5年中考题分类---力学计算题题答案
1、(2024年黑龙江牡丹江)如图甲所示,我国自主研制的R20000-720型全球最大塔式起重机,拥有性能超强、技术先进、专利众多等特点,是塔机制造史上一次重要的突破。该塔机最大起重量为720t,最大起升高度为400m。
(1)请在图乙中画出物体沿竖直方向匀速上升过程中受力的示意图。
(2)若塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m,拉力做的功是多少?
(3)若塔机在(2)过程中所用时间为200s,拉力做功的功率是多少?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】解:(1)物体沿竖直方向匀速上升,物体处于平衡状态,受到的竖直向上的拉力与竖直向下的重力大小相等,受力示意图如下图所示
(2)100t的物体的重力为
塔机匀速提起货物,拉力与物体重力大小相等,即
塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m,拉力做的功为
(3)塔机在(2)过程中所用时间为200s,则拉力做功的功率为
答:(1)物体沿竖直方向匀速上升过程中受力的示意图见解析;
(2)塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m,拉力做的功为;
(3)拉力做功的功率。
2、(2022上海) 用大小为5牛的水平方向的拉力 F 使重力为 20 牛的物体在 10 秒内匀速运动 10 米,求这段时间里物体拉力 F做的功 W 和功率 P。
答案50J;5W
解析
解:物体沿水平方向做匀速直线运动,此过程中拉力做的功
W=Fs=5N×10m=50J
拉力的功率
答:这段时间内拉力做的功为50J,功率为5W。
3、(2022山西)频闪拍摄是研究物体运动的最好方式之一、如图所示,是小亮用相机每隔0.5s曝光一次,拍摄的汽车在平直公路上行驶时的频闪照片。拍摄过程中汽车的总质量约为1.6t,所受阻力约为车重的0.3倍。搜集汽车信息得知车身长3m,静止时车轮与地面的总接触面积为 .求:(g取10N/kg)
(1)汽车静止时对水平地面的压强;
(2)拍摄过程中汽车的输出功率。
答案:(1) ;(2)
解析:(1)汽车静止在水平地面,对地面的压力
汽车对水平地面的压强
(2)如图,由汽车长3m可知,每个小格表示1m,汽车在平直公路上每0.5s通过的路程均为6m,在拍摄过程中做匀速直线运动,汽车在拍摄过程中受到的牵引力
拍摄过程中汽车的输出功率
答:(1)汽车静止时对水平地面的压强为 ;
(2)拍摄过程中汽车的输出功率为 。
4、(2022河南)小明在科技博览会上参加义务劳动,需要把一个质量为12kg的展品从地面搬到高1.2m的展台上,如图所示。g取10N/kg。
(1)要把展品从地面搬到展台上,他至少需要对展品做多少功?
(2)展台台面承受的压强不能超过40kPa,如果把展品放到水平台面上,展品与台面的接触面积是40cm2,台面会不会被压坏?请通过计算说明。
(3)展品展示时,要求台面水平。请你简述一种检验台面是否水平的操作方法。
答案:(1)144J;(2)台面不会被压坏;(3)利用水平仪检测平面是否水平
解析:(1)由 知道,展品的重力
把此产品抬上展台做的功为
W=Gh=120N×1.2m=144J
(2)由 知道,展品的台面的压强
展品对展台的压强小于展台所能承受的压强,所以,台面会不会被压坏。
(3)利用水平仪检测平面是否水平。
答:(1)要把展品从地面搬到展台上,他至少需要对展品做功144J;
(2)台面不会被压坏;
(3)利用水平仪检测平面否水平。
5、(2022辽宁营口) 随着科技发展,有些餐厅利用机器人送餐。某次送餐时,机器人与食物的总质量为30kg,轮子与水平地面的接触面积为1×10-3m2,机器人受到的阻力为30N。求:
(1)静止时机器人对水平地面的压强;(g取10N/kg)
(2)机器人水平匀速运动36m,用时1min,牵引力做功的功率是多少?
答案:(1)3×105Pa(2)18W
解析:
解:(1)机器人与食物对地面压力
F=G=mg=30kg×10N/kg=300N
机器人对水平地面的压强
(2)在地面上匀速运动,牵引力
F1=f=30N
方法(一)
牵引力做功
W=F1s1=30N×36m=1080J
牵引力做功的功率
方法(二)
机器人匀速运动的速度
由的推导公式求出牵引力做功的功率
P=F1v=30N×0.6m/s=18W
答:(1)车静止时对地面的压强是3×105Pa;
(2)车匀速行驶时的功率是18W。
6、(2022江西)如图所示,是某同学陪奶奶去超市买的一桶食用油,奶奶说这桶里的油有10斤。已知食用油的密度为0.92×103kg/m3,1L=1dm3。
(1)请通过计算判断奶奶说的话是否正确;(1千克等于2斤);
(2)该同学提着这桶油在水平路面上走了10m,求此过程中拉力对油做的功;
(3)该同学提油时感觉到很勒手,请你提出一种解决该问题的方法,并简述其中所运用的物理知识。
答案:(1)不正确,计算过程见解析;(2)0;(3)见解析
解析:(1)由图可知,食用油的体积为
V=5L=5dm3=5×10-3m3
食用油的质量为
m=ρV=0.92×103kg/m3×5×10-3m3=4.6kg
4.6kg=4.6千克=9.2斤
由于9.2斤<10斤,所以奶奶说的话是不正确的;
(2)拉力的方向是竖直向上的,而该同学提着这桶油在水平路面上走了10m,油桶没有在拉力的方向上移动一段距离,所以此过程中拉力对油不做功,即做功为0。
(3)该同学提油时感觉到很勒手,是由于压力一定,受力面积小,压强大的原因。要减小对手的压强,根据,在压力一定时,可以增大提手与手的接触面,比如可以将提手做的宽大些、抱着油桶行走等。
7、(2022山东泰安)电动车是人们便捷出行的交通工具。某人骑着电动车在水平路面上沿直线行驶了,已知他和电动车的总重力为,轮胎和地面的总接触面积为。假定骑行过程中电动车的牵引力恒为,在此骑行过程中,求:
(1)牵引力做的功;
(2)电动车对水平路面的压强。
答案:(1);(2)
解析:(1)由题意可知,电动车的牵引力恒为,这个过程行驶了,则可知牵引力做的功
牵引力做的功为。
(2)由题意可知,他和电动车的总重力为,则他和电动车对地面的压力为,轮胎和地面的总接触面积为
则电动车对水平路面的压强
电动车对水平路面的压强为。
答:(1)牵引力做的功为;
(2)电动车对水平路面的压强为。
8、(2022安徽中考) 在一次跳伞表演中,运动员在的时间内竖直向下匀速降落了。若运动员和降落伞作为整体受到的重力为,求这个整体在该过程中:
(1)所受阻力的大小;
(2)所受重力做功的功率。
答案:(1)1000N;(2)6000W
解析:(1)有题可知,运动员在做匀速直线运动,故受到的阻力与重力是一对平衡力,故阻力为
(2)重力做的功为
所受重力做功的功率为
答:(1)所受阻力的大小1000N;
(2)所受重力做功的功率为6000W。
9、(2022广东深圳)一校车质量为30t,车轮与地面总接触面积为0.5m2,水平匀速行驶时校车受到的阻力为重力的0.03倍,校车匀速行驶200米,问:
(1)求车对地面的压强;
(2)校车2小时内行驶了150km,问平均速度超不超过限速(限速80km/h);
(3)整个过程牵引力做功多少?
答案:(1)6×105Pa;(2)不超过;(3)1.8×106J
解析:
解:(1)校车质量
m=30t=3×104kg
校车的重力
校车对地面压强
(2)校车行驶的平均速度
因为75km/h小于限速80km/h,所以校车的平均速度不超过限速。
(3)水平匀速行驶时校车受到的阻力为重力的0.03倍,所以牵引力
整个过程牵引力做功
答:(1)车对地面的压强为6×105Pa;
(2)校车2小时内行驶了150km,平均速度不超过限速;
(3)整个过程牵引力做功1.8×106J。
10、(2022广西北部湾) 第十二届中国(南宁)国际园林博览会为打造“智慧园博”,引入纯电动无人驾驶观光车,供市民免费乘坐游览,如图所示。若观光车与乘客总质量为600kg,轮胎与地面的总接触面积为0.02m2,在园内某段平直路面上匀速行驶30m,用时10s,牵引力为2×103N,求:
(1)观光车行驶的速度;
(2)牵引力做的功;
(3)观光车静止在水平地面上时对地面的压强。
答案(1)3m/s;(2)6×104J;(3)3×105Pa
解析:
解:(1)观光车在平直路面上匀速行驶30m,用时10s,所以观光车行驶的速度为
(2)牵引力为2×103N,行驶的路程为30m,所以牵引力做的功为
W=Fs=2×103N×30m=6×104J
(3)观光车与乘客总质量为600kg,静止在水平地面上时对地面的压力为
F=G=mg=600kg×10N/kg=6000N
观光车轮胎与地面的总接触面积为0.02m2,所以观光车对地面的压强为
答:(1)观光车行驶的速度3m/s;
(2)牵引力做的功为6×104J;
(3)观光车静止在水平地面上时对地面的压强为3×105Pa。
11、(2022四川内江)车速过快是造成交通事故的重要原因之一,为限制车速,常常在下坡路段设置减速带。如图所示是有减速带的斜坡示意图,在倾角为 的斜坡上有7个减速带,相邻两个减速带间的距离均为50m。现有一辆质量为1.2t的小汽车,从斜坡上离减速带有一定距离的某处开始下滑,由于减速带、小汽车制动等因素的影响,使得小汽车通过相邻减速带间的平均速度均为10m/s。(小汽车的长度不计,减速带的宽度不计,g=10N/kg)则:
(1)小汽车从第1个减速带行驶到第7个减速带所用的时间是多少?
(2)小汽车从第1个减速带行驶到第7个减速带的过程中,重力做的功为多少?
答案:(1)30s ;(2) 1.8×106
解析:(1)小汽车通过相邻减速带的时间
由题意,小汽车通过全部减速带的时间
(2)小汽车下降的高度
小汽车重力
重力做功
答:(1)小汽车通过全部减速带的时间为30s ;
(2)重力做的功为1.8×106J。
12、(2022广东)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5×10-4m2。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强;
(2)机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力;
(3)机器人在水平地面上匀速直线移动30s,此过程中牵引力做的功。
答案:(1);(2)40N;(3)1200J
解析:
解:(1)机器人的重力
机器人对水平地面的压强
(2)机器人在水平地面上匀速直线移动时,受平衡力,牵引力等于阻力,则牵引力
(3)机器人在水平地面上匀速直线移动30s移动的距离
此过程中牵引力做的功
答:(1)机器人对水平地面的压强是;
(2)机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力是40N;
(3)机器人在水平地面上匀速直线移动30s,此过程中牵引力做的功是1200J。
13、(2022贵州毕节)(6分)如图,一辆货车匀速从山底A开到山顶B。货车重为5.0×104N,发动机的功率50kW保持不变,山坡AB长2000m,高h为300m,牵引力保持2.5×104N不变,不计空气阻力。求:
(1)汽车从山底开到山顶所做的有用功。
(2)山坡的机械效率。
(3)汽车在山坡上行驶时的摩擦力。
分析:(1)利用W=Gh求汽车从山底开到山顶所做的有用功;
(2)利用W=Fs算出牵引力做的总功,根据η=算出山坡的机械效率;
(3)额外功等于总功减去有用功,再利用W额=fs求阻力。
解析:
(1)牵引力做的有用功:
W有用=Gh=5.0×104N×300m=1.5×107J;
(2)汽车从山底开到山顶所做的总功为:
W总=Fs=2.5×104N×2000m=5×107J;
山坡的机械效率为:
η==×100%=30%;
(3)额外功为:
W额=W总﹣W有用=5×107J﹣1.5×107J=3.5×107J,
由W额=fs可得汽车在山坡上行驶时的摩擦力:
f===1.75×104N。
答:(1)汽车从山底开到山顶所做的有用功为1.5×107J;
(2)山坡的机械效率为30%;
(3)汽车在山坡上行驶时的摩擦力为1.75×104N。
本题考查了使用斜面时有用功、总功、机械效率、阻力的计算,明确有用功、总功、额外功的含义是关键。
14、(2022浙江金华)太阳能将成为全球未来供电的主要能源。某学校开展了“制作太阳能动力小车”的项目活动。小科制作的小车已经完成测定的参数如下:小车的质量为 100g,车长 8cm、宽 、6.5cm、高 3cm,轮胎与地面的总接触面积为 2cm2。完成下列问题:
(1)小车静止在水平地面时,对地面的压强为多少?
(2)某次测试中,小车在阳光照射下行驶 40 米用时 1 分 20 秒, 该次测试中小车的速度为多少?
(3)测试中,小车以最快速度 0.8m/s 在水平地面上匀速直线行驶, 若受到的阻力为重力的 0.1 倍,此时小车的功率为多少瓦?
答案:
(1)5000Pa
(2)0.5m/s
(3)0.08w
解析:
(1)G=mg=0.1kg×10N/kg=1N ………………………………1 分
P=F/S=G/S=1N/2×10-4m2=5000Pa ………………………………………………2 分
(2)1 分 20 秒=80 秒
v=S/t=40m/80s=0.5m/s …………………………2 分
(3)f=0.1G=0.1×1N =0.1N ………………………………1 分
物体匀速直线运动时,F=f=0.1N
P=Fv=0.1N×0.8m/s=0.08w ……………………………2 分
15、(2022重庆B卷)某品牌国产电动汽车匀速通过长约1800m的朝天门长江大桥用时120s,整个过程中汽车牵引力的功率恒为9.0×103W。求:
(1)整个过程中汽车行驶的速度;
(2)整个过程中汽车牵引力所做的功。
答案:(1)15m/s;(2)1.08×106J
解析:(1)根据题意可知,汽车匀速行驶的路程s=1800m,所用时间t=120s,整个过程中汽车行驶的速度为
(2)根据题意可知,汽车匀速通过朝天门长江大桥的汽车牵引力的功率恒为P=9.0×103W,所用时间t=120s,则整个过程中汽车牵引力所做的功为
答:(1)整个过程中汽车行驶的速度为15m/s。
(2)整个过程中汽车牵引力所做的功为1.08×106J。
16、(2022重庆A卷)“共建卫生城市,构建美好家园”,如图所示是“雾炮车”喷洒水雾以减少扬尘的情段。某次喷酒完后,该车在的牵引力作用下,匀速通过200m的平直道路用时20s。求:
(1)此过程中该车的速度;
(2)此过程中该车牵引力的功率。
答案:(1)10m/s;(2)4×104W
解析:(1)由题意可知,根据公式可得此过程车的速度为
(2)根据公式P=Fv可得,该车牵引力的功率为
P=Fv=4×103N×10m/s=4×104W
答(1)此过程中该车的速度为10m/s;
(2)此过程中该车牵引力的功率为4×104W。
17、(2022山东济宁)为支援上海疫情防控、保障民生,蔬菜运输车(如图所示)从山东寿光出发,历经9小时15分钟,行程777公里,于4月18日上午8点抵达上海徐汇区。该蔬菜运输车总质量为31t,轮子与地面的总接触面积为6200cm2。(g取10N/kg)求:
(1)运输车全程的平均速度;
(2)运输车对水平路面的压强;
(3)在某段平直公路上,运输车匀速行驶9km用时6min,受到的阻力为2.6×103N,则运输车牵引力做功的功率。
分析:(1)已知运输车行驶路程和时间,利用速度公式可计算速度;
(2)蔬菜运输车静止在水平路面时,地面受到压力的大小等于运输车和蔬菜的总重,根据p=求出地面受到的压强;
(3)蔬菜运输车在某段平直公路上匀速行驶时,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,二力的大小相等,根据W=Fs求出牵引力做的功;利用P=求出蔬菜运输车牵引力做功的功率。
解析:(1)蔬菜运输车的运行时间为t=9小时15分钟=9.25h,
运输车全程的平均速度为:
v===84km/h;
(2)蔬菜运输车满载时车对水平路面的压力:
F=G总=m总g=31×103kg×10N/kg=3.1×105N;
满载时车对地面的压强;
p===5×105Pa;
(3)蔬菜运输车做匀速直线运动,F牵=F阻=2.6×103N,
蔬菜运输车牵引力做的功为:
W=F牵s=2.6×103N×9×103m=2.34×107J;
运输车牵引力做功的功率为:
P===6.5×104W。
答:(1)运输车全程的平均速度为84km/h;
(2)运输车对水平路面的压强为5×105Pa;
(3)在某段平直公路上,运输车匀速行驶9km用时6min,受到的阻力为2.6×103N,则运输车牵引力做功的功率为6.5×104W。
18、(2022浙江金华)太阳能将成为全球未来供电的主要能源。某学校开展了“制作太阳能动力小车”的项目活动。小科制作的小车已经完成测定的参数如下:小车的质量为100g,车长8cm、宽6.5cm、高3cm,轮胎与地面的总接触面积为2cm2完成下列问题:
(1)小车静止在水平地面时,对地面的压强为多少?
(2)某次测试中,小车在阳光照射下行驶40米用时1分20秒,该次测试中小车的速度为多少?
(3)测试中,小车以最快速度0.8m/s在水平地面上匀速直线行驶,若受到的阻力为重力的0.1倍,此时小车的功率为多少瓦?
