（2年中考1年模擬）備戰(zhàn)2020年中考物理 專題11 功和機(jī)械能（含解析）

專題11 功和機(jī)械能本專題中考考點(diǎn)和要求（“”表示該標(biāo)準(zhǔn)要求屬于評(píng)價(jià)水平這一層次）評(píng)價(jià)目標(biāo)和評(píng)價(jià)水平課標(biāo)要求 知識(shí)目標(biāo)技能體驗(yàn)?zāi)繕?biāo)了解認(rèn)識(shí)理解獨(dú)立操作經(jīng)歷認(rèn)同內(nèi)化（1）理解機(jī)械功和功率。用生活中的實(shí)例說(shuō)明機(jī)械功和功率的含義。（2）知道動(dòng)能、勢(shì)能和機(jī)械能。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化。（3）舉例說(shuō)明機(jī)械能和其他形式能量的相互轉(zhuǎn)化。規(guī)律總結(jié)1：利用功、功率的公式求解計(jì)算題策略1.利用W=Fs進(jìn)行計(jì)算時(shí)，一定要注意力F和距離S的一 一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，即距離S是在力F作用下且沿力的方向上移動(dòng)的距離。其次，一定要注意F和S的同時(shí)性，即在計(jì)算做功多少時(shí)，一定要搞清S是否是F始終作用下運(yùn)動(dòng)的距離。比如用60N的力將一重為8N的物體踢出20m遠(yuǎn)，這20m不是在腳的力的始終作用下運(yùn)動(dòng)的，在求腳對(duì)物體做功時(shí)，不能表示為W=Fs=60N×20m=1200J。2.利用P=W/t進(jìn)行計(jì)算時(shí)，一定要注意功W和完成這些功所用的時(shí)間t的一 一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。其次，一定要注意W和t的同時(shí)性。規(guī)律總結(jié)2：探究影響物體動(dòng)能大小因素的實(shí)驗(yàn)思路1.實(shí)驗(yàn)研究：研究對(duì)象小鋼球。 方法有控制變量法；轉(zhuǎn)換法。 如何判斷動(dòng)能大?。嚎茨緣K被小鋼球推動(dòng)的距離多少。使質(zhì)量不同的鋼球從同一高度靜止釋放的目的：使小球到達(dá)水平面時(shí)的初速度相同；如何改變鋼球速度：使鋼球從不同同高度滾下；2.分析歸納：保持鋼球質(zhì)量不變時(shí)結(jié)論：運(yùn)動(dòng)物體質(zhì)量相同時(shí)，速度越大，動(dòng)能越大；保持鋼球速度不變時(shí)結(jié)論：運(yùn)動(dòng)物體速度相同時(shí)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大；3.得出結(jié)論：物體動(dòng)能與質(zhì)量和速度有關(guān)；速度越大動(dòng)能越大，質(zhì)量越大動(dòng)能也越大。4.斜面的作用：是物體具有速度并改變物體速度的大小。5.水平面的作用：是物體在豎直方向上受力平衡，在水平方向只受摩擦力。6.能量轉(zhuǎn)化：在斜面上機(jī)械能轉(zhuǎn)化過(guò)程：重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能 ， 在水平面上能力轉(zhuǎn)化過(guò)程：動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 7.木塊最終停下來(lái)的原因：在水平面受到摩擦力。8.實(shí)驗(yàn)推理與假設(shè)：當(dāng)水平面絕對(duì)光滑，小球?qū)⒆鰟蛩僦本€勻速，不能達(dá)到探究目的。9.超載、超速問(wèn)題判斷：超速時(shí)，質(zhì)量不變，速度越大，動(dòng)能越大；超載時(shí)，速度不變，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大。10.用小球做實(shí)驗(yàn)有不足之處是：不能保證小球在水平面上沿直線運(yùn)動(dòng)。【例題1】（2018湖北宜昌）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(dòng)，媽媽的體重是小明的2倍，媽媽所用的時(shí)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（）AW1：W2=2：1 P1：P2=6：1BW1：W2=2：3 P1：P2=2：1CW1：W2=2：1 P1：P2=3：2DW1：W2=2：1 P1：P2=2：3【答案】D?！窘馕觥浚?）爬山比賽過(guò)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。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(shí)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?！纠}2】（2019河南）已知小汽車的總質(zhì)量為1500kg，該車以30m/s的速度作水平勻速直線運(yùn)動(dòng)，行駛180s，汽車在行駛過(guò)程中受到的阻力為車重的0.16倍（g=10N/kg）則結(jié)論正確的是（ ）A.小車行駛的距離為540mB.在此過(guò)程中汽車的牽引力為240NC. 在此過(guò)程中汽車的牽引力做功為1.296×106JD.