力學(xué)公式及其計(jì)算專題

/2013年物理中考復(fù)習(xí)———力學(xué)公式及計(jì)算專題單位換算：?jiǎn)挝粨Q算：1ｍ==1０dｍ=10２cm=1０3mm1h=60mｉn=3600s；1miｎ＝6０ｓ速度公式：重力與質(zhì)量的關(guān)系：G＝mg合力公式：F＝F1+F2［同一直線同方向二力的合力計(jì)算]F=F1—F２［同一直線反方向二力的合力計(jì)算］單位換算：1kg=１０單位換算：1kg=１０3g1g/cm3=1×103kg/ｍ31ｍ3＝１０６cm３1L＝1dm31mL=1cｍ３浮力公式：ＥQ\ｏ\ac（○，1)稱重法:F?。紾–ＦEＱ\ｏ\ac（○，２)壓力差法：F浮=F向上-F向下

EＱ＼o\aｃ(○，３）排液法:F浮=G排=m排gEＱ\o\ac（○，4)公式法：F浮=ρ液gＶ排EQ\o\ａc(○，５)平衡法：Ｆ浮=Ｇ物面積單位換算:1cｍ2＝10面積單位換算:1cｍ2＝10--4m21ｍm2＝10—－6m2液體壓強(qiáng)公式:p=ρgh杠桿的平衡條件:Ｆ１L1=F2L２:理想斜面：FL=Ｇh滑輪組:F=Gs=nh提示:克服重力做功或重力做功：W=提示:克服重力做功或重力做功：W=Ｇh單位換算:1W＝1J/s1ｋW=1０3W1MW=106W功率公式:單位換算:1W＝1J/s1ｋW=1０3W1MW=106W提示:提示:機(jī)械效率η沒有單位,用百分率表示,且總小于1W有=Ｇh［對(duì)于所有簡(jiǎn)單機(jī)械］W總=Fs[對(duì)于杠桿和滑輪］W總=Ｐｔ[對(duì)于起重機(jī)和抽水機(jī)］××滑輪組機(jī)械效率：

(1)、η＝G/nＦ（豎直方向）

（2）、η＝G／(G+Ｇ動(dòng)）(豎直方向不計(jì)摩擦）?（3)、η=f/nＦ（水平方向）

１．在南極科學(xué)考察中使用的海洋破冰船,其發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為1.2×10４ｋW，航行于海面上時(shí)，它的排水體積為1800ｍ3.破冰船針對(duì)不同的冰層采用不同的破冰方法，其中一種方法是：接觸冰面前，船全速航行,船體大部分沖上冰面，就可以把冰壓碎。已知ρ海水＝1。0×103kg/m３.g取10N/kg。求:（1）若破冰船的牽引力用F表示,速度用Ｖ表示，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率用P表示，請(qǐng)你導(dǎo)出F、Ｖ和P之間關(guān)系式：Ｐ＝Ｆ·V（２）若破冰船以額定功率在海面上以3０km/ｈ的速度勻速前進(jìn)了２0ｋm，破冰船受到的阻力和破冰船所做的功各是多少？（３）在一次破冰行動(dòng)中，當(dāng)船沖上冰面后，船的排水體積變?yōu)樵瓉淼模?3，船與冰面的接觸面積為６m2，此時(shí)破冰船對(duì)冰層的壓強(qiáng)是多少?2．（8分）如圖,一卡車車廂底板距地面1.５m高,小明把一塊３m長(zhǎng)的鋼板AB搭在車廂底板上,構(gòu)成一個(gè)斜面。他通過這個(gè)斜面,用F=６0０N的力，把一個(gè)大木箱由B處推到A處，已知木箱重為1000Ｎ。(1）把木箱由Ｂ處推動(dòng)A處,用了3０s時(shí)間,求木箱的運(yùn)動(dòng)速度。（2）小明推木箱做了多少功?(3）這個(gè)過程中，斜面的機(jī)械效率是多少？(結(jié)果保留一位小數(shù))３．（12分)如圖所示，是某水上打撈船將一個(gè)完全密閉的正方體貨箱緩慢地打撈出水面的起吊裝置示意圖.