专题五综合应用题 中考物理 (河南)复习课件

专题五综合应用题专题五综合应用题1题型一

力学综合题型二

力热综合题型三

电学综合专题突破题型四

电热综合题型五

力电综合题型六

力热电综合题型一力学综合题型二力热综合题型三电学综合2物理学科内综合题是一种含有多个物理过程、多个研究对象,运用到多个物

理概念和规律的题目。它需要学生能综合运用所学知识,考查学生综合解题

的能力,因此是一种难度较大的题型。它的题型多样,但多以计算、探究题为

主。从考查知识的内容来看,大多是力学综合、力热综合、电学综合、电热

综合、力电综合、力热电综合。解答此类试题时,先选定研究对象,对研究对象进行分析;找出每个物理过程

所对应的物理模型,所联系的物理知识、物理量和物理规律;注意寻找出隐含专题概述条件,明确已知量和所求量;找出各个物理过程间的联系。物理学科内综合题是一种含有多个物理过程、多个研究对象,运用到3题型一力学综合力学知识具有相互联系、相互渗透的特点,中考题目情景多以物块、容器、

车辆、水面舰船、简单机械组合及打捞等,综合考查压力、压强、浮力、速

度、简单机械、功、功率、密度、效率等知识点。力学综合题目对同学们

的能力要求较高,考查的知识点较多。弄清楚各个物理量的概念和相互之间

的内在关系,是解答此类问题的关键。专题突破题型一力学综合专题突破41.(2018山东临沂)2017年12月24日,我国自主研发的全球最大水陆两栖飞机

AG600首飞成功,可为“海上丝绸之路”航行安全提供最快速有效的支援与

保障。它的最大飞行速度为560km/h,最大航程为4500km,巡航速度(经济、节油的飞行速度)为500km/h。某次起飞前,飞机静止在水平跑道上,总质量为51t,轮胎与跑道的总接触面积为0.6m2(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)。求:(1)飞机静止在跑道上时对跑道的压强是多少?(2)起飞后,飞机在空中直线飞行1400km,所需要的最短时间是多少?1.(2018山东临沂)2017年12月24日,我国自主研发5(3)飞机到达目的地降落后,漂浮在水面上,排开水的质量为46t,此时飞机受到

的重力是多少?舱底某处距水面1.5m,水对该处产生的压强是多少?答案(1)8.5×105Pa(2)2.5h(3)4.6×105N1.5×104Pa(3)飞机到达目的地降落后,漂浮在水面上,排开水的质量为466解析(1)飞机静止在水平跑道上,压力等于重力,F=G=mg=5.1×104kg×10N/

kg=5.1×105N。飞机静止在跑道上时对跑道的压强p=

=

=8.5×105

Pa。(2)由v=

得,起飞后,飞机在空中直线飞行1400km,所需要的最短时间是t=

=

=2.5h。(3)飞机漂浮在水面上,排开水的质量为m排=46t=4.6×104kg。飞机此时受到的

重力等于排开水的重力,则G'=m排g=4.6×104kg×10N/kg=4.6×105N。舱底某

处距水面1.5m,水对该处产生的压强是p'=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5m=1.5×104Pa。解析(1)飞机静止在水平跑道上,压力等于重力,F=G=mg72.(2018河南焦作一模)运-20,军方绰号“鲲鹏”,网友昵称“胖妞”。运-20采

用常规布局,最大起飞质量220t,载重超过66t,最大飞行速度可达920km/h,航

程7800km。运-20是我国空军从“国土防空”向“攻防兼备”的大国空军

转换的一个重要标志。(g取10N/kg)(1)飞机能够升空的原因是机翼上表面受到的气压

机翼下表面受到

的气压。运-20在空中水平匀速飞行时,它能产生的最大升力是

。(2)飞机静止在停机场上,其总重60t,每个轮子的着地面积约为200cm2(按3个

相同的轮子计算),则它对地面的压强是多少?2.(2018河南焦作一模)运-20,军方绰号“鲲鹏”,网友8(3)当飞机发动机以7.5×105N的推力使它以720km/h的速度飞行时,发动机推

力的功率是多少?在1小时内发动机对飞机做了多少功?答案(1)小于2.2×106N(2)1×107Pa(3)1.5×108W5.4×1011J(3)当飞机发动机以7.5×105N的推力使它以720k9解析(1)机翼的形状是上凸下平,相同时间内,空气通过机翼上方的路程大

于机翼下方的路程,则机翼上方的空气流动速度大于下方的空气流动速度,机

翼上方的压强小于下方的压强,从而产生向上的升力。飞机在水平方向上匀

速直线飞行时,竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的升力,两个力是

一对平衡力,大小相等,它能产生的最大升力:F升最大=G最大=m最大g=220×103kg×10

N/kg=2.2×106N。(2)此时飞机的质量m=60t=6×104kg飞机静止在停机场上时,地面受到的压力F'=G=mg=6×104kg×10N/kg=6×105

N解析(1)机翼的形状是上凸下平,相同时间内,空气通过机翼上10受力面积S=3×200cm2=600cm2=0.06m2它静止在地面上对地面的压强p=

=

=1×107Pa(3)已知发动机推力F推=7.5×105N速度v=720km/h=200m/s发动机推力的功率P=

=

=F推v=7.5×105N×200m/s=1.5×108W由P=

可得,1h内发动机对飞机做功W=Pt=1.5×108W×3600s=5.4×1011J受力面积S=3×200cm2=600cm2=0.06m113.(2018湖北孝感)搬运工人站在水平高台上用如图所示的滑轮组匀速竖直向

上提升重物,不计绳重和摩擦,工人的重力为640N,与地面接触的总面积为4×

10-2m2,提升时间为20s,重物上升高度为2m。求:(1)提升时绳自由端的速度为多少;(2)若拉力F的大小为150N,则拉力的功率为多少;(3)若上述过程中所提货物重为360N,则滑轮组的机械效率为多少;(4)若仍用该滑轮组提升另一货物,当提升过程中该工人对高台的压强为2.0×

104Pa,则所提升货物的重力为多少。3.(2018湖北孝感)搬运工人站在水平高台上用如图所示的滑12答案(1)0.3m/s(2)45W(3)80%(4)390N解析(1)重物上升速度v物=

=

=0.1m/s由图可知,n=3则提升时绳自由端的速度v'=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s(2)拉力的功率P=