汽車的功率為7.2×104W【答案】D 【解析】本題考點(diǎn)是速度公式及其應(yīng)用；功、功率的計(jì)算.（1）已知速度與行駛時(shí)間，由速度公式可以求出小車的路程（2）小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件可以求出牽引力，然后由功率公式求出功率（1）由v=可知，小車行駛的距離：s=vt=30m/s×180s=5400m（2）小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：F=f=0.16mg=0.16×1500kg×10N/kg=2400N（3）牽引力做的功：W=Fs=1.296×107J（4）牽引力的功率：P=72000W【例題3】（2018湖南婁底）“沙場(chǎng)點(diǎn)兵，揚(yáng)我軍威”。2017年8月1日，習(xí)近平總書(shū)記在朱日和軍事基地乘坐檢閱車對(duì)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【答案】（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?！窘馕觥靠疾榱酥亓健⑺俣裙胶凸β使降膽?yīng)用，第三問(wèn)也可以分步計(jì)算：先利用W=Fs求檢閱車牽引力做的功，再利用P=W/t求牽引力的功率。知道檢閱車的質(zhì)量，利用G=mg求其重力；利用速度公式v=s/t求檢閱車的速度；利用P=W/t=Fv求牽引力的功率。（1）檢閱車的重力：G=mg=2400kg×10N/kg=24000N；（2）檢閱車的速度：v=s/t=5m/s；（3）牽引力的功率：P=W/t=Fv=2000N×5m/s=10000W=10kW?！纠}4】（2019四川攀枝花）如圖甲是某種型號(hào)的轎車，車的質(zhì)量為600kg。一次該車在一段平直的公路上勻速行駛，遇到車速監(jiān)控檢測(cè)點(diǎn)。檢測(cè)點(diǎn)的距離傳感器從向車發(fā)出超聲波信號(hào)到接收到信號(hào)共用了0.6s。在連接距離傳感器的計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的該車運(yùn)動(dòng)的st圖像如圖乙所示（g=10N/kg,超聲波在空氣中傳播速度為340m/s）。求： 甲 乙 （1）該小轎車空載時(shí)對(duì)地面的壓力。（2）超聲波信號(hào)遇到小車時(shí)，小車與檢測(cè)監(jiān)控點(diǎn)的距離。（3）若小車在運(yùn)動(dòng)中所受阻力大小為3000N，則小車在20s內(nèi)牽引力所做的功?！敬鸢浮浚?）6000N。（2）102m。（3）1.2×106J?！窘馕觥浚?）m=600kg g=10N/kg小轎車空載時(shí)重力G=mg=600kg×10N/kg=6000N小轎車空載時(shí)對(duì)地面的壓力等于小轎車空載時(shí)重力F=G=6000N（2）s=vt=340m/s×0.6s=204m s=s/2=102m（3）從圖像可以獲得信息是小轎車在2s內(nèi)運(yùn)動(dòng)了40m，可以求出其速度v 1= S1/t 1=40m/2s=20m/s小車在20s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程為S2=v 2t 2=20m/s×20s=400mf=F=3000N小車在20s內(nèi)牽引力所做的功為W=Fs=3000N×400m=1.2×106J?！纠}5】（2018濟(jì)寧）某同學(xué)在探究“物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)”時(shí)，提出了如下猜想：猜想一：物體動(dòng)能大小與物體的質(zhì)量有關(guān)猜想二：物體動(dòng)能大小與物體的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)為了驗(yàn)證上述猜想，老師提供了如下器材：斜槽、刻度尺、三個(gè)鋼球（質(zhì)量分別為0.2kg、0.2kg、和0.3kg）、木塊和長(zhǎng)木板實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，讓鋼球從高為h的斜槽上由靜止?jié)L下，碰到水平面上的木塊后，將木塊撞出一段距離，在同樣的平面上，木塊被撞得越遠(yuǎn)，說(shuō)明鋼球的動(dòng)能越大該同學(xué)利用上述器材和裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并在下表中記錄了實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)次數(shù)鋼球質(zhì)量m/kg鋼球下落高度h/cm木塊移動(dòng)距離s/cm10.110820.1251930.3202640.2101550.3102260.31530請(qǐng)你完成下列任務(wù)：（1） 為了便于驗(yàn)證猜想一，請(qǐng)重新設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)表格，并將上表中的相關(guān)數(shù)據(jù)全部篩選整理后填入你所設(shè)計(jì)的表中（2）分析重新設(shè)計(jì)的表中數(shù)據(jù)可以得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是 