2024年中考物理三輪復習重要突破：交通工具類計算題（含解析）

專題07交通工具類計算題

交通工具類計算題通常以轎車、卡車、自行車與火車等交通工具為背景，側重查考平衡

力、速度、壓強、功、功率與熱機效率等學問點：解此類題要留意：

1、因為常常須要求出速度，但題中所給的速度單位通常是km/h,所以須要首先進行單

位換算，依據(jù)lm/s=3.6km/h,把速度單位換算成m/s。

2、求解汽車對地面的壓強時，題中通常已知物體的質量或重力，所以在寫解題步驟時，

別忘了寫出F=G=mg,標明壓力與重力雖然大小相等，但不是同一個物理量。此外，還要明

確受力面積是一個輪胎的面積還是輪胎的總面積。

3、若須要用公式P=Fv,必需注明物體在做勻速運動。

指C

1、速度的相關計算

Q

公式：V=?變形式：求路程s=vt求時間t=單位：速度單位m/s（米每秒），路程

單位m（米），時間單位s（秒）單位換算：1km=103m1h=3600s1min=60s

lm/s=3.6km/h須要解決的問題：（1）題目中已知路程、時間，干脆套用公式進行計算，或

依據(jù)其變形式進行計算，留意單位統(tǒng)一（2）題目中未干脆告知所求路段的路程或時間，需

依據(jù)已知條件進行轉換［a.所求的路程與某個已知路段的路程相等，所求時間與其他某個階

段的時間相等（或有函數(shù)關系）;b.來回問題,留意題目設問所求階段,路程的對應時間］（3）

走走停停問題，留意明的確際運動的時間

2、重力、壓力的計算

公式：G=mg水平面上處于平衡狀態(tài)：F=G單位：重力、壓力單位N（?；蚺ｎD），

質量單位kg（千克），g一般取10N/kg單位換算：1t=l000kglg=l（）Tkg變形式：

r

求質量m=-

g

3、壓強的計算

F

公式：p=-單位：壓強單位Pa（帕斯卡），壓力單位N（牛），面積單位而（平方米）

單位換算：

1Pa=lN?m_21dm2=10-2m21cm2=10-4m之變形式：F=pS須要解決的問題：關于壓

1

力F：(1)當在水平面上處于平衡狀態(tài)時，由相互作用力可知F=G,留意是否將人的重力計

算在內.求車對地面的壓強時，只有車重，求車在行駛過程中對地面的壓強時，為車重與人

重之和(2)當在非水平面上處于平衡狀態(tài)，進行簡潔的受力分析，對應正壓力即為F,關

于接觸面積S：看清已知條件，是單個車輪的面積還是總接觸面積(留意車輪的個數(shù)及單位)

4、牽引力、阻力的計算

公式：F=f=nG(二力平衡)，依據(jù)題目的已知條件得出重力與阻力之間的數(shù)學關系，

求出阻力大小

5、功、功率的計算

公式：W=FsP=Fv單位：功的單位是J(焦耳)，力的單位是N(牛)，路程的單位是

m(米)，功率的單位是W(瓦或瓦特)，時間的單位是s(秒)單位換算：1kW=l000W

i.由連云港市市政府主導,某集團投資建設的公共自行車項目，通過相關部門的宣揚，

“綠色出行，低碳生活”的理念深化人心.經(jīng)過一段時間的運行，公共自行車己經(jīng)真正融入

到港城人民的生活中.一位市民騎著自行車在平直的水平路面上以5m/s的速度勻速行駛,

已知該市民質量為60kg,自行車質量為10kg,前后輪胎和地面總接觸面積為2XIO-m?.

假定騎行過程中人和車受到的阻力恒為15N,在該市民騎行過程中，求：(g=10N/kg)

(1)自行車對水平路面的壓力；

(2)自行車對水平路面的壓強；

(3)該市民做功的功率.

