考点十四 力学综合计算专题—2026年中考物理二轮复习高频考点专项训练

这是一份考点十四 力学综合计算专题—2026年中考物理二轮复习高频考点专项训练，共10页。
1．一只重4N，底面积为0.03m2的平底薄壁容器放在面积为0.8m2的水平桌面中央，容器内所盛的水重14N，容器高为0.16m，容器中水深为0.1m（g取10N/kg），求：容器底受到水的压力和压强；
2．快递行业的一些公司积极尝试无人机送货，一架无人机载着货物10秒内沿竖直方向匀速上升5m，该货物质量为3.6kg、体积为2.4×10−3m3。
求：
（1）货物的密度；
（2）提升货物所做的功率。
3．2023年3月25日，中国•成都天府绿道国际公路自行车赛（青蒲站）在细雨中拉开帷幕，徐兆亮最终获得冠军。如图所示，徐兆亮所骑自行车重120N，比赛中他沿直线匀速通过一段长400m的水平绿道，用时40s，骑行中自行车轮与地面的接触总面积为2×10﹣3m2，徐兆亮体重680N。求：
（1）徐兆亮在长400m的水平绿道上的骑行速度；
（2）徐兆亮骑行时自行车对水平绿道的压强。
4．为了增强体能，全班同学进行爬楼梯训练。体重500N的小刚在10s内连续爬楼梯的总高度为7m.求：
（1）小刚爬楼梯所做的功。
（2）小刚爬楼梯的功率。
5．茶壶几乎是每家必备的常用器具.学习压强知识后，小淇想对家中的茶壶进行相关研究.她测得茶壶的质量为600 g，底面积为100 cm2，装入适量水后将它放在水平桌面上，测得水的深度如图所示，请你接着她的探究完成如下任务. (ρ水=1.0×103kg/m3,g取 10 N/ kg)
（1）求水对茶壶底的压强.
（2）若水对茶壶底的压力是茶壶对桌面压力的0.6，则茶壶内水的质量为多少?(茶壶壁厚度不计)
6．如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F通过该滑轮组将重10N物体以0.2m/s的速度沿竖直方向匀速提升0.4m。此过程中，求
（1）额外功；
（2）拉力的功率；
（3）该滑轮组机械效率。
7．电动蛙式打夯机(图甲)是利用冲击和冲击振动来夯实、平整场地的机械，由电动机、皮带轮、偏心块、夯架、夯锤等组成(图乙).启动电动机，在旋转着的偏心块离心力作用下，夯架绕后轴上下摆动，当夯架向下摆动时夯锤就夯击土层，向上摆动时使打夯机前移，故每夯击一次，机身即向前移动一次.下表是某型号电动蛙式打夯机的部分参数(设夯锤夯击土层的能量全部用于夯实土层).
（1）若打夯机以10m/min的平均速度沿直线前进，则10min前进了多少米?
（2）为了估算某次夯锤夯击土层时的冲击力，小明将重为4N、底面积为1cm2的圆柱体竖直平放在被夯击土层上，土层被压下的深度与夯锤夯击的深度相同，则此次夯击时的平均冲击力为多少牛?
（3）施工时，若打夯机前移消耗的能量为200J/次，则打夯机的机械效率是多少?
