第十章 功和机械能（计算题30道）-【刷好题】2025-2026学年八年级物理下册热点题型专练（2024北师大北京版）

第十章 功和机械能（计算题30道） 1． 2020年4月，百度在长沙推出无人驾驶出租车服务，长沙市民可免费乘车体验。如图所示，一款无人驾驶汽车以20 m/s的速度在平直公路上匀速行驶了6000 m，无人驾驶汽车在这个过程中的功率为4×104W。求：在这段时间内 （1）汽车的牵引力； （2）牵引力所做的功。 2．如图所示，在建筑工地上，工人师傅用250的拉力将货物匀速向上提升，在2秒内绳子的自由端上升了4米，不计摩擦和绳子重力，求这段时间内拉力所做的功W和功率P。 3．某建筑工地上的起重机要将重为1×104牛的钢筋水泥板匀速提升到楼顶，提升的高度为10米，所用时间为50秒，求： （1）起重机对钢筋水泥板所做的功。 （2）起重机的功率。 4．一列火车，以20m/s的速度在平直轨道上匀速行驶，整列火车受到的阻力是2000N。求： （1）火车的牵引力； （2）火车行驶10s时间内，机车牵引力所做的功； （3）牵引力的功率。 5．重为20牛的物体，在50牛的拉力作用下，沿拉力方向做匀速直线运动，5秒内前进了2米。求此过程中拉力所做的功W和功率P。 6．如图所示的是一种智能装卸机器人，它能够代替人工进行货物装卸。该机器人在10s内将质量为800kg的货物沿竖直方向匀速提升2m，g取10N/kg。求： (1)机器人提升货物所做的功； (2)机器人提升货物的功率。 7．在10秒内物体在20牛的作用下沿拉力方向匀速前进了5米。求此过程中： (1)拉力做的功； (2)拉力的功率。 8．如图所示，洒水车加满水后以36km/h的速度匀速行驶在水平马路上，该车自身质量为3.6t，水罐的容积为14m3，轮胎与地面总接触面积为0.20m2，行驶时所受阻力为其总重的0.2倍（ρ水=1.0×103kgm3，g=10N/kg）。洒水车加满水后求： （1）洒水车的总重力； （2）洒水车对水平路面的压强； （3）洒水车匀速行驶5min，牵引力做的功为？    9．如图，重力为200N的新型机器人，与地面的接触面积为，匀速运动时所受阻力为重力的0.1倍，求： （1）求机器人静立时对地面的压强； （2）若机器人在水平地面上匀速行驶30m，求此过程中牵引力做的功。 10．在水平地面上，用50N的水平拉力拉着重为200N的木箱，在10s内匀速直线前进15m，求： （1）这段路程中拉力对木箱做的功；重力做的功； （2）拉力对木箱做功的功率。 11．如图甲所示，这是集自动清扫技术和人工智能设计于一体的地面清扫机器人。机器人扫地时所受阻力与速度的关系图像如图乙所示。若该机器人某次沿直线匀速清扫地面的速度为0.2m/s，求机器人清扫6s的过程中： （1）该机器人的动力所做的功； （2）该机器人的动力所做的功率； （3）若这6s内，该机器人消耗电所做的总功为90J，求机器人的工作效率是多少？ 12．随着国家发展改革委员会对《济南市城市轨道交通第二期建设规划（2020～2025年）》的批复，济南市地铁建设步入快车道。如图为地铁建设某工地，工人在20s内用塔吊将质量为2.5t的混凝土预制件匀速提升了6m。g取10N/kg，通过计算回答∶ （1）在提升它的过程中，塔吊对它做了多少焦的功？ （2）塔吊对它做功的功率是多少瓦？ 13．小红买了一辆按新国标生产的电动自行车，部分参数如表所示。当小红在水平公路上骑行时，车轮与地面接触的总面积为50cm2，小红质量为60kg，阻力始终为总重的0.08倍。（g取10N/kg） 项目 参数 最高车速（km/h） 25 整车质量（kg） 40 电动自行车最大功率（W） 400 （1）在小红骑行时，求电动自行车对地面产生的压强。 （2）在车子匀速行驶10km的过程中，求电动自行车克服阻力做的功。 14．中国选手张湘祥曾获得奥运会男子举重冠军，下表为他参赛时相关数据，图为他比赛时的照片。根据图表计算： （1）估算他举起杠铃后对地面的压强； （2）挺举过程克服杠铃重力做的功和功率。（g取10N/kg） 参赛级别/kg 62 选手体重/kg 64 身高/m 1.6 举杠高度/m 2 杠铃质量/kg 176 举杠用时/s 1.6    15．如图甲所示，是在某建筑工地上，正在用塔吊从地面上吊起一重物的情景。