中考物理平衡摩擦力计算题提升训练及解答.docx

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中考物理平衡摩擦力计算题提升训练及解答

中考物理平衡、摩擦计算题提升训练及解答

1．现有一辆重型卡车自重为1.7×105N，车厢体积为12m3．已知卡车匀速行驶过程中，阻力为卡车总重的0.02倍，若该车装满沙子，以30m/s的速度在平直公路上匀速行驶（g取10N/kg，沙子密度ρ＝1.5×103kg／m3）．求：

（1）汽车自身质量为多少t？

（2）该车装的沙子质量为多少t？

（3）该车匀速行驶时所受的牵引力为多大？

2．如图所示：

直升机在进行救援时，施救人员从飞机上通过救援绳下落，施救人员自身重力为700N，匀速上升和匀速下降时人受到的空气阻力均为50N，根据要求回答以下问题：

（1）飞机吊着施救人员悬空静止时，绳对施救人员身体的拉力为多少？

（2）飞机吊着施救人员沿竖直方向匀速上升时，绳对施救人员的拉力为多少？

（3）飞机吊着施救人员沿竖直方向匀速下降时，绳对施救人员的拉力为多少？

3．如图所示，用2N的水平拉力使物体沿水平桌面在5s内匀速直线移动0.5m。

求：

（1）物体受到的摩擦力？

（2）物体运动速度？

（3）当拉力变为3N，其他条件不变时，物体在水平方向上受到的合力是多少N？

4．如图，质量均为2kg的长方体木块A、B静止在粗糙水平桌面，用大小为10N的水平推力F作用A的一端，使两木块一起匀速直线运动。

已知物体运动时所受滑动摩擦力与物体间的压力成正比，比例系数为k。

（1）求比例系数k的大小；

（2）求木块A对B的推力大小。

5．一名伞兵正在进行跳伞训练，他的质量是70kg，降落伞和他随身装备的总质量是20kg，当他打开降落伞后做匀速直线下落时，降落伞受到的空气阻力是多少？

（取g＝10N/kg）

6．小东同学家中新购买了一辆小汽车汽车的一些基本参数和某次在水平公路上匀速行驶时测得的有关数据如表所示。

（g取

）求小汽车在水平公路上匀速行驶时：

小汽车总质量

1.6

行驶的路程

3

行驶的时间

2

受到的阻力f

总重的

（1）受到的重力G；

（2）行驶的速度v；

（3）牵引力

7．“三月三”又叫歌圩节，是中国多个民族的传统节日，它不仅是弘扬民族文化的盛会，也是民族之间进行经济交流的庆典．今年“三月三”放假期间，小张一家人驾驶汽车外出游玩．已知汽车（包括车上的人和物品）的总重力为8×104N，在平直公路上匀速行驶48km，用时0.6h．若该车行驶过程中受到的阻力是汽车（包括车上的人和物品）总重力的0.05倍．求：

（1）该汽车行驶的速度；

（2）该汽车的总质量；

（3）该汽车匀速直线运动时受到的牵引力．

8．福建省全民健身运动会山地自行车比赛中，质量为60kg的运动员小华参加了小组选拔赛。

山地自行车为比赛用车，其相关数据见表。

小华在某路段骑行了6km，耗时10min，骑行时所受阻力为总重力的0.02倍。

求：

（g=10N/kg）

（1）小华在该路段骑行的平均速度。

（2）这辆山地自行车所受的重力。

（3）小华骑行时受到的阻力。

车架材料

碳纤维

车架材料体积/cm3

2500

车架质量/kg

4.5

整车质量/kg

10

单轮接触面积/cm3

4

9．如图所示，一辆装载钢卷的卡车在3000N的水平牵引力F作用下，以20m/s的速度沿平直的路面向左匀速行驶．已知该卡车受到路面的阻力大小为整辆车总重的0.2倍，（g取10N/kg）求：

