2024年中考物理三轮复习重要突破：交通工具类计算题（含解析）

专题07交通工具类计算题

交通工具类计算题通常以轿车、卡车、自行车与火车等交通工具为背景，侧重查考平衡

力、速度、压强、功、功率与热机效率等学问点：解此类题要留意：

1、因为常常须要求出速度，但题中所给的速度单位通常是km/h,所以须要首先进行单

位换算，依据lm/s=3.6km/h,把速度单位换算成m/s。

2、求解汽车对地面的压强时，题中通常已知物体的质量或重力，所以在写解题步骤时，

别忘了写出F=G=mg,标明压力与重力虽然大小相等，但不是同一个物理量。此外，还要明

确受力面积是一个轮胎的面积还是轮胎的总面积。

3、若须要用公式P=Fv,必需注明物体在做匀速运动。

指C

1、速度的相关计算

Q

公式：V=?变形式：求路程s=vt求时间t=单位：速度单位m/s（米每秒），路程

单位m（米），时间单位s（秒）单位换算：1km=103m1h=3600s1min=60s

lm/s=3.6km/h须要解决的问题：（1）题目中已知路程、时间，干脆套用公式进行计算，或

依据其变形式进行计算，留意单位统一（2）题目中未干脆告知所求路段的路程或时间，需

依据已知条件进行转换［a.所求的路程与某个已知路段的路程相等，所求时间与其他某个阶

段的时间相等（或有函数关系）;b.来回问题,留意题目设问所求阶段,路程的对应时间］（3）

走走停停问题，留意明的确际运动的时间

2、重力、压力的计算

公式：G=mg水平面上处于平衡状态：F=G单位：重力、压力单位N（牛或牛顿），

质量单位kg（千克），g一般取10N/kg单位换算：1t=l000kglg=l（）Tkg变形式：

r

求质量m=-

g

3、压强的计算

F

公式：p=-单位：压强单位Pa（帕斯卡），压力单位N（牛），面积单位而（平方米）

单位换算：

1Pa=lN•m_21dm2=10-2m21cm2=10-4m之变形式：F=pS须要解决的问题：关于压

1

力F：(1)当在水平面上处于平衡状态时，由相互作用力可知F=G,留意是否将人的重力计

算在内.求车对地面的压强时，只有车重，求车在行驶过程中对地面的压强时，为车重与人

重之和(2)当在非水平面上处于平衡状态，进行简洁的受力分析，对应正压力即为F,关

于接触面积S：看清已知条件，是单个车轮的面积还是总接触面积(留意车轮的个数及单位)

4、牵引力、阻力的计算

公式：F=f=nG(二力平衡)，依据题目的已知条件得出重力与阻力之间的数学关系，

求出阻力大小

5、功、功率的计算

公式：W=FsP=Fv单位：功的单位是J(焦耳)，力的单位是N(牛)，路程的单位是

m(米)，功率的单位是W(瓦或瓦特)，时间的单位是s(秒)单位换算：1kW=l000W

i.由连云港市市政府主导,某集团投资建设的公共自行车项目，通过相关部门的宣扬，

“绿色出行，低碳生活”的理念深化人心.经过一段时间的运行，公共自行车己经真正融入

到港城人民的生活中.一位市民骑着自行车在平直的水平路面上以5m/s的速度匀速行驶,

已知该市民质量为60kg,自行车质量为10kg,前后轮胎和地面总接触面积为2XIO-m?.

假定骑行过程中人和车受到的阻力恒为15N,在该市民骑行过程中，求：(g=10N/kg)

(1)自行车对水平路面的压力；

(2)自行车对水平路面的压强；

(3)该市民做功的功率.

【解析】(1)自行车对地面的压力：

F=("人+0车)g=(60+10)kgX10N=700N

(2)自行车对地面的压强：

F700N5

P==32=35X1

52X10-m-°Pa

(3)该市民做功的功率—7^=15NX5m/s=75W

2.如图所示，西安市轨道交通中的一条骨干线路一一地铁4号线已于2024年12月26

日开通运营，从北客站站至航天新城站全长35.2公里，共设29座车站，地铁空载时总质量

约为180吨，设计最高速度为80km/h.(g取10N/kg)

(1)地铁高速行驶时易吸附空气中的灰尘是因为车身与空气摩擦后.

