专题15 初中力热综合计算题解题规律与思维方法
一、初中力热综合计算题概述
解决力热综合计算题一般涉及到的物理公式包括速度公式、密度公式、重力公式、压强公式、浮力公式、机械功和功率、机械效率公式、物体吸热公式、放热公式、热值公式、热效率公式等；涉及到的物理规律有二力平衡条件、液体压强规律、阿基米德原理、杠杆平衡条件、欧姆定律、焦耳定律以及热平衡方程等。
二、初中力热综合计算题基本类型
1.通过表格给出力学的、热学的一些数据，让学生分析有用的数据信息，结合力学热学规律、公式进行解决问题；
2.通过情境图给出力学的、热学的一些数据，让学生分析有用的数据信息，结合力学热学规律、公式进行解决问题；
3.通过原理图以及图像给出力学的、热学的一些数据，让学生分析有用的数据信息，结合力学热学规律、公式进行解决问题；
三、初中力热综合计算题例题解析
【例题1】五一假期，小红全家驾车从郑州市到开封市通许县游玩，出发前，爱学习的小红收集了相关数据，整理成下表，请你根据表中数据完成相关计算．计算时需要的物理常量g取10N/kg，q汽油=4.6×107J/kg．
轿车质量（kg）1050
车轮与地面接触总面积（m2）0.15
郑州到通许的距离（km）108
预设行车速度（km/h）90
行驶l km耗油量（g）50
匀速行驶时受到的阻力（N）2000
（1）如果你仔细观察的话，可以发现汽车的尾翼是____表面比较平，___表面的弧度大些。这和飞机的机翼是相反的。在汽车高速运动时，这种形状的尾翼会产生一个向下的压力，增加轮胎的抓地力，缩小刹车距离。该轿车静止时（车上无人）对水平地面的压强为_____Pa。
（2）该轿车匀速行驶lkm牵引力所做的功是多少J？
（3）郑州到通许消耗的汽油在完全燃烧时放出的热量是多少J？
【例题2】当今太阳能热水器已经在广安城乡用得非常普遍了，如图所示。已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里，能将8 ℃、100 L水加热到38 ℃。请解答：在此过程中，水吸收了多少热量？[水的比热容为4.2×103 J/（kg℃），水的密度为1.0×103 kg/m3]
1
【例题3】一辆轿车在平直的高速公路上匀速行驶1.8km，轿车上的速度表如图所示，在此过程中
⑴轿车速度为多少km/h? 合多少m/s?
⑵若轿车发动机的功率为40kW，则该车行驶中所受阻力多大？
⑶若轿车消耗汽油0.25kg，其发动机的效率多大？（q汽油＝4.6×107J/kg）
初中力热综合计算题综合训练
1.某款油电混合动力小汽车，具有省油、能量利用率高等特点，其相关信息如表．在某次水平道路测试中，该车以中速匀速行驶170km，共消耗汽油10L．测试过程中，内燃机既向车轮提供能量，又向蓄电池充电，同时蓄电池又将部分能量通过电动机向车轮输送，此时，内燃机和电动机共同驱动车辆前进．之后，工作人员又进行了制动测试，描绘出了制动距离（从刹车开始到车停止的距离）与制动时的速度关系图象，如图所示．
驱动模式纯电动启动、低速
油电混动中速
纯燃油高速
汽车质量1200kg
车轮与地面总接触面积0.096m3
）由图象可知，车速越，制动距离越长．
（2）该车空载静止时，对水平地面的压强是多少？（g取10N/kg）
（3）在水平道路中速匀速行驶测试中，若平均阻力为1000N，牵引力做的功是多少？
（4）在水平道路中速匀速行驶测试中，若该车内燃机的效率为53%，此过程最终使蓄电池增加了多少能量？（忽略蓄电池和电动机的热损失，ρ汽油取0.7×103kg/m3，q汽油=4.6×107J/kg）
2
2.某一型号的汽车质量为5×103kg，轮胎与地面接触面积为4×250cm2，在一段平直公路上用0.5小时匀速行驶了54km，车受到的阻力为车重的0.1倍．求：
（1）该汽车的行驶速度；
（2）该汽车对地面的压强；
（3）该汽车牵引力所做的功；