（1）车受到路面的摩擦阻力f的大小及方向；

（2）卡车和钢卷所受的总重G总的大小．

（3）当卡车卸掉300kg的钢卷后，要使卡车能以30m/s的速度继续匀速直线行驶，需要的水平牵引力为多大？

10．一辆重

的小车在水平公路上以25m/s的速度匀速直线行驶时，受到的阻力是

，求：

（g取10N/kg）

（1）小车的质量；

（2）小车受到的牵引力大小；

（3）小车受到路面的支持力的大小；

11．一辆小车，总质量为600kg，在水平路面上运动的过程中，受到的阻力是车重的0.05倍．问：

（1）小车受到的阻力为多大？

（2）小车静止时，用200N水平拉力拉小车，此时小车受到的阻力为多大？

（3）当水平拉力为多大时，小车恰能做匀速直线运动？

（4）当小车受到的水平拉力达500N时，小车所受的摩擦力变化吗？

小车分别以3m/s、5m/s的速度运动时，小车所受的摩擦力变化吗？

12．如图，双轮电动平衡车越来越受到人们的喜爱。

质量为40kg的小红驾驶平衡车在平直的路面上匀速行驶，5min通过的路程为900m。

已知平衡车的质量为10kg，平衡车受到的阻力为总重的0.1倍，g取10N/kg。

求：

（1）平衡车的速度；

（2）平衡车的重力；

（3）小红驾驶平衡车时，平衡车的牵引力。

13．某司机驾着质量为1.5t的汽车，在水平公路上匀速行驶时受到的摩擦阻力是车重的0.02倍，（取g=10N/kg），突然发现前方80m处有障碍物。

司机从发现险情到踩刹车制动需要的反应时间为0.75s，这段时间内汽车保持原速前行了15m。

汽车制动后还要继续向前滑行30m才能停下。

问：

（1）汽车受到的支持力大小为多少？

（2）汽车匀速行驶时，发动机对汽车的牵引力是多大？

（3）汽车制动前的速度是多少?

（4）若司机酒后驾车，反应时间是平时的4倍。

请通过计算判断汽车是否撞上障碍物。

14．如图是一辆质量为2吨的运输车。

运输车装满牛奶后，在平直公路上匀速行驶时，受到的摩擦力为总重的0.2倍求：

（g取10N/kg）

（1）运输车空载时自重；

（2）运输车装满牛奶后，地面对汽车的支持力；

（3）汽车的牵引力的大小。

15．我国自主研发的长航程极地漫游机器人，质量约450kg，装有四条三角形履带，并在南极内陆冰盖完成了27km的自主行走，g取10N/kg。

求:

（1）该机器人所受的重力；

（2）该机器人静止在水平冰面上受冰面支持力；

（3）如果自主行走共耗时0.5h，它的平均速度；

（4）假定其作匀速直线运动，此过程中动力为8000N，求其阻力。

16．现有一个重力为500N箱子静止在水平地面上，小明用力推箱子，让箱子在水平地面上匀速向前滑动，已知箱子所受到的阻力为自身重力的0.2倍。

求：

（1）此时，物体受到的阻力的大小；

（2）小明所用的推力的大小；

（3）突然小明发现前方有障碍物，小明立即改用200N的力反向拉物体，由于惯性物体继续向前滑行，则在物体继续向前滑行过程中受到的合力大小和方向。

17．现有一氢气球载有

货物匀速下降，若氢气球抛出一些货物就可以匀速上升，气球自身重力不计，上升或下降时所受阻力大小不变，氢气球与货物所受浮力恒为

。

（注：

气体或液体对浸入其中的物体竖直向上的力叫浮力，

）。

求：

（1）气球匀速下降时所受阻力

；

（2）气球抛出质量为多少的货物才能匀速上升。

18．如图中，质量分布均匀的长方体木块静止在粗糙水平桌面，木块的重为G=50N，现用大小为10N的水平推力F作用木块一端，使木块做匀速直线运动。

已知木块运动时所受摩擦力与桌面对木块的支持力成正比，比例系数为k（k只与相互接触的两个物体的材料有关）：

（1）求木块运动时所受摩擦力及比例系数k的大小；

（2）竖置截面S将木块分成a、b两个等大的长方体，如图乙，求木块在桌面上匀速运动时，a所受摩擦力的大小。

（要求用比例系数求）

19．某桥梁的桥头有如图所示的标志牌，g取l0N/kg。

则：

（1）此桥梁所允许通过车辆的最大重力为多少?

（2）一辆自重为2.0×105N的卡车要安全通过此桥，所装载的货物不能超过多少千克?

