2023年中考物理训练-运动和力的计算

2023年中考物理专题训练——运动和力的计算

1.某物体所受到的重力大小为40No

(1)如图甲所示，在拉力&的作用下使物体沿竖直方向匀速提高0.5m,求拉力Fi在

这一过程中对物体所做的功。

(2)如图乙所示，将该物体放在倾角为30。的光滑斜面上，用平行于斜面的拉力尸2使

物体沿斜面匀速向上移动1m,此时拉力F2的大小恰为20N,求拉力F2在这一

过程中对物体所做的功。

2.有一个质量为m、密度为p、高为无、不吸水的圆柱体A,其顶部系有一根轻质细线。

(1)将A竖直放入薄壁柱形容器中，求A对容器底的压强。

(2)向容器中缓慢加入某种液体直至加满，液体体积7与液体深度h的关系如图所示。

用细线将A竖直向上提升Ah(Ah<0.5/;)时，细线的拉力为F,求液体的密度。

(圆柱体A始终处于竖直状态)(温馨提示：推导计算过程中需要的物理量，请提

前设定！)

3.如图所示，质量为5kg的物体紧靠在墙面上，并在F=100N的压力作用下保持静止。

(g取10N/kg)

(1)通过计算求出物体所受的重力。

⑵当物体静止时受到的摩擦力是多少牛？

4.跳伞运动员从飞机上跳下，在降落伞没有打开之前，下落会越来越快，g取10N/kgo试

求：

(1)假设一跳伞运动员的质量为65kg,在加速向下运动时所受空气阻力为100N,则该

运动员所受的合力是多大？合力的方向如何？

(2)该跳伞运动员打开伞下降一会儿后，会匀速降落，当他匀速降落时受到的空气阻力多

大？

5.一辆车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其u-t图象如图所示，在第10s的

速度达到20m/s,通过的路程为120m。求：

(1)在0~10s内汽车的平均速度是___。

(2)设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为/=4000N,那么在0〜10s内汽车发

动机的功率是____。(注意：。〜10s内汽车做加速运动)

6.一辆质量为1.5X103kg的汽车陷入一泥泞路段，司机师傅利用滑轮组和周围条件，组

装成了如图所示的拖车装置。已知汽车通过泥泞路段需移动8m距离，汽车在泥泞路段

受到的阻力为车重的看,滑轮组的机械效率为80%,g取10N/kg。在将车匀速拖离泥

泞路段过程中，求：

(1)做的有用功；

(2)作用在绳子自由端的拉力。

7.航天迷小伟利用自制降落伞模拟返回舱的降落过程。将带有降落伞的重物从高处释放，一

段时间后打开降落伞。重物在离地4m高处开始匀速下落，速度为5m/s。若打开降落

伞后，降落伞和重物受到的阻力f与速度v满足关系f=kv2中，fc=3N-s2/m2o

求：

(1)重物从开始匀速下落到落地所用的时间；

(2)降落伞和重物的总重。

8.如图所示，一辆汽车行驶在其中一段长15km的直桥上，己知：汽车的总质量为1.5t

(包括车、车上的人和物品等)，汽车以90km/h的速度匀速通过大桥的这一段路段，

行驶过程中受到的阻力为900N»(9取10N/kg),求：

(1)汽车牵引力所做的功；

(2)汽车牵引力做功的功率。

9.如图所示，已知重为10N的长方体木块静止在水面上，浸入水中的体积占木块总体积的

((g取10N/kg)求：

(1)木块所受到的浮力大小。

⑵若要将木块全部浸没水中，至少需要施加多大的压力。

10.如图所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上端连有一边长为0.1m的正方体物块A,

当容器中水的深度为30cm时，物块力有9的体积露出水面，此时弹簧恰好处于自然

伸长状态(p水=1.0x103kg/m3,g取10N/kg)。求：

=

・:

：.

三

三

三

二

二

二;I

三

二

三

：

三

|二

一.