=

=Fv'=150N×0.3m/s=45W(3)已知G=360N,则滑轮组的机械效率η=

×100%=

×100%=

×100%=

×100%=80%(4)在上述过程中,F=150N,G=360N答案(1)0.3m/s(2)45W(3)80%(13不计绳重和摩擦,拉力F=

(G+G动)则动滑轮的重力G动=3F-G=3×150N-360N=90N当提升另一重物时,工人对高台的压力F压=pS=2.0×104Pa×4×10-2m2=800N,压力和支持力是一对相互作用力,则F压=F支=800N此时人受向下的重力、向下的绳子拉力和向上的支持力,则有G人+F拉=F支所以,绳子末端对人的拉力F拉=F支-G人=800N-640N=160N人对绳子的拉力和绳子对人的拉力是一对相互作用力,故F拉'=F拉由F拉‘=

(G’+G动)得,此时所提升货物的重力G'=3F拉'-G动=3×160N-90N=390N不计绳重和摩擦,拉力F= (G+G动)由F拉‘= (G’+G14题型二力热综合力热综合的应用题主要涉及速度、密度、压强、功率、热值、热机效率等

相关计算以及内能的利用和环境保护。常以热机为背景设计题目。1.(2018河南三门峡一模)某建筑工地使用如图所示装置搬运建筑材料。用此

装置将一块重为6400N的建筑材料匀速提升8m,历时4s,拖拉机消耗了4g

柴油。下表是拖拉机的部分参数和相关信息,(g取10N/kg)求:拖拉机的质量2.4t轮胎与地面接触总面积0.1m2柴油的热值4×107J/kg柴油机的效率40%题型二力热综合拖拉机的质量2.4t轮胎与地面接触总面15(1)拖拉机静止在水平地面上时,对地面的压强是多大?(2)4g柴油完全燃烧放出的热量是多少?柴油机的输出功率是多少?(3)滑轮组的机械效率为多少?拖拉机对绳端的拉力F是多大?

(1)拖拉机静止在水平地面上时,对地面的压强是多大?16答案(1)2.4×105Pa(2)1.6×105J1.6×104W(3)80%4000N解析(1)拖拉机对水平地面的压力F=G=mg=2400kg×10N/kg=2.4×104N,对地面的压强p=

=

=2.4×105Pa(2)4g柴油完全燃烧放出的热量Q=mq=4×10-3kg×4×107J/kg=1.6×105J由η=

可得,拖拉机对滑轮组做的总功W总=ηQ=40%×1.6×105J=6.4×104J柴油机的输出功率P=

=

=1.6×104W(3)提升建筑材料做的有用功W有用=Gh=6400N×8m=5.12×104J,答案(1)2.4×105Pa(2)1.6×105J17滑轮组的机械效率η'=

×100%=

×100%=80%由W总=Fs=F·2h可得,拖拉机对绳端的拉力F=

=

=4000N滑轮组的机械效率η'= ×100%= ×100%=80%182.(2018河南南阳新野一模)如图所示为某型号压路机,整机质量18t,行驶速度

27km/h,发动机功率110kW。已知柴油的热值q=4.3×107J/kg。请回答下列

问题:(1)压路机碾子质量很大,是通过

来增大压强;驾驶室内座椅做得宽大,是为了

(选填“增大”或“减小”)压强。(2)该压路机以27km/h的速度匀速通过150m的距离需要多少时间?(3)该压路机通过此段路程所受的阻力多大?(4)若该压路机柴油发动机的效率为40%,通过此段路程需要完全燃烧多少千

克柴油?2.(2018河南南阳新野一模)如图所示为某型号压路机,整机19答案(1)增大压力减小(2)20s(3)1.47×104N(4)0.13kg解析(1)压路机的碾子的质量很大,是在受力面积一定时,通过增大压力来

增大压强。驾驶室内座椅做得宽大,是为了增大受力面积从而减小压强。(2)压路机的速度v=27km/h=7.5m/s,s=150m需要时间t=

=

=20s(3)因为v=7.5m/s,所以根据P=

=

=Fv得,压路机的牵引力F=

=

≈1.47×104N因为匀速运动,所以阻力f=F=1.47×104N答案(1)增大压力减小(2)20s(3)1.47×20(4)发动机所做的功W=Pt=1.1×105W×20s=2.2×106J根据η=

可得柴油完全燃烧放出的热量Q=

=

=5.5×106J由Q=qm得柴油的质量m=

=

≈0.13kg(4)发动机所做的功W=Pt=1.1×105W×20s=213.(2018河南郑州模拟)汽车已经走进了很多普通农村家庭,最近方文同学家

也购买了一辆小汽车,方文同学十分高兴,将汽车里里外外看了个遍,并且进

行了认真地思考,发现汽车上许多地方都用到了物理知识,下面就是他思考的

问题,请你和他一起解答。(1)汽车发动机中包括汽油机,从能源可否再生角度看,汽油是

(选填“可再生”或“不可再生”)能源;发动机工作时,

冲程将内能

转化为机械能。(2)若汽车油箱的容积为60L(dm3),内装密度为0.71×103kg/m3、热值为4.61×1

07J/kg的汽油,则油箱最多可以装多少千克的汽油?3.(2018河南郑州模拟)汽车已经走进了很多普通农村家庭,22(3)若轿车以60kW的恒定功率启动做直线运动,运动过程中受到的阻力不变,

运动速度v与时间t的关系如图所示,则在0~50s时间内,轿车发动机所做的功

为多少?轿车在运动过程中受到的阻力为多少?

(3)若轿车以60kW的恒定功率启动做直线运动,运动过程中23答案(1)不可再生做功

(2)42.6kg(3)3×106J2000N解析(1)由于汽油不能源源不断地从自然界获得,不可以重复利用,是不可

再生能源;汽油机有四个冲程,其中做功冲程将内能转化为机械能。(2)汽车油箱的容积V=60L=60dm3=60×10-3m3汽油的密度ρ=0.71×103kg/m3油箱最多可以装的汽油的质量m=ρV=0.71×103kg/m3×60×10-3m3=42.6kg(3)轿车以60kW的恒定功率运动50s所做的功W=Pt=60×103W×50s=3×106J由于P=

=

=

=Fv答案(1)不可再生做功

解析(1)由于汽油不能源24可得牵引力F=

,由图像可知汽车做匀速直线运动时的速度v=30m/s牵引力F=

=

=2000N汽车做匀速直线运动时,牵引力和阻力二力平衡,大小相等f=F=2000N可得牵引力F= ,由图像可知汽车做匀速直线运动时的速度v=325题型三电学综合电学也是初中物理课程标准的主要内容之一。它有六个基本物理量,即电

