初中物理运动和力计算题

如图，在高速公路上一辆轿车做匀速直线运动，在其正前方有一固定的超声波测速装置。该装置每隔 $1s$ 发射一束超声波脉冲信号，每个脉冲信号持续时间极短，超声波遇到轿车后立即返回，返回信号被超声波测速装置接收，经过计算机处理自动计算出车速。如图是该测速装置连续发射和接收两次信号的波形图。已知发射第二个脉冲信号时第一个脉冲信号已被接收，超声波在空气中的传播速度为 $340m/s$ ，根据图象获得的信息计算：

（1）第一个脉冲信号和轿车相遇时，轿车距测速装置有多远？

（2）该轿车车速为多少？

张家界风景区内的"百龙天梯"是世界上最高、载重量最大、运行速度最快的全景户外观光电梯。该电梯运行高度约为330m，从地面向上运行到最高点的过程中，电梯速度与时间的关系图象如图所示。游客小明质量为60kg，每只脚与电梯水平地板的接触面积约为250cm ²，g取10N/kg。

求：

（1）"百龙天梯"向上运行时全程的平均速度；

（2）当电梯匀速运行时，双脚站立的小明对电梯的压强；

（3）向上匀速运行的过程中，电梯对小明做的功。

某轿车在平直公路上行驶的 $45s$ 内，其速度 $v$ 与时间 $t$ 、动力 $F$ 与时间 $t$ 的关系图象分别如图甲、乙所示。已知前 $10s$ 轿车运动的路程为 $100m$ 。求：

（1）前 $10s$ 轿车运动的平均速度；

（2）轿车在匀速直线运动阶段通过的路程；

（3）动力 $F$ 做的总功。

新能源电气混合公交车已经在我市“登陆”。公交车满载时总质量为8t，输出功率为72kW．（g取10N/kg，天然气的热值q＝4×10⁷J/m³）

（1）公交车在10min内行驶了9km求行驶的平均速度。

（2）公交车满载静止在水平地面上，对地面的压强是2×10⁵Pa，求轮胎与地面接触的总面积。

（3）公交车匀速行驶10min，完全燃烧天然气2.7m³，求发动机的效率。

小明有一辆电动自行车，该车的最大速度为18km/h，小明骑车时，车轮与地面接触的总面积为50cm²．求：

（1）小明家距学校2700m，小明骑车上学至少需要多长时间？

（2）若小明骑车时车轮对地面的压强为1.5×10⁵Pa，则小明与车总重是多少？

（3）该车以18km/h匀速行驶，所受阻力为40N，车牵引力功率是多少？

在一次测试中，某家用小汽车沿水平道路以72km/h的速度匀速行驶1.5h，消耗汽油6L．（g＝10N/kg，汽油的密度ρ＝0.7×10³kg/m³，汽油的热值q＝4.6×10⁷J/kg）

（1）若该车连同乘客总质量为1800kg，轮胎与地面接触的总面积为600cm²，则静止时汽车对水平路面的压强是多大？

（2）测试中，若平均阻力为500N，牵引力做功的功率是多大？

（3）在本次测试中，该车内燃机的效率是多大？（计算结果精确到1%）

家住阜新市区的明明一家，星期天早8：00开车去某乡村的采摘园采摘，9：30到达采摘园。从阜新市区到该采摘园全程共90km，车和人总重 1.8t，车轮与地面总接触面积0.1m²．（g取10N/kg）求：

（1）该车在水平路面上静止时对路面的压强是多大？

（2）该车全程的平均速度是多少km/h？

（3）若汽车在某高速公路上以108km/h的速度匀速直线行驶，汽车所受阻力是车和人总重的0.1倍，则该汽车牵引力的功率是多大？

甲表示某种型号货车的部分参数，一次，该车在一段平直公路上以额定功率匀速行驶，遇到车速监控检测点，检测点的距离传感器从向车发出超声波信号到接收到信号共用了0.8s；在连接距离传感器的计算屏幕上显示该车运动的v﹣t图象如图乙所示，求：（超声波在空气中传播速度340m/s）