答案:(1);(2);(3)
解析:
解:(1)小车的重力
小车对地面的压强
(2)测试过程中小车行驶的时间
t=1min20s=80s
则该次测试中小车的速度
(3)小车受到的阻力
因为小车在水平地面上匀速直线运动,所以小车的牵引力
则此时小车的功率
答:(1)小车静止在水平地面时,对地面的压强为5000Pa;
(2)该次测试中小车的速度为0.5m/s;
(3)此时小车的功率为0.08W。
19、(2022黑龙江龙东)疫情防控期间,疾控部门要经常对环境进行消杀。一台运送消毒液的车辆,满载后总质量为,车轮与地面总接触面积为,该车沿平直公路匀速行驶后到达目的地,共消耗汽油,车匀速行驶过程中,牵引力始终为,汽油的热值。求:
(1)车满载时受到的总重力;
(2)车满载后静止在水平地面时对地面的压强;
(3)车行驶过程中发动机的效率。
答案:(1)1.4×105N;(2)3.5×105Pa;(3)30%
解析:
解:(1)车满载时受到的总重力
G=mg=14×103kg×10N/kg=1.4×105N
(2)车满载后静止在水平地面时对地面的压力
F=G=1.4×105N
对地面的压强
(3)牵引力做的功
W=Fs=1.5×104N×4.6×103m=6.9×107J
燃烧汽油释放的热量
Q放=m汽q=5kg×4.6×107J/kg=2.3×108J
发动机的效率
答:(1)车满载时受到的总重力为1.4×105N;
(2)车满载后静止在水平地面时对地面的压强为3.5×105Pa;
(3)车行驶过程中发动机的效率为30%。
20、(2022内蒙古包头)如图所示,5G智能机器人安装有超声波雾化器自动喷枪,工作时,将消毒液均匀雾化到空气中进行消毒。下表为智能机器人的部分参数,其中额定雾化量是指雾化器工作1h能够雾化消毒液的体积。(g取10N/kg)
(1)求机器人未装消毒液且静止时,对水平地面的压强;
(2)未装消毒液,机器人在水平地面以0.5m/s速度匀速直线运动10min,机器人受到的阻力为自身重力的0.1倍,求牵引力做的功;
(3)装满消毒液,机器人总重力增加了160N,以额定雾化量消毒一段时间后,机器人对水平地面的压强减小了2×103Pa,求此次消毒所用的时间。
答案:(1)2.5×104Pa;(2)1.5×104J;(3)0.5h
解析:
解:(1)机器人未装消毒液且静止时,对水平地面的压强
(2)机器人运动10min行驶的路程
机器人在水平地面匀速运动,所受阻力和牵引力是一对平衡力,大小相等,则机器人的牵引力
牵引力做的功
(3)装满消毒液 质量
消毒液的密度
消毒后机器人对地面减小的压力
消毒液减小的质量
消毒液减小的体积
消毒所用时间
答:(1)机器人对水平地面的压强为2.5×104Pa;
(2)牵引力做的功为1.5×104J;
(3)此次消毒所用的时间为0.5h。
21、(2022黑龙江牡丹江、鸡西)如图所示工人师傅正在用叉车搬运货物,现将质量为1t的货物匀速提高1.5m用时5s。试求:
(1)货物上升的速度是多少
(2)货物所受到的重力是多少
(3)叉车提升货物时对货物所做的功是多少
(4)叉车提升货物的功率是多少
答案:(1)0.3m/s;(2)104N;(3)1.5×104J;(4)3×103W
解析:
解:(1)货物上升的速度
(2)货物所受的重力
G=mg=1000kg×10N/kg=104N
(3)叉车提升货物时对货物所做的功
W=Fs=104N×1.5m=1.5×104J
(4)叉车提升货物的功率
答:(1)货物上升的速度是0.3m/s;
(2)货物所受到的重力是104N;
(3)叉车提升货物时对货物所做的功是1.5×104J;
(4)叉车提升货物的功率是3×103W。
22、(2022黑龙江绥化) 如图甲所示,有一底面积为0.01m2,质量为3kg的正方体物块,在拉力F的作用下在水平面上做直线运动。拉力随时间变化、速度随时间变化图象分别如图乙、丙所示,已知物块在2~4s的运动距离为2m。求:
(1)物块静止时对水平面的压强;
(2)在2~4s物块受到的摩擦力;
(3)在前6s内,拉力F做的功。
答案:(1);(2);(3)
解析:
解:(1)物块对水平面压力
物块对水平面的压强
(2)由图象可知物块在4~6s做匀速直线运动,摩擦力f与拉力F大小相等,即
物块运动过程压力和接触面粗糙程度不变,摩擦力不变。所以2~4s物块受到的摩擦力
(3)0~2s物块处于静止状态拉力不做功,已知物块在2~4s运动距离,2~4s拉力F做的功
物块在4~6s内运动的距离
4~6s拉力F做的功
前6s拉力F做的功
答:(1)物块静止时对水平面的压强是;
(2)在2~4s物块受到的摩擦力是6N;
(3)在前6s内,拉力F做的功是42J。
23、(2024年甘肃定西)如图所示,电动独轮平衡车深受年轻人的青睐。爸爸给小东也买了一辆平衡车做礼物,平衡车的一些参数如表格所示。小东在广场上的水平路面上以最高速度匀速骑行了。若小东的质量为,求:
(1)小东骑行的距离;
(2)小东在水平路面上骑行时,车对地面的压强;(,车对地面的压力等于人和车受到的总重力)
(3)若骑行平衡车时所受阻力为人和车总重的0.1倍,则小东在水平路面上以最高速度匀速骑行时,平衡车的功率。
平衡车参数
净重 含电池组
最高车速
轮胎接地面积
【答案】(1)900m;(2);(3)275W
【解析】
【详解】解:(1)小东3min骑行的距离
(2)小东在水平路面上骑行时,车对地面的压力
车对地面的压强
(3)骑行平衡车时所受阻力
因为匀速行驶,所以牵引力
平衡车的功率
答:(1)小东3min骑行的距离是900m;
(2)车对地面的压强是;
(3)平衡车的功率是275W。
24、(2024年山东)在节能减排的今天,油电混合动力汽车(以下称“油电汽车”)已走进普通百姓家庭,油电汽车安装了一台内燃机和一台电机,这台电机既可以充当电动机驱动汽车,又可以充当发电机给蓄电池充电。该油电汽车空车质量1120kg,电池容量44kW·h,汽车行驶时所受阻力与汽车总重的比值为0.1,g取10N/kg。
(1)当该油电汽车需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时,内燃机启动,给汽车提供动力,并通过“电机”给蓄电池充电,从能量转化的角度来看,该“电机”是将__能转化为__能;
(2)该油电汽车空车静止在水平地面上时,车胎与地面总接触面积约为1000cm2,则汽车对地面的压强是多少?__
(3)小明爸爸的体重为80kg,小明爸爸独自驾驶该油电汽车匀速行驶时,汽车受到的牵引力是多少?__
(4)小明爸爸独自驾驶该油电汽车行驶,其的速度随时间的变化图像如图所示,则该油电汽车在第10min到第40min时间内牵引力做的功及功率各是多少?__
【答案】 ①. 机械 ②. 电 ③. ④. 1200N ⑤. ,
【解析】
【详解】(1)[1][2]内燃机通过电机给蓄电池充电,该电机相当于发电机,将机械能转化为电能。
(2)[3]汽车对地面的压力
F = G = mg =1120kg×10N/kg =11200N
汽车对地面的压强为
(3)[4]汽车匀速行驶的时间
t = (40-10)×60s=1800s
汽车匀速行驶的路程
汽车受到牵引力大小
F = f = 0.1G总= 0.1m总g=0.1(m+m2)g=0.1×(1120kg+80kg)×10N/kg = 1200N
(3)[5]牵引力做的功
牵引力的功率
25、(2024年内蒙古包头)如图,装载车和收割机以2m/s的速度同向做匀速直线运动,收割机每分钟将50kg粮食装载到车上。装载车空载时质量为,车轮与地面总接触面积为,车受到的阻力为车总重力的0.2倍。(g取10N/kg,收割开始时车为空载状态,设装载车始终在水平地面上,不计空气阻力)求
(1)装载车1分钟内走过的路程;
(2)装载车空载时对地面的压强;
(3)装载车工作多长时间功率达到30kW。
【答案】(1)120m;(2);(3)50min
【解析】
【详解】解:(1)装载车1分钟内走过的路程
(2)装载车空载时对地面的压力
装载车空载时对地面的压强
(3)装载车功率达到30kW时,受到的牵引力为
装载车匀速行驶,处于平衡状态,受到的阻力与牵引力相等,即
因车受到的阻力为车总重力的0.2倍,故
车和粮食的总重力为
粮食的总重力
粮食质量
由题意可知,收割机每分钟将50kg粮食装载到车上,则装载车工作的时间
答:(1)装载车1分钟内走过的路程为120m;
(2)装载车空载时对地面的压强为;
(3)装载车工作50min功率达到30kW。
26、(2024年广东)2024年4月30日,神舟十七号载人飞船返回舱成功着陆,如图所示。若返回舱质量为,在着陆过程中,从距地面1m高处竖直向下落地,用时0.4s。()
(1)求返回舱在这段时间内
①平均速度;
②重力做的功;
(2)若返回舱静止时与水平地面的接触面积为,求它对水平地面的压强。
【答案】(1)①2.5m/s,②;(2)
【解析】
【详解】解(1)①这段时间内返回舱的平均速度
②重力做功
(2)静止在水平地面上的返回舱对地面的压力等于返回舱的重力mg,与水平地面接触面积为,其对水平地面压强
答:(1)返回舱在这段时间内①平均速度为2.5m/s;
②重力做的功为;
(2)若返回舱静止时与水平地面的接触面积为,它对水平地面的压强为。
27、(2024年四川内江) 在某届机器人与人工智能国际会议中,图甲为某款静止在水平地面上的智能机器人,重力为400N。它在某次引领接待工作中,沿水平直线匀速运动,受到的水平阻力为机器人自重的0.02倍,运动路程s随时间t变化的图像如图乙所示。则:
(1)静止时,地面对智能机器人的支持力大小为多少N?
(2)在0~4s内,动力对机器人做的功为多少J?
【答案】(1)400N;(2)16J
【解析】
【详解】解:(1)静止时,智能机器人处于平衡状态,地面对智能机器人的支持力与机器人所受重力为一对平衡力,则支持力大小等于重力大小,即支持力
F支=G=400N
(2)由图像可知,在0~4s内,机器人做匀速直线运动,机器人处于平衡状态,动力与阻力为一对平衡力,则动力大小等于阻力大小,即动力
F=f=0.02G=0.02×400N=8N
由图像可知,在0~4s内,机器人的运动路程为2m,动力对机器人做的功
W=Fs=8N×2m=16J
答:(1)静止时,地面对智能机器人的支持力大小为400N;
(2)在0~4s内,动力对机器人做的功为16J。
28、(2024年吉林)质量为的新能源汽车停在水平地面上,轮胎与地面接触的总面积为。求:
(1)这辆新能源汽车受到的重力(g取10N/kg);
(2)这辆新能源汽车对水平地面的压强。
【答案】(1)1.6×104N;(2)2×105Pa
【解析】
【详解】解:(1)这辆新能源汽车受到的重力
(2)这辆新能源汽车对水平地面的压力
这辆新能源汽车对水平地面的压强
答:(1)这辆新能源汽车受到的重力1.6×104N;
(2)这辆新能源汽车对水平地面的压强2×105Pa。
29、(2024黑龙江绥化市)如图甲,质量为40kg货物静止在水平地面上,与地面的接触面积是。如图乙。工人用250N的拉力F,将货物用滑轮组匀速提升到3m高的二楼,此过程中货物上升的速度是0.2m/s。求:
(1)货物静止在水平地面上时,对地面的压强;
(2)工人用滑轮组提升货物时做功功率;
(3)滑轮组的机械效率;
(4)为提高该滑轮组的机械效率,请你提出一条合理建议。
【答案】(1);(2);(3);(4)见解析
【解析】
【详解】解:(1)因为货物静止在水平地面上,对地面压力为
则货物对地面的压强为
(2)由图可知,有效绳子段数,绳子自由端移动的速度为
工人做功的功率为
(3)滑轮组的机械效率为
(4)为提高该滑轮组的机械效率,措施有:①增加所提升的物重②减轻动滑轮重。
答:(1)货物静止在水平地面上时,对地面的压强为;
(2)工人用滑轮组提升货物时做功的功率为;
(3)滑轮组的机械效率为;
(4)见解答。
30、(2024广西)一艘货轮在长江某河段行驶,50s内匀速通过200m的路程,其牵引力为5×105N,求:
(1)货轮行驶的速度;
(2)牵引力做的功;
(3)牵引力的功率。
【答案】(1)4m/s;(2)1×108J;(3)2×106W
【解析】
【详解】解:(1)货轮行驶的时间t=50s,行驶的路程s=200m,则货轮行驶的速度
(2)牵引力F=5×105N,则牵引力做的功
(3)牵引力的功率
答:(1)货轮行驶的速度为4m/s;
(2)牵引力做的功为1×108J;
(3)牵引力的功率为2×106W。
31、(黑龙江龙东) 如图是某厂家开发的汽车,其质量为1500kg,车轮与地面接触的总面积为,该车在水平路面上匀速直线行驶13.8km,用时10min,这一过程中汽车发动机的输出功率为。
(1)汽车静止在水平地面上时,对地面的压强是多少?
(2)汽车牵引力所做的功是多少?
(3)行驶过程中汽车受到的阻力是多少?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】解:(1)汽车静止在水平地面上时,对地面的压力为
对地面的压强为
(2)汽车行驶的速度为
汽车发动机的输出功率为,汽车牵引力为
汽车牵引力所做的功
(3)该车在水平路面上匀速直线行驶,所以阻力等于牵引力,阻力为
答:(1)汽车静止在水平地面上时,对地面的压强是;
(2)汽车牵引力所做的功是;
(3)行驶过程中汽车受到的阻力是。
32、(2024年甘肃临夏州)2023年12月18日23时59分,临夏州积石山县发生6.2级地震,道路中断、房屋倒塌、人员伤亡,人民群众生命财产安全受到严重威胁。地震发生后,中国人民解放军第一时间赶赴灾区开展抢险救灾工作。此次抢险工作中,我国自主研发的运-20重型军用运输机负责运送物资及相关救援设备,为抢险工作赢得了时间。
(1)求运-20以720km/h的速度飞行1.5h,能飞行多少千米?
(2)若飞机及所有物资总重达150t,与地面的总接触面积约为1.5m2,则飞机静止在水平地面上时对地面的压强是多大?(g取10N/kg)
(3)若运-20在空中以720km/h的速度水平匀速直线飞行时所受阻力为,求此过程中发动机的功率。
【答案】(1)1080;(2);(3)
【解析】
【详解】解:(1)已知运-20以720km/h的速度飞行1.5h,能飞行的距离为
(2)若飞机及所有物资总重达150t,即150000kg,总重力为
飞机静止在水平地面上时对地面的压力大小等于总重力大小,即
已知飞机与地面的总接触面积约为1.5m2,由压强公式可得,飞机静止在水平地面上时对地面的压强是
(3)运-20水平匀速直线飞行时所受阻力为,则发动机提供的牵引力大小等于所受阻力大小,即为
运-20在空中的速度为
由功率的推导式可得,此过程中发动机的功率为
答:(1)能飞行1080千米;
(2)飞机静止在水平地面上时对地面的压强是;
(3)此过程中发动机的功率为。
33、(2022贵州黔东南)据新华社报道,5月31日上午,贵阳至黄平高速公路全线通车。贵黄高速的通车,将极大地方便沿线群众出行,提升贵阳市、黔南州、黔东南州至长江三角洲、长株潭城市群通道运输能力,对完善全省高速公路网络、推动沿线资源开发、振兴乡村经济提供强有力的交通支撑。贵黄高速主线全长120.6公里,设计时速100公里。周末,小明与他爸爸从黄平开着小汽车到贵阳游玩,人和车的总质量为1.5t,四轮与地面接触总面积为200cm2。若小汽车在行驶过程中受到的阻力是人和车总重力的0.04倍(取g=10N/kg),求:
(1)因车发生故障,当车停在水平的应急道上(人未下车)时,车对水平地面的压强;
(2)若该车在某平直路段以72km/h的速度匀速行驶了25s,此过程小汽车牵引力的功率。
答案:(1);(2)
解析:
解:(1)汽车和人的总质量
汽车和人对地面的压力等于人和车的总重力
汽车静止时对地面的压强
(2)车在某平直路段匀速行驶,牵引力等于摩擦阻力
此过程小汽车牵引力的功
汽车牵引力做功的功率
答:(1)汽车静止在水平地面时对地面的压强为7.5x105 Pa;
(2)此过程中汽车牵引力所做的功。
34、(2024年黑龙江齐齐哈尔)如图所示为我国研制的四座氢燃料内燃机飞机验证机。该飞机使用氢为燃料,高压储氢罐可储氢4kg,最大起飞质量可达。已知飞机静止在水平地面上时,轮胎与地面的总接触面积为;在空中以180km/h的速度匀速直线巡航时,前置螺旋桨为飞机提供的牵引力为。已知氢的热值为。求:
(1)发动机未工作前,飞机静止在水平地面上,达到最大起飞质量时对地面的压强为多少?
(2)高压储氢罐内4kg的氢完全燃烧放出的热量为多少?
(3)飞机以180km/h的速度匀速直线巡航0.5h,前置螺旋桨为飞机提供的牵引力做的功为多少?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】解:(1)飞机静止在水平地面上时的压力
飞机静止时对水平地面的压强
(2)氢完全燃烧放出的热量
(3)由可得,飞机匀速巡航的路程
牵引力做的功
答:(1)达到最大起飞质量时对地面的压强为6×104Pa;
(2)高压储氢罐内4kg的氢完全燃烧放出的热量为5.6×108J;
(3)前置螺旋桨为飞机提供的牵引力做的功为1.8×108J。
35、(2024年天津)如图所示的是一种智能装卸机器人,它能够代替人工进行货物装卸。该机器人在内将质量为的货物沿竖直方向匀速提升。取,求:
(1)货物所受的重力;
(2)机器人提升货物的功率。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】解:(1)货物所受的重力
(2)机器人提升货物的功率
答:(1)货物所受的重力是;
(2)机器人提升货物的功率是。
36、(2024年湖北)据统计,每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标,氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大,使用氢燃料电池的交通工具不断丰富,其应用流程如下。
(1)氢燃料电池将化学能直接转化为_________能;
(2)当储氢瓶内气体压强为时,求瓶内壁的面积上受到的压力;____
(3)以氢燃料电池卡车为例,若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h,功率为172kW。
①求卡车的行驶速度;____
②求卡车所受牵引力;____
③与燃油卡车相比,氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少?(燃油机的效率取36%,燃油的热值q取)____
【答案】 ①. 电 ②. ③. 20m/s ④. ⑤. 132kg
【解析】
【详解】(1)[1]氢燃料电池发生化学反应,将化学能直接转化为电能,供用电器使用。
(2)[2]当储氢瓶内气体压强为时,由得,瓶内壁的面积上受到的压力
(3)[3]①卡车的行驶速度
[4]②根据可得,卡车输出能量
由可得卡车匀速行驶72km所受牵引力
[5]③解法一:由
可得,燃油完全燃烧释放的热量为
由可得需要的燃油
减排的二氧化碳
解法二:
燃油燃烧生成的热量
效率
联立可得
需要的燃油
减排的二氧化碳
37、(2024年安徽)一起重机在10s内将重为5000N的物体竖直向上匀速提升2m,求:
(1)物体上升的速度大小:
(2)起重机提升物体的功率。
【答案】(1)0.2m/s;(2)1000W
【解析】
【详解】解:(1)物体上升的速度
(2)由题意知,物体匀速上升,在物体受到的拉力与重力是一对平衡力,所以,拉力
F=G=5000N
起重机做的功
W=Fh=5000N×2m=10000J
起重机提升物体的功率
答:(1)物体上升的速度大小为0.2m/s;
(2)起重机提升物体的功率为1000W。
38、(2024年云南)AI机器人逐渐改变了我们的生活,我国自主研发的某款人形机器人身高1.65m,质量55kg。某次测试中该机器人用100N竖直向上的力将箱子在2s内匀速抬高1m。求:
(1)机器人所受的重力;
(2)2s内机器人对箱子所做的功;
(3)2s内机器人对箱子做功的功率。
【答案】(1)550N; (2)100J; (3)50W
【解析】
【详解】解:(1)机器人所受的重力
G=mg=55kg×10N/kg=550N
(2)2s内机器人对箱子所做的功
W=Fs=100N×1m=100J
(3)2s内机器人对箱子做功的功率
答:(1)机器人所受的重力为550N;
(2)2s内机器人对箱子所做的功为100J;
(3)2s内机器人对箱子做功的功率为50W。
39、(2024年重庆A卷)为推动成渝双城经济圈建设,重庆金凤隧道主城区段于2024年4月28日正式通车。隧道全长约6km,设计最高时速60km/h。(不计车身长度)求:
(1)汽车通过隧道至少需要的时间;
(2)若一辆功率为100kW的货车匀速通过该隧道用时8min,货车的牵引力是多大。
【答案】(1)0.1h;(2)
【解析】
【详解】解:(1)汽车通过隧道至少需要的时间为
(2)货车匀速通过该隧道用时8min,则货车的速度为
货车的功率为100kW,由
得到货车的牵引力为
答:(1)汽车通过隧道至少需要的时间为0.1h;
(2)若一辆功率为100kW货车匀速通过该隧道用时8min,货车的牵引力为。
40、(2024年四川广安)周末,小成同学骑自行车前往离家较近的邓小平图书馆研修学习。在某段平直的公路上,其运动的图像如图所示。已知小成和自行车总重力为600N,运动时所受阻力大小恒为总重力的0.2倍;
(1)求自行车在匀速直线运动时所通过的路程;
(2)如果自行车在前10s内所通过的路程为30m,那么自行车在0~50s内克服阻力所做的功为多少?
【答案】(1)200m;(2)27600J
【解析】
【详解】解:(1)由图可知,自行车从第10s开始做匀速直线运动,速度为5m/s,所以自行车在匀速直线运动时所通过的路程
s=vt=5m/s×(50s-10s)=200m
(2)运动时所受阻力大小恒为总重力的0.2倍,自行车在0~50s内克服阻力所做的功
W=fs总=0.2Gs总=0.2×600N×(30m+200m)=27600J
答:(1)自行车在匀速直线运动时所通过的路程为200m;
(2)自行车在0~50s内克服阻力所做的功为27600J。
41、(2024年成都)2024年1月,“成都造”飞行汽车AE200在民航西南局的见证下首飞成功,如图。此飞行汽车是全国首个获民航局适航审定批复的有人驾驶电动垂直起降飞行器,其最大航程可达300km。若该飞行汽车实现通航,从成都市中心出发飞往天府国际机场,航程为68km,仅耗时15min,g取10N/kg,求:
(1)该飞行汽车从成都市中心到天府国际机场的平均速度是多少km/h?
(2)若飞行汽车载着质量为70kg的乘客竖直匀速上升500m,汽车对该乘客做功为多少J?
