《专题七功和机械能》 ----2025-2026学年沪粤版物理九年级上学期

九年级上册《专题七功和机械能》沪粤版(2024)2025年同步练习卷【广西专用】 一阶 概念夯基础 【名师面对面-培优手拉手】 · 功：力做的 “有效贡献” · 功就像力做的 “有用功”，不是所有的力都能做功。得同时满足两个条件：一是得有力作用在物体上，二是物体得在这个力的方向上移动一段距离。比如推箱子，你用了力，箱子也在推力方向上动了，这时候推力就做了功；可要是你使劲推一个大石块，石块没动，那你再费力，力也没做功，就像 “白使劲”。 · 功的大小等于力和物体在力的方向上移动距离的乘积，公式是 W=Fs。生活中做功的例子很多： · 把书包从地上提到桌子上，手的拉力对书包做了功，因为拉力向上，书包也向上移动了； · 人扛着书包水平走路，虽然用了力，但力的方向向上，书包移动方向水平，这时候力没做功，就像 “白费力气”。 · 功率：做功的 “快慢程度” · 功率就像做功的 “速度”，表示做功有多快。比如两个人搬同样多的砖到三楼，一个人用了 10 分钟，另一个人用了 20 分钟，虽然两人做的功一样多，但第一个人功率大，因为他做功更快。 · 功率的公式是 P=W/t，单位是瓦特（W）。家里的电器都有功率，比如电灯泡功率是 40W，意思是它每秒做功 40 焦耳。功率大的电器，干活更 “利索”，比如大功率的吸尘器，吸尘更快，因为它单位时间内做的功更多。 · 动能：运动物体的 “活力” · 动能是物体因为运动而具有的能量，就像运动的物体带有的 “活力”。物体运动得越快、质量越大，动能就越大。比如： · 飞奔的汽车比慢慢行驶的自行车动能大，因为汽车速度快、质量也大； · 同样速度行驶的大卡车比小轿车动能大，因为大卡车质量大。 · 生活中利用动能的例子很多，比如打桩机的重锤下落时，因为运动具有动能，能把桩打进地里。 · 势能：“蓄势待发” 的能量 · 势能分重力势能和弹性势能，都是 “憋着的劲儿”。 · 重力势能：物体因为被举高而具有的能量，就像山顶的石头，虽然没动，但一旦滚下来就很有力量。物体质量越大、被举得越高，重力势能越大。比如起重机吊起的重物，质量大、位置高，重力势能就大。 · 弹性势能：物体因为发生弹性形变而具有的能量，就像被拉开的弓，拉得越满，形变越大，弹性势能越大，松开后能把箭射得更远。蹦床被压下去时也储存了弹性势能，能把人弹起来。 · 机械能：动能和势能的 “总和” · 机械能就是动能和势能加起来的总能量。在只有重力或弹力做功时，机械能守恒，就像荡秋千，上升时动能变小，重力势能变大；下降时动能变大，重力势能变小，总机械能基本不变。但如果有摩擦力，机械能会慢慢减少，比如秋千会越荡越低，因为摩擦力做负功，消耗了机械能。 【学霸笔记】 · 功的判断：先看 “两个条件” · 遇到判断是否做功的题，就看是否同时满足 “有力” 和 “在力的方向上移动距离”： · 例子 1：“用力推墙，墙没动”—— 有力但没移动距离，不做功； · 例子 2：“苹果从树上掉下来”—— 受到重力，且在重力方向（竖直向下）移动了距离，重力做功。 · 计算功时，注意 F 和 s 必须方向一致，如果力和距离垂直，功就是 0。比如水平拉物体，重力方向竖直向下，和水平距离垂直，重力不做功。 · 功率计算：分清 “功和时间” · 功率是 “功除以时间”，解题时先算总功，再除以对应的时间。比如题目：“用 100N 的力把箱子推 5m，用了 10 秒，求功率。” · 步骤：先算功 W=Fs=100N×5m=500J，再算功率 P=W/t=500J/10s=50W。 · 也可以用 P=Fv（v 是物体在力的方向上的速度），比如汽车牵引力是 2000N，速度是 10m/s，功率就是 2000N×10m/s=20000W。 · 动能和势能变化：看 “质量、速度、高度、形变” · 动能变化：质量变大或速度变快，动能变大；反之变小。比如 “汽车加速行驶”，速度变大，动能变大。 · 重力势能变化：质量变大或高度变高，重力势能变大；反之变小。比如 “杠铃被举起”，高度变高，重力势能变大。 · 弹性势能变化：形变越大，弹性势能越大。比如 “弹簧被压缩得更紧”，弹性势能变大。 · 机械能分析：先看 “是否有摩擦” · 分析机械能变化时，先看有没有摩擦力、阻力等消耗能量的力： · 没有摩擦时，机械能守恒（动能和势能相互转化，总和不变）。比如 “光滑斜面上的物体下滑”，重力势能变小，动能变大，机械能不变。 · 有摩擦时，机械能会减少。比如 “物体在粗糙水平面上滑动”，动能变小，机械能减少（因为摩擦力消耗能量）。 · 避坑技巧：这些错误别犯 · 功的单位混淆：功的单位是焦耳（J），功率是瓦特（W），别弄混； · 动能只看速度：忽略质量，比如认为 “速度快的自行车比静止的大卡车动能大”，其实大卡车质量大，动能可能更大； · 机械能守恒条件记错：只有在 “只有重力或弹力做功” 时才守恒，有摩擦力就不守恒。 · 其实功和机械能就像我们生活中的 “力气” 和 “能量储备”，只要抓住 “做功的条件”“能量的影响因素”，解题时就能一步到位，不用绕弯路。 二阶 习题针对练 1．下列有关功的说法正确的是（　　） A．足球在水平地面上滚动时重力对足球做了功 B．吊车吊着重物使其沿水平方向匀速移动过程中，吊车对重物做了功 C．运动员举着杠铃在空中停留的时间内对杠铃要做很大的功 D．用相同的力将质量不同的两个物体沿力的方向以不同的速度移动相同的距离所做的功相同 2．如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，最远到达B点。在从A到B的过程中（　　） A．物块到达B点时弹性势能最大 B．弹簧的弹性势能和物块的动能之和一直在减少 C．物块经过O点时的动能最大 D．弹簧的弹性势能和物块的动能之和保持不变 3．池州九华山是著名的佛教旅游圣地，从花台坐索道设施可将物资从山脚运往山顶。如图所示，封闭式轿厢随钢索向右上方做匀速直线运动，则下列说法正确的是（　　） A．物块A机械能不变 B．物块A重力势能不变 C．如果选择轿厢作为参照物，物块A是静止的 D．物块A受到重力、支持力和水平向左的摩擦力作用 4．2022年春晚的《乳虎啸春》是央视导演组和河南塔沟武术学校精心创编的节目。如图是某演员纵身从虎娃头顶越过的示意图，以下说法正确的是（　　） A．演员到达B处时，受到平衡力的作用 B．演员从A处跃到B处的过程中，受到的重力变小 C．演员从B处落到C处的过程中，重力势能转化为动能 D．演员在整个运动的过程中，机械能保持不变 5．如图，用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量m1＝m2＜m3。实验时，让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落，将木桩打入沙中，三次实验木桩进入沙中的深度如图所示。比较A、B可知：物体重力势能的大小与物体的 　 　 有关；比较 　 　 可知：物体重力势能的大小与物体被举的高度有关。 6．