专题11 功、功率和机械能（解析版）

专题11功、功率和机械能（解析版）★考点列表序号考点考点释义备注1功功的初步概念、功的原理、功的计算2功率功率的概念和计算重点3动能、势能和机械能（1）影响机械能大小的因素以及机械能的相互转化；（2）用控制变量法研究动能大小与哪些因素有关的实验；（3）动能和势能的相互转化、机械能守恒.重点★三年真题考点一：功一、2021年中考真题1．（2021·黑龙江大庆市）一定质量的物体在水平拉力的作用下沿同一水平面做直线运动，其路程（s）—时间（t）关系如图所示，下列正确的是（）。A．物体20s时的速度大于8s时的速度；B．0~12s物体所受的拉力大于12s~24s物体所受的拉力；C．0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功；D．0~12s拉力做功的功率小于12s~24s拉力做功的功率【答案】C。【解析】A．由图，12~24s斜率小于0~12s，斜率越大速度越大，故物体20s时的速度小于8s时的速度，故A错误；B．两段都是匀速直线运动，拉力等于摩擦力，因为压力和粗糙程度没变，所以摩擦力没变，拉力相同，故B错误；C．0~12s运动距离6m，12~24s运动距离2m，因为拉力相同，根据W=Fs，0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功，故C正确；D．0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功，时间相同，根据，0~12s拉力做功的功率大于12s~24s拉力做功的功率，故D错误。故选C。2．（2021·内蒙古包头市）关于排球运动中涉及的物理知识。下列说法正确的是（）。A．运动员发球时，手对球的力大于球对手的力；B．将球发出后，球在空中运动过程中手对球做功；C．排球被垫起后，向上运动过程中，速度减小，惯性不变；D．运动员大力扣球，排球落地后弹起的高度一定低于扣球点【答案】C。【解析】A．运动员发球时，手对球的力等于球对手的力，故A错误；B．将球发出后，球在空中运动过程中，手对球没有力的作用，故手对球不做功，故B错误；C．排球被垫起后，向上运动过程中，动能转化为重力势能，故速度减小，而惯性与速度无关，故惯性不变，故C正确；D．运动员大力扣球，排球落地后弹起的高度不一定低于扣球点，因为用力向下扣，给球一个向下的初速度，动能和重力势能最后全部转化为重力势能，故高度变得更高，故D错误。故选C。3．（2021·甘肃中考真题）如图所示，小球从左侧斜面的P点由静止释放，在右侧斜面上能到达的最高位置是Q点，M、N是小球运动过程中先后通过的两个等高点，下列关于该过程的说法中正确的是（）。A．小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能全部转化为动能；B．小球从P点向Q点运动的过程中，机械能保持不变；C．小球从P点向Q点运动的过程中，所受支持力不做功；D．小球通过M、N两点时的速度大小相等【答案】C。【解析】A．由于最高点P和Q不等高，故机械能不守恒，存在摩擦力，故小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能一部分转化为动能和内能，故A错误；B．小球从P点向Q点运动的过程中，存在阻力，机械能减小，故B错误；C．小球从P点向Q点运动的过程中，支持力与运动的距离是垂直的，故所受支持力不做功是正确的，故C正确；D．由于机械能减小，M、N两点时重力势能相同，故小球通过M、N两点时的速度大小不相等，故D错误。故选C。4．（2021·湖南常德市）下面四幅图中所描述的力，对物体做了功的是（）。A．使小车向前运动了一段距离的推力；B．搬石头但没有搬动，手对石头的力；C．托着货物停在水平地面上，叉车对货物的力；D．提着滑板在水平路面上前行，手提滑板的力【答案】A。【解析】A．推着小车向前移动一段距离，对物体施加了力，并在力的方向上移动了一段距离，故A符合题意；B．搬而未起，有力但是无距离，不做功，故B不符合题意；C．托着货物停在水平地面上，叉车对货物有力但是无距离，不做功，故C不符合题意；D．提着滑板在水平路面上前行，手提滑板有力，但是在力的方向上没有距离，即力的方向与运动的方向垂直，不做功，故D不符合题意。故选A。5．（2021·湖北十堰市）某汽车公司对自主研发的无人驾驶汽车性能进行测试，甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动，且v甲＜v乙，若不计空气阻力，则汽车受到的牵引力F甲和F乙以及牵引力在相同时间内所做的功W甲和W乙之间的关系正确的是（）。A．F甲＜F乙，W甲＜W乙 B．F甲＞F乙，W甲＞W乙C．F甲＝F乙，W甲＜W乙 D．F甲＝F乙，W甲＝W乙【答案】C。【解析】在水平方向上，甲、乙两辆汽车都受牵引力F与摩擦力f作用，两辆汽车都做匀速直线运动，处于平衡状态，所以F甲＝f甲，F乙=f乙；甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动，两辆汽车对水平路面的压力相等，都等于汽车自身的重力；接触面的粗糙程度相同，所以两辆汽车所受的摩擦力大小相等，即f甲＝f乙，所以牵引力F甲＝F乙。因为，v甲＜v乙，所以在相同的时间内路程关系是：s甲＜s乙，F甲＝F乙。根据W=Fs可知，W甲＜W乙，故ABD错误，C正确。故选C。6．（2021·河南中考真题）为迎接2022年北京冬奥会，运动员积极训练。关于图中的项目，下列说法正确的是（）。A．跳台滑雪运动员在下落过程中，重力对运动员做功；B．短道速滑运动员在转弯滑行过程中，运动状态不变；C．花样滑冰运动员向前滑行，是由于受到惯性的作用；D．掷出后的冰壶对冰面的压力与其重力是相互作用力【答案】A。【解析】A．跳台滑雪运动员在下落过程中，受重力，并且在重力的方向上移动了距离，故重力对运动员做功，故A正确；B．短道速滑运动员在转弯滑行过程中，速度方向发生变化，故运动状态发生变化，故B错误；C．花样滑冰运动员向前滑行，是由于惯性，惯性不是力，不能用作用，故C错误；D．掷出后的冰壶对冰面的压力与地面对冰壶的支持力是相互作用力，故D错误。故选A。7．（2021·江苏中考真题）下列有关中学生的估测符合实际的是（）。A．眨眼一次的时间约为3s；B．正常步行的速度约为1.4km/h；C．游泳时受到的浮力约为500N；D．完成一次引体向上做的功约为2000J【答案】C。【解析】A．眨一次眼的时间约是十分之一秒，故A不符合题意；B．正常步行的速度约为1m/s，合3.6km/h，故B不符合题意；C．人体重约500N，人密度与水相当，可认为悬浮在水中，浮力与重力相等，因此游泳时受到的浮力约为500N，故C符合题意；D．人体重约500N，完成一次引体向上，上升高度为手臂长，约0.6m，因此做的功约为故D不符合题意。故选C。8．（2021·广东深圳市）深圳麒麟舞被列为非物质文化遗产，两个师傅拿着舞狮在表演，下列说法正确的是（）。A．静止时，人受的力是平衡力；B．物体的运动需要力来维持；C．人受到的重力和人受到的支持力是一对相互作用力；D．当狮子向上跃起时，人对舞狮头做功【答案】AD。【解析】A．受平衡力的物体保持静止或匀速直线运动，故A正确；B．所有的物体都具有惯性，物体的运动不需要力来维持，故B错误；C．在力的相互作用中，物体是施力物体的同时也是受力物体，人受到的重力和人受到的支持力作用在同一物体上，所以不是一对相互作用力，故C错误；D．人给狮子向上的力的作用使狮子向上跃起时，人对舞狮头做功，故D正确。故选AD。9．（2021·贵州黔东南苗族侗族自治州）如图所示为课本中的插图，图中工人用叉车将货物从一个地方搬运到另一个地方或把货物从地面提升到某一高度。请你结合叉车的部位和工作情景找出两个与物理知识相关的问题，并做出简要的回答，不得与示例重复。示例：问题：为什么叉车能把货物提起？回答：力可以改变物体的运动状态。（1）问题：______；回答：______。（2）问题：______；回答：______。【答案】叉车把货物从地面提升到某一高度，叉车对货物做功了吗？