑轮组做的有用功为
滑轮组的机械效率为
(3)不计绳重和摩擦,滑轮组做的额外功为克服动滑轮重力所做的功
动滑轮的重力为
12.(2025·山东济南·二模)新能源纯电动汽车因具有环保、节能、高效等诸多优势,日渐成为人们日常使用的重要交通工具。如图所示,静止时与地面的总接触面积为0.12m2。该纯电动汽车在平直的公路上匀速行驶240m,用时30s。此过程中,纯电动汽车所受的阻力为600N。
(1)此过程中,纯电动汽车所受的牵引力做的功是多少;
(2)此过程中,纯电动汽车所受的牵引力做功的功率是多少。
【答案】(1)
1.44×105J
(2)
4800W
【详解】(1)由于汽车在平直公路上匀速行驶,处于平衡状态,牵引力与阻力大小相等,故牵引力
牵引力做的功
(2)牵引力做功的功率
13.(2025·山东济宁·二模)如图所示,电动独轮平衡车深受年轻人的青睐,平衡车的一些参数如表格所示。小聪同学的质量为45kg,在水平路面上以最高速度匀速骑行了。取求:
平衡车参数
车重
15kg
最高车速
轮胎接地面积
(1)骑行时,车对地面的压强。
(2)骑行时,所受阻力为人和车总重的倍,求平衡车的功率。
【答案】(1)
(2)300W
【详解】(1)骑行时,车对地面的压力等于车和人的总重力,即
车对地面的压强
(2)骑行时,车和人做匀速直线运动,所受牵引力与阻力平衡,大小相等,即
平衡车的功率
14.(2025·山东日照·一模)日照站目前正在改造,将于2025年投入运营,将打造为日照市的集高铁、轻轨、公交、旅游集散、停车场等功能为一体的城市交通综合体。
(1)若通车后,一列长200m的动车组以的速度匀速通过一座长1000m的高架桥。该列动车组通过高架桥所用的时间为多少?
(2)若动车组以的速度匀速运动时电动机的总输出功率为5600kW,则此时动车组受到的阻力为多大?
(3)山东港口日照港的首个分散式风电项目如图乙,包含两台风电机组,预计项目投产后,年发电量将高达3304万千瓦时,有效减少二氧化碳、烟尘及其他废气的排放。已知当地每秒每平方米面积吹过的风的能量约为200J,若风机有效迎风面积约为,风机把风能转换为电能的效率为。请估算一台风机一天的发电量可以供一列总输出功率为4800kW的动车组以的速度运动多远距离?(忽略其它能量损耗)
【答案】(1)20s
(2)70000N
(3)1250km
【详解】(1)列车全部通过高架桥所行驶的路程
列车全部通过高架桥的时间
(2)匀速运动时车受到的阻力等于动力,由
可得动车组受到的阻力为
(3)一台风机产生的电能
一台风机产生的电能可供动车组运行的时间
动车组运行的距离
15.(2025·山东济宁·二模)如图甲所示,小明利用滑轮组将空吊篮提升到高处,拉力F随时间t变化的图像如图乙所示,空吊篮上升的图像如图丙所示,空吊篮重10N,绳子能承受的最大拉力为120N。忽略绳重、摩擦和空气阻力,求:
(1)动滑轮重;
(2)当吊篮装的货物质量最大时滑轮组的机械效率。(取g=10N/kg,结果保留一位小数)
【答案】(1)40N
(2)79.2%
【详解】(1)由图甲可知,动滑轮上的绳子段数
由图丙可知,内吊篮匀速上升,由图乙可知,此时的拉力为
忽略绳重、摩擦和空气阻力,根据可得,动滑轮的重力
(2)当吊篮装的货物质量最大时,绳子能承受的拉力最大为
根据可得,最大物重
根据可得,滑轮组的机械效率
16.(2025·山东德州·二模)2024年3月6日,全球最大的新能源汽车制造商宣布了最新版电车的上市,又一次拉开新能源电车和燃油车的第四轮价格之战,有一种混合动力汽车启动时,内燃机不工作,蓄电池向车轮输送能量,当以混动模式行驶时,内燃机工作,既可以给汽车行驶提供能量,还可以给蓄电池充电。该油电汽车空车质量1120kg,电池容量44kW·h,汽车行驶时所受阻力与汽车总重的比值为0.1,取10N/kg。求:
(1)所用燃料的热值为,在上述某行驶过程中消耗10kg燃料(假设燃料完全燃烧),则放出的总热量是多少?
(2)小明爸爸的体重为80kg,小明爸爸独自驾驶该油电汽车匀速行驶时,汽车受到的牵引力是多少?
(3)小明爸爸独自驾驶该油电汽车行驶,其的速度随时间的变化图像如图所示,则该油电汽车在第10min到第40min时间内牵引力做的功及功率各是多少?
