2018年中考物理专题-力学计算专题
专题九力学计算专题
1．(2017·北京中考)如图是用滑轮组提升建筑材料A的示意图，在竖直向下的拉力F作用下，使重900 N 的建筑材料A在5 s的时间里，匀速竖直上升了
1 m，绳自由端匀速竖直向下移动了
2 m。在这个过程中，拉力F为500N，滑轮组的机械效率为η，拉力F做功的功率为P。求：
(1)滑轮组的机械效率η；
(2)拉力F的功率P。
2．(2017·扬州中考)“暴走”是一种快速的徒步运动方式。观察分析人走路
情形，可以将人的脚视为一根杠杆，如图所示，行走时人的脚掌前端是支点，
人体受到的重力是阻力，小腿肌肉施加的力是动力。已知某人的质量为80kg，g＝10N/kg。
运动方式散步快走慢跑快跑
消耗能量E/J3151165.5 1 260 1 764
(1)请画出小腿肌肉施加的拉力F的力臂l。
1
(2)根据图片，估算小腿肌肉产生的拉力。
(3)人向前走一步的过程中，重心升高约4cm，人克服自身重力约做了多少焦耳的功？
(4)通过查阅资料：人以不同方式徒步运动半小时，消耗人体内的能量如表所示。请你从能量角度分析“暴走”能健身的原因：_______________________ ________________________________。
3．(2017·大庆中考)如图所示，在水平地面上放着物体A，A与地面的接触面积为0.14m2，对地面的压强为3000Pa，用滑轮组匀速提升物体A时，滑轮组的机械效率是84%(不计绳重和摩擦，g＝10 N/kg)。求：
(1)物体A的质量m和动滑轮的质量m。
A
(2)用此滑轮组使物体A以0.2m/s的速度匀速上升，在5s的时间内，人拉力
做的功是多少？
4．(2017·襄阳中考)质量为60 kg 的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计。(g取10 N/kg)
(1)影响滑轮组机械效率的因素之一是__________________。
(2)若工人在1 min内将货物匀速向上提高了6 m，作用在钢绳上的拉力为
400 N，求拉力的功率。
(3)求动滑轮受到的重力。
(4)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？
5．(2017·河南中考)如图所示，工人用斜面向上、大小为500 N的推力，将重800N的货物从A点匀速推至B点；再用100N的水平推力使其沿水平台面匀速
运动5 s，到达C点。已知AB长3 m，BC长1.2 m，距地面高1.5 m。试问：
(1)利用斜面搬运货物主要是为了________。
(2)货物在水平面上运动的速度为多少？
(3)水平推力做功的功率为多少？
(4)斜面的机械效率为多少？
6.(2017·扬州中考)如图，是某一款电动平衡车，两车轮与
地面的接触面积为40cm2。求：
(1)若地面受到的压强为5×104Pa，则该平衡车对地面的压力
为多少；
(2)若该平衡车20 s内沿水平面匀速行驶100m，受到的阻力为90N，则此过程中克服阻力做功的功率为多少。
7．(2017·通辽中考)将一未装满水密闭的矿泉水瓶，先正立放置在水平桌面
，瓶底的面积是28 cm2，瓶重上，再倒立放置，如图所示，瓶盖的面积是8 cm2
和厚度忽略不计(g 取10 N/kg)。求：
(2)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强。
8．(2017·金华中考)2017年5月5日，大飞机C919首飞任务的完成，标志着我国航空工业向前迈进一大步。C919主要性能参数如表所示：
中国商飞C919
最大载重巡航速度巡航高度最长航程最多座椅数
77.3 t
0.78～0.8马赫(相当于954km/h到980km/h)
12100 m
5 555km
190个
(1)上海到广州的空中距离大概是 1 470km，若全程以最大巡航速度匀速飞行，则C919从上海到广州大约需多长时间？
