中考物理試題分類匯編 專題20 功和功率（含解析）.doc

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專題20 功和功率 　 一．選擇題（共10小題） 1．（xx?天津）中國選手張湘祥在奧運(yùn)會上獲得男子舉重62kg級冠軍，挺舉成績是176kg，圖為他比賽時的照片。他在挺舉過程中對杠鈴做的功最接近（　　） A．600J B．1200J C．1800J D．3400J 【分析】根據(jù)G=mg求出杠鈴的重力，估測出舉高的高度，根據(jù)W=Gh求出對杠鈴做的功。 【解答】解：杠鈴的重力： G=mg=176kg10N/kg=1760N， 張湘祥的身高約為1.60m； 在挺舉過程中把杠鈴舉高的高度為張湘祥的身高加上0.4m，即： h=1.60m+0.4=2.0m， 在挺舉過程中對杠鈴做的功： W=Gh=1760N2.0m=3520J。 故選：D。 　 2．（xx?長沙）下列關(guān)于功的說法正確的是（　?。? A．小明用力推發(fā)生故障的汽車而未推動時，推力對汽車做了功 B．吊車吊著重物沿水平方向勻速運(yùn)動一段距離時，吊車的拉力對重物做了功 C．足球在水平地面上滾動一段距離時，重力對足球做了功 D．舉重運(yùn)動員從地面將杠鈴舉起的過程中，舉重運(yùn)動員對杠鈴做了功 【分析】做功的兩個必要因素：作用在物體上的力；物體在力的方向上通過的距離（即力和距離的方向要一致）；二者缺一不可。 【解答】解：A、用力推發(fā)生故障的汽車而未推動時，只有力沒有距離；故推力對汽車沒有做功；故A錯誤； B、吊車吊著重物沿水平方向勻速運(yùn)動一段距離時，拉力方向豎直向上，移動距離的方向水平向前；兩個方向相互垂直，故吊車的拉力對重物沒有做功；故B錯誤； C、足球在水平地面上滾動一段距離時，移動距離的方向水平向前，重力的方向豎直向下；兩個方向相互垂直，故重力對足球沒有做功；故C錯誤； D、運(yùn)動員從地面將杠鈴舉起的過程中，力的方向豎直向上，移動距離的方向也豎直向上，兩個方向一致；故舉重運(yùn)動員對杠鈴做功；故D正確； 故選：D。 　 3．（xx?鹽城）小明將掉在地面上的物理書撿起來放在課桌上，他對課本所做功最接近于（　?。? A．0.02J B．0.2J C．2J D．20J 【分析】首先估測物理課本的質(zhì)量，然后計算它的重力，然后再估測課桌的高度，最后根據(jù)功的公式計算即可。 【解答】解：一本物理課本的質(zhì)量m=200g=0.2kg， G=mg=0.2kg10N/kg=2N， 課桌高度約為1m， 人對課本做的功：W=Gh=2N1m=2J。 故選：C。 　 4．（xx?廣州）如圖所示，OQ是水平地面，物體在水平拉力作用下從O勻速直線運(yùn)動到Q，OP段拉力F1為300N，F(xiàn)1做的功為W1，功率為P1；PQ段拉力F2為200N，F(xiàn)2做的功為W2，功率為P2．則（　?。? A．W1＞W(wǎng)2 B．W1＜W2 C．P1＞P2 D．P1＜P2 【分析】（1）根據(jù)W=Fs分別計算F1和F2所做的功，然后比較即可； （2）根據(jù)P===Fv分析比較F1和F2所做的功的功率的大小。 【解答】解： （1）由圖知，OP段的路程s1=4m，PQ段的路程s2=6m， OP段拉力F1做的功為：W1=F1s1=300N4m=1200J， PQ段拉力F2做的功為：W2=F2s2=200N6m=1200J， 比較可知，W1=W2，故AB錯誤； （2）物體在水平拉力作用下從O勻速直線運(yùn)動到Q，所以，物體在OP段和PQ段速度相同， 又因為F1＞F2，所以根據(jù)P===Fv可知，P1＞P2，故C正確，D錯誤。 故選：C。 　 5．（xx?淄博）如圖所示，AC＞BC，在相同時間內(nèi)把同一物體分別沿斜面AC、BC勻速推上頂端，推力分別為F1、F2，功率分別為P1、P2，在不考慮摩擦的情況下（　?。? A．F1＜F2，P1=P2 B．F1＞F2，P1＞P2 C．F1=F2，P1=P2 D．F1＜F2，P1＜P2 【分析】（1）斜面傾斜角度越大，越費(fèi)力，斜面AC的傾斜角度小于斜面BC，所以斜面AC更省力， （2）不考慮摩擦的情況下，斜面光滑，使用光滑的斜面沒有額外功；根據(jù)功率的計算公式P=，結(jié)合做功的多少和所用時間的多少分析所做的功的功率大小。 【解答】解： （1）不計摩擦，斜面AC傾斜角度小于BC，則AC＞BC，所以物體沿AB運(yùn)動時拉力較小，即F1＜F2； （2）不計摩擦，使用光滑的斜面沒有額外功，拉力在兩斜面上做功相同（等于克服物體重力所做的功），即W1=W2；拉力做功相同，所用時間相同，根據(jù)P=可知，拉力做功的功率相同，即P1=P2。 故選：A。 　 6．（xx?徐州）一輛汽車在平直公路上沿直線向前行駛，途中經(jīng)過一段泥濘路面，如果汽車發(fā)動機(jī)的功率始終保持不變，則汽車行駛路程s隨時間t的變化關(guān)系可能是（　?。? A． B． C． D． 【分析】由生活經(jīng)驗知，汽車在泥濘的路面行駛時要增大其牽引力，根據(jù)汽車行駛過程中牽引力的變化由P=Fv分析其速度的變化從而解題。 