2025年中考物理二轮专题训练：力学计算

力学计算 一．计算题（共22小题） 1．（2025•碑林区校级模拟）如图，是2025年春节联欢晚会上表演节目的机器人。若该机器人总质量约45kg，与地面接触的总面积为0.03m2。求： （1）该机器人对水平地面的压强。 （2）若该机器人外壳全部由碳纤维复合材料制造，质量约为30kg，则制造一个这种机器人的外壳需要多少m3的碳纤维复合材料。（ρ碳纤维复合材料约为2g/cm3） 2．（2024秋•章丘区校级期末）一个鱼缸放在水平桌面中央，内盛有0.1m深的水，水的质量是2.5kg。g取10N/kg。（鱼缸厚度忽略不计）求： （1）水对鱼缸底部的压强； （2）鱼缸的底面积是2×10﹣2m2，水对鱼缸底部的压力； （3）鱼缸的质量是1.3kg，此时容器对桌面的压强多大？ 3．（2024秋•沙坪坝区校级期末）如图所示，重庆赛力斯一质量为2800kg（空车）的新车正在路试，轮胎与地面总接触面积为2000cm2。求： （1）空车静止时对水平地面的压强； （2）若质量为50kg的司机驾驶该汽车在水平公路上匀速直线行驶，此时汽车所受阻力为总重的0.2倍，则汽车的牵引力是多少。 4．（2025•碑林区校级模拟）如图所示，2024年11月17日，由我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号在广州正式入列。“梦想”号满载排水量42600吨，最大钻深可达11000米（ρ海水取1.0×103kg/m3，g取10N/kg） （1）“梦想”号钻头达到海面下3000m处受到海水的压强是多少？ （2）“梦想”号满载时受到的浮力是多少？ 5．（2024•福州模拟）如图所示，我国自主品牌的一款新能源越野车——仰望U8，能做到原地掉头、应急浮水等功能。该车质量为3460kg，当它停在水平地面时，车胎与地面接触总面积0.08m2。求： （1）仰望U8受到的重力。 （2）仰望U8停在水平地面时，它对地面的压强。 （3）重为540N的驾驶员驾驶仰望U8，漂浮在水面排开水的体积。（ρ水＝1.0×103kg/m3） 6．（2024秋•利辛县期末）2024年11月13日，在珠海航展兵器馆亮相的“机器狼”受到观众喜爱，成为名副其实的明星展品。如图所示，若机器狼的质量为20kg，在水平地面上匀速行走时受到阻力是总重的0.2倍，匀速水平前进的速度为10.8km/h。求： （1）机器狼水平匀速前进时牵引力是多少？ （2）机器狼水平匀速前进过程的功率是多少？ 7．（2025•济南模拟）电动平衡车给人们的短距离出行带来了极大的便利。如图所示的平衡车的部分参数如表格所示。质量为45kg的小伟在公园广场的水平地面上匀速行驶600m，所用时间为2min。（g取10N/kg）求： 平衡车参数 净重 15kg 充电电压 220V 轮胎接地面积 10cm2 （1）平衡车在水平地面上匀速行驶时的速度； （2）小伟站在平衡车上行驶时，对水平地面的压强； （3）该平衡车在平直地面上匀速行驶时，受到的平均阻力是总重的，则此过程中平衡车克服阻力做的功。 8．（2024秋•铜官区期末）“绿色出行，低碳生活”。新能源汽车因环保、节能、高效等优势，成为人们的购车新选择。如图是国内某型号的新能源汽车，满载时的总质量为1.6×103kg，在平直公路上匀速行驶1000m，用时50s，所受阻力为车总重的0.1倍，g取10N/kg。求满载时： （1）汽车的总重力； （2）汽车在该段路程匀速行驶时牵引力所做的功； （3）汽车在该段路程匀速行驶时牵引力做功的功率。 9．（2025•雁塔区校级模拟） 2024年11月4日，神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，航天员叶光富、李聪、李广苏身体状态良好，神舟十八号载人飞行任务取得圆满成功。如图所示。若返回舱质量为3t，在着陆的最后过程中，从距地面1m高处竖直向下落地，用时0.4s。（g取10N/kg） （1）求返回舱在这段时间内的平均速度； （2）求返回舱在这段时间内重力做的功； （3）若返回舱静止时与水平地面的接触面积为0.8m2，求它对水平地面的压强。 10．（2024秋•惠州期末）如图所示是当今世界上最新研发的“侦探猎犬”超音速汽车，整车重为1.8×106N，最大车速能达到1.6×103km/h，它创造了短期内无法超越的世界纪录。在某次测试中，该超音速汽车以350m/s的速度在水平轨道上匀速直线行驶时，汽车受到水平方向的阻力f为整车重的0.1倍，求在这次测试中： （1）汽车受到水平方向的牵引力； （2）汽车牵引力的功率。 11．（2024秋•淮南期末）在节能减排的今天，油电混合动力汽车（以下称“油电汽车”）已走进普通百姓家庭，油电汽车安装了一台内燃机和一台电机，该油电汽车匀速行驶时受到的阻力恒为1200N，某次行驶时速度随时间的变化图像如图乙所示。求： （1）该油电汽车在第10min到第40min时间内牵引力做功的功率是多少？ （2）若在第10min到第40min时间内牵引力做的功完全由燃油获得，汽油机的效率为24%，则需要燃烧多少汽油？（汽油热值取4.5×107J/kg） 12．（2024秋•端州区期末）最近，肇庆公交公司更换了一批新型混合动力公交车，在进行新车测试时获得一些数据：新型公交车质量为3×103kg，载客量为1×103kg，车匀速行驶时所受阻力是总重的0.5倍，公交车在牵引力作用下在平直公路上匀速行驶，2min内行驶了1200m（g取10N/kg），求： （1）该公交车受到的牵引力； （2）公交车在2min内牵引力所做的功： （3）公交车这段时间内做功的功率。 