做功了，有力作用在物体上，在力的方向上且移动了距离；货物的重力势能增加了吗？增加了，因为质量不变，高度增加，货物的重力势能增加。【解析】（1）[1][2]对物体做功的两个必要因素一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动距离。工人用叉车把货物从地面提升到某一高度，物体受到力的作用，物体也移动了距离，所以提出的问题是：叉车把货物从地面提升到某一高度，叉车对货物做功了吗？回答：做功了，有力作用在物体上，在力的方向上且移动了距离。（2）[3][4]重力势能的大小与质量和高度有关。把货物从地面提升到某一高度，所以提出的问题:货物的重力势能增加了吗？回答：增加了，因为质量不变，高度增加，货物的重力势能增加。10．（2021·海南中考真题）中学生要养成文明的行为习惯，严禁高空抛物。如果一个重0.5N的鸡蛋从20m髙处自由下落，不计空气阻力，下落过程中鸡蛋的重力势能转化为______能，重力对鸡蛋所做的功为______J。【答案】动；10。【解析】[1]物体的下落的过程中，不计空气阻力，高度降低，速度增大，将重力势能转化为动能。[2]重力对鸡蛋所做的功为W=Gh=0.5N×20m=10J。11．（2021·黑龙江中考真题）如图所示，一木块沿固定光滑斜面下滑，木块（不计大小）的重力为，所受支持力为，则木块由斜面顶端滑到底端的过程中，重力做功为______，支持力做功为______。【答案】0.6；0。【解析】[1]重力做功为[2]物体沿光滑斜面下滑，支持力的方向与物体运动的方向垂直，物体在支持力的方向上没有移动距离，故支持力做功为0。12．（2021·浙江丽水市）科技改变生活，某餐馆用智能送菜机器人（如图）替代人工送菜。（1）该机器人以1米/秒的速度运行30米将菜送到客人桌前，用时___________秒；（2）若机器人工作时牵引力恒为50牛，完成本次送菜，牵引力做功___________焦。【答案】30；1500。【解析】[1]该机器人以1米/秒的速度运行30米将菜送到客人桌前，所用时间[2]若机器人工作时牵引力恒为50牛，完成本次送菜，牵引力做功13．（2021·四川泸州市）如图，一个箱子静止在水平地面，小聪用150N的水平拉力将箱子移动了0.4m，小聪的拉力做功为_______J。待箱子静止后，小明用80N的水平推力推这个箱子没有推动，小明的推力做功_______J，此时箱子受到地面的摩擦力为_______N。【答案】60；0；80。【解析】[1]小聪的拉力做功[2][3]小明用80N的水平推力推这个箱子没有推动，此过程只有力没有距离，小明的推力不做功，做功为0J；此时箱子受到地面的摩擦力为静摩擦力，大小等于小明的推力80N。14．（2021·江苏连云港市）小明用20N的水平推力，将重为150N的购物车沿水平地面向前推动了10m，在此过程中，推力对购物车做功___________J，支持力对购物车做功___________J。【答案】200；0。【解析】[1]推力对购物车做功W=Fs=20N×10m=200J[2]支持力的方向竖直向上，没有在支持力的方向上移动距离，所以支持力对购物车不做功，做功为零。15．（2021·内蒙古通辽市）抗击新冠肺炎疫情期间，某市救护车转运患者集中隔离治疗，该车配置了负压装置，负压仓内气压小于外界气压，将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理，有效避免了病毒的传播。某次转运病人时，救护车以的恒定功率在平直公路上匀速行驶，用时。请解答下列问题：（1）救护车匀速行驶牵引力做的功；（2）救护车所受的阻力；（3）按照卫生标准，负压仓内外气压差应为之间。经测量发现，该负压仓的面积上内外气体压力差为18N，通过计算判断负压仓内外气压差是否符合标准。【答案】（1）1.08×108J；（2）3×103N；（3）符合标准。【解析】（1）救护车匀速行驶牵引力做的功（2）汽车匀速行驶，救护车所受的阻力（3）负压仓内外气压差为故负压仓内外气压差符合标准。答：（1）救护车匀速行驶牵引力做的功为1.08×108J；（2）救护车所受的阻力为3×103N；（3）负压仓内外气压差符合标准。16．（2021·云南昆明市）“天问一号”火星探测器是中国人民的骄傲，因为它是我国首次登陆火星的探测器。着陆火星的“祝融号”，质量为，在牵引力的驱使下，匀速运动了100m，假设祝融号在火星上受到的阻力是其在火星上所受重力的0.06倍，已知，火星表面大气密度是地球表面大气密度的0.01倍，g取。求：（1）祝融号所受的阻力；（2）在这段时间内牵引力做的功；（3）同一物体在地球大气中受到的浮力与它在火星大气中受到的浮力之比。【答案】（1）54.72N；（2）；（3）5000:19。【解析】（1）“祝融号”，质量为240kg，受到的阻力是其在火星上所受重力的0.06倍，祝融号所受的阻力为（2）30min匀速运动了100m，根据二力平衡，牵引力与阻力相等，为54.72N，因此在这段时间内牵引力做的功为（3）火星表面大气密度是地球表面大气密度的0.01倍，同一物体在地球大气中受到的浮力与它在火星大气中受到的浮力之比为答：（1）祝融号所受的阻力为；（2）在这段时间内牵引力做的功为；（3）同一物体在地球大气中受到的浮力与它在火星大气中受到的浮力之比为5000:19。17．（2021·山东临沂市）2021年3月24日，临沂市获得2020年山东16地市经济社会发展综合考核一等奖，同时还获得打赢污染防治攻坚战等单项奖励。绿化喷洒车对城区道路的卫生清洁保持工作功不可没。如图所示的绿化喷洒车空载时的质量为6t，罐体有效容积为8m3，该喷洒车从水源地装满水后，沿平直公路以15m/s的速度匀速驶向距离2.7km的目的地，行驶过程中喷洒车受到的阻力为1.5×104N，车轮与地面的总接触面积为0.4m2，g取10N/kg。求喷洒车从水源地到目的地：（1）所用的时间；（2）牵引力所做的功；（3）对水平地面的压强。【答案】（1）180s；（2）4.05×107J；（3）。【解析】（1）所用的时间（2）因为匀速，所以牵引力等于阻力为1.5×104N，牵引力所做的功W=Fs=1.5×104N×2700m=4.05×107J（3）水质量为总质量为（3）对水平地面的压强答：（1）所用的时间180s；（2）牵引力所做的功4.05×107J；（3）对水平地面的压强。18．（2021·山西中考真题）2021年5月15日，“祝融号”火星车在火星上留下了属于中国的第一道印记，如图甲所示。发射前，火星车在水平地面上进行测试时，受到的摩擦力为200N，其速度v与时间t的关系图像如图乙所示。火星车的质量为240kg，车轮与地面接触的总面积约为0.2m2（空气阻力忽略不计，g取10N/kg）求：（1）火星车静止时，对水平地面的压强。（2）火星车做匀速直线运动时，牵引力做的功。【答案】（1）1.2104Pa；（2）1.2103J。【解析】（1）火星车对地面的压力火星车对地面的压强（2）由图乙可知，火星车在10~40s内做匀速直线运动，v20cm/s0.2m/s，牵引力Ff200N匀速行驶30s的路程svt0.2m/s30s6m牵引力做的功WFs200N6m1.2103J答：（1）火星车对地面的压强为1.2104Pa；（2）牵引力做的功为1.2103J。19．（2021·湖南怀化市）某工人用如图所示的滑轮组匀速打捞水中的工件。已知工件的体积为30dm3，密度为。每个滑轮的重力为20N，不计绳与滑轮间的摩擦、绳重及水的阻力。（，）求：（1）工件浸没在水中时所受的浮力；（2）工件受到的重力；（3）工件在水中上升6m的过程中（工件始终浸没在水中），工人做了多少功。【答案】（1）300N；（2）900N；（3）3720J。【解析】（1）工件的体积为30dm3，工件浸没在水中时所受的浮力为（2）工件受到的重力（3）每个滑轮的重力为20N，绳子拉力与重力、浮力和滑轮重关系绳子拉力为工件在水中上升6m的过程中，绳子移动距离为工人做功答：（1）工件浸没在水中时所受的浮力是300N；（2）工件受到的重力是900N；（3）工件在水中上升6m的过程中（工件始终浸没在水中），工人做功3720J。