【答案】(1)272km/h;(2)3.5×105J
【解析】
【详解】解:(1)飞行时间
t=15min=0.25h
平均速度
(2)乘客的重力
G=mg=70kg×10N/kg=700N
汽车对乘客做功
W=Fs=Gh=700N×500m=3.5×105J
答:(1)该飞行汽车从成都市中心到天府国际机场的平均速度是272km/h;
(2)汽车对该乘客做功为3.5×105J。
42、(2024山东临沂)2024年2月20日,临沂迎来强降雪。环卫部门以雪为令,迅速启用除雪车全力除雪以保障道路畅通。图甲是一辆除雪车正在水平路面上除雪的场景,该车10min内的运动图象如图乙所示。若该除雪车的总质量为6t,除雪过程中所受水平阻力为,车轮与地面的总接触面积为,g取,求该除雪车:
(1)对水平地面的压强;
(2)10min内通过的路程;
(3)10min内牵引力所做的功。
【答案】(1);(2)2640m;(3)
【解析】
【详解】解(1)除雪车对水平地面的压力
除雪车对水平地面的压强
(2)由图乙知,0~6min是除雪前的情况,其速度为4m/s,6~10min为除雪后的情况,其速度为5m/s。除雪车前6min内通过的路程
除雪车后4min内通过的路程
除雪车10min内通过的路程
(3)除雪过程,车做匀速匀速直线运动,所受的牵引力等于所受的水平阻力,除雪车10min内牵引力所做的功
答:(1)对水平地面的压强为;
(2)10min内通过的路程为2640m;
(3)10min内牵引力所做的功为。
43、(2024江苏盐城)“鲲龙”国产大型水陆两栖飞机AG600,最大起飞质量为53500kg,正常的巡航速度为500km/h,一次能将12000kg的水在20s内吸至4m高处。g取。求:
(1)若火场距离最近的水源100km,飞机从水源地巡航到火场至少需要的时间。
(2)飞机的最大起飞重力。
(3)飞机吸水的功率。
【答案】(1)720s; (2)5.35×105N; (3)2.4×104W
【解析】
【详解】解:(1)由可得,飞机从水源地巡航到火场至少需要的时间
(2)飞机的最大起飞重力
G=mg=53500kg×10N/kg=5.35×105N
(3)飞机对水做的功
W=Gh=m水 gh=12000kg×10N/kg×4m=4.8×105J
飞机吸水的功率
答:(1)飞机从水源地巡航到火场至少需要的时间为720s;
(2)飞机的最大起飞重力为5.35×105N;
(3)飞机吸水的功率为2.4×104W。
44、(2024甘肃白银)如图所示,电动独轮平衡车深受年轻人的青睐。爸爸给小东也买了一辆平衡车做礼物,平衡车的一些参数如表格所示。小东在广场上的水平路面上以最高速度匀速骑行了。若小东的质量为,求:
(1)小东骑行的距离;
(2)小东在水平路面上骑行时,车对地面的压强;(,车对地面的压力等于人和车受到的总重力)
(3)若骑行平衡车时所受阻力为人和车总重的0.1倍,则小东在水平路面上以最高速度匀速骑行时,平衡车的功率。
平衡车参数
净重 含电池组
最高车速
轮胎接地面积
【答案】(1)900m;(2);(3)275W
【解析】
【详解】解:(1)小东3min骑行的距离
(2)小东在水平路面上骑行时,车对地面的压力
车对地面的压强
(3)骑行平衡车时所受阻力
因为匀速行驶,所以牵引力
平衡车的功率
答:(1)小东3min骑行的距离是900m;
(2)车对地面的压强是;
(3)平衡车的功率是275W。
45、(2023年山东潍坊)图示为某公司研发的一款太阳能辅助电动车,车身上部铺满了太阳能电池薄膜,可实现太阳能和充电桩两种充电模式。使用前对该车进行测试,在其匀速直线行驶阶段,有关测试数据如下表所示。已知该车行驶过程所受阻力包括摩擦力和空气阻力,摩擦力为整车重力的0.03倍,空气阻力与行进速度的关系为,。若定义该车的推进效率为该车的牵引力所做的功与其消耗电能之比,用字母表示,g取10N/kg,求该车本次测试过程中:
整车质量 940kg
行驶路程 54km
行驶时间 0.5h
消耗电能
(1)行驶的速度;
(2)牵引力做功的功率;
(3)推进效率。
答案:(1)30m/s;(2)9000W;(3)
解析:解:(1)由题意知,根据可得,电动车的行驶速度为
(2)由可得,电动车受到的重力为
由题意知,摩擦力为整车重力的0.03倍,则电动车受到的摩擦力为
又知,空气阻力与行进速度的关系为,则电动车受到的空气阻力为
电动车在水平面上匀速行驶,牵引力大小等于受到空气阻力与摩擦力之和的大小,即
由可得,牵引力的功率
(3)根据可得,牵引力做的功为
由题意知,该车的推进效率为该车的牵引力所做的功与其消耗电能之比,即
答:(1)行驶的速度为30m/s;
(2)牵引力做功的功率为9000W;
(3)推进效率为。
46、(2023年甘肃兰州)一辆燃油汽车沿平直公路匀速行驶了108km,所用时间为1h,消耗汽油10kg,汽车在行驶过程中所受阻力恒为1380N(汽油的热值)。求:
(1)汽车行驶的速度;
(2)牵引力的功率;
(3)汽车发动机的效率。
答案:(1)108km/h;(2)4.14×104W;(3)32.4%
解析:解:(1)汽车行驶的速度
(2)汽车沿平直公路匀速行驶,牵引力和阻力是平衡力,牵引力
F=f=1380N
牵引力的功率
(3)牵引力做的功
W=Pt=4.14×104W×3600s=1.4904×108J
汽油完全燃烧放出的热量
Q=mq汽油=10kg×4.6×107J/kg=4.6×108J
汽车发动机的效率
答:(1)汽车行驶的速度是108km/h;
(2)牵引力的功率是4.14×104W;
(3)汽车发动机的效率是32.4%。
47、(2023年黑龙江龙东)如图是目前一些学校为中小学生提供校车,方便学生的上下学同时也保证了学生的安全。小明同学家距离学校12km,他乘校车到学校用时30min。问:
(1)校车从小明家到学校的平均速度是多少km/h?
(2)若校车和人的总质量为4.5t,当校车静止时与水平地面的总接触面积为0.15m2,此时校车对地面压强是多少?
(3)若校车以36km/h的速度在水平地面上匀速行驶一段距离,校车受到的阻力是车和人总重力的0.1倍,此时该校车牵引力的功率是多少?
答案:(1);(2);(3)
解析:解:(1)校车从小明家到学校需要的时间
t=30min=0.5h
校车从小明家到学校的平均速度
(2)校车对地面的压力
校车对地面压强
(3)校车的速度
v=36km/h=10m/s
校车匀速运动,受到的牵引力和阻力是平衡力,牵引力
此时该校车牵引力的功率
答:(1)校车从小明家到学校的平均速度是;
(2)校车对地面压强是;
(3)若校车牵引力的功率是。
48、(2023年黑龙江齐齐哈尔)如图所示为我国生产的一款水陆两栖观光车,它既能在陆地上行驶,又能像船一样在水中航行。该车的总质量是12t,空载静止在水平地面上时,四个车轮与地面接触的总面积为0.2m2。求:
(1)该车空载静止在水平地面上时,它对水平地面的压强是多少?
(2)该车空载(驾驶员质量忽略不计)在水中航行时,受到的浮力是多少?
(3)该车在水中以36km/h的速度匀速直线航行5min,此时发动机输出功率为180kW,观光车航行过程中受到的阻力是多少?
答案:(1);(2);(3)
解析:解:(1)该车空载时的质量
该车空载时对水平地面的压力
该车空载时对水平地面的压强
(2)该车空载时在水中航行处于漂浮状态,则该车空载时在水中航行受到的浮力
(3)该车在水中航行过程中发动机输出功率
该车在水中航行的速度
根据公式可知,发动机的牵引力为
因为车匀速直线运动,受到的阻力与牵引力是一对平衡力,大小相等,所以
答:(1)该车空载静止在水平地面上时,它对水平地面的压强是;
(2)该车空载(驾驶员质量忽略不计)在水中航行时,受到的浮力是;
(3)观光车航行过程中受到阻力是。
49、(2023年甘肃金昌) 随着人们生活水平的提高,房车旅游受到了大众的青睐,某公司推出了如图所示的小型房车,小林和父母参观车展时试驾了该车,该车在平直公路上以54km/h的速度匀速行驶了3600m,已知车轮与水平地面总接触面积为0.4m2,试驾时车和人总质量为4×103kg,阻力是车重的0.1倍。(假定汽车静止时对地面的压力大小等于汽车总重力,汽车匀速行驶时牵引力等于阻力,g取10N/kg。)求:
(1)该房车匀速行驶了多长时间?
(2)该房车静止在水平地面上时,对地面的压强是多少?
(3)该房车匀速行驶时牵引力做功的功率是多大?
答案:(1)240s;(2)1×105Pa;(3)6×104W
解析:解:(1)由题意可知,试驾的路程为s=3600m,试驾时的速度为
v=54km/h=15m/s
故由可得,试驾所用的时间为
(2)房车的总质量为m=4×103kg,故房车的重力为
G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N
由可得,房车对地面的压强为
(3)由题意可得,房车所受阻力为
f=0.1G=0.1×4×104N=4×103N
房车在水平路面匀速行驶,处于受力平衡状态,故由二力平衡可得,房车所受牵引力大小为
F牵=f=4×103N
由P=Fv可得,牵引力的功率为
P=F牵v=4×103N×15m/s=6×104W
答:(1)该房车匀速行驶了240s;
(2)该房车静止在水平地面上时,对地面的压强为1×105Pa;
(3)该房车匀速行驶时牵引力做功的功率为6×104W。
50、(2023年湖北武汉)智能机器正在进入我们的生活,为人们提供高效、精准的服务。某台全自动扫拖一体机器人主要由锂电池组、扫地模组、吸尘模组、拖地模组、升降模组和车轮模组等组件构成,它既可以扫地,也可以拖地。小强同学在面积为S1=27m 的空房间(矩形ABCD)内,用这台机器人打扫家庭卫生。
(1)机器人扫地过程中,若在1×103s内总共做了2.4×104J的功,则机器人做功的功率是多少W?
(2)机器人底部构造如图甲所示,两块面积均为S2=1.8×10-2m2的抹布固定在转盘O1、O2上,在升降模组控制下,下降并压迫地面,利用两块抹布旋转擦洗和加压拖地。机器人在瓷砖地面上拖地时,两块抹布对瓷砖地面的压力为12N,两块抹布对瓷砖地面的压强是多少Pa?
(3)机器人拖地过程可用如图乙所示的简化模型进行研究,关门后,机器人(用⊙O表示)从图示位置开始,贴近墙壁AB沿着弓形路线拖洗地面,在地面上拖出水带(水的痕迹)的宽度均为d=0.3m,其中平行于墙边AB的任意相邻的两条水带都不重叠,当机器人拖出第15条水带到达墙角C处时,刚好将整个房间的地面拖洗了1次。机器人受到的牵引力为F=20N,牵引力的功率为3W。忽略墙边和墙角处机器人沿着弓形路线无法拖洗的地面面积,设机器人沿着弓形路线运动时速度大小不变,求机器人需要多长时间,才能沿着弓形路线将整个房间的地面拖洗1次?
答案:(1);(2);(3)600s
解析:解:(1)由题意知,机器人在1×103s内总共做了2.4×104J的功,根据得,
(2)由题意知,两块面积均为S2=1.8×10-2m2,两块抹布对瓷砖地面的压力为12N,根据得,两块抹布对瓷砖地面的压强为
(3)由题意知,机器人拖出水带的宽度均为d=0.3m,平行于墙边AB的任意相邻的两条水带都不重叠,空房间的面积为S1=27m ,由面积公式可得,机器人拖地所走的路程为
又知机器人受到的牵引力为F=20N,牵引力的功率为3W,根据得,机器人拖地时的速度为
由速度公式可知,机器人拖完整个房间需要时间为
答:(1)机器人扫地过程中,若在1×103s内总共做了2.4×104J的功,则机器人做功的功率为。
(2)两块抹布对瓷砖地面的压强是。
(3)机器人需要600s时间,才能沿着弓形路线将整个房间的地面拖洗1次。
51、(2023年湖南永州) 周末小明陪着妹妹,由父母驾驶国产新能源汽车到“国际慢城”双牌县的阳明山看“花海”。
汽车和车内的人总质量为,静止在水平地面时,轮胎与地面接触的总面积为,求此时汽车对地面的压强;
汽车在开往阳明山的路程中,在某段路上匀速直线行驶,用时,已知汽车在该路段受到的摩擦力为,求汽车在该路段的速度和功率。
答案:解:
汽车对地面的压力,
汽车对地面的压强;
由题意得,汽车的速度;
因为汽车做匀速直线运动,则有牵引力,
所以汽车的功率。
答:汽车对地面的压强为;汽车在该路段的速度为;汽车的功率为。
解析:根据计算出汽车和车内人的总重力大小,即为对地面的压力大小,再利用压强公式计算汽车对地面的压强;
利用速度公式计算汽车在该路段的速度;根据二力平衡,可知汽车的牵引力大小等于收到的摩擦力大小,再利用计算汽车的功率。
本题考查了固体压强的计算、速度的计算、功率的计算,属于基础题。
52、(2023年山东烟台) 在宜居宜业和美乡村建设中,某施工队正在进行农村基础设施改建,建筑工人利用小型的升降机来搬运水泥。如图甲所示,某次搬运过程中,工人在的时间内,将袋水泥匀速提起,电动机牵引绳子的拉力为,每袋水泥质量为。取,求:
拉力做功的功率;
滑轮组的机械效率小数点后保留位小数;
为了一次能提升更多的水泥,物理实践小组利用学过的知识对升降机的滑轮组进行重新设计,如图乙所示。假设升降机足够稳定,电动机输出功率足够大,电动机牵引绳子的拉力仍为,吊篮及动滑轮的总重力为,不计绳重和摩擦,则这种设计的装置一次能提起多少袋水泥?
答案:解:图甲中滑轮组动滑轮绕绳子的段数是段,绳子自由端移动的距离:,
拉力做功:,
拉力做功的功率:;
水泥总重力:,
有用功:,
滑轮组的机械效率:;
由图乙可知滑轮组动滑轮绕绳子的段数是段,不计绳重和摩擦,根据得到水泥的总重力:,这种设计的装置一次能提起水泥的袋数:。
答:拉力做功的功率是;
滑轮组的机械效率是;
这种设计的装置一次能提起袋水泥。
解析:由图甲可知滑轮组动滑轮绕绳子的段数,知道水泥升高的距离,求出绳子自由端移动的距离,又知道拉力,根据求出总功,根据得到拉力做功的功率;
知道水泥质量,根据求出水泥重力,根据得到有用功,根据机械效率公式求出滑轮组的机械效率;
由图乙可知滑轮组动滑轮绕绳子的段数,不计绳重和摩擦,根据求水泥的总重力,由总重力和每袋水泥的重力得到水泥的袋数。
本题考查了使用滑轮组时绳子的拉力、有用功、总功和机械效率的计算,根据机械效率公式求出机械效率,这是计算机械效率最基本的方法。
53、(2023年甘肃武威) 随着人们生活水平的提高,房车旅游受到了大众的青睐,某公司推出了如图所示的小型房车,小林和父母参观车展时试驾了该车,该车在平直公路上以的速度匀速行驶了。已知车轮与水平地面总接触面积为,试驾时车和人总质量为,阻力是车重的倍。假定汽车静止时对地面的压力大小等于汽车总重力,汽车匀速行驶时牵引力等于阻力,取。求:
该房车匀速行驶了多长时间?
该房车静止在水平地面上时,对地面的压强是多少?
该房车匀速行驶时牵引力做功的功率是多大?
【答案】解:该房车的速度,
行驶的时间;
该房车的总重力,
该房车静止在水平地面上时,对地面的压力,
对地面的压强为;
房车匀速行驶时受到的阻力,
由题知汽车匀速行驶时牵引力等于阻力,则牵引力,
牵引力做功的功率。
答:该房车匀速行驶了。
该房车静止在水平地面上时,对地面的压强是;
该房车匀速行驶时牵引力做功的功率是。
【解析】根据计算行驶的时间;
根据计算该房车的总重力,该房车静止在水平地面上时,对地面的压力等于总重力,根据计算压强;
根据题意计算房车匀速行驶时受到的阻力,汽车匀速行驶时牵引力等于阻力,根据计算牵引力做功的功率。
本题考查了速度、压强、功率的计算,属于基础题,要求掌握。
54、(2023年江苏苏州)如图甲所示,重500N、底面积为0.2m2的箱子放在水平地面上。现用一块直木板将该箱子匀速拉上平台(图乙)。已知拉力为350N,箱子沿板移动了2m,升高1m,用时20s。求:
(1)箱子对水平地面的压强;
(2)上移过程中拉力做功的功率;
(3)箱子克服木板摩擦力所做的功。
答案:(1);(2)35W;(3)200J
解析:(1)箱子对水平地面的压强
(2)拉力做功
拉力做功功率
(3)所做的有用功
克服摩擦力做功
答:(1)箱子对水平地面的压强为2.5×103Pa;
(2)上移过程中拉力做功的功率为35W;
(3)箱子克服木板摩擦力所做的功为200J。
55、(2023年四川遂宁) 我国电动汽车多项技术已领跑世界 。某型号的国产电动汽车所用电池电压 400V ,满电时能存储 80kW h 的能量 , 电池剩余 20%的能量时需要充电 (避免损伤电池)。如图 ,小红驾驶该型号车携家人出行发现 :汽车 在高速公路上通过 A 处时仪表显示电池剩余 95%的能量 ,汽车以 108km/h 的速度匀速直线行驶 30min 到达 B 处 时 ,仪表显示电池剩余 82.5%的能量 。已知全车总质量为 2t 。汽车在该路段受到的阻力是车重的 0.03 倍 ,请计
算该车通过这段高速路时的以下各量:( g= 10N/kg )
( 1 ) 汽车行驶的路程为多少 km?
( 2 ) 汽车受到的牵引力是多大?
(3) 汽车的能量转换效率多大?
解析:( 1 ) 由 v=可知 ,汽车行驶的路程 :s=vt= 108km/h ×h=54km;
( 2 ) 汽车受到的阻力 :f=0.03G=0.03mg=0.03 ×2 × 1000kg × 10N/kg =600N,
汽车匀速行驶时,汽车的牵引力与受到的阻力是一对平衡力,根据二力平衡条件可知,汽车的牵引力 F=f=600N; (3) 汽车所做的有用功 :W=Fs =600N ×54 × 1000m =3.24 × 107J,
消耗的电能 :W 电= ( 95% ﹣ 82.5%) W 总= 12.5% × 80 ×3.6 × 106J=3.6 × 107J,
汽车的能量转换效率: η===90%。
答:( 1 ) 汽车行驶的路程为 54km;
( 2 ) 汽车受到的牵引力是 600N。
汽车的能量转换效率为 90%。
56、(2023年浙江金华)我国设计生产的无人机世界领先,具有高效、轻巧、功率大等特点,广泛应用于工业、农业、军事等领域.如图为某型号农用无人机,主要用于播种、施肥、打药等,铭牌上的部分参数如下表所示.
整机型号 N420
最大起飞质量
药箱额定容量
作业速度
完成下列问题:
(1)这款无人机以的作业速度共水平飞行,需要多少小时
(2)这款无人机以最大起飞质量停放在水平地面,对地面的压强约,无人机与地面的总接触面积约为多少平方米
(3)若这款无人机以最大起飞质量、速度竖直向上匀速飞行,不计空气阻力,则按此要求计算无人机的功率至少是多少瓦
答案:解:(1)
(2)
(3)∵匀速
∴
(1)保温
(2)
(3)
57、(2023四川凉山)邛海湿地公园湖边的一个圆台形花岗石墩(形状如图甲)不慎落入1.9m深的湖底,该石墩的上表面积为,下表面积为,高为0.9m,质量为1.482t。工人师傅用起重机将其匀速吊出水面,起重机的功率为440W。石墩从刚好脱离湖底上升到上表面与水面相平共耗时50s(如图乙)。花岗石密度,不考虑石墩在水中运动受到的阻力。求:
(1)石墩的体积;
(2)石墩上升过程中,起重机的效率;
(3)若起吊前石墩与平整的湖底紧密接触(如图丙),湖底对石墩的支持力。
答案:(1);(2)67%;(3)
58、(2023年浙江丽水) 2023年广交会上展出的可骑行电动行李箱,受到许多客商的欢迎。某品牌电动行李箱的部分参数如下表。质量为50千克的测试者坐在空行李箱上(如图),以最大速度在展厅匀速直线骑行20秒,骑行时所受阻力是总重的0.04倍。
部分参数
最大速度 3米/秒
空箱质量 10千克
轮子与地面的总接触面积 0.003米2
(1)测试者在20秒内骑行的路程为___________米;
(2)求测试者坐在电动行李箱上时,行李箱对水平地面的压强;___________
(3)求测试过程中电动行李箱克服阻力做功的功率。___________
答案: ①. 60 ②. 2×105Pa ③. 72W
解析:(1)根据可得,测试者在20秒内骑行的路程为
(2)测试者坐在电动行李箱上时,总重力为
在水平地面上,行李箱对水平地面的压力等于总重力,即
根据可得,行李箱对水平地面的压强为
(3)由于骑行时行李箱所受阻力是总重的0.04倍,故行李箱受到的阻力为
根据
可得,测试过程中电动行李箱克服阻力做功的功率为
59、(2023四川自贡)为保家卫国,加强国防建设,我国自主研制了一款两栖坦克,坦克发动机最大功率为,满载时质量是,在野外陆地的最大速度是,在水中的最大速度是。已知,,请完成下列问题:
坦克满载在水中行进时,排开水的体积是多少?
坦克每条履带与地面的接触面积是,满载时对水平地面的压强多大?
在某次演习中,坦克以最大功率在水中行驶,发动机所做的功是多少?