起重机吊起重物时，重物上升的距离s与时间t的关系如图乙所示，起重机对重物做功的功率P（0~10s为平均功率）与时间t的关系，如图丙所示，不计钢绳和滑轮的重及摩擦，g=10N/g。 （1）吊起的重物重为多少N？ （2）在吊起重物的40s时间内，起重机对重物所做的功为多少J？ 16．随着科技发展，有些餐厅利用机器人送餐。某次送餐时，机器人与食物的总重为300N， 轮子 与水平地面的接触面积为， 机器人受到的牵引力为30N。 求： （1）静止时机器人对水平地面的压强； （2）机器人水平匀速运动20m， 牵引力所做的功。 17．现有某型号电动摩托在忠信大道以20m/s的速度在平直的公路上匀速行驶时，其牵引力大小为1000N。求： （1）电动摩托以该速度在平直的公路上匀速行驶时牵引力功率为多少瓦？ （2）电动摩托在平直的公路上匀速行驶50m，牵引力做的功是多少焦？ 18．某养老院引入四轮智能机器人进行物品配送。机器人质量为50kg，每个轮子与地面接触时受力面积为5×10-4m2，g取10N/kg。 (1)求机器人静止在水平地面上时对地面的压强。 (2)若机器人乘坐电梯匀速上升10m，求电梯对机器人做的功。 (3)若机器人以0.5m/s的速度在水平路面行走，受到的阻力是重力的0.2倍，求牵引力的功率。 19．如图所示，某智能机器人的质量为80kg。在水平地面上工作时，该机器人匀速直线移动的速度为1m/s，所受阻力是机器人重力的0.05倍。求：（取g=10N/kg） （1）机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力； （2）机器人在水平地面上匀速直线移动30s，此过程中牵引力做的功； （3）机器人在水平地面上匀速直线移动30s，此过程中牵引力做功的功率。 20．我国体育健儿均在紧张地备战．一举重运动员在某次训练中，用的时间将质量为的杠铃举高，本次举起杠铃的过程中： （1）该运动员对杠铃做了多少焦耳的功？ （2）该运动员对杠铃做功的功率为多少？ 21．如图所示是一款新能源电动汽车，汽车的质量为1500kg，速度最大可达108km/h。当该电动汽车在平直路面上以最大速度匀速行驶时，所受阻力为800N。求： (1)若汽车与地面的总接触面积为0.1m2，空车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？ (2)该电动汽车在平直路上以最大速度匀速行驶1min，这个过程中电动汽车引力所做的功为多少？ (3)在这1min内牵引力的功率为多大？ 22．2012年9月25日上午，中国首艘航空母舰“辽宁”号正式交接服役，从此中国摆脱了没有航母的历史。航母上安装有卫星通讯天线、有源相控阵雷达等设备，配备近防武器系统和各型舰载机，有关参数下表所示。如果航母总功率全部用来提供它向前的牵引力，求： （1）当航母以最高航速54km/h航行时，它产生的牵引力； （2）若在这种状态下匀速航行1000km，航母做的机械功。 辽宁号航空母舰参数 满载排水量/t 67500 总功率/kW 1.5×105 最大舰载机数量/架 30 最高航速km/h 54 最大舰长/m 304 最大舰宽/m 70.5 23．贵州是一个以山多而著称的省份，公路多为盘山公路。如图为某盘山公路，汽车沿着公路，可以驶上高耸入云的山峰。若从山底到山顶的盘山公路长6000m，山高900m，一辆5t的小型货车以恒定功率165kW，匀速沿盘山公路从山底开上山顶，用时600s。在货车从山底到山顶过程中，阻力大小不变。求： （1）发动机对货车做的功； （2）克服货车重力做功的大小为多少焦耳； （3）请说出发动机对货车做的功与克服货车重力做功的大小不相等的原因（说出一条即可）。    24．如图甲所示的地面清洁机器人，机器人在水平地面上运动时，所受推力与速度关系如图乙所示。求： （1）该机器人所提供的水平推力为50N时，匀速直线运动2s，此时水平推力做了多少功？ （2）该机器人在水平地面上以0.5m/s速度匀速直线运动时，水平推力的功率是多大？ 25．一辆汽车在平直的公路上匀速行驶，若受到的阻力为2000N，速度为20m/s，行驶了10min。 (1)发动机做的功为多少？ (2)发动机的功率为多大？ 26．如图所示的四轮电动汽车的质量为1200kg，静止时，每个轮胎与地面的接触面积为，某次汽车在水平地面沿直线匀速行驶了4000m，已知行驶时所受阻力为车自重的0.05倍。g取10N/kg。