【解析】(1)自行車對地面的壓力：

F=("人+0車)g=(60+10)kgX10N=700N

(2)自行車對地面的壓強：

F700N5

P==32=35X1

52X10-m-°Pa

(3)該市民做功的功率—7^=15NX5m/s=75W

2.如圖所示，西安市軌道交通中的一條骨干線路一一地鐵4號線已于2024年12月26

日開通運營，從北客站站至航天新城站全長35.2公里，共設29座車站，地鐵空載時總質量

約為180噸，設計最高速度為80km/h.(g取10N/kg)

(1)地鐵高速行駛時易吸附空氣中的灰塵是因為車身與空氣摩擦后.

2

(2)若車輪與軌道的總接觸面積為0.9m2,地鐵靜止在平直軌道上時對軌道的壓強是

多少？

(3)假如地鐵運行時受到的阻力為車重的0.04倍，以最高速度空載勻速運行全程時牽

引力的功率和所做的功是多少？

第2題圖

【解析】(1)帶電(或帶了電荷)

(2)地鐵受到的重力

6=儂=180X1000kgXION/kg=1.8X106N

地鐵對軌道的壓強

=陛=￡=1.8X1O15N

=2X106Pa

P一亍一缶一0.9mJ

(3)列車運行時受到的阻力

f=0.04G=0.04X1,8X106N=7.2X104N

因地鐵勻速行駛時，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，所以地鐵的牽引力F^f=

7.2X104N

則地鐵以最高速度空載勻速運行時牽引力的功率

WFs80,$

P=~=—=Fv=l.2X104NX---m/s=l.6X10W

tt3.6

地鐵的牽引力做的功

上八=7.2X10,NX35.2X103m=2.5344X109J

3.近年來，獨輪電動平衡車深受年輕人的寵愛，如圖所示，它采納站立式的駕駛方式,

人通過身體的前傾、后仰實現(xiàn)駕駛.下表為某型號獨輪電動平衡車的部分數(shù)據(jù)，貝U：

質量10kg

輪胎與地面接觸面積30cm2

最大速度16km/h

充溢電行程24km

第3題圖

(1)該車充溢電后，若以最大速度行駛，能行駛的最長時間是多少？

3

(2)質量為50kg的人駕駛該車，在水平地面上勻速行駛，若所受阻力為總重力的0.2

倍，此時該車受到的牽引力是多大(g取10N/kg)?

(3)質量為50kg的人駕駛該車時，車對水平地面的壓強是多大？

【解析】(1)該車以最大速度行駛，能行駛的最長時間為

s24km

t=7=16km/h=1-511

(2)車和人的總重力為

G總=7總g=(10kg+50kg)X10N/kg=600N

因車做勻速直線運動，車受力平衡，

該車受到的牽引力/牽=『=0.261總=0.2X600N=120N

(3)車對水平地面的壓強0=?=等=力:」尸2義1。5

S53X10mPa

4.如圖甲所示為一輛灑水車，未裝水時其質量為4t.(0水=1.0X103kg/3,名取io

N/kg)

甲乙

第4題圖

(1)灑水車的方向盤相當于杠桿，當灑水車灑水時，其慣性(選填

“增大”“減小”或“不變”).

