资源简介

2023年中考物理二轮复习--功和机械能的综合计算 专项提升
一、计算题
1．如图所示，斜面长5m，高3m，小明用绳子沿斜面将重为300N的木块由斜面底端匀速拉到顶端，拉力大小为240N，绳重不计。求：
（1）小明做的有用功；
（2）斜面的机械效率。
（3）木块与斜面间的摩擦力。
2．斜面长10m，高4m。用沿斜面方向的推力，将一个重为100N的物体由斜面底端匀速推到斜面顶端。运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功。求：
（1）推力所做的有用功；
（2）斜面的机械效率；
（3）推力的大小。
3．身高1.7m．重力为500N的小乐同学在作行课上做俯卧撑运动，此时将他规为一个杠杆如图所示。他的重心在A点。则：（g取10N/kg）
（1）若他将身体撑起，地面对手的作用力至少要多大？
（2）将身体撑起，每次肩膀上升的距离为0.3m，做一个俯卧撑做功多少J？
（3）他在1min内做了15个俯卧撑，他的功率是多少W？
4．我国某款自主品牌小汽车在某段平直公路上进行测试时，小汽车以72km/h的速度匀速行驶了5min，消耗燃油0.4kg，小汽车发动机的牵引力是900N。求小汽车测试过程中：（q燃油＝4.5×107J/kg）
（1）消耗的燃油完全燃烧放出的热量；
（2）发动机牵引力的功率；
（3）发动机的热机效率。
5．如图所示是一辆“都市蚂蚁”概念车，这款概念车小巧实用，有利于缓解城市交通拥堵。如表中是该款车型的部分主要参数。
（1）若这款车匀速行驶3km需要时间为10min，求车的行驶速度。
（2）若每位乘员的质量为50kg，求乘载两人时，车对水平路面的压强；
（3）若这款车在平直公路上匀速行驶，求做功2×106J所需时间；
6．小李用如图所示的装置提升货物。已知货物重G物=720N，在t=5s内货物被匀速竖直提升了h=1m，小李始终静止在地面上，并且对绳子自由端的拉力F=400 N且竖直向下。求在此过程中：
（1）动滑轮对货物做的有用功；
（2）拉力F所做的总功；
（3）拉力F做功的功率；
（4）使用该装置提升货物时的机械效率η。
7．2021年10月7日，黄河秋汛凶猛，济南泺口水文站的流量达到了每秒5100立方米。相关部门立即采取行动，利用挖掘机动用原来坝上的备防石来保护河堤，如图所示。每垛备防石总体积约，备防石的密度为，若该挖掘机工作时平均功率是180kW，则将每垛备防石匀速举高3m时，通过计算回答（g取10N/kg）
（1）每垛备防石的质量是多少？
（2）挖掘机对备防石至少做多少功？
（3）挖掘机工作时间大约是多少？
8．疫情期间，武汉、上海等地的多家医院利用机器人开展消毒、送餐、送药等。如图甲所示，若一个机器人在一次送餐时，1min内在水平地面沿直线匀速移动了30m，它的总质量为50kg，它与水平地面接触的总面积为100cm2求：
（1）若用方框表示机器人，请在图乙中画出机器人对水平地面的压力示意图。
（2）机器人对地面的压强为多少？
（3）机器人匀速移动时，电动机的驱动力功率为90W，则机器人所受的阻力为多少？
9．如图所示，是某建筑工地上，一个重500N的工人利用滑轮组从竖直的深井中提升泥土的情形。某次操作中，工人用150N的拉力F在10s内将总重为360N的泥土匀速提升1m。在此过程中不计摩擦、绳重和装泥土的容器重，求：
（1）工人拉力F做功的功率是多少？
（2）工人使用的滑轮组中，动滑轮的重是多少？
（3）如果绳子能承受的最大拉力为600N，请计算工人利用此装置一次最多能提升重为多少N的泥土？
10．如图所示，用滑轮组提升重物时，重600N的物体在10s内匀速上升1m。已知绳子的拉力为400N，则：
（1）对物体做的有用功是多少？
（2）拉力F做的功？
（3）拉力F的功率为多少？
（4）滑轮组的机械效率为多少？
11．据报道，中国柏洋首届全国山地自行车邀请赛于2015年4月在福建省山地自行车训练基地举行．质量为50kg的小民用如图所示的山地自行车参加比赛，其相关数据见下表：
