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    中考物理复习专题十力学综合计算教学课件

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    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?
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