【解答】解： 汽車在泥濘的路面行駛時，受到的阻力變大了，需要增大其牽引力，所以汽車在整個行駛過程中，汽車的牽引力由小變大再變小，即經(jīng)過泥濘路面時牽引力變大，經(jīng)過泥濘路面后牽引力變??； 汽車發(fā)動機(jī)的功率始終保持不變，經(jīng)過泥濘路面時牽引力變大，由P===Fv可知，汽車經(jīng)過泥濘路面時的速度會變小，經(jīng)過泥濘路面后速度會變大，且在經(jīng)過泥濘路面前后速度是相同的。 在s﹣t圖象中，傾斜的直線表示s與t成正比，即物體做勻速直線運(yùn)動；且圖線越靠近s軸（傾角越大），說明物體速度越大。 A圖中，圖線是傾斜的直線，說明汽車一直做勻速直線運(yùn)動，不符合題意； B圖中，圖線表示汽車的速度先變大后變小，不符合題意； C圖中，中間部分表示汽車往回行駛，不符合題意； D圖中，圖線表示汽車的速度先變小后變大，且經(jīng)過泥濘路面前后速度是相同的，符合題意。 故選：D。 　 7．（xx?棗莊）媽媽與小明進(jìn)行爬山比賽，他們選擇的起點(diǎn)、路徑和終點(diǎn)都相同，全程設(shè)為勻速運(yùn)動，媽媽的體重是小明的2倍，媽媽所用的時間是小明的3倍，若媽媽克服自身重力做功為W1、功率為P1，小明克服自身重力做功為W2、功率為P2，則下列關(guān)系正確的是（　?。? A．W1：W2=2：1 P1：P2=6：1 B．W1：W2=2：3 P1：P2=2：1 C．W1：W2=2：1 P1：P2=3：2 D．W1：W2=2：1 P1：P2=2：3 【分析】（1）爬山比賽過程中，兩人爬山的高度相同，根據(jù)W=Gh求出做功之比； （2）根據(jù)P=求出功率之比。 【解答】解： 由題可知，媽媽與小明爬山的高度相同，媽媽的體重是小明的2倍，媽媽所用的時間是小明的3倍， 由W=Gh可得，媽媽和小明克服重力做功之比： ===； 由P=可得，媽媽和小明克服重力做功的功率之比： ====，故D正確。 故選：D。 　 8．（xx?隨州）都市生活離不開電梯，如圖，將電梯簡化為“鋼繩拉著電梯箱在豎直導(dǎo)軌上運(yùn)動”模型。小剛同學(xué)乘坐電梯從一樓到五樓，電梯箱和人的總質(zhì)量為500kg，電梯上行受到軌道摩擦力為500N，鋼繩對電梯箱的拉力用T表示。電梯（底面）在A點(diǎn)（一樓地面）到B點(diǎn)（二樓地面）過程中速度在增加，用時4s：在B點(diǎn)到D點(diǎn)（四樓地面）過程中勻速運(yùn)動，用時4s：在D點(diǎn)到E點(diǎn)（五樓地面）過程中速度逐漸減小，用時四樓地面4s；每層樓高3m，（g取10Nkg），下面說法正確的是（　　） A．電梯從A點(diǎn)到B點(diǎn)過程中，鋼繩拉力T做功1.65104J B．電梯從B點(diǎn)到C點(diǎn)過程中，鋼繩拉力T做功的功率4.125103W C．電梯從C點(diǎn)到D點(diǎn)過程中，鋼繩拉力T做功的功率8.25103W D．電梯從D點(diǎn)到E點(diǎn)過程中，鋼繩拉力T=5.5103N 【分析】勻速運(yùn)動時，鋼繩的拉力等于電梯廂和人的總重力加上摩擦力；加速運(yùn)動時，拉力大于電梯廂和人的總重力加上摩擦力；減速運(yùn)動時，拉力小于電梯廂和人的總重力加上摩擦力；根據(jù)W=Fs和P=作出分析。 【解答】解：電梯廂和人的總重力G=mg=500kg10N/kg=5000N， 勻速運(yùn)動時，鋼繩的拉力T=G+f=50000N+500N=5500N， 電梯從A點(diǎn)到B點(diǎn)過程中，加速運(yùn)動，T′＞5500N， A、鋼繩拉力T做功W＞Ts=5500N3m=1.65104J，故A錯誤； B、電梯從B點(diǎn)到C點(diǎn)過程中，做勻速運(yùn)動，上升一層樓高，s=3m，用時t=2s， 拉力做的功W1=Ts=5500N3m=1.65104J， 鋼繩拉力T做功的功率P===8.25103W，故B錯誤； C、電梯從C點(diǎn)到D點(diǎn)過程中，做勻速運(yùn)動，上升一層樓高，s=3m，用時t=2s， 拉力做的功W1=Ts=5500N3m=1.65104J， 鋼繩拉力T做功的功率P===8.25103W，故C正確； D、電梯從D點(diǎn)到E點(diǎn)過程中，減速運(yùn)動，T″＜5500N，故D錯誤。 故選：C。 　 9．（xx?德州）兩次水平拉動同一物體在同一水平面上做勻速直線運(yùn)動，兩次物體運(yùn)動的路程（s）一時間（t）圖象如圖所示，根據(jù)圖象，下列判斷正確的是（　?。? A．兩次物體運(yùn)動的速度：v1＜v2 B．兩次物體所受的拉力：F1＞F2 C．0﹣6s兩次拉力對物體所做的功：W1＞W(wǎng)2 D．0﹣6s兩次拉力對物體做功的功率：P1＜P2 【分析】（1）比較相同時間內(nèi)物體兩次通過的路程，或者比較物體通過相同路程兩次所用時間得出速度的大小； （2）根據(jù)力的平衡和摩擦力大小的影響因素分析兩次物體所受的拉力的大小； （3）從圖中得出0﹣6s物體兩次通過的路程的大小關(guān)系，然后利用W=Fs分析兩次拉力對物體所做的功的大??； （4）知道做功大小，利用P=分析兩次拉力對物體做功的功率大小。 