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/cm2 4
（1）计算比赛中的山地自行车对地面的压强；
（2）若小民10min内在某路段匀速骑行6km．该路段阻力为总重力的0.02倍，求小民完成此路段比赛，动力所做的功；
（3）求小民此路段的骑行功率．
12．如图所示，甲工人用水平推力F甲推动重为750N的货物，在水平路面上匀速移动2m至仓库门口A处，用时10s，此过程中甲工人做功的功率P甲=30W；乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动3m到达指定位置B，拉力F乙为80N。求：
（1）甲工人做的功；
（2）该滑轮组的机械效率。
13．如图所示是用滑轮提升货物A的示意图，在竖直向上的拉力F作用下，重力为200牛的货物A在50秒时间内匀速上升了10米，不计滑轮和绳子的重力及摩擦，求：
（1）拉力F的大小；
（2）拉力F所做的功；
（3）拉力F做功的功率。
14．超市的购物车对地面的压力为300N，与地面的接触面积为0.03m2，刘明用20N的水平推力使购物车在水平路面上前进了15m，所用的时间是30s。求：
（1）购物车对地面的压强；
（2）刘明对购物车做功的功率。
15．质量1.2t功率为90kW的汽车在平直的公路上以108km/h的速度匀速行驶，求：
（1）汽车匀速行驶10min所通过的路程：
（2）汽车牵引力在10min内所做的功。
16．利用如图所示的滑轮组，在5s内将重300N的物体匀速向上提起0.2m，竖直向上的拉力F为125N。求：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）拉力的功率。
答案解析部分
1．【答案】（1）解：W有用＝Gh＝300N×3m＝900J
答：小明做的有用功是900J
（2）解：η＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%＝75%
答：斜面的机械效率75%
（3）解：W额外＝W总﹣W有用＝1200J﹣900J＝300J
f＝ ＝ ＝60N
答：木块与斜面间的摩擦力是60N。
2．【答案】（1）解：推力所做的有用功W有=Gh=100N×4m=400J
答：推力所做的有用功为400J；
（2）解：总功为W总=W有+W额=400J+100J=500J
斜面的机械效率
答：斜面的机械效率为80%
（3）解：推力的大小
答：推力的大小为50N。
3．【答案】（1）由图可知，动力臂l1=0.9m+0.6m=1.5m
阻力臂l2=0.9m，阻力等于重力为G=500N，由杠杆平衡条件可得F1 l1=G l2，即F1×1.5m=500N×0.9m
解得F=300N
即地面对手的作用力为300N。
答：若他将身体撑起，地面对手的作用力至少要300N；
（2）做一个俯卧撑需做功W=Fs=300N×0.3m=90J
即做一个俯卧撑需做功90J。
答： 将身体撑起，每次肩膀上升的距离为0.3m，做一个俯卧撑需做功90J；
（3）1min做的总功W总=15×90J=1350J
功率P= = =22.5W
即他的功率是22.5W。
答：若他在1min内做了15个俯卧撑，他的功率是22.5W。
4．【答案】（1）解：消耗的燃油完全燃烧产生的热量为
答：消耗的燃油完全燃烧放出的热量为1.8×107J。
（2）解：发动机牵引力的功率为
答：发动机牵引力的功率为1.8×104W。
（3）解：发动机做的功为
发动机的热机效率为
答：发动机的热机效率为30%。
5．【答案】（1）解：车匀速行驶3km需要时间为10min，
车行驶的速度，v＝ ＝ ＝＝5m/s；