答案:坦克满载时受到的重力:,
坦克漂浮在水中受到的浮力:,
由可得,此时它排开水的体积:,
坦克满载时静止在地面上,对地面的压力等于其重力,即,
两条履带的触地面积,;
坦克满载时对水平地面的压强:
;
在某次演习中,坦克以最大功率在水中行驶,发动机所做的功为:
。
故答案为:坦克满载在水中行进时,排开水的体积是;
坦克每条履带与地面的接触面积是,满载时对水平地面的压强是;
在某次演习中,坦克以最大功率在水中行驶,发动机所做的功是。
解析:在水上航行时,坦克处于漂浮状态,根据漂浮条件求出受到的浮力;根据阿基米德原理求出它排开的水的体积;
坦克在水平面上对地面的压力等于自身的重力,已知一条履带的触地面积,可求得两条履带的触地面积,然后根据压强公式求出坦克对地面的压强;
根据功计算可得。
本题考查压强、浮力、排开液体体积、功,关键是公式及其变形的灵活运用,要知道在水平面上物体对地面的压力等于物体自身的重力,漂浮的物体受到的浮力等于重力。
60、(2021广西贵港) 已知大山同学的质量为60kg,每只鞋底与地面的接触面积为0.015m2。大山在10s内用20N的水平拉力拉重为100N的物体沿拉力方向在水平地面上匀速前进了13m。(g取10N/kg)求:
(1)物体受到摩擦力的大小;
(2)大山前进的速度;
(3)拉力做功的功率;
(4)大山在水平地面上立正时对地面的压强。
答案:(1)20N;(2);(3);(4)
61、(2021昆明)“天问一号”火星探测器是中国人民的骄傲,因为它是我国首次登陆火星的探测器。着陆火星的“祝融号”,质量为 ,在牵引力的驱使下, 匀速运动了100m,假设祝融号在火星上受到的阻力是其在火星上所受重力的0.06倍,已知 ,火星表面大气密度是地球表面大气密度的0.01倍,g取 。
求:
(1)祝融号所受 阻力;
(2)在这段时间内牵引力做的功;
(3)同一物体在地球大气中受到的浮力与它在火星大气中受到的浮力之比。
答案:(1)144N;(2)1 44×104J;(3)5000:19
62、(2021山西)2021年5月15日,“祝融号”火星车在火星上留下了属于中国的第一道印记,如图甲所示。发射前,火星车在水平地面上进行测试时,受到的摩擦力为200N,其速度v与时间t的关系图象如图乙所示。火星车的质量为240kg,车轮与地面接触的总面积约为0.2m^2。(空气阻力忽略不计,g取10N/kg)求:
(1)火星车静止时,对水平地面的压强。
(2)火星车做匀速直线运动时,牵引力做的功。
(1)火星车静止时,对水平地面的压强为1.2×104 Pa;
(2)火星车做匀速直线运动时,牵引力做的功为1.2×103 J。
解析:(1)火星车静止时,对水平地面的压力:
,
对水平地面的压强:
;
(2)因火星车做匀速直线运动时处于平衡状态,牵引力和受到的摩擦力是一对平衡力,
所以,牵引力,
由图乙可知,火星车做匀速直线运动时的速度,运动的时间,
由可得,火星车匀速直线运动的距离:
,
牵引力做的功:
。
答:(1)火星车静止时,对水平地面的压强为;
(2)火星车做匀速直线运动时,牵引力做的功为。
解析:(1)火星车静止时,对水平地面的压力和自身的重力相等,根据求出其大小,利用求出对水平地面的压强;
(2)火星车做匀速直线运动时处于平衡状态,牵引力和受到的摩擦力是一对平衡力,二力大小相等,据此求出牵引力,根据图乙读出火星车做匀速直线运动时的速度和时间,根据求出火星车匀速直线运动的距离,利用求出牵引力做的功。
63、(2021湖南张家界)党的十九大报告提出,要建设生态宜居、生活富裕的新农村。某兴趣小组在社会实践中来到某乡村建筑工地,建筑工地工人们用如图甲所示的滑轮组来提升重物,不计绳重和摩擦。 (1)一个工人质量为60kg,竖直向上匀速拉动700N的重物时,绳上拉力为400N,将重物提升2m用时20s,滑轮组的机械效率为多少?
(2)在这20s的时间内拉力的功率为多少W?
(3)该工人能够提升的最重的物体约为多少kg?
(4)请你设计另一种最省力的绕线方式,并画于图乙中。
(5)利用最省力的方式,提升800N的重物,求绳上拉力的大小?
(6)利用最省力的方式,竖直向上以0.15m/s的速度匀速拉动绳子,求20s物体上升的距离?
答案:(1)滑轮组的机械效率为87.5%;
(2)在这20s的时间内拉力的功率为80W;
(3)该工人能够提升的最重的物体约为110kg;
(4)见上图; (5)绳上拉力的大小为300N;
(6)20s物体上升的距离为3m。
64、(2021广东深圳).(8分)深圳地铁岗厦北综合交通枢纽工程工地上,一线施工人员正在紧张忙碌,进行架桥机钢梁吊装等施工作业。(g取10N/kg)
(1)图2为图1中起重机的简图,请画出阻力F2的力臂l2。
(2)图3为架桥机的装置图,已知箱梁的质量为5×105kg,体积为200m3,架桥机滑轮组总拉力为4×105N, 自由端移动距离为25m,将箱梁提升1m。求:
①箱梁的密度;
②架桥机在此过程中的有用功;③架桥机在此过程中的机械效率。
答案:
.
(1)2500Kg/cm3
(2)5000000J
(3)50%
65、(2021湖北荆州)经过三年的紧张施工建设,荆州复兴大道主线于2020年12月31日贯通,如图甲,为荆州市居民出行带来极大的方便。图乙为复兴大道高架桥的部分路段示意图,水平路面AB长400m、斜坡BC长200m、坡高CD高4m。总质量m为1.5t的小汽车,每个轮胎与水平路面接触面积为0.1m,当它以大小不变的速度v通过AB段和BC段,共用时36s;小汽车在AB段和BC段行驶时受到的阻力始终是车总重的0.01倍,小汽车通过AB段时,牵引力的功率为P1,通过BC段时,牵引力的功率为P2,g=10N/kg。求:
(1)小汽车静止在水平地面时对地面的压强p是多大
(2)小汽车的速度v是多少km/h
(3)小汽车通过AB段时,牵引力的功率P1是多少
(4)小汽车牵引力的功率P1与P2之比是多少
答案:(1);(2);(3);(4)
解析:(1)小汽车静止在水平地面时对地面的压力
F=G=mg=1.5103kg10N/kg=1.5104N
已知轮胎与水平路面总接触面积S=0.4m2,公交车静止在水平地面时对地面的压强
(2)小汽车的速度v是
(3)小汽车通过AB段时,牵引力
小汽车通过AB段时,牵引力的功率P1
()通过BC段时,小汽车克服重力和摩擦了做功,BC段的摩擦力
通过BC段时,小汽车用的时间为12s,通过BC段时,牵引力的功率为P2等于重力做功的功率与阻力做功的功率之和
小汽车牵引力的功率P1与P2之比
答:(1)小汽车静止在水平地面时对地面的压强p是;
(2)小汽车的速度v是60km/h;
(3)小汽车通过AB段时,牵引力的功率P1是;
(4)小汽车牵引力的功率P1与P2之比是。
66、(2021广西贺州)随着科技的发展,低碳环保电瓶车的出现极大地方便了人们的出行。一天,小明的妈妈驾驶电瓶车送小明上学。假设小明的妈妈驾驶电瓶车是匀速行驶的,电瓶车的牵引力恒为100N,从家到学校的路程是1.5km,用时5min。求:
(1)电瓶车行驶的速度是多少m/s;
(2)电瓶车受到地面的摩擦力;
(3)电瓶车牵引力的功率。
答案:(1)电瓶车的速度:
(2)因为电瓶车匀速行驶,由二力平衡可知:
(3)因为电瓶车匀速行驶,电瓶车牵引力的功率:.
67、(2021浙江舟山)健康的生活既要注意平衡膳食,还要积极参加体育锻炼。如图所示为可调式握力器,可用于锻炼手部肌肉。锻炼时只要抓住左手柄,用力抓紧使其碰触右手柄上的计数按钮,即算完成一个握力动作。
(1)握力器的力度可以通过使用调节器移动弹簧下端的位置来改变。现在需要将力度调小,则应该将弹簧下端向 右 (选填“左”或“右”)移。
(2)小嘉用平均大小为500牛的力抓握力器的手柄,使手柄在力的方向上移动6厘米完成一个握力动作,则做功多少焦?
(3)小嘉饮用一罐净含量为330毫升的可乐后,获得的能量为540千焦。若获得能量的10%用于握力做功,则消耗这些能量需要完成多少个题(2)中的握力动作?
解析:(1)弹簧拉伸的形变程度越大,其弹力越大,所需的握力就越大,反之,所需的握力就越小。向右调节调节器,可使弹簧的伸长量变小,所需力度就变小;
(2)已知握力大小F=500N,移动的距离s=6cm=0.06m,
完成一个动作做的功:W=Fs=500N×0.06m=30J.
(3)获得的总能量Q=540×103J×10%=5.4×104J,
完成一个动作需做功:W=30J,
动作个数:.
答案:(1)向右移;
(2)完成一个握力动作需做功30J;
(3)消耗这些能量需要完成1800个题(2)中的握力动作。
68、(2021湖南岳阳)“绿色出行,低碳生活”。新能源汽车因环保、节能、高效等优势,成为人们日常使用 重要交通工具。如图是国内某型号的新能源汽车,满载时的总质量为1600Kg,在平直公路上匀速行驶1000m,用时50s,此过程中汽车牵引力做功1.5×106J,求满载时:
(1)汽车的总重力;
(2)汽车匀速行驶时的速度;
(3)汽车匀速行驶时所受的牵引力。
答案:(1)1.6×104N (2)20m/s (3)1500N
69、(2021四川达州)如图甲、乙所示,物体M先后浸没在水和浓盐水中,用同一滑轮组从两种液体中将物体M匀速提出水面,拉力F和随时间t变化的图像如图丙所示。不计绳重、摩擦及水的阻力,物体M不吸水、不沾水,。
图丙中______ 选填“A”“B”曲线表示拉力F随时间t变化的图像。
求物体M浸没在水中受到的浮力。
QUOTE 如果物体M浸没在水中滑轮组的机械效率为,完全拉出水面滑轮组的机械效率为,浸没在浓盐水中滑轮组的机械效率为,已知::24,::19,求物体M浸没在盐水中的浮力。
答案:A
解析:解:当物体M浸没在液体中时,由可知,液体的密度越大,物体M受到浮力越大,
因为,所以M浸在两种液体受到的浮力,
而浸在液体中的物体受到的浮力,所以M在液体中受到的拉力,
又因为绳自由端的拉力,
所以拉力,则图丙中A曲线表示拉力F随时间t变化的图像;
由图丙可知物体M在完全离开水面时绳自由端的拉力,
此时有:
当物体M浸没在水中时绳自由端受到的拉力,令此时物体M在水中受到的拉力为,
则有:
有:
所以物体M浸没在水中受到的浮力为:;
由于绳重和摩擦不计,则,
所以,物体离开水面前,滑轮组的机械效率:,
物体离开水面后,滑轮组的机械效率:,
所以,,
解得:,
则动滑轮的重力为:,
令物体M在浓盐水中受到的拉力为,浮力为,绳自由端受到的拉力为,物体离开浓盐水前,滑轮组的机械效率:,
所以,,
解得:。
答:;
物体M浸没在水中受到的浮力为60N;
物体M浸没在盐水中的浮力72N。
当物体M浸没在液体中的物体时,由可知,液体密度越大,物体M受到浮力越大,从而判断出在两种液体中受到浮力大小的关系,由可判断动滑轮对M拉力的关系,从而确定绳自由端拉力的关系;
由分别表示出物体离开水面前后绳自由端所受的拉力,再由可求出物体M浸没在水中受到的浮力;
用分别表示出物体离开液面前浸没在液体中和物体离开液面后滑轮组的机械效率,再利用机械效率的比值求出物体M的重力,从而求出动滑轮的重力,再利用机械效率的比值求出物体M浸没在盐水中的浮力。
70. (2021江苏泰州)为响应国家提出的“节能减排,低碳生活”的号召。质量为60kg的小明同学每天坚持骑自行车上学,他所骑自行车质量为15kg,轮胎与水平地面的总接触面积为30cm2,在水平路面上匀速骑行时所受阻力为总重力的0.02倍(g取10N/kg)。求:
(1)小明和自行车总重力;
(2)他骑行时自行车对地面的压强;
(3)若他在水平路面上5min内匀速骑行了1500m,则他骑行时的功率是多大。
答案:(1)750N;(2);(3)75W
解析:(1)小明和自行车的总重力
G=(m1+m2)g=(60kg+15kg)×10N/kg=750N
(2)他骑行时自行车对地面的压强
(3)阻力为
f=0.02G=0.02×750N=15N
因为匀速,所以动力等于15N,速度为
他骑行时的功率是
P=Fv=15N×5m/s=75W
答:(1)小明和自行车的总重力750N;
(2)他骑行时自行车对地面的压强;
(3)若他在水平路面上5min内匀速骑行了1500m,则他骑行时的功率是75W。
71.((2021山东东营))如图是某科技小组设计的打捞装置示意图,已知被打捞的合金块密度为4×103kg/m3,体积为0.01m3。每个滑轮重100N,绳重和摩擦均忽略不计。(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)合金块下表面距水面5m时,求合金块下表面所受水的压强。
(2)合金块未露出水面时,求合金块受到的浮力。
(3)完全露出水面后,合金块在5s内匀速上升了2m,求人的拉力及其功率。
解析:(1)合金块下表面所受水的压强
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa;
(2)因为金属块浸没水中,所以金属块排开水的体积:
V排=V金=0.01m3;
金属块所受的浮力:
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N;
由ρ=可得,合金块的质量:
m金=ρ合金V金=4×103kg/m3×0.01m3=40kg,
G金=m金g=40kg×10N/kg=400N,
完全露出水面后,人所用拉力:
F=(G金+G动)=(400N+100N)=250N,
绳子自由端移动的距离:
s=2h=2×2m=4m,
人的拉力做功:
W=Fs=250N×4m=1000J,
拉力的功率:
P===200W。
答案:(1)合金块下表面所受水的压强为5×104Pa;
(2)合金块受到的浮力为100N。
(3)人的拉力为250N,其功率为200W。
72、(2021河南)电动清扫车以其环保高效等优点,在创建卫生城市中大显身手。图为一电动清扫车正在工作时的情景。
(1)电动清扫车的主要部件是电动机,其工作原理是______;清扫过程中,驾驶员相对于清扫车是______(选填“静止”或“运动”)的;
(2)清扫车停在水平路面上,总质量为800kg,清扫刷与路面不接触,轮胎与路面总接触面积为0.04m2,车对路面的压强为多少?g取10N/kg;( )
(3)清扫车完成任务后,在平直道路上以5m/s的速度匀速直线行驶,经10min到达垃圾处理站,行驶过程中车所受阻力大小恒为400N,则牵引力做的功为多少?( )
答案: ①. 通电导体在磁场中受到力的作用 ②. 静止 ③. ④.
解析:(1)电动清扫车的主要部件是电动机,是将电能转化为机械能,通电导体在磁场中受到力的作用;驾驶员与清洁车一起运动,故相对于清洁车,驾驶员的位置没有发生变化,故相对于清洁车是静止的。
(2)车对路面的压强为
则车对路面的压强为。
(3)清扫车行驶的路程为
牵引力做的功为
则牵引力做的功为。
73、(2021山东临沂).2021年3月24日,临沂市获得2020年山东16地市经济社会发展综合考核一等奖,同时还获得打赢污染防治攻坚战等单项奖励。绿化喷洒车对城区道路的卫生清洁保持工作功不可没。如图所示的绿化喷洒车空载时的质量为6t,罐体有效容积为8m3,该喷洒车从水源地装满水后,沿平直公路以15m/s的速度匀速驶向距离2.7km的目的地,行驶过程中喷洒车受到的阻力为1.5×104N,车轮与地面的总接触面积为0.4m2,g取10N/kg。求喷洒车从水源地到目的地:
(1)所用的时间;
(2)牵引力所做的功;
(3)对水平地面的压强。
答案:(1)180s;(2)4.05×107J;(3)
解:(1)所用的时间
(2)因为匀速,所以牵引力等于阻力为1.5×104N,牵引力所做的功
W=Fs=1.5×104N×2700m=4.05×107J
(3)水质量为
总质量为
(3)对水平地面的压强
答:(1)所用的时间180s;
(2)牵引力所做的功4.05×107J;
(3)对水平地面的压强。
74、(2021湖北武汉)如图甲所示,某款国产水陆两用挖掘机的机械臂可绕O点转动,这辆挖掘机有两条履带,每条履带内均有1个由合金材料制成的空心浮箱,每个浮箱(可视为长方体)宽为1.5m,高为2m,合金密度为8.0×103kg/m3。
(1)某次测试中,质量为60kg的驾驶员驾驶挖掘机,从6m高的平台沿斜坡向下缓慢行驶20m,到达水平地面。
①请在图乙中画出挖掘机沿斜坡向下缓慢行驶时,挖掘机对斜坡的压力的示意图;
②在上述过程中,驾驶员的重力做了多少功
(2)如图甲所示,开始时机械臂伸直且静止,O、A、B三点在同一直线上,OA=10m,AB=0.5m,机械臂和斗铲整体的重心在A点;机械臂控制斗铲装取质量为1t的沙石后,机械臂、斗铲和伸缩杆缓慢运动到如图甲所示的位置时静止,这时机械臂、斗铲和沙石整体的重心在B点。已知伸缩杆先后两次对机械臂的支持力(支持力垂直于机械臂)之比为5:7,则机械臂和斗铲的总质量是多少
(3)已知制作每个浮箱时所用合金的体积V与浮箱长度L的关系如图丙所示,不计履带排开水的体积和驾驶员的质量,除2个完全相同的浮箱外,挖掘机其余部分的质量为33t。若挖掘机漂浮在水中,2个浮箱浸入水中的深度均不超过1.5m,则每个浮箱的长度至少是多少
答案:(1)① ,②3. 6×103J;(2)3t;(3)10m
解析:(1)①压力的作用点在接触面上,压力的方向垂直于接触面,如图所示:
。
②已知驾驶员的质量为60kg,下降的高度为6m,则驾驶员的重力做的功为
W=Fs=Gh=mgh=60kg×10N/kg×6m=3.6×103N
(2)根据杠杆平衡条件,当机械臂控制斗铲未装取砂石时,可得出
F1l1=GAlOA
机械臂控制斗铲装取质量为1t的沙石后,动力臂不变,动力变为F2,可得出
F2l1=(GA+G石)lOB
因为伸缩杆先后两次对机械臂的支持力(支持力垂直于机械臂)之比为5:7,则F1:F2=5:7,则可得
带入数据可得
解得GA=3×104N,则机械臂和斗铲的总质量为
(3)由图丙可得到的函数关系式为
V=0.07m2L+0.05m3
由题意知,挖掘机漂浮在水中,则
F浮= G总=G排=ρ水gV排
挖掘机的总重力为
因为2个浮箱浸入水中的深度均不超过1.5m,则浮箱排开水的体积为
由以上各式联立可得
带入数据可得
解得L=10m。
答:(1)①挖掘机对斜坡的压力的示意图为
;
②在上述过程中,驾驶员的重力做了3. 6×103J的功;
(2)机械臂和斗铲的总质量是为3t;
(3)每个浮箱的长度至少为10m。
75、(2021河北)图28甲是一辆起重车的图片,起重车的质量为9.6t,有四个支撑脚,每个支撑脚的面积为0.3m2,起重时汽车轮胎离开地面。图28乙是起重车吊臂上的滑轮组在某次作业中将质量为1200kg的货物匀速提升,滑轮组上钢丝绳的拉力F为5000N,货物上升过程中的s-t图象如图28丙所示。(不考虑绳重,g取10N/kg),求:
(1)提升货物过程中起重车对水平地面的压强;
(2)拉力F的功率;
(3)提升货物过程中滑轮组的机械效率。
答案:(1)G总=G车+G物=(m车+m物)g=(9.6×103kg+1.2×103kg)×10N/kg=1.08×105N,
S车=4S轮=4×0.3m2=1.2m2,;
(2),V绳=3V物=3×0.25m/s=0.75m/s,P=FV绳=5000N×0.75m/s=3750W;
(3)。
76、(2021浙江台州)是某简易吊装机,其简化结构如图乙所示
(1)吊装机工作时,顶端定滑轮的作用是
(2)吊装机总重为1500牛,其重力作用线通过A点。结合乙图数据计算,当吊装机匀速吊起重物时,为防止翻倒,最多能吊起多少牛的重物?
(3)吊装机在使用时,通常在一定位置压上配重防止翻倒。将同一配重分别放在图中D、E、F处时,能达到最佳防翻效果的是
(4)电动机的额定功率是1200瓦,正常工作时消耗的电能有75%转化为重物的机械能。当吊装机配重足够时,可在10秒内使重物匀速上升3米,求所吊重物受到的重力大小。
甲 乙
答案:
(1)改变力的方向 (2)300N (3)F (4)3000N
解析:(2)当所挂物体较重时,吊装机会向左绕B(C)点倾斜,此时,可以把整个吊装机看做一根杠杆,B(C)点为支点,动力为所品物体重,设为G,动力臂l1=1.5m,阻力为吊装机总重,F2=1500N,阻力臂l2=1.5-1.25=0.25m,根据Gl1=F2l2,可得, G=300N。
(3)所加配置为阻力,当阻力臂越大的时候,吊装机越不容易倾倒。
(4)电机工作产生的机械能全部用来使抬升物体,所以W物=G物h=ηW电代入数据即可解得G物=3000N
77、(2021云南)(8分)自行车骑行是生活中一种环保的出行方式。如图所示,小明骑自行车出行的途中,沿直线匀速经过一段长100m的平直路面,用时20s。该过程中前后轮与地面的总接触面积为20cm2。若小明的质量为55kg,自行车重150N,骑行时受到的阻力为总重的0.03倍。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)求骑行时车对水平地面的压强;
(2)该压强相当于多高水柱产生的压强?