【解答】解： A、由圖象可知，在相同時間內(nèi)，物體第一次通過的路程大于第二次通過的路程，所以v1＞v2；故A錯誤； B、同一物體，則重力相等，對水平面的壓力相等；同一水平面上，則接觸面的粗糙程度相同，故兩次拉動物體時，物體受到的摩擦力相等；由于物體做勻速直線運(yùn)動，說明物體受到的拉力和摩擦力是一對平衡力，大小相等，所以，兩次物體所受的拉力：F1=F2=f；故B錯誤； C、由圖象可知，0～6s物體第一次通過的路程大于第二次通過的路程，又知兩次拉力相等，根據(jù)W=Fs可知，0～6s兩次拉力對物體所做的功：W1＞W(wǎng)2；故C正確； D、0～6s，時間相同，且W1＞W(wǎng)2；根據(jù)P=可知，0～6s兩次拉力對物體做功的功率：P1＞P2；故D錯誤。 故選：C。 　 10．（xx?眉山）小李將一排球豎直向上拋出，排球離開手后豎直向上運(yùn)動到一定高度又落回地面，不計空氣阻力，關(guān)于排球離開手后的運(yùn)動過程中，下列說法正確的是（　?。? A．排球在上升過程中小李對排球做功 B．排球在下落過程中排球的動能減小 C．排球在上升過程中排球受到一個豎直向上的力 D．排球在下落過程中排球所受的重力做功越來越快 【分析】（1）從做功的兩個必要因素分析，分析排球在上升過程中，小陽是否對排球施加力，從而判斷小陽對排球是否做功； （2）影響動能大小的因素有質(zhì)量和速度，據(jù)此判斷排球動能的變化情況； （3）排球在上升過程中，對排球進(jìn)行受力分析，根據(jù)受到的力確定受力方向； （4）排球在下落過程中，排球下落速度越來越大，下落相同高度，用時間越來越少，根據(jù)W=Gh和P=判斷重力做功快慢。 【解答】解： A、排球在上升過程中，小李不再對排球施加力，所以小李對排球不做功，故A錯誤； B、排球在下落過程中，質(zhì)量不變，速度逐漸變大，排球的動能變大，故B錯誤； C、排球在上升過程中，不計空氣阻力，排球只受到豎直向下的重力作用，故C錯誤； D、功率是反映做功快慢的物理量；排球在下落過程中，重力做功的功率P===Gv；由于排球下落時速度越來越快，所以重力做功的功率越來越大，即重力做功越來越快；故D正確。 故選：D。 　 二．填空題（共9小題） 11．（xx?臨沂）新能源汽車因節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)深受廣大家庭的喜愛。小明爸爸駕駛電動汽車在平直公路上勻速行駛12km，用時10min。已知該車的總質(zhì)量為1.6103kg，行駛中阻力為車重的0.05倍，此過程中該車牽引力做功　9.6106　J，功率為　16　kW．（g=10N/kg） 【分析】根據(jù)行駛中阻力為車重的0.05倍求出阻力；由于車做勻速直線運(yùn)動，則牽引力等于阻力；根據(jù)W=Fs求出功的大小，根據(jù)P=求出功率。 【解答】解：由于車做勻速直線運(yùn)動，則牽引力等于阻力，則牽引力： F=f=0.05G=0.05mg=0.051.6103kg10N/kg=800N； 汽車做的功為：W=Fs=800N12000m=9.6106J； 汽車的功率為：P===16000W=16kW； 故答案為：9.6106；16。 　 12．（xx?德陽）圖甲所示的鐵塊重力G=4N，被吸附在豎直放置且足夠長的磁性平板上，當(dāng)它在豎直方向上拉力F=6N的作用下向上運(yùn)動時，鐵塊受到的摩擦力為　2　N；鐵塊此時速度v與時間t的關(guān)系圖象如圖乙所示，則4s內(nèi)拉力F做功是　4.8　J。 【分析】（1）處于平衡狀態(tài)的物體受平衡力作用，即大小相等，方向相反，作用在一條直線上，作用在一個物體上。 （2）從圖乙中讀出鐵塊運(yùn)動的速度，利用速度公式求出通過的路程，再利用W=Fs計算4s內(nèi)拉力F做功。 【解答】解： （1）由乙圖可見，鐵塊在豎直方向上運(yùn)動時，速度保持不變，因此鐵塊做勻速直線運(yùn)動，鐵塊受到平衡力的作用。 在豎直方向上受到豎直向下的重力G、豎直向下的摩擦力f和豎直向上的拉力F， 根據(jù)平衡力的特點(diǎn)，故鐵塊受到摩擦力大小f=F﹣G=6N﹣4N=2N。 （2）根據(jù)v=可得，鐵塊在4s內(nèi)升高的距離s=vt=0.2m/s4s=0.8m， 因此拉力F做的功W=Fs=6N0.8m=4.8J。 故答案為：2；4.8。 　 13．（xx?云南）如圖甲所示，張華用水平推力F推置于水平地面上的木箱，在此過程中，推力F的大小隨時間t變化的情況如圖乙所示，木箱運(yùn)動速度v的大小隨時間t變化的情況如圖丙所示，則1﹣3s木箱做　變速?。ㄟx填“勻速”或“變速”）運(yùn)動；3～5s推力對木箱做的功是　400　J． 【分析】（1）根據(jù)v﹣t圖象可知，1～3s內(nèi)物體運(yùn)動的速度變化即可判斷所處的狀態(tài)； （2）從速度圖象中3～5s得出物體勻速直線運(yùn)動，然后對應(yīng)的從F﹣t圖象中得出物體所受的推力F，知道物體在3～5s末的速度和時間求出物體的運(yùn)動距離，根據(jù)W=Fs求出推力做功多少。 【解答】解： （1）由v﹣t圖象可知，1～3s內(nèi)木箱的速度逐漸增大，則木箱做變速運(yùn)動； （2）從F﹣t圖象可知，3～5s木箱受到的推力F=200N， 由v﹣t圖象可知，3～5s木箱做勻速直線運(yùn)動，其速度為1m/s， 3～5s木箱移動的距離：s=vt=1m/s2s=2m， 3～5s推力對木塊做的功：W=Fs=200N2m=400J。 