【答案】(1)
(2)1200N
(3),18000W
【详解】(1)放出的总热量
(2)总质量
总重力
则阻力
因为汽车匀速行驶,F=f,所以牵引力。
(3)该汽车的路程
故牵引力做功
功率
17.(2025·山东淄博·二模)如图所示,为了更加快捷、环保地服务于广大顾客,某公司提供了无人机配送服务。某款无人机以及所载货物的相关信息如表所示,。求:
无人机质量()
最大飞行速度()
脚架与地面接触总面积()
货物质量()
(1)当无人机载着货物静止在水平地面上时,它对地面的压强。
(2)无人机以最大飞行速度匀速直线飞行30min的路程。
(3)无人机以最大飞行速度匀速直线飞行时受到的阻力为100N,无人机的功率。
【答案】(1)
(2)18km
(3)1000W
【详解】(1)当无人机静止在水平地面上时,它对地面的压力
它对地面的压强
(2)无人机以最大飞行速度v=36km/h,飞行时间t=30min=0.5h
由可得,飞行30min的路程s=vt=36km/h×0.5h=18km
(3)无人机以最大飞行速度匀速直线飞行时,受到的动力与阻力平衡,大小相等即F=f=100N
则无人机的功率
18.(2025·山东淄博·二模)图甲是一种新型吊运设备的简化模型示意图,定滑轮的轴和电动机均固定在B点。在一次作业中,该吊运设备匀速竖直提升物体,此时滑轮组的机械效率为80%,被提升的物体上升的速度为0.5m/s,4s内电动机做的功为1200J。不考虑滑轮组绳子的质量、滑轮与轴和绳子间的摩擦。求:
(1)此次作业中电动机的功率;
(2)此次作业中被提升物体的重力;
(3)动滑轮的总重。
【答案】(1)300W
(2)480N
(3)120N
【详解】(1)电动机的功率为
(2)根据可知,电动机的有用功为
物体上升的高度为
根据可知,物体的重力为
(3)根据可知,动滑轮的总重为
19.(2025·山东菏泽·二模)如图,是一台以柴油为动力的双履带消防机器人,质量为1000kg,静止时每条履带与地面接触面积为0.2m2。在某段平直公路上,机器人以3m/s的速度匀速行驶3min,其受到的阻力是机器人所受重力的0.2倍,通过这段路程共消耗0.09kg柴油(;g取10N/kg)。求
(1)机器人3min通过的路程;
(2)机器人静止时,对水平地面产生的压强;
(3)牵引力做的功:
(4)机器人在这段路程中消耗柴油用于牵引力做功的效率。
【答案】(1)540m
(2)2.5×104Pa
(3)1.08×106J
(4)30%
【详解】(1)机器人3min通过的路程为
(2)机器人静止时,对水平地面的压力为
对水平地面产生的压强为
(3)机器人做匀速直线运动,受到的亲引力与阻力是一对平衡力,大小相等,则牵引力为
牵引力做的功为
(4)消耗0.09kg柴油放出的热量为
机器人在这段路程中消耗柴油用于牵引力做功的效率为
20.(2025·山东泰安·二模)在节能减排的今天,油电混合动力汽车(以下称“油电汽车”)已走进普通百姓家庭。该油电汽车空车质量1120kg,汽车行驶时所受阻力与汽车总重的比值为0.1,g取10N/kg。求:
(1)该油电汽车空车静止在水平地面上时,每个车胎与地面接触面积约为250cm2,则汽车对地面的压强是多少?
(2)小明爸爸的体重为80kg独自驾驶该汽车行驶时的速度随时间的变化图像如图乙所示,则该汽车在第10min到第40min时间内牵引力做的功是多少?
【答案】(1)1.12×105Pa
(2)3.24×107J
【详解】(1)汽车空车静止在水平地面上时,汽车对地面的压力等于其重力,即
受力面积为
汽车对地面的压强为
(2)汽车受到牵引力大小为
汽车行驶的时间为
汽车行驶的路程为
牵引力做的功为
题型三 力学压轴
21.(2025·山东日照·二模)某同学受“怀丙打捞铁牛”故事的启发,设计了如下“打捞”过程:如图甲,金属块A部分陷入淤泥内,轻质小船装有18N的沙石,细绳将金属块A和小船紧连,细绳对小船的拉力为2N,水面与船的上沿相平;将小船内所有沙石清除后,金属块A被拉出淤泥静止在水中,如图乙所示。已知金属块A的体积为,,取10N/kg,小船的质量忽略不计,细绳的质量和体积忽略不计;
(1)甲图中,金属块A上表面距离水面50cm,求金属块A上表面受到的水的压强;
(2)甲图中,求小船受到的浮力;
(3)乙图中,小船有的体积露出水面,求此时小船所受的浮力;
(4)金属块A的密度。
【答案】(1)
(2)20N
(3)12N
(4)
【详解】(1)金属块A上表面受到的水的压强
(2)如图甲所示,将小船和砂石看成一个整体,该整体处于静止状态,受平衡力,该整体受到了竖直向上的浮力,竖直向下的拉力和竖直向下的总重力,故小船受到的浮力
(3)甲图中,水面与船的上沿相平,小船刚刚浸没,此时小船所受的浮力为
乙图中,小船所受的浮力
(4)金属块A的体积为,物体A所受的浮力为
