中考物理计算题解题方法专题27 力学综合计算题原卷版.docx

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中考物理计算题解题方法专题27力学综合计算题原卷版

专题2.7力学综合计算题

一、解决力学体系内综合计算题需要用到的公式

1.根

可求路程

和时间

2．重力的计算公式：

G=mg，（式中g是重力与质量的比值：

g=9.8N/kg，在粗略计算时也可取g=10N/kg）；重力跟质量成正比。

3.二力平衡的条件：

作用在同一个物体上的两个力，大小相等、方向相反、并且在同一直线上。

4．压强公式

，导出公式

和

5.液体压强计算：

，（ρ是液体密度，单位是kg/m3；g=9.8N/kg；h是深度，指液体自由液面到液体内部某点的竖直距离，单位是m）

6.浮力产生的原因：

浸在液体中的物体受到液体对它的向上和向下的压力差。

7.阿基米德原理：

浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力大小等于它排开的液体受到的重力。

（浸没在气体里的物体受到的浮力大小等于它排开气体受到的重力）阿基米德原理公式：

8.计算浮力方法有：

（1）秤量法：

F浮=G-F拉（G是物体受到重力，F拉是物体浸入液体中弹簧秤的读数）

（2）压力差法：

F浮=F向上-F向下

（3）阿基米德原理：

（4）平衡法：

F浮=G物（适合漂浮、悬浮）

9.杠杆平衡的条件:

F1L1=F2L2。

这个平衡条件也就是阿基米德发现的杠杆原理。

10.滑轮组：

使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一，即F＝G/n　

11.功的计算：

功（W）等于力（F）跟物体在力的方向上通过的距离（s）的乘积。

功的公式：

W=Fs；单位：

W→焦（J）；F→牛顿（N）；s→米（m）。

（1焦=1牛·米）.

12.功率（P）：

单位时间（t）里完成的功（W），叫功率。

计算公式：

。

单位：

P→瓦特（w）；W→焦（J）；t→秒（s）。

13.机械效率：

（1）有用功：

对人们有利用价值的功，记作W有用

用滑轮组提升时：

W有用＝Gh；

用滑轮组平拉物体时：

W总功＝fs

（2）总功：

动力对机械所做的功，记作W总；W总＝Fs

（3）额外功：

对人们无用又不得不做的功，记作W额外。

三者间的关系：

W有用＋W额外=W总

（4）机械效率：

有用功跟总功的比值叫机械效率。

计算公式：

，因为使用任何机械都要做额外功，所以有用功总小于总功，则机械效率总小于1。

提高滑轮组的机械效率的方法:

