三輪復習沖刺2020年中考物理重要考點突破專題07交通工具類計算題【含解析】

1、專題07交通工具類計算題交通工具類計算題通常以轎車、卡車、自行車與火車等交通工具為背景，側(cè)重查考平衡力、速度、壓強、功、功率與熱機效率等知識點：解此類題要注意：1、因為經(jīng)常需要求出速度，但題中所給的速度單位通常是km/h，所以需要首先進行單位換算，根據(jù)1m/s=3.6km/h，把速度單位換算成m/s。2、求解汽車對地面的壓強時，題中通常已知物體的質(zhì)量或重力，所以在寫解題步驟時，別忘了寫出F=G=mg，標明壓力與重力雖然大小相等，但不是同一個物理量。此外，還要明確受力面積是一個輪胎的面積還是輪胎的總面積。3、若需要用公式P=Fv，必須注明物體在做勻速運動。1、速度的相關(guān)計算公式：v變形式：求路程

2、svt求時間t單位：速度單位m/s（米每秒），路程單位m（米），時間單位s（秒）單位換算：1 km103 m1 h3 600 s1 min60 s 1m/s=3.6km/h 需要解決的問題：（1）題目中已知路程、時間，直接套用公式進行計算，或根據(jù)其變形式進行計算，注意單位統(tǒng)一（2）題目中未直接告訴所求路段的路程或時間，需根據(jù)已知條件進行轉(zhuǎn)換a.所求的路程與某個已知路段的路程相等，所求時間與其他某個階段的時間相等（或有函數(shù)關(guān)系）；b.往返問題，注意題目設問所求階段，路程的對應時間 （3）走走停停問題，注意明確實際運動的時間2、重力、壓力的計算公式：Gmg水平面上處于平衡狀態(tài)：FG 單位：重力、壓

3、力單位N（牛或牛頓），質(zhì)量單位kg（千克），g一般取10 N/kg 單位換算：1 t1 000 kg1 g103 kg 變形式：求質(zhì)量m3、壓強的計算公式：p單位：壓強單位Pa（帕斯卡），壓力單位N（牛），面積單位m2（平方米）單位換算：1 Pa1 Nm21 dm2102 m2 1 cm2104 m2變形式：FpS需要解決的問題：關(guān)于壓力F：（1）當在水平面上處于平衡狀態(tài)時，由相互作用力可知FG，注意是否將人的重力計算在內(nèi)求車對地面的壓強時，只有車重，求車在行駛過程中對地面的壓強時，為車重與人重之和（2）當在非水平面上處于平衡狀態(tài)，進行簡單的受力分析，對應正壓力即為F，關(guān)于接觸面積S：看清已知

4、條件，是單個車輪的面積還是總接觸面積（注意車輪的個數(shù)及單位）4、牽引力、阻力的計算公式：FfnG（二力平衡），根據(jù)題目的已知條件得出重力與阻力之間的數(shù)學關(guān)系，求出阻力大小5、功、功率的計算公式：WFsPFv單位：功的單位是J（焦耳），力的單位是N（牛），路程的單位是m（米），功率的單位是W（瓦或瓦特），時間的單位是s（秒）單位換算：1 kW1 000 W 1. 由連云港市市政府主導，某集團投資建設的公共自行車項目，通過相關(guān)部門的宣傳，“綠色出行，低碳生活”的理念深入人心經(jīng)過一段時間的運行，公共自行車已經(jīng)真正融入到港城人民的生活中一位市民騎著自行車在平直的水平路面上以5 m/s的速度勻速行駛，已

5、知該市民質(zhì)量為60 kg，自行車質(zhì)量為10 kg，前后輪胎和地面總接觸面積為2103 m2.假定騎行過程中人和車受到的阻力恒為15 N，在該市民騎行過程中，求：（g10 N/kg）（1）自行車對水平路面的壓力；（2）自行車對水平路面的壓強；（3）該市民做功的功率【解析】（1）自行車對地面的壓力：F（m人m車）g（6010） kg10 N700 N（2）自行車對地面的壓強：p3.5105 Pa（3）該市民做功的功率PFv15 N5 m/s75 W2. 如圖所示，西安市軌道交通中的一條骨干線路地鐵4號線已于2018年12月26日開通運營，從北客站站至航天新城站全長35.2公里，共設29座車站，地鐵

