初中物理运动和力计算题

2015年2月13日下午14: 30，连接沙坪坝区和江北区之间的又一座跨江大桥——双碑嘉陵江大桥正式通车。大桥全长约1900米，主桥桥面宽32.5米，双向6车道，最大设计时速为60km/h。一辆整车质量为1080 kg的汽车，以最大设计时速通过大桥，求：
(1)汽车通过大桥的时间？
(2)若车上乘客的总质量是120kg，轮胎与地面的接触总面积为0.12 m²，则汽车静止时对水平地面的压强是多少？
(3)若汽车以最大设计时速在大桥上匀速行驶时，受到的平均阻力是600N，则2min钟内汽车牵引力所做的功是多少？

体育活动中包含着许多物理知识，下表是某同学的一次体育测试成绩单，根据表格中提供的信息进行下列计算。


（１）求１０００ｍ测试时的平均速度是多少？
（２）如图所示他身体受到的重力为６００Ｎ，Ａ点为他的重心，ＯＢ＝0.9ｍ，ＢＣ＝0.6ｍ，求：支持力Ｆ的大小。
（３）在跳绳时，他每次跳起时平均离开地面５ｃｍ，求他在１ｍｉｎ内克服重力做了多少功？

采购员小明骑着摩托车外出采购食品。小明质量为 $70\mathit{kg}$，摩托车质量为 $150\mathit{kg}$。 $(g=10N/\mathit{kg})$

（1）小明买食品时，将摩托车停在超市门前的水平地面上，摩托车与地面接触面积为 $150c{m}^2$，求摩托车对地面的压强。

（2）采购食品后，小明将 $80\mathit{kg}$的食品装上车，在限速为 $80\mathit{km}/h$的水平路面上以 $72\mathit{km}/h$的速度匀速行驶 $50s$，行驶时受到的阻力为总重力的0.1倍，若消耗的汽油完全燃烧放出 $1\times {10}^{6}J$的热量，求摩托车发动机的实际输出功率和效率。

据报道，我国首台自主设计、自主集成的“蛟龙号”载人潜水器将于今年进行7000米级海试（即最大下潜深度为7000m），已知潜水器的体积为50m³，质量为22t．(g取10 N/kg，海水的密度取1.0×10³kg/m³)
（1）若潜水器以0.7 m·s^-1的平均速度下潜，则其下潜至7000m的海底需要多长时间？
（2）潜水器完全潜入水中所受浮力为多大？
（3）潜水器在海面上行驶时排开海水的体积多大？

一辆汽油和电力混合轿车，仅凭汽油动力在平直公路上以v₁=90km/h匀速行驶时，输出功率P=50kW．当驾驶员看到前方55m处有超速违章拍照装置（限速70km/h）时，在保持输出功率不变的情况下，立即启动充电装置给电池充电，达到使轿车减速的目的，轿车行驶3s后，速度减为v₂=70km/h，在这一段时间内，轿车的平均速度v="72" km/h，发动机输出功率的80%用于充电，充电效率为 50%．轿车在上述过程中所受的阻力保持不变．
⑴求轿车所受阻力的大小；
⑵通过计算判断轿车是否会因为超速而被拍照；
⑶若将上述过程充电所获得的电能全部用来维持 90 km/h匀速行驶，求轿车行驶距离．

在用超声波探测海洋的深度时，将声呐系统装在船边的水面上，垂直水面向海底射一束超声波，经过4s后接收到这个超声的回声信号，已知声音在海水中的传播速度为1400m/s，则此处海洋的深度为多少？

“五一”期间，小明一家驱车外出旅游，如图所示，当车经过高速路段 $A$点路标时，时间是8点15分；当车经过高速路段 $B$点路标时，时间是8点45分。假设汽车在上述行驶过程中做匀速直线运动，受到的阻力为 $1150N$，消耗的汽油为 $3\mathit{kg}$。（汽油的热值为 $4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg})$求：

（1）汽车在 $\mathit{AB}$之间的速度；

（2）汽车在行驶过程中牵引力做的功；

（3）汽车发动机的效率。

2021年5月22日10时40分，火星探测器"天问一号"的着陆器搭载"祝融号"火星车成功降落在火星北半球的乌托邦平原，中国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。火星车质量达240kg，有六个形状大小相同的车轮，每个车轮与地面的接触面积约为190cm ²，在火星表面行驶时，它会展开太阳能蝶形面板--四块"特别订制"的太阳能电池阵，相比传统电路，提高了太阳能电池20%的利用效率。