(1)物块受到的浮力；

(2)物块A的密度；

(3)往容器内缓慢加水，至物块A刚好浸没水中，立即停止加水，此时弹簧对木块A

的作用力F。

11.一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其u-t图象如图所示，在第10s

时速度达到15m/s,通过的路程为80m。求：

,r，m5

010

(1)在。〜10s内汽车的平均速度。

(2)设汽车在匀速行驶过程中所受阻力不变，大小为/=4000N,则汽车匀速行驶时的

功率。

(3)在0〜10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功。

12.一长方体木块质量为0.12kg、高为4.0cm；如图(a)所示，将木块平稳地放在水面上,

静止时木块露出水面的高度为2.0cm；如图(b)所示，利用金属块和细线，使木块浸没

水中且保持静止状态。己知水的密度=1.0xlO3kg/m3,g取10N/kg,求：

(1)木块的密度P木。

(2)细线对木块的拉力F。

13.用如图所示的滑轮组提升重物，绳重、摩擦不计，当物重G=1600N、拉力F=450N

时，可使物体匀速上升。问：

G

(1)当拉绳的速度为多大时，可使重物以0.5m/s的速度匀速上升？

(2)当被提起的物体重G'=2600N时，拉力F'为多大可以使物体匀速上升？

14.一辆小车的总质量为600kg,在水平路面上匀速运动的过程中，受到的阻力是车重的

0.05o(g取10N/kg)问：

(1)用200N水平拉力拉小车，小车静止，此时小车受到的阻力为多大？

(2)当水平拉力为多大时•，小车恰能做匀速直线运动？

(3)当小车分别以3m/s、5m/s的速度运动时，小车所受的摩擦力变化吗？

15.小军同学喜欢运动，在一次爬杆比赛中，质量为45kg的小军10s内爬到8m高的杆

顶，取得较好的成绩(g=10N/kg,杆竖直立在水平地面上)，求：

(1)小军爬杆的速度是多少？

(2)小军爬杆过程中，做了多少功？功率是多大？

(3)根据你学过的物理知识，提出类似运动训练和比赛中获得好成绩的方法。(写出两点

即可)

16.某课外兴趣小组用容积为20cm3的注射器、弹簧测力计、刻度尺各一个，设计了一个估

测大气压强的小实验，主要步骤如下：

(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端，排尽筒内的空气，然后，用一个橡皮帽堵住

注射器的小孔。

(2)如图所示，用细尼龙绳拴在注射器活塞的颈部，使绳的另一端与固定在墙上的弹簧

测力计的挂钩相连，然后水平向右匀速拉动注射器简，当注射器中的活塞移动到某一位置

时，立即记下弹簧测力计的示数F为18N。

(3)用刻度尺测出注射器的全部刻度长度L为10cm。请根据以上实验数据算出大气压

的值，计算结果与真实值有无差别？若有，请你分析原因。

卜

17.重为5N、底面积为150cm2的薄壁圆柱形容器，盛水后放在水平桌面上。将体积为

2x103的木块用轻质细绳与底部相连放入水中，此时水面距容器底30cm,如图甲

所示；当把细绳剪断后，静止时木块露出水面的体积是它自身体积的p如图乙所示。

4

(1)图甲中，水对容器底的压强是多少？

(2)图甲中，绳对物体的拉力是多少？

(3)图乙中，容器对水平桌面的压强是多少？

18.如图甲所示，在弹簧测力计下挂一圆柱体，从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降，圆柱体

浸没后继续下降，直到圆柱体底与烧杯底部接触为止。如图乙所示，圆柱体下降过程中弹

簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象。(取g=10Nkg)求：

(1)圆柱体的质量为多少？

(2)圆柱体浸没在水中受到的浮力是多少？

(3)圆柱体的密度是多少?

19.如图甲所示，有两个质量分布均匀、不吸水的实心长方体A和B,已知：mA=600g,

22

SA=100cm,hA=10cm,SB=50cm,hB=4cm,B的密度大于水，B的质量为

mx克(rnx取值不确定)，A、B表面的中央用一根长为Z,=5cm的细线连接。如图

乙所示，现将它们放入一个置于水平地面上的足够高的薄壁柱型容器中央处，容器底面积

S容=300err?,细线的质量、体积等次要因素都忽略不计，且全程未被拉断，p水=1.0x

103kg/m3,g=10N/kg。

0,旦_

•Z

(1)求长方体A的重力：

(2)小红同学沿容器壁缓慢加水，当加水质量为mi=700g时，求水对容器底的压强

Pi；

(3)在小红同学加水的过程中，细线拉力从0开始逐渐增大，当细线的拉力刚好不再变

化时，求此时水对容器底的压强p2与mx的函数关系式。

20.如图甲所示，底面积为=100cm2的容器内装有适量的某种液体，A为圆柱形木块，

其底面积为52=80cm?,C为压力传感器，用F表示压力传感器的示数，h表示木块力

的下表面与液面的距离，小明同学想利用此装置探究F与h的关系，它先把木块A放

入液体中，当木块4静止时，测得木块A的下表面与液面的距离为瓦，小明再用轻杆

B将木块A向下压，逐渐改变h的大小，并记录下与之相对应的压力F的数值，依据

数据得到了如图乙所示的F-h图象，此过程中液体始终没有溢出(不计传感器C和轻

杆B的重力和体积)。

(1)除图甲所给实验器材外，还需要的测量工具是—(选填A.天平B.刻度尺C.量筒)