6、空載時總質(zhì)量約為180 噸，設計最高速度為80 km/h. （g取10 N/kg）（1）地鐵高速行駛時易吸附空氣中的灰塵是因為車身與空氣摩擦后_（2）若車輪與軌道的總接觸面積為0.9 m2，地鐵靜止在平直軌道上時對軌道的壓強是多少？（3）如果地鐵運行時受到的阻力為車重的0.04倍，以最高速度空載勻速運行全程時牽引力的功率和所做的功是多少？第2題圖【解析】（1）帶電（或帶了電荷）（2）地鐵受到的重力Gmg1801 000 kg10 N/kg1.8106 N地鐵對軌道的壓強p2106 Pa（3）列車運行時受到的阻力f0.04G0.041.8106 N7.2104 N因地鐵勻速行駛時，受到的牽引力和

7、阻力是一對平衡力，所以地鐵的牽引力Ff7.2104 N則地鐵以最高速度空載勻速運行時牽引力的功率PFv7.2104 N m/s1.6106 W地鐵的牽引力做的功WFs7.2104 N35.2103 m2.534 4109 J3. 近年來，獨輪電動平衡車深受年輕人的喜愛，如圖所示，它采用站立式的駕駛方式，人通過身體的前傾、后仰實現(xiàn)駕駛下表為某型號獨輪電動平衡車的部分數(shù)據(jù)，則：質(zhì)量10 kg輪胎與地面接觸面積30 cm2最大速度16 km/h充滿電行程24 km第3題圖（1）該車充滿電后，若以最大速度行駛，能行駛的最長時間是多少？（2）質(zhì)量為50 kg的人駕駛該車，在水平地面上勻速行駛，若所受阻力

8、為總重力的0.2倍，此時該車受到的牽引力是多大（g取10 N/kg）?（3）質(zhì)量為50 kg的人駕駛該車時，車對水平地面的壓強是多大？【解析】（1）該車以最大速度行駛，能行駛的最長時間為t1.5 h（2）車和人的總重力為G總m總g（10 kg50 kg）10 N/kg600 N因車做勻速直線運動，車受力平衡，該車受到的牽引力F牽f0.2G總0.2600 N120 N（3）車對水平地面的壓強p2105 Pa4. 如圖甲所示為一輛灑水車，未裝水時其質(zhì)量為4 t（水1.0103 kg/m3，g取10 N/kg）第4題圖（1）灑水車的方向盤相當于_杠桿，當灑水車灑水時，其慣性_（選填“增大”“減小”或

9、“不變”）（2）灑水車儲水箱裝滿水后，水箱內(nèi)距水面0.4 m深處，水產(chǎn)生的壓強多大？（3）灑水車空車行駛時，某段時間內(nèi)的st圖像如圖乙所示，這段時間內(nèi)其所受阻力為800 N，則這段時間內(nèi)灑水車牽引力的功率多大？【解析】（1）省力減?。?）水產(chǎn)生的壓強p水gh1.0103 kg/m310 N/kg0.4 m4.0103 Pa（3）由圖乙可知，這段時間灑水車做勻速直線運動，故Ff，路程s100 m，時間t10 s，則速度v10 m/s牽引力的功率PFvfv800 N10 m/s8 000 W5. 為提高車輛通行量，福州交警在市區(qū)一些道路某些時段推廣“綠波通行”，即車輛在綠波路段以如圖所示的50 k

10、m/h55 km/h范圍內(nèi)行駛，一路綠燈在綠波時段，質(zhì)量是1.2103 kg的汽車，經(jīng)過綠波路段上相距2.7103 m的兩個路口，用時180 s問：（1）汽車行駛的平均速度是多少？是否“綠波通行”？（2）若汽車在這段距離內(nèi)行駛的牽引力保持3 000 N不變，則汽車的輸出功率是多少？（3）若輪胎與地面接觸的總面積是0.6 m2，汽車靜止時對水平地面的壓強是多少（g取10 N/kg）?第5題圖【解析】（1）v15 m/s54 km/h因為50 km/h54 km/h55 km/h所以汽車是“綠波通行”（2）PFv3 000 N15 m/s4.5104 W（3）因為汽車靜止在水平地面上所以F壓Gmg

