湖南省益阳市2020年中考物理一轮夺分复习题型突破三计算题类型1力学综合计算课件20200427387.ppt

类型1 力学综合计算题型解读计 算 题 是 一 类 综 合 性 较 强 的 题 目,此 类 试 题 多 从 生 活 生 产 交 通 环 保 能 源 及 前 沿 科 技 等 热 点 问 题 中 提 炼 出 需 要 计 算 的 问 题,运 用 多 个 物 理原 理 定 律 及 公 式 进 行 计 算,从 而 考 查 学 生 综 合 应 用 所 学 知 识 分 析 和 解决 问 题 的 能 力 从 近 年 益 阳 中 考 计 算 题 来 看,一 般 会 涉 及 力 学 综 合 电学 综 合 电 热 综 合 三 个 层 次 的 物 理 过 程 理 解 与 计 算 力 学 综 合 计 算 题 主要 考 查 力 学 公 式 的 相 关 应 用,有 时 会 以 实 验 为 背 景 来 进 行 考 查(如 浮 力法测密度实验中相关物理量的计算等)解题策略这类题中涉及的基本公式有:(1)速度公式:v=s/t;(2)密度公式:=m/V;(3)重力公式:G=mg;(4)压强公式:p=F/S;(5)液体压强公式:p=gh(也适用于气体);(6)浮力公式:F浮=液gV排;(7)功 的 公 式:W=F s 或 W=Gh,功 率 公 式:P=W/t 或 P=Fv(适 用 于 匀 速 直 线 运动的物体);(8)机械效率公式:=W有/W总解 答 这 类 题 时 先 认 真 审 题 确 定 涉 及 的 物 理 过 程,接 着 抓 住 关 键 词 明确物理过程间的联系,再准确运用相关公式进行计算自我挑战限时训练一(25 分钟)密度压强浮力相关计算1.空 难 事 故 发 生 后,为 了 找 到 事 故 原 因,救 援 人 员 到 现 场 后,总 会 寻 找 被誉 为“空 难 见 证 人”的 黑 匣 子 某 架 飞 机 的 黑 匣 子 质 量 为 30kg,是 一 个长 0.5m 宽 0.1m 高 0.2m 的 长 方 体,现 沉 在 距 海 面 30m 的 海 底(黑 匣 子 未与 海 底 紧 密 接 触),搜 救 人 员 将 其 匀 速 托 出 海 面 后 依 然 完 好,为 破 解 事 故真 相 提 供 了 最 有 力 的 证 据(海 水=1.0103kg/m3,g 取 10N/kg)根 据 以 上 信息请计算:(1)黑匣子在海底时下表面受到海水的压强是多少?(2)黑匣子在海水中浸没时受到的浮力是多大?(3)搜 救 人 员 在 海 水 中 托 起 黑 匣 子 上 升 到 上 表 面 与 海 平 面 相 平 做 了 多少功?解:(1)黑匣子在海底时下表面受到海水的压强:p=海水gh=1.0103kg/m310N/kg30m=3105Pa;(2)黑匣子在海水中浸没时排开海水的体积:V排=V物=0.5m0.1m0.2m=0.01m3,黑匣子在海水中浸没时受到的浮力:F浮=海水gV排=1.0103kg/m310N/kg0.01m3=100N;(3)黑匣子受到的重力:G=mg=30kg10N/kg=300N,在 海 水 中 托 起 黑 匣 子 上 升 到 上 表 面 与 海 平 面 相 平 做 的 功:W=(G-F浮)h=(300N-100N)(30m-0.2m)=5.96103J 2.小 刚 利 用 弹 簧 测 力 计 大 烧 杯 细 线 和 适 量 的 水 测 量 一 个 形 状 规 则 且不 吸 水 的 固 体 A 的 密 度 如 图 甲 所 示,用 细 线 将 A 拴 好 后 挂 在 弹 簧 测 力 计的 挂 钩 上,缓 慢 将 A 从 某 一 高 度 浸 入 水 的 过 程 中,弹 簧 测 力 计 的 示 数 随下降高度的变化图像如图乙所示(水=1.0103kg/m3,g 取10N/kg)求:(1)物体A 的质量;(2)物体A 浸没在水中时受到的浮力;(3)物体A 的密度解:(1)由 图 乙 可 知,物 体A 的 下 降 高 度 为010cm 时,测 力 计 的 示 数 最 大 且不变,即此时物体在空气中匀速下降,则物体的重力:G=F拉=3N,物体的质量:m=G/g=3N/10N/kg=0.3kg;(2)由图乙可知,当下降高度为1525cm 过程中,物体A 浸没在水中,物体A 浸没在水中时受到的浮力:F浮=G-F拉=3N-1N=2N;(3)由F浮=液gV排可得,物体A 的体积:VA=V排=F浮/(水g)=2N/(1.0103kg/m310N/kg)=210-4m3,由=m/V 可得,物体A 的密度:=m/VA=0.3kg/(210-4m3)=1.5103kg/m33.