(2)观察图象，发现可知：

i—_____cm,木块A的总高度是____cm。

ii在木块A没有浸没之前，当h增大时，压力传感器的示数，在木块A浸没

后至接触器底之前，压力传感器的示数一（以上均选填"增大""减小"或"不变

⑶求木块力的重力。

（4）利用此实验装置可测该液体的密度，其值为多少kg/m3。（写出计算过程）

答案

1.【答案】

⑴20J

(2)20J

【解析】

(1)物体沿竖直方向匀速上升，则拉力&=G=40N,拉力片做的功Wr=Frh=

40Nx0.5m=20J.

(2)当物体沿斜面向上运动时，拉力F2的大小为20N,移动的距离为1m,则拉力F2

做的功=F2s=20Nx1m=20J。

2.【答案】

⑴pgh

mg-F3F/i

⑵mgAmgAhP

【解析】

(1)根据柱体压强公式可得PA=pg：

(2)由p=?可得，A的体积为外=友，4的底面积为SA=?=£,设容器底面积为

rVphph

S容，结合题意和图象信息可列方程

3%=(S容-SQ•小

5%—3%=S容(1.5』一九。)

解得S容=4sA

①若pA>p液，物体A受力如解图1：

浮力为尸浮=G.-F拉=mg-F

根据阿基米德原理可得，液体密度为p液=乎=铲=Q。

「淑9VA-9mgr

②若PA<P液，设液面下降的高度为Ah',A提升Ah后在液体的深度为/h，如解图2,

可列方程

%1=(5容一54)(加+加'+3

%1=S容(Ah+九1)-54九1

解得SAAh=(S容一SA)Ah'

所以4"=g

物体A漂浮时F浮i=GA

A被细绳拉起时Ah时F浮2+尸拉=GA

浮力变化量4尸浮=R浮］_F浮2=/拉=F

所以4尸浮=P液外%=p液gSMZh+/")=p流g$A(4h+g)=)液gSM/i

所以液体的密度为。液=#Jp。

厂成4mgAh厂

图1图2

3.【答案】

(1)50N

(2)50N

【解析】

(1)物体受到的重力：G=mg=5kgxl0N/kg=50N。

(2)物体紧靠在墙面上保持静止，处于平衡状态，在竖直方向上物体受到的摩擦力和重力

是一对平衡力，二者大小相等，所以摩擦力的大小为50No

4.【答案】

(1)550N；方向竖直向下

(2)650N

【解析】

(1)跳伞运动员受竖直向下的重力G=mg=65kgx10N/kg=650N,受竖直向上的空

气阻力f=100N,则他受到的合力「合=6-/=650N-100N=550N,方向竖直向

下。

(2)跳伞运动员匀速降落时，处于平衡状态，则他受到的空气阻力/，=G=650N。

5.【答案】

(1)12m/s

⑵8xIO4W

【解析】

(1)0〜10s内汽车的平均速度v=-=120m=12m/so

tios'