(3)求骑行过程中动力做的功及功率。
答案:(1)求骑行时车对水平地面的压强为3.5×105Pa;
(2)该压强相当于35m高水柱产生的压强;
(3)骑行过程中动力做的功为2100J,功率为105w。
分析:(1)小明和自行车对水平地面的压力等于他们的重力;由压强公式p=可以求出自行车对地面的压强;
(2)根据液体压强公式p=ρ液gh进行计算;
(3)自行车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,二力大小相等,根据W=Fs求出此过程中动力做的功;再根据功率公式P=求出功率。
解析:(1)小明的重力为:G小明=mg=55kg×10N/kg=550N,
小明和自行车对地面的压力为:F=G小明+G自行车=550N+150N=700N,
自行车前后轮与地面的总接触面积为:S=20cm2=2×10﹣3m2;
骑行时自行车对地面的压强为:p===3.5×105Pa;
(2)根据液体压强公式p=ρ液gh可知:h===35m;
(3)骑行时自行车受到的阻力为:f=0.03(G小明+G自行车)=0.03×700N=21N,
由于自行车在做匀速直线运动,所以自行车受到的牵引力与阻力为一对平衡力,即:F=f=21N,
所以骑行过程中动力做的功为:W=Fs=21N×100m=2100J,
骑行过程中动力做的功的功率为:P===105w。
78、如图所示,图甲是某大型起吊装置,图乙是其机械起吊部分的简化示意图,已知物体A质量为500kg,底面积为1.25m2,不计绳重量、机械部分摩擦和水的阻力,请完成以下问题。(g=10N/kg)
(1)起吊前物体A静止在地面上,其对地面的压强是多少?
(2)如图乙所示,当绳子自由端的拉力为1000N时,地面对物体A的支持力为1650N,增加绳子自由端的拉力后物体A被成功匀速提升2m,请计算此时整个机械的机械效率。
(3)工人师傅利用该装置将另一物体B以0.1m/s的速度匀速放入水中过程中,绳子拉力功率随时间变化关系如图丙所示,请计算物体B的密度。( )
答案:(1)4000Pa;(2)88.5%;(3)
79、(2021重庆A卷)2020年12月8日,中尼两国共同宣布珠峰的最新高度为8848.86m。体重为500N的小海同学想一睹珠峰的雄伟魅力,从重庆坐火车经过约40h行驶了约3080km到达拉萨,然后坐汽车到达珠峰大本营。
(1)求火车的平均速度;
(2)从拉萨到珠峰大本营海拔升高了1600m,求该过程中克服小海重力做的功。
解析:(1)从重庆坐火车经过约40h行驶了约3080km到达拉萨,则火车的平均速度为:
v===77km/h;
(2)从拉萨到珠峰大本营海拔升高了1600m,该过程中克服小海重力做的功为:
W=Gh=500Nx1600m=8×105J。
答:(1)求火车的平均速度为77km/h;
(2)从拉萨到珠峰大本营海拔升高了1600m,该过程中克服小海重力做了8×105J的功。
80、(2021陕西)暑假期间,小明和家人自驾去秦始皇兵马俑博物馆参观。
(1)全家人上车后,汽车对水平地面的压强比空载时______;
(2)若该车在某段水平路而上匀速行驶10min,牵引力做功4.8×107 J,此过程中牵引力的功率是多大?( )
(3)到达目的地,他们将车停放在露天停车场后进入博物馆参观。参观完毕准备返回时,打开车门发现车内温度特别高,无法立刻进入。回家后小明想探究太阳暴晒对车内空气温度的影响,他回想起曾经看过的一档科普电视节目做过的实验,实验测得太阳暴晒下,3~5 min车内温度就能达到40~50℃。通过回看该节目,他获取了一组有关太阳辐射和小汽车的数据:夏天正午时,某城市地表上每秒每平方米获得的太阳辐射能量约500 J。其中能使物体吸热升温的主要是红外辐射,其能量约占太阳辐射能量的一半。小汽车的有效吸热面积约为8 m2 ,车内空气体积约为2m3,车内空气吸热效率约为50%;
①小明根据节目所给数据,计算出了理论上一定时间内车内空气升高 温度,并通过查阅资料了解到车内空气升温受车辆散热、空气流通等诸多因素影响,综合分析得出节目实测结果是可信的。请你写出理论上1 min 车内空气升高温度的计算过程[ρ空气=1.3kg/m3,c空气=1.0×103J/(kg ℃),结果保留一位小数];( )
②若汽车不可避免地在太阳暴晒下停放较长时间,请你写出一条缓解车内气温快速上升的措施:______。
答案: (1). 大 (2). 8×104J (3). 23.1℃ (4). 车窗留缝,增加气体流动性
81、(2021四川乐山)工人用如图所示装置从水井中匀速吊起一个重为800N的物体,所用拉力F为250N,20s内物体上升了6m(物体的上表面始终未露出水面),已知动滑轮重20N,绳重及摩擦均忽略不计。求:
(1)20s内绳子自由端A移动的距离;
(2)拉力F做功的功率;
(3)物体在水中所受浮力的大小。
答案:(1)12m;(2)150W;(3)320N
82、(2021四川内江)现有一辆汽车以30m/s的速度在平直公路上匀速行驶,突然发现正前面有一辆因故障而停止的小货车,于是紧急刹车。汽车司机从发现这一情况到紧急刹车所需反应时间为0.5s,刹车后经过10s汽车停止,在刹车后汽车的平均速度为15m/s,g=10N/kg。求:
(1)从司机发现情况到汽车停止这段时间,汽车运动的路程是多少?
(2)如果汽车的质量为3t,正常行驶时受到的阻力为重力的0.3倍,那么,汽车在反应时间内牵引力做的功是多少?
答案:(1)165m;(2)
解析:(1)在发现到开始刹车的时间内,汽车做匀速运动,汽车前进的路程
在刹车的时间内,汽车前进的距离为
从司机发现情况到汽车停止这段时间,汽车运动的路程
(2)汽车匀速行驶所受阻力
汽车牵引力等于阻力,即
牵引力做的功
=9×103N×15m=1.35×105J
答:(1)从司机发现情况到汽车停止这段时间,汽车运动的路程是165m;
(2)汽车在反应时间内牵引力做的功是1.35×105J。
压强、浮力
83、(2024年新疆维吾尔自治区 新疆生产建设兵团)如图所示,某长方体空心砖内有若干个柱形圆孔,空心砖的质量为1.5kg,空心部分(柱形圆孔)体积占长方体体积的。将其分别平放、侧放、竖放于水平地面上时,空心砖对水平地面的压强依次为5年中考题分类---力学计算题题答案
1、(2024年黑龙江牡丹江)如图甲所示,我国自主研制的R20000-720型全球最大塔式起重机,拥有性能超强、技术先进、专利众多等特点,是塔机制造史上一次重要的突破。该塔机最大起重量为720t,最大起升高度为400m。
(1)请在图乙中画出物体沿竖直方向匀速上升过程中受力的示意图。
(2)若塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m,拉力做的功是多少?
(3)若塔机在(2)过程中所用时间为200s,拉力做功的功率是多少?
2、(2022上海) 用大小为5牛的水平方向的拉力 F 使重力为 20 牛的物体在 10 秒内匀速运动 10 米,求这段时间里物体拉力 F做的功 W 和功率 P。
3、(2022山西)频闪拍摄是研究物体运动的最好方式之一、如图所示,是小亮用相机每隔0.5s曝光一次,拍摄的汽车在平直公路上行驶时的频闪照片。拍摄过程中汽车的总质量约为1.6t,所受阻力约为车重的0.3倍。搜集汽车信息得知车身长3m,静止时车轮与地面的总接触面积为 .求:(g取10N/kg)
(1)汽车静止时对水平地面的压强;
(2)拍摄过程中汽车的输出功率。
4、(2022河南)小明在科技博览会上参加义务劳动,需要把一个质量为12kg的展品从地面搬到高1.2m的展台上,如图所示。g取10N/kg。
(1)要把展品从地面搬到展台上,他至少需要对展品做多少功?
(2)展台台面承受的压强不能超过40kPa,如果把展品放到水平台面上,展品与台面的接触面积是40cm2,台面会不会被压坏?请通过计算说明。
(3)展品展示时,要求台面水平。请你简述一种检验台面是否水平的操作方法。
5、(2022辽宁营口) 随着科技发展,有些餐厅利用机器人送餐。某次送餐时,机器人与食物的总质量为30kg,轮子与水平地面的接触面积为1×10-3m2,机器人受到的阻力为30N。求:
(1)静止时机器人对水平地面的压强;(g取10N/kg)
(2)机器人水平匀速运动36m,用时1min,牵引力做功的功率是多少?
6、(2022江西)如图所示,是某同学陪奶奶去超市买的一桶食用油,奶奶说这桶里的油有10斤。已知食用油的密度为0.92×103kg/m3,1L=1dm3。
(1)请通过计算判断奶奶说的话是否正确;(1千克等于2斤);
(2)该同学提着这桶油在水平路面上走了10m,求此过程中拉力对油做的功;
(3)该同学提油时感觉到很勒手,请你提出一种解决该问题的方法,并简述其中所运用的物理知识。
7、(2022山东泰安)电动车是人们便捷出行的交通工具。某人骑着电动车在水平路面上沿直线行驶了,已知他和电动车的总重力为,轮胎和地面的总接触面积为。假定骑行过程中电动车的牵引力恒为,在此骑行过程中,求:
(1)牵引力做的功;
(2)电动车对水平路面的压强。
8、(2022安徽中考) 在一次跳伞表演中,运动员在的时间内竖直向下匀速降落了。若运动员和降落伞作为整体受到的重力为,求这个整体在该过程中:
(1)所受阻力的大小;
(2)所受重力做功的功率。
9、(2022广东深圳)一校车质量为30t,车轮与地面总接触面积为0.5m2,水平匀速行驶时校车受到的阻力为重力的0.03倍,校车匀速行驶200米,问:
(1)求车对地面的压强;
(2)校车2小时内行驶了150km,问平均速度超不超过限速(限速80km/h);
(3)整个过程牵引力做功多少?
10、(2022广西北部湾) 第十二届中国(南宁)国际园林博览会为打造“智慧园博”,引入纯电动无人驾驶观光车,供市民免费乘坐游览,如图所示。若观光车与乘客总质量为600kg,轮胎与地面的总接触面积为0.02m2,在园内某段平直路面上匀速行驶30m,用时10s,牵引力为2×103N,求:
(1)观光车行驶的速度;
(2)牵引力做的功;
(3)观光车静止在水平地面上时对地面的压强。
11、(2022四川内江)车速过快是造成交通事故的重要原因之一,为限制车速,常常在下坡路段设置减速带。如图所示是有减速带的斜坡示意图,在倾角为 的斜坡上有7个减速带,相邻两个减速带间的距离均为50m。现有一辆质量为1.2t的小汽车,从斜坡上离减速带有一定距离的某处开始下滑,由于减速带、小汽车制动等因素的影响,使得小汽车通过相邻减速带间的平均速度均为10m/s。(小汽车的长度不计,减速带的宽度不计,g=10N/kg)则:
(1)小汽车从第1个减速带行驶到第7个减速带所用的时间是多少?
(2)小汽车从第1个减速带行驶到第7个减速带的过程中,重力做的功为多少?
12、(2022广东)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5×10-4m2。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强;
(2)机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力;
(3)机器人在水平地面上匀速直线移动30s,此过程中牵引力做的功。
13、(2022贵州毕节)(6分)如图,一辆货车匀速从山底A开到山顶B。货车重为5.0×104N,发动机的功率50kW保持不变,山坡AB长2000m,高h为300m,牵引力保持2.5×104N不变,不计空气阻力。求:
(1)汽车从山底开到山顶所做的有用功。
(2)山坡的机械效率。
(3)汽车在山坡上行驶时的摩擦力。
14、(2022浙江金华)太阳能将成为全球未来供电的主要能源。某学校开展了“制作太阳能动力小车”的项目活动。小科制作的小车已经完成测定的参数如下:小车的质量为 100g,车长 8cm、宽 、6.5cm、高 3cm,轮胎与地面的总接触面积为 2cm2。完成下列问题:
(1)小车静止在水平地面时,对地面的压强为多少?
(2)某次测试中,小车在阳光照射下行驶 40 米用时 1 分 20 秒, 该次测试中小车的速度为多少?
(3)测试中,小车以最快速度 0.8m/s 在水平地面上匀速直线行驶, 若受到的阻力为重力的 0.1 倍,此时小车的功率为多少瓦?
15、(2022重庆B卷)某品牌国产电动汽车匀速通过长约1800m的朝天门长江大桥用时120s,整个过程中汽车牵引力的功率恒为9.0×103W。求:
(1)整个过程中汽车行驶的速度;
(2)整个过程中汽车牵引力所做的功。
16、(2022重庆A卷)“共建卫生城市,构建美好家园”,如图所示是“雾炮车”喷洒水雾以减少扬尘的情段。某次喷酒完后,该车在的牵引力作用下,匀速通过200m的平直道路用时20s。求:
(1)此过程中该车的速度;
(2)此过程中该车牵引力的功率。
17、(2022山东济宁)为支援上海疫情防控、保障民生,蔬菜运输车(如图所示)从山东寿光出发,历经9小时15分钟,行程777公里,于4月18日上午8点抵达上海徐汇区。该蔬菜运输车总质量为31t,轮子与地面的总接触面积为6200cm2。(g取10N/kg)求:
(1)运输车全程的平均速度;
(2)运输车对水平路面的压强;
(3)在某段平直公路上,运输车匀速行驶9km用时6min,受到的阻力为2.6×103N,则运输车牵引力做功的功率。
18、(2022浙江金华)太阳能将成为全球未来供电的主要能源。某学校开展了“制作太阳能动力小车”的项目活动。小科制作的小车已经完成测定的参数如下:小车的质量为100g,车长8cm、宽6.5cm、高3cm,轮胎与地面的总接触面积为2cm2完成下列问题:
(1)小车静止在水平地面时,对地面的压强为多少?
(2)某次测试中,小车在阳光照射下行驶40米用时1分20秒,该次测试中小车的速度为多少?
(3)测试中,小车以最快速度0.8m/s在水平地面上匀速直线行驶,若受到的阻力为重力的0.1倍,此时小车的功率为多少瓦?
19、(2022黑龙江龙东)疫情防控期间,疾控部门要经常对环境进行消杀。一台运送消毒液的车辆,满载后总质量为,车轮与地面总接触面积为,该车沿平直公路匀速行驶后到达目的地,共消耗汽油,车匀速行驶过程中,牵引力始终为,汽油的热值。求:
(1)车满载时受到的总重力;
(2)车满载后静止在水平地面时对地面的压强;
(3)车行驶过程中发动机的效率。
20、(2022内蒙古包头)如图所示,5G智能机器人安装有超声波雾化器自动喷枪,工作时,将消毒液均匀雾化到空气中进行消毒。下表为智能机器人的部分参数,其中额定雾化量是指雾化器工作1h能够雾化消毒液的体积。(g取10N/kg)
(1)求机器人未装消毒液且静止时,对水平地面的压强;
(2)未装消毒液,机器人在水平地面以0.5m/s速度匀速直线运动10min,机器人受到的阻力为自身重力的0.1倍,求牵引力做的功;
(3)装满消毒液,机器人总重力增加了160N,以额定雾化量消毒一段时间后,机器人对水平地面的压强减小了2×103Pa,求此次消毒所用的时间。
21、(2022黑龙江牡丹江、鸡西)如图所示工人师傅正在用叉车搬运货物,现将质量为1t的货物匀速提高1.5m用时5s。试求:
(1)货物上升的速度是多少
(2)货物所受到的重力是多少
(3)叉车提升货物时对货物所做的功是多少
(4)叉车提升货物的功率是多少
22、(2022黑龙江绥化) 如图甲所示,有一底面积为0.01m2,质量为3kg的正方体物块,在拉力F的作用下在水平面上做直线运动。拉力随时间变化、速度随时间变化图象分别如图乙、丙所示,已知物块在2~4s的运动距离为2m。求:
(1)物块静止时对水平面的压强;
(2)在2~4s物块受到的摩擦力;
(3)在前6s内,拉力F做的功。
23、(2024年甘肃定西)如图所示,电动独轮平衡车深受年轻人的青睐。爸爸给小东也买了一辆平衡车做礼物,平衡车的一些参数如表格所示。小东在广场上的水平路面上以最高速度匀速骑行了。若小东的质量为,求:
(1)小东骑行的距离;
(2)小东在水平路面上骑行时,车对地面的压强;(,车对地面的压力等于人和车受到的总重力)
(3)若骑行平衡车时所受阻力为人和车总重的0.1倍,则小东在水平路面上以最高速度匀速骑行时,平衡车的功率。
平衡车参数
净重 含电池组
最高车速
轮胎接地面积
24、(2024年山东)在节能减排的今天,油电混合动力汽车(以下称“油电汽车”)已走进普通百姓家庭,油电汽车安装了一台内燃机和一台电机,这台电机既可以充当电动机驱动汽车,又可以充当发电机给蓄电池充电。该油电汽车空车质量1120kg,电池容量44kW·h,汽车行驶时所受阻力与汽车总重的比值为0.1,g取10N/kg。
(1)当该油电汽车需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时,内燃机启动,给汽车提供动力,并通过“电机”给蓄电池充电,从能量转化的角度来看,该“电机”是将__能转化为__能;
(2)该油电汽车空车静止在水平地面上时,车胎与地面总接触面积约为1000cm2,则汽车对地面的压强是多少?__
(3)小明爸爸的体重为80kg,小明爸爸独自驾驶该油电汽车匀速行驶时,汽车受到的牵引力是多少?__
(4)小明爸爸独自驾驶该油电汽车行驶,其的速度随时间的变化图像如图所示,则该油电汽车在第10min到第40min时间内牵引力做的功及功率各是多少?__
25、(2024年内蒙古包头)如图,装载车和收割机以2m/s的速度同向做匀速直线运动,收割机每分钟将50kg粮食装载到车上。装载车空载时质量为,车轮与地面总接触面积为,车受到的阻力为车总重力的0.2倍。(g取10N/kg,收割开始时车为空载状态,设装载车始终在水平地面上,不计空气阻力)求
(1)装载车1分钟内走过的路程;
(2)装载车空载时对地面的压强;
(3)装载车工作多长时间功率达到30kW。
26、(2024年广东)2024年4月30日,神舟十七号载人飞船返回舱成功着陆,如图所示。若返回舱质量为,在着陆过程中,从距地面1m高处竖直向下落地,用时0.4s。()
(1)求返回舱在这段时间内
①平均速度;
②重力做的功;
(2)若返回舱静止时与水平地面的接触面积为,求它对水平地面的压强。
27、(2024年四川内江) 在某届机器人与人工智能国际会议中,图甲为某款静止在水平地面上的智能机器人,重力为400N。它在某次引领接待工作中,沿水平直线匀速运动,受到的水平阻力为机器人自重的0.02倍,运动路程s随时间t变化的图像如图乙所示。则:
(1)静止时,地面对智能机器人的支持力大小为多少N?
(2)在0~4s内,动力对机器人做的功为多少J?
28、(2024年吉林)质量为的新能源汽车停在水平地面上,轮胎与地面接触的总面积为。求:
(1)这辆新能源汽车受到的重力(g取10N/kg);
(2)这辆新能源汽车对水平地面的压强。
29、(2024黑龙江绥化市)如图甲,质量为40kg货物静止在水平地面上,与地面的接触面积是。如图乙。工人用250N的拉力F,将货物用滑轮组匀速提升到3m高的二楼,此过程中货物上升的速度是0.2m/s。求:
(1)货物静止在水平地面上时,对地面的压强;
(2)工人用滑轮组提升货物时做功功率;
(3)滑轮组的机械效率;
(4)为提高该滑轮组的机械效率,请你提出一条合理建议。
30、(2024广西)一艘货轮在长江某河段行驶,50s内匀速通过200m的路程,其牵引力为5×105N,求:
(1)货轮行驶的速度;
(2)牵引力做的功;
(3)牵引力的功率。
31、(黑龙江龙东) 如图是某厂家开发的汽车,其质量为1500kg,车轮与地面接触的总面积为,该车在水平路面上匀速直线行驶13.8km,用时10min,这一过程中汽车发动机的输出功率为。
(1)汽车静止在水平地面上时,对地面的压强是多少?
(2)汽车牵引力所做的功是多少?
(3)行驶过程中汽车受到的阻力是多少?
32、(2024年甘肃临夏州)2023年12月18日23时59分,临夏州积石山县发生6.2级地震,道路中断、房屋倒塌、人员伤亡,人民群众生命财产安全受到严重威胁。地震发生后,中国人民解放军第一时间赶赴灾区开展抢险救灾工作。此次抢险工作中,我国自主研发的运-20重型军用运输机负责运送物资及相关救援设备,为抢险工作赢得了时间。
(1)求运-20以720km/h的速度飞行1.5h,能飞行多少千米?
(2)若飞机及所有物资总重达150t,与地面的总接触面积约为1.5m2,则飞机静止在水平地面上时对地面的压强是多大?(g取10N/kg)
(3)若运-20在空中以720km/h的速度水平匀速直线飞行时所受阻力为,求此过程中发动机的功率。
33、(2022贵州黔东南)据新华社报道,5月31日上午,贵阳至黄平高速公路全线通车。贵黄高速的通车,将极大地方便沿线群众出行,提升贵阳市、黔南州、黔东南州至长江三角洲、长株潭城市群通道运输能力,对完善全省高速公路网络、推动沿线资源开发、振兴乡村经济提供强有力的交通支撑。贵黄高速主线全长120.6公里,设计时速100公里。周末,小明与他爸爸从黄平开着小汽车到贵阳游玩,人和车的总质量为1.5t,四轮与地面接触总面积为200cm2。若小汽车在行驶过程中受到的阻力是人和车总重力的0.04倍(取g=10N/kg),求:
(1)因车发生故障,当车停在水平的应急道上(人未下车)时,车对水平地面的压强;
(2)若该车在某平直路段以72km/h的速度匀速行驶了25s,此过程小汽车牵引力的功率。
34、(2024年黑龙江齐齐哈尔)如图所示为我国研制的四座氢燃料内燃机飞机验证机。该飞机使用氢为燃料,高压储氢罐可储氢4kg,最大起飞质量可达。已知飞机静止在水平地面上时,轮胎与地面的总接触面积为;在空中以180km/h的速度匀速直线巡航时,前置螺旋桨为飞机提供的牵引力为。已知氢的热值为。求:
(1)发动机未工作前,飞机静止在水平地面上,达到最大起飞质量时对地面的压强为多少?