2

(2)若车轮与轨道的总接触面积为0.9m2,地铁静止在平直轨道上时对轨道的压强是

多少？

(3)假如地铁运行时受到的阻力为车重的0.04倍，以最高速度空载匀速运行全程时牵

引力的功率和所做的功是多少？

第2题图

【解析】(1)带电(或带了电荷)

(2)地铁受到的重力

6=侬=180X1000kgXION/kg=1.8X106N

地铁对轨道的压强

=陛=£=1.8X1O15N

=2X106Pa

P一亍一缶一0.9mJ

(3)列车运行时受到的阻力

f=0.04G=0.04X1,8X106N=7.2X104N

因地铁匀速行驶时，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以地铁的牵引力F^f=

7.2X104N

则地铁以最高速度空载匀速运行时牵引力的功率

WFs80,$

P=~=—=Fv=l.2X104NX---m/s=l.6X10W

tt3.6

地铁的牵引力做的功

上八=7.2X10,NX35.2X103m=2.5344X109J

3.近年来，独轮电动平衡车深受年轻人的宠爱，如图所示，它采纳站立式的驾驶方式,

人通过身体的前倾、后仰实现驾驶.下表为某型号独轮电动平衡车的部分数据，贝U：

质量10kg

轮胎与地面接触面积30cm2

最大速度16km/h

充溢电行程24km

第3题图

(1)该车充溢电后，若以最大速度行驶，能行驶的最长时间是多少？

3

(2)质量为50kg的人驾驶该车，在水平地面上匀速行驶，若所受阻力为总重力的0.2

倍，此时该车受到的牵引力是多大(g取10N/kg)?

(3)质量为50kg的人驾驶该车时，车对水平地面的压强是多大？

【解析】(1)该车以最大速度行驶，能行驶的最长时间为

s24km

t=7=16km/h=1-511

(2)车和人的总重力为

G总=7总g=(10kg+50kg)X10N/kg=600N

因车做匀速直线运动，车受力平衡，

该车受到的牵引力/牵=『=0.261总=0.2X600N=120N

(3)车对水平地面的压强0=?=等=力:」尸2义1。5

S53X10mPa

4.如图甲所示为一辆洒水车，未装水时其质量为4t.(0水=1.0X103kg/3,名取io

N/kg)

甲乙

第4题图

(1)洒水车的方向盘相当于杠杆，当洒水车洒水时，其惯性(选填

“增大”“减小”或“不变”).

(2)洒水车储水箱装满水后，水箱内距水面0.4m深处，水产生的压强多大？

(3)洒水车空车行驶时，某段时间内的s—t图像如图乙所示，这段时间内其所受阻力

为800N,则这段时间内洒水车牵引力的功率多大？

【解析】(1)省力减小

(2)水产生的压强0=0水的=1.0XIO,kg/m3X10N/kgX0.4m=4.0X103Pa

(3)由图乙可知，这段时间洒水车做匀速直线运动，故路程s=100m,时间2

=10s,则速度尸1=：?m=iom/s

t10s

卬Fs

牵引力的功率?=1=7=4=介=800NX10m/s=8000W

5.为提高车辆通行量，福州交警在市区一些道路某些时段推广“绿波通行”，即车辆

4

在绿波路段以如图所示的50km/h〜55km/h范围内行驶，一路绿灯.在绿波时段，质量是

LZXIO'kg的汽车，经过绿波路段上相距2.7X103m的两个路口，用时180s.问：

(1)汽车行驶的平均速度是多少？是否“绿波通行”？

(2)若汽车在这段距离内行驶的牵引力保持3000N不变，则汽车的输出功率是多少？

(3)若轮胎与地面接触的总面积是0.6m2,汽车静止时对水平地面的压强是多少(g

取10N/kg)?

第5题图

s2.7X103m,.

【解析】⑴/=ROs=15m/s=54km/h

因为50km/h<54km/h<55km/h

所以汽车是“绿波通行”

(2)P=Fv=3000NX15m/s=4.5X104W

(3)因为汽车静止在水平地面上

所以户氏=6=侬=1.2X103kgXION/kg=l.2X101N

F1.2X104N.

0=Wa=ca°=2X104Pa

S0.6m

6.如图所示为直一9型舰载直升机.该直升机有效载荷1863kg,最大起飞质量3850

kg,最大续航时间5h,下表是直升机航行时所受阻力的大小与速度的关系.(g取10N/kg)

求:

第6题图

(1)直升机上升时机翼上方的压强机翼下方的压强.

(2)直升机以最大起飞质量水平匀速飞行时的升力.

