中考物理复习专题十力学综合计算教学课件

这是一份中考物理复习专题十力学综合计算教学课件，共42页。

· 类型1 与运动有关的计算
· 类型2 与压强有关的计算
· 类型3 与浮力有关的计算
· 类型4 简单机械的相关计算
类型1 与运动有关的计算
【例1】【2022安徽改编6分】在一次跳伞表演中，运动员在5 s的时间内竖直向下匀速降落了30 m。若运动员和降落伞作为整体受到的重力为1 000 N，求：这个整体在该过程中：(1)匀速下降的速度；
【例1】【2022安徽改编6分】在一次跳伞表演中，运动员在5 s的时间内竖直向下匀速降落了30 m。若运动员和降落伞作为整体受到的重力为1 000 N，求：这个整体在该过程中：(2)所受阻力的大小；
运动员竖直向下匀速降落，这个整体所受阻力和重力是一对平衡力，所受阻力：f＝G＝1 000 N。
【例1】【2022安徽改编6分】在一次跳伞表演中，运动员在5 s的时间内竖直向下匀速降落了30 m。若运动员和降落伞作为整体受到的重力为1 000 N，求：这个整体在该过程中：(3)所受重力做功的功率。
【例2】【2021安徽】如图1所示，小明在单杠上做引体向上运动，每次引体向上身体上升的高度为握拳时手臂的长度。已知小明的体重为500 N，握拳时手臂的长度为0.6 m，完成4次引体向上所用的时间为10 s。求：(1)小明完成1次引体向上所做的功。
解：(1)小明完成1次引体向上所做的功W1＝Gh1＝500 N×0.6 m＝300 J。
【例2】【2021安徽】如图1所示，小明在单杠上做引体向上运动，每次引体向上身体上升的高度为握拳时手臂的长度。已知小明的体重为500 N，握拳时手臂的长度为0.6 m，完成4次引体向上所用的时间为10 s。求：(2)10 s内小明做引体向上的功率。
【例3】 【2022泉州模拟6分】小萍骑电动自行车在水平路面上以5 m/s的速度做匀速直线运动，小萍和车的总重力为900 N，车轮与地面的总接触面积是9×10－3 m2，若行驶了1 min，前进的牵引力恒为40 N。求：(1)小萍和电动自行车对地面的压强。
类型2 与压强有关的计算
【例3】 【2022泉州模拟6分】小萍骑电动自行车在水平路面上以5 m/s的速度做匀速直线运动，小萍和车的总重力为900 N，车轮与地面的总接触面积是9×10－3 m2，若行驶了1 min，前进的牵引力恒为40 N。求：(2)牵引力做的功。
t＝1 min＝60 s，s＝vt＝5 m/s×60 s＝300 m，牵引力做的功：W＝Fs＝40 N×300 m＝1.2×104 J。
【例3】 【2022泉州模拟6分】小萍骑电动自行车在水平路面上以5 m/s的速度做匀速直线运动，小萍和车的总重力为900 N，车轮与地面的总接触面积是9×10－3 m2，若行驶了1 min，前进的牵引力恒为40 N。求：(3)牵引力的功率。
【例4】2021年4月，印度尼西亚的一艘排水量为1 390 t的潜艇在海下约300 m处断裂，通过水下搜索发现了海面下约850 m处的失事潜艇。应印方要求，我国派出军舰协助施救。为了安全打捞一块排水体积为20 m3的残骸，须进行相关的数据分析。假设残骸出水前以0.5 m/s的速度向上做匀速直线运动，起重机的拉力为1.5×106 N，已知海水的密度为1.03×103 kg/m3，g取 10 N/kg。求：(1)此潜艇残骸在海底受到的浮力。
解：(1)此潜艇残骸在海底受到的浮力F浮＝ρ海gV排＝1.03×103 kg/m3×10 N/kg×20 m3＝2.06×105 N。
【例4】2021年4月，印度尼西亚的一艘排水量为1 390 t的潜艇在海下约300 m处断裂，通过水下搜索发现了海面下约850 m处的失事潜艇。应印方要求，我国派出军舰协助施救。为了安全打捞一块排水体积为20 m3的残骸，须进行相关的数据分析。假设残骸出水前以0.5 m/s的速度向上做匀速直线运动，起重机的拉力为1.5×106 N，已知海水的密度为1.03×103 kg/m3，g取 10 N/kg。求：(2)850 m深处海水的压强。
850 m深处海水的压强p＝ρ海gh＝1.03×103 kg/m3×10 N/kg×850 m＝8.755×106 Pa。
【例4】2021年4月，印度尼西亚的一艘排水量为1 390 t的潜艇在海下约300 m处断裂，通过水下搜索发现了海面下约850 m处的失事潜艇。应印方要求，我国派出军舰协助施救。为了安全打捞一块排水体积为20 m3的残骸，须进行相关的数据分析。假设残骸出水前以0.5 m/s的速度向上做匀速直线运动，起重机的拉力为1.5×106 N，已知海水的密度为1.03×103 kg/m3，g取 10 N/kg。求：(3)残骸在海水中向上做匀速直线运动时起重机的功率。
类型3 与浮力有关的计算
【例5】【2022福建9分】如图2是一款能自动浮沉的潜水玩具，正方体潜水器内装有智能电磁铁，将它放入装有水的圆柱形薄壁容器中，容器放置在水平铁板上，不计容器的重力。潜水器启动后通过传感器测出其底部与铁板间的距离l，自动调节电磁铁电流大小，改变潜水器与铁板间的吸引力F的大小。闭合开关前，潜水器处于漂浮状态。
闭合开关，潜水器启动后先匀速下沉，完全浸入水中后，变为加速下沉直至容器底部，下沉全过程F随l变化的关系保持不变，水深变化的影响忽略不计。已知潜水器的棱长为 10 cm，重力为5 N，容器的底面积为1 000 cm2，水深为25 cm，g取10 N/kg。求：(1)潜水器漂浮时受到的浮力。
