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期末专题复习:力与运动计算易错精选题
1.如图所示,体积为0.1m3的木块在水平向右的拉力F作用下,沿水平方向做匀速直线运动,木块受到的摩擦力为其重力的0.02倍。(ρ木=0.5×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)求木块的重力大小;
(2)求木块受到的拉力F大小。
2.如图所示是宇通客车股份有限公司生产的无人驾驶四轮电动汽车在一段平直的高速公路上测试汽车性能。1.5h行驶108km,在匀速行驶过程中受到的阻力等于车重的0.1倍,每个轮胎与地面的接触面积为,汽车质量为2t。求:
(1)该过程中,无人驾驶汽车行驶的速度是多少?
(2)无人驾驶汽车匀速行驶时的牵引力是多少?
(3)无人驾驶汽车静止时对地面的压强是多少?
3.一辆汽车从甲地开往乙地,它在前半路程以72km/h匀速直线运动,后半路程以90km/h匀速直线运动,已知从甲地到乙地用时1h,汽车行驶过程中受到地面的摩擦力始终为1000N,求:
(1)从甲地到乙地的总路程;
(2)前半路程中汽车牵引力的功率。
4.一只羽毛球球的重力为0.05牛,它在空中飞行时受到的空气阻力始终与运动方向相反,大小恒为0.02牛。
(1)若小球竖直向上运动,如图(a)所示,求此时它所受合力的大小及方向;
(2)若小球竖直向下运动,如图(b)所示,求此时它所受合力的大小及方向。
5.图中某智能机器人的质量为80kg,其轮子与水平地面接触的总面积为。在水平地面上工作时,该机器人匀速直线移动的速度为1m/s,所受阻力是机器人重力的0.05倍。求:(取g=10N/kg)
(1)机器人对水平地面的压力;
(2)机器人对水平地面的压强;
(3)机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力。
6.竹筏漂流是许多地区的旅游项目之一。现有一竹筏,质量为64kg,体积为0.8m3。(g=10N/kg,水的密度=1.0×103kg/m3)
(1)不载人时,竹筏漂浮于水中时受到的浮力?
(2)为了安全起见,竹筏最多能有一半体积浸入水中,则该竹筏最多能装载多少N的货物?
7.某汽车自身的重力是1.4×105N,另装载有10t的货物。在一次测试中,该汽车在平直的路面上1min内匀速行驶了1200m,已知汽车受到的阻力是车重的0.1倍。(取g=10N/kg)
(1)求汽车自身的质量;
(2)求汽车受到的牵引力大小;
(3)在另一次测试中,该汽车在平直的路面上1min内匀速行驶了600m,此时汽车受到的阻力变为车重的0.05倍,已知汽车在行驶时所受的阻力由空气阻力和摩擦力两部分组成,其中空气阻力与汽车速度的平方成正比,摩擦力的大小与速度无关,请你试着求出该汽车所受的摩擦力的大小。
8.如图甲所示,柱形容器A的底面积为400cm2。容器内放有一密度为0.75×103kg/m3,边长为10cm的正方体木块B,用一条质量可忽略不计的细绳,两端分别系于木块底部中心和柱形容器的中心。往容器A中缓慢注水,当水深20.5cm时,如图乙所示,此时木块处于漂浮,细绳刚好拉直,但对木块没有拉力。细绳能承受的最大拉力为2N。求:
(1)木块的重力;
(2)在乙图的基础上继续向容器内缓慢注水(水未溢出),细绳对木块的拉力刚好达到最大值时,木块排开水的体积;
(3)当细绳上的拉力刚好达到最大值时,剪断细线,当木块最后静止时,容器底部受到水的压强为多少。
9.有一铜块,体积是200cm3,能否用量程为20N弹簧测力计去称它的重力?请通过计算说明理由.(ρ铜=8.9×103 kg/m3)
10.多功能抑尘车利用高压原理向空气中喷洒颗粒格外细小的水雾,除去空气中过多的尘埃。东方市环卫部门购置的抑尘车空车质量为10t,它配备了一个容积为的水箱,(,)求
(1)抑尘车自重多少?
(2)满载时,若抑尘车车轮与地面的总接触面积为,则它静止时对水平地面的压强为多大?
(3)如图所示,当抑尘车在水平路面上匀速行驶并不断向外喷水时,抑尘车的动能如何变化?为什么?