(3)该直升机3min竖直上升至756m高空的平均速度.

5

(4)当直升机以80m/s的速度水平匀速巡航时，发动机的输出功率.

速度v(m/s)20406080

阻力Z/N1004009001600

【解析】(1)小于

【解析】(2)直升机以最大起飞质量水平匀速飞行时，竖直方向受到的重力与升力是一

对平衡力

升力F=G=mg=3850kgXION/kg=3.85X104N

(3)直升机竖直上升的平均速度

(4)由表可知，直升机以80m/s的速度水平匀速巡航时所受的阻力为1600N,此时

牵引力等于阻力，即尸牵=f=l600N

故直升机发动机的输出功率

卜F蚕s

々1=亍=/牵厂’=1600NX80m/s=l.28X105W

7.据苏州日报报道，张家港近日启动了新能源汽车充电站、充电桩在规划编制，第一

批新能源汽车充电桩在港城建成投运.若每个充电桩对新能源小汽车的充电功率为7000W,

充电1h可使质量为1t、额定输出功率12kW的新能源小汽车匀速直线行驶36km.设汽车

行驶过程中受到的阻力是车重的0.06倍，g取10N/kg.

(1)小汽车静止在水平地面上，轮胎与地面的接触总面积为0.08m?,汽车对地面的压

强多大？

(2)该小汽车以额定输出功率在平直马路上匀速行驶时速度多大？

(3)该小汽车将电能转化为机械能的效率多大(结果保留一位小数)？

【解析】(1)汽车对水平地面的压力尸=G=〃g=lX103kgXION/kg=lX104N,

4

--l-K-ALEF1X10N5

汽车对地面的压强0=W=7^}F=1.25X1O5

S0.08mPa

(2)汽车匀速行驶时b=f=0.06G=0.06X1X104N=600N,

汽车匀速行驶的速度—等==20m/s

r喘60°0N；卬

、MFs600NX36X103m

(3)汽车的效率7?=-X100%=—X100%=X100%«85.7%.

的P范t77000WX3600s

8.如图是一辆质量为11t的流淌式混凝土搅拌车，当装有5t的混凝土时，轮胎与地

面接触的总面积为0.8m2.车以72km/h的速度在平直马路上匀速行驶时，发动机的输出功

6

率为128kW.(g取10N/kg,燃油的热值取g=4X107J/kg)求：

(1)装有5t混凝土的搅拌车静止在水平地面上，对地面的压强.

(2)搅拌车以72km/h的速度匀速直线行驶时，受到地面的阻力(拌筒旋转功率忽视

不计).

(3)搅拌车行驶时发动机的效率为40%,以72km/h的速度匀速行驶10km,须要消耗

多少千克燃油？

第8题图

【解析】(1)搅拌车对地面的压力b=G=/总g=(11X103kg+5X103kg)X10N/kg

=1.6X105N

钟.“工,LK-ALPF1.6X105N$

搅拌车对地面的压强p=W=2=2X1()5

50.8mPa

(2)搅拌车行驶的速度v=72km/h=20m/s

—犷P1.28X105W

牵引力的功率?=1=Fv,F=_=0“/—=6.4X10,3N

tv20m/s

由于搅拌车匀速行驶，所以尸限=6=6.4Xl(fN

(3)搅拌车牵引力所做的功片户s=6.4X10,NX104m=6.4X107J

由”=/得，行驶过程中须要放出的热量

6.4X。J

£8

0放=40%~=1.6X10J

s

个曲豌、小1.6X10J

须文燃油勿油一万一4X](fJ/kg—44kg

9.“节能减排，低碳生活”旨在提倡节约能源和削减二氧化碳排放.李明同学坚持骑

自行车上下学，他的质量为50kg,所骑自行车质量为15kg.(g取10N/kg)求：

(1)若他在平直马路上5min内匀速行驶了1500m,则这段时间他骑行的速度是多

大？

(2)若他骑行时的牵引力恒为60N,则他骑行这5min内克服阻力做了多少功？

(3)若他骑行时自行车两轮与地面总的接触面积为25cm2,则他骑行时自行车对地面

的压强为多少？

【解析】(1)骑行的速度为：m=5m/s

t5X60s

(2)因自行车在平直马路上匀速行驶，所以自行车受到的阻力为人尸牵=60N

7

李明克服阻力所做的功：W=Fs=60NX1500m=9X104J

（3）骑自行车行驶时对地面的压力：F=G=（0+磔）g=（15kg+50kg）X10N/kg

=650N

自行车与地面总的接触面积：S=25cm2=2.5XIO-3m2

李明骑自行车行驶时对地面的压强：p==2.6X地5Pa

三S2.5，呼X1广0­m

10.一辆汽车以恒定的功率在平直的马路上做直线运动，其V-力图像如下，在第10s

时速度达到20m/s,通过的路程为120m.