8．匀速行驶在平直公路上的汽车，在6min内行驶了9km。
（1）汽车匀速行驶的速度是多少？
（2）汽车以此速度匀速行驶了30min，通过的路程是多少？若这段时间内汽车牵引力做功为9×107J，则汽车的牵引力是多大？
9．一座公路桥头立有一块如图所示的交通标志牌（t表示吨）。
（1）它警示的内容是什么？
（2）现有一辆自重为 1.47×104N 的卡车，装了 5m3 的砂石，已知砂石的密度为 2.0×103kg/m3 ，这辆卡车是否允许通过此桥？（g取9.8N/kg）。
10．据新华社报道，5月31日上午，贵阳至黄平高速公路全线通车。贵黄高速的通车，将极大地方便沿线群众出行，提升贵阳市、黔南州、黔东南州至长江三角洲、长株潭城市群通道运输能力，对完善全省高速公路网络、推动沿线资源开发、振兴乡村经济提供强有力的交通支撑。贵黄高速主线全长120.6公里，设计时速100公里。周末，小明与他爸爸从黄平开着小汽车到贵阳游玩，人和车的总质量为1.5t，四轮与地面接触总面积为200cm2。若小汽车在行驶过程中受到的阻力是人和车总重力的0.04倍（取g=10N/kg），求：
（1）因车发生故障，当车停在水平的应急道上（人未下车）时，车对水平地面的压强；
（2）若该车在某平直路段以72km/h的速度匀速行驶了25s，此过程小汽车牵引力的功率。
11．新疆果子沟大桥跨越伊犁河谷，该水平大桥北起蒙琼库勒南至将军沟隧道，成为亚欧大通道的咽喉，是对“一带一路”经济的巨大推动，线路全长4.95km，桥面距谷底净高达200m，设计最高时速90km/h，货车重6000kg。阻力为车重的0.2倍。（g=10N/kg）
（1）一辆货车以设计最高时速通过全部线路需多少分钟？
（2）若货车车轮与桥面的总接触面积为0.8m2，则对桥面的压强为多少？
（3）货车经过大桥，牵引力的功率为多少？
12．某品牌轿车采用LFX 直列四缸发动机，其输出功率与转速的关系图像如图所示。轿车实测数据：轿车行驶的路况好，平均车速为81km/h时，发动机转速为2000 r/min，行驶100km需要消耗汽油10 L。(已知汽油的热值为4.6×107J/kg,密度为0.7×103kg/m3)
（1）求10 L汽油完全燃烧放出的热量。
（2）求汽车行驶100 km发动机所做的功。
（3）这辆汽车在上述状态下行驶时发动机的效率约为多少?(计算结果精确到1%)
13．图甲所示，工人将货物搬运到货车上，过程简化为图乙所示：某次工人先利用斜面将边长为1m的正方体货物匀速推到车上，再将货物水平匀速推到d点。这个过程中推力大小保持为800N，方向与运动方向保持一致，货物重为1000N，各段长度如图乙所示，推上斜面用时10s，水平推动用时5s，g=10N/kg，求：
（1）将货物从a点沿斜面推到b点的运动过程中，推力做功的功率大小；
（2）货物静止在d点时，对货车的压强大小。
14．如图所示，一辆汽车在平直的公路上匀速向前行驶，它所受的阻力为3500N，此时汽车所受的动力是车重的0.1倍，g＝10N/kg。试问：
（1）汽车所受的动力是多少？
（2）汽车的总质量是多少？
（3）地面对汽车的支持力是多少？
15．如图所示，某薄壁柱形容器中装有质量为2千克的水，放在水平地面上，容器的质量为1千克，底面积为0.01米 2 。求：
（1）容器内水的体积；
（2）容器对桌面的压强；
（3）若把一个实心均匀的小球放入水中，小球浸没并且沉底，水没有溢出。如果水对容器底部压强与容器对地面压强的比值在放入小球前后保持不变，求小球的密度.