如图乙,小船内所有沙石清除后,将小船和物体A当成一个整体,该整体受到了竖直向上的浮力为
该整体处于静止状态,该整体受到了竖直向下的重力和竖直向上的浮力,而小船内所有沙石清除后,小船为轻质小船,故物体A所受的重力为
金属块A的密度
22.(2025·山东东营·三模)“鲲龙-600”是我国自主研制的世界上最大的水陆两用飞机,可以在陆地和水面上起降,如图所示。“鲲龙-600”配备4台WJ6涡轮螺旋桨发动机,具备执行森林灭火、水上救援等多项特种任务能力。其部分参数如下表。某次执行任务时以最大起飞质量起飞(g取10N/kg,)求:
全长/m
37
最大巡航速度/(km/h)
540
最大航程/km
4500
空中滞留/h
12
最大载水量/t
12
最大起飞质量/t
53.5
(1)当它静止在水平地面时与地面的接触面积为,求飞机对地面的压强;
(2)当它静止在水面时飞机底部最大浸入深度为0.5m,求该部位一个面积为的部件受到的水的压力;
(3)当它静止在平静的水面上时排开水的体积;
(4)若“鲲龙-600”匀速水平飞行路程720km,发动机做的总功为,飞行时效率为60%,求飞机飞行过程中发动机的牵引力。
【答案】(1)
(2)
20N
(3)
(4)
【详解】(1)飞机静止在水平地面上,对地面的压力等于其重力。由题意可知,飞机的最大起飞质量
飞机对地面的压力
由题意可知,飞机与地面的接触面积。根据压强公式,飞机对地面的压强为
(2)由题意可知,深度。根据液体压强公式,该深度处的压强为
部件的面积
根据压力公式,该部件受到的水的压力为
(3)飞机静止在水面上时处于漂浮状态,其受到的浮力等于自身重力。由第(1)问可知,飞机的重力,所以,飞机受到的浮力
根据阿基米德原理,可得排开水的体积
(4)由题意可知,发动机做的总功,由题意知飞行时效率η=60%。由,可求得发动机牵引力做的有用功为
飞机飞行的路程
飞机匀速水平飞行,根据功的公式,可得发动机的牵引力
23.(2025·山东潍坊·二模)如图甲所示,将薄壁柱形玻璃杯A和实心物体B用细线相连,放入装有适量水的薄壁柱形容器C中,当它们静止时,细线被拉直(细线不可伸长且质量体积均忽略不计)。A的底面积为20cm2,重为1N,B的体积为100cm3,C的底面积为30cm2,现打开C底部水龙头缓慢放水,细线所受拉力大小随时间变化图象如图乙所示。已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,求:
(1)玻璃杯受到的最大浮力;
(2)物体B的密度;
(3)t1到t2时间内放出水的体积。
【答案】(1)3N
(2)
(3)
【详解】(1)开始细线有较大拉力,浮力最大,玻璃杯受到的浮力等于重力与拉力之和,玻璃杯受到的浮力最大
(2)在t1时刻刚接触容器底,但还没有支持力,因而受到浮力和拉力与重力,且浮力与拉力之和等于B的重力,根据受力平衡知,B的重力为
代入数据
解得
(3)从t1时刻到t2时刻,细线拉力从2N减小到1N。设t1时刻A浸入水中的深度为h1,则,根据
设t2时刻A浸入水中的深度为h2,则,根据
对比两式得
液面下降的高度
则放出水的体积
24.(2025·山东日照·一模)如图,水平面上有一个底面积为200cm2,高为12cm的圆柱形薄壁容器,容器中装有质量为2kg的水。现将一个质量分布均匀,底面积100cm2,体积为500cm3的物体A(不吸水)放入容器中,物体A漂浮在水面上,物体A浸入水中的体积为总体积的,再在物体A的上方放一个物体B,使A刚好能浸没于水中(B未浸入水中),则
(1)物体B的质量为多少?
(2)物体A从漂浮到刚好浸没,物体A下降的距离是多少cm?
(3)物体A从漂浮到刚好浸没,水对容器底部增大的压力多少牛?
(4)物体A从漂浮到刚好浸没,容器对桌面增大的压强为多少Pa?
【答案】(1)0.3kg
(2)2cm
(3)2N
(4)100Pa
【详解】(1)由题意得,物体A漂浮在水面上,所以……①
在物体A的上方放一个物体B,使A刚好能浸没于水中,将物体A与B视为一个整体也处于漂浮状态,所以……②
②①,得:
解得:
(2)容器中水的体积为
容器的容积为
则物体A的上方放一个物体B,使A刚好能浸没于水中时,一些水从容器中溢出,溢出水的体积为
又因为物体A的高度为
所以物体A漂浮在水面上时,水面所处的液面高度为
物体A浸在水中的深度为
所以物体A漂浮时下底面到容器底的距离为
物体A上方放上一个物体B,使A刚好能浸没于水中时,下底面到容器底的距离为
所以物体A从漂浮到刚好浸没,物体A下降的距离为
(3)容器的底面积为;当物体A漂浮在水面上时,水的深度为
当物体A刚好能浸没于水中时,水的深度为
所以物体A从漂浮到刚好浸没,水对容器底部增大的压力为
(4)由题意可知,当物体A的上方放一个物体B,使A刚好能浸没于水中时,从容器中溢出水的体积为
则溢出水的重力为
物体B的重力为
