1、专题七 综合应用题第一课时 力学和热学综合应用题,专题特征)随着科技的迅速发展和知识的不断更新，中考综合性计算题也不断地推陈出新，特别是综合计算题，一道题会涉及到多方面的计算，形式上也体现多样性的变化，单纯的计算逐渐被计算与说理、计算与设计、计算与改进等新型计算题所取代，试题覆盖面广、容量大。综合性计算题对学生的自学能力、探究能力、思维能力、创新能力和加速反应能力进行综合考查。来源:学优高考网,典例剖析)【例】在荆州火车站附近的荆州中学新校区的建设工地上，工人把重1200N的物体沿着长L5m、高h1m的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端，沿斜面所用的拉力为300N( 不计空气阻力) 。求：(1)将物
2、体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做了多少功？(2)工人使用斜面做功的机械效率是多少？(3)物体和斜面之间的摩擦力是多大？【答案】解：(1)W 总 FsFL300N 5m1500J；(2)W有 Gh1200N 1m1200J； 100% 100%80% ；W有W总 1200J1500J(3)W额 W总 W 有 1500J1200J300J，根据W 额 fL，得到f 60N。W额L 300J5m,专题训练)1.(2016香城中考)某村在新农村建设中需在河道上修建一座石桥，图甲是使用吊车向河底投放圆柱形石块的示意图，在整个投放的过程中，石块始终以0.05m/s的速度匀速下降，图乙是吊车钢丝
3、绳的拉力 F随时间t 的变化图像(水的阻力忽略不计)(g取10N/kg) 。请求：(1)石块的重力为_7000_N，石块全部浸没在河水中时所受的浮力为_3000_N；(2)投放石块处河水的深度和水对河底的压强；(3)石块的密度(保留一位小数 )。解：(2)hvt0.05m/s 100s5m ，p 水 gh110 3kg/m310N/kg5m510 4Pa。(3)石块的质量为m Gg 700kg，石块的体积为V 0.3m 3，石块的密度为 2.7000N10N/kg F浮 水 g 3000N1103kg/m310N/kg mV 700kg0.3m33103kg/m3。来源:gkstk.Com2(
4、2016陕西中考)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)起重机安装宽大的履带的目的是减小起重机对地面的_ 压强_。(2)当起重机吊起4.810 5N的货物时，货物匀速升高 15m用时 40s。若滑轮组的机械效率为75% ，滑轮组上自由端的拉力及拉力的功率各是多少？解：解法一：提升重物时做的有用功W 有 G 物 h4.810 5N15m7.210 6J，由 100%得，拉力做W有W总的总功W 总 100% 9.610 6J。由WFs得，拉力F 3.210 5N，W有 7.2106J75% W总s W总2h 9.6106J215m拉力做功的功率P 2
5、.410 5W。W总t 9.6106J40s解法二：由 100% 100% 100%得，拉力F 3.210 5W。绳子自由W有W总 GhFs G2F G物2 4.8105N275%端移动的速度v 0.75m/s，则拉力做功的功率 P Fv3.210 5N0.75m/s2.410 5W。st 2ht 215m40s Wt3(2016河南中考)某款新型电动车的性能参数如表所示，请回答下列问题。工作电压 400V来源:学优高考网电动机功率 40kW百公里耗电量 15kWh(1)电动机是电动车的核心部件，电动机正常工作时，电能转化为_机械_能，电动机的工作原理是_通电导体在磁场中受到力的作用_。(2)
6、电动机正常工作时，通过线圈的电流是多大？(3)同类型号的燃油汽车在同等条件下百公里消耗汽油为10L ，请通过计算比较两种汽车的百公里能耗，并说明能耗不同的主要原因。汽油的密度 0.710 3kg/m3，热值 q4.610 7J/kg。(4)汽车在某段公路上匀速行驶时，进入某超声测速区域，如图所示。当该车运动到距测速仪370m时，测速仪向该车发出一超声波信号，2s后收到从车返回的信号。超声波在空气中传播速度为340m/s，求该车的速度。解：(2)I 100A。(3)电动汽车百公里能耗 W15kWh153.610 6J5.410 7J，燃油汽车PU 4104W400V百公里油耗mV0.710 31
7、0103 kg7kg，燃油汽车百公里能耗Qmq7kg4.610 7J/kg3.2210 8J，电动汽车百公里能耗小于燃油汽车百公里能耗，主要是因为电动汽车的效率高于燃油汽车的效率。(4)设汽车的速度为v，超声测速仪发出的信号 1s后与汽车相遇，在这段时间内，汽车的路程与超声波的路程有关系式：v12s23401370，解得v30m/s 。4(2016邵阳中考)在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化如图。为了尽快疏通道路，交警只用了 30s的时间，指挥拖车在水平路面上将质量是1.5t 的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是6m/s ，绳子自由端的拉力F 是500N，该装置的机械效率是
8、80%。求：(1)故障车在30s内通过的路程； 来源:gkstk.Com(2)拉力F在30s 内所做的功；(3)故障车在被拖离过程中受到的阻力。解：(1)svt6m/s30s180m。(2)设绳子自由端移动的距离是s。s3s3180m 540m，W 总 Fs500N540m2.710 5J。(3)设小汽车受到的阻力为f，绳子对故障车的拉力为F， ，FW有W总 FsW总 W总 s 1.210 3N。f与F是一对平衡力，fF1.210 3N。2.7105J80%180m5(2016西宁中考)如图是太阳能热水器内部水箱的结构示意图。 A、B是水箱中两个相同的实心圆柱体，密度为210 3kg/m3，悬