16．图甲是某款电梯工作原理的简化模型，轿厢质量600kg，压力传感器置于轿厢内部地面，检测压力大小。图乙是压力传感器电路，电源电压恒定，电阻R0=80Ω，电磁铁线圈电阻不计，压敏电阻R阻值随压力F压的变化情况如图丙所示。当压力为2×103N时，电路中电流为0.06A：当电路中的电流大于0.1A时启动警报系统，电梯停止运行。求：
（1）空厢匀速竖直上升时，拉力F的大小。
（2）在6s内将空厢匀速竖直提升3m，拉力F做功的功率。
（3）电梯正常运行，压力传感器能承受的最大压力。
17．如图甲所示是一款国产无人驾驶汽车。汽车自动驾驶时使用雷达传感器以及激光测距器来了解周围的交通状况，表格是它的部分参数。
（1）若汽车以最高车速沿水平直线匀速行驶30min，则牵引力做功的功率为多少？
（2）如图乙所示，若该发动机的气缸活塞面积为S（m2），一个冲程活塞在气缸中移动的距离是L（m），满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为p（Pa）（r/min）；若汽车在平直公路上以100km/h的速度匀速行驶时，汽车发动机的效率为η（J/kg）、密度为ρ0（kg/m3），求该汽车发动机的百公里耗油量V（m3）为多少？（结果用题目所给的字母表示）
答案解析部分
1．【答案】解：由 p=ρgh 知道，容器底受到水的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
由 p=FS 知道，容器底受到水的压力F=pS容=1000Pa×0.03m2=30N
答：容器底受到水的压力是30N，压强是1000Pa。
【解析】【分析】求解液体内部的压强，利用公式p＝ρgh，其中ρ是液体的密度，h是深度；已知压强的大小，结合压强的变形公式F=pS求解压力。
2．【答案】（1）解：货物的密度：ρ=mV=3.6kg2.4×10−3m3=1.5×103kg/m3；
答：货物的密度是1.5×103kg/m3
（2）解：提升货物所做的功：W=Gh=mgh=3.6kg×10N/kg×5m=180J，
功率：P=Wt=180J10s=18W。
答：提升货物所做的功率是18W
【解析】【分析】1）据题目可知：货物的质量为3.6kg，体积为2.4×10-3kg/m3，根据公式ρ=mv进行计算货物的密度；
2）总功为物体上升的高度所做的功，物体质量为3.6kg 根据重力公式计算物体的G=mg，物体上升的位移5m，根据做功公式根据做功公式W=FS和功率公式P=Wt进行计算提升货物的功率。
根据密度公式以及做功功率计算。
3．【答案】（1）解：徐兆亮在长400m的水平绿道上的骑行速度v＝ st ＝ 400m40s ＝10m/s；
答：徐兆亮在长400m的水平绿道上的骑行速度为10m/s；
（2）解：徐兆亮骑行时自行车对水平绿道的压强p＝ FS ＝ G人+G车S ＝ 680N+120N2×10−3m2 ＝4×105Pa。
答：徐兆亮骑行时自行车对水平绿道的压强为4×105Pa。
【解析】【分析】
（1）根据公式v=st求平均速度；
（2）根据公式p=FS求压强。
4．【答案】（1）解： 小刚爬楼梯所做的功：W=Gh=500N×7m=3500J，
答：小刚爬楼梯所做的功为3500J；
（2）解： 小刚爬楼梯所做功功率：P=Wt=3500J10s=350W。
答：小刚爬楼梯的功率为350W。
【解析】【分析】1）根据W=Gh计算 小刚爬楼梯所做的功；
2） 根据功率公式P=Wt计算小刚爬楼梯所做功功率
5．【答案】（1）解：水对茶壶底的压强 p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10 N/kg×12×10−2m=1200Pa
（2）解： 水对茶壶底的压力 F=pS=1200Pa×100×10−4m2=12N
茶壶对桌面压力 F差=F0.6=12N0.6=20N
茶壶和水的总质量 m=Gg=F外g=20N10N/kg=2kg
茶壶内水的质量 m水=m−m差=2kg−600×10−3kg=1.4kg
【解析】【分析】 1.要计算水对茶壶底的压强，需利用液体压强公式 p=ρgh ，首先确定水的深度h ，再代入已知的水的密度ρ水 和重力加速度 g 进行计算；
2.先根据水对茶壶底的压力与茶壶对桌面压力的关系，结合压力、重力的公式，逐步推导水的质量，需明确各力之间的关系及单位换算。
6．【答案】（1）解：总功为 W总=Fnh=6N×2×0.4m=4.8J
有用功为 W有=Gh=10N×0.4m=4J
额外功为 W额=W总−W有=4.8J−4J=0.8J
答：额外功0.8J；
（2）解：拉力的功率 P=Fnv=6N×2×0.2m/s=2.4W
答：拉力的功率2.4W；
（3）解：该滑轮组机械效率 η=W有W总×100%=4J4.8J×100%≈83.3%
答：该滑轮组机械效率83.3%。
【解析】【分析】分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数，分析拉力与阻力的大小关系和自由端移动距离与物体移动距离的关系，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，利用公式W=Fs求解做功，两者相除即为机械效率。
7．【答案】（1）s= vt=10m/min×10min=100m
（2）p=FS=4N10−4m2=4×104Pa,由题意知，夯锤夯击时对土层的压强等于圆柱体对土层的压强.