在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，如图，使A、B、C三个钢球先后从同一个平板斜面装置的高度分别为h1、h2、h3的位置，由静止开始滚下（mA＝mB＜mC，h1＝h3＞h2），水平面上同一位置的木块被撞出一段距离后停下，回答以下问题： （1）该实验探究的是 　 　 （选填“木块”或“钢球”）的动能。 （2）实验通过观察 　 　 来判断钢球动能的大小，这种研究问题的方法叫 　 　 法。若水平面光滑，还 　 　 （能/不能）完成实验探究。 （3）比较甲、乙两图进行的实验，可以探究物体动能大小与 　 　 的关系。 （4）比较甲、丙两图，可得出的结论是：　 　 。 7．如图甲是华为与江淮合作推出的尊界品牌首款车型尊界S800。尊界S800实现全自动驾驶和无人自动充电。汽车（包括司乘人员）的质量为2.7t。在水平路面上以恒定功率做直线运动的v﹣t图像如图乙，求：（g＝10N/kg） （1）汽车静止在水平路面上时，对地面的压强？（轮胎与地面总接触面积为0.15m2） （2）汽车匀速行驶过程中所受阻力大小为车总重的0.02倍，求汽车的恒定功率； （3）汽车在前20s内牵引力做的功。 8．2023年5月13日，“恩平20—4钻采平台”的安装，创造了我国海上油气平台浮托安装重量的新纪录，浮托安装类似于运动员挺举过程，巧妙地利用海上潮汐的自然力进行安装。如图所示，涨潮时，工程船托运平台组块驶入已经固定在海中的导管架的槽口，落潮时把平台组块插尖顺势从高位下降安装到导管架接口上。所安装的平台组块质量为1.55×107kg。（g取10N/kg） （1）平台组块所受重力大小为多少？ （2）若涨潮前，插尖低于接口0.8m，涨潮时，工程船和平台组块缓慢向上浮起，使得插尖比接口高1.2m。则在此过程中，工程船对平台组块竖直向上做功为多少？ 9．阅读短文，回答问题。 跳台滑雪 跳台滑雪是一项极具挑战性的项目，相当于从30层楼的高度起跳空中飞行飞下，被称为“勇敢者的游戏”。比赛成绩由距离分、飞行姿势分、出发门分和风力补偿分构成。其中出发门分即选手在出发时可以落地选择高度不一的出发点，高度越高，运动员能获得的天然优势越大，这样选手必须被扣除相应的分值，以达到平衡。风力补偿分是指风向对运动员成绩的影响，逆风能提升升力从而带来优势，顺风则会缩短风行距离。跳台滑雪运动过程包括助滑、起跳、空中飞行和落地四个阶段（如图所示）。运动员顺着助滑道加速下滑时，两腿要尽量深蹲以减少迎风面积，上体前倾成流线型姿势以减小空气阻力，从而更好地延长空中飞行距离。选择合适的角度用力蹬地起跳后，在飞行过程中，运动员大都采用“V”形姿势，这样的姿势可以获得更大的升力；落地采用类似弓箭步的双腿屈膝姿势，能有效减少地面对人体强大的冲击力。 （1）运动员加速下滑时，为了减小空气阻力，会采用 　 　 的姿势。 （2）运动员从出发点到达着地点，重力做功约为 　 　 J。（假设运动员及其装备的质量约为80kg，每层楼高约为3米，取g＝10N/kg） （3）由出发门分的打分规则推断，运动员逆风飞行时应该 　 　 （选填“加分”或“扣分”）。 三阶·思维拓展练 10．如图甲是一型地面清洁机器人，质量为3kg，行动轮与地面的接触面积为0.01m2。机器人在水平地面运动时，所受推力与速度关系如图乙所示。求：（g取10N/kg） （1）该机器人静止在水平地面上时对水平地面的压强为多大？ （2）当该机器人的水平推力为300N时，匀速直线运动10s做了多少功？ （3）当该机器人在水平地面上以0.3m/s低速度匀速直线运动时，水平推力的功率是多大？ 九年级上册《专题七功和机械能》沪粤版(2024)2025年同步练习卷【广西专用】 一阶 概念夯基础 【名师面对面-培优手拉手】 · 功：力做的 “有效贡献” · 功就像力做的 “有用功”，不是所有的力都能做功。