11.如下列图片所示,中考体育测试中,小雨同学正在做仰卧起坐的测试.小雨同学的质量为,上半身的质量约为全身质量的40%.她一分钟内做了40个仰卧起坐,每次上半身重心上升的高度均为.求:(g取)
(1)小雨受到的重力.
(2)小雨完成1次仰卧起坐克服重力所做的功.
(3)内她克服重力做功的功率.
12.如图所示,是依靠螺旋桨飞行的某型号无人机,质量为2.4kg。启动前静止在水平面上,它与水平面的总接触面积为12cm2。求:
(1)无人机的重力____。(g取10N/kg)
(2)启动前无人机对水平面的压强____。
(3)目前这种无人机_______(选填“能”或“不能”)在太空的真空区域使用。
13.2014年5月,沈阳地区下了一场罕见的冰雹,此次冰雹给不少市民的财产造成了损失,如图为冰雹过后停在路边的一辆轿车,它的后车窗已经千疮百孔,请问:
(1)冰雹在下落过程中能量如何转化(忽略空气阻力)?
(2)下落的冰雹为什么能将车玻璃砸坏?
(3)车窗玻璃被砸坏的同时为什么冰雹自身也破碎了?
14.某新能源小汽车重力为,在某一次测试中,该车以的速度,在平直公路上匀速行驶了12分钟。空载静止在水平地面上时,轮胎与地面的接触总面积为,已知该小汽车在水平面匀速行驶过程中受到的阻力是车重的0.06倍。求
(1)小汽车在此次测试中行驶的路程;
(2)小汽车在水平面匀速行驶过程中受到的牵引力;
(3)小汽车空载静止在水平地面上,汽车对地面的压强。
15.为了环保出行,减少拥堵,现在城市里很多上班族选择电动车作为上下班的交通工具。如图所示是某品牌的折叠电动车,其质量为20kg。出厂测试时,质量为50kg的小明骑该车在平直的公路上匀速行驶4km用了12min,此时电动车车轮与地面的总接触面积为4×10-3m2,受到的阻力f为总重的0.05倍(g取10N/kg,空气阻力忽略不计)。求:
(1)测试时该车匀速行驶时的速度为多少km/h?
(2)测试时这台折叠电动车匀速行驶时对地面的压强为多少Pa?
(3)测试时这台折叠电动车所受的阻力为多少N?
16.质量为4千克的物体,在水平推力F作用下沿水平地面向右做匀速直线运动,物体受到地面对它的摩擦力f为物体所受重力的0.25倍。(g=10N/kg)
(1)计算出物体受到的推力大小,用力的图示法画出物体在水平方向上受到的力;
(2)如在运动过程中推力突然变小成大小为4N的力,求出物体此刻所受合力的大小和方向。
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.(1)500N;(2)10N
【详解】解:(1)由可得,木块的质量为
m=ρ木V=0.5×103kg/m3×0.1m3=50kg
故由G=mg可得,木块的重力为
G=mg=50kg×10N/kg=500N
(2)由于木块沿水平方向做匀速直线运动,受到的摩擦力为其重力的0.02倍,故由二力平衡可得,木块受到的拉力为
F=f=0.02G=0.02×500N=10N
答:(1)木块的重力大小是500N;
(2)木块受到的拉力F大小是10N。
2.(1)
(2)
(3)1×105Pa
【详解】(1)该过程中,无人驾驶汽车行驶的速度是
(2)无人驾驶汽车的重力G=mg=2×1000kg×10N/kg=2×104N
汽车受到的阻力f=0.1G=0.1×2×104N=2000N
无人驾驶汽车匀速行驶时,牵引力和阻力是平衡力,大小相等,牵引力F=f=2000N
(3)无人驾驶汽车静止时对地面的压强
3.(1)80km
(2)20000W
【详解】(1)设总路程为,则前半路程时间
后半路程时间
总时间
代入得
解得
(2)匀速时牵引力等于摩擦力为,速度
前半路程中汽车牵引力的功率
4.(1)0.07N,方向竖直向下;(2)0.03N,方向竖直向下
【详解】解:由题意可知,羽毛球受到竖直向下的重力G=0.05N,阻力f=0.02N。
(1)羽毛球竖直向上运动时,阻力竖直向下,重力也竖直向下,羽毛球受到的合力