貨箱平放在海底，海底深度Ｈ=30m，該貨箱邊長(zhǎng)L＝lm，貨箱及內(nèi)部貨物的總重Ｇ貨＝4。0×10４N,動(dòng)滑輪(只有一個(gè)）及附屬配件的總重G滑輪=1。0×10３Ｎ。不計(jì)繩重和滑輪摩擦及繩在水中受到的浮力，不考慮風(fēng)浪、水流等的影響(海水的密度視為=１.０×103m3、g取10N/kg）試問：(1)用聲納探測(cè)貨箱上表面的回聲的時(shí)間是多少？(聲音在海水中的傳播速度為=14５０m／s)（2）要將貨箱從海底處勻速吊起到上表面剛露出水面的過程中，拉力F做了多少功？（3)若貨箱從剛露出水面到完全露出水面的過程中是被勻速提升的，請(qǐng)分析在此過程中，貨箱所受浮力和滑輪組機(jī)械效率的變化情況。4。（7分）*＊中學(xué)初2011級(jí)6班部分學(xué)生去游玩岳池翠湖，坐上游船后人和船的總質(zhì)量為８０00kg,游船與他們要去的農(nóng)家樂的距離是３km，到達(dá)目的地游船共用了1０mｉｎ。回答下面問題：（取g=１0Ｎ/kg)(1）游船航行的平均速度是多少?（2)游船底部距水面的深度為1.２m,求該處受到水的壓強(qiáng)。（３）游船靜止在水中時(shí)，浸入水中的體積是多大？5、如圖所示的風(fēng)力發(fā)電是新能源開發(fā)中具有良好開發(fā)前景的發(fā)電方式。但風(fēng)力發(fā)電的特點(diǎn)是隨機(jī)性強(qiáng)，5m／ｓ以上的風(fēng)速才可以發(fā)電。瀘州市屬亞熱帶季風(fēng)氣候,春秋季風(fēng)力大,持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),可以考慮在瀘州地區(qū)開發(fā)風(fēng)力發(fā)電。下表是某一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)在不同風(fēng)速下的發(fā)電功率:平均風(fēng)速m/s５67８9１0功率KW9223４445３６０請(qǐng)根據(jù)你所學(xué)知識(shí)完成以下問題：⑴在瀘州某主峰平均風(fēng)速為８m／s的位置,安裝有上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)一臺(tái)，該發(fā)電機(jī)工作１ｈ獲得的電能為多少KW·ｈ?將該電能全部用于帶動(dòng)額定電壓為2２0V的電熱器正常工作可達(dá)4０h，則電熱器的額定電流為多少？⑵將上述發(fā)電機(jī)工作1ｈ獲得的電能全部用于帶動(dòng)機(jī)械效率為75％的電動(dòng)抽水機(jī)工作，把水抽到10m高的水池上，請(qǐng)通過計(jì)算說明能否把容積為1000m3的水池盛滿?（?。?１0N/Kg，ρ水=1×103kｇ／ｍ3)６。我國(guó)是世界上第一個(gè)成功完成海底沉船整體打撈工作的國(guó)家，圖甲是起重工程船將“南海1號(hào)”沉船打撈出水的情況。為分析打撈工作，我們可以將實(shí)際打撈過程簡(jiǎn)化為如圖乙所示的滑輪組豎直向上提升水中的金屬物。已知正方體實(shí)心金屬物的體積V＝1×10－２m3,密度ρ金=7。９×1０3kg／m3,ρ水＝1×10３kg/m3，繩子重力不計(jì)。請(qǐng)問：⑴若不計(jì)摩擦和滑輪重,當(dāng)金屬物始終浸沒在水中時(shí)，需要多大的豎直向上拉力作用于繩子自由端才能將金屬物勻速提升？