得同时满足两个条件：一是得有力作用在物体上，二是物体得在这个力的方向上移动一段距离。比如推箱子，你用了力，箱子也在推力方向上动了，这时候推力就做了功；可要是你使劲推一个大石块，石块没动，那你再费力，力也没做功，就像 “白使劲”。 · 功的大小等于力和物体在力的方向上移动距离的乘积，公式是 W=Fs。生活中做功的例子很多： · 把书包从地上提到桌子上，手的拉力对书包做了功，因为拉力向上，书包也向上移动了； · 人扛着书包水平走路，虽然用了力，但力的方向向上，书包移动方向水平，这时候力没做功，就像 “白费力气”。 · 功率：做功的 “快慢程度” · 功率就像做功的 “速度”，表示做功有多快。比如两个人搬同样多的砖到三楼，一个人用了 10 分钟，另一个人用了 20 分钟，虽然两人做的功一样多，但第一个人功率大，因为他做功更快。 · 功率的公式是 P=W/t，单位是瓦特（W）。家里的电器都有功率，比如电灯泡功率是 40W，意思是它每秒做功 40 焦耳。功率大的电器，干活更 “利索”，比如大功率的吸尘器，吸尘更快，因为它单位时间内做的功更多。 · 动能：运动物体的 “活力” · 动能是物体因为运动而具有的能量，就像运动的物体带有的 “活力”。物体运动得越快、质量越大，动能就越大。比如： · 飞奔的汽车比慢慢行驶的自行车动能大，因为汽车速度快、质量也大； · 同样速度行驶的大卡车比小轿车动能大，因为大卡车质量大。 · 生活中利用动能的例子很多，比如打桩机的重锤下落时，因为运动具有动能，能把桩打进地里。 · 势能：“蓄势待发” 的能量 · 势能分重力势能和弹性势能，都是 “憋着的劲儿”。 · 重力势能：物体因为被举高而具有的能量，就像山顶的石头，虽然没动，但一旦滚下来就很有力量。物体质量越大、被举得越高，重力势能越大。比如起重机吊起的重物，质量大、位置高，重力势能就大。 · 弹性势能：物体因为发生弹性形变而具有的能量，就像被拉开的弓，拉得越满，形变越大，弹性势能越大，松开后能把箭射得更远。蹦床被压下去时也储存了弹性势能，能把人弹起来。 · 机械能：动能和势能的 “总和” · 机械能就是动能和势能加起来的总能量。在只有重力或弹力做功时，机械能守恒，就像荡秋千，上升时动能变小，重力势能变大；下降时动能变大，重力势能变小，总机械能基本不变。但如果有摩擦力，机械能会慢慢减少，比如秋千会越荡越低，因为摩擦力做负功，消耗了机械能。 【学霸笔记】 · 功的判断：先看 “两个条件” · 遇到判断是否做功的题，就看是否同时满足 “有力” 和 “在力的方向上移动距离”： · 例子 1：“用力推墙，墙没动”—— 有力但没移动距离，不做功； · 例子 2：“苹果从树上掉下来”—— 受到重力，且在重力方向（竖直向下）移动了距离，重力做功。 · 计算功时，注意 F 和 s 必须方向一致，如果力和距离垂直，功就是 0。比如水平拉物体，重力方向竖直向下，和水平距离垂直，重力不做功。 · 功率计算：分清 “功和时间” · 功率是 “功除以时间”，解题时先算总功，再除以对应的时间。比如题目：“用 100N 的力把箱子推 5m，用了 10 秒，求功率。” · 步骤：先算功 W=Fs=100N×5m=500J，再算功率 P=W/t=500J/10s=50W。 · 也可以用 P=Fv（v 是物体在力的方向上的速度），比如汽车牵引力是 2000N，速度是 10m/s，功率就是 2000N×10m/s=20000W。 · 动能和势能变化：看 “质量、速度、高度、形变” · 动能变化：质量变大或速度变快，动能变大；反之变小。比如 “汽车加速行驶”，速度变大，动能变大。 · 重力势能变化：质量变大或高度变高，重力势能变大；反之变小。比如 “杠铃被举起”，高度变高，重力势能变大。 · 弹性势能变化：形变越大，弹性势能越大。比如 “弹簧被压缩得更紧”，弹性势能变大。 · 机械能分析：先看 “是否有摩擦” · 分析机械能变化时，先看有没有摩擦力、阻力等消耗能量的力： · 没有摩擦时，机械能守恒（动能和势能相互转化，总和不变）。比如 “光滑斜面上的物体下滑”，重力势能变小，动能变大，机械能不变。 · 有摩擦时，机械能会减少。比如 “物体在粗糙水平面上滑动”，动能变小，机械能减少（因为摩擦力消耗能量）。 · 避坑技巧：这些错误别犯 · 功的单位混淆：功的单位是焦耳（J），功率是瓦特（W），别弄混； · 动能只看速度：忽略质量，比如认为 “速度快的自行车比静止的大卡车动能大”，其实大卡车质量大，动能可能更大； · 机械能守恒条件记错：只有在 “只有重力或弹力做功” 时才守恒，有摩擦力就不守恒。 · 其实功和机械能就像我们生活中的 “力气” 和 “能量储备”，只要抓住 “做功的条件”“能量的影响因素”，解题时就能一步到位，不用绕弯路。 1．下列有关功的说法正确的是（　　） A．足球在水平地面上滚动时重力对足球做了功 B．吊车吊着重物使其沿水平方向匀速移动过程中，吊车对重物做了功 C．运动员举着杠铃在空中停留的时间内对杠铃要做很大的功 D．用相同的力将质量不同的两个物体沿力的方向以不同的速度移动相同的距离所做的功相同 【答案】D 【解答】解：A、足球在水平地面上滚动时，重力的方向竖直向下，运动的方向水平向前，方向不一致，所以重力对足球没有做功，故A错误； B、吊车吊着重物沿水平方向匀速移动过程中，拉力的方向竖直向上，重物在拉力的方向上没有移动距离，所以吊车的拉力对重物没有做功，故B错误； C、运动员举着杠铃在空中停留的时间内，运动员对杠铃有力的作用，但没有在力的方向上通过距离，所以运动员对杠铃没有做功，故C错误； D、用相同的力将质量不同的两个物体沿力的方向以不同的速度移动相同的距离，由于力和距离的大小均相同，则根据W＝Fs可知，两次所做的功相同，故D正确。 故选：D。 2．如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，最远到达B点。在从A到B的过程中（　　） A．物块到达B点时弹性势能最大 B．弹簧的弹性势能和物块的动能之和一直在减少 C．物块经过O点时的动能最大 D．弹簧的弹性势能和物块的动能之和保持不变 【答案】B 【解答】解： A、物块在A点时弹簧发生形变，从A点到O点的过程中，弹簧的弹性势能转化为物体的动能；从O点到B点的过程中，物块的动能转化为弹簧的弹性势能；因为物块从A点到B点的过程中克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，所以A点的弹性势能大于B点的弹性势能，故A错误； BD、物块在从A到B的过程中，物块克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，机械能减少，即弹簧的弹性势能和物块的动能之和一直在减少，故B正确，D错误； C、物块在从A到B的过程中，竖直方向受力平衡，水平方向受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，弹簧的弹力先大于滑动摩擦力，物体加速，动能增大，后小于滑动摩擦力，物体减速，动能减小，当弹力等于滑动摩擦力时，合力为零，动能最大，此时弹簧处于压缩状态，摩擦力方向向左，弹簧产生的弹力方向向右，位置在OA之间，故C错误。 