故答案為：變速；400。 　 14．（xx?自貢）如圖所示，一物體在水平向右的拉力F1作用下以3m/s的速度在水平地面上勻速運(yùn)動了10m，拉力F1所做的功為W1，功率為P1．若該物體在水平向右的拉力F2作用下以2m/s的速度在同一水平地面上勻速運(yùn)動了10m，拉力F2所做的功為W2，功率為P2，則W1　=　W2，P1?。尽2（選填“＞”、“＜”或“=”） 【分析】（1）根據(jù)影響滑動摩擦力大小的因素和二力平衡條件即可比較水平拉力的大?。? （2）知道拉力拉力做功的大小關(guān)系，根據(jù)W=Fs和P=Fv判斷比較功和功率的關(guān)系。 【解答】解： （1）由題可知，同一物體先后以不同的速度在同一水平地面上勻速運(yùn)動，則物體對水平地面的壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，因此兩次物體受到的滑動摩擦力不變； 又因為物體在水平地面上勻速運(yùn)動，根據(jù)二力平衡條件可知，水平拉力F和滑動摩擦力f是一對平衡力，大小相等，即F1=F2=f； （2）物體運(yùn)動的距離都為10m，且F1=F2，由W=Fs可知W1=W2； 由題意可知v1＞v2，且F1=F2，由P===Fv可知，P1＞P2。 故答案為：=；＞。 　 15．（xx?邵陽）如圖所示，重10N的物體A在水平拉力F的作用下，沿水平方向以0.4m/s的速度勻速運(yùn)動了2s，彈簧測力計的示數(shù)為4N，物體A所受重力做的功為　0　J。 【分析】依據(jù)做功的兩個條件，首先判斷重力是否做功，然后利用功的計算公式進(jìn)行計算。 【解答】解：物體A在水平拉力F的作用下，沿水平方向以0.4m/s的速度勻速運(yùn)動了2s，雖然物體A受力，也移動了距離，但物體A在重力的方向上沒有移動距離，所以重力沒做功，即重力做功為0J。 故答案為：0。 　 16．（xx?紹興）兩個完全相同的物體A、B，重均為20牛。 （1）在10牛的水平推力作用下兩者同時以2米/秒的速度作勻速直線運(yùn)動，如圖甲，當(dāng)物體通過的距離為3米時，推力所做的功為　30　焦。 （2）若物體A、B在15牛的推力作用下以3米/秒的速度在另一水平面上作勻速直線運(yùn)動，如圖乙，則此時A對B的推力為　7.5　牛。 【分析】（1）根據(jù)W=Fs求出功的大??； （2）影響滑動摩擦力大小的因素是壓力大小和接觸面的粗糙程度；根據(jù)二力平衡求出摩擦力，然后求出A對B的推力。 【解答】解：（1）推力所做的功為：W=Fs=10N3m=30J； （2）若物體A、B在15N的推力作用下以3m/s的速度在另一水平面上作勻速直線運(yùn)動，根據(jù)二力平衡可知，推力與摩擦力是一對平衡力，故AB整體的摩擦力為15N；由于A、B完全相同，接觸面相同、壓力相同，故AB各自受到地面的摩擦力是相同的，總摩擦力為15N，則B受到的地面的摩擦力為15N=7.5N； B做勻速直線運(yùn)動，故A對B的推力與B受到的摩擦力是一對平衡力，故A對B的推力為7.5N。 故答案為：（1）30；（2）7.5。 　 17．（xx?玉林）如圖所示，長為40cm、重為10N的勻質(zhì)杠桿可繞著O點(diǎn)轉(zhuǎn)動，作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F，將杠桿緩慢地由與水平方向夾角為30的位置拉至水平位置（忽略摩擦阻力），在這個過程中，力F的大小將　增大?。ㄟx填“增大”、“不變”或“減小”），力F所做的功為　1　J。 【分析】（1）根據(jù)杠桿平衡條件來做出分析； （2）根據(jù)h=Lsin30求出物體重心上升的高度，再根據(jù)W=Gh求出克服重力做的功，即為拉力做的功。 【解答】解： （1）在杠桿緩慢地由與水平方向夾角為30的位置拉至水平位置的過程中，動力臂L的長度沒有變化，阻力G的大小沒有變化，而阻力臂L卻逐漸增大； 由杠桿的平衡條件知：F?L=G?L′，當(dāng)L、G不變時，L′越大，那么F越大，因此拉力F在這個過程中逐漸增大； （2）物體重心上升的高度h=Lsin30=40cm=10cm=0.1m， 拉力做的功W=Gh=10N0.1m=1J。 故答案為：增大；1。 　 18．（xx?遂寧）小麗同學(xué)用水平力F拉動如圖所示裝置，使重100N的A物體4s內(nèi)在水平地面上勻速運(yùn)動了80cm，物體B重50N（物體B與A始終接觸），此過程中地面受到的摩擦力為10N，彈簧測力計的示數(shù)為8N．若不計輪重、彈簧測力計重、繩重和繩與滑輪間摩擦，則滑輪移動的速度為　0.1　m/s，物體A受到B施加的摩擦力　水平向右?。ㄟx填“水平向左”、“水平向右”或“為零”），水平拉力F為　36　N，水平拉力F的功率為　3.6　W。 【分析】（1）滑輪為動滑輪，滑輪移動的速度等于物體移動速度的二分之一； （2）根據(jù)力的作用的相互性得出物體A受到B施加的摩擦力的大小及方向； （3）物體A受到向左的拉力等于地面對A的摩擦力f地加上物體A受到B施加的摩擦力fA；而滑輪為動滑輪，滑水平拉力F為F左的2倍，據(jù)此計算水平拉力F的大小；然后利用P===Fv計算功率。 