专题四 综合应用题
类型一 力学综合应用题
1. (2016深圳)如图所示的一辆校车，质量为3.2 t，车轮与地面的总接触面积为0.08 2
m，在水平公路上以36 km/h匀速行驶，受到的阻力为车重的0.02倍，求：(g取10 N/kg)
(1)校车行驶0.5小时所通过的路程； (2)校车静止时对地面的压强；
(3)校车行驶时牵引力的功率是多少？
(1)s＝vt＝36 km/h×0.5 h＝18 km
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(2)校车的重力G＝mg＝3.2×10 kg×10 N/kg＝3.2×10 N
Fmg3.2×104 N5p＝＝＝2＝4×10 Pa SS0.08 m
(3)校车匀速行驶受到的阻力 f＝0.02G＝6.4×102 N
因为匀速直线运动，故牵引力 F＝f＝6.4×102 N 36 km/h＝10 m/s
WFsP＝＝＝Fv＝6.4×102 N×10 m/s＝6.4×103 W tt2. (2016张家界)张家界天门山闻名遐迩，天门山索道全长7 454 m，高度差1 200 m，是国内为数不多高度差超过千米的索道之一．若单个缆车质量为140 kg，每位乘客身体的平均质量为60 kg，单个缆车满载6人(g＝10 N/kg)，则：
(1)游客乘坐天门山索道缆车匀速上山的过程中，缆车的动能不变，重力势能增大．(选填“增大”、“减小”或“不变”)
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(2)若缆车与索道的接触面积为0.0025 m，索道上挂缆车处的钢索承受的压强是多少？ (3)若单个缆车满载时从索道最高处运行到最低处，需时25 min，缆车和人所受总重力做功的功率是多少？
解：(2)缆车对索道的压力是：F＝G＝mg＝(140 kg＋60 kg×6)×10 N/kg＝5 000 N
F5 000 N6
钢索承受的压强是：P＝＝2＝2×10 Pa
S0.0025 m
(3)缆车和人所受重力做功为：W＝Gh＝5 000 N×1 200 m＝6×10 J
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W6×106 J
缆车和人所受重力做功功率是：P＝＝＝4 000 W.
t25×60 s
3. (2016盘龙区一模23题)如图是我国自主研发的战略重型运输机“运20”，它能跻身全球十大运力最强运输机之列，它对于推进我国经济和国防现代化建设、应对抢险救灾、人道主义援助等紧急情况，具有重要意义．
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(1)该机的最大速度约为700 km/h，从我国广州到澳大利亚珀斯的距离大约为6 160 km，该机从广州飞到珀斯至少需要多长时间？
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(2)若飞机在空中水平飞行时，所受平均阻力为8×10 N，求飞机水平飞行1×10 m的过程中，克服阻力所做的功为多少？
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(3)该机轮子与地面接触的总面积约为4.2 m，一次试飞时的总质量为2.1×10 kg，该机静止在水平跑道上时对地面的压强约为多少？(g取10 N/kg)
s6 160 km
解：(1)t＝＝＝8.8 h
v700 km/h
(2)W＝fs＝8×10 N×1×10 m＝8×10 J (3)因为飞机静止在水平跑道上
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所以F＝G＝mg＝2.1×10 kg×10 N/kg＝2.1×10 N
4
4
8
F2.1×106 N5p＝＝＝5×10 Pa 2
S4.2 m
4. (2016枣庄)质量为2.5 t的小型载重汽车，额定功率为100 kW，车上装有5 t的砂
石，已知汽车在平直公路上匀速行驶时所受阻力是汽车总重的0.2倍．汽车先以15 m/s的速度在平直公路上匀速行驶到山坡底，消耗汽油2 kg，然后又以额定功率行驶100 s的时间，将砂石从坡底运送到50 m高的坡顶施工现场(g＝10 N/kg)．求：
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(1)2 kg的汽油完全燃烧放出多少热量？(汽油的热值取4.5×10 J/kg) (2)汽车在平直公路上匀速行驶的功率为多少？ (3)汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是多少？ 解：(1)汽油完全燃烧放出的热量为
Q放＝m汽q＝2 kg×4.5×107 J/kg＝9×107 J (2)汽车的总重
G总＝m总g＝7.5×103 kg×10 N/kg＝7.5×104 N 由于汽车做匀速运动，汽车的牵引力为
F＝f＝0.2 G总＝0.2×7.5×104 N＝1.5×104 N 汽车在平直公路上匀速行驶的功率为
WFsP＝＝＝Fv＝1.5×104 N×15 m/s＝2.25×105 W tt(3)有用功
W有＝mgh＝5×103 kg×10 N/kg×50 m＝2.5 ×106 J
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总功W总＝P额t2＝1×10 W×100 s＝1×10 J
W有2.5×106 J
则机械效率为η＝＝＝25%
W总1×107 J
5. 为应对南海仲裁，维护主权，我国于近日在南海军演．此次军演的指挥舰是导弹驱逐舰052D合肥舰，舰长156 m，宽18 m，满载排水量7 000 t，吃水深度6 m，航速32节
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(1节约为1.85 km/h)，海水密度取1.02×10 kg/m，g取10 N/kg，请回答下列问题：
(1)满载时该舰所受浮力为多少N? (2)舰底所受海水的压强多大？
(3)以最大速度航行至距离50 km的预定地点需要多长时间？
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解：(1)满载时该舰所受浮力F浮＝G＝mg＝7 000×10 kg×10 N/kg＝7×10 N
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(2)舰底受到海水的压强p＝ρgh＝1.02×10 kg/m×10 N/kg×6 m＝6.12×10 Pa (3)驱逐舰航速v＝32×1.85 km/h＝59.2 km/h 需要时间t＝＝
3
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s50 km
≈0.8 h
v59.2 km/h
6. (2016陕西)如图是一台两栖履带起重机，它可以在陆地和水深不超过2.5米的滩涂路面行驶工作．
(1)起重机安装宽大履带的目的是减小起重机对地面的压强．
(2)当起重机吊起4.8×10 N的货物时，货物匀速升高15 m用时40 s．若滑轮组的机械效率为75%，滑轮组上绳子自由端的拉力及拉力的功率各是多少？
解：(2)提升重物时做的有用功
W有用＝G物h＝4.8×105 N×15 m＝7.2×106 J
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由η＝
W有用
×100%得拉力做的总功 W总
W有用7.2×106 J6
W总＝＝＝9.6×10 J
η75%
由W＝Fs得，拉力
W总W总9.6×106 J5
F＝＝＝＝3.2×10 N
s2h2×15 m
W总9.6×106 J5
拉力做功的功率：P＝＝＝2.4×10 W
t40 s
解法二：(2)η＝
W有GhG×100%＝×100%＝×100%，得拉力 W总Fs2FG物4.8×105 N5
F＝＝＝3.2×10 N 2η2×75%
绳子自由端移动的速度
s2h2×15 mv＝＝＝＝0.75 m/s tt40 s
则拉力做功功率为P＝＝Fv＝3.2×10 N×0.75 m/s＝2.4×10 W
7. 如图甲所示，用吊车将边长为1 m的正方体花岗岩石从距水面1 m高的A处沿竖直
方向匀速放入水中．在整个过程中，钢缆拉力大小与下落高度的关系如图乙所示．已知ρ水
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＝1.0×10 kg/m，求：
(1)花岗岩石浸没在水中时受到的浮力；
(2)花岗岩石下落到图甲B处(h0＝2 m)时下表面受到水的压强；
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中考物理总复习专题四综合应用题试题