试求： （1）汽车静止时，对地面的压强为多大？ （2）这次行驶过程中，汽车牵引力所做的功是多少？ 27．小城的爸爸新买了一辆小汽车，如图所示，其总质量为1500kg，小汽车每个轮胎与地面的接触面积为，该车由小城家沿水平直路匀速行驶3.6km后到达学校，已知汽车在行驶过程中受到的阻力恒为车重的0.05倍。（）求： （1）汽车静止在水平地面时，汽车对水平地面的压强； （2）在汽车由小城家到学校此过程中，汽车牵引力做的功； （3）当该汽车在平直的公路上高速行驶时，相对于汽车在地面上静止时，汽车对地面的压力会发生怎样的变化，请用所学过的物理知识分析其原因。 28．如图是新上市的某新能源汽车。该车和人总重力为，在水平公路上匀速行驶了1200m，用时40s，此过程中受到牵引力为4000N，已知轮胎与地面接触总面积为。求： （1）该车静止时对地面的压强； （2）该车行驶过程中牵引力的功率。 29．如图所示，建筑工地上，工人师傅用50N的水平推力推着小车在水平地面上运动。若车与货物的总质量为160kg，轮子与地面的总接触面积为0.02m2，在1min内前进了60m。g=10N/kg。求： （1）小车静止时，对水平地面的压强； （2）人对小车做了多少功； （3）人对小车做功的功率。 30．如图1是正在充电的某款智能电动汽车，衡量电池性能的一个重要参数是能量密度，电池能量密度指的是电池平均单位质量所释放出的电能。许多新能源车都有动能回收装置，储能效率是指汽车关闭发动机同时开启储能装置，通过发电机将减少的动能转化为电能的效率。电池输出的电能有80%用于维持车辆行驶，并在剩余10%时启动系统低电量保护，而无法行驶。该款电动汽车的部分参数如下表： 整车质量 1500kg 储能效率 60% 电池容量 60kW•h 电池能量密度 0.15kW•h/kg 若某次小张驾驶该车在高速公里行驶，时刻仪表盘显示：输出P＝10kW，速度v＝100km/h，剩余电量60%。 （1）该款智能电动汽车配备的电池质量是多少？ （2）该车在该路段行驶时的阻力为多少？ （3）若此地距目的地还有250km，前方距此50km左右有1个可以充电的服务区，小张是否需要在前方服务区充电？ （4）如果先让汽车以一定速度匀速直线行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭发电机两种情况下，汽车通过的路程s与匀速运动时的动能Ek，作出Ek﹣s图像（如图2），若此过程中汽车受到的阻力为车重（人的重力忽略不计）的0.02，试计算在开启发电机的测试中，电池中最多可增加的能量。      学科网（北京）股份有限公司 $ 第十章 功和机械能（计算题30道） 1． 2020年4月，百度在长沙推出无人驾驶出租车服务，长沙市民可免费乘车体验。如图所示，一款无人驾驶汽车以20 m/s的速度在平直公路上匀速行驶了6000 m，无人驾驶汽车在这个过程中的功率为4×104W。求：在这段时间内 （1）汽车的牵引力； （2）牵引力所做的功。 【答案】（1）2000N；（2）1.2×107J 【详解】解：（1）功率 汽车的牵引力 （2）牵引力所做的功 答：（1）汽车的牵引力为2000N； （2）牵引力所做的功为1.2×107J。 2．如图所示，在建筑工地上，工人师傅用250的拉力将货物匀速向上提升，在2秒内绳子的自由端上升了4米，不计摩擦和绳子重力，求这段时间内拉力所做的功W和功率P。 【答案】1000J；500W 【详解】解：这段时间内拉力所做的功 W=Fs=250N×4m=1000J 功率为 P===500W 答：这段时间内拉力所做的功1000J，功率500W。 3．某建筑工地上的起重机要将重为1×104牛的钢筋水泥板匀速提升到楼顶，提升的高度为10米，所用时间为50秒，求： （1）起重机对钢筋水泥板所做的功。 （2）起重机的功率。 【答案】（1）105J；（2）2000W 【详解】解：（1）起重机对钢筋水泥板所做的功 W=Gh=1×104N×10m=105J （2）起重机的功率 答：（1）起重机对钢筋水泥板所做的功105J； （2）起重机的功率2000W。 4．一列火车，以20m/s的速度在平直轨道上匀速行驶，整列火车受到的阻力是2000N。求： （1）火车的牵引力； （2）火车行驶10s时间内，机车牵引力所做的功； （3）牵引力的功率。 