水 平 桌 面 上 放 一 盛 满 水 的 烧 杯,烧 杯 的 底 面 积 为 50cm2,水 深 10cm 将一 个 质 量 为 55g 的 鸡 蛋,轻 轻 放 入 烧 杯 后 沉 入 底 部,排 出 50g 的 水,然 后 向烧 杯 中 加 盐 并 搅 拌,直 到 鸡 蛋 悬 浮 为 止(水=1.0103kg/m3,g 取 10N/kg)求:(1)水对烧杯底的压力;(2)鸡蛋在水中受到的浮力;(3)当鸡蛋悬浮时,盐水的密度解:(1)水 对 烧 杯 底 的 压 强:p=水gh=1.0103kg/m310N/kg1010-2m=1103Pa,由p=F/S 得,水对烧杯底的压力:F=pS=1103Pa5010-4m2=5N;(2)鸡蛋在水中受到的浮力:F浮=G排=m排g=5010-3kg10N/kg=0.5N;(3)由=m/V 得,鸡蛋的体积:V=V排=m排/水=5010-3kg/1.0103kg/m3=510-5m3,鸡蛋悬浮时,受到盐水的浮力:F浮=G=mg=5510-3kg10N/kg=0.55N,由F浮=盐水gV排得,盐水的密度:盐水=F浮/(gV排)=0.55N/(10N/kg510-5m3)=1.1103kg/m34.科 技 小 组 的 同 学 用 长 方 体 泡 沫 塑 料 A 三 脚 架 和 灯 泡 等 制 作 了 一 个 航标 灯 模 型(如 图),总 重 为 4N,A 底 部 与 浮 子 B 用 细 绳 相 连 水 位 上 升 时,浮子 B 下 降;水 位 下 降 时,浮 子 B 上 升,使 航 标 灯 静 止 时 A 浸 入 水 中 的 深 度 始终 为 5cm,排 开 水 的 质 量 为 500g,浮 子 B 重 0.5N(不 计 绳 重 和 绳 与 滑 轮 间的摩擦,水的密度为1.0103kg/m3,g 取10N/kg)求:(1)泡沫塑料A 底部受到水的压强是多少?(2)航标灯静止时,浮子B 的体积应为多大?解:(1)A 底部受到水的压强:p=水gh=1.0103kg/m310N/kg0.05m=500Pa;(2)A 受到的浮力:F浮=G排=m排g=50010-3kg10N/kg=5N,A 对绳子的拉力:F=F浮-GA=5N-4N=1N,B 受到的浮力:F浮=GB+F=0.5N+1N=1.5N,B 的体积:VB=V排=F浮/(水g)=1.5N/(1.0103kg/m310N/kg)=1.510-4m3限时训练二(35 分钟)平均速度功功率综合计算1.电 梯 是 高 层 住 宅 必 备 的 交 通 工 具 如 图 甲 所 示 是 某 种 升 降 电 梯 工 作原 理 图,它 由 轿 厢 对 重 电 动 机 钢 丝 绳 滑 轮 等 部 件 连 接 组 成,电 动 机和 对 重 通 过 钢 丝 绳 分 别 给 轿 厢 施 加 拉 力,连 接 轿 厢 的 两 根 钢 丝 绳 非 常靠 近,轿 厢 与 对 重 的 运 动 方 向 始 终 相 反 对 重 的 质 量 为 400kg,空 轿 厢 的质 量 是 500kg,额 定 载 重 量 是 1000kg 某 次 电 梯 满 载 上 升 时 的 v-t 图 像 如图乙所示(不计钢丝绳重力和一切摩擦,g 取10N/kg)(1)电梯匀速上升的高度是多少?(2)电梯匀速运动阶段,对重的重力做的功是多少?(3)电梯匀速运动时,电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是多少?(4)简述对重的作用(至少写出两条)解:(1)由 图 乙 可 知,电 梯 匀 速 上 升 的 速 度v=2m/s,匀 速 运 动 的 时 间:t=8s-2s=6s,电梯匀速上升的高度:h=vt=2m/s6s=12m;(2)对重的重力:G对重=m对重g=400kg10N/kg=4103N,对重下降高度h=12m,对重的重力做的功:W对重=G对重h=4103N12m=4.8104J;(3)由平衡条件知,G对重+F=G轿厢+G额定载重,故电动机钢丝绳对轿厢的拉力:F=G轿厢+G额定载重-G对重=(1000kg+500kg-400kg)10N/kg=1.1104N,电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率:P=Fv=1.1104N2m/s=2.2104W;(4)对 重 的 作 用:以 其 自 身 重 力 去 平 衡 轿 厢 侧 所 悬 挂 的 重 力,减 小 电 动 机轮与钢丝绳之间的摩擦力,减小电动机的功率,延长钢丝绳寿命等2.