故夯击时的平均冲击力为 F'=pS'=4×104Pa×600×10−4m2=2.4×103N
（3）打夯机工作 1min时W有=(400+200)J/次×120次=7.2×104J，
W总=W电=Pt=3000W×60s=1.8×105J,
η=W有W总=7.2×104J1.8×105J=40%
【解析】【分析】(1)打夯机以10m/min的平均速度沿直线前进，根据速度公式s=vt计算10min前进的路程；
（2）根据压强公式p=FS计算圆柱体对地面的压强；夯锤夯击时对土层的压强等于圆柱体对土层的压强.根据F=Ps计算可知故夯击时的平均冲击力；
（3）打夯机工作 1min时有用功为W有=(400+200)J/次×120次=7.2×104J，根据功率公式W=Pt计算做功；结合效率公式η=W有W总计算效率。
8．【答案】（1）解：汽车在6min内行驶了9km，所以匀速行驶的速度 v=st=9km110h=90km/h
答：汽车匀速行驶的速度是90km/h；
（2）解：汽车以此速度匀速行驶了30min，通过的路程是 s'=vt'=90km/h×0.5h=45km
若这段时间内汽车牵引力做功为9×107J，则汽车的牵引力 F=Ws'=9×107J4.5×104m=2000N
答：汽车以此速度匀速行驶了30min，通过的路程是45km，若这段时间内汽车牵引力做功为9×107J，则汽车的牵引力是2000N。
【解析】【分析】（1）已知汽车的路程和运动的时间，利用速度公式求解速度。
（2）已知汽车的速度和运动的时间，利用速度公式求解路程，利用牵引力做功除以移动距离即为牵引力大小。
9．【答案】（1）解：由标志牌可知该桥的最大承受能力为10t；
（2）解：根据ρ＝ mV 可得，砂石的质量：m＝ρV＝2.0×103kg/m3×5m3＝1×104kg＝10t，卡车的质量：m′＝ Gg＝1.47×103N9.8N/kg ＝150kg＝0.15t，砂石与卡车的总质量：m总＝m + m′＝10t + 0.15t＝10.15t，因为10.15t>10t，所以这辆卡车不能从该桥上通过。
【解析】【分析】利用物体的密度和体积的乘积计算质量，利用物体的质量计算物体重力的大小.
10．【答案】（1）解：汽车和人的总质量m=1.5t=1.5×103kg
汽车和人对地面的压力等于人和车的总重力F=G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N
汽车静止时对地面的压强p=FS=1.5×104N200×10−4m2=7.5×105Pa
答：汽车静止在水平地面时对地面的压强为7.5x10 Pa；
（2）解：车在某平直路段匀速行驶，牵引力等于摩擦阻力F=f=0.04G=0.04×1.5×104N=600N
此过程小汽车牵引力的功W=Fs=600N×723.6m/s×25s=3×105J
汽车牵引力做功的功率 P=Wt=3×105J25s=1.2×104W
答：此过程中汽车牵引力所做的功2.4×104W。
【解析】【分析】（1）根据重力公式G＝mg求出物体重力，水平面上压力等于重力，根据公式p=FS，可求出 车对水平地面的压强；
（2）先根据功的公式W＝Fs求出功，根据公式P=Wt， 小汽车牵引力的功率。
11．【答案】（1）解：根据题意知道，大桥全长4.4km，设计最高时速80km/h，车辆不违章，根据速度公式知道，通过全部线路最少行驶时间 t=sv=4.95km90km/h=0.055h=3.3min
答：一辆货车以设计最高时速通过全部线路需 3.3min ；
（2）解：货车在水平桥面上，对桥面的压力 F=G=mg=6×103kg×10N/kg=6×104N
对桥面的压强为 p=FS=6×104N0.8m2=7.5×104Pa
答：对桥面的压强为 7.5×104Pa ；