20．（2021·湖南长沙市）总部位于湖南省长沙市岳麓区的某股份有限公司，是一家持续创新的全球化企业。如图是这个公司生产的高空作业平台，它重心低，运行高效。求：（1）作业平台以2m/s的速度在平直的路面上匀速行驶20s，它行驶的路程；（2）作业平台用104N的支持力将货物竖直缓慢举高10m，支持力对货物所做的功；（3）质量为3150kg的作业平台上装有850kg的货物，静止在水平地面上时，车轮与地面的总接触面积为0.04m2，此时作业平台对水平地面的压强。（取g=10N/kg）【答案】（1）40m；（2）；（3）。【解析】（1）作业平台以2m/s的速度在平直的路面上匀速行驶20s，它行驶的路程（2）支持力对货物所做的功（3）此时作业平台对水平地面的压力此时作业平台对水平地面的压强答：（1）它行驶的路程为40m；（2）支持力对货物所做的功为；（3）此时作业平台对水平地面的压强为。21．（2021·湖南岳阳市）“绿色出行，低碳生活”。新能源汽车因环保、节能、高效等优势，成为人们日常使用的重要交通工具。如图是国内某型号的新能源汽车，满载时的总质量为，在平直公路上匀速行驶1000m，用时50s，此过程中汽车牵引力做功，求满载时：（1）汽车的总重力；（2）汽车匀速行驶时的速度；（3）汽车匀速行驶时所受的牵引力。【答案】（1）；（2）；（3）。【解析】（1）汽车的总重力（2）汽车匀速行驶时的速度（3）汽车匀速行驶时所受的牵引力答：（1）汽车的总重力是；（2）汽车匀速行驶时的速度是；（3）汽车匀速行驶时所受的牵引力是。22．（2021·四川成都市）“天府号”动车组在成绵乐城际高铁上投用，标志着成都、乐山、德阳、绵阳、眉山等城市铁路迎来公交化。一列“天府号”动车组（图）从成都东站驶出，用时54min抵达乐山站，成都东站到乐山站的路程是135km。求：（1）该动车组从成都东站到乐山站的平均速度是多少km/h？（2）该动车组在平直铁路上以的牵引力匀速前进1.5km，牵引力做功为多少？【答案】（1）150km/h；（2）7.5J。【解析】（1）动车组从成都东站到乐山站的平均速度（2）牵引力做功W=Fs1=5×104N×1.5×103m=7.5×107J答：（1）该动车组从成都东站到乐山站的平均速度是150km/h；（2）牵引车做功为7.5×107J。23．（2021·四川内江市）现有一辆汽车以30m/s的速度在平直公路上匀速行驶，突然发现正前面有一辆因故障而停止的小货车，于是紧急刹车。汽车司机从发现这一情况到紧急刹车所需反应时间为0.5s，刹车后经过10s汽车停止，在刹车后汽车的平均速度为15m/s，g=10N/kg。求：（1）从司机发现情况到汽车停止这段时间，汽车运动的路程是多少？（2）如果汽车的质量为3t，正常行驶时受到的阻力为重力的0.3倍，那么，汽车在反应时间内牵引力做的功是多少？【答案】（1）165m；（2）。【解析】（1）在发现到开始刹车的时间内，汽车做匀速运动，汽车前进的路程在刹车的时间内，汽车前进的距离为从司机发现情况到汽车停止这段时间，汽车运动的路程（2）汽车匀速行驶所受阻力汽车牵引力等于阻力，即牵引力做的功=9×103N×15m=1.35×105J答：（1）从司机发现情况到汽车停止这段时间，汽车运动的路程是165m；（2）汽车在反应时间内牵引力做的功是1.35×105J。24．（2021·重庆中考真题）2020年12月8日，中尼两国共同宜布珠峰的最新高程为8848.86m。体重为500N的小海同学想一睹珠峰的雄伟魅力，从重庆坐火车经过约40h行驶了约3080km到达拉萨，然后坐汽车到达珠峰大本营。（1）求火车的平均速度；（2）从拉萨到珠峰大本营海拔升高了1600m，求该过程中克服小海重力做的功。【答案】（1）77km/h；（2）8×105J。【解析】（1）火车的平均速度v===77km/h（2）克服小海重力做的功W=Gh=500N×1600m=8×105J答：（1）求火车的平均速度是77km/h；（2）该过程中克服小海重力做的功是8×105J。25．（2021·内蒙古中考真题）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的关系图像分别如图甲、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。【答案】(1)10m/s；(2)700m；(3)1.1×106J。【解析】(1)前10s轿车运动的平均速度(2)根据可知，轿车在匀速直线运动阶段通过的路程(3)动力F做的总功答：(1)前10s轿车运动的平均速度是10m/s；(2)轿车在匀速直线运动阶段通过的路程是700m；(3)动力F做的总功为1.1×106J。26．（2021·贵州安顺市）如图所示，斜面底端的挡板上固定一轻质弹簧，物块从A点由静止开始沿斜面自由下滑，最终在斜面上的B点保持静止。请比较这一过程物块重力做功W1和克服摩擦力做功W2的大小关系，并从能量转化的角度说明理由。（不计空气阻力）【答案】见解析。【解析】不计空气阻力，说明机械能守恒，W1>W2，物块通过重力做功（W1），将物体的重力势能最终转化为克服摩擦力做功（W2）产生的内能和克服弹簧弹力做功产生的弹性势能，所以W1>W2。27．（2021·浙江嘉兴市·中考真题）健康的生活既要注意平衡膳食，还要积极参加体育锻炼。如图所示为可调式握力器，可用于锻炼手部肌肉。锻炼时只要抓住左手柄，用力抓紧使其碰触右手柄上的计数按钮，即算完成一个握力动作。（1）握力器的力度可以通过使用调节器移动弹簧下端的位置来改变，现在需要将力度调小，则应该将弹簧下端向_______（选填“左”或“右”）移；（2）小嘉用平均大小为500牛的力抓握力器的手柄，使手柄在力的方向上移动6厘米完成一个握力动作，则做功多少焦?（________）（3）小嘉饮用一罐净含量为330毫升的可乐后，获得的能量为540千焦。若获得能量的10%用于握力做功，则消耗这些能量需要完成多少个题（2）中的握力动作?（________）【答案】右；30J；1800次。【解析】（1）[1]需要将力度调小，弹簧的弹力减小，将弹簧的伸长量减小，可以将弹簧下端向右移动。（2）[2]完成一个握手动作做功W=Fs=500N×0.06m=30J（3）[3]消耗这些能量需要完成的次数28．（2021·甘肃武威市·中考真题）机器人送餐以往只能在科幻电影中看到的场面，现在已成为现实。如图所示，一个机器人用手托着盘子，在水平地面上匀速行走，并使盘子一直保持同一高度不变。甲同学说机器人对盘子做了功，而乙同学却说它对盘子没有做功。请问你支持谁的观点？为什么？【答案】乙同学；作用在物体上的力与距离垂直，垂直无功。【解析】乙同学，因为在水平方向上匀速直线运动，而机器人对盘子的力是向上的，力与距离垂直，垂直无功。二、2020年中考真题29.（2020·北京）如图所示的情境中，人对物体做功的是（）。A.用力搬石头没有搬动；B.人将重物从地面拉到高处；C.人推一块大石头没推动；D.人使箱子沿水平方向做匀速直线运动【答案】B。【解析】A．人用力搬石头但没有搬动，有力，但物体没有在力的方向上通过距离，没有做功，不符合题意；B．人将重物从地面拉到高处，对物体有向上的拉力，物体在拉力的方向上通过了距离，所以拉力对物体做了功，符合题意；C．人推一块大石头没推动，有力，但物体没有在力的方向上通过距离，没有做功，不符合题意；D．人使箱子沿水平方向做匀速直线运动，人给箱子一个向上的力，箱子向上没有移动距离，人对箱子没有做功，不符合题意。故选B。30.（2020·衡阳）近期我国长江中下游许多省份因连续大雨发生洪涝灾害。抗洪抢险小分队成员李军在一次行动中需要帮老百姓把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上。为了省力采用5m的长木板搭了一个斜面（如图所示）。用1200N的力用了5min将重物匀速推到车上。关于此简易斜面装置，下列说法中正确的是（）。A．他对重物做了4800J的功；B．他做功的功率为16W；C．此次简易斜面装置的机械效率为50%；D．斜面是一种省力杠杆【答案】AD。