【解答】解：（1）物體移動的速度v物===0.2m/s， 滑輪移動的速度v輪=v物=0.2m/s=0.1m/s； （2）因為力的作用是相互的，相互作用力大小相等，方向相反，而物體B受到A的摩擦力fB=8N， 所以，物體A受到B施加的摩擦力fB=fB=8N，方向水平向右。 （3）物體A受到向左的拉力等于地面對A的摩擦力f地加上物體A受到B施加的摩擦力fA， F左=f地+fA=10N+8N=18N， 滑輪為動滑輪，水平拉力F為F左的2倍， 故F=2F左=218N=36N， 則拉力做功功率P===Fv=36N0.1m/s=3.6W； 故答案為：0.1；水平向右：36：3.6。 　 19．（xx?樂山）一輛轎車以72km/h的速度在水平路面上沿直線勻速行駛10分鐘，轎車的質(zhì)量為1500kg，行駛時所受阻力為車重的0.2倍（g取10N/kg），則牽引力為　3103　N．此時汽車的功率為　60　kW。 【分析】（1）汽車在水平路面上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，根據(jù)f=0.2G=0.2mg求出阻力，利用二力平衡條件求出牽引力的大??； （2）根據(jù)P===Fv求出汽車的功率。 【解答】解： （1）汽車做勻速運(yùn)動，處于平衡狀態(tài)，由二力平衡條件得牽引力： F=f=0.2G=0.2mg=0.21500kg10N/kg=3103N； （2）汽車的速度：v=72km/h=20m/s； 汽車的功率：P===Fv=3103N20m/s=6104W=60kW； 故答案為：3103；60。 　 三．計算題（共12小題） 20．（xx?成都）成都IE在大力發(fā)展包括無人機(jī)在內(nèi)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)?？爝f行業(yè)的一些公司積極嘗試無人機(jī)送貨，如圖所示。一架無人機(jī)載著貨物沿豎直方向勻速上升5m，該貨物質(zhì)量為3.6kg、體枳為2.410﹣3m3．g取10N/kg。 求：（1）貨物的密度；（2）提升貨物所做的功。 【分析】（1）利用密度公式計算貨物的密度； （2）根據(jù)W=Gh=mgh可求得提升貨物所做的功。 【解答】解：（1）貨物的密度： ρ===1.5103kg/m3； （2）提升貨物所做的功： W=Gh=mgh=3.6kg10N/kg5m=180J。 答：（1）貨物的密度1.5103kg/m3； （2）提升貨物所做的功為180J。 　 21．（xx?重慶）如圖所示，某公司研發(fā)的智能服務(wù)機(jī)器人，它具有凈化室內(nèi)空氣、陪伴老人聊天散步等功能。若它在50N的牽引力作用下，以0.5m/s的速度在水平地面勻速直線行駛60s，求： （1）它行駛的路程； （2）此過程中牽引力所做的功。 【分析】（1）已知速度和時間，利用速度公式計算它行駛的路程； （2）利用W=Fs計算此過程中牽引力所做的功。 【解答】解：（1）因為v=， 所以它行駛的路程：s=vt=0.5m/s60s=30m； （2）此過程中牽引力所做的功： W=Fs=50N30m=1500J。 答：（1）它行駛的路程30m； （2）此過程中牽引力所做的功1500J。 　 22．（xx?山西）每天都會有許多全國各地的人民群眾，來到天安門廣場觀看升國旗儀式。天安門廣場上的國旗，每天都會隨太陽一起升起，25000次零失誤。奇跡。天安門廣場上的國旗總重為175N，升旗時（如圖），國旗上升高度為30m，所使用時間2分07秒，求解下列問題： （1）國旗上升的平均速度是多少？（保留一位小數(shù)） （2）將國旗沿豎直方向勻速升高30m，拉力對國旗做的功是多少？ （3）若某持槍戰(zhàn)士總重約為700N，估算該戰(zhàn)士站立時對水平地面的壓強(qiáng)。 【分析】（1）根據(jù)v=求出國旗上升的平均速度； （2）根據(jù)W=Gh求出拉力做的功； （3）估測出戰(zhàn)士站立時與地面的接觸面積，對地面的壓力等于其重力，根據(jù)p=求出壓強(qiáng)。 【解答】解： （1）國旗上升的時間：t=2min7s=127s， 國旗上升的平均速度： v==≈0.2m/s； （2）拉力對國旗做的功： W=Fs=Gh=175N30m=5250J； （3）戰(zhàn)士雙腳站立時與地面的接觸面積約為： S=500cm2=510﹣2m2， 戰(zhàn)士對地面的壓力：F=G=700N， 該戰(zhàn)士站立時對水平地面的壓強(qiáng)： p===1.4104Pa。 答：（1）國旗上升的平均速度是0.2m/s； （2）拉力對國旗做的功為5250J； （3）該戰(zhàn)士站立時對水平地面的壓強(qiáng)為1.4104Pa。 　 23．（xx?烏魯木齊）如圖所示，長1m，重5N的勻質(zhì)杠桿OB連接在豎直墻壁的0點(diǎn)，在杠桿的中點(diǎn)A處懸掛45N的重物。固定在A點(diǎn)的繩子跨過定滑輪，在拉力F作用下使杠桿在水平位置平衡，此時∠OAC=45．