⑵若仍不計(jì)摩擦,但動(dòng)滑輪重G0=６0N，要求在１miｎ內(nèi)將始終浸沒在水中的金屬物勻速提升6m，求繩子自由端豎直向上拉力的功率;⑶若將金屬物完全提出水面后繼續(xù)向上勻速提升的過程中，該滑輪組的機(jī)械效率為94％,問作用于繩子自由端豎直向上的拉力是多大？（計(jì)算結(jié)果保留整數(shù))7.(1２分）如圖是我國(guó)第一臺(tái)自行設(shè)計(jì)、自主集成一研制的“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器。２０10年８月26日，“蛟龍?zhí)枴币淹瓿上聺撋疃?７59m的深海潛試,這標(biāo)志著中國(guó)已成為世界上第五個(gè)掌握3500m以上大深度載人深潛技術(shù)的國(guó)家.據(jù)悉,“蛟龍?zhí)枴钡募夹g(shù)改進(jìn)及５000—7000m深海潛試課題實(shí)施方案已通過專家論證，不久，“蛟龍?zhí)枴睂⑻魬?zhàn)目前世界載人深潛新紀(jì)錄。①已知“蛟龍?zhí)?下潛到３７5９m的海底用時(shí)約1０2分鐘，求“蛟龍?zhí)枴毕聺摃r(shí)的平均速度約為多少米/分鐘?（保留到整數(shù)）②若“蛟龍?zhí)?到達(dá)7000m深的海底世界時(shí)，海水對(duì)“蛟龍?zhí)枴蓖鈿さ膲簭?qiáng)約為多大？如果潛水器的一個(gè)觀測(cè)孔的面積約為300cm2，則海水對(duì)該觀測(cè)孔的壓力約為多大?(海水密度近似取ρ=1．０×103kg／ｍ３，g=10N／kg,下同）③若正在水下勻速下潛的“蛟龍?zhí)枴睗撍鞯目傎|(zhì)量為２2噸，請(qǐng)你由此估算潛水器的體積約為多大?④在需要緊急上浮時(shí)，潛水器可以拋掉隨身攜帶的壓載鐵.試分析勻速下潛的“蛟龍?zhí)枴睗撍鲯伒魤狠d鐵后在水中的運(yùn)動(dòng)情況。8。如圖所示,現(xiàn)將一重G1＝８1０0N的實(shí)心鋁塊在水中勻速上提h＝2m（未露出水面),已知每個(gè)滑輪重G2=9０0N，不計(jì)繩重和各種摩擦,不計(jì)水的阻力.已知鋁的密度ρ鋁＝2.７×103kｇ/m3，水的密度ρ鋁=1．0×１0３kg／m3，g取1０N/kｇ。求：（１)滑輪組的機(jī)械效率多大？（2）若繩端拉力的功率為P＝540W，則鋁塊上升的速度為多大？9.(７分）總質(zhì)量為4５0０kｇ的汽車在一段平直公路上以20ｍ/s的速度勻速行駛了1miｎ。若汽車的牽引力為2×1０4N，與路面的總接觸面積為0.15m2。（ｇ=1０N/ｋg)求：（1)汽車行駛的路程。（2）汽車牽引力做的功.（3）汽車停在水平路面時(shí)，對(duì)路面的壓強(qiáng).10。履帶式推土機(jī)在松軟和泥濘的作業(yè)環(huán)境下發(fā)揮著巨大的作用．圖２5為某品牌履帶式推土機(jī)，右下表為其主要參數(shù)．根據(jù)表中提供的信息,回答并計(jì)算下列問題：品牌×××履帶式推土機(jī)型號(hào)ＮT８55—B２80長(zhǎng)×寬×高６43０×40３5×３01５ｍm使用質(zhì)量２０0０0kg額定功率16９kW額定轉(zhuǎn)速2０0０ｒpm履齒高度72ｍm履帶板寬度９00mm履帶接地長(zhǎng)度3300mm爬坡能力3０前進(jìn)各檔速度０－３.8-6.8－11．３km/h后退各檔速度0－4.９—8．2-1３.6km／h(1）“履帶”的主要作用是什么？“履齒”的主要作用是什么？（２)該推土機(jī)靜止時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)（g取1０N/ｋg）.