11、1.2103 kg10 N/kg1.2104 Np2104 Pa6. 如圖所示為直9型艦載直升機該直升機有效載荷1 863 kg，最大起飛質(zhì)量3 850 kg，最大續(xù)航時間5 h，下表是直升機航行時所受阻力的大小與速度的關(guān)系（g取10 N/kg）求：第6題圖（1）直升機上升時機翼上方的壓強_機翼下方的壓強（2）直升機以最大起飛質(zhì)量水平勻速飛行時的升力（3）該直升機3 min豎直上升至756 m高空的平均速度. （4）當直升機以80 m/s的速度水平勻速巡航時，發(fā)動機的輸出功率.速度v（m/s）20406080阻力f/N1004009001 600【解析】（1）小于【解析】（2）直升機以最大起飛

12、質(zhì)量水平勻速飛行時，豎直方向受到的重力與升力是一對平衡力升力FGmg3 850 kg10 N/kg3.85104 N（3）直升機豎直上升的平均速度v4.2 m/s（4）由表可知，直升機以80 m/s的速度水平勻速巡航時所受的阻力為1 600 N，此時牽引力等于阻力，即F牽f1 600 N故直升機發(fā)動機的輸出功率PF牽v1 600 N80 m/s1.28105 W7. 據(jù)蘇州日報報道，張家港近日啟動了新能源汽車充電站、充電樁在規(guī)劃編制，第一批新能源汽車充電樁在港城建成投運若每個充電樁對新能源小汽車的充電功率為7 000 W，充電1 h可使質(zhì)量為1 t、額定輸出功率12 kW的新能源小汽車勻速直線

13、行駛36 km.設汽車行駛過程中受到的阻力是車重的0.06倍，g取10 N/kg.（1）小汽車靜止在水平地面上，輪胎與地面的接觸總面積為0.08 m2，汽車對地面的壓強多大？（2）該小汽車以額定輸出功率在平直公路上勻速行駛時速度多大？（3）該小汽車將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率多大（結(jié)果保留一位小數(shù)）?【解析】（1）汽車對水平地面的壓力FGmg1103 kg10 N/kg1104 N，汽車對地面的壓強p1.25105 Pa（2）汽車勻速行駛時Ff0.06 G0.061104 N600 N，汽車勻速行駛的速度v20 m/s（3）汽車的效率100%100%100%85.7%.8. 如圖是一輛質(zhì)量為11

14、t的流動式混凝土攪拌車，當裝有5 t的混凝土時，輪胎與地面接觸的總面積為0.8 m2.車以72 km/h的速度在平直公路上勻速行駛時，發(fā)動機的輸出功率為128 kW.（g取10 N/kg，燃油的熱值取q4107 J/kg）求：（1）裝有5 t混凝土的攪拌車靜止在水平地面上，對地面的壓強（2）攪拌車以72 km/h的速度勻速直線行駛時，受到地面的阻力（拌筒旋轉(zhuǎn)功率忽略不計）（3）攪拌車行駛時發(fā)動機的效率為40%，以72 km/h的速度勻速行駛10 km，需要消耗多少千克燃油？第8題圖【解析】（1）攪拌車對地面的壓力FGm總g（11103 kg5103 kg）10 N/kg1.6105 N攪拌車對

15、地面的壓強p2105 Pa（2）攪拌車行駛的速度v72 km/h20 m/s牽引力的功率PFv，F(xiàn)6.4103 N由于攪拌車勻速行駛，所以F阻F6.4103 N（3）攪拌車牽引力所做的功WFs6.4103 N104 m6.4107 J由得，行駛過程中需要放出的熱量Q放1.6108 J需要燃油m油4 kg9. “節(jié)能減排，低碳生活”旨在倡導節(jié)約能源和減少二氧化碳排放李明同學堅持騎自行車上下學，他的質(zhì)量為50 kg，所騎自行車質(zhì)量為15 kg.（g取10 N/kg）求：（1）若他在平直公路上5 min內(nèi)勻速行駛了1 500 m，則這段時間他騎行的速度是多大？（2）若他騎行時的牽引力恒為60 N，則

16、他騎行這5 min 內(nèi)克服阻力做了多少功？（3）若他騎行時自行車兩輪與地面總的接觸面積為25 cm2，則他騎行時自行車對地面的壓強為多少？【解析】（1）騎行的速度為：v5 m/s（2）因自行車在平直公路上勻速行駛，所以自行車受到的阻力為fF牽60 N李明克服阻力所做的功：Wfs60 N1 500 m9104 J（3）騎自行車行駛時對地面的壓力：FG（m1m2）g（15 kg50 kg）10 N/kg650 N自行車與地面總的接觸面積：S25 cm22.5103 m2李明騎自行車行駛時對地面的壓強：p2.6105 Pa10. 一輛汽車以恒定的功率在平直的公路上做直線運動，其vt圖像如下，在第10