流、电压、电阻、电功、电功率、电热;两个主要定律,即欧姆定律和焦耳定

律。电学综合题往往将欧姆定律、电能、电功率以及焦耳定律等知识点综

合在一起,进行有关物理量的计算。解决这类问题,首先是分析电路,分析导

致电路变化的原因,每一种变化里有几个用电器,是怎样的连接方式,电流

表、电压表的位置在哪里,弄清楚这些问题后,再将电路中的一些基础量(U、

I、R)之间的关系理清,根据串、并联电路的特点和欧姆定律,将它们联系起

来,求出未知量。题型三电学综合261.(2018江苏无锡)图甲是消防应急照明灯,使用时,将它接入家庭电路,当电路

断电时,它能提供一段时间的应急照明。图乙是某款消防应急照明灯的模拟

工作原理图,将应急照明灯接入家庭电路后,它将家庭电路电压转换为直流电

压U,为蓄电池充电。同时,电流流过电磁铁A的线圈产生磁性,吸引衔铁B,使

动触点C、E和静触点D、F脱开。当家庭电路断电时,线圈中电流消失,电磁

铁的磁性消失,衔铁复位,触点C、E和D、F接触,蓄电池给两只LED灯组供电,

提供照明。每只LED灯组的额定电压为3.8V,额定功率为0.95W。1.(2018江苏无锡)图甲是消防应急照明灯,使用时,将它接27

(1)给蓄电池充电时,U的电压会高于蓄电池电压,所以在电路中要串联一个定

值电阻R。关于定值电阻R的作用,以下说法错误的是

。A.主要用来发热B.可以保护电路元件

28C.可以限制电流大小D.可以分去部分电压(2)两只LED灯组正常工作时,干路电流为多大?(3)若该款应急照明灯接入家庭电路后,以I=75mA的电流连续充电20h,蓄电

池可以从无电能至充满;放电时,蓄电池释放的电能达到充满电时电能的60%

时,LED灯组将不能正常工作。充、放电时蓄电池不会发热且电压保持3.8V

不变。则该款应急照明灯蓄电池充满电后,可供两只LED灯组正常工作的时

间为多长?C.可以限制电流大小29答案(1)A(2)0.5A(3)1.8h解析(1)U的电压高于蓄电池电压,在电路中串联一个定值电阻R起分压作

用,可以限制电路中电流大小,保护电路元件。(2)I总=

=

=0.5A(3)W电=UIt=3.8V×0.075A×20h=5.7W·ht=

=

=

=1.8h答案(1)A(2)0.5A(3)1.8h解析(1302.(2018河南开封一模)有一种电加热恒温箱,工作原理如图甲所示。控制电

路由电压为U1=6V的电源、电磁继电器(线圈电阻不计)、滑动变阻器R0和热

敏电阻R1组成,工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R2=48.4Ω的电热

丝组成。当控制电路中的电流达到0.05A时,衔铁被吸下来,触点处断开,工作

电路停止工作。当控制电路中的电流小于0.05A时,衔铁被弹回,触点处接通,

工作电路正常工作,热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图乙所示。甲乙2.(2018河南开封一模)有一种电加热恒温箱,工作原理如图31(1)在升温的过程中,电阻R1两端的电压会

(选填“变大”“变小”或

“不变”);要使恒温箱设定的温度值升高,应调节滑动变阻器R0的滑片,使其接入电路的阻值

(选填“变大”“变小”或“不变”)。(2)工作电路正常工作1min,电热丝R2产生的热量是多少?(3)通过调节控制电路中滑动变阻器R0接入电路的阻值,就能调节恒温箱中需

要设定的不同温度,如果恒温箱的温度设定为50℃,求滑动变阻器R0应接入电

路的阻值。(1)在升温的过程中,电阻R1两端的电压会

32答案(1)变小变大(2)6×104J(3)40Ω解析(1)由图像可知,当温度升高时,R1的阻值在减小;控制电路中是滑动变

阻器和热敏电阻串联,由于滑动变阻器的阻值不变,R1的阻值减小,从而导致了

总电阻减小,电源电压不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流增大,根据U=IR

可知,R0两端的电压U0增大,电阻R1两端的电压UR1=U1-U0,所以UR1在变小。从图乙可知,当提高恒温箱的设定温度时,热敏电阻的阻值减小;但为了使衔

铁吸合,控制电流即线圈中的电流仍为0.05A,根据欧姆定律可知要增大滑动

变阻器连入电路的电阻值,即R0的阻值必须调大。(2)电热丝R2工作时的功率P2=

=

=1000W答案(1)变小变大(2)6×104J(3)40Ω33在1min内产生的热量Q=W=P2t=1000W×60s=6×104J(3)如果恒温箱的温度设定为50℃,由图乙可知,热敏电阻的阻值R1=80Ω,由题

知,此时控制电路的电流I1=0.05A由I=

可得总电阻R=

=

=120Ω根据串联电路总电阻等于各分电阻之和可得,滑动变阻器R0应接入电路的阻

值R0=R-R1=120Ω-80Ω=40Ω在1min内产生的热量Q=W=P2t=1000W×60343.(2018湖南衡阳)现有一个可调电压电源,一个滑动变阻器R(铭牌上标有“50

Ω2A”的字样),一个电压表,A、B、C三盏小灯泡规格分别为:A灯“6V

3W”、B灯“6V4.8W”、C灯“6V6W”,三盏小灯泡的电流电压关

系如图甲所示,即三盏灯的电阻随实际功率变化而变化。在保证电路安全的

情况下,进行以下实验。甲乙3.(2018湖南衡阳)现有一个可调电压电源,一个滑动变阻器35(1)若将A、B、C三盏小灯泡并联接在可调电压电源两端,电源电压调节为6

V,求经过2.5min,三盏小灯泡消耗的总电能为多少J。(2)若将A、B、C三盏小灯泡串联接在可调电压电源两端,调节电源电压,使A

灯正常发光,求此时C灯的实际电功率。(3)若将电路元件按如图乙所示连接,电源电压调节为20V,当滑动变阻器滑

片在某个点时,电压表读数为15V,求将滑动变阻器滑片从这个点开始向左滑

动的过程中,滑动变阻器阻值变化范围。(1)若将A、B、C三盏小灯泡并联接在可调电压电源两端,电源36答案(1)2070J(2)1W(3)30~12.5Ω解析(1)由题知,三盏小灯泡的额定电压均为6V,将A、B、C并联接在6V电

源两端时,因并联电路中各支路两端的电压相等,且额定电压下灯泡的实际功

率和额定功率相等,所以,电路的总功率P=PA+PB+PC=3W+4.8W+6W=13.8W由P=

可得,2.5min内三盏小灯泡消耗的总电能W=Pt=13.8W×2.5×60s=2070J(2)将A、B、C串联接在可调电压电源两端,串联电路中各处的电流相等,A灯

