人教版八年级下学期物理综合应用题涉及到全部是力学部分,具体知识内容有:密度、速度、压强、浮力、简单机械、功率。
典型例题:
1.消防机器人在消防救援中大显身手。如图所示,该消防机器人的质量为600kg,静止在水平地面上时,履带与地面接触的总面积为5000cm2。某次消防救授时,消防机器人在水平地面上沿直线匀速前进了270m到达救援现场,用时1.5min,行驶过程中所受阻力为消防机器人重的1/20。(g=10N/kg)(1)以行驶中的消防机器人为参照物,街道边的路灯是 (选填“运动”或“静止”)的;给消防机器人提供动力的电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到 的作用;(2)消防机器人静止在水平地面上时,对地面的压强是多少?(3)消防机器人在水平地面上匀速直线前进的过程中,牵引力做功的功率是多少?图片
【答案】 运动 力 1.2×104Pa 900w【详解】(1)[1]以行驶中的消防机器人为参照物,街道边的路灯位置在不断变化,因此街道边的路灯是运动的。[2]电动机工作原理是磁场对电流受力的作用,使电动机转动。电动机是把电能转换成机械能的一种设备。给消防机器人提供动力的电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。(2)[3]消防机器人静止在水平地面上时,对地面的压力:图片
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考点梳理:压强是必考内容,P=F/S,水平面F=G=mg。牵引力做功是有用功率,因为八年级没有学习热学所以不会考察热转换效率,关于牵引力功率可以直接用P=FV,这个公式在简单机械中也经常用到,但是要注意F、V要对应。
2.图示为一款最新水陆两用汽车,主体由钢化玻璃、泡沫聚苯乙烯组成。它的总质量为1430kg,发动机的额定功率为245kW。陆地上速度能达到126km/h,在水里行驶时主要靠喷气推动,最高速度达到72km/h。(1)该汽车的主体材料应具有小的 属性,才能更易于漂浮在水面上;在水里行驶时靠喷气推动,这是利用力的作用是 性的原理;(2)若一个质量为70kg的驾驶员驾驶水陆两用车在水面上静止时,吃水深度为60cm,该车所受的浮力为多少?此时水对车底部的压强为多大?(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)(3)发动机以额定功率工作,该车在陆地上以最大速度匀速行驶10min, 牵引力做了多少功?该车受到的阻力为多大?图片
【答案】 密度 相互 1.5×104 N 6×103Pa 1.47×108 J 7×103N【详解】解:(1)该汽车的主体材料应具有密度小的属性,当密度小于水的密度时,才能更易于漂浮在水面上。在水里行驶时靠喷气推动,即车向后喷出气体,车受到一个向前的反作用力,在反作用力的作用下,车向前进,这是利用力的作用是相互的原理。(2)车漂浮时,浮力等于总重力,故浮力为:图片
考点梳理:物体的沉浮条件经常考察,也算是必考知识点,尤其是漂浮和悬浮在定量计算中经常考察。匀速直线运动牵引力等于阻力即F牵引=f阻。
3.如图是我国自主研发的四轮长航程极地漫游机器人,其质量为500kg,装有四条履带,若每条履带与冰面的接触面积为0.1m2。请回答:(1)机器人静止在水平冰面上对冰面的压强为多大?(2)若南极某处冰面能承受的最大压强为4×104Pa,机器人要安全通过该处,则所装载物品的最大质量是多大?(3)观察履带形状,说明履带上有凸起的棱和履带总体面积较大的目的是什么?图片
【答案】(1)1.25×104Pa;(2)1100kg;(3)见解析图片
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考点梳理:本题中考察的主要知识点是学生对压力的理解,难点是对真实情境的分析、受力分析的能力。