不計繩子重力和轉(zhuǎn)動部分的摩擦，求 （1）緩慢地將杠桿從水平位置轉(zhuǎn)動到豎直位置的過程中，拉力做的功； （2）杠桿從水平位置逆時針緩慢轉(zhuǎn)動多大角度后，繩子拉力開始小于50N。 【分析】（1）根據(jù)定滑輪的工作特點(diǎn)求出拉力大小，然后根據(jù)圖示得出杠桿和重物上升的高度，再利用利用W=Fs求出將杠桿從水平位置轉(zhuǎn)動到豎直位置的過程中拉力做的功； （2）根據(jù)杠桿平衡條件分析解答。 【解答】解：（1）圖中為定滑輪，不計繩子重力和轉(zhuǎn)動部分的摩擦，則拉力F做的功等于克服杠桿與物重所做的功 根據(jù)題意可知，杠桿O長1m，將杠桿從水平位置轉(zhuǎn)動到豎直位置的過程中，杠桿和重物上升的高度h=OB=1m=0.5m； 即W=W杠+W物=G杠h+G物h=5N0.5m+45N0.5m=25J； （2）如圖，由題可知，∠OAC=45，所以O(shè)C=OA， 根據(jù)杠桿平衡條件可得：GOM=FON， 當(dāng)逆時針轉(zhuǎn)動至某一角度時，拉力F=50N，則50NOM=50ON， 所以，OM=ON，又OC=OA，根據(jù)三形知識可得： ∠MOA′=∠A′ON=∠NOC=30。 答：（1）緩慢地將杠桿從水平位置轉(zhuǎn)動到豎直位置的過程中，拉力做的功25J； （2）杠桿從水平位置逆時針緩慢轉(zhuǎn)動30后，繩子拉力開始小于50N。 　 24．（xx?杭州）甲、乙兩位同學(xué)對“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有關(guān)”持有不同的意見，于是他們對此展開研究。他們從網(wǎng)上查到，雨滴在下落過程中接近地面時受到的空氣阻力與雨滴的橫截面積S成正比，與雨滴下落速度v的平方成正比，即f=kSv2（其中k為比例系數(shù)，是個定值），雨滴接近地面時可看做勻速直線運(yùn)動。把雨滴看做球形，其半徑為r，密度為ρ，比熱為c，球的體積為V=πr3．（注：所有結(jié)果均用字母表示） （1）半徑為r的雨滴重力為　πr3ρg　。 （2）在接近地面時，大雨滴的下落速度　大于　小雨滴的下落速度（選填“大于”“等于”“小于”），寫出推理過程。 （3）假設(shè)半徑為r的雨滴在近地面下落h高度的過程中，重力對它所做的功全部轉(zhuǎn)化為雨滴的內(nèi)能，則雨滴的溫度升高了多少？ 【分析】（1）已知雨滴的半徑，可求其體積，然后利用密度公式計算質(zhì)量，再根據(jù)重力公式計算重力； （2）雨滴接近地面時可看做勻速直線運(yùn)動，空氣阻力與重力平衡，據(jù)此列出等式求解； （3）根據(jù)重力對它所做的功全部轉(zhuǎn)化為雨滴的內(nèi)能，利用W=Gh=mgh，Q=cm△t列出等式，聯(lián)立求解。 【解答】解： （1）雨滴的體積：V=πr3， 則根據(jù)ρ=得，其質(zhì)量m=ρV=πr3ρ， 故重力G=mg=πr3ρg； （2）雨滴接近地面時可看做勻速直線運(yùn)動，故f=G， 因為f=kSv2=kπr2v2，G=πr3ρg， 所以，kπr2v2=πr3ρg， 化簡得，v=， 又因為k、ρ、g均為定值， 所以，r越大，速度越大， 即在接近地面時，大雨滴的下落速度大于小雨滴的下落速度。 （3）設(shè)雨滴的質(zhì)量為m， 因為重力對它所做的功全部轉(zhuǎn)化為雨滴的內(nèi)能，即W=Q， 又因為W=Gh=mgh，Q=cm△t， 所以，mgh=cm△t， 則△t=。 答：（1）πr3ρg；（2）大于；推理過程詳見解答；（3）雨滴的溫度升高了。 　 25．（xx?宿遷）游泳運(yùn)動員的質(zhì)量為75kg，仰泳時受到的水平平均動力為30N，在60s內(nèi)前進(jìn)了100m。 （1）求在60s內(nèi)水平動力對運(yùn)動員做功的功率， （2）如圖所示，該運(yùn)動員能以仰泳姿勢靜躺在水中，露出水面的頭部體積可以忽略不計，請估算運(yùn)動員的體積。（ρ水=1.0103kg/m3，g=10N/kg） 【分析】（1）先根據(jù)W=Fs求出水平動力對運(yùn)動員做的功，然后根據(jù)P=求出水平動力對運(yùn)動員做功的功率； （2）根據(jù)漂浮條件和F浮=ρ水gV排求出運(yùn)動員排開水的體積即為運(yùn)動員的體積。 【解答】解：（1）水平動力對運(yùn)動員做的功： W=Fs=30N100m=3000J， 則水平動力對運(yùn)動員做功的功率： P===50W。 （2）因為該運(yùn)動員漂浮在水面上，所以運(yùn)動員受到的浮力： F浮=G=mg=75kg10N/kg=750N， 由F浮=ρ水gV排得，運(yùn)動員排開水的體積： V排===0.075m3， 因為露出水面的頭部體積可以忽略不計， 所以，運(yùn)動員的體積V=V排=0.075m3。 答：（1）在60s內(nèi)水平動力對運(yùn)動員做功的功率為50W； （2）運(yùn)動員的體積約為0.075m3。 　 26．（xx?內(nèi)江）步行是一種簡易方便的健身運(yùn)動，人正常步行時，步距（指步行一步的距離）變化不大，步距還可作為身體上的一把“尺子”。小東測出自己的步距為0.5m，他正常步行1min走了180步。