13．（2025•泗洪县模拟）如图所示电动车是人们便捷出行的交通工具。周末小明骑着电动车沿运河风光带水平路面上匀速行驶了6km，用时15min，已知小明和电动车的总质量为120kg，2个轮胎和地面的接触总面积为20cm2，骑行过程中所受的阻力为车总重的0.05倍（g取10N/kg）。求在此骑行过程中： （1）电动车的牵引力大小。 （2）电动车对水平路面的压强。 （3）电动车牵引力的功率。 14．（2024秋•碑林区校级期末）如图甲所示，是一辆太阳能玩具车，在阳光的照射下，小车从静止开始沿直线运动，运动过程中速度v与时间t的关系如图乙所示，设运动过程中玩具车的功率始终不变，受到的阻力恒为3N。求： （1）太阳能玩具车运动的功率； （2）在0﹣5s时间内，太阳能玩具车做的功。 15．（2024秋•邗江区校级月考）如图所示，一质量为1.5t的汽车在大小为9×103N的牵引力的作用下匀速从斜坡底端爬上顶端，斜坡长200m，高10m。求：（g＝10N/kg） （1）汽车爬坡时克服重力所做的功； （2）汽车发动机牵引力做的功； （3）汽车爬坡时所受阻力。 16．（2024秋•大丰区期中）萝卜快跑已经基本攻克了武汉的复杂道路场景，实现了武汉城市全域、全时空场景覆盖，为武汉市民和外地游客提供便捷的无人化出行服务。萝卜快跑无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧。求： （1）汽车行驶速度是多少？ （2）汽车牵引力做功的功率是多少？ （3）汽车发动机的效率是多少？ 17．（2024秋•永春县期中）如图所示是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。若该飞机以288km/h的速度匀速直线航行1.5h，消耗航空燃油1.0t，飞机发动机的功率恒为4.5×105W，航空燃油的热值为5×107J/kg，求： （1）所消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量； （2）飞机在航行过程中受到的阻力； （3）该飞机在上述飞行过程中效率多少； （4）若能把该新型飞机发动机的效率提高1.4%，求该飞机匀速直线航行0.9小时，大概可节约多少千克燃油？ 18．（2024秋•项城市校级月考）我国自主品牌汽车通过技术革新和品质提升，越来越受到消费者的青腺。某国产品牌汽车在平直公路上以25m/s的速度匀速行驶200s，消耗了汽油1kg，若汽车发动机的输出功率为92kW，汽油的热值4.6×103J/（kg•℃）。求： （1）汽车匀速行驶的距离； （2）汽车牵引力所做的功； （3）发动机的效率。 19．（2022秋•惠州期末）我市中考体育测试有跳绳的项目，在训练的时候，同学们结合所学的物理知识进行了如下研究：质量为50kg的某同学在1min内跳了180次，每次跳的高度大约为5cm，整个过程中，求： （1）她每跳一次克服重力做功约多少J； （2）克服重力做功的功率约为多少W。 20．（2023春•呼和浩特期末）斜面是一种简单机械，在我国战国时期，墨子所作的《墨经》一书中就记载了利用斜面来提升重物的方法。在日常生活中经常会使用斜面，例如卡车装载大型货物时，常会在车尾斜搭一块木板，工人将货物沿木板推入车厢，如图甲。将这一情景简化为图乙，斜面长s＝5m，高h＝2m。用平行于斜面F＝500N的推力，将重力为1000N的物体，由斜面的底端匀速推到顶端，所用时间t＝10s。求： （1）推力做功的功率； （2）该斜面的机械效率； （3）物体受到斜面的摩擦力大小。 21．（2023秋•襄垣县期中）早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳，由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水桶的质量为1kg，在这一过程中，人做的总功为500J。g取10N/kg。求此次取水的过程中： （1）人做的有用功为多少？ （2）辘轳的机械效率多大？ 22．（2024•平山县模拟）在杭州第19届亚运会某场馆的建设中。工人用如图甲所示的滑轮组将400N的重物匀速提起，拉力F＝250N。重物上升的高度h与所用时间t的关系图象如图乙所示，不计绳重和摩擦。已知工人的重力为800N，每只脚与水平地面的接触面积为200cm2。求：（g取10N/kg） （1）在匀速提升重物的过程中，工人拉绳子的速度； （2）工人提升重物时，双脚站在地面上对地面的压强； （3）不考虑绳子的承重，该滑轮组的最大机械效率。 参考答案与试题解析 一．计算题（共22小题） 1．（2025•碑林区校级模拟）如图，是2025年春节联欢晚会上表演节目的机器人。若该机器人总质量约45kg，与地面接触的总面积为0.03m2。求： （1）该机器人对水平地面的压强。 （2）若该机器人外壳全部由碳纤维复合材料制造，质量约为30kg，则制造一个这种机器人的外壳需要多少m3的碳纤维复合材料。（ρ碳纤维复合材料约为2g/cm3） 【分析】（1）已知质量，由重力公式可求出机器人的总重力；机器人对水平地面的压力大小等于机器人的重力；已知受力面积，由压强公式即可求出机器人对水平地面的压强； （2）由密度公式算出碳纤维复合材料的体积。 