解：(1)潜水器处于漂浮状态时，潜水器受到的浮力：F浮＝G潜水器＝5 N。
(2)下沉全过程潜水器重力所做的功。
(3)潜水器沉底静止后容器对铁板的压强。
潜水器匀速下沉时，F随l的变化关系式为：F＝F浮－G潜水器＝ρ水gS1(h－l)－G潜水器＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.01 m2×(0.25 m－l)－5 N＝20 N－100 N/m·l，潜水器浸没后加速下沉，F随l的变化关系不变，潜水器沉底静止时，l＝0，潜水器受到的吸力F＝20 N，潜水器漂浮时，潜水器受到的重力等于它排开水的重力，
类型4 简单机械的相关计算
【例6】质量为60 kg的工人用如图3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3乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计，g取10 N/kg。
(1)若工人在1 min内将货物匀速向上提升了6 m，作用在钢绳上的拉力为400 N，拉力的功率是多少？
(2)动滑轮受到的重力是多少？
(3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，若要工人不被拉离地面，此滑轮组机械效率最大值是多少？
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大＝G人＝m人g＝60 kg× 10 N/kg＝600 N，
【例7】【2021随州】将《天工开物》中记载的古人利用杠杆从井中提水的情景简化成图4中的模型，轻质杠杆AB的支点为O，AO∶OB＝3∶2，在B端用轻绳系着石块P，石块的质量 m＝15 kg；在A端用轻绳系着一只木桶，木桶以及桶内的水的总质量m总＝40 kg；水井边的水平地面上站着提水人阿宝(g取10 N/kg)。求：
(1)阿宝不提绳子，杠杆水平平衡时，绳AQ的拉力大小。
(2)阿宝缓慢提绳子(绳AQ始终竖直)，当水桶刚离开水面时阿宝对绳的拉力大小。(3)若阿宝的质量为70 kg，每只鞋子与水平地面的接触面积为200 cm2，当水桶刚离开水面时阿宝对地面的压强。
水桶刚离开水面时，F人＝G水桶－FA＝m总g－FA＝40 kg×10 N/kg－100 N＝300 N。
【例8】如图5甲所示，用电动机和滑轮组把密度为3×103 kg/m3、体积为1 m3的矿石，从水底匀速竖直打捞起来，g取10 N/kg，水的密度为1×103 kg/m3。(1)求矿石的重力；
(2)求矿石浸没在水中时受到的浮力；
因为矿石浸没在水中，所以V排＝V＝1 m3，由阿基米德原理可知，矿石受到的浮力F浮＝G排＝ρ水gV排＝1×103 kg/m3×10 N/kg×1 m3＝1×104 N。
(3)矿石露出水面前，电动机对绳子拉力的功率为2.5 kW，矿石上升过程中的s－t图像如图5乙所示，求滑轮组的机械效率；
(4)如果不计绳重及绳子与滑轮间的摩擦，矿石露出水面后与露出水面前相比，滑轮组的机械效率会如何改变？为什么？
增大；矿石露出水面之后和露出水面之前相比，在提升相同高度的情况下，有用功增大，额外功不变，有用功占总功的比例增大，所以滑轮组的机械效率增大。
1．【2021福建6分】一辆5 G无人配送车，质量为400 kg，轮胎与路面的总接触面积为0.025 m2，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是车重力的 ，g取10 N/kg。如图是配送车某次运动的路程与时间的图像。求：(1)10 min内配送车的平均速度。
(2)配送车匀速行驶时的牵引力。(3)配送车对水平路面的压强。
2．【2022龙岩质检6分】我国的“天问一号”火星着陆后，“祝融号”火星车开展巡视探测任务，截至2021年12月31日，“天问一号”环绕器在轨运行526天，火星车在火星表面累计行走超过1 400 m。已知火星车质量为240 kg，六个轮子与火星表面接触的总面积为0.02 m2，在火星上的重力是地球的 ，在地球上g取10 N/kg。求：(1)火星车在火星上的重力。
2．【2022龙岩质检6分】我国的“天问一号”火星着陆后，“祝融号”火星车开展巡视探测任务，截至2021年12月31日，“天问一号”环绕器在轨运行526天，火星车在火星表面累计行走超过1 400 m。已知火星车质量为240 kg，六个轮子与火星表面接触的总面积为0.02 m2，在火星上的重力是地球的 ，在地球上g取10 N/kg。求：(2)火星车对火星表面的压强。
(3)若火星车在火星的水平路面上匀速行驶时受到的摩擦力是重力的 ，火星车行驶1 000 m 牵引力做的功。
3．【2022莆田质检8分】某战舰舰长为250 m、宽为30 m，满载时吃水深度为7 m。(海水密度取1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)(1)求该战舰满载时舰底最深处受到的海水压强。
解：(1)p＝ρ海水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×7 m＝7×104 Pa。
(2)当战舰上的一架舰载直升机起飞后，该战舰排开水的体积减小了15 m3，则这架舰载机的质量是多少？