资源简介

(共19张PPT)
力学计算专题(一)——第19题
力学综合计算题主要是运用力学知识和相关公式，根据题目所给条件进行分析、计算，并进行解答。力学综合计算题主要包括速度、密度、压强、浮力、机械功、功率的综合；含有简单机械的功、功率、机械效率的综合。主要以计算题大题的形式进行考查时，对计算的具体格式、规范等有明确要求，不仅要求能分析和计算，还要求能够把整个分析和计算的过程比较准确、合理地表达出来。因此，解答计算题格式一定要规范，必须写出相应的公式(完全无公式的计算题不得分)，代入数据时必须带上单位，注意统一物理量的单位(一般带国际单位)，相同的物理量注意要用上、下标加以区分，并且写上必要的文字说明。对于课本中没有出现的推导公式，解题时一般要先写原始公式，再写推导公式，如：机械功率P＝ ＝Fv等。另外，解答计算题时注意公式的“同一性”：在力学计算题中，各物理量必须对应于同一物体。
类型1 功、功率、压强
1．(2023 东营)2023年5月，世界智能大会在天津的成功举办，将进一步推动我国人工智能技术的研发和应用。图甲为某款智能机器人，质量为30 kg，底部轮与地面接触总面积为150 cm2，它在某次引领接待工作中沿直线行走的速度随时间变化的图象如图乙所示。(g取10 N/kg)求：
(1)智能机器人静止在水平地面上时，对地面产生的压强；
解：机器人的重力G＝mg＝30 kg×10 N/kg＝300 N
机器人对地面的压力F压＝G＝300 N，对地面产生的压强
答：智能机器人静止在水平地面上时，对地面产生的压强为2×104 Pa；
(2)智能机器人在0～6 s内行走的距离和0～10 s内的平均速度；
解：由图乙可知，0～6 s匀速运动，速度为1.2 m/s
智能机器人在0～6 s内行走的距离s1＝v1t1＝1.2 m/s×6 s＝7.2 m
由图乙可知，6～10 s匀速运动，速度为1.0 m/s
智能机器人在6～10 s内行走的距离s2＝v2t2＝1.0 m/s×4 s＝4 m
答：智能机器人在0～6 s内行走的距离为7.2 m，0～10 s内的平均速度为1.12 m/s；
(3)在0～6 s内，智能机器人受到的水平阻力为重力的0.05倍，求此段时间内智能机器人牵引力做功的功率。
解：在0～6 s内，智能机器人受到的水平阻力
f＝0.05G＝0.05×300 N＝15 N
机器人匀速运动，牵引力和阻力是平衡力，牵引力F＝f＝15 N，
此段时间内智能机器人牵引力做功的功率
答：在0～6 s内，智能机器人受到的水平阻力为重力的0.05倍，此段时间内智能机器人牵引力做功的功率为18 W。
2.(2023 汕头三模)张老师买了一辆电动自行车，如图所示，该电动自行车整车质量为30 kg，可以电动骑行，也可以脚踏骑行，电动骑车最高速度为25 km/h。(g＝10 N/kg)
(1)张老师的质量为50 kg，电动自行车每个车轮与地面的接触面积为40 cm2，当张老师在水平路面上骑电动自行车时对水平地面的压强有多大？
解：张老师骑电动自行车时对路面的压力等于人和车的总重力
F＝G总＝(m人＋m车)g＝(50 kg＋30 kg)×10 N/kg＝800 N
答：当张老师在水平路面上骑电动自行车时对水平地面的压强为1×105 Pa；
(2)张老师在水平路面上骑着该自行车做直线运动的v－t图象
如图乙所示，若电动自行车在匀速运动过程中动力的功率为
360 W，匀速骑行5 min过程中，电动自行车的动力做了多少
功？动力为多大？
解：匀速骑行5 min过程中，电动自行车的动力做功W＝Pt＝360 W×5×60 s＝1.08×105 J
由图可知匀速骑行时的速度为24 km/h，5 min行驶的路程s＝vt＝24 km/h× h
＝2 km＝2 000 m
答：电动自行车的动力做的功为1.08×105 J，动力为54 N。
类型2 功、功率、机械效率
3．(2022 毕节)如图所示，一辆货车匀速从山底A开到山顶B。货车重为5.0×104 N，发动机的功率50 kW保持不变，山坡AB长2 000 m，高h为300 m，牵引力保持2.5×104 N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；
解：由题意可知，车从山底开到山顶所做的有用功
W有＝Gh＝5.0×104 N×300 m＝1.5×107 J
答：汽车从山底开到山顶所做的有用功为1.5×107 J；
(2)山坡的机械效率。
解：由W＝Fs可知，汽车从山底开到山顶所做的总功
W总＝Fs＝2.5×104 N×2 000 m＝5×107 J
答：山坡的机械效率为30%。
4.(2023 眉山)如图所示，工人用滑轮组提升重物，已知重物重力G＝1 000 N，动滑轮重力G动＝200 N。在工人用力F作用下，重物匀速上升，30 s达到规定高度6 m处。不计绳重和机械之间的摩擦，求：
(1)拉力做功的功率；
解：承担物重的动滑轮上绳子的段数n＝3，不计绳重和机械之间的摩擦，
拉力移动距离s＝nh＝3×6 m＝18 m
拉力做功W＝Fs＝400 N×18 m＝7 200 J
答：拉力做功的功率为240 W；
(2)滑轮组的机械效率；
解：滑轮组的有用功W有＝Gh＝1 000 N×6 m＝6 000 J
答：滑轮组的机械效率为83.3%；
(3)若用该装置提升另一重物时，机械效率达到90%，则该重物的重力为多少？
解：若用该装置提升另一重物时，机械效率达到90%，
解得该重物的重力G′＝1 800 N。
答：若用该装置提升另一重物时，机械效率达到90%，则该重物的重力为1 800 N。
5．(2023 江西)如图所示，利用斜面将箱子推进车厢，通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力多了，某同学用100 N的力沿斜面向上匀速推动箱子，已知箱子质量为20 kg，斜面长3 m，斜面高1.2 m，g＝10 N/kg。求：
(1)箱子受到的重力；
解：箱子受到的重力G＝mg＝20 kg×10 N/kg＝200 N
答：箱子受到的重力为200 N；
(2)箱子受到的摩擦力；
解：推力所做的功W总＝Fs＝100 N×3 m＝300 J
有用功W有＝Gh＝200 N×1.2 m＝240 J
额外功W额＝W总－W有＝300 J－240 J＝60 J
答：箱子受到的摩擦力为20 N；
(3)斜面的机械效率；
答：斜面的机械效率为80%。
(4)使用斜面推箱子时有哪些更省力的方法。
解：拉动物体沿斜面运动时，斜面坡度越小越省力，可适当减小斜面的坡度。

展开更多......

收起↑