压轴题02 运动和力-2020年中考物理挑战压轴题(尖子生专用)
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压轴题02运动和力1.人类从鸟类飞行得到启示发明了飞机,从鱼类游泳得到启示发明了潜艇。
某大学两位研究生从蚂蚁身上得到启示,设计出“都市蚂蚁”概念车(如图所示)质量是360kg。
这款概念车小巧实用,有利于缓解城市交通拥堵。
(g取10N/kg)(1)该车乘载两个总质量为140kg的人静止在水平地面上,轮胎与地面的接触面积总共2⨯﹣m2。
该车对地面的压强多大?8.010(2)这款概念车在水平地面上匀速行驶18km所用的时间为0.5h,且在匀速行驶过程中受到的阻力是总重的0.4倍,则该车的速度是多少?此时车受到多大的牵引力?(3)航模社的同学想将此概念车改进成“水陆两栖车”。
若上述乘载两人的概念车要在水面漂浮,且至少有三分之一的体积露出水面,则它的总体积至少为多大(假设车内不进水)?2.如图所示,是一辆新概念电动汽车,车与人的总质量为800kg,静止在水平地面上时,对水平⨯4Pa,最高时速可达180km/h,此时汽车受到的阻力为车重的0.2倍,q汽油地面的压强为810=4.6×107J/kg。
求:(1)该车静止在水平地面上时与地面的总接触面积是多大_________;(2)在测试中,该车以最高时速在平直公路上匀速前进230s所消耗的电能与完全燃烧0.5kg汽油所释放的能量相同,则该车的效率为多少_________;(3)电动汽车在高速行驶的过程中对地面的压力_________(选填“变大”、“变小”或“不变”),原因是什么______________?3.如图所示,外卖小哥使用无人机从地面向高楼阳台送餐。
已知无人机质量为2.9kg,外卖质量为0.7kg,无人机先以4m/s的速度竖直上升10s,再水平匀速飞行30m到阳台。
求:(g=10N/kg)(1)无人机匀速上升的过程中,旋翼产生的升力为多大?(2)整个过程历时25s,则无人机水平飞行的速度为多大?(3)整个过程中无人机对外卖做功的功率为多大?4.如图中,质量分布均匀的长方体木块静止在粗糙水平桌面,木块的重为G=50N,现用大小为10N 的水平推力F作用木块一端,使木块做匀速直线运动。
已知木块运动时所受摩擦力与桌面对木块的支持力成正比,比例系数为k(k只与相互接触的两个物体的材料有关):(1)求木块运动时所受摩擦力及比例系数k的大小;(2)竖置截面S将木块分成a、b两个等大的长方体,如图乙,求木块在桌面上匀速运动时,a所受摩擦力的大小。
(要求用比例系数求)5.如图所示,小华在滑冰场上快速滑行,在10s内滑行80m ,她和冰刀的总质量为40kg,已知每只冰刀与冰面的接触面积为15cm2.问:(1)小华受到的重力是多大?(2)小华滑行的平均速度是多大?(3)小华在单脚滑行时对冰面的压强是多大?当小华双脚站立时,她对冰面的压强怎样变化,简要说明理由.6.重104N的汽车在水平路面匀速运动,汽车牵引力功率9.2kW,其汽油发动机效率为20%(汽油热值是4.6×107J/kg):(1)以点代车,画出汽车匀速运动过程中水平方向受力示意图;(2)若汽车与地面的接触面积为0.04m2,小轿车对地面多大压强?(3)求汽车运动100s内,发动机消耗多少汽油质量?7.质监部门对某型号汽车进行检测,测得该型号汽车质量为2×103 kg,在水平公路上匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍,求:(1)汽车受到的重力是多少?(2)汽车匀速行驶时受到的阻力是多少?(3)汽车匀速行驶时,发动机的牵引力是多少?8.一个重为3.6×10-3 N的物体从空中由静止开始竖直落下。