【解析】A、重物的重力：G＝mg＝240kg×10N/kg＝2400N，李军对重物做的有用功：W有用＝Gh＝2400N×2m＝4800J，故A正确；B、做的总功：W总＝Fs＝1200N×5m＝6000J做功的功率为：P＝＝＝20W，故B错误；C、简易斜面装置的机械效率：η＝＝×100%＝80%，故C错误；D、据课本知识可知，斜面本质上是一种省力杠杆，故D正确。故选：AD。31．（2020·南充）如图所示，重为2N的物体A放在水平桌面上，重为5N的物体B挂在动滑轮下，每个滑轮重为1N（不计绳重和摩擦），B恰好可以匀速下降。现对A施加水平向左的拉力使B上升，当B以0.3m/s的速度匀速上升时，拉力大小为F．下列说法正确的是（）。A．B匀速下降时，物体A受到3N的摩檫力；B．拉力F的大小为4N ；C．拉力F的功率为3.6W；D．B匀速上升0.6m的过程中，拉力F做功2.4J【答案】BC。【解析】A、由图可知动滑轮上绳子的段数n＝3，不计绳重及摩擦时，则绳子自由端的拉力（即滑轮组对物体A的拉力）：FA＝（GB+G动）＝×（5N+1N）＝2N，B匀速下降，物体A匀速向右运动时，受到向右的拉力FA和向左的摩擦力作用，则由二力平衡条件可得，物体A受到的摩檫力：f＝FA＝2N，故A错误；B、当使物体B以0.2m/s的速度上升时，物体A匀速向左运动，此时A受到向右的拉力FA、摩擦力和向左的拉力F作用，由于物体A对桌面的压力大小和接触面的粗糙程度都不变，则摩擦力大小不变，所以，由力的平衡条件可得F＝FA+f＝2N+2N＝4N；故B正确；C、绳子自由端移动的速度（即物体A运动的速度）：vA＝3vB＝3×0.3m/s＝0.9m/s，则拉力F的功率为：P＝FvA＝4N×0.9m/s＝3.6W；故C正确；D、B匀速上升0.6m，则绳子自由端移动的距离：sA＝3sB＝3×0.6m＝1.8m，该过程中拉力F做功：W＝FsA＝4N×1.8m＝7.2J，故D错误；故选：BC。32．（2020·安徽）如图所示，工人沿斜面用一定大小的力F把一重为600N的物体从斜面底部匀速推到顶端（不考虑物体的大小）。已知斜面长L=3m，高h=1.5m.若该过程中斜面的效率为60%，则力F所做的功为________J。【答案】1500。【解析】有用功：W有=Gh=600N×1.5m=900J；根据：得。33.（2020·四川雅安）一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其v-t图像如图所示，在第10s时速度达到15m/s，通过的路程为80m。求∶(1)在0~10s内汽车的平均速度；(2)设汽车在匀速行驶过程中所受阻力不变，大小为f=4000N，则汽车匀速行驶时的功率；(3)在0~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功。【答案】(1)8m/s；(2)；(3)。【解析】(1)由题知，在0~10s内汽车通过的路程，利用速度公式求在0~10s内汽车的平均速度；(2)由图可知，10s后汽车做匀速直线运动，速度v=15m/s，此时汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，牵引力大小等于阻力大小，利用P=Fv求汽车行驶时的功率；(3)由于汽车的功率不变，利用W=Pt求在0~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功。【详解】(1)由题知，在0~10s内汽车通过的路程s=80m，则在0~10s内汽车的平均速度：(2)由图可知，10s后汽车做匀速直线运动，速度v=15m/s，此时汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，则牵引力：F=f=4000N汽车行驶时的功率为：(3)因为汽车的功率不变，所以在0~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功答：(1)在0~10s内汽车的平均速度为8m/s；(2)汽车行驶时的功率为；(3)在0~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是。34.（2020·广东）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的关系图像分别如图甲、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。【答案】(1)10m/s；(2)700m；(3)1.1×106J。【解析】(1)前10s轿车运动的平均速度：(2)根据可知，轿车在匀速直线运动阶段通过的路程：(3)动力F做的总功：答：(1)前10s轿车运动的平均速度是10m/s；(2)轿车在匀速直线运动阶段通过的路程是700m；(3)动力F做的总功为1.1×106J。35.（2020·贵州黔东南）为减少新型冠状病毒的滋生蔓延，武汉市城管部门在夜间对城区道路集中开展了雾炮车喷洒消毒作业（如图所示）。某型号雾炮车空载时的质量为10t，它配备了一个体积为10m3的水箱。为了方便清洗，水箱底部有一个排水孔，排水孔盖子面积约为100cm2：(1)雾炮车匀速前进喷洒过程中，在2.4km的路段上用时20min，则雾炮车的速度是多少？(2)消毒液喷洒完后空载匀速返回时，若雾炮车在水平地面上匀速行驶时受到的阻力为车重的0.05倍，则行驶2.4km的水平路面上，牵引力所做的功为多大？（g取10N/kg）(3)当水箱中消毒液的深度为1m时，排水孔盖子受到消毒液的压力约为多大？（消毒液的密度为0.8×103kg/m3）【答案】(1)2m/s；(2)；(3)80N。【解析】(1)在2.4km的路段上用时20min，则雾炮车的速度：(2)雾炮车空载时在水平地面上匀速行驶时受到的阻力与牵引力是一对大小相等的平衡力，且受到的阻力为车重的0.05倍，则牵引力：则牵引力所做的功：(3)当水箱中消毒液的深度为1m时，排水孔盖子受到消毒液的压强：排水孔盖子面积约为100cm2，根据可得排水孔盖子受到消毒液的压力：答：(1)雾炮车的速度是2m/s；(2)牵引力所做的功是；(3)当水箱中消毒液的深度为1m时，排水孔盖子受到消毒液的压力是80N。36．（2020•岳阳）某型号汽车整车与驾驶员的总重量是2060kg，驾驶员驾驶该汽车在平直公路上匀速进行车型测试，测试过程中消耗汽油的体积为1.5×10-3m3。（g=10N/kg,ρ汽油=0.7×103kg/m3,q汽油=4.5×107J/kg）求：（1）汽车与驾驶员的总重力；（2）测试过程中消耗汽油的质量；（3）假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为40%，汽车在测试过程中做的有用功是多少。【解析】已知：汽车和驾驶员的质量m1=2060kg，消耗汽油的体积为1.5×10-3m3。g=10N/kg,ρ汽油=0.7×103kg/m3,q汽油=4.5×107J/kg，η=40%。求：（1）汽车与驾驶员的重力G=？；（2）消耗汽油的质量m=？（3）有用功W有=？解：（1）汽车和驾驶员的重力：G=mg=2060kg×10N/kg=2.06×104N；（2）消耗汽油的质量m=ρV=0.7×103kg/m3×1.5×10-3m3=90g/50cm3=1.05kg。（3）测试过程中汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq=1.05kg×4.5×107J/kg=4.725×107J。所做有用功W有=ηW总=40%×4.725×107J=1.89×107J。答：（1）汽车和驾驶员总重力为2.06×104N；（2）消耗汽油的质量为1.05kg；（3）所做有用功为1.89×107J。37.（2020·四川成都）据光明日报客户端报道，“东方电机有限公司研制的世界首台百万千瓦水电机组核心部件完工交付”入选2019年中国十大科技进展新闻。首台百万千瓦转轮由多个叶片组成，每个叶片重达11吨。叶片由钢质材料制成，一个叶片的质量为11吨，钢的密度为ρ=7.90×103kg/m3，常数g取10N/kg。