羽毛球受到的合力为0.07N,方向为竖直向下。
(2)羽毛球竖直向下运动时,阻力竖直向上,重力竖直向下,羽毛球受到的合力
羽毛球受到的合力为0.03N,方向为竖直向下。
答:(1)小球竖直向上运动时,它所受合力为0.07N,方向竖直向下;
(2)小球竖直向下运动时,它所受合力为0.03N,方向竖直向下。
5.(1)800N
(2)
(3)40N
【详解】(1)机器人静止在水平地面时对地面的压力为
(2)机器人静止在水平地面时对地面的压强为
(3)机器人在水平地面上匀速直线移动时,所受的牵引力与所受的阻力是一对平衡力,大小相等,所以牵引力为
6.(1)640N;(2)3360N
【详解】解:(1)由可得,竹筏的重力为
由于不载人时,竹筏漂浮于水面,所以其受到的浮力等于其重力,即
(2)竹筏一半的体积浸入水中时,排开水的体积为
由可得,此时竹筏受到的浮力为
竹筏仍然漂浮,此时其受到的浮力等于竹筏与装载货物的总重力,即
则该竹筏最多能装载货物的重力为
答:(1)不载人时,竹筏漂浮于水面受到的浮力为640N;
(2)为了安全起见,竹筏最多能有一半体积浸入水中,则该竹筏最多能装载3360N。
7.(1)1.4×104kg;(2)2.4×104N;(3)8000N
【详解】解:(1)汽车自身的质量
(2)汽车和货物的总重力
汽车做匀速直线运动,受到的牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,受到的牵引力大小为
(3)设空气阻力与汽车速度的平方的比值为k,摩擦力大小为f′。该汽车在平直的路面上1min内匀速行驶了1200m时,速度为
阻力为
在另一次测试中,该汽车在平直的路面上1min内匀速行驶了600m,此时汽车的速度为
汽车受到的阻力为
联立方程组,解得
,
答:(1)汽车自身的质量1.4×104kg;
(2)汽车受到的牵引力大小2.4×104N;
(3)该汽车所受的摩擦力的大小为8000N。
8.(1)7.5N;(2)950cm3;(3)2200Pa
【详解】(1)由题意可知,正方体木块B边长为10cm,则正方体木块B的体积
正方体木块B的密度是0.75×103kg/m3,根据可知,正方体木块B的质量
根据可知,木块的重力
木块的重力是7.5N。
(2)在乙图的基础上继续向容器内缓慢注水(水未溢出),细绳对木块的拉力刚好达到最大值,即,木块的重力是7.5N,还受到了水的浮力,这时处于静止状态,平衡状态,可得
木块受到的浮力
根据阿基米德原理可知,木块排开水的体积
木块排开水的体积是950cm3。
(3)由题意可知,继续加入水后,木块排水变化为
那么木块增加的浸没深度为
则注入水的体积为
注入水的质量为
由上述可知,刚开始往容器A中缓慢注水,当水深20.5cm时,木块受到的重力大小等于其浮力大小,则排开水的体积
这些水和木块浸没的体积之和为
那么由上述可知,这些水的体积为
这些水的质量为
那么总共所加水的质量为
总共所加水的体积为
由上述可知,,那么当细绳上的拉力刚好达到最大值时,剪断细线,这时木块上浮,水面下降,当木块最后静止时,木块排开水的体积还是等于,木块排开水的体积和总共所加水的体积之和为
这时水的高度为
根据液体的压强公式可知,容器底部受到水的压强为
容器底部受到水的压强为2200Pa。
答:(1)木块的重力为7.5N;
(2)在乙图的基础上继续向容器内缓慢注水(水未溢出),细绳对木块的拉力刚好达到最大值时,木块排开水的体积为950cm3;
(3)当细绳上的拉力刚好达到最大值时,剪断细线,当木块最后静止时,容器底部受到水的压强为2200Pa。
9.能用量程为20N弹簧测力计去称它的重力
【详解】铜块所受重力:G=mg=ρVg=8.9×103kg/m3×200×10-6m3×10N/kg=17.8N,因为17.8N<20N,没有超出弹簧测力计的量程,所以能用它来测量铜块的重力.