【解答】解：（1）由重力公式G＝mg可得：机器人所受的总重力G＝mg＝45kg×10N/kg＝450N； 机器人对水平地面的压力F＝G＝450N； 该机器人对水平地面的压强为： p15000Pa； （2）由ρ得制造一个这种机器人的外壳需要碳纤维复合材料的体积为： V0.015m3。 答：（1）该机器人对水平地面的压强为15000Pa； （2）制造一个这种机器人的外壳需要0.015m3的碳纤维复合材料。 【点评】本题考查重力的计算、压强公式以及密度公式的应用，熟练公式即可解答。 2．（2024秋•章丘区校级期末）一个鱼缸放在水平桌面中央，内盛有0.1m深的水，水的质量是2.5kg。g取10N/kg。（鱼缸厚度忽略不计）求： （1）水对鱼缸底部的压强； （2）鱼缸的底面积是2×10﹣2m2，水对鱼缸底部的压力； （3）鱼缸的质量是1.3kg，此时容器对桌面的压强多大？ 【分析】（1）根据液体压强公式可计算此时水对鱼缸底部的压强； （2）根据F＝pS计算水对鱼缸底部的压力； （2）根据G＝mg求出鱼缸和水的总重力，再根据p可求出鱼缸对桌面的压强。 【解答】解：（1）水对鱼缸底部的压强： p＝ρ水gh水＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m＝1×103Pa； （2）水对鱼缸底部的压力为： F＝pS＝1×103Pa×2×10﹣2m2＝20N； （3）鱼缸和水的总重力： G＝（m+m′）g＝（2.5kg+1.3kg）×10N/kg＝38N， 此时鱼缸对桌面的压强：p′1900Pa。 答：（1）水对鱼缸底部的压强为1×103Pa； （2）鱼缸的底面积是2×10﹣2m2，水对鱼缸底部的压力为20N； （3）鱼缸的质量是1.3kg，此时容器对桌面的压强1900Pa。 【点评】本题考查了液体压强公式、压强定义式的灵活运用，难点是判断容器对桌面的压力。 3．（2024秋•沙坪坝区校级期末）如图所示，重庆赛力斯一质量为2800kg（空车）的新车正在路试，轮胎与地面总接触面积为2000cm2。求： （1）空车静止时对水平地面的压强； （2）若质量为50kg的司机驾驶该汽车在水平公路上匀速直线行驶，此时汽车所受阻力为总重的0.2倍，则汽车的牵引力是多少。 【分析】（1）根据压强公式进行计算。 （2）根据二力平衡求牵引力。 【解答】解：（1）空车静止时，压力F＝G＝mg＝2800kg×10N/kg＝2.8×104N；受力面积S＝2000cm2＝0.2m2； 对水平地面的压强为： p1.4×105Pa； （2）汽车匀速行驶，受力平衡，牵引力大小为： F牵＝F阻＝0.2G总＝0.2m总g＝0.2×（2800kg+50kg）×10N/kg＝5700N。 答：（1）空车静止时对水平地面的压强1.4×105Pa。 （2）汽车的牵引力是5700N。 【点评】本题考查的是压强、二力平衡条件的应用，难度不大，计算时注意单位换算。 4．（2025•碑林区校级模拟）如图所示，2024年11月17日，由我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号在广州正式入列。“梦想”号满载排水量42600吨，最大钻深可达11000米（ρ海水取1.0×103kg/m3，g取10N/kg） （1）“梦想”号钻头达到海面下3000m处受到海水的压强是多少？ （2）“梦想”号满载时受到的浮力是多少？ 【分析】（1）根据p＝ρgh可求出“梦想”号钻头达到海面下3000m处受到海水的压强； （2）根据F浮＝G排＝m排g可求出“梦想”号满载时受到的浮力。 【解答】解：（1）“梦想”号钻头达到海面下3000m处受到海水的压强为： p＝ρ海水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×3000m＝3×107Pa； （2）“梦想”号满载时受到的浮力为： F浮＝G排＝m排g＝42600×103kg×10N/kg＝4.26×108N。 答：（1）“梦想”号钻头达到海面下3000m处受到海水的压强是3×107Pa； （2）“梦想”号满载时受到的浮力是4.26×108N。 【点评】本题主要考查阿基米德原理以及液体压强公式的应用，灵活运用公式是解题的关键。 5．（2024•福州模拟）如图所示，我国自主品牌的一款新能源越野车——仰望U8，能做到原地掉头、应急浮水等功能。该车质量为3460kg，当它停在水平地面时，车胎与地面接触总面积0.08m2。求： （1）仰望U8受到的重力。 （2）仰望U8停在水平地面时，它对地面的压强。 （3）重为540N的驾驶员驾驶仰望U8，漂浮在水面排开水的体积。（ρ水＝1.0×103kg/m3） 【分析】（1）已知仰望U8的质量，根据G＝mg得到仰望U8受到的重力； （2）仰望U8停在水平地面时，对地面的压力等于重力，根据p计算它对地面的压强； （3）仰望U8漂浮在水面上时，浮力等于总重力，根据阿基米德原理即可求出漂浮在水面排开水的体积。 【解答】解：（1）该车的重力为G＝mg＝3460kg×10N/kg＝3.46×104N； （2）仰望U8停在水平地面时，对地面的压力：F＝G＝3.46×104N； 它对地面的压强：p4.325×105Pa； （3）仰望U8漂浮在水面上时，处于漂浮状态，浮力等于总重力， 该车受到的浮力：F浮＝G总＝m车g+G人＝3460kg×10N/kg+540N＝35140N； 根据F浮＝ρ水gV排可得排开水的体积：V排3.514m3。 