恰好正常发光,即UA=6V,所以,由图甲可知,电路中的电流IA=IC=0.5A,此时C答案(1)2070J(2)1W(3)30~12.37灯两端的电压UC=2V则C灯的实际电功率PC实=UCIC=2V×0.5A=1W(3)图乙中,B、C两灯以及滑动变阻器串联,当电压表读数为15V时,B、C两灯

两端的总电压为20V-15V=5V;由图甲知,当电流为0.5A时,B灯两端的电压

为3V,C灯两端的电压为2V,即UB+UC=3V+2V=5V,根据串联电路电流处处

相等可知I滑=IB=0.5A此时滑动变阻器接入电路的电阻R大=

=

=30Ω灯两端的电压UC=2V38根据图甲知,B灯的额定电流为0.8A,C灯的额定电流为1.0A,滑动变阻器滑片

向左滑动的过程,变阻器接入的阻值减小,电流增大,但最大不能超过B灯的额

定电流,故电路中的电流最大为0.8A,此时B灯两端的电压为6V,C灯两端的

电压为4V,则滑动变阻器两端的电压为U滑'=20V-6V-4V=10V滑动变阻器允许接入的最小电阻R小'=

=

=12.5Ω

所以,滑动变阻器阻值的变化范围为30~12.5Ω根据图甲知,B灯的额定电流为0.8A,C灯的额定电流为1.39题型四电热综合电热综合主要涉及电能、电功率、电热、热量、机械效率的计算,以及能量

的转化分析等。常以太阳能、家用电热器为背景设计题目。电热综合多与

水的加热有关,水吸收的热量可用Q=cmΔt求出,给水加热的是电热器,电热器

放出的热量和电热器的规格有关。电热器是纯电阻元件,电流做功全部转化

为电热,计算电热的公式为Q=I2Rt,同时我们还需要认识到任何电热器都有效

率问题,不可能将电能全部转化为水的内能,其关系为ηW=Q。题型四电热综合401.(2018青海西宁)有种太阳能、电能两用热水器,该热水器用电加热时的额

定功率为2000W,晴天时在西宁地区,这种热水器一天内吸收的太阳能为2.8×107J,能将水箱内80kg初温为20℃的水加热到70℃[c水=4.2×103J/(kg·℃)]。求(1)80kg水吸收的热量是多少?(2)该热水器将太阳能转化为内能的效率是多少?(3)如果遇到阴雨天改用电加热,热水器在正常工作时,将上述同样质量、初

温的水加热到同样的温度需要多长时间(假设所消耗电能全部转化为内能)?(4)用电高峰期,家中只有液晶电视机和热水器工作时,热水器将上述同样质

量、初温的水加热到同样的温度,实际用时1×104s,通过电能表测得此过程共

耗电1.8×107J,此时热水器和液晶电视机的实际电功率分别为多大(假设热水1.(2018青海西宁)有种太阳能、电能两用热水器,该热水器41器所消耗电能全部转化为内能)?答案(1)1.68×107J(2)60%(3)8400s(4)1680W120W器所消耗电能全部转化为内能)?答案(1)1.68×10742解析(1)水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×80kg×(70-20)℃=1.68×107J(2)该热水器将太阳能转化为内能的效率η=

×100%=

×100%=60%(3)由于热水器所消耗电能全部转化为内能,有W热=Q吸=1.68×107J因为W热=P额t所以t=

=

=8400s(4)热水器的实际功率解析(1)水吸收的热量43P实=

=

=1680W液晶电视机消耗的电能W液=W总-W热=1.8×107J-1.68×107J=1.2×106J液晶电视机的实际功率P液=

=

=120WP实= = =1680W442.(2018河南省实验中学模拟)如图所示为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便

携式挂烫机,它的正常工作电压为220V,水箱装水最多0.5kg,加热功率有

大、小两个挡位。设计师最初设计的内部电路有如图所示的甲、乙两种接

法,其中电热丝R1=56Ω,R2=44Ω。(1)高温水蒸气熨烫衣服时,先后经过

和

两种物态变化最终

将衣服熨平;(2)两个电路中所选熔断器里熔丝允许通过的最大电流为8.5A,请通过计算

说明甲、乙哪种电路符合设计师的选择;(计算结果保留一位小数,下同)(3)若不计热损失,将水箱中0.25kg的水从20℃加热到100℃,挂烫机至少需2.(2018河南省实验中学模拟)如图所示为一款利用高温水蒸45要多长时间?[c水=4.2×103J/(kg·℃)]

答案(1)汽化液化(2)甲电路符合设计师的选择计算过程见解析(3)76.4s要多长时间?[c水=4.2×103J/(kg·℃)]答案46解析(1)挂烫机中装的是水,它首先通过加热将水变成水蒸气,属于汽化现

象;高温水蒸气熨烫衣服时,水蒸气遇到衣服迅速由气态变成液态,放出大量

的热,从而把衣服熨平,属于液化现象。(2)如果选择甲电路,当开关旋至1、2之间时,电路为只有电阻R2工作的简单电

路,此时电路中的电流最大,则电路中的最大电流I大=

=

=5A;如果选择乙电路,当开关旋至1、2之间时,R1、R2并联,此时电路中电流最大,

因并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,所以

电路中的最大电流I'大=I1+I2=

+

=

+

≈8.9A,大于8.5A,所以甲电解析(1)挂烫机中装的是水,它首先通过加热将水变成水蒸气,47路符合设计师的选择。(3)甲挂烫机大功率挡工作时,电路中电流为5A,此时的功率P1=UI大=220V×5

A=1100W水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.25kg×(100℃-20℃)=8.4×104

J不考虑热损失,当挂烫机以大功率挡工作时,需要的加热时间最短由P=

得需要的最短加热时间t=

=

=

≈76.4s路符合设计师的选择。483.(2018河南商丘柘城三模)科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温

控电路(设环境温度不高于20℃),由工作电路和控制电路组成。工作电路中

的电热器上标有“220V2000W”的字样;控制电路中热敏电阻Rt作为感

应器探测水温,置于恒温水箱内,其阻值随温度变化的关系如图乙所示,R1为滑

动变阻器。电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图丙所示,衔

铁只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下。闭合开关S(不计电磁铁线

圈的电阻)。3.(2018河南商丘柘城三模)科技小组的同学设计了如图甲所49

(1)用电热器给恒温箱中100kg的水加热,正常工作20min时,水温由20℃升高

到25℃,求电热器的加热效率?[c水=4.2×103J/(kg·℃)](2)调节滑动变阻器,使R1=280Ω,为了把温度控制在25℃左右,设定在水温低

50于25℃时自动加热,在水温达到25℃时停止加热,求控制电路中的电源电压

U是多少?(3)设控制电路中电源电压U不变,将水箱中水温由25℃的恒温调节到30℃

的恒温,应

(选填“增大”或“减小”)滑动变阻器接入电路中的阻

值。于25℃时自动加热,在水温达到25℃时停止加热,求控制电51答案(1)87.5%(2)36V(3)增大解析(1)水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(25℃-20℃)=2.1×106J由P=