一 辆 质 量 2t 的 汽 车,在 平 直 公 路 上 以 额 定 功 率 100kW 从 静 止 开 始 运 动,经 15s 运 动 200m 恰 好 达 到 最 大 速 度,接 着 匀 速 运 动 20s 关 闭 发 动 机,滑 行100m 停 下,其 v-t 图 像 如 图 所 示 已 知 汽 车 在 运 动 过 程 中 受 到 的 阻 力 恰为车重的0.2 倍,(g 取10N/kg)求:(1)在运动过程中受到的阻力;(2)整个过程中发动机所做的功的大小;(3)汽车运动的最大速度v;(4)整个过程中克服阻力所做的功的大小解:(1)汽车受到的阻力:f=0.2G=0.2mg=0.22103kg10N/kg=4103N;(2)由题意可知,整个过程中发动机的工作时间:t=15s+20s=35s,由P=W/t 可得,整个过程中发动机做的功:W=Pt=100103W35s=3.5106J;(3)汽车的重力:G=mg=2103kg10N/kg=2104N,由题意和图像可知,1535s 汽车的速度最大且做匀速直线运动,根据二力平衡条件和题意可得,汽车匀速运动时的牵引力:F=f=4103N,由P=Fv 可得,汽车的最大速度:v最大=P/F=100103W/4103N=25m/s;(4)由v=s/t 可得,匀速运动20s 运动的距离:s2=v最大t=25m/s20s=500m,整个过程运动的距离:s=s1+s2+s3=200m+500m+100m=800m,整个过程中克服阻力所做的功:W=fs=4103N800m=3.2106J)3.新 能 源 电 动 汽 车 逐 渐 在 替 代 传 统 燃 油 汽 车,下 表 是 某 品 牌 电 动 汽 车 的相关参数(1)200Wh 合多少J?(2)按照理论续航里程推算汽车受到的平均阻力?解:(1)根据W=Pt 可知,200Wh=200W3600s=7.2105J;(2)新 能 源 电 动 汽 车 电 池 储 存 的 总 能 量:W总=200Wh/kg300kg=6104Wh=2.16108J,理论续航里程:s=400km=4105m,由 W=Fs 可 得,新 能 源 电 动 汽 车 受 到 的 平 均 牵 引 力:F=W总/s=2.16108J/4105m=540N,由 于 电 动 汽 车 匀 速 行 驶,根 据 二 力 平 衡 条 件 可 知,汽 车 受 到 的 平 均 阻 力:f=F=540N 机械效率相关计算4.工 人 师 傅 利 用 如 图 所 示 的 斜 面 把 质 量 为 50kg 的 货 物 沿 斜 面 由 底 部 匀速 推 到 顶 端,所 用 时 间 为 10s,沿 斜 面 向 上 的 推 力 为 300N 已 知 斜 面 长10m,高5m,g 取10N/kg 求:(1)把货物推上斜面做的有用功;(2)此过程推力做的功;(3)斜面的机械效率(结果保留一位小数)解:(1)货物受到的重力:G=mg=50kg10N/kg=500N,把货物推上斜面做的有用功:W有=Gh=500N5m=2500J;(2)此过程推力做的功:W总=Fs=300N10m=3000J;(3)斜面的机械效率:=W有/W总100%=2500J/3000J100%83.3%)5.建 筑 工 地 上,工 人 师 傅 将 如 图 所 示 的 滑 轮 装 配 成 最 省 力 的 滑 轮 组,利用 它 站 在 地 面 上 向 下 拉 绳 提 升 重 物 如 果 工 人 在 8s 内 用 500N 的 力 将1200N 的重物匀速提升4m(不计绳重和摩擦,g=10N/kg)(1)请在图中画出滑轮组的绕线;(2)求重物上升的速度;(3)求动滑轮的重力;(4)求滑轮组的机械效率解:(2)重物上升的速度:v=s/t=4m/8s=0.5m/s;(3)由 图 知,n=3,由F=(1/n)(G物+G动)得,动 滑 轮 的 重 力:G动=3F-G物=3500N-1200N=300N;(4)滑轮组的机械效率:=W有/W总100%=Gh/Fs100%=Gh/(F3h)100%=G/3F100%=1200N/(3500N)100%=80%)6.如 图 所 示 是 一 辆 汽 车 通 过 滑 轮 组 将 深 井 中 的 物 体 拉 至 井 口 的 装 置 图,已 知 井 深 10m,物 体 重 G=4103N,汽 车 重 G车=3104N,汽 车 匀 速 拉 绳 子 时的拉力F=2103N,汽车受到的阻力为车重的0.05 倍请计算:(1)若 汽 车 运 动 的 速 度 为 1.2m/s,则 将 物 体 由 井 底 拉 至 井 口,需 要 多 长 时间?(2)滑轮组的机械效率是多少?(结果保留一位小数)(3)汽车的牵引力是多大?(4)将物体由井底拉至井口,汽车的牵引力做的功是多少?解:(1)由图知,滑轮组由3 段绳子承担重物,则物体上升的速度:v物=(1/3)v车=(1/3)1.2m/s=0.4m/s,将物体由井底拉至井口需要的时间:t=s/v物=h/v物=10m/0.4m/s=25s;(2)滑轮组的机械效率:=W有/W总100%=Gh/Fs100%=G/3F100%=4103N/(32103N)100%66.7%;