【答案】（1）見(jiàn)解析中表；（2）當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度一定時(shí)，物體的質(zhì)量越大，動(dòng)能就越大【解析】（1）物體動(dòng)能大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，探究物體動(dòng)能大小與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，要控制物體到達(dá)水平面時(shí)的速度一定，即控制鋼球在斜面上的高度相同，改變物體的質(zhì)量；設(shè)計(jì)表格如下：次數(shù)鋼球下落高度h/cm鋼球質(zhì)量m/kg木塊移動(dòng)距離s/cm1100.182100.2153100.322（2）由表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度一定時(shí)，物體的質(zhì)量越大，動(dòng)能就越大【例題6】（2019江蘇無(wú)錫）在研究“物體動(dòng)能與質(zhì)量和速度的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，將鋼球從某一高度由靜止釋放，鋼球擺到豎直位置時(shí)，撞擊水平木板上的木塊，將木塊撞出一段距離。 (1)本實(shí)驗(yàn)使鋼球獲得動(dòng)能的操作方法是 。(2)從上表數(shù)據(jù)可以看出，實(shí)驗(yàn)中控制了 相同，從而探究動(dòng)能與 的關(guān)系。(3)第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)若不考慮能量損失，鋼球?qū)δ緣K最多可做 J的功；第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，木塊被撞后滑出木板無(wú)法記錄數(shù)據(jù)，需要重做第三次實(shí)驗(yàn)，甲同學(xué)建議換用同樣較長(zhǎng)的木板，乙同學(xué)建議換一個(gè)較大的木塊，丙同學(xué)建議降低鋼球下擺的高度，你認(rèn)為應(yīng)當(dāng)采用 同學(xué)的建議。(4)由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象可得出結(jié)論： 。【答案】（1）讓鋼球從高處擺下；（2）速度；質(zhì)量；（3）0.06；甲；（4）速度一定時(shí)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大；【解析】（1）讓鋼球從某一高度由靜止釋放，使鋼球獲得動(dòng)能.（2）讓小球從斜面的同一高度處釋放，使小球到達(dá)最底端的速度相同，從而探究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系.（3）由題意可知，鋼球的重力為：G=mg=0.02kg×10N/kg=0.2N，鋼球下降的距離為：h=30cm=0.3m，鋼球的重力做的功，即鋼球獲得的動(dòng)能，大小為：E=Gh=0.2N×0.3m=0.06J.上面的兩次實(shí)驗(yàn)是在速度一定時(shí)，改變物體的質(zhì)量，探究動(dòng)能的大小，動(dòng)能的大小通過(guò)木塊移動(dòng)距離的大小表現(xiàn)出來(lái)的，因此改變木板的長(zhǎng)度，應(yīng)采用甲的建議；（4）有表中的數(shù)據(jù)知：速度一定時(shí)，質(zhì)量越大動(dòng)能越大。【2019年題組】一、填空題1.（2019成都）某一型號(hào)的汽車質(zhì)量為5×103kg，輪胎與地面接觸面積為4×250cm2，在一段平直公路上用0.5小時(shí)勻速行駛了54km，車受到的阻力為車重的0.1倍g取10N/kg. 則該汽車的行駛速度為km/h ，該汽車對(duì)地面的壓強(qiáng)為Pa，該汽車牽引力所做的功為J。 【答案】108，5×105，2.7×108。【解析】（1）根據(jù)速度公式v=s/t可求汽車的行駛速度；（2）汽車對(duì)地面壓力F=G=mg，地面受力面積已知，根據(jù)壓強(qiáng)公式P=F/S可求汽車對(duì)地面的壓強(qiáng)；（3）牽引力F=0.1G,行駛的路程已知，根據(jù)公式W=Fs可求汽車牽引力所做的功；（4）汽車勻速行駛，車受到的阻力等于牽引力。點(diǎn)評(píng)：壓強(qiáng)的計(jì)算，需要確定壓力、面積。要注意面積的計(jì)算與單位，其中壓力的確定是難點(diǎn)。正確判斷物體間的壓力，進(jìn)行受力分析是關(guān)鍵；物體間接觸部分的面積，一般與較小的物體面積相同。2.（2019婁底）如圖甲所示，水平地面上的物體，受到方向不變的推力F的作用，其Ft和vt的圖象分別如圖乙、丙所示由圖象可知，03s內(nèi)，推力對(duì)物體做功J；t=5s時(shí)，物體受到的摩擦力是N【答案】0；6【解析】vt圖象、Ft圖象相結(jié)合，判斷出物體各段運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，根據(jù)平衡狀態(tài)中二力平衡找出力的大小是本題的關(guān)鍵所在從速度圖象中分析03s時(shí)物體的速度大小可得出物體此時(shí)所處的狀態(tài)，然后根據(jù)做功的兩個(gè)必要條件分析解答；首先從速度圖象中912s得出物體勻速直線運(yùn)動(dòng)然后對(duì)應(yīng)的從Ft圖象中得出物體所受的摩擦力；最后根據(jù)摩擦力的影響因素判斷出t=5s時(shí)物體受到的摩擦力大?。?）