求：(1)一个叶片的体积；(2)将一个叶片整体匀速提升4m需要做的功。【答案】(1)1.39m3；(2)4.4×105J。【解析】(1)一个叶片的体积：(2)将一个叶片整体匀速提升4m需要做的功：答：(1)一个叶片的体积为1.39m3。(2)将一个叶片整体匀速提升4m需要做的功为4.4×105J。三、2019年中考真题38.(2019·海南)用大小相同的力F，作用在质量不同的物体上，使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的距离s（如图所示），F所做的功分别为W1和W2，则（）。A．B．C．D．【答案】B。【解析】根据功的计算公式，得，。可见，故应选B。39.（2019·邵阳）一物体在水平拉力F的作用下，沿力的方向以0.2m/s的速度匀速运动了4s，拉力F大小为5N，4s内拉力F做的功为（）。A．1JB．3JC．2JD．4J【答案】D。【解析】由v可得，物体移动的距离s＝vt＝0.2m/s×4s＝0.8m，拉力F做的功W＝Fs＝5N×0.8m＝4J。故选D。40.（2019·武威）“节能减排，低碳生活”旨在倡导节约能源和减少二氧化碳排放。李明同学坚持骑自行车上下学，他的质量为50kg，所骑自行车质量为15kg。（g=10N/kg）求：（1）若他在平直公路上5min内匀速行驶了1500m，则这段时间他骑行的速度是多大？（2）若他骑行时的牵引力恒为60N，则他骑行这5min内克服阻力做了多少功？（3）若他骑行时自行车两轮与地面总的接触面积为25cm2，则他骑行时自行车对地面的压强为多少？【解析】（1）他骑行的速度是：v===5m/s。（2）他在平直公路上5min内匀速行驶，受力平衡，则阻力f=F=60N，所以他骑行这5min内克服阻力做的功：W=fs=60N×1500m=9×104J。（3）骑行过程中地面受到的压力为：F压=G总=（m人+m车）g=（50kg+15kg）×10N/kg=650N，则他骑行时自行车对地面的压强为：p==2.6×105Pa。答：（1）这段时间他骑行的速度是5m/s；（2）若他骑行时的牵引力恒为60N，则他骑行这5min内克服阻力做了9×104J功；（3）若他骑行时自行车两轮与地面总的接触面积为25cm2，则他骑行时自行车对地面的压强为2.6×105Pa。41.（2019·海南）如图所示是正在航拍的无人机。起飞前，放在地面上要确保四脚着地；启动后，利用遥控器可控制它运动和工作。无人机的参数如下表，求：（g取10N/kg）（1）无人机从地面飞到离地20m高处，至少要多长时间？（2）无人机从20m高处降落到地面，重力做功是多少？（3）无人机停放在水平地面上时对地面的压强是多少？（4）无人机的突出问题是飞行时间短，请提出一个解决问题的合理建议。【解析】（1）由得至少要用的时间为：（2）重力做功为：（3）无人机对地面的压强为：（4）无人机飞行过程需要消耗电能来克服重力做功，所以为了减少电能的消耗，延长飞行时间，可以减小无人机的质量。或者增加电池储存的电能也可以延长飞行时间。42.（2019·潍坊）一辆质量为1.5×103kg的汽车陷入一泥泞路段，司机师傅利用滑轮组和周围条件，组装成了如图所示的拖车装置。已知汽车通过泥泞路段需移动8m距离，汽车在泥泞路段受到的阻力为车重的0.1倍，滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg。在将车匀速拖离泥泞路段过程中，求：（1）做的有用功；（2）作用在绳子自由端的拉力。【解析】（1）汽车在泥泞路段受到的阻力：f=0.1mg=0.1×1.5×103kg×10N/kg=1.5×103N；将车匀速拖离，由二力平衡条件可得，滑轮组对车的拉力：F拉=f=1.5×103N；所做有用功：W有=F拉s车=1.5×103N×8m=1.2×104J，（2）由图可知n=3，则绳子移动的距离：s绳=3s车=3×8m=24m，由；由W总=Fs绳可得，作用在绳子自由端的拉力：。答：（1）做的有用功为1.2×104J；（2）作用在绳子自由端的拉力为625N。考点二：功率一、2021年中考真题1．（2021·湖南岳阳市）小明两次分别用时60s、40s把同一捆书从一楼匀速搬上三楼，比较两次搬书过程对书做功和做功的功率，判断正确的是（）。A．用时少的做功多 B．用时少的做功功率大C．用时多的做功多 D．用时多的做功功率大【答案】B。【解析】AC．由题意可知，搬的是同一捆书，而且两次上楼的高度均不变，由W=Gh可知，两次搬书过程对书做功相同，故AC错误；BD．两次所做的功相同，由可知，用时少的做功功率大，用时多的做功功率小，故B正确，D错误。故选B。2．（2021·浙江湖州市）一端封闭的两个完全相同的玻璃管（如图所示）甲中装水乙中装食用油。两个完全相同的金属小球从O处静止释放，下落到P处，小球在食用油中下落的时间更长。比较两小球从O处到P处的下落情况，则小球（）。A．重力势能变化量不相同 B．获得的动能相同C．在食用油中重力做功慢 D．机械能不变【答案】C。【解析】A．重力做功为W=Gh，所以重力做功相同，重力势能变化量相同，故A错误；B．获得的动能不同，在煤油中阻力更大，动能小，故B错误；C．根据可知，在水和食用油中重力做功相等，食用油中时间长，重力做功慢，故C选项正确；D．由于液体有阻力，机械能会减小，故D错误。故选C。3．（2021·贵州中考真题）汽车工程师探究单个轮胎滚动阻力与行驶速度、轮胎气压、轮胎品牌的关系。根据收集到的数据，绘制了如图所示的图像；（1）工程师在探究单个轮胎滚动阻力与轮胎气压的关系时，应控制的变量有___________；（2）工程师在探究单个轮胎滚动阻力与行驶速度的关系时，轮胎克服最小阻力做功的功率大小为___________W；（3）实践证明，当汽车轮胎气压增大到一定值后，汽车的安全性会随之降低。请综合考虑汽车安全性，结合以上试验数据，提出能有效减小汽车能耗的建议：___________。【答案】行驶速度和轮胎品牌；1050；见解析。【解析】（1）[1]由题意可知，探究影响轮胎阻力的因素时，有三个变量：行驶速度、轮胎气压、轮胎品牌。在探究单个轮胎滚动阻力与轮胎气压的关系时，则需要控制行驶速度和轮胎品牌两个变量不变。（2）[2]由图可知，当速度为90km/h，即25m/s时，阻力最小为42N，因为汽车做匀速直线运动，所以牵引力等于阻力，根据可知，功率为（3）[3]由图可知，速度在90km/h时，阻力最小，能耗低；轮胎的气压越大时，阻力越小，能耗也会降低。为了有效减小汽车能耗要选择合适的轮胎在较为合适的气压下以90km/h左右的速度行驶。4．（2021·黑龙江大庆市）小明同学设计了如图甲所示的滑轮组装置，当施加图乙所示随时间变化的水平拉力F时，重物的速度v随时间t变化的关系如图丙所示。不计绳与滑轮的重量及滑轮转动时的摩擦，绳对滑轮的拉力方向近似看成水平方向。在0-1s内，重物受到地面的摩擦力为______N，在2s-3s内，拉力F做功的功率为______W。【答案】300；300。【解析】[1]由丙图可知，在0-1s内，物体静止，整个装置处于平衡状态，以动滑轮和物体为整体受力分析，水平方向物体受到的摩擦力等于动滑轮受到绳子的拉力，所以物体所受的摩擦力为[2]由丙图可知，在2s-3s内，物体以0.5m/s的速度做匀速直线运动，根据乙图，此时拉力为200N，绳子移动的速度为拉力的功率为。5．（2021·吉林中考真题）一辆汽车在平直的公路上匀速行驶，内通过的路程是，它的速度为______，汽车受到的牵引力为，牵引力做功的功率为______。【答案】20；6×104。【解析】[1]汽车的运动速度[2]牵引力做功的功率6．（2021·黑龙江齐齐哈尔市）在水平地面上工人师傅沿水平方向推重的木箱做直线运动，木箱速度随时间变化的图像如图所示。已知在内木箱受到的推力恒为，则在这段时间（）内，木箱受到的推力的功率是___________，内木箱受到的摩擦力是___________（忽略空气阻力）。【答案】100；100。