答：（1）仰望U8受到的重力为3.46×104N。 （2）仰望U8停在水平地面时，它对地面的压强为4.325×105PaPa。 （3）重为540N的驾驶员驾驶仰望U8，漂浮在水面排开水的体积为3.514m3。 【点评】本题考查重力公式、压强的计算、浮力的计算和阿基米德原理的应用，综合性强，难度大。 6．（2024秋•利辛县期末）2024年11月13日，在珠海航展兵器馆亮相的“机器狼”受到观众喜爱，成为名副其实的明星展品。如图所示，若机器狼的质量为20kg，在水平地面上匀速行走时受到阻力是总重的0.2倍，匀速水平前进的速度为10.8km/h。求： （1）机器狼水平匀速前进时牵引力是多少？ （2）机器狼水平匀速前进过程的功率是多少？ 【分析】（1）根据G＝mg求机器狼的重力，根据机器狼在水平地面上匀速行走时受到阻力是总重的0.2倍求出机器狼受到的阻力，根据二力平衡条件求出机器狼水平匀速前进时牵引力； （2）利用PFv求机器狼水平匀速前进过程的功率。 【解答】解：（1）机器狼的重力：G＝mg＝20kg×10N/kg＝200N， 由机器狼在水平地面上匀速行走时受到阻力是总重的0.2倍可知，机器狼受到的阻力：f＝0.2G＝0.2×20kg×10N/kg＝40N， 因为机器狼在水平地面上匀速行走，所以，由二力平衡条件可知，机器狼水平匀速前进时牵引力：F＝f＝40N； （2）机器狼匀速水平前进的速度：v＝10.8km/h＝10.8， 则机器狼水平匀速前进过程的功率：PFv＝40N×3m/s＝120W。 答：（1）机器狼水平匀速前进时牵引力是40N； （2）机器狼水平匀速前进过程的功率是120W。 【点评】本题考查二力平衡条件、重力公式和功率公式的应用，利用PFv解题时速度单位只能是m/s。 7．（2025•济南模拟）电动平衡车给人们的短距离出行带来了极大的便利。如图所示的平衡车的部分参数如表格所示。质量为45kg的小伟在公园广场的水平地面上匀速行驶600m，所用时间为2min。（g取10N/kg）求： 平衡车参数 净重 15kg 充电电压 220V 轮胎接地面积 10cm2 （1）平衡车在水平地面上匀速行驶时的速度； （2）小伟站在平衡车上行驶时，对水平地面的压强； （3）该平衡车在平直地面上匀速行驶时，受到的平均阻力是总重的，则此过程中平衡车克服阻力做的功。 【分析】（1）根据v得到平衡车在水平地面上匀速行驶时的速度； （2）平衡车对地面的压力等于总重力，根据p得出平衡车对水平地面的压强； （3）根据fG总得出牵引力；因平衡车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力，根据二力平衡条件得到牵引力，根据W＝Fs得到克服阻力做的功。 【解答】解：（1）平衡车在水平地面上匀速行驶时的速度 （2）小伟站在平衡车上行驶时，对水平地面的压力F＝G总＝（m人+m车）g＝（45+15）kg×10N/kg＝600N，受力面积S＝10cm2＝10−3m2，对水平地面的压强； （3）平衡车受到的阻力， 因平衡车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力，所以，牵引力的大小F′＝f＝120N， 此过程中平衡车克服阻力做的功W＝F′s＝120N×600m＝7.2×104J。 答：（1）平衡车在水平地面上匀速行驶时的速度是5m/s； （2）小伟站在平衡车上行驶时，对水平地面的压强是6×105Pa； （3）该平衡车在平直地面上匀速行驶时，受到的平均阻力是总重的，则此过程中平衡车克服阻力做的功是7.2×104J。 【点评】本题考查速度、压强和功的计算，属于综合题。 8．（2024秋•铜官区期末）“绿色出行，低碳生活”。新能源汽车因环保、节能、高效等优势，成为人们的购车新选择。如图是国内某型号的新能源汽车，满载时的总质量为1.6×103kg，在平直公路上匀速行驶1000m，用时50s，所受阻力为车总重的0.1倍，g取10N/kg。求满载时： （1）汽车的总重力； （2）汽车在该段路程匀速行驶时牵引力所做的功； （3）汽车在该段路程匀速行驶时牵引力做功的功率。 【分析】（1）根据公式G＝mg求汽车的总重力； （2）根据所受阻力为车总重的0.1倍，可求得阻力，汽车匀速行驶，牵引力等于阻力，根据W＝Fs求出汽车匀速行驶时牵引力所做的功； （3）由P可求得牵引力做功的功率。 【解答】解： （1）该汽车的总重力 G＝mg＝1.6×103kg×10N/kg＝1.6×104N； （2）所受阻力 f＝0.1G＝0.1×1.6×104N＝1.6×103N； 汽车匀速行驶，牵引力 F＝f＝1.6×103N， 牵引力所做的功 W＝Fs＝1.6×103N×1000m＝1.6×106J； （3）牵引力做功的功率 。 答：（1）汽车的总重力为1.6×104N； （2）汽车在该段路程匀速行驶时牵引力所做的功为1.6×106J； （3）汽车在该段路程匀速行驶时牵引力做功的功率为3.2×104W。 【点评】本题考查功和功率的计算，是一道综合题。 9．（2025•雁塔区校级模拟） 2024年11月4日，神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，航天员叶光富、李聪、李广苏身体状态良好，神舟十八号载人飞行任务取得圆满成功。如图所示。若返回舱质量为3t，在着陆的最后过程中，从距地面1m高处竖直向下落地，用时0.4s。