增大物重和减小绳与滑轮的摩擦

二、解计算题的一般要求

1.要明确已知条件和相对隐含条件，确定主要解题步骤。

2.分析判断，找到解题的理论依据。

3.分清各个物理过程、状态及其相互联系。

4.计算过程应正确、规范。

要正确写出有关的公式，正确代入公式中物理量的数字和单位。

能画图的可以作图辅佐解题。

5.解计算题应注意：

单位的统一性；物理量的同体性、同时性；解题的规范性。

类型1.求解重力、速度、压强物理量的计算题

【例题1】（2018海南）滑旱冰是青少年最喜欢的一项运动。

如图所示，小兵质量约为34kg，所穿的四轮直排旱冰鞋每只质量为3kg，鞋底每个轮子与地面接触面积为4cm2．（g取10N/kg）求：

（1）小兵自身受到的重力

（2）若比赛时小兵滑行1200m用时2.5min，小兵滑动的平均速度是多少m/s。

（3）小兵单脚滑行时对地面的压强

（4）小兵在练习时，想冲上一个斜坡，请从能量角度分析他该怎样做，为什么？

（不计斜坡阻力）

类型2.求解压强、浮力、机械效率物理量的计算题

【例题2】（2019山东省东营）3月12日，我国自主研发建造的“天鲲号”绞吸挖泥船正式投产首航，其智能化水平以及挖掘系统、输送系统的高功率配置均为世界之最。

（g取10N/kg，ρ水取1.0×103kg/m3）主要参数如下表。

项目

参数

总长度（m）

140

宽度（m）

27.8

吸/排管径（mm）

1000/1000

满载排水量（t）

1.7×104

满载吃水深度（m）

6.5

泥泵输送功率（W）

1.7×107

（1）满载时，求“天鲲号”受到水的浮力是多少？

（2）满载时，求“天鲲号”底部受到水的压强是多少？

若船底需要安装探测仪器，其面积为40cm2，求探测仪器受到水的压力是多少？

（3）“天鲲号”去某水域执行任务，其工作量相当于将1.36×104t的淤泥输送至15m高的台田上。

假设“天鲲号”绞吸挖泥船泥泵的机械效率为30%，求完成此任务需要的时间是多少？

类型3.结合杠杆滑轮组，求解重力、机械功率、机械效率等物理量的计算题

【例题3】（2019四川南充）如图，杠杆在水平位置平衡，物体M1重为500N，OA：

OB＝2：

3，每个滑轮重为20N，滑轮组的机械效率为80%，在拉力F的作用下，物体M2以0.5m/s速度匀速上升了5m。

（杠杆与绳的自重、摩擦均不计）

求：

（1）物体M2的重力；

（2）拉力F的功率；（3）物体M1对水平面的压力。

类型4.结合图像和简单机械，求解浮力、密度、功率等物理量的计算题

【例题4】（经典难度题）如图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组（图中未画出）将实心长方体A从江底竖直方向匀速吊起，图乙是钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图象．A完全离开水面后，电动机对绳的拉力F大小为1×104N．滑轮组的机械效率为75%．已知A的重力为3×104N，A上升的速度始终为0.1m/s．（不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重，不考虑风浪、水流等因素的影响）求：

（1）长方体A未露出水面时受到的浮力；

（2）长方体A的体积；

（3）长方体A的密度；

（4）长方体A完全离开水面后，在上升过程中F的功率．

一、选择题

1.（2019四川达州）如图所示，轻质杠杆AB可绕O点转动，当物体C浸没在水中时杠杆恰好水平静止，A、B两端的绳子均不可伸长且处于张紧状态。

已知C是体积为1dm3、重为80N的实心物体，D是边长为20cm、质量为20kg的正方体，OA：

OB＝2：

1，圆柱形容器的底面积为400cm2（g＝10N/kg），则下列结果不正确的是（　　）

A．物体C的密度为8×103kg/m3B．杠杆A端受到细线的拉力为70N

C．物体D对地面的压强为1.5×103PaD．物体C浸没在水中前后，水对容器底的压强增大了2×103Pa

2.（2019四川巴中）将一实心圆柱体悬挂于弹簧测力计下，物体下表面刚好与水面接触，从此处匀速下放物体，直至浸没（物体未与容器底接触）的过程中，弹簧测力计示数F与物体下表面浸人水中深度h的关系如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A．物体重力为40NB．物体浸没时受到的浮力为15N

C．物体的密度为2.5×103kg/m3D．物体刚好浸没时下表面受到的液体压强为800Pa

二、填空题

3.（2019湖南株洲）立定跳高可分解为下蹲、蹬伸和腾空三个过程。

图为某运动员下蹲后在蹬伸过程中所受地面支持力F随时间t变化的关系。

据图可知，该运动员受到的重力为　　N；他在　（填“t1”“t2”或“t3”）时刻获得向上的最大速度。

4.（2019山东临沂）2019年4月23日，我国在青岛附近海空域举行海军建军70周年海上阅兵。

护卫舰群首先接受检阅的是质量为4.0×103t的“临沂”舰。

如图所示，该舰静止在海面上时所受浮力为______N；水面下5m处的舰体受到海水的压强为______Pa；它以40km/h的速度向前匀速航行时受到的阻力为1.0×106N，则航行2km的过程中动力做功______J．（ρ海水=1.03×103kg/m3，g=10N/kg）

三、综合计算题

5.（2019贵州铜仁）如图所示，一个装有水的圆柱形容器放在水平桌面上，容器中的水深h＝20cm。

某同学将一个实心物体挂在弹簧测力计上，在空气中称得物体的重力G＝7.9N，再将物体缓慢浸没在容器的水中，物体静止时与容器没有接触，且容器中的水没有溢出，弹簧测力计的示数F＝6.9N。

（g=10N/kg）求:

（1）物体放入水中之前，容器底部受到水的压强P;

（2）物体浸没时受到水的浮力F浮;

（3）物体的密度ρ物。

6.（2019湖南怀化）某容器放在水平桌面上.盛有足量的水，现将体积为1.25×10-4m3，质量为0.4kg的实心正方体放入水中.正方体不断下沉.直到沉底，如图所示。

知ρ水=1.0x103kg/m3，g=10N/kg）求：

（1）正方体受到的重力的大小；

（2）正方体浸没在水中受到的浮力的大小;

（3）容器底部对正方体的支持力的大小和正方体对容器底部的压强。

7．（2019湖南娄底）蛟龙AG600水陆两栖飞机是我国自主研制的“三大飞机”之一，被誉为国之重器，AG600主要用于大型灭火和水上救援，可以从地面起飞和降落，也可以从水面起飞和降落，AG600空载时质量为41.5t，最多可储水12t。

（取g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）求：

（1）AG600空载时的重力是多少？

（2）某次试飞后，AG600储满水后在某湖面上，求其排开湖水的体积。

（3）在一次水面滑行测试中，AG600储一定质量的水，在水面上以10m/s的速度匀速滑行了1min，滑行过程中飞机所受阻力为总重的0.5倍，发动机牵引力的实际功率为2500kW，求飞机在这次滑行测试中所储水的质量是多少？