(2)灑水車儲水箱裝滿水后，水箱內距水面0.4m深處，水產(chǎn)生的壓強多大？

(3)灑水車空車行駛時，某段時間內的s—t圖像如圖乙所示，這段時間內其所受阻力

為800N,則這段時間內灑水車牽引力的功率多大？

【解析】(1)省力減小

(2)水產(chǎn)生的壓強0=0水的=1.0XIO,kg/m3X10N/kgX0.4m=4.0X103Pa

(3)由圖乙可知，這段時間灑水車做勻速直線運動，故路程s=100m,時間2

=10s,則速度尸1=：?m=iom/s

t10s

卬Fs

牽引力的功率?=1=7=4=介=800NX10m/s=8000W

5.為提高車輛通行量，福州交警在市區(qū)一些道路某些時段推廣“綠波通行”，即車輛

4

在綠波路段以如圖所示的50km/h?55km/h范圍內行駛，一路綠燈.在綠波時段，質量是

LZXIO'kg的汽車，經(jīng)過綠波路段上相距2.7X103m的兩個路口，用時180s.問：

(1)汽車行駛的平均速度是多少？是否“綠波通行”？

(2)若汽車在這段距離內行駛的牽引力保持3000N不變，則汽車的輸出功率是多少？

(3)若輪胎與地面接觸的總面積是0.6m2,汽車靜止時對水平地面的壓強是多少(g

取10N/kg)?

第5題圖

s2.7X103m,.

【解析】⑴/=ROs=15m/s=54km/h

因為50km/h<54km/h<55km/h

所以汽車是“綠波通行”

(2)P=Fv=3000NX15m/s=4.5X104W

(3)因為汽車靜止在水平地面上

所以戶氏=6=儂=1.2X103kgXION/kg=l.2X101N

F1.2X104N.

0=Wa=ca°=2X104Pa

S0.6m

6.如圖所示為直一9型艦載直升機.該直升機有效載荷1863kg,最大起飛質量3850

kg,最大續(xù)航時間5h,下表是直升機航行時所受阻力的大小與速度的關系.(g取10N/kg)

求:

第6題圖

(1)直升機上升時機翼上方的壓強機翼下方的壓強.

(2)直升機以最大起飛質量水平勻速飛行時的升力.

(3)該直升機3min豎直上升至756m高空的平均速度.

5

(4)當直升機以80m/s的速度水平勻速巡航時，發(fā)動機的輸出功率.

速度v(m/s)20406080

阻力Z/N1004009001600

【解析】(1)小于

【解析】(2)直升機以最大起飛質量水平勻速飛行時，豎直方向受到的重力與升力是一

對平衡力

升力F=G=mg=3850kgXION/kg=3.85X104N

(3)直升機豎直上升的平均速度

(4)由表可知，直升機以80m/s的速度水平勻速巡航時所受的阻力為1600N,此時

牽引力等于阻力，即尸牽=f=l600N

故直升機發(fā)動機的輸出功率

卜F蠶s

々1=亍=/牽廠’=1600NX80m/s=l.28X105W

7.據(jù)蘇州日報報道，張家港近日啟動了新能源汽車充電站、充電樁在規(guī)劃編制，第一

批新能源汽車充電樁在港城建成投運.若每個充電樁對新能源小汽車的充電功率為7000W,

充電1h可使質量為1t、額定輸出功率12kW的新能源小汽車勻速直線行駛36km.設汽車

行駛過程中受到的阻力是車重的0.06倍，g取10N/kg.

(1)小汽車靜止在水平地面上，輪胎與地面的接觸總面積為0.08m?,汽車對地面的壓

強多大？

(2)該小汽車以額定輸出功率在平直馬路上勻速行駛時速度多大？

(3)該小汽車將電能轉化為機械能的效率多大(結果保留一位小數(shù))？

【解析】(1)汽車對水平地面的壓力尸=G=〃g=lX103kgXION/kg=lX104N,

4

--l-K-ALEF1X10N5

汽車對地面的壓強0=W=7^}F=1.25X1O5

S0.08mPa

(2)汽車勻速行駛時b=f=0.06G=0.06X1X104N=600N,

汽車勻速行駛的速度—等==20m/s

r喘60°0N；卬

、MFs600NX36X103m

(3)汽車的效率7?=-X100%=—X100%=X100%?85.7%.

的P范t77000WX3600s

8.如圖是一輛質量為11t的流淌式混凝土攪拌車，當裝有5t的混凝土時，輪胎與地

面接觸的總面積為0.8m2.車以72km/h的速度在平直馬路上勻速行駛時，發(fā)動機的輸出功

6

率為128kW.(g取10N/kg,燃油的熱值取g=4X107J/kg)求：

(1)裝有5t混凝土的攪拌車靜止在水平地面上，對地面的壓強.