可得,电热器消耗的电能W=Pt=2000W×20×60s=2.4×106J电热器的加热效率η=

×100%=

×100%=87.5%(2)当水温达到25℃时停止加热,由图乙可知,热敏电阻的阻值为Rt=80Ω因为串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以电路中的总电阻R总=Rt+R1=8答案(1)87.5%(2)36V(3)增大解析(1520Ω+280Ω=360Ω衔铁受到3N的吸引力,由图丙可知,控制电路中电流为I=100mA=0.1A由欧姆定律得,电源电压U=IR总=0.1A×360Ω=36V(3)将水箱中水温由25℃的恒温调节到30℃的恒温,即将启动的温度调高,则

热敏电阻的阻值将减小,由I=

可知,当电源电压一定时,热敏电阻减小,则滑动变阻器接入电路的阻值应增大。0Ω+280Ω=360Ω53题型五力电综合力电综合涉及力学和电学的相关计算,常以自动电动车、电动机带动其他机

械为背景设计题目。处理这类问题,关键是要准确把握两者之间的结合点。

常见的力电综合点是能量关系,即机械能和电能的关系,还有一些在特定的条

件下,构成的力学问题与电学物理量之间的关系。题型五力电综合541.(2018河南省实验中学模拟)河南省实验中学初三物理兴趣小组为学校草坪

设计了一个自动注水喷淋系统,其电路设计如图甲。控制电路电源电压U1=1

2V,R0=60Ω,RF为压敏电阻,电磁铁线圈电阻忽略不计;压敏电阻RF放置于水

箱底部(图乙),其阻值与压力有关,阻值随水位变化关系如表所示。工作电路包括注水系统和喷淋系统,其电源电压U2=220V;圆柱体水箱底面积S=0.4m2;

当通过电磁铁线圈的电流等于0.1A时,衔铁恰好被吸下,注水系统停止工作,

此时电流表示数I1=1A;当水位下降到1米时,衔铁恰好被拉起,注水系统开始

给水箱注水,此时电流表示数I2=2A。1.(2018河南省实验中学模拟)河南省实验中学初三物理兴趣55水位(米)0.250.500.751.001.251.501.752.002.25压敏电阻RF阻值(欧)300200125907065626059(1)水箱内的水位最高可以达到多少米?(2)当水箱内水位下降到1米时,控制电路的电功率为多大?(3)已知喷淋系统一直给草坪喷水,每秒钟喷水恒为0.001m3;注水系统工作时,

每秒钟给水箱注水恒为0.005m3。求相邻两次开始给水箱注水的这段时间

内,工作电路消耗的电能。水位(米)0.250.500.751.001.251.50156答案(1)2m(2)0.96W(3)1.32×105J解析(1)当通过电磁铁线圈的电流等于0.1A时,衔铁恰好被吸下,注水系统

停止工作,此时的水位即最高水位。由欧姆定律可得,控制电路总电阻R=

=

=120Ω根据串联电路的电阻特点可知,压敏电阻的阻值RF=R-R0=120Ω-60Ω=60Ω,由表可知最高水位为2m。(2)根据表中数据可知,当水箱内水位下降到1米时,R'F=90Ω此时控制电路中的电流I'=

=

=0.08A答案(1)2m(2)0.96W(3)1.32×1057此时控制电路的电功率P=U1I'=12V×0.08A=0.96W(3)水位降到1m时开始注水,水位上升到2m时停止注水,当水位再次下降到1

m时,再次开始注水。注水系统的电流I3=I2-I1=2A-1A=1A喷淋系统的功率P喷淋=U2I1=220V×1A=220W注水系统的功率P注水=U2I3=220V×1A=220W过程一:水位由1m上升到2m,喷淋系统和注水系统同时工作,升高的水的体

积为V=0.4m2×1m=0.4m3此时控制电路的电功率P=U1I'=12V×0.08A=058注水和喷淋系统同时工作的时间t1=

=100sW1=(P注水+P喷淋)t1=440W×100s=4.4×104J过程二:只有喷淋系统工作,t2=

=400sW2=P喷淋t2=220W×400s=8.8×104J,工作电路消耗的电能W=W1+W2=4.4×104J+8.8×104J=1.32×105J注水和喷淋系统同时工作的时间592.(2018湖南长沙32题改编)如图甲、乙所示,某科技小组自制了一个测量水

的深度的装置,它由测量头和控制盒构成,测量头的测量面是一个涂有绝缘漆

的面积为2cm2的压敏电阻R1,R1的电阻随水对它的压力F的变化关系如图丙

所示。控制盒内有一个定值电阻R0和一个最大阻值为90Ω的滑动变阻器R2,

电源电压保持不变。通过电路调节,可使控制盒的功率达最大值Pm,科技小组

通过控制盒的功率最小值和Pm的比值来标记水的深度。不计导线的电阻,电

压表的量程为0~3V。科技小组在确保电路安全的情况下,进行如下的操作:

(ρ水=1.0×103kg/m3;g取10N/kg)(1)R1未放入水中时,闭合S,断开S1,将R2的滑片移至最上端,此时电压表示数达2.(2018湖南长沙32题改编)如图甲、乙所示,某科技小组60到最大值,R0的电功率为P0,求:R1未放入水中时的电阻。(2)测量头放到水下深度h1=10m时,闭合S,断开S1,将R2的滑片移至某一位置

时,R0的电功率为P0',电路的总功率为P总,R1的电功率为P1。已知P0∶P0'=9∶4,

P总∶P1=6∶1,求:此时R0两端的电压。(3)测量头放到水下深度h2=3m时,调节电路,求:控制盒的最小功率与Pm的比

值。丙到最大值,R0的电功率为P0,求:R1未放入水中时的电阻。丙61答案(1)30Ω(2)2V(3)5∶18解析(1)R1未放入水中时,受到的水的压力为0,由图像可知,此时R1=30Ω。(2)R1未放入水中时,由图知,闭合S,断开S1,将R2的滑片移至最上端,此时R0、R1