（4）已知这一过程消耗燃油 1.5×10﹣2m3，求汽车发动机在这一过程中消耗的总能量及该汽车的效率．（假设燃油完全燃烧，燃油密度ρ为0.8×103kg/m3，燃油热值q为4.5×107J/kg，g取10N/kg）5.夏天，公园内的草坪都要定期使用如图所示的草坪修剪机进行修剪，它底盘刀具的动力靠汽油机提供。修剪机总重为200N，四个轮子与地面的接触面积为20cm2，修剪机正常工作时，刀具每秒钟通过的距离为23m，匀速运动时受到的平均阻力为20N，在一次修剪过程中，所用时间为5000s，耗油0.2kg.（q汽油=4.6×107J/kg）求：
（1）使用前修剪机静止时对水平地面的压强；
（2）修剪机克服阻力做功的功率；
（3）汽油机的效率。
6.五一假期，小明全家驾车从宿迁到徐州游玩，出发前，爱学习的小明收集了相关数据，整理成下表，请你根据表中数据完成相关计算．
（1）轿车静止时对水平地面的压强（g取10N/kg）；
（2）全程行车所需的时间；
（3）匀速行驶lkm牵引力所做的功；
（4）全程消耗的汽油在完全燃烧时放出的热量（q汽油=4.6×107/kg）．
轿车质量（kg）1050
车轮与地面接触总面积（m2）0.15
宿迁到徐州距离（km）108
预设行车速度（km/h）90
3
行驶l km耗油量（g）
50
匀速行驶时受到的阻力（N）2000
7.我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20000m，最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h），最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见表：
速度v/（m/s）100 200 300 400 500
阻力f/N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 4.8×1047.5×104已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg。求：
（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少焦？
（2）当飞机以400m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦？
（3）若在飞机油箱中加满燃油，且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少千米？
8.甲、乙两位同学对“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有关”持有不同的意见，于是他们对此展开研究。他们从网上查到，雨滴在下落过程中接近地面时受到的空气阻力与雨滴的横截面积S成正比，与雨滴下落速度v的平方成正比，即f=kSv2（其中k为比例系数，是个定值），雨滴接近地面时可看做匀速直线运动。把雨滴看做球形，其半径为r，密度为ρ，比热为c，球的体积为V=πr3．（注：所有结果均用字母表示）
（1）半径为r的雨滴重力为。
（2）在接近地面时，大雨滴的下落速度小雨滴的下落速度（选填“大于”“等于”“小于”），写出推理过程。
（3）假设半径为r的雨滴在近地面下落h高度的过程中，重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能，则雨滴的温度升高了多少？
9．如图，质量为0.1kg的铁球从高为2.3m的斜面顶端无摩擦下滑后，撞击到水平地面上的金属块。假设撞击时铁球的机械能有20%转化成内能，并全部被自己吸收（c铁=0.46×103J/（kg•℃），假设铁球在整个运动过程中与接触面无摩擦、不计空气阻力）。
（1）求铁球下滑到斜面底端的过程中，重力做功多少J？
（2）求铁球升高的温度为多少℃？
10．我市正在争创全国文明城市，各单位都加大了“创城”工作的力度。为了净化市区空气，环卫工人每天清晨都驾驶洒水车对市区道路洒水（如图）．下表是某洒水车的相关数据。已知水的密度为1.0×103kg/m3，汽油的燃烧值为4.6×107J/kg，g取10N/kg．请根据题意回答下列问题：
空车质量水罐容积装满水时车轮与地面的总接触面积额定功率
4