(2)攪拌車以72km/h的速度勻速直線行駛時，受到地面的阻力(拌筒旋轉功率忽視

不計).

(3)攪拌車行駛時發(fā)動機的效率為40%,以72km/h的速度勻速行駛10km,須要消耗

多少千克燃油？

第8題圖

【解析】(1)攪拌車對地面的壓力b=G=/總g=(11X103kg+5X103kg)X10N/kg

=1.6X105N

鐘.“工,LK-ALPF1.6X105N$

攪拌車對地面的壓強p=W=2=2X1()5

50.8mPa

(2)攪拌車行駛的速度v=72km/h=20m/s

—獷P1.28X105W

牽引力的功率?=1=Fv,F=_=0“/—=6.4X10,3N

tv20m/s

由于攪拌車勻速行駛，所以尸限=6=6.4Xl(fN

(3)攪拌車牽引力所做的功片戶s=6.4X10,NX104m=6.4X107J

由”=/得，行駛過程中須要放出的熱量

6.4X。J

￡8

0放=40%~=1.6X10J

s

個曲豌、小1.6X10J

須文燃油勿油一萬一4X](fJ/kg—44kg

9.“節(jié)能減排，低碳生活”旨在提倡節(jié)約能源和削減二氧化碳排放.李明同學堅持騎

自行車上下學，他的質量為50kg,所騎自行車質量為15kg.(g取10N/kg)求：

(1)若他在平直馬路上5min內勻速行駛了1500m,則這段時間他騎行的速度是多

大？

(2)若他騎行時的牽引力恒為60N,則他騎行這5min內克服阻力做了多少功？

(3)若他騎行時自行車兩輪與地面總的接觸面積為25cm2,則他騎行時自行車對地面

的壓強為多少？

【解析】(1)騎行的速度為：m=5m/s

t5X60s

(2)因自行車在平直馬路上勻速行駛，所以自行車受到的阻力為人尸牽=60N

7

李明克服阻力所做的功：W=Fs=60NX1500m=9X104J

（3）騎自行車行駛時對地面的壓力：F=G=（0+磔）g=（15kg+50kg）X10N/kg

=650N

自行車與地面總的接觸面積：S=25cm2=2.5XIO-3m2

李明騎自行車行駛時對地面的壓強：p==2.6X地5Pa

三S2.5，呼X1廣0-m

10.一輛汽車以恒定的功率在平直的馬路上做直線運動，其V-力圖像如下，在第10s

時速度達到20m/s,通過的路程為120m.

求：（1）在0?10s內汽車的平均速度.

（2）設汽車在行駛過程中所受阻力不變，大小為『=4000N,那么在0?10s內汽車

發(fā)動機產(chǎn)生的牽引力所做的功是多少焦耳.

（3）若發(fā)動機的轉化效率為80%,則須要燃燒多少千克汽油才能使發(fā)動機做這么多功

（己知汽油的熱值大約為5X107J/kg）.

【解析】（1）在0?10s內汽車的平均速度為〃=弓=妥1=12m/s；

t10s

（2）牽引力做的功等于克服摩擦力做功為：

『=fs=4000NX120m=4.8X105J；

ww4SX105T

（3）發(fā)動機的轉化效率77=77X100%,則QA=—='=6X105J,因為0成

%〃oQUNO%/

=mq,則須要燃燒汽油的質量為0=竺=含冷［=0.012kg.

q5X10J/kg

11.如圖所示為我國生產(chǎn)的一款高性能7座純電動SUV,部分參數(shù)如下表所示（g取10

N/kg）：

空車質量2460kg車身長度5022mm

滿載人員7人（含司機）滿載時全部輪胎與地面總的接觸面積0.1m2

最大車速198km/h純電動連續(xù)行駛里程W355km

（1）汽車在水平地面高速行駛時對地面的壓力（選填“大于”“小于”或“等

于”）重力.