由丙圖知：03s內(nèi)物體的速度大小為零，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，有力無(wú)距離，所以，推力對(duì)物體做功0J（2）由丙圖知，912s時(shí)，物體勻速運(yùn)動(dòng)，由乙圖知，912s時(shí)，F(xiàn)=6N，所以摩擦力與推力F平衡，大小為6N36s之間，物體加速運(yùn)動(dòng)，受力不平衡，推力大于摩擦力；但由于物體對(duì)地面的壓力和接觸面的粗糙程度沒(méi)有改變，所以摩擦力大小不變；即仍為6N二、選擇題3.（2019湖北宜昌）放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時(shí)間t的關(guān)系和物塊速度與時(shí)間t的關(guān)系如下左圖和右圖所示。已知物塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力是重力的0.4倍，取g10m/s2。由此兩圖線可以知道 下列結(jié)論錯(cuò)誤的是 （ ）2130246810FNts202468104tsvm/sA物塊的質(zhì)量為m0.5kg，物塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力為f=2N；B物塊在4s6s時(shí)間內(nèi)水平推力做功為16J；C物塊02s時(shí)間內(nèi)在1N的水平推力作用下，處于靜止?fàn)顟B(tài)；D物塊2s4s時(shí)間內(nèi)的平均速度大小為4m/s?！敬鸢浮緿 【解析】本題關(guān)鍵點(diǎn)在于用速度時(shí)間圖像與橫軸圍成的面積等于變速運(yùn)動(dòng)的物體在一定時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程。根據(jù)圖像可以獲得以下相關(guān)信息：0至2s時(shí)間內(nèi)物塊在1N的水平推力作用下靜止，所以C結(jié)論正確；4s至6s時(shí)間內(nèi)在2N的水平推力作用下，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)=f=0.4mg=2N ，m=0.5kg.所以結(jié)論A正確；由于F=2N,s=vt=4m/s×2s=8m, 水平推力做功W=Fs=2N×8m=16J,所以B結(jié)論正確；2s至4s時(shí)間內(nèi)做變速直線運(yùn)動(dòng)，初中階段涉及平均速度，求解辦法是利用V=s/t。這時(shí)的路程s就是速度時(shí)間圖像上的圖線與橫軸圍成的三角形面積的數(shù)值。s=2×4/2=4V=s/t=4m/2s=2m/s,所以D項(xiàng)結(jié)論錯(cuò)誤。答案： D三、實(shí)驗(yàn)題4.（2019江西）圖為探究物體（鋼球）動(dòng)能大小跟哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置。（1）實(shí)驗(yàn)原理：鋼球從平滑斜面上由靜止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，到達(dá)斜面底端時(shí)的速度只與鋼球起點(diǎn)位置的高度有關(guān)。起點(diǎn)位置越高，該速度越_。鋼球從平滑斜面上由靜止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，在水平木板上撞擊木塊，木塊運(yùn)動(dòng)的距離越長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)鋼球所具有的動(dòng)能越_。（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：同一鋼球從斜面上不同高度處由停止向下運(yùn)動(dòng)。在水平木板上撞擊木塊，鋼球開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)位置越_。木塊運(yùn)動(dòng)的距離越長(zhǎng)。同一高度由靜止向下運(yùn)動(dòng)，在水平木板上撞擊木塊，鋼球的質(zhì)量越_，木塊運(yùn)動(dòng)的距離越長(zhǎng)。 【答案】（1）大（2）大（3）高（4）大【解析】（1）鋼球從平滑斜面上由靜止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，起點(diǎn)位置越高，重力勢(shì)能越大，到達(dá)斜面底端時(shí)的動(dòng)能越大，速度越大；實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)鋼球撞擊木塊移動(dòng)的距離來(lái)觀察鋼球動(dòng)能大小的，利用了轉(zhuǎn)換法；被撞木塊的運(yùn)動(dòng)距離越長(zhǎng)，說(shuō)明鋼球?qū)Ρ蛔参矬w所做的功就越多，鋼球原來(lái)所具有的動(dòng)能就越大；（2）質(zhì)量一定的鋼球開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)位置越高，到達(dá)水平面時(shí)的速度越大，因此動(dòng)能越大，對(duì)木塊做功越多，木塊移動(dòng)的距離越長(zhǎng)；不同質(zhì)量的鋼球從同一高度由靜止向下運(yùn)動(dòng)，到達(dá)水平面時(shí)的速度一定，質(zhì)量越大，所具有的動(dòng)能越大，對(duì)木塊做功越多，木塊移動(dòng)的距離越長(zhǎng)。