故选：B。 3．池州九华山是著名的佛教旅游圣地，从花台坐索道设施可将物资从山脚运往山顶。如图所示，封闭式轿厢随钢索向右上方做匀速直线运动，则下列说法正确的是（　　） A．物块A机械能不变 B．物块A重力势能不变 C．如果选择轿厢作为参照物，物块A是静止的 D．物块A受到重力、支持力和水平向左的摩擦力作用 【答案】C 【解答】解： AB、物块A随轿厢一起向上做匀速直线运动时，质量不变，速度不变，动能不变，高度增加，重力势能增加，机械能增加，故AB错误； C、如果选择轿厢作为参照物，物块A与轿厢之间没有发生位置的变化，物体A是静止的，故C正确； D、物块A随轿厢一起向上做匀速直线运动时，物体放在水平面上，在水平方向上没有与轿厢发生相对滑动，也没有发生相对滑动的趋势，所以不受摩擦力，故D错误。 故选：C。 4．2022年春晚的《乳虎啸春》是央视导演组和河南塔沟武术学校精心创编的节目。如图是某演员纵身从虎娃头顶越过的示意图，以下说法正确的是（　　） A．演员到达B处时，受到平衡力的作用 B．演员从A处跃到B处的过程中，受到的重力变小 C．演员从B处落到C处的过程中，重力势能转化为动能 D．演员在整个运动的过程中，机械能保持不变 【答案】C 【解答】解：A．该演员到达在B处时，运动状态会发生改变，受到的是非平衡力，故A错误； B．该演员纵身从A处跃到B处的过程中，质量不变，受到的重力大小不变，故B错误； C．该演员从B处落到C处的过程中，质量不变，速度变大，高度减小，动能增加，重力势能减小，重力势能转化为动能，故C正确； D．该演员在整个运动的过程中，需要克服空气阻力做功，他的机械能总量减小，故D错误。 故选：C。 5．如图，用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量m1＝m2＜m3。实验时，让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落，将木桩打入沙中，三次实验木桩进入沙中的深度如图所示。比较A、B可知：物体重力势能的大小与物体的 　质量　 有关；比较 　A、C　 可知：物体重力势能的大小与物体被举的高度有关。 【答案】质量；A、C 【解答】解：由A、B两图可知，物体的质量m1＜m2，从相同高度落下，质量越大，木桩被打得越深，物体的重力势能越大，说明重力势能与质量有关； 比较A、C两图可知，物体的质量m1＝m3，物体从不同高度落下，高度越高，木桩被打得越深，说明重力势能与高度有关。 故答案为：质量；A、C。 6．在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，如图，使A、B、C三个钢球先后从同一个平板斜面装置的高度分别为h1、h2、h3的位置，由静止开始滚下（mA＝mB＜mC，h1＝h3＞h2），水平面上同一位置的木块被撞出一段距离后停下，回答以下问题： （1）该实验探究的是 　钢球　 （选填“木块”或“钢球”）的动能。 （2）实验通过观察 　木块移动的距离　 来判断钢球动能的大小，这种研究问题的方法叫 　转换　 法。若水平面光滑，还 　不能　 （能/不能）完成实验探究。 （3）比较甲、乙两图进行的实验，可以探究物体动能大小与 　速度　 的关系。 （4）比较甲、丙两图，可得出的结论是：　速度相同时，质量越大，动能越大　 。 【答案】（1）钢球；（2）木块移动的距离；转换；不能；（3）速度；（4）速度相同时，质量越大，动能越大。 