4.图甲所示是某餐厅的送餐机器人,其质量为58kg,轮子与水平地面的总接触面积是200cm2。在水平地面上匀速行驶时受到的阻力是总重的0.05。图乙是该送餐机器人某次送餐的s-t图象,运送餐品的质量是2kg。(g取10N/kg)求:(1)在本次送餐时,送餐机器人静止时对水平地面的压强;(2)0~20s内送餐机器人的平均速度;(3)20~40s内送餐机器人牵引力做功的功率。图片
【答案】(1)3×104Pa;(2)0.3m/s;(3)12W【详解】解:(1)在本次送餐时,送餐机器人静止时对水平地面的压力等于总重力,即F=G=mg=(58kg+2kg)×10N/kg=600N在本次送餐时,送餐机器人静止时对水平地面的压强:图片
考点梳理:本题的难点主要考察学生对图像的理解,这也是综合应用题的必考内容。看似增加难度,其实则不然,只要图像能结合题意理解了,一切答案则在图像中,会变得很简单。5.如图所示,提篮及物体总重为1140N,其中物体重为1020N,提篮与水平地面的接触面积为1.5×104cm2,工人师傅用600N的力匀速提升物体,物体速度为0.2m/s。(不计绳重及摩擦)(1)求工人师傅拉绳的功率;(2)求滑轮组的机械效率;(3)若体重为450N的小明站在提篮内提升重物,但物体没有被提动,求提篮对地面的最小压强。图片
【答案】(1)240W;(2)85%;(3)200Pa【详解】解:(1)由图示可知,与动滑轮连接的绳子段数n=2。根据滑轮组物体提升与绳子自由端移动的规律可知,工人师傅拉绳的功率为:图片
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考点梳理:本题考察的是竖直滑轮组有关量的计算,其中又考到了P=FV这个公式,但是一定要注意F和V的对应性,对于滑轮组来说P=FV是总功率。
6.体重为500N的小明站立时双脚与地面接触的总面积是400cm2。他用如图所示的滑轮组来竖直提升物体A,当A以0.1m/s的速度匀速上升时,小明对绳子的拉力F为400N,滑轮组的机械效率为75%。(不计摩擦及绳重)求:(1)小明拉绳子之前对地面的压强;(2)拉力F的功率;(3)若绳子能承受的最大拉力为700N,小明用此滑轮组竖直向下匀速拉物体时所能达到的最大机械效率为多少?图片
【答案】(1)1.25×104Pa;(2)80W;(3)80%【详解】解:(1)小明对地面的压力:图片
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7.一辆汽车不慎陷入泥坑,司机用如图所示的滑轮组将汽车拖出。已知整个过程中,水平拉力F=2×104N不变,3S内汽车沿水平方向匀速移动了6m,滑轮组的机械效率为80℅。求:(1)汽车运动的速度;(2)拉力F做的总功;(3)此过程中做的有用功。图片
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考点梳理:本题考查的是水平滑轮组的有关知识点,水平滑轮组的有关计算公式与竖直滑轮组不一样,比如有用功、额外功等。
2.如图所示为自动升降单杆晾衣架示意图,顶盒中有电动机牵引装置,甲、乙是连接牵引装置和水平晾杆的竖直钢丝绳,水平晾杆上有7个挂衣孔,相邻两孔间距相等,甲、乙钢丝绳悬挂晾杆的点分别与1号、7号孔中心对齐。现把质量为3kg的衣服(含衣架)挂在5号孔(不计晾杆的重力,g取10N/kg)。求:(1)此时绳乙对晾杆的拉力为多少?(2)闭合开关,电动牵引装置工作,将晾杆保持水平状态匀速提升1.5m,用时10s,若电动机的输出功率为9W,则该装置提升3kg衣服时的机械效率是多少?图片
【答案】(1)20N;(2)50%【详解】解:(1)衣服的重力G=mg=3kg×10N/kg=30N衣服挂在5号孔,则甲固定在1号孔时,相当于支点,乙对7号孔的作用力为动力,设每两个孔之间的距离为l,不计晾杆重力,据杠杆的平衡条件有:图片
考点梳理:本题考察的是杠杆与滑轮组的综合题,考察学生对杠杆模型的识别与应用能力。另外电动机的输出功率为总功率的识别,电动机做的功为总功。
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