小東根據(jù)自己的腿長和步距畫出了如圖所示的步行示意圖，對步行時重心的變化進(jìn)行了分析，當(dāng)兩腳一前一后著地時重心降低，而單腳著地邁步時重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。 （已知小東的腿長是65cm，質(zhì)量是50kg）（g取10N/kg）求： （1）小東正常步行的速度是多少？ （2）小東每走一步克服重力所做的功是多少？ （3）小東正常步行克服重力做功的功率是多少？ 【分析】（1）已知一步的距離，可求84步的距離，進(jìn)一步求出教學(xué)樓的長度；根據(jù)公式v=可求步行的速度； （2）根據(jù)三角形的特征求出重心升高的高度，再利用公式W=Gh求出做的功。 （3）求出1min做的總功，然后利用P=計算功率。 【解答】解： （1）小東1min經(jīng)過的路程為：s=0.5m180=90m， 他的步行速度為：v=═=1.5m/s； （2）重心升高的高度h=65cm﹣=5cm=0.05m； 小東每走一步克服重力所做的功：W=Gh=mgh=50kg10N/kg0.05m=25J； （3）1min做的總功： W總=180W=18025J=4500J， 功率：P===75W。 答：（1）小東正常步行的速度是1.5m/s； （2）小東每走一步克服重力所做的功為25J。 （3）小東正常步行克服重力做功的功率是75W。 　 27．（xx?瀘州）如圖甲所示的滑輪組裝置，不計繩重和摩擦，繩對滑輪的拉力方向均為豎直方向。用該滑輪組提升放置在水平地面上重為G=80N的重物到高處。用豎直向下的拉力拉繩的自由端，拉力F隨時間t變化的圖象如圖乙所示，重物上升的速度v隨時間t變化的圖象如圖丙所示。已知在2s～4s內(nèi)重物上升的豎直高度為2m，求： （1）在4s～6s內(nèi)，重物克服重力做功的功率； （2）在2s～4s內(nèi)，繩自由端下降的平均速度； （3）在0～2s內(nèi)，重物對地面的壓力大小。 【分析】由滑輪組的結(jié)構(gòu)可以看出，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=3，則拉力F移動的距離s=3h。 （1）由F﹣t圖象得出在4s～6s內(nèi)的拉力F，由v﹣t圖象得出重物上升的速度，利用P===Fv求出克服重力做功的功率； （2）由圖甲可知，連接動滑輪繩子的股數(shù)，根據(jù)s=nh求出繩子自由端移動的距離，利用v=求出繩子自由端移動的速度； （3）由丙圖可知，物體在4s～6s內(nèi)做勻速直線運(yùn)動，由圖乙可知此時的拉力，利用F=（G物+G動）求出動滑輪重， 此時物體靜止在地面上，根據(jù)力的平衡條件求出地面的支持力，根據(jù)力的作用是相互的，求出對地面的壓力。 【解答】解： （1）由圖丙可知，在4s～6內(nèi)，重物做勻速直線運(yùn)動，其速度v3=2.0m/s， 由P===Fv得，重物克服重力做功的功率： P=Gv3=80N2.0m/s=160W。 （2）由圖甲可知，連接動滑輪繩子的股數(shù)n=2， 已知在2s～4s內(nèi)重物上升的豎直高度為2m， 則繩子自由端移動的距離：s=nh=22m=4m， 所用的時間t=4s﹣2s=2s， 則在2s～4s內(nèi)，繩自由端下降的平均速度： v===2m/s。 （3）由丙圖可知，物體在4s～6s內(nèi)做勻速直線運(yùn)動，由圖乙可知此時的拉力F3=50N， 因為不計繩重和摩擦，則由F=（G物+G動）得，動滑輪的重力： G動=nF3﹣G物=250N﹣80N=20N， 在0～2s內(nèi)，由圖乙可知此時的拉力F1=30N， 把動滑輪和重物看成整體，則這個整體受到向下的總重力、向上的支持力以及2股繩子向上的拉力而處于靜止?fàn)顟B(tài)， 由力的平衡條件得，F(xiàn)支+2F1=G+G動， 則地面對物體的支持力： F支=G動+G物﹣2F1=20N+80N﹣230N=40N， 根據(jù)力的作用是相互的可知，此過程中重物對地面的壓力：F壓=F支=40N。 答：（1）在4s～6s內(nèi)，重物克服重力做功的功率為160W； （2）在2s～4s內(nèi)，繩自由端下降的平均速度為2m/s； （3）在0～2s內(nèi)，重物對地面的壓力大小為40N。 　 28．（xx?湖州）在拓展課上，小泉同學(xué)模擬某建筑工地上拉動工件的情景，設(shè)置了如圖所示的滑輪組。他用該滑輪組在4秒內(nèi)將一個重為100牛的物體，沿著水平地面勻速拉動了2米。人的拉力為18牛，物體移動時受到地面的摩擦力為物重的0.35倍，不計繩重及機(jī)械的摩擦。求： （1）人的拉力所做的功。 （2）人的拉力做功的功率。 （3）動滑輪受到的重力。 【分析】（1）由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)s繩=ns物求出繩端移動的距離，根據(jù)W=Fs求出人的拉力所做的功； （2）知道拉力F做的功和做功時間，根據(jù)P=求出拉力F做功的功率； （3）根據(jù)摩擦力為物重的0.35倍，算出摩擦力；物體勻速移動時處于平衡狀態(tài)，受到的拉力F拉和摩擦力是一對平衡力，二力大小相等， 不計繩重及機(jī)械的摩擦，根據(jù)F=（G動+F拉）求出動滑輪的重力。 