四、綜合計(jì)算題5.（2019營(yíng)口）電動(dòng)自行車以其環(huán)保、快捷、輕便的優(yōu)勢(shì)，成為家庭常用的交通工具。如圖所示的這輛電動(dòng)自行車自身重力為600N，在水平公路上勻速直線行駛了4.8km用了10min，行駛時(shí)受到的阻力是40N。（1）求該車在這段時(shí)間內(nèi)行駛的速度是多少m/s？牽引力做功是多少？（2）若該車每個(gè)車輪與地面的接觸面積為0.01m2，車胎能承受的最大壓強(qiáng)為2×10 5Pa，求該車的最大載重量是多少N？【答案】（1）8m/s 1.92×10 5J（2）3400N【解析】（1）vs/t4800m/（600s）8m/s因?yàn)樵撥囋谒矫嫔献鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，所以Ff40NWFs40N×4800m1.92×10 5J（2）由pF/S得FpS=2×10 5Pa×2×0.01m24000N在水平面上，GF4000N G載4000N600N3400N6.（2019重慶）我國(guó)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(cè)飛機(jī)性能，先后進(jìn)行了模擬滅火和水面滑行測(cè)試。在滅火測(cè)試中：飛機(jī)盤懸在火場(chǎng)上方150m處，將所蓄水分次投下，每次投水200kg，用時(shí)20s到達(dá)地面。在水面滑行測(cè)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(dòng)機(jī)牽引力的總功率始終保持2.5×106W（水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）求（1）飛機(jī)蓄滿水靜止在水面上時(shí)排開(kāi)水的體積；（2）每次投下的水在下落過(guò)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(shí)，飛機(jī)所受的牽引力。【答案】（1）飛機(jī)蓄滿水靜止在水面上時(shí)排開(kāi)水的體積為53.5m3；（2）每次投下的水在下落過(guò)程中重力做功的平均功率為1.5×104W；（3）飛機(jī)在水面沿直線勻速滑行時(shí)，飛機(jī)所受的牽引力為2.5×105N?！窘馕觥浚?）因?yàn)锳G600蓄滿水后靜止在水面上，所以飛機(jī)受到的浮力：F浮=G=mg=53.5×103kg×10N/kg=5.35×105N，由F浮=水gV排可得，排開(kāi)水的體積：V排= F浮/水g =53.5m3；（2）每次投下的水在下落過(guò)程中重力做功：W=Gh=m水gh=200kg×10N/kg×150m=3×105J，重力做功的平均功率：P=W/t=1.5×104W；（3）飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力的總功率始終保持2.5×106W，因?yàn)镻=W/t=Fv，所以，飛機(jī)在水面沿直線勻速滑行時(shí)，飛機(jī)所受的牽引力：F= P總/v =2.5×106W /10m/s =2.5×105N?！?018年題組】一、填空題1.（2018成都）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(ài)。小明爸爸駕駛電動(dòng)汽車在平直公路上勻速行駛12km，用時(shí)10min。已知該車的總質(zhì)量為1.6×103kg，行駛中阻力為車重的0.05倍，此過(guò)程中該車牽引力做功 J，功率為 kW（g=10N/kg）【答案】9.6×106；16【解析】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(dòng)，則牽引力等于阻力；根據(jù)W=Fs求出功的大小，根據(jù)P=W/t求出功率。由于車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則牽引力等于阻力，則牽引力：F=f=0.05G=0.05mg=0.05×1.6×103kg×10N/kg=800N；汽車做的功為：W=Fs=800N×12000m=9.6×106J；汽車的功率為：P=W/t=16000W=16kW.2.（2018長(zhǎng)沙）若轎車以90kW的恒定功率啟動(dòng)做直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力不變，運(yùn)動(dòng)的速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖甲所示則在2025s時(shí)間內(nèi)，轎車運(yùn)動(dòng)的距離是m，該過(guò)程發(fā)動(dòng)機(jī)做的功是J，轎車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力是N【答案】150；4.5×105；3000【解析】由圖象可知，在2025s時(shí)間內(nèi)，轎車運(yùn)動(dòng)的速度為30m/s，則轎車運(yùn)動(dòng)的距離s=vt=30m/s×5s=150m；因轎車以90kW的恒定功率啟動(dòng)做直線運(yùn)動(dòng)，所以轎車發(fā)動(dòng)機(jī)做功W=Pt=9×104×5J=4.5×105J；轎車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力f=3000N二、選擇題3.