（g取10N/kg） （1）求返回舱在这段时间内的平均速度； （2）求返回舱在这段时间内重力做的功； （3）若返回舱静止时与水平地面的接触面积为0.8m2，求它对水平地面的压强。 【分析】（1）根据速度公式v计算出平均速度； （2）根据G＝mg求出返回舱的重力，利用W＝Gh计算出重力所做的功； （3）根据速度公式p计算返回舱对水平地面的压强。 【解答】解：（1）返回舱在这段时间内的平均速度为v2.5m/s； （2）m＝3t＝3×103kg，返回舱的总重力：G＝mg＝3×103kg×10N/kg＝3×104N； 重力所做的功：W＝Gh＝3×104N×1m＝3×104J； （3）返回舱静止在水平地面时，对水平地面的压力等于其重力，返回舱对水平地面的压强：p3.75×104Pa。 故答案为：（1）返回舱在这段时间内的平均速度为2.5m/s； （2）重力做的功为3×104J； （3）返回舱静止时对水平地面的压强为3.75×104Pa。 【点评】本题考查速度、功和压强的计算，属于基础题。 10．（2024秋•惠州期末）如图所示是当今世界上最新研发的“侦探猎犬”超音速汽车，整车重为1.8×106N，最大车速能达到1.6×103km/h，它创造了短期内无法超越的世界纪录。在某次测试中，该超音速汽车以350m/s的速度在水平轨道上匀速直线行驶时，汽车受到水平方向的阻力f为整车重的0.1倍，求在这次测试中： （1）汽车受到水平方向的牵引力； （2）汽车牵引力的功率。 【分析】（1）知道“侦探猎犬”匀速直线行驶，处于平衡状态，在水平方向上受到的牵引力和阻力为一对平衡力，据此求出牵引力的大小； （2）知道匀速行驶的速度，利用公式P＝Fv求汽车牵引力的做功功率。 【解答】解：（1）由题意可知，超音速汽车在水平轨道上匀速直线行驶时，处于平衡状态，受到平衡力作用，因此汽车在水平方向上受到的阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，则汽车受到水平方向的牵引力为F＝f＝0.1G＝0.1×1.8×106N＝1.8×105N； （2）汽车的速度为v＝350m/s， 汽车牵引力的功率为：PFv＝1.8×105N×350m/s＝6.3×107W。 答：（1）汽车受到水平方向的牵引力为1.8×105N； （2）汽车牵引力的功率为6.3×107W。 【点评】本题考查了二力平衡的应用、功和功率公式的应用，属于综合性题目。 11．（2024秋•淮南期末）在节能减排的今天，油电混合动力汽车（以下称“油电汽车”）已走进普通百姓家庭，油电汽车安装了一台内燃机和一台电机，该油电汽车匀速行驶时受到的阻力恒为1200N，某次行驶时速度随时间的变化图像如图乙所示。求： （1）该油电汽车在第10min到第40min时间内牵引力做功的功率是多少？ （2）若在第10min到第40min时间内牵引力做的功完全由燃油获得，汽油机的效率为24%，则需要燃烧多少汽油？（汽油热值取4.5×107J/kg） 【分析】（1）据图乙可知，汽车在第10min到第40min时间内的速度是15m/s，汽车做匀速直线运动，受到的牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，据此得出牵引力，根据W＝Fv得出牵引力做功的功率； （2）汽车在第10min到第40min时间内，根据W＝Pt得出牵引力做的功； 已知汽油机的效率为24%，根据效率公式得出燃油完全燃烧放出的热量，根据Q＝qm得出需要燃烧汽油的质量。 【解答】解： （1）据图乙可知，汽车在第10min到第40min时间内的速度是15m/s，汽车做匀速直线运动，受到的牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，则牵引力为F＝f＝1200N， 牵引力做功的功率是P＝Fv＝1200N×15m/s＝18000W； （2）汽车在第10min到第40min时间内，牵引力做的功为 W＝Pt＝18000W×1800s＝3.24×107J， 已知汽油机的效率为24%，燃油完全燃烧放出的热量为 ， 需要燃烧汽油的质量为 。 答：（1）该油电汽车在第10min到第40min时间内牵引力做功的功率是18000W； （2）若在第10min到第40min时间内牵引力做的功完全由燃油获得，汽油机的效率为24%，则需要燃烧3kg汽油。 【点评】本题考查功率和热值的有关计算，是一道综合题。 12．（2024秋•端州区期末）最近，肇庆公交公司更换了一批新型混合动力公交车，在进行新车测试时获得一些数据：新型公交车质量为3×103kg，载客量为1×103kg，车匀速行驶时所受阻力是总重的0.5倍，公交车在牵引力作用下在平直公路上匀速行驶，2min内行驶了1200m（g取10N/kg），求： （1）该公交车受到的牵引力； （2）公交车在2min内牵引力所做的功： （3）公交车这段时间内做功的功率。 【分析】（1）利用G＝mg求出公交车的重力，根据车匀速行驶时所受阻力是总重的0.5倍，计算出公交车匀速行驶受到的阻力，利用二力平衡条件分析出公交车的牵引力； （2）利用W＝Fs计算出牵引力做的功； （3）利用P计算出公交车做功的功率。 【解答】解：（1）公交车的总重力：G＝mg＝（3×103kg+1×103kg）×10N/kg＝4×104N， 因为车匀速行驶时所受阻力是总重的0.5倍，所以阻力f＝0.5G＝0.5×4×104N＝2×104N， 因为公交车在牵引力作用下在平直公路上匀速行驶，所以牵引力与阻力是一对平衡力，因此牵引力F＝f＝2×104N； （2）公交车在2min内牵引力所做的功：W＝Fs＝2×104N×1200m＝2.4×107J； （3）公交车这段时间内做功的功率：P2×105W。 