8

(2)假如司機和乘客的平均質量為50kg,該汽車滿載靜止在水平地面上時對地面的

壓強是多少？

(3)假如該汽車滿載時在水平路面勻速行駛，受到的阻力為人和車總重的0.03倍，它

在水平路面上以最大車速勻速行駛時牽引力的功率是多少？

第11題圖

【解析】(1)小于

(2)滿載時車和人的總重：6總=(川車+/人)g=(2460kg+7X50kg)X10N/kg

=2.81X104N

滿載靜止時車對水平地面的壓力：b=6總=2.81*10"N

滿載靜止時車對水平地面的壓強：0=1J：1。'81X105pa

S0.1m

(3)因車勻速行駛時處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，所以車的牽

引力：

F'=f=0.03G總=0.03X2.81X10“N=843N

車的最大行駛速度：F=198km/h=55m/s

WF's

此過程中牽引力的功率：戶=]=一y=843NX55m/s=46365W

12.如圖甲是中國自主研制的首列永磁動力單軌列車.其亮點是列車可以小角度轉彎,

安裝有高壓細水霧滅火系統(tǒng)和制動發(fā)電裝置.

(1)當列車轉彎時，水平輪胎發(fā)生形變，起到導向和穩(wěn)定作用.如圖乙是輪胎與接觸

面的平面圖，請在圖乙中畫出輪胎對接觸面壓力的示意圖.

(2)當高壓細水霧系統(tǒng)中水槍工作時，水對噴孔的壓強p=10MPa,水霧噴出的速度

y210m/s,若噴孔的總面積S=5X10”m\則水槍的功率至少為多少瓦？(不計大氣壓強)

(3)列車制動減速的過程中，機械能轉化為電能和內能.當列車在平直軌道上制動減速時，

電能眼與內能例之比為9：16,如圖丙是機械能的改變量A/與速度改變量A/的關系圖像，

若列車從72km/h起先減速，轉化的電能可供總功率為1000W的照明燈正常發(fā)光1h,則

列車的速度將會減小到多少千米/時？

\

/\

\

\/

/\

\

/\

/\

乙

第12題圖

【解析】(1)如答圖所示:

(2)噴頭處作用力戶=0S

則功率？槍=&=05>=10*106PaX5X10-5m2X10m/s=5X103W

(3)產(chǎn)生的電能：/電=戶電t=l000WX3600s=3.6X106J

電能濟和內能例的比值為9:16,

則電能儀和機械能改變量△『的比值為9：(9+16)=9:25

2525

即：Ar=—K=—X3.6X106J=1X1O7J

yy

由關系圖像可知，Ar=10m/s

末速度v*=v0—Ay=20m/s—10m/s=10m/s=36km/h

13.如圖甲是中國自主研制的一款單軌列車,其亮點是安裝有高壓細水霧滅火系統(tǒng)和制

動發(fā)電裝置.當列車在平直軌道上制動減速時，所減小機械能的36%轉化為電能，如圖乙是

機械能的改變量△/與速度改變量△廠的關系圖像.

(1)由圖像可知，速度的改變量越大，獲得的電能越.

(2)當高壓細水霧系統(tǒng)中的水槍工作時，若噴孔的總面積S=5Xl()Tm2,水對噴孔的

壓強0=1.0X10,Pa,水對噴孔壓力為多少牛？若水槍的噴水功率為5000肌則噴出水霧

的速度為多少米/秒？(不計大氣壓強)