【解析】[1]由图示知，4s~8s内，木箱的速度保持不变，为1m/s，则在这段时间内，木箱受到的推力的功率P=Fv=100N×1m/s=100W[2]4s~8s内，木箱所做的是匀速，所受的摩擦力等于拉力，即f=F=100N而8s~10s内，木箱做减速运动，但木箱对水平面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，则所受的摩擦力与4s~8s内的相同，为100N。78．（2021·黑龙江绥化市）甲、乙两人各自推动一辆小车，从同一地点同时向西做直线运动，乙的推力是50N，运动情况如图所示。以乙为参照物，则甲向______运动；乙推车功率是______W。【答案】东；200。【解析】[1]如图所示，甲推车的运动速度为乙推车的速度v乙=4m/s，因为甲、乙两人各自推动一辆小车，从同一地点同时向西做直线运动，且v甲＜v乙，以乙为参照物，则甲向东运动。[2]由题意知，乙的推力是50N，则乙推车功率是P=Fv=50N×4m/s=200W。8．（2021·湖北宜昌市）小勇放学后，背着重40N的书包沿水平路面走了200m，用时3min，又用1min爬上了大约9m高的四楼回到了家，小勇的重力为600N。则他在回家过程中对书包所做的功为______J，他所做总功的功率是______W。【答案】360；24。【解析】[1]小勇回家过程中对书包的作用力沿竖直方向，所以他背着书包在水平路面行走时，他对书包不做功，只在爬楼过程对书包做了功。所做的功[2]上楼时，小勇不仅要克服书包的重力做功，还要克服自身重力做功。克服自身重力做的功做的总功整个过程所用时间所做总功的功率。9．（2021·山东潍坊市）阅读短文，回答问题：“长五”助力，“天和"巡天2021年4月29日，搭载中国空间站天和核心舱的长征五号B遥二运裁火箭，在我国文昌航天发射场点火升空。长征五号B遥二运载火薪是新一代运载火箭，它使用的是冷藏液氢、液氧低温燃料，液氢温度为-253℃，液氧为183℃。在塔架上未起飞前，这些燃料在与外界空气接触时，火箭侧壁会冒出“白雾”，在“点火”口令下达后，重达800多吨的火箭拔地而起，火箭尾部发出又长又亮的蓝白色火焰，约490s后离开视野。将天和核心舱送入预定轨道后，末级火箭与核心舱分离，末级火箭再入大气层，与大气剧烈摩擦使火箭绝大部分烧蚀销毁。进入预定轨道的天和核心舱使用的是大功率LT-100型霍尔电推系统，该设备将太阳能先转化为电能，再将电能转化为机械能。天和核心舱使用的是目前世界上最先进的砷化钾太阳能电池翼，它的光电转换效率高达50%以上，而传统的晶硅电池只有20%左右，此外，砷化钾电池还具有很好的耐温性，在250℃高温下也能正常工作。天和号核心舱目前翼展长是13m，未来将发射升空的“问天”号和“梦天”号两个实验舱的太阳翼单侧翼展将达到30m。到那时，“天宫”号空间站的供电能力将达到100kW。（1）火箭在塔架上未起飞前，侧壁冒出的“白雾”是由水蒸气______产生的；（2）末级火箭绝大部分烧蚀销毁过程，火箭的机械能一部分转化为______；（3）“点火”发射时，使“长五”火箭起飞需要的最小推力大小为______N；（4）建成后的“天宫”号空间站，太阳能电池接收太阳能的最大功率为______kW。【答案】液化；内能；；。【解析】[1]侧壁冒出的“白雾”是由水蒸气液化形成的小水珠。[2]末级火箭坠入大气层后烧毁，是由于在进入大气层过程中，与空气发生摩擦，此时末级火箭要克服摩擦做功，机械能转化为内能。[3]由平衡条件得，需要的最小推力大小为[4]太阳能电池接收太阳能的最大功率为10．（2021·云南昆明市）采用功与时间比值的方法，得到“单位时间”内做的功，这样就方便比较做功的快慢了，这个比值叫做______。这种方法，实质上还是用______（选填“时间相同比较功”或“功相同比较时间”）来比较做功快慢的。【答案】功率；时间相同比较功。【解析】[1]“单位时间”内做的功，叫做功率，表示做功的快慢。[2]功率取了相同的单位时间，即1s，所以是时间相同比较功。11．（2021·江苏扬州市）小明对所学的一些物理量进行归纳，请你帮他补全空格处的内容，第（1）、（3）两空只需填个物理量名称______、______、______。【答案】质量；物质；功率。【解析】（1）[1]质量是物体的一种属性，不随物体位置、形状、状态及温度而变化。（2）[2]密度和比热容是物质的一种特性。（3）[3]功率表示物体做功快慢的物理量。12．（2021·四川泸州市）绵泸高铁内自泸段即将建成通车，据了解泸州乘高铁经内江到成都大约需要84min。其中泸州至内江约130km，按照设计速度250km/h运行，泸州到内江列车大约需要______h。内江至成都约150km，从泸州经内江到成都全程的平均速度约为______km/h。某牵引力为9×104N的动车组在一段平直轨道上匀速行驶时速度为216km/h，则该动车组的输出功率为______W。【答案】0.52；200；5.4×106。【解析】[1]从泸州到内江列车需要的时间[2]内江到成都所需时间从泸州经内江到成都的总路程s=s1+s2=130km+150km=280km则全程平均速度[3]该动车组的输出功率P=Fv1=9×104N×216×m/s=5.4×106W。13．（2021·广西贵港市）已知大山同学的质量为60kg，每只鞋底与地面的接触面积为0.015m2。大山在10s内用20N的水平拉力拉重为100N的物体沿拉力方向在水平地面上匀速前进了13m。（g取10N/kg）求：（1）物体受到摩擦力的大小；（2）大山前进的速度；（3）拉力做功的功率；（4）大山在水平地面上立正时对地面的压强。【答案】（1）20N；（2）；（3）；（4）。【解析】（1）水平拉力拉重为100N的物体沿拉力方向在水平地面上匀速前进，物体处于平衡态，在水平路面上受到了拉力和摩擦力，故摩擦力和拉力是平衡力，故摩擦力的大小为20N。（2）大山前进的速度（3）拉力做功的功率（4）大山在水平地面上立正时对地面的压强答：（1）摩擦力的大小为20N；（2）大山前进的速度大山；（3）拉力做功的功率；（4）大山在水平地面上立正时对地面的压强。14．（2021·广西贺州市）随着科技的发展，低碳环保电瓶车的出现极大地方便了人们的出行。一天，小明的妈妈驾驶电瓶车送小明上学。假设小明的妈妈驾驶电瓶车是匀速行驶的，电瓶车的牵引力恒为100N，从家到学校的路程是1.5km，用时5min。求：（1）电瓶车行驶的速度是多少m/s；（2）电瓶车受到地面的摩擦力；（3）电瓶车牵引力的功率。【答案】（1）5m/s；（2）100N；（3）500W。【解析】（1）电瓶车的速度（2）因为电瓶车匀速行驶，由二力平衡可知，电瓶车受到地面的摩擦力（3）因为电瓶车匀速行驶，电瓶车牵引力的功率答：（1）电瓶车行驶的速度是；（2）电瓶车受到地面的摩擦力；（3）电瓶车牵引力的功率。15．（2021·湖北荆州市）经过三年的紧张施工建设，荆州复兴大道主线于2020年12月31日贯通，如图甲，为荆州市居民出行带来极大的方便。图乙为复兴大道高架桥的部分路段示意图，水平路面AB长400m、斜坡BC长200m、坡高CD高4m。总质量m为1.5t的小汽车，每个轮胎与水平路面接触面积为0.1m，当它以大小不变的速度v通过AB段和BC段，共用时36s；小汽车在AB段和BC段行驶时受到的阻力始终是车总重的0.01倍，小汽车通过AB段时，牵引力的功率为P1，通过BC段时，牵引力的功率为P2，g=10N/kg。求：（1）小汽车静止在水平地面时对地面的压强p是多大?（2）小汽车的速度v是多少km/h?（3）小汽车通过AB段时，牵引力的功率P1是多少?（4）小汽车牵引力的功率P1与P2之比是多少?【答案】（1）；（2）；（3）；（4）。【解析】（1）小汽车静止在水平地面时对地面的压力F=G=mg=1.5103kg10N/kg=1.5104N已知轮胎与水平路面总接触面积S=0.4m2，公交车静止在水平地面时对地面的压强（2）小汽车的速度v是（3）小汽车通过AB段时，牵引力小汽车通过AB段时，牵引力的功率P1（）通过BC段时，小汽车克服重力和摩擦了做功，BC段的摩擦力通过BC段时，小汽车用的时间为12s，通过BC段时，牵引力的功率为P2等于重力做功的功率与阻力做功的功率之和小汽车牵引力的功率P1与P2之比答：（1）小汽车静止在水平地面时对地面的压强p是；（2）小汽车的速度v是60km/h；（3）小汽车通过AB段时，牵引力的功率P1是；（4）小汽车牵引力的功率P1与P2之比是。