所以物体A从漂浮到刚好浸没,容器对桌面增大的压力为
故增大的压强为
25.(2025·山东临沂·二模)某快递公司针对快递分拣问题,研发出了一款分拣机器人。如图甲,分拣机器人通过扫码,读取快递的目的地信息,然后准确快速地把快递运送并投入相应的分拣口,最后由专人打包,将快递运往全国各地。已知分拣机器人的行驶速度为2 m/s,空载时的质量是4 kg,轮子与水平地面的总接触面积是2×10-2 m2。某次分拣作业中,分拣机器人携带质量为2 kg的快递在水平路面上匀速行驶20 m后到达相应的分拣口,行驶过程中分拣机器人受到的阻力为15 N,g取10 N/kg。在该过程中,求:
(1)分拣机器人对水平地面的压强;
(2)分拣机器人的牵引力做功的功率;
(3)分拣机器人到达相应的分拣口后,伸缩杆会将托盘掀起,把放置在托盘中央位置的快递投入分拣口。把托盘看作一个杠杆,图乙和图丙中,A点为快递对托盘压力的作用点,B点是伸缩杆对托盘的力的作用点,已知AB=12 cm,OB=8 cm,伸缩杆对托盘的力始终与托盘表面垂直,忽略托盘的重力及转动时的摩擦,求图乙中伸缩杆顶起快递时对托盘的作用力。
【答案】(1)3×103 Pa
(2)30 W
(3)50 N
【详解】(1)因为在水平地面上,所以分拣机器人对水平地面的压力等于机器人和快递的总重力,F=G总=(m机器人+m快递)g=(4 kg+2 kg)×10 N/kg=60 N
分拣机器人对水平地面的压强
(2)由于分拣机器人在水平路面上匀速行驶,所以牵引力等于阻力,F牵=f=15 N
牵引力做功的功率
(3)快递的重力G快递=m快递g=2 kg×10 N/kg=20 N
托盘水平时,F2=G快递=20 N,l2=lAO=12 cm+8 cm=20 cm=0.2 m,l1=lOB=8 cm=0.08 m
根据杠杆平衡条件得,图乙中伸缩杆顶起快递时对托盘的作用力
26.(2025·山东烟台·模拟预测)海鲜是莱州人餐桌上不可割舍的美味,捕捞海鲜的渔民常在船甲板上安装液压起重机方便吊装货物。家住海边的小明对港口渔船的某次捕捞作业进行了研究,他绘制的起重机工作简图如图所示。本次捕捞需将水下30m深的海鲜网箱提升出水,钢丝绳在A处施加3000N的拉力时,恰好可以使盛有海鲜的网箱在水中匀速上升,此时起重臂OA在液压顶作用下与水平方向成60°夹角,液压顶施加的力F作用于B点并与起重臂保持垂直,起重臂上O为支点,OA长5m,OB长1.5m。渔民称得网箱与海鲜出水后总质量为900kg,忽略提升过程中水的阻力,起重臂及其中的滑轮、电动机和钢丝绳的重力不计,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,则:
(1)捕捞前网箱在水中受到水的压强为多少Pa?
(2)捕捞时起重机50s内将网箱及海鲜在水中提升15米,钢丝绳拉力的功率为多少W?
(3)捕捞时液压顶施加于B点的力F为多少N?
(4)若网箱的体积忽略不计,捕捞上来的海鲜体积为多少m3?
【答案】(1)3×105
(2)900
(3)5000
(4)0.6
【详解】(1)网箱所受水的压强
(2)钢丝绳的拉力的提升速度
拉力的功率
(3)拉力的力臂为
由杠杆平衡条件得,捕捞时液压顶施加于B点的力F为
(4)渔民称得网箱与海鲜出水后总质量为900kg,其重力为
钢丝绳在A处施加3000N的拉力时,恰好可以使盛有海鲜的网箱在水中匀速上升,此时海鲜在竖直向下的重力、竖直向上的拉力与竖直向上的浮力的作用下处于平衡状态,由平衡力得,海鲜在水中受到的浮力为
此时海鲜排开水的体积等于海鲜的体积,由得,海鲜的体积为
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抢分08 计算题(力)(山东专用)
抢分预测 抢分秘籍 抢分特训
3年考情
抢分依据
命题预测
2025东营T23、青岛T25
2024淄博T25、日照T20
密度-压强-浮力综合计算的核心公式包括密度=m/V、液体压强p=ρgh、固体压强p=F/S、浮力F浮=ρ液gV排(阿基米德原理)以及浮沉条件。解题需抓住以下关键:当物体浸没时V排=V物,当物体漂浮或悬浮时F浮=G物;涉及多状态变化(如物体被匀速拉出水面的过程)时,要分段分析受力平衡并结合图像提取关键数据,如弹簧测力计示数变化反映浮力变化趋势;对于液体压强与浮力综合的求浮力问题,可灵活选用称重法(F浮=G-F拉)或阿基米德原理法,同时注意浮力随深度变化的临界位置判断(如物体刚好浸没或刚好离开水面)。
密度-压强-浮力综合型:密度-压强-浮力综合计算题可能继续以山东本土科技为背景,如“山东舰航母”“蛟龙号深潜器”等涉及深海压强的计算,考查液体内某深度处的压强和潜水器所受浮力(结合排水量);或以“黄河口湿地泥沙含量检测”“海水稻种植中的盐水选种”等为背景,通过密度测量与浮沉条件的组合,要求计算待测液体的密度或判断物体的浮沉状态;或结合图像分析进行考查,利用F-t图像或F-h图像提取浮力变化的关键数据,进而完成密度计算、浸没深度求解等多步骤综合题。这类计算题对学生的关键能力要求是能够从图像或题意中准确提取关键数据,综合运用力学知识进行分步推导。