（3)假若該推土機(jī)以額定功率進(jìn)行推土作業(yè)，在平直的場(chǎng)地上以1m/s的速度勻速行駛了5m，求推土機(jī)所受的阻力和推土機(jī)所做的功.11.(6分）用如圖18所示的滑輪組在２0s內(nèi)將重６0０N的物體從地面豎直提高4ｍ，所用拉力是25０N。在這個(gè)過程中,求：(１）有用功是多少？（2）拉力的功率是多少？(３）滑輪組機(jī)械效率是多少?１2。隨著低碳理念的普及,學(xué)校科技小組的同學(xué)擬設(shè)計(jì)一種以太陽能電池驅(qū)動(dòng)的汽車.通過查閱資料得知:肇慶地區(qū)太陽光垂直照射時(shí),每平方米太陽能電池板最大可提供１50W的電功率.擬設(shè)計(jì)的太陽能汽車質(zhì)量是500kg,它在平直路面上最快每秒可行駛1５m，行駛過程中所受的平均阻力是車重的0．02倍．該汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠?qū)?０%的電功率轉(zhuǎn)化為牽引汽車前進(jìn)的機(jī)械功率。若該車在平直路面上以最高速度行駛,試通過計(jì)算回答下列問題（g取10N/kg）:（１)驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供的推力是多少Ｎ？（2）驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供的機(jī)械功率是多少W？（３）該車的太陽能電池板面積約為多大？（計(jì)算結(jié)果小數(shù)點(diǎn)后保留一位數(shù)字）13．（9分)如圖１2，重為3.2×１0４N的卡車，經(jīng)過一段水平路面，再以9。6×104W的功率沿與水平地面成30°角的斜坡勻速向上爬行．已知車輪與地面接觸的總面積為0.5m2,斜坡的機(jī)械效率為８0％．求卡車：30°圖12(１)30°圖12（2）爬坡時(shí)的牽引力；（3)爬坡時(shí)的速度．14.（6分）海底光纜工程被世界各國(guó)公認(rèn)為復(fù)雜困難的大型工程。我國(guó)自主研制的深海光纜敷設(shè)技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平。海底光纜的重要技術(shù)指標(biāo)之一是能夠承受幾百至一千個(gè)大氣壓的水壓，已知海水的密度ρ海水＝1。03×１03kg／m３，取g=10N／kｇ,求：（1）當(dāng)光纜敷設(shè)在大海400０m深處時(shí),它受到海水的壓強(qiáng)是多少?（２分）(2)若某光纜接線盒是長(zhǎng)、寬、高分別為0．5ｍ、０．4m、０。３m的長(zhǎng)方體，它能懸浮在海水下任意深度處，則這個(gè)接線盒自身重是多少？(４分第31題圖15。（６分）如圖所示，工人用定滑輪勻速提升重為1８0Ｎ的物體,所用的拉第31題圖力為200N,在5ｓ內(nèi)物體升高的高度為２m。此過程中，求:（1）有用功；（2）總功的功率;（3)定滑輪的機(jī)械效率。17.(１0分)我國(guó)自行研發(fā)的純電動(dòng)中巴車的質(zhì)量約為2000kg，靜止時(shí)輪胎與路面接觸的總面積約0。2ｍ2，以30m/ｓ的速度沿水平路面勻速行駛時(shí)的輸出功率約７2kW。（ｇ取10N/kg）（１）中巴車所受的重力是多少?（2)靜止時(shí)中巴車對(duì)路面的壓強(qiáng)有多大?（3）以３0ｍ/s勻速行駛時(shí),所受阻力是多少？（4）中巴車改用汽油作動(dòng)力，以72kW的輸出功率行駛1h,至少要燃燒多少Ｌ的汽油?