人教必刷09 力学综合-备战2020年中考物理必刷论述、计算80例（解析版）.doc

必刷09 力学综合
运动、压强和功率综合
例46．(2019·临沂)根据《电动自行车安全技术规范》，交管部门规定自2019年5月1日起未申领临时标识的“非标”电动自行车不得上路行驶。如图是小明家新购买的电动自行车，整车质量为40kg。小明爸爸以18km/h的速度匀速骑行9km的过程中，电动机两端的电压恒为48V，通过的电流是6.25A，车轮与地面的总接触面积为200cm2．小明爸爸的质量是60kg，g取10N/kg。求本次骑行过程中：
（1）骑行所用时间。
（2）车对地面的压强。
（3）电动机的功率。
【答案】（1）由v=得骑行时间：t===0.5h；
（2）小明爸爸和车的总质量：m=40kg+60kg=100kg，
总重力：G=mg=100kg×10N/kg=1000N，
车对地面的压力：F=G=1000N，受力面积S=200cm2=0.02m2，
对地面的压强：p===5×104Pa；
（3）电动机的功率：P=UI=48V×6.25A=300W。
答：（1）骑行所用时间为0.5h；
（2）车对地面的压强为5×104Pa；
（3）电动机的功率为300W。
【解析】
（1）知道骑行速度和路程，利用v=求骑行时间；
（2）求出小明爸爸和车的总质量，利用G=mg求其重力，车对地面的压力等于人和车的总重力，知道受力面积，利用p=求对地面的压强；
（3）利用P=UI求电动机的功率。
本题考查了速度公式、重力公式、压强公式、电功率公式的应用，注意：骑行过程中，对地面的压力等于人和车的总重力，不要忘了人的重力。
压强、浮力和效率综合
例47．(2019·菏泽)如图所示，一个质量600kg、体积0.2m3的箱子沉入5m深的水底，水面距离地面2m，若利用滑轮组和电动机组成的打捞机械，以0.5m/s的速度将箱子从水底匀速提到地面，每个滑轮重100N（不计绳重、摩擦和水的阻力，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）。求：
（1）箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强；
（2）箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力；
（3）物体完全露出水面后，继续上升到地面的过程中，滑轮组的机械效率；
（4）整个打捞过程中请你分析哪个阶段电动机的输出功率最大，并计算出这个最大值。
【答案】（1）5×104Pa（2）2×103N（3）98.4%（4）整个打捞过程中箱子离开水面在空中时电动机的输出功率最大，为3.05×103W
【解析】（1）已知箱子在水中的深度，根据公式p=ρgh可求产生的压强。
（2）由于箱子沉入水底，则V排=v=0.2m3，利用F浮=ρgV排即可求出浮力；
（3）物体完全露出水面后，根据公式机械效率η ==即可求出机械效率。
（4）由于箱子从水底匀速提到地面，根据P=Fv即可判断出拉力最大时，功率最大，所以求出最大拉力，然后即可求出最大功率。
解：（1）箱子在水底时下表面的深度h=5m，
此处水产生的压强：p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa。
（2）箱子沉入水底，则V排=V=0.2m3， 则浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m3=2×103N
（3）物体完全露出水面后，在提升箱子过程中，不计绳重、摩擦和水的阻力，有用功是动滑轮对箱子的拉力所做的功，额外功是克服动滑轮重所做的功； 箱子的重力：G=mg=600kg×10N/kg=6×103N； 出水后，根据η ==可得：
机械效率：η ====98.4%
（4）由于箱子从水底匀速提到地面，根据P=Fv即可判断出拉力最大时，功率最大；
箱子离开水面在空中时，对滑轮组的拉力最大，故此时电动机对滑轮组的拉力最大；
由于不计绳重、摩擦和水的阻力，则F最大=×（G+G动）=×（6×103N +100N）=3.05×103N
电动机上绳子的提升速度为v′=2v=2×0.5m/s=1m/s，
则P最大=F最大v′=3.05×103N×1m/s=3.05×103W。
压强、浮力、功和机械综合
例48．.图是某型号马桶的水箱进水控制装置的示意图，浮子是有上底无下底的圆柱形容器，器壁的厚度忽略不计.浮子与细杆AB相连，杆的B端与细杆BC相连，C端装有塞子，BC可绕O点旋转，BO：CO=5：3，当水箱的进水孔进水时，水面接触到浮子下端后，浮子内的空气开始被封闭压缩，浮子通过AB带动BC旋转到水平位置， 当水位继续上升到一定高度时，塞子压住进水孔，停止进水，不计浮子、细杆的质量和摩擦.
（1）作用在B端的力为动力，则杠杆BOC为_____杠杆