（2018大慶）中國(guó)選手張湘祥在奧運(yùn)會(huì)上獲得男子舉重62kg級(jí)冠軍，挺舉成績(jī)是176kg，圖為他比賽時(shí)的照片。他在挺舉過(guò)程中對(duì)杠鈴做的功最接近（ ） A600JB1200JC1800JD3400J【答案】D【解析】根據(jù)G=mg求出杠鈴的重力，估測(cè)出舉高的高度，根據(jù)W=Gh求出對(duì)杠鈴做的功。解：杠鈴的重力：G=mg=176kg×10N/kg=1760N，張湘祥的身高約為1.60m；在挺舉過(guò)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(guò)程中對(duì)杠鈴做的功：W=Gh=1760N×2.0m=3520J。4.（2018天津）下列四組數(shù)據(jù)給出了四個(gè)力做功與做功所用的時(shí)間，其中功率最大的是 （ ）A.40J，8s B.80J,8s C.80J,10s D.90J,10s【答案】B【解析】依據(jù)功率公式P=W/t可知PA=40J/8s=5WPB=80J/8s=10WPC=80J/10s=8WPD=90J/10s=9W三、實(shí)驗(yàn)題5.（2018貴州）某同學(xué)在探究彈性勢(shì)能大小與形變量的關(guān)系時(shí)，猜測(cè)彈性勢(shì)能可能與形變量x成正比，也可能與形變量的平方x2成正比。用如圖裝置進(jìn)行探究，將彈簧套在光滑豎直桿上且底端固定在水平面上，刻度尺與桿平行，進(jìn)行了如下操作：彈簧處于自由狀態(tài)時(shí)，讀出其上端距水平面的高度h0；將中間有孔的小鐵塊套在光滑桿上放于彈簧上端，豎直向下按壓鐵塊，讀出此時(shí)彈簧上端到水平面的高度h1；釋放小鐵塊，當(dāng)鐵塊上升到最大高度時(shí)，讀出鐵塊下端到水平面的高度h2；改變彈簧的壓縮長(zhǎng)度，重復(fù)步驟，將測(cè)出的數(shù)據(jù)記錄在表格中，并計(jì)算出彈簧的形變量x、形變量的平方x2和小鐵塊上升的距離h實(shí)驗(yàn)次數(shù)h0/mh1/mh2/mx/mX2/m2h/m10.500.400.550.400.010.1520.500.300.900.200.040.6030.500.201.550.300.091.3540.500.152.000.350.121.85（1）實(shí)驗(yàn)中彈簧的形變量x= （用所測(cè)物理量符號(hào)表示）；（2）本實(shí)驗(yàn)中，彈簧彈性勢(shì)能大小是通過(guò) 來(lái)間接反映的；Ah1 Bh2 Ch2h0 Dh2h1（3）該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)分別做出圖甲hx和圖乙hx2圖象，由此得到的結(jié)論是彈簧彈性勢(shì)能的大小與 成正比【答案】（1）h0-h1；（2）D；（3）形變量的平方（或x2）。【解析】（1）由表中第二列、第三列和第五列數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)中彈簧的形變量x= h0-h1; （2）由題意可知，實(shí)驗(yàn)中彈簧彈性勢(shì)能大小是通過(guò)h來(lái)間接反映的，由表中第三列、第四列以及第七列數(shù)據(jù)可知，h = h2- h1，故選C；（3）由表中的第五、六、七列數(shù)據(jù)可知，h與x2的比值是一定值，與x的比值不是定值，所以彈簧彈性勢(shì)能的大小與形變量的平方（x2）成正比。四、綜合計(jì)算題6.（2018杭州）跳傘是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)的運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)在越來(lái)越受到人們的喜愛(ài)在某次跳傘訓(xùn)練過(guò)程中，一體重為500N的運(yùn)動(dòng)員從空中懸停的直升機(jī)上由靜止開(kāi)始豎直跳下，其速度與時(shí)間的關(guān)系如圖所示，經(jīng)15s下落210m后，開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng)直至落地，整個(gè)過(guò)程用時(shí)30s，求在這個(gè)過(guò)程中：（1）運(yùn)動(dòng)員下落的平均速度；（2）重力做的功；（3）勻速下降時(shí)重力做功的功率【答案】（1）運(yùn)動(dòng)員下落的平均速度為10m/s；（2）重力做的功為1.5×105J；（3）勻速下降時(shí)重力做功的功率為3×103W【解析】根據(jù)圖象中的體現(xiàn)形狀，分析物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，再根據(jù)速度公式v=、功的公式W=Fs=Gh、功率公式P=Fv，代入數(shù)值可求速度、功和功率（1）由題可知，運(yùn)動(dòng)員在015s下落的路程為s前=210m，由圖象可知，15s后運(yùn)動(dòng)員以6m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則運(yùn)動(dòng)員在1530s通過(guò)的路程為：s后=vt后=6m/s×15s=90m；運(yùn)動(dòng)員通過(guò)的總路程為：s=s前+s后=210m+90m=300m，總時(shí)間為t=30s，則整個(gè)過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員下落的平均速度：v=10m/s；（2）運(yùn)動(dòng)員下落的高度為：h=s=300m；重力做的功：W=Gh=500N×300m=1.5×105J；（3）勻速下降時(shí)，重力做功的功率：P=Fv=Gv=500N×6m/s=3×103W?！?020年模擬壓軸題組】一、填空題1.