17、 s時速度達到20 m/s，通過的路程為120 m.求：（1）在010 s內(nèi)汽車的平均速度（2）設汽車在行駛過程中所受阻力不變，大小為f4 000 N，那么在010 s內(nèi)汽車發(fā)動機產(chǎn)生的牽引力所做的功是多少焦耳（3）若發(fā)動機的轉(zhuǎn)化效率為80%，則需要燃燒多少千克汽油才能使發(fā)動機做這么多功（已知汽油的熱值大約為5107 J/kg）第10題圖【解析】（1）在010 s內(nèi)汽車的平均速度為v12 m/s；（2）牽引力做的功等于克服摩擦力做功為：Wfs4 000 N120 m4.8105 J；（3）發(fā)動機的轉(zhuǎn)化效率100%，則Q放6105 J，因為Q放mq，則需要燃燒汽油的質(zhì)量為m0.012 kg.11

18、. 如圖所示為我國生產(chǎn)的一款高性能7座純電動SUV，部分參數(shù)如下表所示（g取10 N/kg）：空車質(zhì)量2 460 kg車身長度5 022 mm滿載人員7人（含司機）滿載時所有輪胎與地面總的接觸面積0.1 m2最大車速198 km/h純電動連續(xù)行駛里程355 km（1）汽車在水平地面高速行駛時對地面的壓力_（選填“大于”“小于”或“等于”）重力（2）如果司機和乘客的平均質(zhì)量為50 kg，該汽車滿載靜止在水平地面上時對地面的壓強是多少？（3）如果該汽車滿載時在水平路面勻速行駛，受到的阻力為人和車總重的0.03倍，它在水平路面上以最大車速勻速行駛時牽引力的功率是多少？第11題圖【解析】（1）小于（2

19、）滿載時車和人的總重：G總（m車m人）g（2 460 kg750 kg）10 N/kg2.81104 N滿載靜止時車對水平地面的壓力：FG總2.81104 N滿載靜止時車對水平地面的壓強：p2.81105 Pa（3）因車勻速行駛時處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，所以車的牽引力：Ff0.03G總0.032.81104 N843 N車的最大行駛速度：v198 km/h55 m/s此過程中牽引力的功率：PFv843 N55 m/s46 365 W12. 如圖甲是中國自主研制的首列永磁動力單軌列車其亮點是列車可以小角度轉(zhuǎn)彎，安裝有高壓細水霧滅火系統(tǒng)和制動發(fā)電裝置（1）當列車轉(zhuǎn)彎時，水平輪

20、胎發(fā)生形變，起到導向和穩(wěn)定作用如圖乙是輪胎與接觸面的平面圖，請在圖乙中畫出輪胎對接觸面壓力的示意圖（2）當高壓細水霧系統(tǒng)中水槍工作時，水對噴孔的壓強p10 MPa，水霧噴出的速度v10 m/s，若噴孔的總面積S5105 m2，則水槍的功率至少為多少瓦？（不計大氣壓強）（3）列車制動減速的過程中，機械能轉(zhuǎn)化為電能和內(nèi)能當列車在平直軌道上制動減速時，電能W1與內(nèi)能W2之比為916，如圖丙是機械能的變化量W與速度變化量v的關(guān)系圖像，若列車從72 km/h開始減速，轉(zhuǎn)化的電能可供總功率為1 000 W的照明燈正常發(fā)光1 h，則列車的速度將會減小到多少千米/時？第12題圖【解析】（1）如答圖所示：第12

21、題答圖（2）噴頭處作用力FpS則功率P槍FvpSv10106 Pa5105m210 m/s5103 W（3）產(chǎn)生的電能：W電P電t1 000 W3 600 s3.6106 J電能W1和內(nèi)能W2的比值為916，則電能W1和機械能變化量W的比值為9（916）925即：WW13.6106 J1107 J由關(guān)系圖像可知，v10 m/s末速度v末v0v20 m/s10 m/s10m/s36 km/h 13. 如圖甲是中國自主研制的一款單軌列車，其亮點是安裝有高壓細水霧滅火系統(tǒng)和制動發(fā)電裝置當列車在平直軌道上制動減速時，所減小機械能的36%轉(zhuǎn)化為電能，如圖乙是機械能的變化量W與速度變化量v的關(guān)系圖像（1）