⑵由图可知，10s后汽车做匀速直线运动，速度v=20m/s,根据二力平衡条件可得,

牵引力F=f=4000N,则汽车的功率为P=y=y=Fv=4000NX20m/s=8x

104W。

6.【答案】

(1)1.2xIO4J

(2)625N

【解析】

(1)汽车所受的阻力f=^mg=2x1.5x103kgx10N/kg=1.5x103N,

将车匀速拖离泥泞路段，由二力平衡得，牵引力F牵=/=1.5x103N,

3

所做的有用功WH=F牵s车=1.5x10Nx8m=1.2x10”。

(2)绳子自由端移动距离s绳=3s车=3x8m=24m,

由4=合得,w.-,=—="1.叫=1.5xIO4J,

1

Wi：,总r\80%J

由=Fs«得，作用在绳子自由端的拉力尸=*=1；?。"=625N。

尽理s绳24m

7.【答案】

(1)0.8s

(2)75N

【解析】

(1)根据v可得，重物从开始匀速下落到落地所用的时间：t=±=S：=().8s。

tv5m/s

(2)由题意得，匀速下落时有：f=kv2=3N-s2/m2x(5m/s)2=75N,故降落伞和重

物的总重：G=/=75No

8.【答案】

(1)1.35x107J

(2)2.25X104W

【解析】

(1)因为匀速通过大桥，所以牵引力F=f=900N,

牵引力所做的功VIZ=Fs=900Nx15x103m=1.35x107Jo

(2)汽车通过大桥所用的时间C=寻，=；h=600s,

90km/h6

汽车牵引力做功的功率：P=a=1mM°7」=2.25x104W。

t600s

9.【答案】

(1)10N

(2)2.5N

【解析】

(1)因为漂浮，则尸浮=G木=10N

(2)木块被压入水中前后的受力如图所示:

由图甲知：产浮=。水1!/9=6……①

由图乙知：F浮』p水女……②

由①②得尸浮'=12.5N

=12.5N-10N=2.5N

10.【答案】

(1)4N

(2)0.4x103kg/m3

(3)6N

【解析】

⑴物块A体积为V=(0.1m)3=0.001m3,则

U排=u一曝

=v-|l/

=)

2

=-x0.001mo3

5

=4x10-4m3,

受到的浮力

产浮=p水叫

=1x103kg/m3x10N/kgx4xIO_4m3

=4N.

(2)弹簧恰好处于自然状态时，

尸浮=G物TP水9%=P物gV，

P物=VP水=5x1x103kg/m3=0.4x103kg/m3o

(3)物块A刚好完全浸没水中，弹簧的弹力

F=F浮一G

=p水gV-p物gV

=1x103kg/m3x10N/kgx10-3m3—0.4x103kg/m3x10N/kgx10-3m3

=6N.

11.【答案】

(1)8m/s

(2)6XIO4W

(3)6x105J

【解析】

(1)由题知，在。〜10s内汽车通过的路程s=80m,则在0〜10s内汽车的平均速

由s80m.

度：v—--......=8om/s

t10s'

(2)由图可知，10s后汽车做匀速直线运动，速度v=15m/s,此时汽车受到的牵引力

和阻力是一对平衡力，大小相等，则牵引力：F=f=4000N

汽车行驶时的功率为：P=^=Fv=4000Nxl5m/s=6xIO4W

(3)因为汽车的功率不变，所以在。〜10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功

MZ=Pt=6xIO4Wx10s=6x105J

12.【答案】

(1)0.5x103kg/m3

(2)1.2N

【解析】

(1)木块漂浮时.，受到的浮力和自身的重力相等，

即尸浮=G木。

由F浮=。液”排和G木=加木g=P木。;g可得：P水g%=P木蹂g，

由题意可知，木块排开水的体积/：=|了木，则木块的密度：

p木=表水=-水=5x10x1°3kg/m3=0.5x103kg/m3o

(2)由F浮=。液9晞可得，木块浸没时受到的浮力：F浮'=2F浮=2G木，

木块在水中静止时处于平衡状态，受到竖直向上的浮力、竖直向下的拉力和重力，

由力的平衡条件可得：F浮'=6木+F,

则细线对木块的拉力：

尸=尸浮'—G木=2G木—G木=G木—m木9—0.12kgx10N/kg—1.2N。

13.【答案】

(1)2m/s

(2)700N

【解析】

(1)由题图知，承重绳子的段数n=4,贝ijD绳=九〃物=4x0.5m/s=2m/s。

(2)不计绳重和摩擦，则F=；(G+G动)，G动=4F-G=4x450N-1600N=200N。

当被提起的物体重G'=2600N时，

F，=2=26OON+2OON=700N。

44

14.【答案】

(1)200N

⑵300N

(3)不变

【解析】

(1)当小车静止时，小车处于平衡状态，在水平方向上受到的阻力与拉力是一对平衡力，

阻力的大小：&=F]=200No

(2)小车的重力：G=mg=600kgxl0N/kg=6000N,由于小车做匀速直线运动时受

到的阻力是车重的0.05,则所受阻力：f2=0.05G=0.05x6000N=300N；

当小车做匀速直线运动时，小车受到的拉力和阻力是一对平衡力，则小车受到的拉力：

F2=f2=300N»

(3)当小车分别以3m/s、5m/s的速度运动时，小车对地面的压力不变，接触面的粗

糙程度不变，故小车所受的摩擦力不变。

15.【答案】

(1)0.8m/s

(2)3600J；360W

(3)①增大手与杆之间的摩擦(如可往手上抹滑石粉)②尽量减轻体重(如穿质量轻的

衣服)

16.【答案】S=上=^^=2cn?=2xICT，n?