（2020武漢模擬）如圖所示的鐵塊重力G=4N，被吸附在豎直放置且足夠長(zhǎng)的磁性平板上,當(dāng)他在豎直方向上拉力F=6N的作用下向上運(yùn)動(dòng), 則鐵塊受到的摩擦力為 N.鐵塊此時(shí)速度v與時(shí)間t的關(guān)系圖象如圖乙所示, 4s內(nèi)拉力F做的功是 J?！敬鸢?】2；4.8?！窘馕觥刻幱谄胶鉅顟B(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(gè)物體上；從圖乙中讀出鐵塊運(yùn)動(dòng)的速度，利用速度公式求出通過(guò)的路程，再利用W=Fs計(jì)算4s內(nèi)拉力F做功。（1）由乙圖可見(jiàn)，鐵塊在豎直方向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度保持不變，因此鐵塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，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）鐵塊在4s內(nèi)升高的距離s=vt=0.2m/s×4s=0.8m，因此拉力F做的功W=Fs=6N×0.8m=4.8J。二、選擇題2.（2020福建模擬）一只木箱放在水平地面上，地面上各處粗糙程度相同。對(duì)木箱施加一個(gè)方向不變的水平推力F（如圖甲）；F的大小與時(shí)間t的關(guān)系、木箱的運(yùn)動(dòng)速度v與時(shí)間t的關(guān)系圖象如圖乙所示。以下說(shuō)法正確的是（）A在第一個(gè)2s內(nèi)木箱所受摩擦力為2NB在第二個(gè)2s內(nèi)木箱所受摩擦力為3NC在第一個(gè)2s內(nèi)推力F對(duì)木箱所做的功為2JD在第三個(gè)2s內(nèi)推力F對(duì)木箱做功的功率為8W【答案】D【解析】先由速度時(shí)間圖象判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況，然后根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷物體是否受平衡力作用；根據(jù)由Ft圖象求出物體受到的拉力，然后由二力平衡的條件求出摩擦力的大小。根據(jù)WFs可求功；由PFv可求功率。A.由圖象可知，第一個(gè)2s內(nèi)，物體沒(méi)有推動(dòng)，物體處于平衡狀態(tài)，推力等于摩擦力，等于1N，故A錯(cuò)誤；B.由vt圖象可知，在4s6s物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，由Ft圖象可知在4s6s即在第三個(gè)2s內(nèi)拉力F2N，由平衡條件可得滑動(dòng)摩擦力fF2N，由vt圖象可知，物體在第二個(gè)2s內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)，受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，因?yàn)閴毫徒佑|面的粗糙程度不變，因此物體受到的摩擦力仍是2N，方向與推力方向相反，即向左；故B錯(cuò)誤；C.由圖象可知，第一個(gè)2s內(nèi)，物體沒(méi)有推動(dòng)，由WFs可知，推力F對(duì)木箱所做的功為0；故C錯(cuò)誤；D.在第三個(gè)2s內(nèi)推力F對(duì)木箱做功的功率為：PFv2N×4m/s8W故D正確。三、實(shí)驗(yàn)題3.（2020北京海定一模）在“觀察從斜面滑下的小車在水平面上的運(yùn)動(dòng)”活動(dòng)中，小車在相同斜面頂端由靜止釋放，沿斜面下滑到達(dá)底端，在毛巾、棉布和木板上向前運(yùn)動(dòng)一段距離，分別停在如圖所示位置。（1）小車在相同斜面頂端由靜止釋放，是為了使小車到達(dá)水平面時(shí)的 相同。（2）小車所受阻力越小，運(yùn)動(dòng)距離越遠(yuǎn)。如果運(yùn)動(dòng)的物體在 的理想情況下，它將保持原來(lái)的速度一直運(yùn)動(dòng)下去。300多年前，伽利略曾采用類似的方法得出相同的推論。（3）實(shí)驗(yàn)中，小車在棉布、木板表面克服阻力做功的功率分別是、，則 。（填“>”、“=”或“<”）【答案】（1）速度；（2）不受任何阻力；（3）【解析】（1）實(shí)驗(yàn)中，每次都讓小車從同一個(gè)斜面的相同位置由靜止開(kāi)始滑下，是為了使小車到達(dá)斜面底端時(shí)具有相同的速度，這是控制變量法的要求。（2）由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，圖中小車在不同材料表面滑行時(shí)，水平面粗糙程度越小，小車受到的阻力越小，小車運(yùn)動(dòng)的越遠(yuǎn)。