（3）若己知上述卡车通过桥面时的摩擦阻力是车重的0.02倍，则当该卡车空载匀速通过此桥时发动机提供的牵引力为多大?

20．质量20千克的气球在空气中吊货物匀速下降时，受到的浮力为2000牛，空气阻力为80牛；如果浮力及阻力不变，要使气球在空气中匀速上升，则应该抛掉多少货物？

答案

1．

（1）由

得，汽车的质量：

；

（2）由

得，沙子的质量：

m沙=

=1.5×103kg/m3×12m3=1.8×104kg=18t；

（3）装满沙子的车总质量：

，总重力为：

；车受到的阻力：

f=0.02G总

，因为货车匀速行驶，所以货车的牵引力：

F=f=7000N．

2．

（1）飞机吊着施救人员悬空静止时，处于平衡状态，施救人员受到的重力和绳对施救人员身体的拉力是一对平衡力，大小相等，所以

F1＝G＝700N

（2）飞机吊着施救人员沿竖直方向匀速上升时，处于平衡状态，施救人员受竖直向下的重力G、竖直向下的阻力f和竖直向上的绳对施救人员的拉力F2三个力，这三个力平衡，由人受到的合力为0可得，此时绳子的拉力

F2＝G+f＝700N+50N＝750N

（3）飞机吊着施救人员沿竖直方向匀速下降时，处于平衡状态，施救人员受竖直向下的重力G、竖直向上的阻力f和竖直向上的绳对施救人员的拉力F3三个力，这三个力平衡，由人受到的合力为0可得，此时绳子的拉力

F3＝G﹣f＝700N﹣50N＝650N

3．

（1）物体处于匀速直线运动，属于平衡状态，摩擦力等于拉力，即f=F=2N；

（2）物体的运动速度v=

=

=0.1m/s；

（3）摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，因为压力大小、接触面都没变，所以摩擦力不变仍是2N，当拉力变为3N时，物体水平方向上受到的合力是3N-2N=1N。

4．

（1）两物体所受的总重力

比例系数k的大小

（2）B受到的摩擦力

B做匀速直线运动，受到的推力和摩擦力是平衡力，大小相等，所以木块A对B的推力

5．伞兵的总质量m＝70kg+20kg＝90kg，

伞兵的总重力：

G＝mg＝90kg×10N/kg＝900N，

由于伞兵打开降落伞后匀速直线下落，空气阻力与重力是一对平衡力，所以空气阻力等于重力等于900N。

6．

（1）受到的重力

（2）行驶的速度

（3）小汽车在水平公路上匀速行驶时，受到平衡力的作用，即小汽车牵引力的大小等于受到的阻力的大小

7．

（1）该汽车行驶的速度：

；

（2）该汽车的总质量：

；

（3）该汽车匀速直线运动时，受到牵引力和阻力是平衡力，所以受到的牵引力：

F=f=0.05G=0.05×8×104N=4×103N．

8．

（1）在某路段的路程s=6km=6000m

小华在该路段骑行的平均速度

（2）这辆山地自行车所受的重力G车=m车g=10kg×10N/kg=100N

（3）小华骑行时受到的阻力f=0.02G总=0.02（G车+m人g）=0.02×（100N+60kg×10N/kg）=14N

9．

（1）由于卡车在平直的公路上匀速直线行驶，所以，卡车受到的牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，方向相反，即

，因为牵引力水平向左，所以摩擦力水平向右；

（2）卡车受到路面的阻力大小为整辆车总重的0.2倍，即f=0.2G，所以，卡车和钢卷所受的总重G总的大小是：

；

（3）当卡车卸掉300kg的钢卷后，卡车和钢卷所受的总重G总'的大小是：

，

由于卡车受到路面的阻力大小为整辆车总重的0.2倍，所以，此时卡车受到路面的阻力是：

，

所以，水平牵引力是：

．

10．

（1）小车的质量为

（2）小车在水平公路上以25m/s的速度匀速直线行驶时，牵引力和阻力是一对平衡力，故牵引力为

（3）重力和支持力是一对平衡力，故支持力为

11．

（1）小车的重力G=mg=600kg×10N/kg=6000N，由于受到的阻力是车重的0.05倍，此时所受的阻力是：

f=0.05G=0.05×6000N=300N；

（2）当小车静止时，小车在水平方向上受到的阻力与拉力是一对平衡力，阻力的大小：

；

（3）由

（1）可知，在水平路面上运动的过程中，受到的阻力是300N，当小车恰能做匀速直线运动时，小车受到的拉力和阻力是平衡力，小车受到的拉力：

F=f=300N；

（4）小车受到的拉力为500N时，小车对地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，故摩擦力不变，当小车分别以3m/s、5m/s的速度运动时，压力不变，接触面的粗糙程度不变，故摩擦力不变。