(2)高压储氢罐内4kg的氢完全燃烧放出的热量为多少?
(3)飞机以180km/h的速度匀速直线巡航0.5h,前置螺旋桨为飞机提供的牵引力做的功为多少?
35、(2024年天津)如图所示的是一种智能装卸机器人,它能够代替人工进行货物装卸。该机器人在内将质量为的货物沿竖直方向匀速提升。取,求:
(1)货物所受的重力;
(2)机器人提升货物的功率。
36、(2024年湖北)据统计,每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标,氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大,使用氢燃料电池的交通工具不断丰富,其应用流程如下。
(1)氢燃料电池将化学能直接转化为_________能;
(2)当储氢瓶内气体压强为时,求瓶内壁的面积上受到的压力;____
(3)以氢燃料电池卡车为例,若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h,功率为172kW。
①求卡车的行驶速度;____
②求卡车所受牵引力;____
③与燃油卡车相比,氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少?(燃油机的效率取36%,燃油的热值q取)____
37、(2024年安徽)一起重机在10s内将重为5000N的物体竖直向上匀速提升2m,求:
(1)物体上升的速度大小:
(2)起重机提升物体的功率。
38、(2024年云南)AI机器人逐渐改变了我们的生活,我国自主研发的某款人形机器人身高1.65m,质量55kg。某次测试中该机器人用100N竖直向上的力将箱子在2s内匀速抬高1m。求:
(1)机器人所受的重力;
(2)2s内机器人对箱子所做的功;
(3)2s内机器人对箱子做功的功率。
39、(2024年重庆A卷)为推动成渝双城经济圈建设,重庆金凤隧道主城区段于2024年4月28日正式通车。隧道全长约6km,设计最高时速60km/h。(不计车身长度)求:
(1)汽车通过隧道至少需要的时间;
(2)若一辆功率为100kW的货车匀速通过该隧道用时8min,货车的牵引力是多大。
40、(2024年四川广安)周末,小成同学骑自行车前往离家较近的邓小平图书馆研修学习。在某段平直的公路上,其运动的图像如图所示。已知小成和自行车总重力为600N,运动时所受阻力大小恒为总重力的0.2倍;
(1)求自行车在匀速直线运动时所通过的路程;
(2)如果自行车在前10s内所通过的路程为30m,那么自行车在0~50s内克服阻力所做的功为多少?
41、(2024年成都)2024年1月,“成都造”飞行汽车AE200在民航西南局的见证下首飞成功,如图。此飞行汽车是全国首个获民航局适航审定批复的有人驾驶电动垂直起降飞行器,其最大航程可达300km。若该飞行汽车实现通航,从成都市中心出发飞往天府国际机场,航程为68km,仅耗时15min,g取10N/kg,求:
(1)该飞行汽车从成都市中心到天府国际机场的平均速度是多少km/h?
(2)若飞行汽车载着质量为70kg的乘客竖直匀速上升500m,汽车对该乘客做功为多少J?
42、(2024山东临沂)2024年2月20日,临沂迎来强降雪。环卫部门以雪为令,迅速启用除雪车全力除雪以保障道路畅通。图甲是一辆除雪车正在水平路面上除雪的场景,该车10min内的运动图象如图乙所示。若该除雪车的总质量为6t,除雪过程中所受水平阻力为,车轮与地面的总接触面积为,g取,求该除雪车:
(1)对水平地面的压强;
(2)10min内通过的路程;
(3)10min内牵引力所做的功。
43、(2024江苏盐城)“鲲龙”国产大型水陆两栖飞机AG600,最大起飞质量为53500kg,正常的巡航速度为500km/h,一次能将12000kg的水在20s内吸至4m高处。g取。求:
(1)若火场距离最近的水源100km,飞机从水源地巡航到火场至少需要的时间。
(2)飞机的最大起飞重力。
(3)飞机吸水的功率。
44、(2024甘肃白银)如图所示,电动独轮平衡车深受年轻人的青睐。爸爸给小东也买了一辆平衡车做礼物,平衡车的一些参数如表格所示。小东在广场上的水平路面上以最高速度匀速骑行了。若小东的质量为,求:
(1)小东骑行的距离;
(2)小东在水平路面上骑行时,车对地面的压强;(,车对地面的压力等于人和车受到的总重力)
(3)若骑行平衡车时所受阻力为人和车总重的0.1倍,则小东在水平路面上以最高速度匀速骑行时,平衡车的功率。
平衡车参数
净重 含电池组
最高车速
轮胎接地面积
45、(2023年山东潍坊)图示为某公司研发的一款太阳能辅助电动车,车身上部铺满了太阳能电池薄膜,可实现太阳能和充电桩两种充电模式。使用前对该车进行测试,在其匀速直线行驶阶段,有关测试数据如下表所示。已知该车行驶过程所受阻力包括摩擦力和空气阻力,摩擦力为整车重力的0.03倍,空气阻力与行进速度的关系为,。若定义该车的推进效率为该车的牵引力所做的功与其消耗电能之比,用字母表示,g取10N/kg,求该车本次测试过程中:
整车质量 940kg
行驶路程 54km
行驶时间 0.5h
消耗电能
(1)行驶的速度;
(2)牵引力做功的功率;
(3)推进效率。
46、(2023年甘肃兰州)一辆燃油汽车沿平直公路匀速行驶了108km,所用时间为1h,消耗汽油10kg,汽车在行驶过程中所受阻力恒为1380N(汽油的热值)。求:
(1)汽车行驶的速度;
(2)牵引力的功率;
(3)汽车发动机的效率。
47、(2023年黑龙江龙东)如图是目前一些学校为中小学生提供校车,方便学生的上下学同时也保证了学生的安全。小明同学家距离学校12km,他乘校车到学校用时30min。问:
(1)校车从小明家到学校的平均速度是多少km/h?
(2)若校车和人的总质量为4.5t,当校车静止时与水平地面的总接触面积为0.15m2,此时校车对地面压强是多少?
(3)若校车以36km/h的速度在水平地面上匀速行驶一段距离,校车受到的阻力是车和人总重力的0.1倍,此时该校车牵引力的功率是多少?
48、(2023年黑龙江齐齐哈尔)如图所示为我国生产的一款水陆两栖观光车,它既能在陆地上行驶,又能像船一样在水中航行。该车的总质量是12t,空载静止在水平地面上时,四个车轮与地面接触的总面积为0.2m2。求:
(1)该车空载静止在水平地面上时,它对水平地面的压强是多少?
(2)该车空载(驾驶员质量忽略不计)在水中航行时,受到的浮力是多少?
(3)该车在水中以36km/h的速度匀速直线航行5min,此时发动机输出功率为180kW,观光车航行过程中受到的阻力是多少?
49、(2023年甘肃金昌) 随着人们生活水平的提高,房车旅游受到了大众的青睐,某公司推出了如图所示的小型房车,小林和父母参观车展时试驾了该车,该车在平直公路上以54km/h的速度匀速行驶了3600m,已知车轮与水平地面总接触面积为0.4m2,试驾时车和人总质量为4×103kg,阻力是车重的0.1倍。(假定汽车静止时对地面的压力大小等于汽车总重力,汽车匀速行驶时牵引力等于阻力,g取10N/kg。)求:
(1)该房车匀速行驶了多长时间?
(2)该房车静止在水平地面上时,对地面的压强是多少?
(3)该房车匀速行驶时牵引力做功的功率是多大?
50、(2023年湖北武汉)智能机器正在进入我们的生活,为人们提供高效、精准的服务。某台全自动扫拖一体机器人主要由锂电池组、扫地模组、吸尘模组、拖地模组、升降模组和车轮模组等组件构成,它既可以扫地,也可以拖地。小强同学在面积为S1=27m 的空房间(矩形ABCD)内,用这台机器人打扫家庭卫生。
(1)机器人扫地过程中,若在1×103s内总共做了2.4×104J的功,则机器人做功的功率是多少W?
(2)机器人底部构造如图甲所示,两块面积均为S2=1.8×10-2m2的抹布固定在转盘O1、O2上,在升降模组控制下,下降并压迫地面,利用两块抹布旋转擦洗和加压拖地。机器人在瓷砖地面上拖地时,两块抹布对瓷砖地面的压力为12N,两块抹布对瓷砖地面的压强是多少Pa?
(3)机器人拖地过程可用如图乙所示的简化模型进行研究,关门后,机器人(用⊙O表示)从图示位置开始,贴近墙壁AB沿着弓形路线拖洗地面,在地面上拖出水带(水的痕迹)的宽度均为d=0.3m,其中平行于墙边AB的任意相邻的两条水带都不重叠,当机器人拖出第15条水带到达墙角C处时,刚好将整个房间的地面拖洗了1次。机器人受到的牵引力为F=20N,牵引力的功率为3W。忽略墙边和墙角处机器人沿着弓形路线无法拖洗的地面面积,设机器人沿着弓形路线运动时速度大小不变,求机器人需要多长时间,才能沿着弓形路线将整个房间的地面拖洗1次?
51、(2023年湖南永州) 周末小明陪着妹妹,由父母驾驶国产新能源汽车到“国际慢城”双牌县的阳明山看“花海”。
汽车和车内的人总质量为,静止在水平地面时,轮胎与地面接触的总面积为,求此时汽车对地面的压强;
汽车在开往阳明山的路程中,在某段路上匀速直线行驶,用时,已知汽车在该路段受到的摩擦力为,求汽车在该路段的速度和功率。
52、(2023年山东烟台) 在宜居宜业和美乡村建设中,某施工队正在进行农村基础设施改建,建筑工人利用小型的升降机来搬运水泥。如图甲所示,某次搬运过程中,工人在的时间内,将袋水泥匀速提起,电动机牵引绳子的拉力为,每袋水泥质量为。取,求:
拉力做功的功率;
滑轮组的机械效率小数点后保留位小数;
为了一次能提升更多的水泥,物理实践小组利用学过的知识对升降机的滑轮组进行重新设计,如图乙所示。假设升降机足够稳定,电动机输出功率足够大,电动机牵引绳子的拉力仍为,吊篮及动滑轮的总重力为,不计绳重和摩擦,则这种设计的装置一次能提起多少袋水泥?
53、(2023年甘肃武威) 随着人们生活水平的提高,房车旅游受到了大众的青睐,某公司推出了如图所示的小型房车,小林和父母参观车展时试驾了该车,该车在平直公路上以的速度匀速行驶了。已知车轮与水平地面总接触面积为,试驾时车和人总质量为,阻力是车重的倍。假定汽车静止时对地面的压力大小等于汽车总重力,汽车匀速行驶时牵引力等于阻力,取。求:
该房车匀速行驶了多长时间?
该房车静止在水平地面上时,对地面的压强是多少?
该房车匀速行驶时牵引力做功的功率是多大?
54、(2023年江苏苏州)如图甲所示,重500N、底面积为0.2m2的箱子放在水平地面上。现用一块直木板将该箱子匀速拉上平台(图乙)。已知拉力为350N,箱子沿板移动了2m,升高1m,用时20s。求:
(1)箱子对水平地面的压强;
(2)上移过程中拉力做功的功率;
(3)箱子克服木板摩擦力所做的功。
55、(2023年四川遂宁) 我国电动汽车多项技术已领跑世界 。某型号的国产电动汽车所用电池电压 400V ,满电时能存储 80kW h 的能量 , 电池剩余 20%的能量时需要充电 (避免损伤电池)。如图 ,小红驾驶该型号车携家人出行发现 :汽车 在高速公路上通过 A 处时仪表显示电池剩余 95%的能量 ,汽车以 108km/h 的速度匀速直线行驶 30min 到达 B 处 时 ,仪表显示电池剩余 82.5%的能量 。已知全车总质量为 2t 。汽车在该路段受到的阻力是车重的 0.03 倍 ,请计
算该车通过这段高速路时的以下各量:( g= 10N/kg )
( 1 ) 汽车行驶的路程为多少 km?
( 2 ) 汽车受到的牵引力是多大?
(3) 汽车的能量转换效率多大?
56、(2023年浙江金华)我国设计生产的无人机世界领先,具有高效、轻巧、功率大等特点,广泛应用于工业、农业、军事等领域.如图为某型号农用无人机,主要用于播种、施肥、打药等,铭牌上的部分参数如下表所示.
整机型号 N420
最大起飞质量
药箱额定容量
作业速度
完成下列问题:
(1)这款无人机以的作业速度共水平飞行,需要多少小时
(2)这款无人机以最大起飞质量停放在水平地面,对地面的压强约,无人机与地面的总接触面积约为多少平方米
(3)若这款无人机以最大起飞质量、速度竖直向上匀速飞行,不计空气阻力,则按此要求计算无人机的功率至少是多少瓦
57、(2023四川凉山)邛海湿地公园湖边的一个圆台形花岗石墩(形状如图甲)不慎落入1.9m深的湖底,该石墩的上表面积为,下表面积为,高为0.9m,质量为1.482t。工人师傅用起重机将其匀速吊出水面,起重机的功率为440W。石墩从刚好脱离湖底上升到上表面与水面相平共耗时50s(如图乙)。花岗石密度,不考虑石墩在水中运动受到的阻力。求:
(1)石墩的体积;
(2)石墩上升过程中,起重机的效率;
(3)若起吊前石墩与平整的湖底紧密接触(如图丙),湖底对石墩的支持力。
58、(2023年浙江丽水) 2023年广交会上展出的可骑行电动行李箱,受到许多客商的欢迎。某品牌电动行李箱的部分参数如下表。质量为50千克的测试者坐在空行李箱上(如图),以最大速度在展厅匀速直线骑行20秒,骑行时所受阻力是总重的0.04倍。
部分参数
最大速度 3米/秒
空箱质量 10千克
轮子与地面的总接触面积 0.003米2
(1)测试者在20秒内骑行的路程为___________米;
(2)求测试者坐在电动行李箱上时,行李箱对水平地面的压强;___________
(3)求测试过程中电动行李箱克服阻力做功的功率。___________
59、(2023四川自贡)为保家卫国,加强国防建设,我国自主研制了一款两栖坦克,坦克发动机最大功率为,满载时质量是,在野外陆地的最大速度是,在水中的最大速度是。已知,,请完成下列问题:
坦克满载在水中行进时,排开水的体积是多少?
坦克每条履带与地面的接触面积是,满载时对水平地面的压强多大?
在某次演习中,坦克以最大功率在水中行驶,发动机所做的功是多少?
60、(2021广西贵港) 已知大山同学的质量为60kg,每只鞋底与地面的接触面积为0.015m2。大山在10s内用20N的水平拉力拉重为100N的物体沿拉力方向在水平地面上匀速前进了13m。(g取10N/kg)求:
(1)物体受到摩擦力的大小;
(2)大山前进的速度;
(3)拉力做功的功率;
(4)大山在水平地面上立正时对地面的压强。
61、(2021昆明)“天问一号”火星探测器是中国人民的骄傲,因为它是我国首次登陆火星的探测器。着陆火星的“祝融号”,质量为 ,在牵引力的驱使下, 匀速运动了100m,假设祝融号在火星上受到的阻力是其在火星上所受重力的0.06倍,已知 ,火星表面大气密度是地球表面大气密度的0.01倍,g取 。
求:
(1)祝融号所受 阻力;
(2)在这段时间内牵引力做的功;
(3)同一物体在地球大气中受到的浮力与它在火星大气中受到的浮力之比。
62、(2021山西)2021年5月15日,“祝融号”火星车在火星上留下了属于中国的第一道印记,如图甲所示。发射前,火星车在水平地面上进行测试时,受到的摩擦力为200N,其速度v与时间t的关系图象如图乙所示。火星车的质量为240kg,车轮与地面接触的总面积约为0.2m^2。(空气阻力忽略不计,g取10N/kg)求:
(1)火星车静止时,对水平地面的压强。
(2)火星车做匀速直线运动时,牵引力做的功。
(1)火星车静止时,对水平地面的压强为1.2×104 Pa;
(2)火星车做匀速直线运动时,牵引力做的功为1.2×103 J。
63、(2021湖南张家界)党的十九大报告提出,要建设生态宜居、生活富裕的新农村。某兴趣小组在社会实践中来到某乡村建筑工地,建筑工地工人们用如图甲所示的滑轮组来提升重物,不计绳重和摩擦。 (1)一个工人质量为60kg,竖直向上匀速拉动700N的重物时,绳上拉力为400N,将重物提升2m用时20s,滑轮组的机械效率为多少?
(2)在这20s的时间内拉力的功率为多少W?
(3)该工人能够提升的最重的物体约为多少kg?
(4)请你设计另一种最省力的绕线方式,并画于图乙中。
(5)利用最省力的方式,提升800N的重物,求绳上拉力的大小?
(6)利用最省力的方式,竖直向上以0.15m/s的速度匀速拉动绳子,求20s物体上升的距离?
64、(2021广东深圳).(8分)深圳地铁岗厦北综合交通枢纽工程工地上,一线施工人员正在紧张忙碌,进行架桥机钢梁吊装等施工作业。(g取10N/kg)
(1)图2为图1中起重机的简图,请画出阻力F2的力臂l2。
(2)图3为架桥机的装置图,已知箱梁的质量为5×105kg,体积为200m3,架桥机滑轮组总拉力为4×105N, 自由端移动距离为25m,将箱梁提升1m。求:
①箱梁的密度;
②架桥机在此过程中的有用功;③架桥机在此过程中的机械效率。
65、(2021湖北荆州)经过三年的紧张施工建设,荆州复兴大道主线于2020年12月31日贯通,如图甲,为荆州市居民出行带来极大的方便。图乙为复兴大道高架桥的部分路段示意图,水平路面AB长400m、斜坡BC长200m、坡高CD高4m。总质量m为1.5t的小汽车,每个轮胎与水平路面接触面积为0.1m,当它以大小不变的速度v通过AB段和BC段,共用时36s;小汽车在AB段和BC段行驶时受到的阻力始终是车总重的0.01倍,小汽车通过AB段时,牵引力的功率为P1,通过BC段时,牵引力的功率为P2,g=10N/kg。求:
(1)小汽车静止在水平地面时对地面的压强p是多大
(2)小汽车的速度v是多少km/h
(3)小汽车通过AB段时,牵引力的功率P1是多少
(4)小汽车牵引力的功率P1与P2之比是多少
66、(2021广西贺州)随着科技的发展,低碳环保电瓶车的出现极大地方便了人们的出行。一天,小明的妈妈驾驶电瓶车送小明上学。假设小明的妈妈驾驶电瓶车是匀速行驶的,电瓶车的牵引力恒为100N,从家到学校的路程是1.5km,用时5min。求:
(1)电瓶车行驶的速度是多少m/s;
(2)电瓶车受到地面的摩擦力;
(3)电瓶车牵引力的功率。
67、(2021浙江舟山)健康的生活既要注意平衡膳食,还要积极参加体育锻炼。如图所示为可调式握力器,可用于锻炼手部肌肉。锻炼时只要抓住左手柄,用力抓紧使其碰触右手柄上的计数按钮,即算完成一个握力动作。
(1)握力器的力度可以通过使用调节器移动弹簧下端的位置来改变。现在需要将力度调小,则应该将弹簧下端向 右 (选填“左”或“右”)移。
(2)小嘉用平均大小为500牛的力抓握力器的手柄,使手柄在力的方向上移动6厘米完成一个握力动作,则做功多少焦?
(3)小嘉饮用一罐净含量为330毫升的可乐后,获得的能量为540千焦。若获得能量的10%用于握力做功,则消耗这些能量需要完成多少个题(2)中的握力动作?