（1）超声波信号遇到该车时，该车矩监控检测点距离多远？

（2）在该车以额定功率匀速行驶300m时，发动机牵引力做的功多大？

（3）当该车空载静止在水平地面上时，对地面的压强多大？

货车质量/kg	3×10^3
发动机额定功率kW	150
轮胎与地面总接触面积/m^2	0.15

我国在南海成功试采的“可燃冰”是天然气的水合物，天然气应用广泛。如图是用天然气为燃料的小汽车，总质量为1.5t，车轮与地面的总接触面积为0.1m²，汽车发动机的效率为30%，以20m/s的速度在平直公路上匀速直线行驶时受到的阻力为1000N．（天然气热值q＝3.5×10⁷J/m³，g＝10N/kg）求：

（1）该车静止时，对水平路面的压强；

（2）该车行驶时发动机的输出功率；

（3）10m³天然气能使该车以20m/s的速度在该段平直公路上匀速直线行驶的路程是多少？

如图所示，是起重机吊臂上滑轮组的示意图。用该滑轮组将一些规格相同的石板匀速提升到2m高的平台上，若每块石板的重力均为1.2×10⁴N．当滑轮组一次提升一块石板时，钢丝绳的拉力F的功率为3000W，此时滑轮组的机械效率为80%，不计摩擦和钢丝绳的重力，求：

（1）在此过程中，石板匀速上升时的速度是多少？

（2）若该滑轮组一次匀速提升两块石板到同一平台上，则此时钢丝绳的拉力F是多少？

为了保护湿地的生态环境，游客在湿地景区内游览时需乘坐新型电车。

（1）景区观光公路全长18km，游客乘电车游览全程需要2h，电车的平均速度是多少？

（2）满载的电车在水平地面上静止时，车和人的总质量是1600kg，轮胎与地面的接触面积是800cm²，电车对地面压强是多少？（g取10N/kg）

（3）电车在某段水平公路上沿直线匀速行驶2km，电车受到的阻力是1500N，那么在这段路程内电车牵引力做功是多少？

高速铁路的广泛应用使人们的出行更加便捷。放假期间，铭铭与家人乘坐高铁从葫芦岛到沈阳游玩。如图是他们乘坐的“和谐号”高铁列车，下表是它的部分参数。（g＝10N/kg）

满载时总质量	1000t
车轮与铁轨接触总面积	0.8m^2
最高时速	360km/h

（1）满载的列车停在水平轨道上时，对轨道的压强是多少？

（2）葫芦岛至沈阳的路程为270km。若列车以最高时速行驶，从葫芦岛到沈阳需要多长时间？列车从胡芦岛到沈阳实际运行1.5h。设列车在水平轨道上做匀速直线运动，所受阻力是其满载时重力的0.01倍，此过程中牵引力的功率是多少？

（3）“和谐号”运行1km耗电1.075×10⁸J，若这些电能全部由燃烧柴油来获得，列车行驶1km需要消耗多少千克柴油？（q_柴油＝4.3×10⁷J/kg）

如图所示，小强沿着斜坡进行晨跑。已知小强体重500N，单只脚与地面的接触面积为125cm²，他用50s的时间跑完长为200m、高为10m的斜坡。

求：（1）小强的平均速度是多少？

（2）小强克服重力做功的功率是多少？

（3）小强晨跑结束后双脚站在水平地面上，对地面的压强是多少？

深圳推出的环保共享租车模式PonyCar于2017年正式运营。该车小巧实用，质量仅有740kg，轮胎与地面的总接触面积300cm ²，标准乘载160kg，请解答下列问题：

（1）该车通过长为750米的隧道需100秒，则该车的平均速度为多少米/秒？

（2）电动车标准乘载且静止时，对水平路面的压强有多大？

我国自主研发的涡桨支线飞机"新舟600"质量为20t，试飞时飞机以500km/h的速度水平匀速飞行了1.2h，着陆后轮子与水平地面接触的总面积约为2m ²．（g取10N/kg）请问：

（1）飞机水平飞行的路程是多少？

（2）飞机受到的重力是多大？

（3）飞机水平飞行时受到的升力是多大？

（4）飞机着陆后对地面的压强是多大？