研究发现:运动物体受到的空气阻力与物体的速度关系如下表。
求:速度v/m·s-1 1 2 3 4 5 6 7阻力f(×10-4)/N 1 4 9 16 25 36 49(1)该物体匀速下落时受到的空气阻力是多少?(2)写出运动物体受到的空气阻力f与物体运动速度v关系的表达式(提示:关系为F阻=kv2,其中k为常数,需求出);(3)该物体匀速下落时的速度是多少?9.某桥梁的桥头有如图所示的标志牌,g取l 0N/kg。
则:(1)此桥梁所允许通过车辆的最大重力为多少?(2)一辆自重为2.0×105 N的卡车要安全通过此桥,所装载的货物不能超过多少千克?(3)若己知上述卡车通过桥面时的摩擦阻力是车重的0.02倍,则当该卡车空载匀速通过此桥时发动机提供的牵引力为多大?10.一种名为跳蚤(又称虼蚤、虼蚤子)的昆虫。
身长只有0.5-3毫米,可是往上跳的高度却可达350mm,其比例相当于标准身高的人跳过35层高的摩天大楼,如果一只跳蛋质量为200毫克,可在10-2s时间内跳跃350mm的高度,它跳跃时所用的力为体重的400倍。
求:(1)跳蚤的重力:(2)跳蚤从起跳至最高点过程中,克服重力所做功的平均功率。
(3)若跳蚤的脚与地面的总接触面积为1×10-5m2,它跳跃时对地面的压强多大?11.秦岭终南山公路隧道,是我国最长的公路隧道,全长18km,限速80km/h。
一辆汽车(车与乘客总质量为1600kg)完全通过该隧道用时12min,求∶(g取10N/kg)(1)这辆汽车与乘客的总重力;(2)通过计算说明此汽车是否超速。
12.现有一辆重型卡车自重为1.7×105N,车厢体积为12m3.已知卡车匀速行驶过程中,阻力为卡车总重的0.02倍,若该车装满沙子,以30m/s的速度在平直公路上匀速行驶(g取10N/kg,沙子密度ρ=1.5×103kg/m3).求:(1)汽车自身质量为多少t?(2)该车装的沙子质量为多少t?(3)该车匀速行驶时所受的牵引力为多大?13.港珠澳大桥由“水上桥面”和“海底隧道”两部分组成。
工程完成后,从香港到珠海三个多小时的车程缩短到半个多小时:(海水密度ρ=1.03×103kg/m3,g取I0 N/kg)(1)海底隧道长5.7 km,设计时速为100 km/h,求汽车通过隧道所用的时间(汽车长度忽略不计);(2)海底隧道是我国首条超大型深埋沉管隧道,实际安装水深45m,求在海底作业的工人承受的海水压强;(3)海底隧道由33节水泥沉管在海底对接而成,每节沉管长180m,宽38 m,高11.4m,约8×103(按8×104t计算),如图所示,求每节沉管受到的重力。
14.设计师从蚂蚁身上得到启示,设计出如图所示的“都市蚂蚁”概念车。
这款概念车小巧实用,有利于缓解城市交通拥堵:(1)若这款车质量为400kg,驾驶员质量为60kg,车和人的总重力多少?(2)若摩擦力是重力的0.2倍,地面对车的摩擦力是多少?15.质量为1.5t的汽车,在水平公路上匀速行驶时受到的摩擦阻力是车重的0.02倍,(取g=10N/kg)求:(1)汽车受到的支持力大小为多少?(2)汽车受到的摩擦力为多少?(3)汽车匀速行驶时,发动机对卡车的牵引力是多大?16.小锋骑着单车上班,6s内在水平路上行驶的路程随时间变化关系如图,若单车行驶时每个车轮与地面的接触面积为9cm2,骑行的平均功率为225W,受到阻力是其总重的0.05倍。