（3）解：货车经过大桥，阻力为 F阻=0.2G=0.2×6×104N=1.2×104N
由二力平衡知道，牵引力为 F牵=F阻=1.2×104N
设计的最高时速v=90km/h=25m/s
货车经过大桥，牵引力的功率 P=Wt=Fst=Fv=1.2×104N×25m/s=3×105W
答：货车经过大桥，牵引力的功率为 3×105 W
【解析】【分析】（1）根据路程和速度的比值，计算时间；
（2）根据质量计算重力，结合水平面压力和重力相等，判断压力大小，利用压力和受力面积的比值， 计算压强；
（3）根据摩擦力和重力的关系，计算摩擦力；根据物体受到的力和速度的乘积计算功率大小。
12．【答案】（1）解：汽油完全燃烧释放热量：
Q=q⋅m=4.6×107 J/kg×(0.73×103 kg/m³×0.01 m³)=3.358×108 J
（2）解：发动机做功：W=P⋅t=(900 N×20 m/s1000)×(100 km81 km/h×3600)≈8.64×107 J
（3）解：发动机效率：η=WQ×100%=8.64×1073.358×108≈25.7%
【解析】【分析】1、燃料完全燃烧放热公式：Q放=mq（m为燃料质量，q为燃料的热值），这是计算燃料燃烧放热量的核心公式。
密度公式的应用：ρ=mv，变形为m=ρV，将汽油的体积（10L=0.01m3）换算为质量，需注意体积单位的换算（1L=10-3m3）。
热值的物理意义：汽油的热值q=4.6×107 J/kg，表示1kg汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107 J，是燃料的特性之一。
2、功率的计算公式：P=Wt，变形为W=Pt，这是计算机械做功的基础公式。图像信息提取：从功率-转速图像中读取发动机转速为2000 r/min时对应的输出功率P（约20 kW），需注意功率单位换算（1kW}=1000W）。
速度公式的应用：v=st，变形为t=sv，结合汽车的平均车速（81km/h）和行驶路程（100km），计算出发动机工作的时间，需注意速度、路程、时间的单位统一（如将速度换算为m/s，时间换算为s）。
3、热机效率公式：η=W有Q放×100%，效率反映热机将内能转化为机械能的有效程度。数值计算与精度要求：按题目要求将计算结果精确到1%，需掌握小数与百分数的换算及四舍五入的方法。
13．【答案】（1）v=st=1.5m10s=0.15m/s
P=Fv=800N×0.15m/s=120W
（2）F压=G=1000N
S=1m×1m=1m2
p=F压S=1000N1m2=1000Pa
【解析】【分析】（1）根据P=Fv计算功率；（2）根据p=F压S计算压强。
14．【答案】（1）解：一辆汽车在平直的公路上匀速向前行驶，它所受的阻力为3500N，水平方向上的阻力和动力是一对平衡力，大小相等，故汽车所受的动力3500N
答：汽车所受的动力是3500N
（2）解：由题意可知F＝0.1G，则汽车的总重力为是 G=F0.1=3500N0.1=35000N
那么汽车的总质量是 m=Gg=35000N10N/kg=3500kg
答：汽车的总质量是3500kg
（3）解：汽车在平直的公路上匀速向前行驶，受力平衡，在竖直方向上受到的支持力和重力是一对平衡力，大小相等，故地面对汽车的支持力为35000N
答：地面对汽车的支持力是35000N。
【解析】【分析】（1）根据二力平衡，结合阻力可以计算牵引力；
（2）利用重力可以计算物体的质量；
（3）根据平衡力，物体受到的支持力和物体的重力相等。
15．【答案】（1）解：V=mρ=2kg1.0×103kg/m3= 2×10−3m3
答：容器内水的体积为2×10-3m3.
（2）解：容器对地面的压力：F = G = mg = （1kg+2kg）×9.8N/kg = 29.4N，
容器对地面的压强：P =FS=×103 Pa.