【解答】解：（1）该实验研究的主体是钢球，研究的是钢球动能的大小与速度和质量的关系； （2）该实验中钢球动能的大小是通过木块移动的距离体现的，木块被撞的越远，说明钢球的动能越大，被撞的越近，说明钢球的动能越小，这里采用了转换法的思想； 动能的大小通过观察物块移动的距离来反映出来，若水平面是光滑的，根据牛顿第一定律，小球和物块将永远一直运动下去，没有运动距离的远近之分，就不能达到比较距离来比较动能的目的了； （3）甲、乙两图次让质量相同的钢球从斜面不同高度上静止滚下，控制钢球的质量相同，改变钢球的速度，可以探究的是物体动能大小与速度的关系； （4）甲、丙两图中，让质量不同的钢球从斜面相同高度上静止滚下，控制钢球的下滑高度相同，改变钢球的质量，可得出结论速度相同时，质量越大，动能越大。 故答案为：（1）钢球；（2）木块移动的距离；转换；不能；（3）速度；（4）速度相同时，质量越大，动能越大。 7．如图甲是华为与江淮合作推出的尊界品牌首款车型尊界S800。尊界S800实现全自动驾驶和无人自动充电。汽车（包括司乘人员）的质量为2.7t。在水平路面上以恒定功率做直线运动的v﹣t图像如图乙，求：（g＝10N/kg） （1）汽车静止在水平路面上时，对地面的压强？（轮胎与地面总接触面积为0.15m2） （2）汽车匀速行驶过程中所受阻力大小为车总重的0.02倍，求汽车的恒定功率； （3）汽车在前20s内牵引力做的功。 【答案】（1）汽车静止在水平路面上时，对地面的压强为1.8×105Pa； （2）汽车的恒定功率为1.62×104W； （3）汽车在前20s内牵引力做的功为3.24×105J。 【解答】解：（1）汽车静止在水平路面上时对路面的压力等于汽车的重力，即： F＝G＝mg＝2.7×103kg×10N/kg＝2.7×104N， 地面的受力面积等于轮胎与地面总接触面积，则汽车静止在水平路面上时对地面的压强：； （2）汽车匀速直线行驶过程中受到的牵引力与阻力平衡，根据二力平衡条件可得， 汽车所受的牵引力：F＝f＝0.02G＝0.02×2.7×104N＝540N， 由图乙可知，汽车匀速直线行驶时的速度为v＝30m/s， 故汽车的恒定功率：PFv＝540N×30m/s＝1.62×104W； （3）汽车的功率恒定，根据P可得，汽车在前20s内牵引力做的功： W＝Pt＝1.62×104W×20s＝3.24×105J。 答：（1）汽车静止在水平路面上时，对地面的压强为1.8×105Pa； （2）汽车的恒定功率为1.62×104W； （3）汽车在前20s内牵引力做的功为3.24×105J。 8．2023年5月13日，“恩平20—4钻采平台”的安装，创造了我国海上油气平台浮托安装重量的新纪录，浮托安装类似于运动员挺举过程，巧妙地利用海上潮汐的自然力进行安装。如图所示，涨潮时，工程船托运平台组块驶入已经固定在海中的导管架的槽口，落潮时把平台组块插尖顺势从高位下降安装到导管架接口上。所安装的平台组块质量为1.55×107kg。（g取10N/kg） （1）平台组块所受重力大小为多少？ （2）若涨潮前，插尖低于接口0.8m，涨潮时，工程船和平台组块缓慢向上浮起，使得插尖比接口高1.2m。则在此过程中，工程船对平台组块竖直向上做功为多少？ 【答案】（1）平台组块所受重力大小为1.55×108N； （2）工程船对平台组块竖直向上做功为3.1×108J。 【解答】解：（1）工平台组块所受重力大小为G＝mg＝1.55×107kg×10N/kg＝1.55×108N； （2）工程船对平台组块施加的力等于平台组块的重力，即F＝G＝1.55×108N； 移动的距离为s＝0.8m+1.2m＝2m， 工程船对平台组块竖直向上做功为W＝Fs＝1.55×108N×2m＝3.1×108J。 