10.(1);(2);(3)减小;当抑尘车在水平路面上匀速行驶并不断向外喷水时速度不变,质量减小,动能减小。
【详解】解:(1)抑尘车自重为
(2)车内水的重力为
满载时车总重为
静止时对水平地面的压强为
(3)当抑尘车在水平路面上匀速行驶并不断向外喷水时速度不变,质量减小,动能减小。
答:(1)抑尘车自重;
(2)满载时,若抑尘车车轮与地面的总接触面积为,则它静止时对水平地面的压强为;
(3)当抑尘车在水平路面上匀速行驶并不断向外喷水时速度不变,质量减小,动能减小。
11.(1)500N
(2)60J
(3)40W
【详解】(1)小雨受到的重力
(2)小雨完成1次仰卧起坐克服自身重力做的功
(3)小雨内完成40个仰卧起坐所做的功,她克服重力做功的功率
12.(1)24N
(2)2×104Pa
(3)不能
【详解】(1)设无人机质量为 m=2.4kg,重力加速度为 g=10N/kg,则无人机的重力 G=mg=2.4kg×10N/kg=24N
(2)设无人机与水平面的总接触面积为 S=12cm²=12×10⁻⁴m²=1.2×10⁻³m²
启动前无人机所受重力即为对水平面的压力 F=24N,则根据压强公式计算出
(3)因为此无人机依靠螺旋桨推动空气产生升力,在太空真空区域没有空气,故不能在太空使用。
13.见解析
【详解】(1)冰雹在下落过程中质量不变,高度减小,速度增加,故是重力势能转化为动能。
(2)下落的冰雹具有很大的动能,所以可以对外做功,同时力可以改变物体的形状,因此下落的冰雹能将车玻璃砸坏。
(3)车窗玻璃被砸坏的同时冰雹自身也破碎了,这是因为物体间力的作用是相互的。
14.(1)16km
(2)600N
(3)
【详解】(1)小汽车行驶的路程为
(2)小汽车的重力,受到的阻力是车重的0.06倍,小汽车在水平面匀速行驶过程中受到的阻力为
匀速行驶时,小汽车处于平衡状态,受到的牵引力等于阻力,即
(3)小汽车空载静止在水平地面上,对地面的压力等于其自身重力,轮胎与地面的接触总面积,小汽车对地面的压强为
15.(1)20km/h;(2)1.75×105Pa;(3)35N
【详解】解:(1)由题意可知,小明骑该车在平直的公路上匀速行驶4km用了12min,所走的路程,需要的时间
根据速度公式可知,测试时该车匀速行驶时的速度
测试时该车匀速行驶时的速度为20km/h。
(2)测试时这台折叠电动车匀速行驶时对地面的压力,大小等于这台电动车的重力和小明的重力之和,即
对地面的压力为700N;此时电动车车轮与地面的总接触面积为4×10-3m2,则根据压强公式可知,对地面的压强
测试时这台折叠电动车匀速行驶时对地面的压强为1.75×105Pa。
(3)测试时这台折叠电动车,小明骑在上面,由(2)解析可知,这台电动车的重力和小明的重力之和为700N,而受到的阻力f为总重的0.05倍,则阻力大小
受到的阻力大小为35N。
答:(1)测试时该车匀速行驶时的速度为20km/h;
(2)测试时这台折叠电动车匀速行驶时对地面的压强为1.75×105Pa;
(3)测试时这台折叠电动车所受的阻力为35N。
16.(1)10N, ;(2)6N,水平向左
【详解】解:(1)物体的重力
G=mg=4kg×10N/kg=40N
因为物体受到地面对它的摩擦力为物体受重力的0.25倍,所以物体受到的摩擦力
f=0.25G=0.25×40N=10N
因为物体做匀速直线运动时,受到的摩擦力和水平推力是一对平衡力,所以水平推力
F=f=10N
推力和摩擦力都作用在物体的重心上,设标度为5N,过物体的重心作水平向左的大小为10N的摩擦力f,过物体的重心作水平向右的大小为10N的拉力F,其长短为表示5N线段的2倍,图示如下:
(2)如在运动过程中推力突然变小成大小为4N的力;由于物体对水平面的压力不变、接触面的粗糙程度不变,所以受到的滑动摩擦力不变;竖直方向上的重力和支持力是一对平衡力,所以物体此刻所受合力的大小为
F合=f-F'=10N-4N=6N
方向水平向左。
答:(1)物体受到的推力大小是10N,图见解析;
(2)物体此刻所受合力大小为6N,方向水平向左。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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