答：（1）该公交车受到的牵引力为2×104N； （2）公交车在2min内牵引力所做的功为2.4×107J； （3）公交车这段时间内做功的功率为2×105W。 【点评】本题考查了二力平衡条件的应用、功和功率的计算，是一道基础题。 13．（2025•泗洪县模拟）如图所示电动车是人们便捷出行的交通工具。周末小明骑着电动车沿运河风光带水平路面上匀速行驶了6km，用时15min，已知小明和电动车的总质量为120kg，2个轮胎和地面的接触总面积为20cm2，骑行过程中所受的阻力为车总重的0.05倍（g取10N/kg）。求在此骑行过程中： （1）电动车的牵引力大小。 （2）电动车对水平路面的压强。 （3）电动车牵引力的功率。 【分析】（1）根据阻力和总重力的关系得到阻力的大小，电动车匀速运动，牵引力和阻力是平衡力，据此求出电动车的牵引力大小； （2）根据G＝mg得到总重力，电动车对地面的压力等于总重力；根据p得到电动车对水平路面的压强； （3）根据速度的公式得到电动机的速度，根据PFv得到电动车的功率。 【解答】解：（1）小明和电动车的总重力：G＝mg＝120kg×10N/kg＝1200N， 骑行过程中所受的阻力：f＝0.05G＝0.05×1200N＝60N， 电动车匀速运动，牵引力和阻力是平衡力，牵引力：F牵＝f＝60N； （2）电动车对地面的压力：F＝G＝1200N； 电动车对水平路面的压强： p6×105Pa； （3）电动车的速度：vm/s， 电动车的输出功率：PF牵v＝60Nm/s＝400W。 答：（1）电动车的牵引力大小为60N； （2）电动车对水平路面的压强是6×105Pa； （3）电动车牵引力的功率是400W。 【点评】本题考查压强和功率的计算，需要知道压强和功率的计算公式。 14．（2024秋•碑林区校级期末）如图甲所示，是一辆太阳能玩具车，在阳光的照射下，小车从静止开始沿直线运动，运动过程中速度v与时间t的关系如图乙所示，设运动过程中玩具车的功率始终不变，受到的阻力恒为3N。求： （1）太阳能玩具车运动的功率； （2）在0﹣5s时间内，太阳能玩具车做的功。 【分析】（1）由图乙可知，5s后玩具车做匀速直线运动，受到的牵引力等于阻力，根据PFv求玩具车运动的功率； （2）根据P求在0﹣5s时间内，太阳能玩具车做的功。 【解答】解：（1）由图乙可知，5s后玩具车做匀速直线运动，速度为v＝4m/s， 此时受到的牵引力与阻力平衡，大小相等，即F＝f＝3N， 所以玩具车运动的功率：PFv＝3N×4m/s＝12W； （2）根据P可得，在0﹣5s时间内，太阳能玩具车做的功：W＝Pt＝12W×5s＝60J。 答：（1）太阳能玩具车运动的功率为12W； （2）在0﹣5s时间内，太阳能玩具车做的功为60J。 【点评】本题考查功和功率的计算，以及二力平衡条件的应用，根据图像得出正确信息是关键。 15．（2024秋•邗江区校级月考）如图所示，一质量为1.5t的汽车在大小为9×103N的牵引力的作用下匀速从斜坡底端爬上顶端，斜坡长200m，高10m。求：（g＝10N/kg） （1）汽车爬坡时克服重力所做的功； （2）汽车发动机牵引力做的功； （3）汽车爬坡时所受阻力。 【分析】（1）根据W＝Gh求汽车爬坡时克服重力所做的功； （2）根据W＝Fs计算汽车发动机牵引力做的功； （3）根据W额＝W总﹣W有计算汽车克服摩擦做的功，再根据W额＝fs计算汽车爬坡时所受阻力。 【解答】解：（1）汽车重力： G＝mg＝1.5×103kg×10N/kg＝1.5×104N， 汽车爬坡时克服重力所做的有用功： W有＝Gh＝1.5×105N×10m＝1.5×105J； （2）汽车发动机牵引力做的总功为： W总＝Fs＝9×103×200m＝1.8×106J； （3）发动机所做的额外功为： W额＝W总﹣W有＝1.8×106J﹣1.5×105J＝1.65×106J， 由W额＝fs可得，汽车受到的摩擦力大小为： f8.25×103N。 答：（1）汽车爬坡时克服重力所做的功为1.5×104N； （2）汽车发动机牵引力做的功为1.8×106J； （3）汽车爬坡时所受阻力为8.25×103N。 【点评】本题考查使用斜面时有用功、总功、额外功计算公式的应用，注意物体沿斜面匀速向上运动时，拉力不等于摩擦力。 16．（2024秋•大丰区期中）萝卜快跑已经基本攻克了武汉的复杂道路场景，实现了武汉城市全域、全时空场景覆盖，为武汉市民和外地游客提供便捷的无人化出行服务。萝卜快跑无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧。求： （1）汽车行驶速度是多少？ （2）汽车牵引力做功的功率是多少？ （3）汽车发动机的效率是多少？ 【分析】（1）根据速度公式可知汽车行驶速度； （2）根据P＝Fv得出汽车牵引力做功的功率； （3）根据W＝Fs得出汽车牵引力做功，根据Q放＝qm得出燃油完全燃烧放出热量，根据效率公式得出汽车发动机的效率。 【解答】解： （1）汽车行驶速度为 ； （2）汽车牵引力做功的功率为 P＝Fv＝2000N×20m/s＝4×104W＝40kW； （3）汽车牵引力做功为 W＝Fs＝2000N×6900m＝1.38×107J， 燃油完全燃烧放出热量为 ， 则汽车发动机的效率为 。 