串联,电压表示数达到最大值3V,由串联电路特点和欧姆定律可得,电路中电流I=

=

①测量头放到水下深度h1=10m时,R1受到压力F=pS=ρ水gh1S=1.0×103kg/m3×10N/kg×10m×2×10-4m2=20N由图像知,此时压敏电阻R1的阻值为R'1=10Ω此时,闭合S,断开S1,将R2的滑片移至某一位置时,R0、R2、R1串联答案(1)30Ω(2)2V(3)5∶18解析(162由P=I2R有

=

=

,可得R总=60Ω电路中电流I'=

=

②

=

=

,所以

=

由①②可得

=

=

,解得R0=10Ω当闭合S,断开S1,将R2的滑片移至最上端,电压表示数达到最大值3V此时电路中电流由P=I2R有 = = ,可得R总=60Ω63I=I0=

=

=0.3A所以I'=

I=

×0.3A=0.2A所以测量头在水深10m时,R0两端的电压为U0'=I'R0=0.2A×10Ω=2V(3)由串联电路特点和欧姆定律可得,电源电压U=I(R0+R1)=0.3A×(10Ω+30Ω)=12V当两开关都闭合时,R0、R2串联,当电压表示数最大时电流最大电路中最大电流I最大=

=

=0.3AI=I0= = =0.3A64所以控制盒的功率达最大值Pm=UI最大=12V×0.3A=3.6W测量头放到水下深度h2=3m时,R1受到压力F'=p'S=ρ水gh2S=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m×2×10-4m2=6N由图像知,此时压敏电阻R1的阻值为R1″=20Ω当变阻器R2连入阻值最大时,控制电路的总电阻最大为R控=R0+

=10Ω+90Ω=100Ω,电流最小,P控有最小值则P控最小=

×R控=

×100Ω=1W,所以控制盒的最小功率与Pm的比值为1W∶3.6W=5∶18所以控制盒的功率达最大值所以控制盒的最小功率与Pm的比值为1653.(2018黑龙江哈尔滨)随着生活水平的提高,汽车成为人们常用的交通工

具。下表是两种汽车的相关数据:某电动汽车某燃油汽车空车质量:2t空车质量:1.4t充满一次电:①电池储存电能:80kW·h②能行驶的最大路程:300km(高速)百公里平均消耗油量:8L(高速)电费单价:0.7元/kW·h油费单价:7元/L3.(2018黑龙江哈尔滨)随着生活水平的提高,汽车成为人们66请回答:(1)电动汽车工作时电动机最大功率为90kW,工作电压为300V,求电动机工

作时最大电流是多少?电动机工作5min,电流所做的功最多是多少?(2)电动汽车和燃油汽车轮胎与地面的总接触面积均为0.1m2,求两空车静止

时对水平地面的压强之比。(3)若从哈尔滨经高速公路自驾到某地旅游,两地距离s为2000km,电费或油

费的预计支出为700元,通过计算说明两车能否到达目的地。(高速路上能满

足充电或加油的需求)请回答:67答案(1)300A2.7×107J(2)10∶7(3)见解析解析(1)由P=UI可得,电动机工作时最大电流I大=

=

=300A由P=

可得,电动机工作5min,电流所做的功最多为W=P大t=9×104W×5×60s=2.7×107J(2)两空车静止时对水平地面的压力都等于其重力,即F电=G电=m电gF燃=G燃=m燃gS电=S燃=0.1m2两空车静止时对水平地面的压强之比答案(1)300A2.7×107J(2)10∶768

=

=

=

=

=

=

=

(3)已知电费单价0.7元/kW·h,则700元为电动车提供的电能E电=

=1×103kW·h已知充满一次电:①电池储存电能为80kW·h,②能行驶的最大路程为300km

(高速)则700元能使电动车行驶的距离s电=

×300km/h=3.75×103km = = = = = = = 69已知油费单价:7元/L则700元能为燃油车提供燃油V=

=100L已知燃油车百公里平均消耗油量8L(高速)则700元能使燃油车行驶的距离s燃=

×100km=1.25×103km已知从哈尔滨经高速公路自驾到某地旅游,两地距离s为2000km因为s燃<s<s电所以电动汽车能到达目的地,燃油汽车不能到达目的地。已知油费单价:7元/L70题型六力热电综合力热电综合主要涉及电能、电功率、密度、速度、压强、热量、效率的计

算,电动机的原理和能量转化等。常以电动汽车、家用电器为背景设计题

目。解决此类问题的关键是善于从题目中找到有用的信息,结合相应的计算

公式计算。计算过程注意单位的换算。题型六力热电综合711.(2018湖北黄冈)洗碗机是自动清洗碗、筷、盘、碟等餐具的机器。某型号

家用洗碗机工作程序为:首先给水箱注水,当水注满时停止注水并自动加热,

水温上升到50℃即停止加热,洗涤程序启动,水从喷管喷出对餐具清洗、喷

淋,直到洗涤过程结束,排水泵启动,将水箱中的废水排出。水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),设水箱中水的初温为20℃,加热时产生的热量全部被水吸收。(1)图甲为等效的加热电路图,R为发热电阻,其中位于水箱上部的两个导电块

A、B组成一个开关。此开关除了具有注满水自动加热功能(一般的水是导1.(2018湖北黄冈)洗碗机是自动清洗碗、筷、盘、碟等餐具72体)外,还具有当加热过程中意外排水或排水阀没有关好时,

的功能。(2)图乙为该洗碗机某次正常工作时的P-t图像。求发热电阻的阻值多大?不

计水的电阻。(3)某家庭每天洗碗2次,若人工洗碗一次用水20kg,则改用该洗碗机洗碗,该

家庭一年(按300天)可节水多少千克?答案(1)自动停止加热(2)60.5Ω(3)7200kg体)外,还具有当加热过程中意外排水或排水阀没有关好时,

73解析(1)根据题图甲可知,当水注满以后,两个导电块A、B接通,发热电阻开

始加热,如果排水阀没有关好或者意外排水,水位下降,导电块A、B不能接通,

停止加热。(2)发热电阻的阻值为R=

=

=60.5Ω(3)因加热时产生的热量全部被水吸收,故有cm(t末-t0)=Pt则洗碗机一次洗碗用水的质量为解析(1)根据题图甲可知,当水注满以后,两个导电块A、B接74m=

=

=8kg一年可节约水的质量为m节=(20kg-8kg)×2×300=7200kgm= 752.(2018河南焦作二模)一辆汽油和电力混合动力轿车,在关闭发动机后,通过