求：（1）在0〜10s内汽车的平均速度.

（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

发动机产生的牵引力所做的功是多少焦耳.

（3）若发动机的转化效率为80%,则须要燃烧多少千克汽油才能使发动机做这么多功

（己知汽油的热值大约为5X107J/kg）.

【解析】（1）在0〜10s内汽车的平均速度为〃=弓=妥1=12m/s；

t10s

（2）牵引力做的功等于克服摩擦力做功为：

『=fs=4000NX120m=4.8X105J；

ww4SX105T

（3）发动机的转化效率77=77X100%,则QA=—='=6X105J,因为0成

%〃oQUNO%/

=mq,则须要燃烧汽油的质量为0=竺=含冷［=0.012kg.

q5X10J/kg

11.如图所示为我国生产的一款高性能7座纯电动SUV,部分参数如下表所示（g取10

N/kg）：

空车质量2460kg车身长度5022mm

满载人员7人（含司机）满载时全部轮胎与地面总的接触面积0.1m2

最大车速198km/h纯电动连续行驶里程W355km

（1）汽车在水平地面高速行驶时对地面的压力（选填“大于”“小于”或“等

于”）重力.

8

(2)假如司机和乘客的平均质量为50kg,该汽车满载静止在水平地面上时对地面的

压强是多少？

(3)假如该汽车满载时在水平路面匀速行驶，受到的阻力为人和车总重的0.03倍，它

在水平路面上以最大车速匀速行驶时牵引力的功率是多少？

第11题图

【解析】(1)小于

(2)满载时车和人的总重：6总=(川车+/人)g=(2460kg+7X50kg)X10N/kg

=2.81X104N

满载静止时车对水平地面的压力：b=6总=2.81*10"N

满载静止时车对水平地面的压强：0=1J：1。'81X105pa

S0.1m

(3)因车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以车的牵

引力：

F'=f=0.03G总=0.03X2.81X10“N=843N

车的最大行驶速度：F=198km/h=55m/s

WF's

此过程中牵引力的功率：户=]=一y=843NX55m/s=46365W

12.如图甲是中国自主研制的首列永磁动力单轨列车.其亮点是列车可以小角度转弯,

安装有高压细水雾灭火系统和制动发电装置.

(1)当列车转弯时，水平轮胎发生形变，起到导向和稳定作用.如图乙是轮胎与接触

面的平面图，请在图乙中画出轮胎对接触面压力的示意图.

(2)当高压细水雾系统中水枪工作时，水对喷孔的压强p=10MPa,水雾喷出的速度

y210m/s,若喷孔的总面积S=5X10”m\则水枪的功率至少为多少瓦？(不计大气压强)

(3)列车制动减速的过程中，机械能转化为电能和内能.当列车在平直轨道上制动减速时，

电能眼与内能例之比为9：16,如图丙是机械能的改变量A/与速度改变量A/的关系图像，

若列车从72km/h起先减速，转化的电能可供总功率为1000W的照明灯正常发光1h,则

列车的速度将会减小到多少千米/时？

\

/\

\

\/

/\

\

/\

/\

乙

第12题图

【解析】(1)如答图所示:

(2)喷头处作用力户=0S

则功率？枪=&=05>=10*106PaX5X10-5m2X10m/s=5X103W

(3)产生的电能：/电=户电t=l000WX3600s=3.6X106J

电能济和内能例的比值为9:16,

则电能仪和机械能改变量△『的比值为9：(9+16)=9:25

2525

即：Ar=—K=—X3.6X106J=1X1O7J

yy

由关系图像可知，Ar=10m/s

末速度v*=v0—Ay=20m/s—10m/s=10m/s=36km/h

13.如图甲是中国自主研制的一款单轨列车,其亮点是安装有高压细水雾灭火系统和制

动发电装置.当列车在平直轨道上制动减速时，所减小机械能的36%转化为电能，如图乙是

机械能的改变量△/与速度改变量△厂的关系图像.

(1)由图像可知，速度的改变量越大，获得的电能越.