答：（1）汽车行驶速度是20m/s。 （2）汽车牵引力做功的功率是40kW。 （3）汽车发动机的效率是20%。 【点评】本题考查功率和效率的计算，是一道综合题。 17．（2024秋•永春县期中）如图所示是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。若该飞机以288km/h的速度匀速直线航行1.5h，消耗航空燃油1.0t，飞机发动机的功率恒为4.5×105W，航空燃油的热值为5×107J/kg，求： （1）所消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量； （2）飞机在航行过程中受到的阻力； （3）该飞机在上述飞行过程中效率多少； （4）若能把该新型飞机发动机的效率提高1.4%，求该飞机匀速直线航行0.9小时，大概可节约多少千克燃油？ 【分析】（1）已知消耗的航空燃油的质量和燃油的热值，根据Q放＝qm可求出消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量； （2）已知飞机发动机的功率和匀速航行的速度，根据P＝Fv可求出飞机航行过程中的牵引力； （3）已知飞机发动机的功率和航行时间，根据W＝Pt可求出飞机发动机做的功；再根据效率公式求出发动机的效率； （4）根据W＝Pt求出飞机匀速直线航行0.9小时发动机做的有用功；再根据效率公式求出效率提高前消耗的燃油完全燃烧放出的热量，再根据Q放＝qm可求出消耗的航空燃油的质量；由于发动机效率提高后有用功是相同的，再根据效率公式求出效率提高后消耗的燃油完全燃烧放出的热量，再根据Q放＝qm可求出消耗的航空燃油的质量，继而可求节约的燃油质量。 【解答】解：（1）消耗的航空燃油的质量为m＝1.0t＝1000kg， 这些燃油完全燃烧放出的热量为： Q放＝q航空燃油m＝5×107J/kg×1000kg＝5×1010J； （2）飞机匀速航行的速度v＝288km/h＝80m/s， 飞机航行过程中的牵引力为： F5.625×104N， 由二力平衡的条件可知飞机航行过程中的阻力为： f＝F＝5.625×104N； （3）飞机发动机做的功为： W＝Pt＝4.5×106W×1.5×3600s＝2.43×1010J， 则发动机的效率为：η100%100%＝48.6%； （4）飞机匀速直线航行0.9小时发动机做的有用功为： W有＝Pt＝4.5×106W×0.9×3600s＝1.458×1010J， 效率提高前消耗的燃油完全燃烧放出的热量为： Q′放3×1010J， 所需燃油的质量为：m°600kg， 内燃机效率提高后为：η″＝48.6%+1.4%＝50%， 效率提高后消耗的燃油完全燃烧放出的热量为： Q″放2.916×1010J， 所需燃油的质量为：m°583.2kg， 节约燃油的质量为：600kg﹣583.2kg＝16.8kg； 答：（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是5×1010J； （2）飞机在航行过程中受到的阻力为5.625×104N； （3）该飞机在上述飞行过程中效率为48.6%； （4）若能把该新型飞机发动机的效率提高1.4%，该飞机匀速直线航行0.9小时，大概可节约16.8kg燃油。 【点评】本题考查了热值、热机效率和功、功率的计算公式的应用，需要熟练掌握相关的公式及变形式。 18．（2024秋•项城市校级月考）我国自主品牌汽车通过技术革新和品质提升，越来越受到消费者的青腺。某国产品牌汽车在平直公路上以25m/s的速度匀速行驶200s，消耗了汽油1kg，若汽车发动机的输出功率为92kW，汽油的热值4.6×103J/（kg•℃）。求： （1）汽车匀速行驶的距离； （2）汽车牵引力所做的功； （3）发动机的效率。 【分析】（1）根据可得汽车匀速行驶的距离； （2）根据W＝Pt得出汽车牵引力所做的功； （3）根据Q＝qm得出1kg汽油完全燃烧后释放的能量，根据 效率公式可知发动机的效率。 【解答】解：（1）根据可得，汽车匀速行驶的距离为 s＝vt＝25m/s×200s＝5000m； （2）汽车牵引力所做的功为 W＝Pt＝92×103W×200s＝1.84×107J； （3）1kg汽油完全燃烧后释放的能量为 ， 则发动机的效率为 。 答：（1）汽车匀速行驶的距离为5000m； （2）汽车牵引力所做的功为1.84×107J； （3）发动机的效率为40%。 【点评】本题考查功和效率的计算，是一道综合题。 19．（2022秋•惠州期末）我市中考体育测试有跳绳的项目，在训练的时候，同学们结合所学的物理知识进行了如下研究：质量为50kg的某同学在1min内跳了180次，每次跳的高度大约为5cm，整个过程中，求： （1）她每跳一次克服重力做功约多少J； （2）克服重力做功的功率约为多少W。 【分析】（1）根据G＝mg求同学的重力，根据W＝Gh求她每跳一次克服重力做功； （2）根据1min内跳了180次求出1min内同学做的总功，根据P求克服重力做功的功率。 【解答】解：（1）同学的重力：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N， 她每跳一次克服重力做功：W＝Gh＝500N×5×10﹣2m＝25J； （2）由题意可知，1min内同学做的总功：W总＝180W＝180×25J＝4500J， 则克服重力做功的功率：P75W。 