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1、专题六综合应用题类型一力学综合应用题1(2015丹东)如图所示，一辆小汽车质量为1.2 t，发动机的功率为60 kW，停在水平地面上时，四轮与地面的总接触面积为1000 cm2。当它在水平公路上以20 m/s的速度匀速行驶1440 m时，求：(1)汽车停在水平地面上时，对水平地面的压强多大？(g取10 N/kg)(2)汽车行驶这段距离用了多长时间？发动机提供的牵引力多大？解：(1)汽车停在水平地面上时，对水平地面的压力FGmg1.2103 kg10 N/kg1.2104 N，对水平地面的压强p1.2105 Pa解：(2)由v可得，汽车行驶这段距离用的时间t72 s，由PFv可得，发动机提供的牵
2、引力F3000 N。2(2015张掖)中国选手李坚柔在索契冬奥会短道速滑女子500 m决赛中为中国体育代表团获得本届冬奥会首金，如图所示为她在冰场上滑行的情境，回答下列问题：(1)若李坚柔体重55 kg，每个冰刀与地面的接触面积是5 cm2，当她单脚着地时，对冰面的压强为多大？(g取10 N/kg)(2)李坚柔夺冠的成绩是45 s，她在500 m比赛中的平均速度是多大？(3)滑冰过程中包含很多物理知识，请你写出其中两条。解：(1)李坚柔对冰面的压力FGmg55 kg10 N/kg550 N，李坚柔对冰面的压强p1.1106 Pa解：(2)她在500 m比赛中的平均速度v11.11 m/s解：(
3、3)比赛中李坚柔不断用脚向后蹬地以获得较大的速度，说明了力的作用是相互的、力可以改变物体的运动状态；冰刀在冰面上滑动时，摩擦生热，将机械能转化为内能，内能增加，通过做功的方式增加了冰面的内能。3(2015永州)我市燕子快递公司为了更加方便、快捷、环保地服务于广大客户，新创了无人机快递服务。该公司如图所示无人机有关信息如下表。求：无人机自重(含电池)G160 N最大升力F260 N最大飞行速度v54 km/h脚架与水平地面接触面积S102 m2(1)无人机送货时最大能装载多少kg的货物？(g取10 N/kg) (2)现要将货物送到27 km的地方，最快需要多少min? (3)当无人机载着40 N
4、货物降落在水平地面上时，对地面产生的压强是多大？解：(1)无人机上货物的最大重力GFG机260 N160 N100 N；根据Gmg得，无人机送货时最大能装载的货物为m10 kg解：(2)根据v得t0.5 h30 min解：(3)无人机对地面的压力FG机G货160 N40 N200 N，地面受到的压强为p2104 Pa4(2015锦州)如图甲所示的地面清洁机器人，质量为3 kg，要求对水平地面压强不超过3000 Pa，机器人在水平地面运动时，所受推力与速度关系如图乙所示。(g取10 N/kg)求： (1)该机器人与水平地面的接触面积至少多少m2? (2)该机器人所提供的水平推力为300 N时，匀
5、速直线运动2 s能通过多远路程？此时水平推力做了多少功？ (3)该机器人在水平地面上以0.5 m/s速度匀速直线运动时，水平推力的功率是多大？解：(1)该机器人对水平地面的压力FGmg3 kg10 N/kg30 N，由pF/S可得，该机器人与水平地面的最小接触面积S0.01 m2解：(2)由图象可知，该机器人所提供的水平推力为300 N时的速度v0.6 m/s，由vs/t可得，匀速直线运动2 s通过的路程svt0.6 m/s2 s1.2 m，此时水平推力做的功WFs300 N1.2 m360 J解：(3)由图象可知，该机器人在水平地面上以0.5 m/s速度匀速直线运动时的推力F150 N，PF
6、v150 N0.5 m/s75 W5(2015河北)如图所示，将边长为10 cm的正方体合金块，用细绳挂在轻质杠杆的A点处，在B点施加力F130 N时，杠杆在水平位置平衡，合金块对水平地面的压强恰好为0。撤去F1，B点施加力F2时，合金块对地面的压强为1.2103 Pa。(OB3OA，g取10 N/kg)(1)画出F2的力臂；(2)求合金块的质量；(3)求F2的大小。解：(1)如图解：(2)由杠杆的平衡条件F动l动F阻l阻，则GF90 N，根据Gmg，所以m9 kg解：(3)由于p，则F支F压pS1.2103 Pa(0.1 m)212 N，由于F2与OB的夹角为30，所以F2的力臂l2OB，(
7、GF支)lOAF2l2，则F252 N6(2015雅安)雅安420地震后灾后重建工作正在高效地进行，如图是某建筑工地上使用的塔式起重机。在一次操作过程中起重机将质量为500 kg的建筑材料竖直提升了12 m，用时15 s。(g取10 N/kg)求： (1)所提升建筑材料受到的重力； (2)起重机提起建筑材料所做的功； (3)提升过程中该起重机的电动机功率为8 kW，那么提升过程中塔式起重机的机械效率是多大？解：(1)建筑材料受到的重力Gmg500 kg10 N/kg5000 N解：(2)起重机提起建筑材料所做的功WGh5000 N12 m6104 J解：(3)起重机做的总功W总Pt8000 W