22、由圖像可知，速度的變化量越大，獲得的電能越_（2）當高壓細水霧系統(tǒng)中的水槍工作時，若噴孔的總面積S5105 m2，水對噴孔的壓強p1.0107 Pa，水對噴孔壓力為多少牛？若水槍的噴水功率為5 000 W，則噴出水霧的速度為多少米/秒？（不計大氣壓強）（3）若列車開始減速，轉(zhuǎn)化的電能可供總功率為1 000 W的照明燈正常發(fā)光1 h，則列車的速度將會減小多少米/秒？甲乙第13題圖【解析】（1）多（2）水對噴孔的壓力FpS1.0107 Pa5105 m2500 N由PFv得噴出的水霧速度為v10 m/s（3）轉(zhuǎn)化的電能W電能P1t1 kW1 h1 kWh3.6106 J由100%得，減小的機械能W

23、機械1107 J由乙可知，速度將會減少10 m/s14. 一輛以天然氣為燃料的公交汽車質(zhì)量為16 000 kg，輪胎與地面的總接觸面積為400 cm2.某次行駛過程中，搭載的人員及物品共2 000 kg，所受阻力為車總重的0.01倍，40 s內(nèi)勻速直線行駛了400 m，共消耗天然氣0.025 kg（天然氣完全燃燒，其熱值為6.4107 J/kg）針對此次行駛過程，求：（1）汽車對地面的壓強；（g取10 N/kg）（2）汽車的功率；（3）汽車發(fā)動機的效率【解析】（1）FGmg（16 000 kg2 000 kg）10 N/kg1.8105 Np4.5106 Pa（2）勻速直線行駛時，牽引力Ff0

24、.01 G0.011.8105 N1.8103 N汽車做功WFs1.8103 N400 m7.2105 J功率P1.8104 W（3）Qmq0.025 kg6.4107 J/kg1.6106 J發(fā)動機效率100%100%45%15. 如圖甲所示，柳葉湖大橋讓常德市區(qū)交通變得便捷的同時也成為了一道亮麗的風景小洋暑假里在常德歡樂水世界游玩后乘小汽車返回市區(qū)，需要從平直的道路駛上柳葉湖大橋已知小汽車（含乘客）總質(zhì)量為2.5103 kg，以18 m/s的速度在大橋的引橋上勻速行駛，如圖乙所示，此過程中小汽車的功率為36 kW，可以將引橋近似看成一個傾角較小的斜面，此斜面的長度為400 m，高度為12

25、m.（1）如果小汽車與地面的總接觸面積為0.05 m2，它靜止在水平路面上對地面的壓強為多大？（2）大橋引橋的機械效率為多大？（3）小汽車在引橋上行駛時所受路面的摩擦力（空氣阻力忽略不計）為多大？第15題圖【解析】（1）小汽車靜止在水平路面上對地面的壓強：p5105 Pa（2）由PFv可知，小汽車牽引力：F2 000 N則大橋引橋的機械效率為100%100%100%37.5%（3）由題意可知，小汽車在引橋上行駛時克服摩擦力所做的功為額外功，則W額W總W有2 000 N400 m2.5103 kg10 N/kg12 m5105 J由WFs可得，小汽車受到的摩擦力：f1.25103 N16. 小強

26、一家駕車郊游，車行至一個水平彎道處，坐在副駕駛座位上的小強不由自主靠向車門，并與車門產(chǎn)生擠壓，如圖甲所示小強問爸爸：我向外靠是因為慣性所致，但我和車門擠壓時，顯然車門對我有一個反向的作用力，這個力有什么作用嗎？爸爸解釋道：剛才我們在彎道上的運動是圓周運動，而做圓周運動的物體，需要有指向圓心的力維持物體做這種運動，這種力叫向心力小強恍然：那剛才車門對我的力就是提供我做圓周運動的向心力啦！小強進一步查閱資料得知：如圖乙所示，若一個質(zhì)量為m的物體，沿半徑為r的圓弧做圓周運動，其運動的速度為v（即單位時間內(nèi)物體通過的圓弧長），那么物體所需向心力的大小為F向m.第16題圖（1）他們在彎道處的行駛速度為54 km/h，合_m/s.（2）小強的質(zhì)量m45 kg，彎道處的圓弧半徑r45 m，行駛速度v15 m/s，求在轉(zhuǎn)彎過程中他所需向心力的大?。?）你認為小強當時說的“剛才車門對我的力就是提供我做圓周運動的向心力啦！”這句話對嗎？為什么？（4）已知在不考慮其他外界因素影響的