2025淄博T24、济南T23
2024 潍坊T18、东营T24
速度-功-功率-简单机械综合计算的核心包括速度公式v=s/t、功W=Fs(注意力和距离要在同一直线上)、功率P=W/t=Fv(匀速直线运动时适用,常用于汽车爬坡、列车牵引等情境),以及杠杆平衡条件F1L1=F2L2、滑轮组绕线n的判断(承担物重的绳子段数,通过看图确定n)和机械效率η=W有/W总。对于斜面机械效率,有用功W有=Gh(G为物体重力,h为斜面竖直高度),总功W总=Fs(F为沿斜面向上的拉力,s为斜面长),额外功来自克服斜面摩擦阻力;对于滑轮组,η=G/(nF)=G/(G+G动)(忽略绳重和摩擦时)。功率计算有时通过W=Pt或P=Fv进行。易错点包括:功与功率的单位混淆;机械效率计算中滑轮组的n数判断错误导致功算错;杠杆力臂是支点到力作用线的垂直距离而不是连线距离;斜面机械效率计算中混淆斜面长s与斜面高h;图像分析题中不能正确从v-t图像读取速度。
速度-功-功率-简单机械综合型:速度-功-功率-简单机械综合计算题可能结合山东本土基建及港口场景,如“山东港口群(青岛港、日照港、烟台港)”为背景的集装箱起重机或斜面装卸计算,考查滑轮组机械效率或斜面效率;或以“济南地铁施工升降机”“鲁南高铁隧道施工中的卷扬机系统”“潍坊国际风筝节中的牵引提升装置”等为背景,综合考查速度、功、功率、机械效率的计算;或结合图像类题型,将力-时间图像、速度-时间图像与简单机械结合,需要学生从图像中提取力的大小、运动速度等关键信息,再代入公式完成功和功率的综合计算。这类计算题对学生的关键能力要求是能够从图像或题意中准确提取已知条件(如n的确定、v的读取、h与s的关系),按“弄清机械结构→明确有用功与总功→代公式计算”的流程分步求解。
【考向】力学公式及基本应用
1.速度计算:公式 v = s/t,单位换算1 m/s = 3.6 km/h。平均速度用总路程除以总时间,不能将各段速度求平均。
2.密度计算:公式ρ= m/V。测固体密度常结合排水法求体积;判断空心可用比较密度、比较质量或比较体积三种方法。
3.重力计算:公式G = mg,g 通常取 9.8 N/kg或10 N/kg,重力方向始终竖直向下。
4.压强计算:固体压强先求压力(水平面上F=G),再p=F/S。液体压强用p=ρgh(h 为深度),液体对容器底的压力不一定等于液体重力,需先求压强再求压力。大气压计算常用p=ρ水银gh(托里拆利实验)。
5.浮力计算:四种方法—称重法F浮=G-F示;阿基米德原理法F浮=ρ液gV排;压力差法F浮= F向上- F向下;平衡法(漂浮或悬浮时F浮= G物)。浮沉判断:比较ρ物与ρ液,或比较F浮与G物。
6.杠杆平衡计算:公式 F1l1= F2l2,注意力臂是支点到力的作用线的垂直距离,不是支点到作用点的连线长度。
7.滑轮组计算:承担物重的绳子段数为n,竖直使用时F = (G物+ G动)/n(不计绳重及摩擦),s = nh。水平使用时F=f/n(f 为摩擦力)。
8.功与功率计算:功W=Fs(F与s同方向);功率P=W/t=Fv(v 为速度)。注意单位统一,1 kW = 1000 W。
9.机械效率计算:η= W有/W总×100%。滑轮组竖直提升:W有= Gh,W总= Fs,η= G/(nF)。斜面:η= Gh/(Fl),额外功W额= fl(f 为摩擦力)。
10.综合注意事项:力学计算常需受力分析(静止或匀速直线运动时合力为零)。单位换算:长度用米(m)、时间用秒(s)、质量用千克(kg)、力用牛顿(N)、压强用帕斯卡(Pa)。建议画出受力示意图,分步代值,检查结果合理性。。
题型一 密度-压强-浮力综合型
1.(2025·山东德州·二模)西宁舰是我国自主研制的新型驱逐舰,其满载时排水量为7500t,吃水深度为6.5m。某次西宁舰满载时以54km/h的速度匀速航行2.5h。(海水的密度取,g取10N/kg)求:
(1)西宁舰此次航行的路程为多少?
(2)西宁舰满载时,舰体底部受到海水的压强为多少?
(3)西宁舰满载时,受到的浮力为多少?
2.(2025·山东聊城·模拟预测)宋代和尚怀丙利用水的浮力打捞沉在河底的铁牛展示了我国古代人民的聪明才智。他先让人用绳子把河底淤泥中的铁牛与船上的架子系牢。然后把船上泥沙扔到河里,利用船把铁牛拉起,如图所示。假定一个铁牛的质量是27650kg,船拖着铁牛在水中匀速上升。则:(已知铁的密度是,黄河水的密度为,g取10N/kg)
(1)若黄河水深为3m,铁牛沉在水底时所受河水的压强是多少?
(2)铁牛在水中所受的浮力是多少?
(3)绳子对铁牛的拉力是多少?