(2)当C919发动机总推力达到2×105N，飞行速度达到954km/h时，C919发动机的总输出功率是多少？
(3)当C919以最大载重停在机场时，轮胎与地面的总接触面积大约为0.1m2，则C919对地面的压强约多少？
9.(2017·泰安中考)随着人们生活水平的提高，小汽车已
经逐步进入家庭。某品牌小汽车质量是1 600kg，车上载
有人和物品质量共为200kg，车轮与地面的总接触面积为
2.0×10－2m2。若小汽车以输出功率60kW在市区外水平路
面上做匀速直线运动，运动速度v＝72km/h；当汽车将要进入市区时，司机减
1
小了油门，使汽车的输出功率立即减小为24 kW并保持该功率继续直线行驶，汽车的速度与时间的关系如图所示，设运动过程中汽车所受阻力不变，g取10 N/kg。求：
(1)该汽车静止时对水平路面的压强；
(2)汽车运动过程中受到的阻力；
(3)t时间后汽车运动的速度v大小。
2 2
参考答案
1．解：(1)W ＝Gh ＝900 N×1 m ＝900 J ，
有
W ＝Fs ＝500 N×2 m ＝1 000 J ，
总
机械效率：
W 900 J
η＝ ＝ ＝90%。
W 1 000 J 总
(2)拉力 F 的功率：
W 1 000 J P ＝ ＝ ＝200 W 。
t 5 s
2．解：(1)如图所示
(2)人的重力：
G ＝mg ＝80 kg×10 N/kg ＝800 N ；
由图可知，力 F 的力臂大约是 G 的力臂的二倍，根据杠杆的平衡条件可估算小 腿肌肉产生的拉力：
Gl 1
F ＝ ＝800 N× ＝400 N 。
l 2 1
(3)人克服自身重力所做的功：
W ＝Gh ＝800 N×0.04 m ＝32 J 。
(4)人运动的速度越大，在单位时间内消耗的能量越多
F
3．解：(1)由 p ＝ 可得，A 对地面的压力：
S
F ＝pS ＝3 000 Pa×0.14 m 2＝420 N ，
压
有
总 G
因为物体 A 在水平地面上，所以物体 A 的重力：
G ＝F ＝420 N ，
A
压
物体 A 的质量：
G 420 N m ＝ ＝ ＝42 kg ； A g 10 N/kg
用滑轮组匀速提升物体 A 时，不计绳重和摩擦，则滑轮组的机械效率：
W Gh G 420 N
η＝ ＝ ＝ ＝ ＝84%，
W （G ＋G ）h G ＋G 420 N ＋G 总 轮 轮
轮
解得 G ＝80 N ，动滑轮的质量：
轮
G 80 N m ＝ ＝ ＝8 kg 。
g 10 N/kg
(2)用此滑轮组使物体 A 以 0.2 m/s 的速度匀速上升 5 s ，则物体 A 上升的高度：
h ＝vt ＝0.2 m/s×5 s ＝1 m ，
由图可知 n ＝2，则拉力端移动距离：
s ＝2h ＝2×1 m ＝2 m ，
不计绳重和摩擦，则绳端的拉力：
1 1
F ＝ ×(
G ＋G )＝ ×(420 N ＋80 N)＝250 N ，
2 A 轮 2
人拉力做的功：
W ＝Fs ＝250 N×2 m ＝500 J 。
总
4．解：(1)物重和动滑轮重
(2)由图可知，n ＝3，则绳端移动的距离：
s ＝nh ＝3×6 m ＝18 m ，
拉力做的功：
W ＝Fs ＝400 N×18 m ＝7 200 J ，
A
有
轮
W 7 200 J P ＝ ＝ ＝120 W 。
t 60 s
(3)由图乙可知，物重 G ＝300 N 时，滑轮组的机械效率 η ＝60%，滑轮组的机械 效率：
W Gh G 300 N
η ＝ ＝ ＝ ＝ ＝60%，
总
动
动
动
解得 G ＝200 N 。
动
(4)已知工人的质量为 60 kg ，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳 子的最大拉力：
F ＝
G ＝m g ＝60 kg×10 N/kg ＝600 N ，
大
人
人
1
由 F ＝ (G ＋G )可得，提升的最大物重：
n 动
G ＝nF －G ＝3×600 N －200 N ＝1 600 N ，
大
大
动
则滑轮组的最大机械效率：