L10cm

八

p=-F=--1-8N--T=c9xy104PI-*a

1S2X10-4m2

由于p<Po,故计算结果与真实值有差别，原因可能是针筒内的空气没有排净、橡皮帽漏

气、弹簧测力计读数不准等。

17.【答案】

⑴3000Pa

(2)5N

⑶3000Pa

【解析】

(1)图甲中，水对容器底的压强：

p=p水gh=1.0x103kg/m3x10N/kgx0.3m=3000Pa；

(2)因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等，

所以，图甲中木块受到的浮力：「浮=P水”排=p水叫=1.0x103kg/m3x10N/kgx

2X103X10-6m3=20N,当把细绳剪断后，静止时木块处于漂浮状态，受到的浮力和

自身的重力相等，则木块的重力：G=F浮'=。水9U排’=「水。x(1-1/=1.0x

103kg/m3x10N/kgx(1-i)x2x103x10-6m3=15N,

因木块浸没时受到竖直向上的浮力和竖直向下重力、绳子拉力处于平衡状态，所以，绳对

木块的拉力：尸拉=尸浮一G=20N-15N=5N；

(3)容器内水的体积：

=Sh.-V=150cm2x30cm—2x103cm3=2.5x103cm3,

由p=£可得，容器内水的质量：

m水=p水了水=1.0g/cm3x2.5x103cm3=2.5x103g=2.5kg,

容器内水的重力：

G水=ni水g=2.5kgx10N/kg=25N,

容器对水平桌面的压力：

F=G水+G容+G=25N+5N+15N=45N,

容器对水平桌面的压强：

p=-=------=3000Pa。

rS150X10-4m2

18.【答案】

(1)1.2kg

(2)8N

(3)1.5x103kg/m3

【解析】

(1)由图象可知，当h=0时，弹簧测力计示数为12N,

此时圆柱体在空气中，根据二力平衡条件可知，圆柱体重G=F示=12N,

则由公式G=mg可求出物体的质量TH==L2kg。

agioN/kg0

(2)从/i=7cm开始，弹簧测力计示数不变，说明此时圆柱体已经浸没在水中，对圆柱

体受力分析可知，「浮=G-F示=12N-4N=8N。

(3)由阿基米德原理F浮=P液/g得：

_43

%==--------------3J*--------=8xIOm,

甘卜p水gl.OxlO3kg/m3xl0N/kg

因为物体是全部浸没，所以P物=匕作=8x10-4m3,

33

贝ijp^.=—=—12?=1.5x10kg/mo

产物%8x10-4m36/

19.【答案】

(1)6N

(2)280Pa

(3)当mx>600g时，水对容器底的压强p2为1500Pa；当mx<600g时，水对容

器底的压强为p2=p水g®+乙+3詈)。

【解析】

(1)长方体A的重力为GA=mAg=0.6kgx10N/kg=6N。

长方体的密度分别为=岩=岩~=

(2)442~=0.6Dg/,cm3,

VASA^A100cmxl0cm

则A的密度小于水，沿容器壁缓慢加水时，物体B沉底、4漂浮，当加水质量为

叫=700g时，水的体积为％喟=瑞=7。。城,

700cn?

假设未浸没物体B,则液面高度为hf2.8cm,

300cm2-50cm2

由于计算出的液面高度小于物体B的高度，故假设成立，此时求水对容器底的压强为

Pi=P水g九1=I。？kg/m3x10N/kgx0.028m=280Pa。

(3)在小红同学加水的过程中，细线拉力从0开始逐渐增大，此时物体/漂浮在水中所

受浮力等于自重，即F浮同==0水自喙=p水gSyj/i',

则物体A浸入水中的深度为“=2=0.06m,

P水gS^103kg/m3xl0N/kgxi00xl04m2

当物体A全部浸入水中时，其所受浮力刚好最大，则细线的拉力刚好不再变化，假设物

体B仍沉底且容器对其支持力为零，此时T=FA-GA=p^g