8.（2019四川泸州）庆祝中国人民解放军海军成立70周年海上阅兵活动在青岛附近海域举行，图中093改进型攻击核潜艇于2019年4月27日公开亮相，进行了战略巡航。

该潜艇最大核动力功率为2.8×104kW，完全下潜到海面下后的排水量为6.8×103t（取海水密度ρ=1×103kg/m3、g=10N/kg）。

问：

（1）该潜艇悬浮时，其上一面积为0.05m2的整流罩距海面深度为200m，此时整流罩受到海水的压力为多少？

（2）若最大核动力功率转化为水平推力功率的效率为80%，该潜艇在海面下以最大核动力功率水平巡航时，受到的水平推力为1.6×106N，此时潜艇的巡航速度为多少？

（3）该潜艇浮出海面处于漂浮时，露出海面的体积为1.5×103m3，此时潜艇的总重量是多少？

9.（2019内蒙古通辽）2018年5月13日，中国首艘国产航母001A型航空母舰离开大连港码头，开始海试。

（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）请问：

（1）航母001A设计排水量6.7×104t，那么它满载时受到的浮力是多少？

（2）海面下8m处的压强是多少？

（3）一位体重为600N的歼15舰载机飞行员，每只脚与水平甲板的接触面积是200cm2，则他双脚站立时对甲板的压强是多少？

10.（2019四川巴中）利用如图所示的滑轮组，将一边长为0.2m，密度为2.5×103kg/m3的正方体石块，匀速从水中提起，已知动滑轮重力为40N，（不计纯重、摩擦和水的阻力）。

求：

（1）物体浸没在水中时所受到的浮力大小；

（2）物体浸没在水中匀速上升时，动滑轮下端挂钩处绳对物体的拉力F0的大小；

（3）物体完全离开水面后，继续匀速向上提升，此时滑轮组的机械效率大小。

（计算结果保留一位小数）

11.（2019四川乐山）小夏利用如图的滑轮组，将重量为280N的物体匀速提升了2m。

已知他自身的重量为500N，对绳子施加的拉力F=200N，两脚与地面接触的总面积S=400cm2．求此过程中：

（1）小夏对地面的压强；

（2）拉力F做的功；

（3）该滑轮组的机械效率。

12.（2019贵州黔东南）如图是某科技小组设计的在岸边打捞水中金属块的装置示意图，每个滑轮重为100N，均匀实心金属块的密度为8×103kg/m3，金属块的质量为80kg。

绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计，金属块一直匀速上升。

（水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）

（1）在金属块还未露出水面时，求此时金属块所受到的浮力；

（2）在金属块未露出水面时，求人的拉力F；

（3）金属块在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，求人的拉力所做的功。

13.（2019云南）某水底打捞作业中，需将一长方体石柱从水底匀速打捞出水，如图是吊车钢丝绳拉力F随石柱下表面距水底深度h变化的图象，（水的阻力忽略不计，ρ水＝1.0×103kg/m3）求：

（1）石柱浸没在水中受到的浮力；

（2）石柱未露出水面前，在水中上升2m铜丝绳拉力所做的功；

（3）在水底时石柱上表面受到的水的压强。

14.（2019四川达州）如图所示，工人准备用一根最多能承受400N力的绳子（若超过绳子将断裂）绕成的滑轮组先后打捞水中材料相同、体积不同的实心物体A和B．完全露出水面的物体A被此装置匀速提起时绳子达到最大拉力。

已知动滑轮的质量为20kg（绳的质量、绳与滑轮的摩擦、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均不计，连接动滑轮与物体间的钢绳不会断裂，g＝10N/kg）。

求：

（1）物体A完全露出水面后以0.5m/s的速度匀速上升时，物体A的重力和工人拉力的功率分别是多少。

（2）在物体A浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率为75%，物体A的密度是多少。

（3）若用该滑轮组打捞体积为50dm3的物体B时，物体B最多露出多少体积时绳子将断裂。

15.（2019贵州黔东南）某大桥设计车速为60km/h，图1为该大桥的实景图，其主通航孔桥采用双塔双索面斜拉桥，可逐步抽象成图2、图3、图4所示的模型。

（1）可以看出它用到了　　（选填“杠杆”或“斜面”）的物理知识。

为了减小钢索承受的拉力，在需要与可能的前提下，可以适当　　（选填“增加”或“减小”）桥塔的高度。

（2）若某汽车质量为5×103kg，在大桥上按设计车速水平匀速直线行驶时受到的阻力为汽车重力的0.06倍，则汽车通过该大桥时汽车发动机的功率为　　W．（g取10N/kg）