68、(2021湖南岳阳)“绿色出行,低碳生活”。新能源汽车因环保、节能、高效等优势,成为人们日常使用 重要交通工具。如图是国内某型号的新能源汽车,满载时的总质量为1600Kg,在平直公路上匀速行驶1000m,用时50s,此过程中汽车牵引力做功1.5×106J,求满载时:
(1)汽车的总重力;
(2)汽车匀速行驶时的速度;
(3)汽车匀速行驶时所受的牵引力。
69、(2021四川达州)如图甲、乙所示,物体M先后浸没在水和浓盐水中,用同一滑轮组从两种液体中将物体M匀速提出水面,拉力F和随时间t变化的图像如图丙所示。不计绳重、摩擦及水的阻力,物体M不吸水、不沾水,。
图丙中______ 选填“A”“B”曲线表示拉力F随时间t变化的图像。
求物体M浸没在水中受到的浮力。
QUOTE 如果物体M浸没在水中滑轮组的机械效率为,完全拉出水面滑轮组的机械效率为,浸没在浓盐水中滑轮组的机械效率为,已知::24,::19,求物体M浸没在盐水中的浮力。
70. (2021江苏泰州)为响应国家提出的“节能减排,低碳生活”的号召。质量为60kg的小明同学每天坚持骑自行车上学,他所骑自行车质量为15kg,轮胎与水平地面的总接触面积为30cm2,在水平路面上匀速骑行时所受阻力为总重力的0.02倍(g取10N/kg)。求:
(1)小明和自行车总重力;
(2)他骑行时自行车对地面的压强;
(3)若他在水平路面上5min内匀速骑行了1500m,则他骑行时的功率是多大。
71.((2021山东东营))如图是某科技小组设计的打捞装置示意图,已知被打捞的合金块密度为4×103kg/m3,体积为0.01m3。每个滑轮重100N,绳重和摩擦均忽略不计。(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)合金块下表面距水面5m时,求合金块下表面所受水的压强。
(2)合金块未露出水面时,求合金块受到的浮力。
(3)完全露出水面后,合金块在5s内匀速上升了2m,求人的拉力及其功率。
72、(2021河南)电动清扫车以其环保高效等优点,在创建卫生城市中大显身手。图为一电动清扫车正在工作时的情景。
(1)电动清扫车的主要部件是电动机,其工作原理是______;清扫过程中,驾驶员相对于清扫车是______(选填“静止”或“运动”)的;
(2)清扫车停在水平路面上,总质量为800kg,清扫刷与路面不接触,轮胎与路面总接触面积为0.04m2,车对路面的压强为多少?g取10N/kg;( )
(3)清扫车完成任务后,在平直道路上以5m/s的速度匀速直线行驶,经10min到达垃圾处理站,行驶过程中车所受阻力大小恒为400N,则牵引力做的功为多少?( )
73、(2021山东临沂).2021年3月24日,临沂市获得2020年山东16地市经济社会发展综合考核一等奖,同时还获得打赢污染防治攻坚战等单项奖励。绿化喷洒车对城区道路的卫生清洁保持工作功不可没。如图所示的绿化喷洒车空载时的质量为6t,罐体有效容积为8m3,该喷洒车从水源地装满水后,沿平直公路以15m/s的速度匀速驶向距离2.7km的目的地,行驶过程中喷洒车受到的阻力为1.5×104N,车轮与地面的总接触面积为0.4m2,g取10N/kg。求喷洒车从水源地到目的地:
(1)所用的时间;
(2)牵引力所做的功;
(3)对水平地面的压强。
74、(2021湖北武汉)如图甲所示,某款国产水陆两用挖掘机的机械臂可绕O点转动,这辆挖掘机有两条履带,每条履带内均有1个由合金材料制成的空心浮箱,每个浮箱(可视为长方体)宽为1.5m,高为2m,合金密度为8.0×103kg/m3。
(1)某次测试中,质量为60kg的驾驶员驾驶挖掘机,从6m高的平台沿斜坡向下缓慢行驶20m,到达水平地面。
①请在图乙中画出挖掘机沿斜坡向下缓慢行驶时,挖掘机对斜坡的压力的示意图;
②在上述过程中,驾驶员的重力做了多少功
(2)如图甲所示,开始时机械臂伸直且静止,O、A、B三点在同一直线上,OA=10m,AB=0.5m,机械臂和斗铲整体的重心在A点;机械臂控制斗铲装取质量为1t的沙石后,机械臂、斗铲和伸缩杆缓慢运动到如图甲所示的位置时静止,这时机械臂、斗铲和沙石整体的重心在B点。已知伸缩杆先后两次对机械臂的支持力(支持力垂直于机械臂)之比为5:7,则机械臂和斗铲的总质量是多少
(3)已知制作每个浮箱时所用合金的体积V与浮箱长度L的关系如图丙所示,不计履带排开水的体积和驾驶员的质量,除2个完全相同的浮箱外,挖掘机其余部分的质量为33t。若挖掘机漂浮在水中,2个浮箱浸入水中的深度均不超过1.5m,则每个浮箱的长度至少是多少
75、(2021河北)图28甲是一辆起重车的图片,起重车的质量为9.6t,有四个支撑脚,每个支撑脚的面积为0.3m2,起重时汽车轮胎离开地面。图28乙是起重车吊臂上的滑轮组在某次作业中将质量为1200kg的货物匀速提升,滑轮组上钢丝绳的拉力F为5000N,货物上升过程中的s-t图象如图28丙所示。(不考虑绳重,g取10N/kg),求:
(1)提升货物过程中起重车对水平地面的压强;
(2)拉力F的功率;
(3)提升货物过程中滑轮组的机械效率。
76、(2021浙江台州)是某简易吊装机,其简化结构如图乙所示
(1)吊装机工作时,顶端定滑轮的作用是
(2)吊装机总重为1500牛,其重力作用线通过A点。结合乙图数据计算,当吊装机匀速吊起重物时,为防止翻倒,最多能吊起多少牛的重物?
(3)吊装机在使用时,通常在一定位置压上配重防止翻倒。将同一配重分别放在图中D、E、F处时,能达到最佳防翻效果的是
(4)电动机的额定功率是1200瓦,正常工作时消耗的电能有75%转化为重物的机械能。当吊装机配重足够时,可在10秒内使重物匀速上升3米,求所吊重物受到的重力大小。
甲 乙
77、(2021云南)(8分)自行车骑行是生活中一种环保的出行方式。如图所示,小明骑自行车出行的途中,沿直线匀速经过一段长100m的平直路面,用时20s。该过程中前后轮与地面的总接触面积为20cm2。若小明的质量为55kg,自行车重150N,骑行时受到的阻力为总重的0.03倍。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)求骑行时车对水平地面的压强;
(2)该压强相当于多高水柱产生的压强?
(3)求骑行过程中动力做的功及功率。
78、如图所示,图甲是某大型起吊装置,图乙是其机械起吊部分的简化示意图,已知物体A质量为500kg,底面积为1.25m2,不计绳重量、机械部分摩擦和水的阻力,请完成以下问题。(g=10N/kg)
(1)起吊前物体A静止在地面上,其对地面的压强是多少?
(2)如图乙所示,当绳子自由端的拉力为1000N时,地面对物体A的支持力为1650N,增加绳子自由端的拉力后物体A被成功匀速提升2m,请计算此时整个机械的机械效率。
(3)工人师傅利用该装置将另一物体B以0.1m/s的速度匀速放入水中过程中,绳子拉力功率随时间变化关系如图丙所示,请计算物体B的密度。( )
79、(2021重庆A卷)2020年12月8日,中尼两国共同宣布珠峰的最新高度为8848.86m。体重为500N的小海同学想一睹珠峰的雄伟魅力,从重庆坐火车经过约40h行驶了约3080km到达拉萨,然后坐汽车到达珠峰大本营。
(1)求火车的平均速度;
(2)从拉萨到珠峰大本营海拔升高了1600m,求该过程中克服小海重力做的功。
80、(2021陕西)暑假期间,小明和家人自驾去秦始皇兵马俑博物馆参观。
(1)全家人上车后,汽车对水平地面的压强比空载时______;
(2)若该车在某段水平路而上匀速行驶10min,牵引力做功4.8×107 J,此过程中牵引力的功率是多大?( )
(3)到达目的地,他们将车停放在露天停车场后进入博物馆参观。参观完毕准备返回时,打开车门发现车内温度特别高,无法立刻进入。回家后小明想探究太阳暴晒对车内空气温度的影响,他回想起曾经看过的一档科普电视节目做过的实验,实验测得太阳暴晒下,3~5 min车内温度就能达到40~50℃。通过回看该节目,他获取了一组有关太阳辐射和小汽车的数据:夏天正午时,某城市地表上每秒每平方米获得的太阳辐射能量约500 J。其中能使物体吸热升温的主要是红外辐射,其能量约占太阳辐射能量的一半。小汽车的有效吸热面积约为8 m2 ,车内空气体积约为2m3,车内空气吸热效率约为50%;
①小明根据节目所给数据,计算出了理论上一定时间内车内空气升高 温度,并通过查阅资料了解到车内空气升温受车辆散热、空气流通等诸多因素影响,综合分析得出节目实测结果是可信的。请你写出理论上1 min 车内空气升高温度的计算过程[ρ空气=1.3kg/m3,c空气=1.0×103J/(kg ℃),结果保留一位小数];( )
②若汽车不可避免地在太阳暴晒下停放较长时间,请你写出一条缓解车内气温快速上升的措施:______。
81、(2021四川乐山)工人用如图所示装置从水井中匀速吊起一个重为800N的物体,所用拉力F为250N,20s内物体上升了6m(物体的上表面始终未露出水面),已知动滑轮重20N,绳重及摩擦均忽略不计。求:
(1)20s内绳子自由端A移动的距离;
(2)拉力F做功的功率;
(3)物体在水中所受浮力的大小。
82、(2021四川内江)现有一辆汽车以30m/s的速度在平直公路上匀速行驶,突然发现正前面有一辆因故障而停止的小货车,于是紧急刹车。汽车司机从发现这一情况到紧急刹车所需反应时间为0.5s,刹车后经过10s汽车停止,在刹车后汽车的平均速度为15m/s,g=10N/kg。求:
(1)从司机发现情况到汽车停止这段时间,汽车运动的路程是多少?
(2)如果汽车的质量为3t,正常行驶时受到的阻力为重力的0.3倍,那么,汽车在反应时间内牵引力做的功是多少?
压强、浮力
83、(2024年新疆维吾尔自治区 新疆生产建设兵团)如图所示,某长方体空心砖内有若干个柱形圆孔,空心砖的质量为1.5kg,空心部分(柱形圆孔)体积占长方体体积的。将其分别平放、侧放、竖放于水平地面上时,空心砖对水平地面的压强依次为,且,已知空心砖竖放时与水平地面的接触面积为。求:
(1)空心砖的重力;
(2)空心砖竖放时对水平地面的压强;
(3)空心砖的材料的密度。
84、(2024年四川眉山)土豆是餐桌上常见的食材,深受师生喜爱。水平桌面上放置一个底面积为,重6N的柱形薄壁容器、装有20N的水。弹簧测力计下悬挂体积为的土豆,静止时示数为2.1N,如图甲;竖直向上拉着土豆匀速上升0.3m,再将土豆浸没在水中,静止时示数为0.1N,如图乙。(细线质量忽略不计,土豆未接触容器,)求:
(1)土豆浸没在水中受到的浮力;
(2)土豆上升0.3m,拉力对土豆做的功;
(3)土豆浸没在水中时,容器对水平桌面的压强。
85、(2024年四川广安)茶壶几乎是每家必备的常用器具。学习压强知识后,小淇想对家中的茶壶进行相关研究。她测得茶壶的质量为600g,底面积为,装入适量水后将它放在水平桌面上,测得水的深度如图所示,请你接着她的探究完成如下任务。(,g取)
(1)求水对茶壶底的压强。
(2)若水对茶壶底的压力是茶壶对桌面压力的0.6倍,则茶壶内水的质量为多少?(茶壶壁厚度不计)
86、(2024福建)无人机总质量为2kg,静止时与地面接触的总面积为。某次航拍中,无人机匀速竖直上升60m,升力做功为1800J,求无人机:
(1)受到的重力。
(2)静止在水平地面上时,对地面的压强。
(3)匀速上升时受到的阻力。
87、(2021广西贵港)A、B、C是密度为ρ=4×103kg/m3的某种合金制成的三个实心球,A球质量为mA=80g,甲和乙是两个完全相同的木块,其质量为m甲=m乙=240g,若把B和C挂在杠杆的两边,平衡时如图1所示。若用细线把球和木块系住,在水中平衡时如图2所示,甲有一半体积露出水面,乙浸没水中。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)B、C两球体积之比;
(2)细线对A球的拉力大小;
(3)C球的质量。
88、(2021贵州安顺)我国第一高楼“上海中心大厦”建筑高度是632米,为了避免台风来临时大厦上部剧烈晃动,大厦上部第125层安装了总质量上千吨的阻尼器系统,如图甲所示。
阻尼器系统的钢索悬挂在大厦顶端,阻尼器类似一个质量巨大的金属摆,其简化模型如图乙所示。台风来临迫使大厦晃动,触发阻尼器产生与大厦晃动方向相反的摆动(如图丙所示)。阻尼器不停的往复摆动,使大厦上部晃动逐渐减弱,这样就不断吸收大厦晃动的能量。
请回答下列问题
(1)若阻尼器所在楼层距大厦底层高580m,乘坐高速电梯从底层到125层用时58s,则这一过程电梯的平均速度是多少
(2)若阻尼器系统的质量是106kg,则它受到的重力是多少 (取g=10N/kg)
(3)图丙中,大厦刚开始向左晃动时,内部的阻尼器为什么会相对向右摆动
(4)阻尼器吸收的能量不断增加,从安全角度考虑,设计时应使其摆动到最低点时速度不能过大,若在阻尼器下方加装铜质闭合线圈,结合电磁感应知识,你认为还缺少的器件是什么 请从能量转化的角度写出这一新增装置能减小摆动速度的原因。
89、(2021吉林) 一辆主战坦克,质量为,当它静止在水平地面上时,履带与地面接触的总面积为,求:
(1)坦克受到的重力(取);
(2)坦克对地面的压强。
90、(2021内蒙古通辽)抗击新冠肺炎疫情期间,某市救护车转运患者集中隔离治疗,该车配置了负压装置,负压仓内气压小于外界气压,将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理,有效避免了病毒的传播。某次转运病人时,救护车以的恒定功率在平直公路上匀速行驶,用时。
请解答下列问题:
(1)救护车匀速行驶牵引力做的功;
(2)救护车所受的阻力;
(3)按照卫生标准,负压仓内外气压差应为之间。经测量发现,该负压仓的面积上内外气体压力差为18N,通过计算判断负压仓内外气压差是否符合标准。
91、(2021四川攀枝花)如图所示,站在水平地面上的小林想通过杠杆AB和动滑轮拉起同样站在水平地面上的小新。杠杆AB可绕转轴O在竖直平面内转动,且OA:OB=1:2,小林的质量m1=50kg。小新的质量m2=48kg小新双脚与地面接触面积S=400cm2,当小林施加竖直向下的拉力F1时,小新未被拉动,此时小新对地面的压强p=2.5×103Pa,小林对地面的压强为p1;当小林施加竖直向下的拉力F2时,小新刚好被拉起,小林对地面的压强为p2,且p1:p2=16:15。不计绳重,杠杆重力和一切摩擦,g取10N/kg。求:
(1)小林施加拉力F1时,小新对地面的压力FN;
(2)动滑轮重力G动。
92、(2021湖北十堰)如图是我国自主研制的“准三代”96A式主战坦克,它采用100马力V型水冷涡轮增压柴油机,安装了先进的火控系统和多种光电技术应用,使火炮威力更大、火力反应时间更短、打击精度更高。该坦克具有潜渡功能,坦克重42t,高2.3m,每条履带与地面的接触面积为2m2。请利用给出的数据,求:(g取10N/kg)
(1)该坦克在水平路面行驶时,对地面的压强。
(2)坦克在深为5m的河水潜渡时,在坦克顶部面积为0.8m2的舱门受的河水的压力;
(3)坦克在该河段水中潜渡时,坦克对水平河床的压力为105N,该坦克的体积是多大?
93、(2021内蒙古包头)..如图(a)为长方体形状容器的截面图,左有两面、可以抽出,、为轻质簿挡板。将容器均匀分割成3个热长为10cm的正方体密闭容器甲、乙、丙。甲容器中有0.5kg水,乙容器中固定一个质量为1.7kg的金属块,丙容器中有0.5kg盐。(容器壁厚度和质量均不计,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)求甲容器中,水对容器底部的压强;
(2)将容器放入装有4.5L水的水槽中。如图(b)所示。求容器静止后出水面的高度;
(3)将、抽出,容器下沉浸没在液体中(设液体混合时,液体体积总量保持不变,盐全部溶于水后液体体积保持不变),求容器最终对水槽底部的压强。
94、(2021广西贺州)如图所示,水平桌面上放有一圆柱形溢水杯,它自重7N,底面积为,溢水口距杯底的高度为12cm,溢水杯中盛有高为10cm、质量为3kg的水,现将一体积为、质量为2.7kg的正方体铝块级慢浸没入水中,不计溢水杯的厚度。
求:
(1)铝块放入水前,水对溢水杯底部的压强;
(2)铝块浸没在水中受到的浮力;
(3)铝块浸没在水中静止后,溢水杯对水平桌面的压强。
95、(2021贵州黔东南州)将边长为0.1m均匀、实心的正方体木块投入水中。木块静止时有的体积露出水面,如图所示。(取g-10N/kg),求:
(1)木块静止时,受到水的浮力是多少?
(2)该木块的密度是多少
(3)木块静止时,木块底部受到水的压强是多少
96、(2021黑龙江齐齐哈尔)如图为中国新一代通用型导弹驱逐舰169号(武汉舰),它是052B型导弹驱逐舰。其满载时的排水量约为7000t,当驱逐舰以72Km/h的速度匀速直线航行时,受到的阻力是自身总重力的0.0l倍。(海水密度近似取)
求:
(1)在水面下深处,船体受到的海水的压强是多少?
(2)驱逐舰满载时,受到的浮力是多少?
(3)驱逐舰满载时,排开海水的体积是多少?
(4)驱逐舰满载时以72Km/h的速度匀速航行,受到的牵引力是多少?
97、(2021海南)为了增强中学生体质,进一步加强防溺水教育,学校组织学生进行游泳训练。(水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)小东在一次游泳训练中,游20m所用的时间为40s,则他游泳的平均速度是多少m/s
(2)如图所示,小东手上佩戴的防溺水安全手环是水上救生设备,携带非常方便,手环里的安全气囊充气后的体积是1.7×10-2m3,当它完全浸没在水中时受到的浮力为多少N
(3)小东质量为50kg,他站立在泳池岸上,双脚与水平地面的总接触面积是500cm2,他对水平地面的压强是多少Pa
(4)小东在泳池岸上看到池水的深度比实际深度要浅,正如古诗所说“潭清疑水浅”,请用光学知识分析其中原因。
98、(2021广西北部湾)图甲为某自动注水装置的部分结构模型简图,底面积为200cm2的柱形水箱内装有质量为5kg的水,竖直硬细杆上端通过力传感器固定,下端与不吸水的实心长方体A连接(物体A的高度为0.2m)。打开水龙头,水箱中的水缓慢排出,细杆对力传感器作用力F的大小随排出水的质量m变化的关系如图乙所示,当排出水的质量达到4kg时,A刚好全部露出水面,由传感器控制开关开始注水。不计细杆重力,水的密度为1.0×103kg/m3。求:
(1)开始注水时,水箱内的水受到的重力;
(2)A的密度;
(3)从开始放水到物体A上表面刚好与液面相平时,水箱底部受到水的压强变化量。
99、(2021山东菏泽)如图所示是一个水位监测仪的简化模型。杠杆质量不计,A端悬挂着物体M,端悬挂着物体N,支点为,。物体M下面是一个压力传感器,物体N是一个质量分布均匀的实心圆柱体,放在水槽中,当水槽中无水时,物体N下端与水槽的底部恰好接触且压力为零,此时压力传感器的示数也为零。已知物体N的质量,高度,横截面积(取,)。求:
(1)物体N的密度;
(2)物体M的质量;
(3)当压力传感器的示数时,求水槽内水的深度。
100、(2021湖北恩施)如图,柱状容器下方装有一阀门,容器底面积为S=200cm2,另有一边长为L1=10cm的正方体木块,表面涂有很薄的一层蜡,防止木块吸水(蜡的质量可忽略),现将木块用细绳固定在容器底部,再往容器内倒入一定量的水,使木块上表面刚好与水面相平,绳长L2=20cm,木块的密度为ρ木=0.6×103kg/m3。求:
(1)图中水对容器底的压强?
(2)若从阀门放出m1=300g的水后,木块受到的浮力多大
(3)若从阀门继续放出m2=200g的水后,细绳的拉力多大
101、(2021新疆)一端开口的圆柱形容器的器壁厚度均匀,容器的内底面积,S1= 200 cm2,外底面积S2= 250 cm2,将圆柱形容器(内有质量可忽略的空气)倒扣于水中静止时如图所示.已知容器内外液面的高度差h1= 5 cm,容器口与容器外部液面的高度差h2= 8 cm,大气压强取1.0×105 Pa.求:
(1)外部大气对容器底的压力;
(2)容器口处的水产生的压强;
(3)圆柱形容器所受的重力.
102、(2021山东淄博)(9分)抗击新冠肺炎疫情期间,我省用负压救护车转运患者,进行集中隔离治疗。该车配置了负压装置,负压仓内气压小于外界气压,将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理,有效避免了病毒的传播。某次转运病人时,救护车以90kW的恒定功率在平直公路上匀速行驶54km,用时30min。请解析下列问题:
(1)救护车在这段时间内的速度。
(2)救护车匀速行驶54km动力做的功。
(3)救护车所受的阻力。
(4)按照卫生部标准,负压仓内外气压差应在10~38Pa之间。经测量发现,该车负压仓0.9m2的面积上内外气体压力差为18N,通过计算判断负压仓内外气压差是否符合标准。
103、(2021四川成都) 如图甲所示,薄壁圆柱形容器放在水平台上,容器的底面积 ,质量均匀的圆柱体物块上表面中央用足够长的细绳系住,悬挂于容器中。以恒定速度向容器中缓慢注水(每分钟注入100g),直至注满容器为止,细绳的拉力大小与注水时间的关系图像如图乙所示。 ,常数 ,物块不吸水,忽略细绳体积、液体扰动等其它次要因素。
(1)求注水前圆柱体物块的下表面到容器底部的距离 L1;
(2)当细绳的拉力为0.9N时,求水对物块下表面的压强;
(3)若改为以恒定速度向容器中缓慢注入另一种液体(每分钟注入 100cm3, ),直至9.4min时停止。求容器底部所受液体压强p与注液时间 tx分钟 的函数关系式。
104、(2021 遂宁)创新科技小组用轻质杆设计制作了测量液体密度的工具——密度秤。其中经防腐处理的合金块重8N,体积100cm3,秤砣重2N,秤纽处O到A端长10cm。测量时手提着秤纽将密度秤的合金块浸没在待测液体中(不接触容器),调节秤砣位置使秤杆水平平衡,秤砣悬挂处的刻度值为被测液体密度。请解答下列问题(g=10N/kg):
(1)在底面积为100cm2的烧杯内装入20cm深的待测液体,测量情况如图,测得OC长34cm。求秤杆A端受到绳子的拉力大小。
(2)C点刻度表示的待测液体密度多大?