答：容器对桌面的压强为2.9×103Pa．
（3）解：放入小球前，水对容器底部压强：P1=ρ 水gh =ρ 水g VS= ρ水g m水ρ水S=m水gS=2kg×9.8N/kg0.01m2= 1960Pa，
设小球的质量为m，放入小球后， 则容器对地面压强的增加量：△p =△FS=mgS=ρ物V物gS ，
水对容器底部压强的增加量： △p1= ρ水△hg = ρ水V物S g，
由题知，△p1：△p = P1：P，
即ρ水V物S g： ρ物V物gS= 1960N：2940N，
解得： ρ 物 ≈ 1.5×103kg/m3
答：小球的密度为1.5×103kg/m3．
【解析】【分析】（1）由密度公式ρ=mV计算体积；
（2）容器对水平地面的压力等于容器和水的重力；由p=FS计算容器对桌面的压强；
（3）先计算容器中原来水的深度，再计算原来水对容器底部压强；从而计算水对容器底部压强与容器对地面压强的比值；
根据在放入小球前后水对容器底部压强与容器对地面压强的比值保持不变，列式计算球的密度．
16．【答案】解：（1）忽略绳重、摩擦，空厢匀速竖直上升时，绳拉力F的大小F=G=mg=600kg×10N/kg=6000N；
（2）绳端移动距离s=3m，绳拉力F做的功W=Fs=6000N×3m=18000J；绳拉力F的功率
P=Wt=18000J6s=3000W；
（3）当压力为2×103N时，R=120Ω，电路中电流为0.06A；则电源电压为U=I（R+R0）=0.06A×（120Ω+80Ω）=12V
控制电路的最大电流I'=0.1A时，载重量最大控制电路最小总电阻R'=UI'=12V0.1A=120Ω；力敏电阻的阻值
RF=R'−R0=120Ω−80Ω=40Ω由图丙可知，当RF=40Ω，压力F压=4×103N。
答：（1）空厢匀速竖直上升时，绳拉力F的大小是6000N；
（2）在6s内将空厢匀速竖直提升3m，拉力F做功的功率是3000W；
（3）压力传感器能承受的最大压力4×103N。
【解析】【分析】（1）忽略绳重、摩擦，空厢匀速竖直上升时，根据二力平衡可知绳拉力F的大小等于轿厢重力，即F=G=mg；
（2）由（1）分析可知，拉力为F，绳端移动距离s=3m，根据W=Fs计算绳拉力F做的功，根据W=Pt计算绳拉力F的功率；
（3） 当压力为2×103N时，电路中电流为0.06A ，R=120Ω；根据欧姆定律计算电源电压为U=I（R+R0）；控制电路的最大电流I'=0.1A时，电梯停止运行，同理R'=UI'计算载重量最大控制电路最小总电阻，根据串联电路电阻规律可知力敏电阻的阻值RF=R'−R，根据图丙分析此时压力。
17．【答案】（1）解：汽车做匀速直线运动，处于平衡状态牵＝f＝300N，
牵引力所做功的功率为：
P＝Wt＝Fst＝Fv＝300N×1203.54W
（2）解：汽车行驶百公里的时间为：t＝sv＝100km100km/h＝1h＝60min
6h做功冲程的次数为12×60N＝30N，
每2次做功冲程做的功为：
W0＝Fs＝pSL，
发动机1h做功为：
W＝30NW3＝30NpSL，
1h消耗的汽油完全燃烧放出的热量为：
Q放＝mq＝ρ0Vq，
又因为：η＝WQ放，
所以有η＝30NpSLρ4Vqq，
则V＝30NpSLηρ0q
【解析】【分析】（1）Q放=mq求出0.1kg汽油完全燃烧放出的热量；
（2）汽车做匀速直线运动，处于平衡状态，根据F牵=f得出所受的牵引力，利用P=Wt=Fst=Fv 可知牵引力所做功的功率；
（3）根据速度公式求出汽车行驶百公里的时间，据此得出发动机飞轮转过的转数，然后利用飞轮和曲轴转2圈对外做功1次的关系求出做功冲程的次数；根据W=Fs求出发动机做的机械功，再利用效率公式和汽油完全燃烧放热公式求出该汽车发动机的百公里耗油量。电动机功率
3kW
夯锤夯击土层的能量
400J/次
夯锤着地面积
600cm2
前进速度
8~13m/ min
夯击次数
120 次/ min
整车质量
2000kg
与地面的总披触面积
800cm2
最高速度
120km/h
以最高道度行驶时受到的水平阻力
300N