(3)若列車起先減速，轉化的電能可供總功率為1000W的照明燈正常發(fā)光1h,則

列車的速度將會減小多少米/秒？

甲乙

第13題圖

【解析】(1)多

10

(2)水對噴孔的壓力尸=0S=1.0X10'PaX5X10-51^=500N

上WFs/口+…A,b、*4、,P5000W,

由々1=7=尸廠得噴出的水奔速度為■=}=so。\=1。m/s

(3)轉化的電能濟電能=4t=lkWXlh=lkW-h=3.6X106J

由口=譬乂100%得,減小的機械能%J=1X1()7j

%械n36%

由乙可知，速度將會削減10m/s

14.一輛以自然氣為燃料的公交汽車質量為16000kg,輪胎與地面的總接觸面積為400

cm?.某次行駛過程中，搭載的人員及物品共2000kg,所受阻力為車總重的0.01倍，40s

內勻速直線行駛了400m,共消耗自然氣0.025kg(自然氣完全燃燒，其熱值為6.4X107

J/kg).針對此次行駛過程，求：

(1)汽車對地面的壓強；(g取10N/kg)

(2)汽車的功率；

(3)汽車發(fā)動機的效率.

【解析】(1)/=6=儂=(16000kg+2000kg)X10N/kg=1.8X105N

F1.8X105N°

P==2=45X10

S400X10^m-Pa

(2)勻速直線行駛時，牽引力尸=『=0.0101X1.8X105N=1.8X103N

汽車做功片用=1.8X103NX400m=7.2X105J

W7.2X105J

功率?=]=一——=i.8X104W

(3)0=收=0.025kgX6.4X107J/kg=1.6X106J

―…+(7.2X105J

發(fā)動機效率n=-^xioo%=100%=45%

X6X1()6JX

15.如圖甲所示，柳葉湖大橋讓常德市區(qū)交通變得便捷的同時也成為了一道亮麗的風

景.小洋暑假里在常德快樂水世界游玩后乘小汽車返回市區(qū)，須要從平直的道路駛上柳葉湖

大橋.已知小汽車(含乘客)總質量為2.5X103kg,以18m/s的速度在大橋的引橋上勻速

行駛，如圖乙所示，此過程中小汽車的功率為36kW,可以將引橋近似看成一個傾角較小的

斜面，此斜面的長度為400m,高度為12m.

(1)假如小汽車與地面的總接觸面積為0.05m)它靜止在水平路面上對地面的壓強為

多大？

(2)大橋引橋的機械效率為多大？

(3)小汽車在引橋上行駛時所受路面的摩擦力(空氣阻力忽視不計)為多大？

11

甲乙

第15題圖

【解析】(1)小汽車靜止在水平路面上對地面的壓強：

WFsp36X10W

(2)由八可知，小汽車牽引力：方=-=，/=2000N

ttv18m/s

3

r口14MM緇Gh2.5X10kgX10N/kgX12m

則大橋引橋的機械效率為T7=-X1OO%=-X1OO%=------2湍NX400:---------

X100%=37.5%

(3)由題意可知，小汽車在引橋上行駛時克服摩擦力所做的功為額外功，則『額=『總

一/有=2000NX400m-2.5X103kgXION/kgX12m=5X10sJ

由上五s可得，小汽車受到的摩擦力：=5^,°J=1.25X103N

s400m

16.小強一家駕車郊游，車行至一個水平彎道處，坐在副駕駛座位上的小強不由自主靠

向車門，并與車門產(chǎn)生擠壓，如圖甲所示.

小強問爸爸：我向外靠是因為慣性所致，但我和車門擠壓時，明顯車門對我有一個反向

的作用力，這個力有什么作用嗎？爸爸說明道：剛才我們在彎道上的運動是圓周運動，而做

圓周運動的物體，須要有指向圓心的力維持物體做這種運動，這種力叫向心力.小強恍然：

那剛才車門對我的力就是供應我做圓周運動的向心力啦！

小強進一步查閱資料得知：如圖乙所示，若一個質量為0的物體，沿半徑為r的圓弧做

圓周運動，其運動的速度為p(即單位時間內物體通過的圓弧長)，那么物體所需向心力的

(1)他們在彎道處的行駛速度為54km/h,合m/s.

(2)小強的質量〃=45kg,彎道處的圓弧