(4)现在常用的沉船打捞技术为“浮筒打捞法”。原理图如图所示,若某质量为吨、体积为的轮船沉没在深的淡水湖底,一个浮筒的质量为、体积为()。求打捞沉船需要的最少浮筒数。
3.(2025·山东聊城·三模)2025年3月4日,我国自主设计建造的“探索三号”深远海多功能科考船完成各项搭载设备的功能验证。“探索三号”船长约104米,排水量约为10000吨,本次测试将质量约为95kg的“海魟二号”无人潜水器布放80m深度并回收,海水的密度取,g取,求:
(1)“探索三号”满载时所受的浮力;
(2)“探索三号”满载时船及货物总共有多重;
(3)“海魟二号”无人潜水器在80m深水中所受的海水压强;
(4)本次测试缆绳匀速提升“海魟二号”至水面所做的功。
4.(2025·山东济宁·一模)如图甲所示,一个质量为270g的铝块用轻质的不可伸缩的细线系在弹簧测力计的挂钩上,铝块的下表面刚好接触未知液体的液面(ρ铝=2.7×103kg/m3)。将铝块缓慢浸入未知液体中,弹簧测力计的示数随铝块浸入深度的变化情况如图乙所示。求:
(1)铝块浸没液体中所受的浮力;
(2)未知液体的密度大小(g取10N/kg)。
5.(2025·山东威海·一模)如图所示,是某型号水下机器人,该机器人可以通过三种方式控制浮沉。第一种是机器人内部水舱充放水,水舱的容积为;第二种是利用推进器提供竖直向上(下)的推力,可以在之间调节;第三种是在机器人外部加装不同数量的浮块,每个浮块质量均为,体积均为。已知该机器人水舱未充水时的质量为,未装浮块时,机器人的总体积为(体积不变,含机械臂)。
(1)当机器人未加浮块浸没在水中悬浮时,水舱充入水的重力;
(2)深处水底有一物体(未与水底紧密接触),其密度均匀且为,体积为,需机器人潜入水中用机械臂抓住物体打捞上来,为确保打捞顺利进行,机器人下水前需制定好能让机器人抓住物体上浮的方案,在调到及水舱排空的情况下,至少需要几个浮块。
6.(2025·山东济南·三模)如图甲是我国三大主战舰之一的076型两栖攻击舰,该舰舰长为250m、宽为36m,满载时排水量是4×104t,吃水深度为7m。(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)该战舰满载时舰底最深处受到的海水压强;
(2)该战舰满载时受到的浮力;
(3)重为1.5×104N的舰载直升机静止在水平战舰面上时,与战舰的接触面积是0.1m2,求舰载直升机对战舰的压强。
7.(2025·山东济宁·三模)小恒的体重为500N,他使用如下图所示的滑轮组提升重物,已知动滑轮重100N。当匀速提升一个体积为0.01m3的重物(重物始终未出水面)时,他施加300N的力去提升重物,已知每只脚与地面的接触面积为0.01m2。不计绳重和摩擦。求:
(1)此时小恒对地面的压强;
(2)该物体的密度。(g=10N/kg)
8.(2025·山东济宁·二模)将一质量为4kg的木块放入水中,静止后木块露出水面的体积为总体积的。(水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3,g=l0N/kg)求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块浸没在水中的体积;
(3)木块的密度。
9.(2025·山东临沂·二模)如图为我国自主研制的两栖战车,整车质量为26.5t,每条履带与地面的接触面积为2.5m2,水上最快航速可达30km/h,达到世界先进水平,某次任务中它以最快航速匀速穿过一宽为66km的水域,该战车在此次任务中消耗燃油510kg。已知:q燃油=4.3×107J/kg、g=10N/kg、ρ水=1.0×103kg/m3。
求:该战车
(1)静止在水平地面时对地面的压强;
(2)此次任务中穿过该水域需要的时间;
(3)漂浮在水面时排开水的体积;
(4)消耗燃油完全燃烧放出的热量。
10.(2025·山东济南·三模)如图,质量为0.46kg的物体浸没在水中静止时,下底面与容器底距离为10cm。g取10N/kg,通过计算回答:
(1)物体的重力是多少?
(2)物体此时受到的浮力是多少?
(3)物体的密度是多少?
(4)剪断悬挂物体的细绳后,物体缓慢沉底,这个过程中合力对物体做功是多少?
题型二 速度-功-功率-简单机械综合型
11.(2025·山东济宁·二模)如图甲,用滑轮组将重为240N的物体匀速提起,在5s内物体上升的高度为1m;不计绳重和摩擦。图乙是拉力F与绳自由端移动距离s的关系图像,图乙中阴影部分的面积的数值为300。g取10N/kg,求:
(1)拉力F的功率;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)动滑轮的重力。
12.(2025·山东济南·二模)新能源纯电动汽车因具有环保、节能、高效等诸多优势,日渐成为人们日常使用的重要交通工具。如图所示,静止时与地面的总接触面积为0.12m2。该纯电动汽车在平直的公路上匀速行驶240m,用时30s。此过程中,纯电动汽车所受的阻力为600N。
(1)此过程中,纯电动汽车所受的牵引力做的功是多少;
(2)此过程中,纯电动汽车所受的牵引力做功的功率是多少。
13.(2025·山东济宁·二模)如图所示,电动独轮平衡车深受年轻人的青睐,平衡车的一些参数如表格所示。小聪同学的质量为45kg,在水平路面上以最高速度匀速骑行了。取求:
平衡车参数
车重
15kg
最高车速
轮胎接地面积
(1)骑行时,车对地面的压强。
(2)骑行时,所受阻力为人和车总重的倍,求平衡车的功率。
14.(2025·山东日照·一模)日照站目前正在改造,将于2025年投入运营,将打造为日照市的集高铁、轻轨、公交、旅游集散、停车场等功能为一体的城市交通综合体。
(1)若通车后,一列长200m的动车组以的速度匀速通过一座长1000m的高架桥。该列动车组通过高架桥所用的时间为多少?