（1）太阳能电池正常工作时，能量转化情况是： 　     　转化为 　     　；

（2）火星对它表面附近的物体也有引力，这个力大约是地球对地面附近同一物体引力的38%，当火星车静止在火星水平表面时，对火星表面的压强是多少？（g＝10N/kg）

（3）火星车在火星表面进行长距离自主移动进行科学探测时，走一下歇一下，若它在三天行驶了9km的直线距离，它行驶的平均速度是多少km/h？

为了增强中学生体质，进一步加强防溺水教育，学校组织学生进行游泳训练。（ρ _水＝1.0×10 ³kg/m ³，g取10N/kg）求：

（1）小东在一次游泳训练中，游20m所用的时间为40s，则他游泳的平均速度是多少m/s？

（2）如图所示，小东手上佩戴的防溺水安全手环是水上救生设备，携带非常方便，手环里的安全气囊充气后的体积是1.7×10 ^{﹣ 2}m ³，当它完全浸没在水中时受到的浮力为多少N？

（3）小东的质量为50kg，他站立在泳池岸上，双脚与水平地面的总接触面积是500cm ²，他对水平地面的压强是多少Pa？

（4）小东在泳池岸上看到池水的深度比实际深度要浅，正如古诗所说"潭清疑水浅"，请用光学知识分析其中原因。

重庆至德国杜伊斯堡的中欧班列全程约10800 $\mathit{km}$，运行时间 $300h$。中欧班列在平直路面匀速行驶时，和谐型大功率机车提供的牵引力约 $9.6\times {10}^{7}N$，求：

（1）中欧班列运行时的平均速度约为多少千米每小时？

（2）中欧班列在平直路面以 $v=20m/s$匀速行驶时，机车功率约为多少瓦？

小明家离学校 $2\mathit{km}$，他以 $5\mathit{km}/h$的速度步行上学，出发5分钟后小明父亲发现小明的教科书忘记带上，立即以 $10\mathit{km}/h$的速度沿小明上学的方向骑车去追小明；求：

（1）小明父亲经多少分钟能追上小明？

（2）如果小明父亲发现小明忘记带教科书的同时，小明也发现自己的教科书忘记带上并立即掉头返回，问小明与父亲在途中相遇时离学校多少千米（小数点后保留2位有效数字）？

最近，一项“中国原创”重大发明成为世界关注的焦点！它被称为“空中奔跑的巴士”（又称巴铁），预计今年7月进行测试，其模型如图所示，巴铁依靠电力驱动在钢轨上行驶，相当于40辆柴油公交车的运量，若1辆柴油公交车日常行驶时发动机的平均输出功率为 $60\mathit{kW}$，发动机的效率为 $30\%$，每消耗 $1\mathit{kg}$柴油排放二氧化碳约为 $3\mathit{kg}$，柴油的热值近似取 $q=4.0\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$。

（1）若巴铁在 $100s$内沿直线行驶了 $1500m$，求这段时间内巴铁的平均速度；

（2）按柴油公交车每日行驶 $10h$计算，镇江若引进1辆巴铁取代40辆柴油公交车，则每日可减少二氧化碳排放量多少千克？

（3）巴铁车内电器每天需消耗 $60\mathit{kW}·h$的电能，若这些电能全部由车顶上的太阳能电池板来提供，已知该太阳能电池板 $1m^2$面积上接收到的太阳平均辐射功率为 $1\mathit{kW}$，光电转化效率为 $20\%$，每天日照时间按 $6h$计算，求需太阳能电池板的最小面积。

在某工地上，起重机在20s内把质量为3t的石头匀速提升2m。试求：

（1）货物上升的速度是多少？

（2）货物所受到的重力是多少？

（3）起重机提升货物时对货物所做的功是多少？

（4）起重机提升货物的功率是多少？

“五一”假期，小明一家驱车外出旅游。当汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时，汽车受到的阻力是整车重的0.08倍，效率为4O％。已知汽车整车质量为1375kg，汽油箱容积为50L。（汽油热值q=3.3×10⁷J/L，g=10N/kg)
（1）这时汽车牵引力做功的功率是多少？
（2）该车加一满箱汽油，按照以上速度最多可以匀速直线行驶多远的路程？

甲、乙两物体同时同地反方向开始做匀速直线运动，甲的速度大于乙的速度，它们的s－t图象为下图所示的两条线。

求：①甲物体运动的速度v_甲；
②运动8秒甲、乙间的距离s。