在此實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的推理，可以得到：運(yùn)動(dòng)物體不受任何阻力的理想情況下，它將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)。（3）因小車達(dá)到水平面時(shí)初速度相同，小車的動(dòng)能相同，最終速度為0，小車的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，大小等于克服阻力做的功，故小車在棉布、木板表面上克服阻力做功相等，即W1=W2；但在木板表面滑行時(shí)間長(zhǎng)，根據(jù)P=W/t知木板表面功率小，木板表面功率大，即則P1P2。4.（2020四川成都青羊區(qū)一模）下圖甲是研究“物體動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中讓同一鋼球從斜面上不同的高度由靜止?jié)L下，打到同一個(gè)木塊上。下圖乙是研究“牛頓第一定律”的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中讓同一鋼球從斜面上相同的高度由靜止?jié)L下，在粗糙程度不同的平面上運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)回答以下問(wèn)題： (1)設(shè)計(jì)甲實(shí)驗(yàn)的目的是研究鋼球動(dòng)能的大小與 的關(guān)系；設(shè)計(jì)乙實(shí)驗(yàn)的目的是研究運(yùn)動(dòng)的鋼球速度減小的快慢與所受 的關(guān)系。(2)甲實(shí)驗(yàn)是通過(guò)木塊被推動(dòng) 的大小，說(shuō)明鋼球?qū)δ緣K做功的多少，從而判斷鋼球動(dòng)能的大??；乙實(shí)驗(yàn)是通過(guò)鋼球在粗糙程度不同的平面上運(yùn)動(dòng)的遠(yuǎn)近，推理得出：在理想情況下，運(yùn)動(dòng)的物體如果 ，將永遠(yuǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(3)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都涉及同一種物理方法，這種方法叫 。【答案】（1）速度；阻力（2）距離；不受阻力（3）控制變量法【解析】影響動(dòng)能大小的因素有兩個(gè)：一是物體的質(zhì)量，二是物體運(yùn)動(dòng)的速度。實(shí)驗(yàn)時(shí)只能是研究與某一因素之間的關(guān)系，如果是同一物體在運(yùn)動(dòng)，則質(zhì)量不變來(lái)研究和速度之間的關(guān)系。物理學(xué)當(dāng)中常用這種方法來(lái)研究多個(gè)因素影響同一個(gè)物理量，這種方法叫控制變量法。四、綜合計(jì)算題5.（2020重慶江北區(qū)一模）一質(zhì)量為3000kg的汽車沿著長(zhǎng)為5.4km的盤山公路勻速行駛,當(dāng)它從山腳行駛到高為0.5km的山項(xiàng)時(shí)，耗時(shí)15min,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力為4000N.求，(1)汽車的行駛速度;(2)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力做的功;(3) 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力的功率.【答案】(1)6m/s；(2)2.16×107J; (3) 2.4×104w.【解析】(1)汽車的行駛速度v=s/t=5.4×103m/(15×60s)=6m/s；(2)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力做的功W=FS=4000N×5.4×103m=2.16×107J; (3) 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力的功率P=W/t=2.16×107J/(15×60s)= 2.4×104w.6.（2020上海徐匯模擬）隨著居民生活水平的不斷提高，家用轎車越來(lái)越多地走進(jìn)了普通百姓人家下表為某型家用轎車的有關(guān)數(shù)據(jù)： 家用轎車的總質(zhì)量1200kg家用轎車的額定功率30kW每個(gè)輪胎與地面的接觸面積0.02m2油箱的容積55L（1）該家用轎車靜止在水平地面上時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)是多大？（2）若該家用轎車在額定功率下以72km/h的速度勻速行駛在平直公路上，則該車發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力是多少？【答案】（1）1.5×105Pa；（2）1500N【解析】該汽車靜止在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)p=F/S求出對(duì)地面的壓強(qiáng)；根據(jù)P=Fv求出發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力；根據(jù)W=Pt求出汽車以額定功率勻速直線行駛10min牽引力所做的功。