求:(1)这段时间内骑行的速度;(2)骑行时车受到的阻力;(3)骑行时车对地面的压强。
17.一个质量为55kg的同学骑自行车上学,自行车质量是15kg,该同学骑车匀速行程中所受的摩擦力是总重的0.05倍,(g=10N/kg)求:(1)这位同学受到的重力;(2)该同学骑车过程中所受的摩擦力。
18.2017年4月16日,国产大飞机C919在上海浦东国际机场4号跑道进行首次高速滑行测试.假如测试当天,C919的总质量为60t,飞机轮与地面的总接触面积2m2,在水平跑道上匀速直线运动的过程中受到的摩擦阻力是飞机总重的0.1倍,g取10N/kg,求:(1)C919的重力大小;(2)C919静止停放在水平跑道上时对地面的压强大小;(3)C919匀速直线运动的过程中牵引力的大小.力的大小为:54===⨯⨯⨯F f G0.10.1610N=610N19.“千百年梦想成真,十五年玉汝于成”,上天入地,腾云驾雾,曾是巫文化中神仙大咖才有的旷世绝技,承载这世人对对飞天梦的原始想象。
2019年8月16日,巫山神女机场正式通航,回想艰苦奋斗的激情岁月:立项选址、建设、试飞、验收,三峡人民的“飞天梦”一步一步变成现实,实践证明,只要路走对了,就不怕遥远;只要有梦想,就一定能实现。
已知图中的汽车在装载完成后重力为105N,当汽车在水平路面匀速运动,所受阻力为重力的五分之一,汽车牵引力功率为92kW,请你运算汽车运动100s以内时:(1)汽车所受的阻力有多大?(2)牵引力做了多少功?(3)汽车通过的距离多长?20.如图所示是一款集自动智能型扫地机,已知整机的质量为3 kg,当它在水平地面匀速前进时受到地面对它的摩擦力是自身重力的0.2倍,求:(1)扫地机受到的重力;(2)匀速行驶时受到的摩擦力。
21.信息材料一:物体在水平面上运动时受到的摩擦力f=μFN。
其中μ叫做动摩擦因数,它是由接触面的粗糙程度决定的;F N是指物体对水平面的压力。
信息材料二:在弹性限度的范围内,弹簧产生弹力F=kΔx,其中k叫做劲度系数,它是由弹簧本身性质决定的;Δx是指弹簧的形变量。
为了测量某物体和水平地面间的动摩擦因数,小聪同学进行如图甲、乙的操作:把物体挂在竖直放置的弹簧测力计下端,弹簧伸长了Δx1=4cm;然后用该弹簧水平拉着该物体在水平面上做匀速直线运动,此时弹簧伸长了Δx2=1cm。
求该物体与水平地面间的动摩擦因数μ。
22.狗拉雪橇是因纽特人冬日常用的出行方式,阿拉斯加雪橇犬因为耐寒、耐力好而能够胜任这一工作。
现有一雪橇及货物总质量为200kg,设雪地能承受的最大压强为5000Pa,地面对雪橇的摩擦力为重力的0.1倍。
(g=10N/kg)(1)试求雪橇面积最小应为多少?(2)如果每条阿拉斯加雪橇犬能提供50N的拉力,至少需要多少只雪橇犬才能拉动雪橇?23.月球对它表面附近的物体也有引力,这个引力是地球对地面附近同一物体引力的16。
若一根质量是1.5kg的金属杆被宇航员从地球带到月球,则:(g地球=10N/kg)(1)金属杆在地球表面时受到的重力是多少?(2)金属杆在月球表面时受到月球引力大约是多少?24.刘星健身用的拉力器结构如图所示.他用250N的拉力向下拉动拉杆,使20kg的配重块在2s 内匀速升高40cm,不计拉杆和绳的重力,g取10N/kg,求(1)所拉配重块的重力;(2)2s内配重块运动的速度;(3)拉力的功率。
25.中国国产运输机“运20”开始服役,实现了国人的航空强国梦,让无数人心潮澎湃,它对于推进我国经济和国防建设具有重要意义,飞机的最大速度约为700km/h。