η
G 1 600 N
＝ ＝
≈88.9%。 大 G ＋G 1 600 N ＋200 N
大 动
5．解：(1)省力
(2)货物在水平面上运动的距离为 s ＝1.2 m ，所用时间为 t ＝5 s ； 在水平面上运动的速度：
s 1.2 m
v ＝ ＝ ＝0.24 m/s 。
t 5 s
(3)水平推力做功的功率：
P ＝Fv ＝100 N×0.24 m/s ＝24 W 。
(4)在斜面上推力做的功：
W ＝F ′s ＝500 N×3 m ＝1 500 J ，
总
有
W （G ＋G ）h
G ＋G 300 N ＋G 大
W ＝Gh ＝800 N×1.5 m ＝1 200 J ，
有
则斜面的机械效率：
W 1 200 J
η ＝ ＝ ＝80%。
总
F
6．解：(1)根据公式 p ＝ 可知，对地面的压力：
S
F ＝pS ＝5×104
Pa×0.004 m 2
＝200 N 。
(2)克服阻力所做的功：
W ＝fs ＝90 N×100 m ＝9 000 J ；
克服阻力做功的功率：
W 9 000 J P ＝ ＝ ＝450 W 。
t 20 s
7．解：(1)倒立放置时瓶盖所受水的压强：
p ＝ρ gh 倒立
＝1.0×103 kg/m 3×10 N/kg×0.13 m ＝1 300 Pa ， F
由 p ＝ 可得，倒立放置时瓶盖所受水的压力：
S
F ＝pS
＝1 300 Pa×8×10－4 m 2＝1.04 N 。
瓶盖
(2)由图可知，矿泉水瓶内水的体积：
V ＝S 瓶底
h 正立
＝28 cm 2
×10 cm ＝280 cm 3，
m
由 ρ ＝ 可得，水的质量：
m ＝ρ V ＝1.0 g/cm 3×280 cm 水
3＝280 g ＝0.28 kg ，
瓶重和厚度忽略不计，则倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力：
F ′＝
G ＝m g ＝0.28 kg×10 N/kg ＝2.8 N ，
水
水
倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强：
有 W 1 500 J
V
F ′ 2.8 N
p ′＝ ＝ ＝3 500 Pa 。
S 8×10－4 m 2 瓶盖
8．解：(1)已知上海到广州的空中距离 s ＝1 470 km ，最大巡航速度 v km/h ，
s
由 v ＝ 可得，从上海到广州大约需要时间：
t
s 1 470 km
s ＝ ＝ ＝1.5 h 。
v 980 km/h 最大
1
(2)v ＝954 km/h ＝954× m/s ＝265 m/s ，
3.6
发动机的总输出功率：
W Fs
P ＝ ＝ ＝Fv ＝2×105 N×265 m/s ＝5.3×107 W 。
t t
(3)C919 对地面的压力：
F ＝
G ＝mg ＝77.3×103 kg×10 N/kg ＝7.73×105 N ，
对地面的压强：
F 7.73×105 N p ＝ ＝ ＝7.73×106 Pa 。
S 0.1 m 2
9．解：(1)该汽车静止时对水平路面的压力：
最大
＝980
F ＝
G ＝m g ＝(m ＋m )g ＝(1 600 kg ＋200 kg)×10 N/kg ＝1.8×104 总 总 车 物
对水平路面的压强：
N ，
F 1.8×104 N p ＝ ＝ ＝9×105 S 2.0×10－2 m 2 Pa 。
W Fs
(2)由 P ＝ ＝ ＝Fv 可知，当汽车以 v 速度匀速行驶时，汽车受到的牵引力：
t t 1
P 6×104 W
F ＝ ＝ ＝3 000 N ， 1 v 1
72× m/s
3.6
1
1
因为汽车做匀速直线运动，所以汽车受到的阻力：
F ＝F＝3 000 N。
阻1
(3)当汽车以v速度匀速行驶时，汽车受到的牵引力F＝F＝3 000 N，
2 2 阻
W Fs
由P＝＝＝Fv可知，t时间后汽车运动的速度：
t t 2
P 24×103 W
v＝＝＝8 m/s。
2
2 F
3 000N
2