答：（1）她每跳一次克服重力做功约为25J； （2）克服重力做功的功率约为75W。 【点评】本题考查重力、功和功率的计算，难度不大。 20．（2023春•呼和浩特期末）斜面是一种简单机械，在我国战国时期，墨子所作的《墨经》一书中就记载了利用斜面来提升重物的方法。在日常生活中经常会使用斜面，例如卡车装载大型货物时，常会在车尾斜搭一块木板，工人将货物沿木板推入车厢，如图甲。将这一情景简化为图乙，斜面长s＝5m，高h＝2m。用平行于斜面F＝500N的推力，将重力为1000N的物体，由斜面的底端匀速推到顶端，所用时间t＝10s。求： （1）推力做功的功率； （2）该斜面的机械效率； （3）物体受到斜面的摩擦力大小。 【分析】（1）根据W总＝Fs求出推力做的总功，利用P求出推力做功的功率； （2）根据W有＝Gh求出有用功，利用η求出斜面的机械效率； （3）根据W总＝W有+W额求出额外功，利用f求出物体受到斜面的摩擦力。 【解答】解：（1）推力做的总功为： W总＝Fs＝500N×5m＝2500J， 推力做功的功率为： P250W； （2）推力做的有用功为： W有＝Gh＝1000N×2m＝2000J， 则斜面的机械效率为： η100%＝80%； （3）根据W总＝W有+W额可知，额外功为： W额＝W总﹣W有＝2500J﹣2000J＝500J， 则物体受到斜面的摩擦力为： f100N。 答：（1）推力做功的功率为250W； （2）该斜面的机械效率为80%； （3）物体受到斜面的摩擦力大小为100N。 【点评】本题考查了功率公式、做功公式和斜面机械效率公式的应用，明确克服摩擦力做的功为额外功是关键。 21．（2023秋•襄垣县期中）早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳，由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水桶的质量为1kg，在这一过程中，人做的总功为500J。g取10N/kg。求此次取水的过程中： （1）人做的有用功为多少？ （2）辘轳的机械效率多大？ 【分析】（1）知道水的质量，利用G＝mg求其重力，再利用W＝Gh求提升配重所做的有用功； （2）机械效率等于有用功与总功之比。 【解答】解：（1）拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水的重力 G水＝m水g＝10kg×10N/kg＝100N， 做的有用功：W有用＝G水h水＝100N×4m＝400J； （2）辘轳的机械效率η100%＝80%。 答：（1）人做的有用功为400J； （2）辘轳的机械效率80%。 【点评】本题考查有用功、额外功和机械效率的计算，属于中档题。 22．（2024•平山县模拟）在杭州第19届亚运会某场馆的建设中。工人用如图甲所示的滑轮组将400N的重物匀速提起，拉力F＝250N。重物上升的高度h与所用时间t的关系图象如图乙所示，不计绳重和摩擦。已知工人的重力为800N，每只脚与水平地面的接触面积为200cm2。求：（g取10N/kg） （1）在匀速提升重物的过程中，工人拉绳子的速度； （2）工人提升重物时，双脚站在地面上对地面的压强； （3）不考虑绳子的承重，该滑轮组的最大机械效率。 【分析】（1）由图乙可知，在20s内重物上升的高度为2m，由图甲知，n＝2，拉力端移动距离s＝nh，利用速度公式求工人拉绳子的速度； （2）工人提升重物时，对地面的压力等于工人的重力减去施加的拉力，求出双脚站在地面上时的受力面积，再利用p求对地面的压强； （3）不计绳重和摩擦，拉力F（G+G动），据此求动滑轮的重力；不考虑绳子的承重，工人施加的最大拉力等于工人的重力，而拉力F（G+G动），据此求能提升的最大物重，利用η求滑轮组的最大机械效率。 【解答】解：（1）由图乙可知，在20s内重物上升的高度h＝2m， 由图甲知，n＝2，拉力端移动距离s＝nh＝2×2m＝4m， 小明拉绳子的速度： v0.2m/s； （2）工人提重物时，小明对地面的压力： F压＝G人﹣F＝800N﹣250N＝550N， 双脚站在地面上时，受力面积S＝200cm2×2＝400cm2＝0.04m2， 对地面的压强： p1.375×104Pa； （3）不计绳重和摩擦，拉力F（G+G动），则动滑轮的重力：G动＝nF﹣G＝2×250N﹣400N＝100N， 人施加的最大拉力：F最大＝G人＝800N， 滑轮组能提升的最大物重：G最大＝nF最大﹣G动＝2×800N﹣100N＝1500N， 因为滑轮组的机械效率η， 所以滑轮组的最大机械效率： η最大100%＝93.75%。 答：（1）在匀速提升重物的过程中，工人拉绳子的速度为0.2m/s； （2）工人提升重物时，双脚站在地面上对地面的压强为1.375×104Pa； （3）不考虑绳子的承重，该滑轮组的最大机械效率为93.75%。 【点评】本题是一道力学综合题，涉及到速度、压强、机械效率的计算，要利用好两个关系式：一是不计绳重和摩擦，拉力F（G+G动）；二是滑轮组的机械效率η。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2025/3/6 8:55:22；用户：组卷19；邮箱：zyb019@xyh.com；学号：41418982 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$