(2)当高压细水雾系统中的水枪工作时，若喷孔的总面积S=5Xl()Tm2,水对喷孔的

压强0=1.0X10,Pa,水对喷孔压力为多少牛？若水枪的喷水功率为5000肌则喷出水雾

的速度为多少米/秒？(不计大气压强)

(3)若列车起先减速，转化的电能可供总功率为1000W的照明灯正常发光1h,则

列车的速度将会减小多少米/秒？

甲乙

第13题图

【解析】(1)多

10

(2)水对喷孔的压力尸=0S=1.0X10'PaX5X10-51^=500N

上WFs/口+…A,b、*4、,P5000W,

由々1=7=尸厂得喷出的水奔速度为■=}=so。\=1。m/s

(3)转化的电能济电能=4t=lkWXlh=lkW-h=3.6X106J

由口=譬乂100%得,减小的机械能%J=1X1()7j

%械n36%

由乙可知，速度将会削减10m/s

14.一辆以自然气为燃料的公交汽车质量为16000kg,轮胎与地面的总接触面积为400

cm?.某次行驶过程中，搭载的人员及物品共2000kg,所受阻力为车总重的0.01倍，40s

内匀速直线行驶了400m,共消耗自然气0.025kg(自然气完全燃烧，其热值为6.4X107

J/kg).针对此次行驶过程，求：

(1)汽车对地面的压强；(g取10N/kg)

(2)汽车的功率；

(3)汽车发动机的效率.

【解析】(1)/=6=侬=(16000kg+2000kg)X10N/kg=1.8X105N

F1.8X105N°

P==2=45X10

S400X10^m-Pa

(2)匀速直线行驶时，牵引力尸=『=0.0101X1.8X105N=1.8X103N

汽车做功片用=1.8X103NX400m=7.2X105J

W7.2X105J

功率?=]=一——=i.8X104W

(3)0=收=0.025kgX6.4X107J/kg=1.6X106J

―…+(7.2X105J

发动机效率n=-^xioo%=100%=45%

X6X1()6JX

15.如图甲所示，柳叶湖大桥让常德市区交通变得便捷的同时也成为了一道亮丽的风

景.小洋暑假里在常德快乐水世界游玩后乘小汽车返回市区，须要从平直的道路驶上柳叶湖

大桥.已知小汽车(含乘客)总质量为2.5X103kg,以18m/s的速度在大桥的引桥上匀速

行驶，如图乙所示，此过程中小汽车的功率为36kW,可以将引桥近似看成一个倾角较小的

斜面，此斜面的长度为400m,高度为12m.

(1)假如小汽车与地面的总接触面积为0.05m)它静止在水平路面上对地面的压强为

多大？

(2)大桥引桥的机械效率为多大？

(3)小汽车在引桥上行驶时所受路面的摩擦力(空气阻力忽视不计)为多大？

11

甲乙

第15题图

【解析】(1)小汽车静止在水平路面上对地面的压强：

WFsp36X10W

(2)由八可知，小汽车牵引力：方=-=，/=2000N

ttv18m/s

3

r口14MM缁Gh2.5X10kgX10N/kgX12m

则大桥引桥的机械效率为T7=-X1OO%=-X1OO%=------2湍NX400:---------

X100%=37.5%

(3)由题意可知，小汽车在引桥上行驶时克服摩擦力所做的功为额外功，则『额=『总

一/有=2000NX400m-2.5X103kgXION/kgX12m=5X10sJ

由上五s可得，小汽车受到的摩擦力：=5^,°J=1.25X103N

s400m

16.小强一家驾车郊游，车行至一个水平弯道处，坐在副驾驶座位上的小强不由自主靠

向车门，并与车门产生挤压，如图甲所示.

小强问爸爸：我向外靠是因为惯性所致，但我和车门挤压时，明显车门对我有一个反向

的作用力，这个力有什么作用吗？爸爸说明道：刚才我们在弯道上的运动是圆周运动，而做

圆周运动的物体，须要有指向圆心的力维持物体做这种运动，这种力叫向心力.小强恍然：

那刚才车门对我的力就是供应我做圆周运动的向心力啦！

小强进一步查阅资料得知：如图乙所示，若一个质量为0的物体，沿半径为r的圆弧做

圆周运动，其运动的速度为p(即单位时间内物体通过的圆弧长)，那么物体所需向心力的

(1)他们在弯道处的行驶速度为54km/h,合m/s.

(2)小强的质量〃=45kg,弯道处的圆弧