(2)若动车组以的速度匀速运动时电动机的总输出功率为5600kW,则此时动车组受到的阻力为多大?
(3)山东港口日照港的首个分散式风电项目如图乙,包含两台风电机组,预计项目投产后,年发电量将高达3304万千瓦时,有效减少二氧化碳、烟尘及其他废气的排放。已知当地每秒每平方米面积吹过的风的能量约为200J,若风机有效迎风面积约为,风机把风能转换为电能的效率为。请估算一台风机一天的发电量可以供一列总输出功率为4800kW的动车组以的速度运动多远距离?(忽略其它能量损耗)
15.(2025·山东济宁·二模)如图甲所示,小明利用滑轮组将空吊篮提升到高处,拉力F随时间t变化的图像如图乙所示,空吊篮上升的图像如图丙所示,空吊篮重10N,绳子能承受的最大拉力为120N。忽略绳重、摩擦和空气阻力,求:
(1)动滑轮重;
(2)当吊篮装的货物质量最大时滑轮组的机械效率。(取g=10N/kg,结果保留一位小数)
16.(2025·山东德州·二模)2024年3月6日,全球最大的新能源汽车制造商宣布了最新版电车的上市,又一次拉开新能源电车和燃油车的第四轮价格之战,有一种混合动力汽车启动时,内燃机不工作,蓄电池向车轮输送能量,当以混动模式行驶时,内燃机工作,既可以给汽车行驶提供能量,还可以给蓄电池充电。该油电汽车空车质量1120kg,电池容量44kW·h,汽车行驶时所受阻力与汽车总重的比值为0.1,取10N/kg。求:
(1)所用燃料的热值为,在上述某行驶过程中消耗10kg燃料(假设燃料完全燃烧),则放出的总热量是多少?
(2)小明爸爸的体重为80kg,小明爸爸独自驾驶该油电汽车匀速行驶时,汽车受到的牵引力是多少?
(3)小明爸爸独自驾驶该油电汽车行驶,其的速度随时间的变化图像如图所示,则该油电汽车在第10min到第40min时间内牵引力做的功及功率各是多少?
17.(2025·山东淄博·二模)如图所示,为了更加快捷、环保地服务于广大顾客,某公司提供了无人机配送服务。某款无人机以及所载货物的相关信息如表所示,。求:
无人机质量()
最大飞行速度()
脚架与地面接触总面积()
货物质量()
(1)当无人机载着货物静止在水平地面上时,它对地面的压强。
(2)无人机以最大飞行速度匀速直线飞行30min的路程。
(3)无人机以最大飞行速度匀速直线飞行时受到的阻力为100N,无人机的功率。
18.(2025·山东淄博·二模)图甲是一种新型吊运设备的简化模型示意图,定滑轮的轴和电动机均固定在B点。在一次作业中,该吊运设备匀速竖直提升物体,此时滑轮组的机械效率为80%,被提升的物体上升的速度为0.5m/s,4s内电动机做的功为1200J。不考虑滑轮组绳子的质量、滑轮与轴和绳子间的摩擦。求:
(1)此次作业中电动机的功率;
(2)此次作业中被提升物体的重力;
(3)动滑轮的总重。
19.(2025·山东菏泽·二模)如图,是一台以柴油为动力的双履带消防机器人,质量为1000kg,静止时每条履带与地面接触面积为0.2m2。在某段平直公路上,机器人以3m/s的速度匀速行驶3min,其受到的阻力是机器人所受重力的0.2倍,通过这段路程共消耗0.09kg柴油(;g取10N/kg)。求
(1)机器人3min通过的路程;
(2)机器人静止时,对水平地面产生的压强;
(3)牵引力做的功:
(4)机器人在这段路程中消耗柴油用于牵引力做功的效率。
20.(2025·山东泰安·二模)在节能减排的今天,油电混合动力汽车(以下称“油电汽车”)已走进普通百姓家庭。该油电汽车空车质量1120kg,汽车行驶时所受阻力与汽车总重的比值为0.1,g取10N/kg。求:
(1)该油电汽车空车静止在水平地面上时,每个车胎与地面接触面积约为250cm2,则汽车对地面的压强是多少?
(2)小明爸爸的体重为80kg独自驾驶该汽车行驶时的速度随时间的变化图像如图乙所示,则该汽车在第10min到第40min时间内牵引力做的功是多少?