12．

（1）平衡车的速度为v=

=3m/s

（2）平衡车的重力G车=m车g=10kg×10N/kg=100N

（3）总重力G总=m总g=（m小红+m车）g=（40kg+10kg）×10N/kg=500N

平衡车受到的阻力f=0.1G总=0.1×500N=50N

因为匀速行驶，平衡车的牵引力和阻力是平衡力，由二力平衡的条件可知牵引力F=f=50N

13．

（1）由二力平衡得汽车受到的支持力：

F=G=mg=1.5

103kg×10N/kg=1.5

104N。

（2）由二力平衡可知，汽车匀速行驶时，汽车的牵引力与阻力大小相等，即：

=f=0.02G=0.02

1.5

104N=300N。

（3）汽车制动前做匀速直线运动，其速度：

v=

=

=20m/s。

（4）若酒驾，则反应时间内通过的距离为：

=v

=20m/s

0.75s

4=60m，

汽车停下来通过的路程：

s总=

30m=60m

30m=90m

80m，

所以会撞上。

14．

（1）运输车的质量为2吨，运输车空载时自重G车=m车g=2×103kg×10N/kg=2×104N

（2）根据上图知容器的容积为V=5.32m3

牛奶的密度为1040kg/m3，由

得车中容器中装满牛奶后牛奶的质量

m牛奶=ρV=1040kg/m3×5.32m3=5.5328×103kg

牛奶的重力G牛奶=m牛奶g=5.5328×103kg×10N/kg=5.5328×104N

运输车装满牛奶后，总重为G总=G车+G牛奶=2×104N+5.5328×104N=7.5328×104N

在竖直方向上车静止，F支与G总是一对平衡力F支=G总=7.5328×104N

（3）由题意知，在平直公路上匀速行驶时，受到的摩擦力f=0.2G总=0.2×7.5328×104N=1.50656×104N

在水平方向上运输车在平直的公路上匀速行驶，F牵与f是一对平衡力，大小相等，则汽车的牵引力的大小

F牵=f=1.50656×104N

15．

（1）机器人所受的重力为G=mg=450kg×10N/kg=4500N

（2）该机器人静止在冰面上时，受力平衡，支持力为FN=G=4500N

（3）自助行走过程中速度为

（4该机器人）匀速直线运动过程中，受力平衡，阻力为F阻力=F动力=8000N

16．

（1）由题意物体受到的阻力f=0.2G=0.2×500N=100N

（2）箱子做匀速直线运动，根据二力平衡F=f=100N

（3）用200N的力反向拉物体，物体继续向前滑行，滑动摩擦力方向与运动方向相反，则合力为F合=F’+f=200N+100N=300N

合力方向与运动方向相反为向后。

17．

（1）氢气球在载有800N货物匀速下降时，受到三个力的作用，分别是：

竖直向下的重力、竖直向上的浮力和竖直向上的阻力的作用，那么阻力的大小f阻=G-F浮=800N-500N=300N

（2）气球匀速上升时，受到三个力的作用，分别是：

竖直向下的重力、竖直向上的浮力和竖直向下的阻力，此时的重力G1=F浮-f阻=500N-300N=200N

那么抛出的货物的质量

18．

（1）木块在水平面上做匀速直线运动，受到平衡力作用，所以有

，

则摩擦系数为

（2）将木块分成a、b两个等大的长方体，则a受到的支持力变为原来的一半即

相互接触的两个物体的材料不变，所以k不变，则a所受摩擦力为

19．

（1）46t表示此桥限载46吨，允许车辆的最大重力

（2）因为桥限重

＝

N所以，所能装载货物的最大重力

货物的最大质量

（3）卡车通过桥面时的摩擦阻力是

当卡车匀速行驶时，由二力平衡可知：

发动机提供的牵引力等于摩擦阻力，所以发动机提供的牵引力为