【解答】解： （1）由圖知，n=2，則繩端移動的距離：s繩=ns物=22m=4m， 人的拉力所做的功：W=Fs繩=18N4m=72J； （2）拉力F做功的功率： P===18W； （3）因為物體移動時受到地面的摩擦力為物重的0.35倍， 所以物體受到的摩擦力：f=0.35G=0.35100N=35N； 因物體勻速移動時處于平衡狀態(tài)，物體受到的拉力F拉和摩擦力是一對平衡力， 所以，滑輪組對物體的拉力：F拉=f=35N， 不計繩重及機(jī)械的摩擦，由F=（G動+F拉）可得，動滑輪的重力： G動=nF﹣F拉=218N﹣35N=1N。 答：（1）人的拉力所做的功為72J。 （2）人的拉力做功的功率18W。 （3）動滑輪受到的重力為1N。 　 29．（xx?德州）我國首款大型水陸兩棲飛機(jī)“鯤龍”AG600如圖所示，該飛機(jī)蓄滿水后總質(zhì)量53.5t。為檢測飛機(jī)性能，先后進(jìn)行了模擬滅火和水面滑行測試。在滅火測試中：飛機(jī)盤懸在火場上方150m處，將所蓄水分次投下，每次投水200kg，用時20s到達(dá)地面。在水面滑行測試中：飛機(jī)在水平面上以10m/s的速度沿直線勻速滑行了60s，若飛機(jī)發(fā)動機(jī)牽引力的總功率始終保持2.5106W．（ρ水=1.0103kg/m3，g=10N/kg） 求 （1）飛機(jī)蓄滿水靜止在水面上時排開水的體積； （2）每次投下的水在下落過程中重力做功的平均功率； （3）飛機(jī)在水面沿直線勻速滑行時，飛機(jī)所受的牽引力。 【分析】（1）AG600蓄滿水后靜止在某湖面上時，浮力等于其總重力，根據(jù)G=mg求出，然后根據(jù)F浮=ρ水gV排求解其排開水的體積。 （2）利用W=Gh計算每次投下的水在下落過程中重力做功，然后利用P=計算功率； （3）利用P===Fv計算飛機(jī)所受的牽引力。 【解答】解：（1）因為AG600蓄滿水后靜止在水面上， 所以飛機(jī)受到的浮力：F浮=G=mg=53.5103kg10N/kg=5.35105N， 由ρ水gV排可得，排開水的體積： V排===53.5m3； （2）每次投下的水在下落過程中重力做功： W=Gh=m水gh=200kg10N/kg150m=3105J， 重力做功的平均功率： P===1.5104W； （3）飛機(jī)發(fā)動機(jī)牽引力的總功率始終保持2.5106W， 因為P===Fv， 所以，飛機(jī)在水面沿直線勻速滑行時，飛機(jī)所受的牽引力： F===2.5105N。 答：（1）飛機(jī)蓄滿水靜止在水面上時排開水的體積為53.5m3； （2）每次投下的水在下落過程中重力做功的平均功率為1.5104W； （3）飛機(jī)在水面沿直線勻速滑行時，飛機(jī)所受的牽引力為2.5105N。 　 30．（xx?白銀）如圖所示是正在建造中的我國自主設(shè)計的首艘科考破冰船“雪龍2號”，它將助力我國極地科考工作。該船設(shè)計空載排水量為8000t，滿載排水量為14000t，能在厚冰層上連續(xù)破冰。（排水量為輪船在水中排開水的質(zhì)量，g取10N/kg）。 （1）空載時該船受到的重力為多少N？ （2）假設(shè)破冰船在1.5m厚的冰層海域以7.2km/h的速度勻速直線破冰時所受的阻力為2107N，則此時破冰船推進(jìn)功率為多大？ 【分析】（1）根據(jù)G=mg算出空載時排開水的重力；根據(jù)阿基米德原理求出空載時該船受到的重力； （2）利用二力平衡條件求出牽引力，然后利用P===Fv計算功率。 【解答】解：（1）船空載時排水量：m=8000t=8106kg； 排開水的重力：G=mg=8106kg10N/kg=8107N； 根據(jù)阿基米德原理F浮=G排=8107N， 因為漂浮，所以空載時該船受到的重力： G=F浮=8107N； （2）v=7.2km/h=2m/s； 勻速行駛時，牽引力和阻力是一對平衡力，大小相等，即F=f=2107N， 推進(jìn)功率：P===Fv=2107N2m/s=4107W。 答：（1）空載時該船受到的重力為8107N； （2）假設(shè)破冰船在1.5m厚的冰層海域以7.2km/h的速度勻速直線破冰時所受的阻力為2107N，則此時破冰船推進(jìn)功率為4107W。 　 31．（xx?岳陽）“沙場點(diǎn)兵，揚(yáng)我軍威”。2017年8月1日，習(xí)近平總書記在朱日和軍事基地乘坐檢閱車對三軍將士進(jìn)行檢閱。某檢閱車質(zhì)量為2400kg，在600s內(nèi)沿水平方向勻速前進(jìn)了3000m，牽引力大小為2000N．求 （1）檢閱車的重力（g=10N/kg） （2）檢閱車的速度 （3）牽引力的功率 【分析】（1）知道檢閱車的質(zhì)量，利用G=mg求其重力； （2）利用速度公式v=求檢閱車的速度； （3）利用P===Fv求牽引力的功率。 【解答】解： （1）檢閱車的重力： G=mg=2400kg10N/kg=24000N； （2）檢閱車的速度： v===5m/s； （3）牽引力的功率： P===Fv=2000N5m/s=10000W=10kW。 答：（1）檢閱車的重力為24000N； （2）檢閱車的速度為5m/s； （3）牽引力的功率10kW。