（2）解：乘员和车的总重力，G＝G人+G车＝nm人g+m车g＝2×50kg×10N/kg+400kg×10N/kg＝5000N；在水平面上压力的大小等于重力，F＝G＝5000N；乘载两人时，车对水平路面的压强，p＝ ＝2.5×105pa；
（3）解：已知车的输出功率，P＝1000w，车做的功，W＝2×106J，
所需时间，P＝ 得，t＝ ＝2000s。
6．【答案】（1）解：动滑轮对货物做的有用功就是货物上升克服重力势能做的功，为
答：动滑轮对货物做的有用功为720J
（2）解：动滑轮与2股绳子接触，故n=2，拉力F所做的总功为
答：拉力F所做的总功为800J
（3）解：由功率公式，可知拉力F做功的功率为
答：拉力F做功的功率为160W；
（4）解：该装置提升货物时的机械效率为
答：使用该装置提升货物时的机械效率为90%。
7．【答案】（1）解：由 ，得每垛备防石的质量是
答：每垛备防石的质量是 ；
（2）解：每垛备防石的重力
匀速举高的过程中，备防石移动的距离为
挖掘机对备防石的力为
挖掘机对备防石做的功是
答：挖掘机对备防石至少做功 ；
（3）解：挖掘机功率为
由 ，得将每垛备防石举高3m需要的时间为
答：挖掘机工作时间大约是 。
8．【答案】（1）解：
答：若用方框表示机器人，请在图乙中画出机器人对水平地面的压力示意图见上述解（1）
（2）解：机器人对地面的压力
机器人对地面的压强
答：机器人对地面的压强为。
（3）解：机器人运动的速度
因为机器人匀速运动，所以
答：机器人匀速移动时，电动机的驱动力功率为90W，则机器人所受的阻力为。
9．【答案】（1）解：由图知，承担物重的绳子股数n=3，绳子自由端移动的距离： ，
拉力做的总功： ，
则工人拉力F做功的功率：
答：工人拉力F做功的功率为45W
（2）解：不计绳重和摩擦，由 得，动滑轮重力： ；
答：动滑轮重90N
（3）解：因为人的重力为500N，所以人能施加的最大拉力： ，
否则人会被绳子拉起来；由 得，提升泥土的最大重力： 。
答：工人利用此装置一次最多能提升重为1410N的泥土。
10．【答案】（1）解：对物体做的有用功是：
W=FS=Gh=600N×1m=600J
（2）解：拉力F做的功是：
W=FS=400N×1m×2=800J
（3）解：拉力F做的功率为：
p=W/t=800J/10s=80W
（4）解：滑轮组的机械效率是：
η=W有/W总×100%=600J/800J×100%=75%
11．【答案】（1）比赛中的山地自行车对地面的压强为7.5×105Pa；
（2）动力所做的功为7.2×104J；
（3）小民此路段的骑行功率为120W．
12．【答案】（1）解：甲工人做的功W甲 P甲t 300J
答：甲工人做的功为300J；
（2）货物与地面的摩擦力f=F甲 150N
滑轮组对货物的拉力F牵=f=150N
滑轮组的机械效率 62.5%
答：该滑轮组的机械效率为62.5%。
13．【答案】（1）解：动滑轮上绳子的有效股数n=2，由 知道，不计绳重及摩擦时，拉力F的大小
答：拉力F的大小是100N；
（2）解：动滑轮绳端移动的距离s=nh=2×10m=20m
拉力做的功是W =Fs=100N×20m=2000J
答：拉力F所做的功是2000J；
（3）解：由 知道，拉力F做功的功率
答：拉力F做功的功率40W。
14．【答案】（1）解：超市的购物车对地面的压力为300N，与地面的接触面积为0.03m2，则购物车对地面的压强
答：购物车对地面的压强是104Pa；
（2）解：用20N的水平推力使购物车在水平路面上前进了15m，则购物车做的功
所用的时间是30s，刘明对购物车做功的功率
答：刘明对购物车做功的功率是10W。
15．【答案】（1）由 可得，汽车通过的路程为：
（2）汽车牵引力所做的功: .
16．【答案】（1）解：W有用=Gh=300N×0.2m=60J
W总=Fs=F×3h=125N×3×0.2m=75J
滑轮组的机械效率：η= =80%
（2）解：拉力的功率：P= =15W

展开更多......

收起↑