16．（2021·江苏泰州市）为响应国家提出的“节能减排，低碳生活”的号召。质量为60kg的小明同学每天坚持骑自行车上学，他所骑自行车质量为15kg，轮胎与水平地面的总接触面积为30cm2，在水平路面上匀速骑行时所受阻力为总重力的0.02倍（g取10N/kg）。求：（1）小明和自行车的总重力；（2）他骑行时自行车对地面的压强；（3）若他在水平路面上5min内匀速骑行了1500m，则他骑行时的功率是多大。【答案】（1）750N；（2）；（3）75W。【解析】（1）小明和自行车的总重力G=(m1+m2)g=(60kg+15kg)×10N/kg=750N（2）他骑行时自行车对地面的压强（3）阻力为f=0.02G=0.02×750N=15N因为匀速，所以动力等于15N，速度为他骑行时的功率是P=Fv=15N×5m/s=75W答：（1）小明和自行车的总重力750N；（2）他骑行时自行车对地面的压强；（3）若他在水平路面上5min内匀速骑行了1500m，则他骑行时的功率是75W。17．（2021·山东潍坊市）楼房装修常用如图所示装置将物料吊运到楼上。已知该装置电动机的额定功率，电动机将电能转换为机械能的效率，某次吊运过程中将物料匀速提升，所用时间，求：（1）电动机拉绳的速度大小；（2）电动机对绳的拉力大小。【答案】（1）0.8m/s；（2）1375N。【解析】（1）由图可知n=2，电动机做机械功功率为物体速度为绳自由端速度为（2）电动机对绳的拉力答：（1）电动机拉绳的速度0.8m/s；（2）电动机对绳的拉力1375N。18．（2021·浙江宁波市）如图所示是世界上第一艘飞艇，它是由法国工程师吉法尔于1852年制造的。这艘飞艇的气囊充满氢气后，长44m，直径11.9m，体积2100m3，形状像一个巨大的橄榄。这年的9月24日，吉法尔乘坐该长艇从巴黎的马戏场出发，用一台2.2kW的蒸汽机带动螺旋桨，以8km/h的速度，飞行了28km。（1）飞艇的气囊形状像一个橄榄，在前进过程中可以减小______；（2）充满氢气后气囊受到的浮力是多少?（空气密度取1.29kg/m3）（______）（3）这次飞行，飞行所需时间、蒸汽机做的功及飞行时受到的平均阻力各为多少?（______）【答案】空气阻力；27090N；3.5h，2.772×107J，990N。【解析】（1）飞艇的气囊形状像一个橄榄，可以减小迎风面积，从而减小前进过程中受到的空气阻力。（2）充满氢气后气囊受到空气的浮力是F浮=ρ空气gV排=ρ空气gV=1.29kg/m3×10N/kg×2100m3=27090N（3）这次飞行，飞行所需时间为t=3.5h=1.26×104s蒸汽机做的功为W=Pt=2.2×103W×1.26×104s=2.772×107J飞行时受到的平均阻力为f=F=990N答：（1）飞艇的气囊形状像一个橄榄，在前进过程中可以减小空气阻力；（2）充满氢气后气囊受到的浮力是27090N；（3）这次飞行，飞行所需时间为3.5h，蒸汽机做的功为2.772×107J，飞行时受到的平均阻力为990N。19．（2021·浙江金华市）金义东（金华一义乌一东阳）线是金华轻轨的首条线路，全长约108千米，该线路的建成有助于打造金义都市区“一小时通勤图”。金义东线所用列车空载时的质量约为200吨，停靠时车轮跟铁轨接触总面积为0.8平方米，最高设计速度为120千米/小时。完成下列问题：（1）若列车全程以最高设计速度行驶，途中不停，则从金华到东阳共需要多少小时？（2）停靠时，空载列车对铁轨的压强为多少?（3）若空载列车以最高设计速度匀速直线行驶时，所受阻力为车重的0.04倍，此时该列车的功率为多少瓦?【答案】（1）2.0×106N；（2）2.5×106Pa；（3）2.7×106W。【解析】（1）从金华到东阳共需要的时间（2）停靠时，空载列车对铁轨的压力F=G=mg=200×103kg×10N/kg=2.0×106N停靠时，空载列车对铁轨的压强为（3）列车匀速运动时，列车受到的牵引力和阻力是平衡力，牵引力F=f=0.04G=0.04mg=0.04×200×103kg×10N/kg=8×104N列车的速度v=120km/h=此时该列车的功率为P==Fv=8×104N×≈2.7×106W答：（1）若列车全程以最高设计速度行驶，途中不停，则从金华到东阳共需要2.0×106N；（2）停靠时，空载列车对铁轨的压强为2.5×106Pa；（3）若空载列车以最高设计速度匀速直线行驶时，所受阻力为车重的0.04倍，此时该列车的功率为2.7×106W。20．（2021·云南中考真题）自行车骑行是生活中一种环保的出行方式，如图所示，小明骑自行车出行的途中，沿直线匀速经过一段长100m的平直路面，用时20s。该过程中前后轮与地面的总接触面积为。若小明的质量为55kg，自行车重150N，骑行时受到的阻力为总重的0.03倍。（）（1）求骑行时车对水平地面的压强；（2）该压强相当于多高水柱产生的压强？（3）求骑行过程中动力做的功及功率。【答案】（1）；（2）35m；（3）2100J，105W。【解析】（1）骑行时人和车总重力为G=mg+G1=55kg×10N/kg+150N=700N骑行时车对水平地面的压强（2）该压强相当于水柱压强，水柱高度（3）骑行时受到的阻力为f=0.03G=0.03×700N=21N因为匀速运动，所以动力等于阻力等于21N，骑行过程中动力做的功W=Fs=21N×100m=2100J功率答：（1）骑行时车对水平地面的压强；（2）该压强相当于35m水柱产生的压强；（3）骑行过程中动力做的功2100J，功率105W。21．（2021·安徽中考真题）如图所示，小明在单杠上做引体向上运动，每次引体向上身体上升的高度为握拳时手臂的长度。已知小明的体重为500N，握拳时手臂的长度为0.6m，完成4次引体向上所用的时间为10s。求：（1）小明完成1次引体向上所做的功；（2）10s内小明做引体向上的功率。【答案】（1）300J；（2）120W。【解析】（1）小明完成1次引体向上使身体上升的高度等于握拳时手臂的长度，则所做的功为W=Gh=500N×0.6m=300J（2）10s内小明做了4次引体向上，则做引体向上的功率为P=120W。答：（1）小明完成1次引体向上所做的功为300J；（2）10s内小明做引体向上的功率为120W。二、2020年中考真题22.（2020·山东滨州）如图所示，重的物体在水平拉力F的作用下，以的速度沿水平地面向左匀速直线运动了，滑轮组的机械效率为60%。在此过程中，下列说法正确的是（）。A.拉力F做的功为；B.物体与地面间的滑动摩擦力为；C.额外功的功率为；D.若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低【答案】BC。【解析】A．物体移动距离：s物=v物t=0.1m/s×20s=2m由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离：s=3s物=3×2m=6m拉力F做的功：W总=Fs=100N×6m=600J，故A错误；B．有用功：W有=物体与地面间的滑动摩擦力：f==180N，故B正确；C．额外功：W额=W总-W有=600J-360J=240J额外功的功率：P==12W；故C正确；D．若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，故增大了有用功，所以在额外功不变的情况下，滑轮组的机械效率变大，故D错误。故选BC。6所示的频闪照片记录了竖直下落的小球每隔相等时间的位置，不计空气阻力，在小球下落的过程中，下列说法正确的是（）。A.小球的重力势能逐渐增大；B.小球的机械能逐渐减小；C.小球的重力在ab段做功比在cd段多；D.小球的重力在ab段做功比在cd段多慢【答案】D。