【答案】（1）2000N；（2）；（3） 【详解】解：（1）由于火车在平直轨道上匀速行驶，所以水平方向的阻力和牵引力是一对平衡力，即 （2）根据题意知道，火车速度 火车在水平方向移动的距离 机车牵引力做的功为 （3）牵引力的功率为 答：（1）火车的牵引力为2000N； （2）火车行驶10s时间内，机车牵引力所做的功为； （3）牵引力的功率为。 5．重为20牛的物体，在50牛的拉力作用下，沿拉力方向做匀速直线运动，5秒内前进了2米。求此过程中拉力所做的功W和功率P。 【答案】100J，20W 【详解】拉力所做的功W=Fs=50N×2m=100J 拉力做功的功率 6．如图所示的是一种智能装卸机器人，它能够代替人工进行货物装卸。该机器人在10s内将质量为800kg的货物沿竖直方向匀速提升2m，g取10N/kg。求： (1)机器人提升货物所做的功； (2)机器人提升货物的功率。 【答案】(1)1.6×104J (2)1.6×103W 【详解】（1）机器人提升货物所做的功 （2）机器人提升货物的功率 7．在10秒内物体在20牛的作用下沿拉力方向匀速前进了5米。求此过程中： (1)拉力做的功； (2)拉力的功率。 【答案】(1)；(2) 【详解】(1)拉力做的功为 (2)拉力的功率为 答：(1)拉力做的功为100J； (2)拉力的功率为10W。 8．如图所示，洒水车加满水后以36km/h的速度匀速行驶在水平马路上，该车自身质量为3.6t，水罐的容积为14m3，轮胎与地面总接触面积为0.20m2，行驶时所受阻力为其总重的0.2倍（ρ水=1.0×103kgm3，g=10N/kg）。洒水车加满水后求： （1）洒水车的总重力； （2）洒水车对水平路面的压强； （3）洒水车匀速行驶5min，牵引力做的功为？    【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）洒水车加满水，水的质量 车自身质量 洒水车的总重力 （2）洒水车对水平路面的压强 （3）由于洒水车匀速行驶，由二力平衡得，牵引力等于阻力 洒水车加满水后的速度 洒水车匀速行驶5min的路程 牵引力做的功为 答：（1）洒水车的总重力1.76×105N； （2）洒水车对水平路面的压强8.8×105Pa； （3）洒水车匀速行驶5min，牵引力做的功为1.056×108J。 9．如图，重力为200N的新型机器人，与地面的接触面积为，匀速运动时所受阻力为重力的0.1倍，求： （1）求机器人静立时对地面的压强； （2）若机器人在水平地面上匀速行驶30m，求此过程中牵引力做的功。 【答案】（1）2×104Pa；（2）600J 【详解】解：（1）机器人静止时对水平地面的压力 机器人静止时对水平地面的压强 （2）匀速时牵引力 牵引力做功 答：（1）机器人静立时对地面的压强2×104Pa； （2）若机器人在水平地面上匀速行驶30m，此过程中牵引力做的功600J。 10．在水平地面上，用50N的水平拉力拉着重为200N的木箱，在10s内匀速直线前进15m，求： （1）这段路程中拉力对木箱做的功；重力做的功； （2）拉力对木箱做功的功率。 【答案】（1）750J，0J；（2）75W 【详解】解：（1）这段路程中拉力对木箱做的功为 W＝Fs＝50N×15m＝750J 重力的方向为竖直向下，木箱水平运动，木箱在重力的方向上没有移动距离，故重力做功0。 （2）拉力对木箱做功的功率为 答：（1）这段路程中拉力对木箱做的功为750J；重力做的功为0； （2）拉力对木箱做功的功率为75W。 11．如图甲所示，这是集自动清扫技术和人工智能设计于一体的地面清扫机器人。机器人扫地时所受阻力与速度的关系图像如图乙所示。若该机器人某次沿直线匀速清扫地面的速度为0.2m/s，求机器人清扫6s的过程中： （1）该机器人的动力所做的功； （2）该机器人的动力所做的功率； （3）若这6s内，该机器人消耗电所做的总功为90J，求机器人的工作效率是多少？ 【答案】（1）72J；（2）12W；（3）80% 【详解】（1）机器人匀速清扫时的速度 由图乙知，此时的机器人所受的阻力f=60N，而机器人的动力与阻力是一对平衡力，所以这个过程中，动力所做的功 W=Fs=fs=60N×1.2m=72J （2）机器人动力做功的功率 P=Fv=60N×0.2m/s=12W （3）机器人工作效率 答：（1）该机器人的动力所做的功为72J； （2）该机器人的动力所做的功率为12W； （3）机器人的工作效率是80%。 