(汽油的熱值為3．２×107J/Ｌ）１8。(8分）質(zhì)量為６×１０３kｇ的四輪汽車在平直的公路上以10ｍ/s的速度勻速行駛，在行駛過程中受到的阻力等于車重的０.08倍,每個(gè)輪胎與地面的接觸面積為0。０5㎡，g取10Ｎ/ｋg，求:（1)汽車所受重力的大??；(２）汽車在1min內(nèi)通過的路程；(3)汽車牽引力在１min內(nèi)做的功;（4）汽車靜止在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)。19．(6分）如圖所示，杠桿在豎直向下拉力F的作用下將一物體緩慢勻速提升，下表是提升物體時(shí)采集到的信息：物重Ｇ/N?0Ａ/m０B／mA端上升的髙度ｈ/mB端下降的豎直距離s/ｍ４0０。８0.4０.２0。1（1）若不計(jì)杠桿自重和摩擦,求拉力F的大??；（2）若實(shí)際拉力F為９0N,求拉力做的總功及杠桿的機(jī)械效率20．（6分）在小型建筑工地,常用簡(jiǎn)易的起重設(shè)備豎直吊運(yùn)建筑材料,其工作原理相當(dāng)于如圖所示的滑輪組。某次將總重G為4000Ｎ的磚塊勻速吊運(yùn)到高為１０ｍ的樓上，用時(shí)40ｓ，卷?yè)P(yáng)機(jī)提供的拉力F為２500N。求在此過程中：（1）有用功；(2)拉力F的功和功率;(３)滑輪組的機(jī)械效率。21.你知道水陸兩用坦克嗎？水陸兩用坦克的車體比普通坦克要大，呈船形，能在水中浮動(dòng)。有的利用特制的履帶劃水前進(jìn),有的用螺旋槳推進(jìn)，有的用推進(jìn)器噴水前進(jìn)。中國(guó)某型號(hào)的水陸兩用坦克(如圖所示)，它的總質(zhì)量22噸，配備發(fā)動(dòng)機(jī)的功率４2０千瓦。水上最大速度14千米/小時(shí)，陸地最大速度5４千米/小時(shí)。請(qǐng)你根據(jù)短文中的信息，解答下列問題：（g=10牛/千克）(第３8題圖）（1)水陸兩用坦克在水上航行時(shí)，排開水的體積約為2２米３，則所受的浮力約為▲牛。（ρ水=１．0×１０3千克／米3）（2）該水陸兩用坦克停在水平地面上時(shí)，履帶著地總面積為4米2，坦克對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少帕?(3）該水陸兩用坦克在陸地上以最大速度勻速行駛54千米（發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作），行駛過程中受到的牽引力多大？2３．“問道武當(dāng)山，養(yǎng)生太極湖”，中外游客慕名前往武當(dāng)山旅游觀光。武當(dāng)山景區(qū)推出了“山水一體游”項(xiàng)目，購(gòu)進(jìn)一批旅游觀光艇(如圖)，其部分技術(shù)參數(shù)如下表：（取g=1０N/kｇ,q柴油=4。3×107J/kｇ,）求：（1）某旅游團(tuán)隊(duì)從武當(dāng)山旅游碼頭乘坐觀光艇以最大航速行駛２小時(shí)的路程是多少?（2)假設(shè)每位乘客的平均質(zhì)量為6０kg,觀光艇滿載乘客時(shí)，所受浮力是多少?(3）觀光艇以最大航速勻速行駛時(shí)，受到水的平均阻力是多少N?(4）若這次航行共消耗柴油30L,則柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為多大？2４．建筑工地上，某施工人員利用如圖6所示的滑輪組勻速提升重物。若不計(jì)摩擦和繩重。