(3)以上过程中合金块放入前后,待测液体对烧杯底部压强变化多少?
(4)请列出秤砣悬挂位置到秤纽O点距离L与待测
液体密度ρ的函数关系式,并说明制成的密度秤
刻度是否均匀。
105、((2021重庆B卷))小军发现一个质量为1.6kg、不吸水的新型圆台体建筑材料,他只有量程为5N的弹簧测力计,设计了如图所示装置进行实验。重为8N、底面积为100cm2的薄壁容器M内盛有2000cm3的水,容器M置于水平地面,当轻质杠杆在水平位置平衡时竖直向上的拉力F为1.5N,此时材料浸没在水中静止且未触底。求:
(1)材料受到的重力;
(2)材料未放入前容器对水平地面的压强;
(3)材料的密度。
106、(2021四川泸州) 智能制造是第四次工业革命的核心技术,如图所示是为圆柱体涂抹防护油的智能装置。其外壳是敞口的长方体容器,距容器底面h0处固定一支撑板C,C的中心有一小圈孔,圆柱体放在支撑板C的正中央。长方体的左下角有注油口,防护油能够匀速注入长方体容器内部,当油的深度为0.175m时,圆柱体刚好浮起离开支撑板C。随着液面升高,圆柱体竖直上浮,当油面上升到压力传感器时,停止注油,此时撑杆的P点对圆柱体有20N的竖直向下的压力。已知h0=0.1m,小圆孔面积S0=8×10-3m2,圆柱体底面积S=2×10-2m2,圆柱体重I2N,支撑板C的厚度不计,g取10N/kg。求:
(1)注油前,圆柱体对支撑板C的压强;
(2)圆柱体刚好浮起离开支撑板C时浸入油中的体积;
(3)圆柱体的高度。
107、(2021四川自贡)如图甲所示,有一体积、质量忽略不计的弹簧,其两端分别固定在容器底部和正方体形状的物体上。已知物体的边长为10cm。弹簧没有发生形变时的长度为10cm,弹簧受到拉力作用后,伸长的长度△L与拉力F的关系如图乙所示。向容器中加水,直到物体上表面与液面相平,此时水深24cm。求:
(1)物体受到的水的浮力。
(2)物体的密度。
(3)打开出水孔,缓慢放水,当弹簧处于没有发生形变的自然状态时,关闭出水孔。求放水前后水对容器底部压强的变化量。
108、(2021年上海)“蛟龙号”悬停时,上表面深度为 7000 米,重力为 2.2×105N.
1、蛟龙号悬停时,求 F 浮;
2、蛟龙号的 P 很大相当于手掌上放一辆 7×105 牛的卡车,手掌面积为 0.01m2,求P 的估值;
3、推论 P 液=ρ液gh;
4、已知蛟龙号上表面海水密度随深度增大而增大。设液体压强为 P’,海水密度为ρ’,上表面深度为 h’,能不能说明 P’= ρ’gh’,并说明理由。
109、(2021江苏连云港)若滑冰运动员固定姿势在水平冰面上匀速直线滑行40m用时10s。已知运动员和滑冰鞋的总质量为50kg,滑行过程中冰面的受力面积为2.5×10-4m2。(g取10N/kg)求:
(1)运动员的滑行速度
(2)冰面受到的压力。
(3)此时冰面受到的压强。
110、(2021湖南长沙)总部位于湖南省长沙市岳麓区的某股份有限公司,是一家持续创新的全球化企业。如图是这个公司生产的高空作业平台,它重心低,运行高效。求∶
(1)作业平台以2m/s 的速度在平直的路面上匀速行驶 20s,它行驶的路程;
(2)作业平台用104N 的支持力将货物竖直缓慢举高10m,支持力对货物所做的功;
(3)质量为 3150kg的作业平台上装有 850kg 的货物,静止在水平地面上时,车轮与地面的总接触面积为 0.04m ,此时作业平台对水平地面的压强。(取g=10N/kg)
111、(2021贵州黔东南州).黔东南州2021年高考期间,各县市开展了“爱心助考车”活动,考生出示高考准考证或相关证件可免费乘车。如图20所示,是一考生下车前往考点的情景。若该“爱心助考车”整车质量为1.5t,四轮与地面接触总面积为120cm2。该车以54km/h的平均速度行驶,从考生上车地点到下车地点用了9min。(取g=10N/kg),求;
(1)从考生上车地点到下车地点,“爱心助考车”行驶的路程是多少
(2)该“爱心助考车”空车静止在水平路面上时,对水平路面的压强是多少?
112、(2021浙江湖州)2020年11月10日,中国“奋斗者”号载人潜水器在“地球第四极”马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909米,创造了中国载人深潜的新纪录。本次万米深潜任务成功的一大亮点是采用了许多自主研发的国产新材料。
(1)“奋斗者”号采用的钛合金材料强度高韧性好、耐腐蚀,与下列哪种材料类型相同?_________
①塑料 ②不锈钢 ③玻璃
(2)“奋斗者”号下潜时,外部携带了4块压载铁,总质量将近2吨。压载铁被悬挂的模型如右图所示,试计算4块压载铁水下浸没时对“奋斗者”号的作用力约为多少?(压载铁的密度近似为8×103千克/米3,海水的密度近似为水的密度)
(3)完成水下作业之后,“奋斗者”号抛去压载铁上浮。为了使“奋斗者”号在深海有足够大的浮力返航,采用了一种新的固体浮力材料,由大量纳米级大小的空气玻璃微珠组成。为了满足设计需求,该材料需要具备怎样的性质?___________________________(答出一点即可)
113、(2023年湖南邵阳)现有一个不吸水材料的长方体A,底面积为,体积为,质量为0.9kg。将它放入底面积为,装有适量水的薄壁圆柱形容器中,容器足够高,A漂浮于水面(如图甲所示)。(,)
(1)求A的重力;( )
(2)求A的底部受到的液体压强;( )
(3)如图乙所示,将重10N,体积为的长方体B(不吸水)置于A上,待两物体静止时,请判断B浸入水中的情况:_________(选填“不会浸入”或“部分浸入”或“全部浸入”并说明理由________,求放入B后容器内水面上升的高度。( )
114、(2023湖北鄂州)如图所示,放置在水平桌面上的柱形容器中装有适量的水,把质量为300g的木块浸入水中,木块静止时有2/5的体积露出水面,此时容器中水的深度为20cm,已知容器底面积为300cm2,容器重3N,求:
(1)木块受到的浮力
(2)木块的密度
(3)容器对桌面的压强
115、(2023年甘肃金昌)小华利用氦气球与探空仪了解空气状况。如图甲所示,质量为0.4kg的探空仪静止在水平桌面上,与桌面接触面积为0.02m2。在室内测试时,将探空仪固定在充有氦气的气球上,释放后氦气球恰好能携带探空仪悬浮在空中,如图乙所示。已知球壳质量为0.23kg,球内氦气的密度为0.17kg/m3,室内空气的密度为1.22kg/m3。求:
(1)探空仪所受的重力;
(2)探空仪对水平桌面的压强;
(3)悬浮时氦气球的体积(计算浮力时,不计探空仪的体积和球壳的厚度)。
116、(2023年广西)人工涂抹油漆难精准且气味难闻,于是某团队设计了“智能浸泡上漆器”,如图所示,上漆器由柱形硬质浮杆、力传感器、工作台、挡板等组成。浮杆的质量为0.2kg,底面积为;力传感器固定且与浮杆接触但无压力;工作台固定在上漆器底部,其上表面积为0.5m2,高为0.1m。将待上漆的质量分布均匀的柱体A放在工作台中央,将挡板固定在1m高处,开始注漆,当浮杆对力传感器的压力为14N时停止注漆,完成对柱体A的上漆。已知柱体A的质量为500kg,底面积为,高为0.8m,油漆密度为。g取10N/kg。求:
(1)当漆面上升至0.1m时,油漆对上漆器底部的压强;
(2)当漆面上升至0.4m时,柱体A对工作台的压强;
(3)停止注漆时,柱体A被上漆的高度。
117、(2023年湖北咸宁)2023年5月28日上午,我国首架自行研制、拥有自主知识产权的喷气式客机C919,如图甲,历时2h从上海到北京,开启了首次商业载客飞行。
(1)已知上海到北京航程为1178km,求C919由上海飞往北京的平均速度;
(2) C919在高空水平定速巡航时,若受到的阻力为,飞机发动机的效率为25%,则飞行4km需要消耗多少升汽油?已知汽油密度为,汽油热值为:
(3) 如图乙是飞机单侧机翼与周围空气发生相对运动的模型。图中机翼的下表面可视为平面,面积为。飞机起飞前在水平跑道上快速滑行时,机轮与地面的总接触面积为,飞机对地面的压强为p。飞机总重为G,近似地认为飞机受到的升力来自于飞机双侧机翼。请推导出飞机在跑道上滑行时机翼上下表面的压强差(用字母表示)。
118、(2023年山东滨州)“且夫水之积也不厚,则其负大舟也无力。覆杯水于坳堂之上,则芥为之舟;置杯焉则胶,水浅而舟大也。”出自战国庄子的《逍遥游》。从文中大舟与水的关系,我们可以得到这样的启示:求大学问,干大事业,必须打下坚实、深厚的基础。但从物理的角度,“水之积也不厚,则其负大舟也无力。”是指水的深度还是水的质量呢?即物体能否在水中漂浮(所受浮力的大小),究竟与水的深度有关还是与水的质量有关呢?为了探究这一问题,某兴趣小组用烧杯、水、圆柱形木块、刻度尺等器材,进行了如下探究,如图所示。
将两个完全相同的底面积为8cm2,高为10cm的圆柱形木块,分别放入底面积为10cm2和12cm2的甲、乙两个容器中,分别向两个容器中加水,观察和记录每个容器每次加水的深度和木块的状态,实验数据及现象记录如下表。实验中,容器足够高,无水溢出,不考虑木块吸水,,g=10N/kg。根据实验现象和实验数据,求:
实验次数 容器中水深(h/cm)和木块的状态
甲容器 甲容器中木块 乙容器 乙容器中木块
1 4cm 不能浮起 4cm 不能浮起
2 5cm 不能浮起 5cm 不能浮起
3 6cm 刚好浮起 6cm 刚好浮起
4 7cm 浮起 7cm 浮起
(1)甲容器中木块刚好浮起时,水对容器底部的压强;
(2)木块的密度;
(3)木块刚好浮起时,甲、乙容器分别加入水的质量。并由计算结果和实验现象判断:木块能否浮起,取决于容器中水的深度还是水的质量?
(4)实验完成,把木块从甲容器拿出,甲容器对桌面压强的变化量。
119、(2023年江苏连云港)2023年4月26日,第十二届江苏省园艺博览会在连云港盛大开幕,其中科技田园描绘的“孙悟空”形象,成为一道靓丽的风景线。科技田园的维护主要依靠无人机,图中无人机正在给科技田园喷洒农药。已知该无人机空机质量为5kg,停放时与地面的总接触面积为,装满农药后的总质量为,农药的密度为,g取10N/kg。求:
(1)该无人机空机状态停放时对水平地面的压强;
(2)该无人机可装农药的最大体积。
120、(2023湖南衡阳)如图所示是北京冬奥会中国女子冰壶比赛时的情景。冰壶由花岗岩凿磨而成,质量为20kg,体积为,停在冰面上时冰壶与冰面的接触面积为0.02m2。某次比赛中,投掷手将冰壶推出,冰壶在12s内向前滑行了18m。求:
(1)冰壶在滑行过程中的平均速度;
(2)冰壶的密度;
(3)冰壶停在水平冰面上时,冰壶对冰面的压强。
121、(2023年四川成都)小尚同学勤于思考,热爱探究,下面是他在探究中遇到的两个问题,请完成相关计算。
(1)小尚听爸爸说,家里的电动汽车正常行驶10km消耗的电能约为1度()。他认为由此可以测算出电动汽车的牵引力,依据模型思想,他将问题简化为:汽车行驶10km,牵引力做功,求牵引力的大小;
(2)被测物体A置于坚固的水平台上,实验小桌放在物体A上,小桌与A的接触面积为(即A的受力面积)。往实验小桌上的沙盘里缓慢添加细沙,直到将被测物体A压坏,测得小桌、沙盘和细沙的总重为5N,求物体A能承受的最大压强。
122、(2022上海)已知甲、乙两个均匀圆柱体密度、底面积、高度的数据如下表所示
物体 密度(千克/米3) 底面积(米2) 高度(米)
甲 5×103 2×10-3 0.6
乙 8×103 5×10-3 0.5
(1)求甲的质量 m甲;
(2)求圆柱体乙对地面的压强 p乙;
(3)若在甲、乙上方分别沿水平方向切去一部分,并将切去的部分叠放在对方剩余部分的上方。甲的底部对地面的压力变化量ΔF甲为 49 N。求乙的底部对地面的压强的变化量Δp 乙。
123、(2022湖北江汉油田潜江 天门 仙桃) 底面积300cm2、深度20cm的薄壁圆柱形容器重6N,放置在水平桌面上,其中盛有6cm深的水如图甲;然后将一质量为2.7kg的实心正方体铝块放入水中,如图乙。(ρ铝=2.7×103kg/m3)求:
(1)铝块的体积是多少m3?
(2)图甲中容器对水平桌面的压强为多少Pa?
(3)放入铝块后,水对容器底部的压强增加了多少Pa?
124、(2022湖南永州)冰壶运动是2022年北京冬奥会比赛项目之一,冰壶是由不含云母的花岗岩凿磨制成。有一冰壶体积V=7×10﹣3m3,密度ρ=2.7×103kg/m3,取g=10N/kg。
(1)求冰壶的质量;
(2)将冰壶放在水平地面上,与地面的接触面积S=0.02m2,求冰壶对水平地面的压强。
125、(2022北京)俯卧撑是一项常见的健身项目,采用不同的方式做俯卧撑,健身效果通常不同。图23甲所示的是小京在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情境,他的身体与地面平行,可抽象成如图23乙所示的杠杆模型,地面对脚的力作用在O点,对手的力作用在B点,小京的重心在A点。已知小京的体重为750N,OA长为1m,OB长为1.5m。
(1)图23乙中,地面对手的力F1与身体垂直,求F1的大小;
(2)图24所示的是小京手扶栏杆做俯卧撑保持静止时的情境,此时他的身体姿态与图23甲相同,只是身体与水平地面成一定角度,栏杆对手的力F2与他的身体垂直,且仍作用在B点。分析并说明F2与F1的大小关系。
126、(2022江苏扬州)疫情防控进行道路消杀时,总质量为8t的消毒车喷出的药液后,车轮与水平地面的总接触面积为。已知消毒液密度为,g取10N/kg。求:
(1)喷出药液的质量;
(2)此时消毒车对地面的压强。
127、(2022·绍兴)在北京冬奥会上,中国运动员苏翊鸣勇夺单板滑雪大跳台金牌。
(1)滑雪板底面越宽大,对雪地的压强 。
(2)若滑雪板与雪地总接触面积为0.4米,苏翊鸣和滑雪板的总质量为72千克,当他穿着滑雪板站立在水平雪地上时,对雪地的压强为多大?
(3)图甲是他在决赛中的完美飞行轨迹,AB是飞跃跳台的上升阶段,BC是下落阶段。请在图乙中画出他在飞行过程中速度随时间变化的大致曲线图,(为A点的速度,不计空气阻力)
128、(2022广西北部湾) 某学习小组在完成压强知识的学习后,为深入了解压强的变化情况,将实心柱体甲和盛满水的薄壁轻质容器乙放置在水平地面上,如图所示,其中甲、乙底面积分别为2S、S,水的质量为m,D点距水面0.1m, 。将甲沿虚线切出一质量为 的小物块(不吸水)放入乙中,小物块有四分之一的体积露出水面。
(1)求D处水的压强;
(2)求甲的密度;
(3)现有A、B、C三物体,相关信息如下表所示。
若要选择其中一个先后放在甲剩余部分的上部和放入乙中(均可浸没),使乙对地面的压强变化量大于甲剩余部分对地面的压强变化量,且乙对地面的压强p最大。请分析说明所选物体的理由,并计算出p的最大值。(结果用题中字母表示)
129、(2022黑龙江大庆)如图所示,容积很大的长方形水银槽,上方竖直放置一个足够长且两端开口的细玻璃管。管内壁光滑,初始状态管内紧贴水银面有一质量不计、横截面积S=1.0cm2的活塞,活塞不漏气,现用力将活塞缓慢匀速提升(忽略槽内水银液面高度变化)。已知水银密度ρ=13.6×103kg/m3,当地大气压p=1.0×105Pa,g=10N/kg。求:
(1)细玻璃管内水银面上升的最大高度h0(结果保留两位小数);
(2)活塞上升高度为40cm时,作用在活塞上的拉力大小;
(3)活塞上升高度为100cm时,作用在活塞上的拉力大小。
130、(2022广西白色)如图所示是百色起义纪念公园内的一块景观石,其质量为5200kg,体积为2m3,景观石与底座的接触面积为1.3m2。求:
(1)景观石的密度;
(2)景观石的重力;
(3)景观石对底座的压强。
131、(2022湖南岳阳) 巴陵广场是市民休闲的好去处,广场上有座关于后羿斩巴蛇的雕像,高约16m,质量为2×106kg。小明从家里出发,以1m/s的速度散步去广场,600s后到达。
(1)求小明从家到广场经过的路程;
(2)求雕像所受的重力大小;
(3)小明估测雕像与水平地面的接触面积约为100m2,求雕像对地面的压强。
132、(2022湖北宜昌) 如图甲所示,我国自行研制的ZBD-05两栖步兵战车,是世界上水上行驶最快的战车。它具有独特的前部防浪板和尾部滑行板,水中航行时,两者配合可以降低阻力,提高速度,有力增强了我军抢滩登陆的能力,它的部分参数如下表。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。则:
战车质量 26t
水上最大速度 25km/h
履带着地总面积 4m2
发动机功率 1100kW
(1)尾部滑行板设计成如图乙所示的水翼形状,使其在水中行驶时获得向上的抬升力,它依据的物理学原理是___________;
(2)战车在离岸10km的距离以最快速度冲击,可以多长时间到达岸边?___________
(3)战车在抢滩登陆接近水平岸滩时,收起尾部滑行板,履带已着地,但仍有4m3的车体浸在水中,如图丙所示,此时地面对履带的压强是多少?___________
133、(2022湖南邵阳) 2022年北京冬奥会,我国在多个比赛项目取得了重大突破,获得了多枚金牌,由此在国内掀起一股冰雪运动热潮。一天,小华和父母去滑雪场滑雪,已知小华和滑雪板的总质量为60kg,滑雪板与雪地的总接触面积为0.4m2,求:(g=10N/kg)
(1)小华和滑雪板的总重力;
(2)小华踏着滑雪板站在水平雪地上时,对雪地的压强。
134、(2022江苏扬州)疫情防控进行道路消杀时,总质量为8t的消毒车喷出2m3的药液后,车轮与水平地面的总接触面积为0.5m2。已知消毒液密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)喷出药液的质量;
(2)此时消毒车对地面的压强。
135、(2022甘肃武威)绿色环保已成为人们生活中重要的理念。电动汽车是一种节能环保的交通工具,某电动汽车部分参数如下。若某次车满载时,车和人的总质量为1.8吨,四个车轮与水平地面接触面积分别为50cm2(g=10N/kg)。求:
(1)满载时汽车对水平地面的压强;
(2)若汽车以108km/h的速度在平直高速公路匀速行驶20分钟,行驶的距离是多少;
(3)若汽车在额定功率下沿平直公路以10m/s速度匀速行驶,发动机效率为80%,则汽车在行驶过程中受到的阻力大小。
额定乘客人数 5
电动机额定电压 500V
电动机额定功率 100kW
电池容量 500Ah
136、(2022四川成都)小杨同学品学兼优,全面发展,热爱劳动。周末,他从超市采购归来,手提一袋大米,站在匀速竖直上升的电梯内。
若小杨及所带物品的总重为,在电梯上升的过程中,求电梯对他的支持力做的功。
若这袋大米总质量为,手的受力面积为,取,求他的手受到的压强。
137、(2022浙江绍兴)在北京冬奥会上,中国运动员苏翊鸣勇夺单板滑雪大跳台金牌。
(1)滑雪板底面越宽大,对雪地的压强 ▲ 。
(2)若滑雪板与雪地总接触面积为0.4米,苏翊鸣和滑雪板的
总质量为72千克,当他穿着滑雪板站立在水平雪地上时,对
雪地的压强为多大?
(3)图甲是他在决赛中的完美飞行轨迹,AB是飞跃跳台的上升阶段,BC是下落阶段。请在图乙中画出
他在飞行过程中速度随时间变化的大致曲线图,(为A点的速度,不计空气阻力)
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