题型三 力学压轴
21.(2025·山东日照·二模)某同学受“怀丙打捞铁牛”故事的启发,设计了如下“打捞”过程:如图甲,金属块A部分陷入淤泥内,轻质小船装有18N的沙石,细绳将金属块A和小船紧连,细绳对小船的拉力为2N,水面与船的上沿相平;将小船内所有沙石清除后,金属块A被拉出淤泥静止在水中,如图乙所示。已知金属块A的体积为,,取10N/kg,小船的质量忽略不计,细绳的质量和体积忽略不计;
(1)甲图中,金属块A上表面距离水面50cm,求金属块A上表面受到的水的压强;
(2)甲图中,求小船受到的浮力;
(3)乙图中,小船有的体积露出水面,求此时小船所受的浮力;
(4)金属块A的密度。
22.(2025·山东东营·三模)“鲲龙-600”是我国自主研制的世界上最大的水陆两用飞机,可以在陆地和水面上起降,如图所示。“鲲龙-600”配备4台WJ6涡轮螺旋桨发动机,具备执行森林灭火、水上救援等多项特种任务能力。其部分参数如下表。某次执行任务时以最大起飞质量起飞(g取10N/kg,)求:
全长/m
37
最大巡航速度/(km/h)
540
最大航程/km
4500
空中滞留/h
12
最大载水量/t
12
最大起飞质量/t
53.5
(1)当它静止在水平地面时与地面的接触面积为,求飞机对地面的压强;
(2)当它静止在水面时飞机底部最大浸入深度为0.5m,求该部位一个面积为的部件受到的水的压力;
(3)当它静止在平静的水面上时排开水的体积;
(4)若“鲲龙-600”匀速水平飞行路程720km,发动机做的总功为,飞行时效率为60%,求飞机飞行过程中发动机的牵引力。
23.(2025·山东潍坊·二模)如图甲所示,将薄壁柱形玻璃杯A和实心物体B用细线相连,放入装有适量水的薄壁柱形容器C中,当它们静止时,细线被拉直(细线不可伸长且质量体积均忽略不计)。A的底面积为20cm2,重为1N,B的体积为100cm3,C的底面积为30cm2,现打开C底部水龙头缓慢放水,细线所受拉力大小随时间变化图象如图乙所示。已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,求:
(1)玻璃杯受到的最大浮力;
(2)物体B的密度;
(3)t1到t2时间内放出水的体积。
24.(2025·山东日照·一模)如图,水平面上有一个底面积为200cm2,高为12cm的圆柱形薄壁容器,容器中装有质量为2kg的水。现将一个质量分布均匀,底面积100cm2,体积为500cm3的物体A(不吸水)放入容器中,物体A漂浮在水面上,物体A浸入水中的体积为总体积的,再在物体A的上方放一个物体B,使A刚好能浸没于水中(B未浸入水中),则
(1)物体B的质量为多少?
(2)物体A从漂浮到刚好浸没,物体A下降的距离是多少cm?
(3)物体A从漂浮到刚好浸没,水对容器底部增大的压力多少牛?
(4)物体A从漂浮到刚好浸没,容器对桌面增大的压强为多少Pa?
25.(2025·山东临沂·二模)某快递公司针对快递分拣问题,研发出了一款分拣机器人。如图甲,分拣机器人通过扫码,读取快递的目的地信息,然后准确快速地把快递运送并投入相应的分拣口,最后由专人打包,将快递运往全国各地。已知分拣机器人的行驶速度为2 m/s,空载时的质量是4 kg,轮子与水平地面的总接触面积是2×10-2 m2。某次分拣作业中,分拣机器人携带质量为2 kg的快递在水平路面上匀速行驶20 m后到达相应的分拣口,行驶过程中分拣机器人受到的阻力为15 N,g取10 N/kg。在该过程中,求:
(1)分拣机器人对水平地面的压强;
(2)分拣机器人的牵引力做功的功率;
(3)分拣机器人到达相应的分拣口后,伸缩杆会将托盘掀起,把放置在托盘中央位置的快递投入分拣口。把托盘看作一个杠杆,图乙和图丙中,A点为快递对托盘压力的作用点,B点是伸缩杆对托盘的力的作用点,已知AB=12 cm,OB=8 cm,伸缩杆对托盘的力始终与托盘表面垂直,忽略托盘的重力及转动时的摩擦,求图乙中伸缩杆顶起快递时对托盘的作用力。
26.(2025·山东烟台·模拟预测)海鲜是莱州人餐桌上不可割舍的美味,捕捞海鲜的渔民常在船甲板上安装液压起重机方便吊装货物。家住海边的小明对港口渔船的某次捕捞作业进行了研究,他绘制的起重机工作简图如图所示。本次捕捞需将水下30m深的海鲜网箱提升出水,钢丝绳在A处施加3000N的拉力时,恰好可以使盛有海鲜的网箱在水中匀速上升,此时起重臂OA在液压顶作用下与水平方向成60°夹角,液压顶施加的力F作用于B点并与起重臂保持垂直,起重臂上O为支点,OA长5m,OB长1.5m。渔民称得网箱与海鲜出水后总质量为900kg,忽略提升过程中水的阻力,起重臂及其中的滑轮、电动机和钢丝绳的重力不计,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,则:
(1)捕捞前网箱在水中受到水的压强为多少Pa?
(2)捕捞时起重机50s内将网箱及海鲜在水中提升15米,钢丝绳拉力的功率为多少W?
(3)捕捞时液压顶施加于B点的力F为多少N?
(4)若网箱的体积忽略不计,捕捞上来的海鲜体积为多少m3?
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