求:(1）利用這個(gè)滑輪組勻速提升重為1200Ｎ的物體時(shí),所用的拉力是500Ｎ，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率是80％，拉力做功的功率是7５0W，求重物在1min內(nèi)勻速上升的高度?(2)當(dāng)用這個(gè)滑輪組勻速提升重為180０Ｎ的物體時(shí)，拉力是多少?2５.今年我省出現(xiàn)大面積干旱，造成農(nóng)田缺水,嚴(yán)重影響農(nóng)作物生長(zhǎng)，為緩解旱情,很多地方采用柴油抽水機(jī)從江湖中引水灌溉。某柴油抽水機(jī)把湖水抬升4。5ｍ流入溝渠，再去灌溉農(nóng)田.已知在2h內(nèi)抬升了16０0m３的水，此柴油抽水機(jī)的效率為40％,柴油的熱值為4．５×10７J／kg,g?。?Ｎ／ｋg，求：(1)此柴油抽水機(jī)2ｈ做了多少有用功？(2）此柴油抽水機(jī)工作2h消耗了多少柴油？（3)此柴油抽水機(jī)的總功率為多少kW?２６．2010年5月1７日，浙江舟山的洋山港停靠了建港以來最大吃水船舶，名字叫“地中海伊凡娜”輪.該船長(zhǎng)36３m,船寬４5m，總質(zhì)量1。3×108ｋｇ，吃水深度達(dá)15ｍ，停靠在洋山三期碼頭。（g=10N／kｇ，洋山港水密度約1．0×103kg/m３）。（1)該輪船受到的浮力多大?（２)輪船底部受到的水的壓強(qiáng)多大？27.(9分）2011年４月12日，英國(guó)倫敦展出了新研發(fā)的“偵探獵犬”超音速汽車,如圖１3所示。該車功率極大，最大車速能達(dá)到160９ｋｍ/h，創(chuàng)造了短期內(nèi)無法超越的世界紀(jì)錄.在一次測(cè)試中，“偵探獵犬"以400m/ｓ的速度勻速直線行駛了2００0m，受到水平方向的阻力為2×10５Ｎ。問：在測(cè)試過程中，（1）汽車受到水平方向的牽引力是多少?（2）汽車牽引力所做的功和功率分別是多少？（3）該車的外觀設(shè)計(jì)成流線型，這樣做的好處是什么？28．（8分）如圖所示的是某建筑工地上使用的提升機(jī),用它能將裝在貨箱A中的建筑材料提升到高處。若拉力Ｆ做功的功率為2０00Ｗ，重為2400N的建筑材料在18ｓ內(nèi)被勻速提升10ｍ,求：（1)提升機(jī)做的有用功；（2）提升機(jī)的機(jī)械效率;（3）拉力F的大小。29.小華和他的興趣小組利用如下圖所示的滑輪組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，人以60０N的力向下拉繞在滑輪組上的繩子的一端，10秒鐘繩子下端移動(dòng)了１。5ｍ，重物上升0.5m，已知該滑輪組的效率為70％（ｇ取10N/kg)。(1)畫出小華興趣小組所用滑輪組的繞線情況。（2)人的拉力做功的功率是多少？(3)被吊起重物的質(zhì)量是多少?30．如圖是提升貨物的某升降機(jī)示意圖。貨廂內(nèi)所裝貨物的重力是6000Ｎ，貨廂的重力是2０00N。若不計(jì)鋼絲繩和動(dòng)滑輪的重力，不計(jì)摩擦.試求:(1）在勻速提升中,若貨物與貨廂底部的接觸面積是２m2，則貨物對(duì)貨廂底部的壓強(qiáng)是多少?(2)在勻速提升中，鋼絲繩上的拉力是多少？(3）若升降機(jī)在30s內(nèi)將貨廂和貨物勻速提升6ｍ，則鋼絲繩自由端拉力的功率是多少?3１。（6分)現(xiàn)有一重為3000N的包裝箱，工人師傅想把它搬到1．2m高的車廂上，他們用木板在車廂與地面之間搭成一個(gè)長(zhǎng)度約為4m的簡(jiǎn)易斜面，如圖所示，工人師傅站在地上用1200Ｎ的推力沿斜面把包裝箱勻速推上車.求:（