小型发电机将减速运动时的动能转化为电能储存在蓄电池中。动能转化为

电能的效率是90%,下表所示是该型号汽车电池的部分技术参数。某次开车

时,当驾驶员看到前方40m处有超速违章拍照装置(限速50km/h)时,立即启动

充电装置给电池充电,达到使轿车减速的目的,轿车减速行驶3s后,速度减为5

0km/h。在这一段时间内,轿车的平均速度为v=54km/h,其动能由原来的8.5×

104J减小为4.5×104J。电池容量(kW·h)车载充电器输入电压(V)车载充电器输入电流(A)电能转化为机械能的效率充电效率222201670%50%2.(2018河南焦作二模)一辆汽油和电力混合动力轿车,在关76(1)发电机是根据

原理发电的。发电过程中动能除了转化

为电能外,由于线圈有电阻,还有部分能量转化为

能。(2)这次发电机工作时最终储存到电池内的电能有多少焦?(3)通过计算判断轿车是否会因超速而被拍照。(4)上述汽车充满电后,在水平地面上匀速行驶的最大距离为140km,则该车

匀速行驶时受到的阻力为多少?(1)发电机是根据

原理发电的。77答案(1)电磁感应内(2)1.8×104J(3)见解析(4)396N解析(1)电磁感应现象:闭合电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运

动时,导体中就会产生感应电流。发电机就是利用这一原理来工作的。在发电过程中,动能除了转化为电能外,由于线圈有电阻,电流通过线圈时要

产生热量,还有部分能量转化为内能。(2)汽车减少的动能Ek=8.5×104J-4.5×104J=4.0×104J发电机工作时储存到电池内的电能为W=90%×50%×4.0×104J=1.8×104J(3)轿车的平均速度为v=54km/h=15m/s因为v=

答案(1)电磁感应内(2)1.8×104J(3)见78所以轿车3s行驶的距离为s=vt=15m/s×3s=45m因为45m>40m,所以轿车会因超速而被拍照(4)电池储存的电能为W电=22kW·h=22×3.6×106J=7.92×107J牵引力做的功为W牵=70%×7.92×107J=5.544×107J因为W=Fs所以牵引力为F=

=

=396N因为轿车沿水平路面匀速直线行驶,所以受到的阻力为f=F=396N所以轿车3s行驶的距离为s=vt=15m/s×3s=4793.(2018河南郑州二模)电热加湿器靠电流的热效应工作。某种家用电热加湿

器相关参数、外形、电路简化图,如表所示。电热器的电热丝浸没在加热仓

的水中产生热量,使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出,增加环境湿度。当加

热仓中的水减少到一定程度时,自动阀门智能打开,水由储水箱进入到加热仓

中。工作电压:220V

工作频率:50Hz

最大运行功率:40W

储水箱容量:2.4L

尺寸:高315mm底部直径168mm

满水工作时间:高气雾量10h,低气雾量24h

3.(2018河南郑州二模)电热加湿器靠电流的热效应工作。某80(1)当气雾调节器R2的滑片移到最左边时,加湿器以最大运行功率工作,

求电热丝R1的电阻值。(2)如果加热仓内冷水的温度为20℃,用最大运行功率工作,经过5min36s,

水沸腾产生蒸气,求加热仓中水的体积。[c水=4.2×103J/(kg·℃),ρ水=1×103kg/m

3,电热丝R1产生的热量全部被水吸收,环境为标准大气压](3)当滑片移到最右端时,气雾调节器R2的阻值为990Ω,加湿器以低气雾

量工作,求此时电热丝R1的电功率是多少瓦?答案(1)1210Ω(2)40cm3(3)12.1W(1)当气雾调节器R2的滑片移到最左边时,加湿器以最大运行81解析(1)当气雾调节器R2的滑片移到最左边时,气雾调节器R2连入电路的电

阻为0,只有电热丝R1工作,加湿器的功率最大由P=UI=

可得,电热丝R1的阻值R1=

=

=1210Ω(2)以最大功率工作,t1=5min36s=336s电阻丝R1产生的热量Q=W=Pt1=40W×336s=13440J因电阻丝R1产生的热量全部被水吸收解析(1)当气雾调节器R2的滑片移到最左边时,气雾调节器R82所以水吸收的热量Q吸=Q=13440J标准大气压下水的沸点为100℃,由Q吸=cm(t-t0)得,水的质量m=

=

=0.04kg=40g由ρ=

可得,加热仓中水的体积V=

=

=40cm3所以水吸收的热量Q吸=Q=13440J83(3)当滑片移到最右端时,R2达到最大阻值和R1串联因串联电路中总电阻等于各分电阻之和所以电路中的电流I=

=

=0.1A此时电热丝R1的电功率P1=I2R1=(0.1A)2×1210Ω=12.1W(3)当滑片移到最右端时,R2达到最大阻值和R1串联84专题五综合应用题专题五综合应用题85题型一

力学综合题型二

力热综合题型三

电学综合专题突破题型四

电热综合题型五

力电综合题型六

力热电综合题型一力学综合题型二力热综合题型三电学综合86物理学科内综合题是一种含有多个物理过程、多个研究对象,运用到多个物

理概念和规律的题目。它需要学生能综合运用所学知识,考查学生综合解题

的能力,因此是一种难度较大的题型。它的题型多样,但多以计算、探究题为

主。从考查知识的内容来看,大多是力学综合、力热综合、电学综合、电热

综合、力电综合、力热电综合。解答此类试题时,先选定研究对象,对研究对象进行分析;找出每个物理过程

所对应的物理模型,所联系的物理知识、物理量和物理规律;注意寻找出隐含专题概述条件,明确已知量和所求量;找出各个物理过程间的联系。物理学科内综合题是一种含有多个物理过程、多个研究对象,运用到87题型一力学综合力学知识具有相互联系、相互渗透的特点,中考题目情景多以物块、容器、

车辆、水面舰船、简单机械组合及打捞等,综合考查压力、压强、浮力、速

度、简单机械、功、功率、密度、效率等知识点。力学综合题目对同学们

的能力要求较高,考查的知识点较多。弄清楚各个物理量的概念和相互之间

的内在关系,是解答此类问题的关键。专题突破题型一力学综合专题突破881.(2018山东临沂)2017年12月24日,我国自主研发的全球最大水陆两栖飞机

AG600首飞成功,可为“海上丝绸之路”航行安全提供最快速有效的支援与

保障。它的最大飞行速度为560km/h,最大航程为4500km,巡航速度(经济、节油的飞行速度)为500km/h。某次起飞前,飞机静止在水平跑道上,总质量为51t,轮胎与跑道的总接触面积为0.6m2(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)。求:(1)飞机静止在跑道上时对跑道的压强是多少?(2)起飞后,飞机在空中直线飞行1400km,所需要的最短时间是多少?1.(2018山东临沂)2017年12月24日,我国自主研发89(3)飞机到达目的地降落后,漂浮在水面上,排开水的质量为46t,此时飞机受到