9、挂在水箱顶部的压力传感开关S上。当 S受到竖直向下的拉力达到一定值时闭合，电动水泵M开始向水箱注水；当拉力等于10N 时，S 断开，电动水泵M停止注水，此时水箱水位最高为1.2m。g取10N/kg。求：(1)若水箱内有100kg的水，该太阳能热水器将水从20加热到 50时水吸收的热量。 c水 4.210 3J/(kg)(2)停止注水后水箱底部受到的水的压强。(3)若A、 B的体积均为400cm 3，A、B受到的总重力。来源:gkstk.Com(4)正常情况下水箱中的水位最高时如图所示，A受到的浮力 (开关S下的细绳和A、B间的细绳质量与体积均忽略不计) 。解：(1)Q 吸 cmt4.210 3
10、J/(kg)100kg(50 20)1.2610 7J。(2)p gh110 3kg/m310N/kg1.2m1.210 4Pa。(3)G 总 m 总 gV 总 g (VAV B)g210 3kg/m3(4104 m3410 4 m3)10N/kg16N。(4)正常情况下，当水位最高时，绳子受到的拉力最小，此时F 总浮 G 总 F16N10N6N，F B浮 水 gVB1.0103kg/m34104 m310N/kg4N ，F A浮 F 总浮 F B浮 6N4N2N。6(2016内江中考)严重的雾霾天气，对国计民生已造成严重的影响，其中，汽车尾气是形成雾霾的重要污染源。城市地铁列车可实现零排放，
11、大力发展地铁，可以大大减少燃油汽车的使用，减少汽车尾气的排放。现有一沿直线运动的地铁列车，以恒定功率610 3kW从甲站由静止开始起动，先以36km/h 的平均速度加速运动20s后，再以72km/h的速度匀速运动80s，接着关闭发动机，列车失去牵引力，以加速运动时的平均速度做减速运动，经过15s后到达乙站停止。求：(1)甲站到乙站的距离。(2)牵引力做的功。解：(1)根据速度v 1v 336km/h10m/s，v 272km/h20m/s。列车加速运动的距离s 1v 1t110m/s20s200m，列车匀速运动的距离s 2v 2t220m/s80s1600m，列车减速运动的距离s 3v 3t3
12、10m/s 15s150m，甲站到乙站的距离ss 1s 2s 3200m 1600m 150m1950m。(2)列车在加速过程中做的功W 1Pt 1610 6W20s1.2 108J，列车在匀速过程中做的功W 2Pt 2610 6W80s4.810 8J，牵引力做的功WW 1W 21.2108J4.8 108J610 8J。7(2016孝感中考)用滑轮组与电动机结合使用可节省人力，提高工作效率。如图所示，是一业余打捞队打捞某密封箱子的示意图，已知电动机工作时拉绳子的功率为1100W保持不变，箱子质量300kg、体积0.1m 3，每个滑轮重200N，水深6m，水面离地面4m ，将箱子从水底提到地
13、面时，用时间24s(不计绳重、摩擦和水的阻力，g取10N/kg)。求：(1)箱子在水底时下表面受到水的压强。(2)电动机把箱子提升到地面做的总功。(3)整个打捞过程中，滑轮组机械效率的最大值。(4)整个打捞过程中，箱子上升的最大速度。解：(1)pgh1.010 3kg/m310N/kg6m610 4Pa。(2)W 总 Pt 1100W24s26400J。(3) 箱子完全出水后，箱子上升，滑轮组的机械效率最大， W有W总 GhFs GhGh G动 h GG G动 mgmg G动93.75%。(4)箱子完全浸没在水中时箱子上升的速度最大，F 拉 GF 浮 mg 水 gV300kg10N/kg300
14、kg10N/kg 200N300kg10N/kg1.010 3kg/m310N/kg0.1m32000N，F 1100N，v F拉 G动2 2000N 200N2 PF1m/s ， v最大 0.5m/s 。1100W1100N V2 1m/s28(2016贵阳中考)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，显然车门对我有一个反向的作用力，这个力有什么作用呢？爸爸解释道：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，需要有指向圆心的力来维持物体做这种运动，这种力叫向心
15、力，刚才车所需的向心力就是由地面对车的摩擦力提供的。小强恍然：那刚才车门对我的力就是提供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m的物体，沿半径为r的圆弧做圆周运动，其运动的速度为v(即单位时间内物体通过的圆弧长) ，那么物体所需向心力的大小为 F向 m 。v2r(1)他们在弯道处的行驶速度为54km/h，合_15_m/s。(2)小强的质量m45kg，弯道处的圆弧半径 r45m ，行驶速度 v15m/s，求在转弯过程中他所需向心力的大小。(3)你认为小强当时说的“刚才车门对我的力就是提供我做圆周运动的向心力啦！ ”这句话对吗？为什么？(4)已知在考虑其他外界因素影响的情况下，汽车在水平弯道上行驶时，所需向心力仅由地面对它的摩擦力提供，那么，不同质量的车辆在同一弯道处的限速是否相同？请推导说明。(设：此时车辆受到的最大摩擦力与它对地面的压力成正比)解：(2)F 向 m 45kg 225N 。(3)不对。向心力就是由地面对车的摩擦力提供的，车门对小强的v2r （15m/s）245m力不是提供给他做圆周运动的向心力，因为这两个力施力物体不同。(4)相同。fkF 压 kmg m ，v ，可v2r kgr见速度与质量无关。