8、15 s1.2105 J，机械效率50%7(2015苏州)一名体重为500 N、双脚与地面接触面积为0.04 m2的学生站在水平地面上，要用滑轮组在20 s内将600 N的重物匀速提升1 m。 (1)他站在地面上时对地面的压强多大？ (2)画出滑轮组的绕线方式； (3)若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是75%，拉力F多大？拉力的功率多大？解：(1)他站在地面上时对地面的压力FG500 N，对地面的压强p1.25104 Pa解：(2)因为滑轮组要求人站在地面上提升重物，所以，最终的绳子自由端方向向下，则绳子的起始端应在定滑轮上，如图所示解：(3)由图可知，n2，则绳端移动的距离snh21 m2
9、m，拉力做的有用功W有Gh600 N1 m600 J，由可得，拉力做的总功W总800 J，由WFs可得，拉力的大小F400 N，拉力的功率P40 W。8(2015达州)某工人用如图所示的装置把一重为1200 N的箱子从斜面底端匀速拉到顶端用时10 s，已知斜面长6 m，高2 m，此装置的机械率为80%(滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计)。求：(1)拉力F；(2)拉力F做功的功率；(3)箱子和斜面间的摩擦力。解：(1)由图可知滑轮装置是一个动滑轮，绳自由端移动的距离s2s26 m12 m；有用功W有用Gh1200 N2 m2400 J；根据得，W总300 J，F250 N解：(2)拉力做的
10、功W总3000 J，拉力的功率P300 W解：(3)因为W总W有用W额，所以克服摩擦力做的额外功W额W总W有用3000 J2400 J600 J，根据Wfs可得，摩擦力f100 N9(2015南宁)体重为600 N的小聪用如图所示的滑轮组来竖直提升物体A。当A以0.1 m/s的速度匀速上升时，小聪对绳子的拉力F为400 N，滑轮组的机械效率为80%(不计摩擦及绳重)。求： (1)拉力F的功率； (2)物体A受到的重力； (3)小聪拉动绳子前后对地面的压强之比； (4)小聪使用该滑轮组能提起物体的最大重力。解：(1)由图可知通过动滑轮绳子的段数n3，物体A匀速上升，拉力F的功率PFvFnv物40
11、0 N30.1 m/s120 W解：(2)根据，物体A受到的重力GnF80%3400 N960 N解：(3)小聪拉动绳子前对地面压力F人G人600 N，小聪拉动绳子后对地面压力F人G人F600 N400 N200 N，小聪拉动绳子前后对地面的压强之比解：(4)不计摩擦及绳重，F(G物G动)，提起A时，G动3FGA3400 N960 N240 N，小聪对绳子自由端拉力最大等于他的重力，即F最大G人600 N，此时提起物体的重力最大G最大3FG动3600 N240 N1560 N10(2015茂名)如图所示，质量不计的轻板AB可绕转轴O在竖直面内转动，OA0.4 m，OB1.6 m。地面上质量为1
12、5 kg、横截面积为0.3 m2的圆柱体通过绳子与A端相连。现有大小不计、重为50 N的物体在水平拉力F10 N的作用下，以速度v0.2 m/s从O点沿板面向右作匀速直线运动。g取10 N/kg。求： (1)物体开始运动前，圆柱体对地面的压强；(2)物体在板面上运动的时间； (3)物体在板面上运动过程中，拉力F做的功及功率。解：(1)物体开始运动前，圆柱体对地面的压力F压G圆柱m圆柱g15 kg10 N/kg150 N，圆柱体对地面的压强p500 Pa解：(2)由杠杆的平衡条件可得G圆柱OAG物体s，则物体恰好离开地面时运动的距离sOA0.4 m1.2 m，由v可得，物体在板面上运动的时间t6
13、 s解：(3)物体在板面上运动过程中，拉力F做的功WFs10 N1.2 m12 J，拉力的功率P2 W11(2015梧州)如图所示是我国自主研制的新型气垫两栖登陆艇，该艇满载后的总质量为2.0105 kg，在一次测试中，登陆艇在水中匀速直线行驶1200 m，所用的时间为40 s，若受到的阻力始终为2.0105 N(g取10 N/kg，水1.0103 kg/m3)，求：(1)登陆艇满载漂浮在水上时排开水的体积；(2)登陆艇在测试中的行驶速度；(3)登陆艇在测试中牵引力的功率。解：(1)登陆艇满载漂浮在水面上时有F浮G物，水gV排m物g，登陆艇满载时排开水的体积V排200 m3解：(2)登陆艇的速
14、度是v30 m/s解：(3)由于匀速直线运动，牵引力等于阻力，登陆艇牵引力的功率是Pfv2.0105 N30 m/s6.0106 W12(2015兰州)某同学想知道某种液体的密度，设计了如图所示的实验，已知木块的重力为1.2 N，体积为200 cm3，当木块静止时弹簧测力计的示数为2 N，g10 N/kg，求：(1)木块受到的浮力是多少？(2)液体的密度是多少？(3)剪断细绳，木块稳定时处于什么状态？所受浮力又是多大？解：(1)木块受到的浮力为F浮FG2 N1.2 N3.2 N解：(2)因为F浮液gV排，所以液体的密度为液1.6103 kg/m3解：(3)因为Gmg，所以木块的质量为m0.12 kg，木块的密度为0.6103 kg/m3，因为液，所以木块最终静止在液面上，受到的浮力为F浮G1.2 N。13(2015天水)如图所示，放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重6 N，底面积100 cm2，弹簧测力计的挂钩上挂有重为27 N的金属块，现将金属块浸没在水中，容器内水面由20 cm上升到30 cm(g取10 N/kg，水1.0103 kg/m3)。求： (1)金属块未放入水中时(如图甲