的重力是多少?舱底某处距水面1.5m,水对该处产生的压强是多少?答案(1)8.5×105Pa(2)2.5h(3)4.6×105N1.5×104Pa(3)飞机到达目的地降落后,漂浮在水面上,排开水的质量为4690解析(1)飞机静止在水平跑道上,压力等于重力,F=G=mg=5.1×104kg×10N/

kg=5.1×105N。飞机静止在跑道上时对跑道的压强p=

=

=8.5×105

Pa。(2)由v=

得,起飞后,飞机在空中直线飞行1400km,所需要的最短时间是t=

=

=2.5h。(3)飞机漂浮在水面上,排开水的质量为m排=46t=4.6×104kg。飞机此时受到的

重力等于排开水的重力,则G'=m排g=4.6×104kg×10N/kg=4.6×105N。舱底某

处距水面1.5m,水对该处产生的压强是p'=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5m=1.5×104Pa。解析(1)飞机静止在水平跑道上,压力等于重力,F=G=mg912.(2018河南焦作一模)运-20,军方绰号“鲲鹏”,网友昵称“胖妞”。运-20采

用常规布局,最大起飞质量220t,载重超过66t,最大飞行速度可达920km/h,航

程7800km。运-20是我国空军从“国土防空”向“攻防兼备”的大国空军

转换的一个重要标志。(g取10N/kg)(1)飞机能够升空的原因是机翼上表面受到的气压

机翼下表面受到

的气压。运-20在空中水平匀速飞行时,它能产生的最大升力是

。(2)飞机静止在停机场上,其总重60t,每个轮子的着地面积约为200cm2(按3个

相同的轮子计算),则它对地面的压强是多少?2.(2018河南焦作一模)运-20,军方绰号“鲲鹏”,网友92(3)当飞机发动机以7.5×105N的推力使它以720km/h的速度飞行时,发动机推

力的功率是多少?在1小时内发动机对飞机做了多少功?答案(1)小于2.2×106N(2)1×107Pa(3)1.5×108W5.4×1011J(3)当飞机发动机以7.5×105N的推力使它以720k93解析(1)机翼的形状是上凸下平,相同时间内,空气通过机翼上方的路程大

于机翼下方的路程,则机翼上方的空气流动速度大于下方的空气流动速度,机

翼上方的压强小于下方的压强,从而产生向上的升力。飞机在水平方向上匀

速直线飞行时,竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的升力,两个力是

一对平衡力,大小相等,它能产生的最大升力:F升最大=G最大=m最大g=220×103kg×10

N/kg=2.2×106N。(2)此时飞机的质量m=60t=6×104kg飞机静止在停机场上时,地面受到的压力F'=G=mg=6×104kg×10N/kg=6×105

N解析(1)机翼的形状是上凸下平,相同时间内,空气通过机翼上94受力面积S=3×200cm2=600cm2=0.06m2它静止在地面上对地面的压强p=

=

=1×107Pa(3)已知发动机推力F推=7.5×105N速度v=720km/h=200m/s发动机推力的功率P=

=

=F推v=7.5×105N×200m/s=1.5×108W由P=

可得,1h内发动机对飞机做功W=Pt=1.5×108W×3600s=5.4×1011J受力面积S=3×200cm2=600cm2=0.06m953.(2018湖北孝感)搬运工人站在水平高台上用如图所示的滑轮组匀速竖直向

上提升重物,不计绳重和摩擦,工人的重力为640N,与地面接触的总面积为4×

10-2m2,提升时间为20s,重物上升高度为2m。求:(1)提升时绳自由端的速度为多少;(2)若拉力F的大小为150N,则拉力的功率为多少;(3)若上述过程中所提货物重为360N,则滑轮组的机械效率为多少;(4)若仍用该滑轮组提升另一货物,当提升过程中该工人对高台的压强为2.0×

104Pa,则所提升货物的重力为多少。3.(2018湖北孝感)搬运工人站在水平高台上用如图所示的滑96答案(1)0.3m/s(2)45W(3)80%(4)390N解析(1)重物上升速度v物=

=

=0.1m/s由图可知,n=3则提升时绳自由端的速度v'=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s(2)拉力的功率P=

=

=Fv'=150N×0.3m/s=45W(3)已知G=360N,则滑轮组的机械效率η=

×100%=

×100%=

×100%=

×100%=80%(4)在上述过程中,F=150N,G=360N答案(1)0.3m/s(2)45W(3)80%(97不计绳重和摩擦,拉力F=

(G+G动)则动滑轮的重力G动=3F-G=3×150N-360N=90N当提升另一重物时,工人对高台的压力F压=pS=2.0×104Pa×4×10-2m2=800N,压力和支持力是一对相互作用力,则F压=F支=800N此时人受向下的重力、向下的绳子拉力和向上的支持力,则有G人+F拉=F支所以,绳子末端对人的拉力F拉=F支-G人=800N-640N=160N人对绳子的拉力和绳子对人的拉力是一对相互作用力,故F拉'=F拉由F拉‘=

(G’+G动)得,此时所提升货物的重力G'=3F拉'-G动=3×160N-90N=390N不计绳重和摩擦,拉力F= (G+G动)由F拉‘= (G’+G98题型二力热综合力热综合的应用题主要涉及速度、密度、压强、功率、热值、热机效率等

相关计算以及内能的利用和环境保护。常以热机为背景设计题目。1.(2018河南三门峡一模)某建筑工地使用如图所示装置搬运建筑材料。用此

装置将一块重为6400N的建筑材料匀速提升8m,历时4s,拖拉机消耗了4g

柴油。下表是拖拉机的部分参数和相关信息,(g取10N/kg)求:拖拉机的质量2.4t轮胎与地面接触总面积0.1m2柴油的热值4×107J/kg柴油机的效率40%题型二力热综合拖拉机的质量2.4t轮胎与地面接触总面99(1)拖拉机静止在水平地面上时,对地面的压强是多大?(2)4g柴油完全燃烧放出的热量是多少?柴油机的输出功率是多少?(3)滑轮组的机械效率为多少?拖拉机对绳端的拉力F是多大?

(1)拖拉机静止在水平地面上时,对地面的压强是多大?100答案(1)2.4×105Pa(2)1.6×105J1.6×104W(3)80%4000N解析(1)拖拉机对水平地面的压力F=G=mg=2400kg×10N/kg=2.4×104N,对地面的压强p=

=

=2.4×105Pa(2)4g柴油完全燃烧放出的热量Q=mq=4×10-3kg×4×107J/kg=1.6×105J由η=

可得,拖拉机对滑轮组做的总功W总=ηQ=4