答：（1）平台组块所受重力大小为1.55×108N； （2）工程船对平台组块竖直向上做功为3.1×108J。 9．阅读短文，回答问题。 跳台滑雪 跳台滑雪是一项极具挑战性的项目，相当于从30层楼的高度起跳空中飞行飞下，被称为“勇敢者的游戏”。比赛成绩由距离分、飞行姿势分、出发门分和风力补偿分构成。其中出发门分即选手在出发时可以落地选择高度不一的出发点，高度越高，运动员能获得的天然优势越大，这样选手必须被扣除相应的分值，以达到平衡。风力补偿分是指风向对运动员成绩的影响，逆风能提升升力从而带来优势，顺风则会缩短风行距离。跳台滑雪运动过程包括助滑、起跳、空中飞行和落地四个阶段（如图所示）。运动员顺着助滑道加速下滑时，两腿要尽量深蹲以减少迎风面积，上体前倾成流线型姿势以减小空气阻力，从而更好地延长空中飞行距离。选择合适的角度用力蹬地起跳后，在飞行过程中，运动员大都采用“V”形姿势，这样的姿势可以获得更大的升力；落地采用类似弓箭步的双腿屈膝姿势，能有效减少地面对人体强大的冲击力。 （1）运动员加速下滑时，为了减小空气阻力，会采用 　流线型　 的姿势。 （2）运动员从出发点到达着地点，重力做功约为 　7.2×104 J。（假设运动员及其装备的质量约为80kg，每层楼高约为3米，取g＝10N/kg） （3）由出发门分的打分规则推断，运动员逆风飞行时应该 　扣分　 （选填“加分”或“扣分”）。 【答案】（1）流线型；（2）7.2×104；（3）扣分。 【解答】解：（1）运动员加速下滑时，为了减小空气阻力，会采用流线型的姿势。 （2）运动员及其装备的重力为G＝mg＝80kg×10N/kg＝800N； 运动员从出发点到达着地点，通过的距离为h＝3×30m＝90m； 重力做功约为W＝Gh＝800N×90m＝7.2×104J； （3）由出发门分的打分规则推断，运动员逆风飞行时应该扣分。 故答案为：（1）流线型；（2）7.2×104；（3）扣分。 三阶·思维拓展练 10．如图甲是一型地面清洁机器人，质量为3kg，行动轮与地面的接触面积为0.01m2。机器人在水平地面运动时，所受推力与速度关系如图乙所示。求：（g取10N/kg） （1）该机器人静止在水平地面上时对水平地面的压强为多大？ （2）当该机器人的水平推力为300N时，匀速直线运动10s做了多少功？ （3）当该机器人在水平地面上以0.3m/s低速度匀速直线运动时，水平推力的功率是多大？ 【答案】（1）该机器人静止时对地面的压强是3000Pa； （2）当该机器人的水平推力为300N时，匀速直线运动10s做了1800J的功； （3）当该机器人在水平地面上以0.3m/s低速度匀速直线运动时，水平推力的功率是15W。 【解答】解：（1）该机器人静止时对地面的压力： F＝G＝mg＝3kg×10N/kg＝30N， 该机器人静止时对地面的压强： p3000Pa； （2）由图像可知，该机器人受到的水平推力为300N时，行驶的速度为v1＝0.6m/s， 由v可得，匀速直线运动通过的路程： s1＝v1t1＝0.6m/s×10s＝6m， 此时水平推力做的功： W＝F1s1＝300N×6m＝1800J； （3）由图乙可知，当该机器人在水平地面上以0.3m/s低速度匀速直线运动时，水平推力F2＝50N， 由PFv可知，此时水平推力的功率为： P＝F2v2＝50N×0.3m/s＝15W。 答：（1）该机器人静止时对地面的压强是3000Pa； （2）当该机器人的水平推力为300N时，匀速直线运动10s做了1800J的功； （3）当该机器人在水平地面上以0.3m/s低速度匀速直线运动时，水平推力的功率是15W。 学科网（北京）股份有限公司 $$