【解析】A选项小球下落重力势能减小，故错误；B选项忽略空气阻力时，小球重力势能与动能互相转化，机械能守恒，大小不变，故错误；C选项ab段长度小于cd段，重力相同，作用大小与下落距离成正比，ab段做功小于cd段，故错误；D选项，ab段做功小于cd段做功，而用时相当，所以ab段功率小于cd段做功，D正确。23.（2019·邵阳）参加今年邵阳市初中毕业学业考试的王小鹏同学听到考试预备铃响了，考室还在四楼呀!一口气从一楼跑到四楼考室，所用时间为30秒。他上楼过程克服自身重力做功的功率最接近（）。A．1.5WB．15WC．150WD．1500W【答案】C。【解析】王小鹏同学的体重约为500N，一层楼高约为3m，从一楼跑到四楼上升了三层楼的高度约9m，所用时间为30s；则克服自己重力做功的功率约为：P=150W。故选C。24.（2020·天津）小明在超市购物时，用10N的力沿水平方向推着购物车在水平地面上前进10m，用时10s，则推力做的功等于______J，推力的功率等于______W｡【答案】（1）100；（2）10。【解析】推力做的功：W=Fs=10N×10m=100J；推力的功率：。25.（2020·贵州黔南）小聪的体重是500N，家住19楼（楼的层高为3m），家里用燃气灶烧水、做饭。如果他从1楼步行上楼到家里（走了18层楼），用时3min。已知天然气的热值3.0×107J/m3，水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）。问：(1)他上楼克服重力做的功是多少？做功的功率是多少？(2)完全燃烧多少立方米天然气放出的热量与小聪做的功相等？如果这些热量有35%被水吸收，能使0.5kg水的温度升高多少？【答案】(1)2.7×104J；150W；(2)0.0009m3；4.5℃。【解析】(1)上楼的高度为：上楼克服重力做的功是：做功的功率是：。(2)由题可知，Q放=W=2.7×104J根据Q放=Vq，水吸收热量：根据，。答：(1)他上楼克服重力做的功是2.7×104J。做功的功率是150W。(2)完全燃烧0.0009m3天然气放出的热量与小聪做的功相等。如果这些热量有35%被水吸收，能使0.5kg水的温度升高4.5℃。26.（2020·四川乐山）如图所示，一款新型无人驾驶电动汽车，总质量为1.5×103kg，在性能测试中，沿平直的公路匀速行驶，行驶过程中汽车受到的阻力为总重力的0.1倍，（g取10N/kg）求：(1)汽车匀速行驶的速度；(2)汽车受到的牵引力；(3)此过程中汽车牵引力所做的功和做功功率。【答案】(1)10m/s(2)1.5×103N(3)2.7×106J，1.5×104W。【解析】(1)汽车行驶的路程：汽车行驶的时间：汽车匀速行驶的速度：(2)由于汽车匀速行驶，所以汽车受到的牵引力等于阻力：(3)此过程中汽车牵引力做功：汽车牵引力做功的功率：。答：(1)汽车匀速行驶的速度为10m/s；(2)汽车受到的牵引力为1.5×103N；(3)此过程中汽车牵引力所做的功为2.7×106J，做功的功率为1.5×104W。27．（2020·安徽）在车站广场上，常常看见人们将旅行包B平放在拉杆箱A上，如图甲所示。假设作用在箱子上的水平推力F推＝20N，A、B一起做匀速直线运动。（1）将旅行包B看成一个有质量的点，如图乙所示。请在图乙中画出运动过程中B的受力示意图；（2）若10s内箱子运动的距离为8m，求力F推做功的功率。【解析】（1）如下图所示（2）W=F推s=20N×8m=160J；。28.（2020·黑龙江龙东）根据《电动自行车安全技术规范》，交管部门规定自2019年5月1日起未申领临时标识的“非标”电动自行车不得上路行驶。如图是小明家新购买的电动自行车，整车质量为40kg。小明爸爸以18km/h的速度匀速骑行9km的过程中，电动机两端的电压恒为48V,通过的电流是6.25A，车轮与地面的总接触面积为200cm2，小明爸爸的质量是60kg。求本次骑车过程中：(1)骑车所用的时间；(2)骑车时车对地面的压强；(3)电动机的功率。【答案】(1)0.5h(2)5X104Pa(3)300W【解析】（1）骑车所用的时间：t＝eq\f(s,v)＝eq\f(9km,18km/h)=0.5h(2)骑车时对地面的压力：F＝G总＝(m车＋m人)g＝(40kg＋60kg)×10N/kg＝1000N电动车对水平地面的压强：p＝eq\f(F,S)＝eq\f(1000N,0.02m2)＝5×104Pa（3）电动机的功率：P=UI=48V×6.25A=300W。29.（2020·山东济宁）塔吊是一种常见的起重设备，如图是塔吊的示意图。电动起重机在2min内将质量为3t的物体匀速提升30m高，又用1min使物体在水平方向平移15m。（g取10N/kg）求：(1)吊物体的钢丝绳3min内对物体所做的功；(2)吊物体的钢丝绳3min内对物体所做功的功率；(3)若电动机提升物体时的效率为90%，平移物体时的功率为2kW，求电动机3min内消耗的电能。【答案】(1)；(2)；(3)。【解析】(1)由题意可知，吊物体的钢丝绳3min内对物体所做的功(2)根据可知，吊物体的钢丝绳3min内对物体所做功的功率：(3)电动机提升物体时消耗的电能：平移物体时消耗的电能：电动机3min内消耗的电能：。答：(1)吊物体的钢丝绳3min内对物体所做的功是；(2)吊物体的钢丝绳3min内对物体所做功的功率是；(3)若电动机提升物体时的效率为90%，平移物体时的功率为2kW，电动机3min内消耗的电能是。三、2019年中考真题30.（2019·湘潭）为解决某偏远山区的用电困难，利用当地水力资源丰富的特点，扶贫工作队筹措资金为当地建设了一座小型水力发电站，让水坝的水下泄时冲动水轮发电机发电，供当地居民生活所需。若水从10m高处下泄，每小时下泄量为7.2×106kg，取g=10N/kg。（1）每小时水的重力做的功W为多少？（2）若水的重力做的功有80%转化为电能，发电机的发电功率P是多少？【解析】（1）每小时下泄量为7.2×106kg，则这些水的重力：G=mg=7.2×106kg×10N/kg=7.2×107N，每小时水的重力做的功：W=Gh=7.2×107N×10m=7.2×108J；（2）由可得，产生的电能：W电=80%×W=80%×7.2×108J=5.76×108J，则发电机的发电功率：答：（1）每小时水的重力做的功W为7.2×108J；（2）若水的重力做的功有80%转化为电能，发电机的发电功率P是1.6×105W。考点三：机械能一、2021年中考真题1．（2021·甘肃兰州市）飞机在林场上空某一高度喷洒农药时，水平匀速飞行，关于飞机的动能和势能变化下列说法中正确的是（）。A．动能减少，势能减少 B．动能减少，势能增加C．动能增加，势能减少 D．动能不变，势能不变【答案】A。【解析】当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，其质量在不断减小，高度和速度不变，因此，由动能和重力势能的影响因素可知，其动能和重力势能均减小。故选A。2．（2021·湖南张家界市）张家界大峡谷玻璃桥高空蹦极体验项目正式对公众开放，不考虑空气阻力，关于人在蹦极下降过程中的能量分析，下列选项中正确的是（）。A．弹性绳绷直前，人的重力势能减小，动能增大，机械能增大；B．弹性绳刚好绷直时，人的重力势能最小，动能最大；C．下降到最低点的过程中人的机械能守恒；D．下降到最低点时，人的重力势能最小，弹性绳的弹性势能最大【答案】D。【解析】A．弹性绳绷直前，人在重力的作用下向下做加速运动，人的质量不变，高度变小，人的重力势能减小，人的质量不变，速度变大，动能增大，不计空气阻力，人的机械能是守恒的，保持不变，故A错误；B．弹性绳刚好绷直时，人继续向下运动，人的重力大于弹性绳的弹力，向下做加速运动当弹力等于人的重力时，速度最大，动能最大，故B错误；C．下降到最低点的过程中，人的机械能转化为弹性绳的弹性势能，所以人的机械能不守恒，故C错误；D．下降到最低点时，高度最小，所以人的重力势能最小，此时弹性绳发生的形变程度最大，弹性绳的弹性势能最大，故D正确。故选D。3．（2021·内蒙古通辽市）为庆祝我国海军建军70周年，我国举行了盛大的海上阅兵仪式，集中展示了一大批新型潜艇、水面