12．随着国家发展改革委员会对《济南市城市轨道交通第二期建设规划（2020～2025年）》的批复，济南市地铁建设步入快车道。如图为地铁建设某工地，工人在20s内用塔吊将质量为2.5t的混凝土预制件匀速提升了6m。g取10N/kg，通过计算回答∶ （1）在提升它的过程中，塔吊对它做了多少焦的功？ （2）塔吊对它做功的功率是多少瓦？ 【答案】（1）1.5×105J；（2）7500W 【详解】解：（1）混凝土预制件受到的重力 G=mg=2500kg×10N/kg=2.5×104N 在提升它的过程中，塔吊对它做功 W=Gh=2.5×104N×6m=1.5×105J （2）塔吊对它做功的功率 答：（1）在提升它的过程中，塔吊对它做功1.5×105J； （2）塔吊对它做功的功率是7500瓦。 13．小红买了一辆按新国标生产的电动自行车，部分参数如表所示。当小红在水平公路上骑行时，车轮与地面接触的总面积为50cm2，小红质量为60kg，阻力始终为总重的0.08倍。（g取10N/kg） 项目 参数 最高车速（km/h） 25 整车质量（kg） 40 电动自行车最大功率（W） 400 （1）在小红骑行时，求电动自行车对地面产生的压强。 （2）在车子匀速行驶10km的过程中，求电动自行车克服阻力做的功。 【答案】（1）2×105Pa；（2）8×105J 【详解】解：（1）电动自行车行驶时，对地面的压力 受力面积 电动自行车行驶时对地面的压强 （2）因电动车在水平的路面上匀速行驶时，处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，电动车受到的牵引力 匀速行驶10km过程中克服阻力做的功 答：（1）在小红骑行时，电动自行车对地面产生的压强2×105Pa； （2）在车子匀速行驶10km的过程中，电动自行车克服阻力做的功8×105J。 14．中国选手张湘祥曾获得奥运会男子举重冠军，下表为他参赛时相关数据，图为他比赛时的照片。根据图表计算： （1）估算他举起杠铃后对地面的压强； （2）挺举过程克服杠铃重力做的功和功率。（g取10N/kg） 参赛级别/kg 62 选手体重/kg 64 身高/m 1.6 举杠高度/m 2 杠铃质量/kg 176 举杠用时/s 1.6    【答案】（1）6×104Pa；（2）3520J，2200W 【详解】解：（1）人和杠铃的总重力 G总=m总g=(64kg+176kg)×10N/kg=2400N 他举起杠铃后对地面的压强 （2）杠铃的重力 G=mg=176kg×10N/kg=1760N 举高的高度约为2m，则对杠铃做的功 W=Gh=1760N×2m=3520J 功率 答：（1）他举起杠铃后对地面的压强为6×104Pa； （2）挺举过程克服杠铃重力做的功是3520J，功率是2200W。 15．如图甲所示，是在某建筑工地上，正在用塔吊从地面上吊起一重物的情景。起重机吊起重物时，重物上升的距离s与时间t的关系如图乙所示，起重机对重物做功的功率P（0~10s为平均功率）与时间t的关系，如图丙所示，不计钢绳和滑轮的重及摩擦，g=10N/g。 （1）吊起的重物重为多少N？ （2）在吊起重物的40s时间内，起重机对重物所做的功为多少J？ 【答案】（1）2×104N；（2）1.1×106J 【详解】解：（1）由丙图可知，在10~40s内起重机对重物做功的功率为 时间t=30s，在10~40s内起重机对重物做的功为 由乙图可知，不计钢绳和滑轮的重及摩擦，在10~40s内，重物匀速上升，起重机对重物做的功等于重物在该段时间内克服重力做的功，由乙图得，在该时间内重物上升的距离为 由公式可知重物受到的重力为 （2）由丙图可知，在0~10s内，起重机对重物做功的平均功率 时间t1=10s，在0~10s内，起重机对重物做功为 由（1）可知在10~40s内起重机对重物做的功为，则在0~40s内起重机对重物做功为 答：（1）吊起的重物重为2×104N。 （2）在吊起重物的40s时间内，起重机对重物所做的功为1.1×106J。 16．随着科技发展，有些餐厅利用机器人送餐。某次送餐时，机器人与食物的总重为300N， 轮子 与水平地面的接触面积为， 机器人受到的牵引力为30N。 求： （1）静止时机器人对水平地面的压强； （2）机器人水平匀速运动20m， 牵引力所做的功。 【答案】（1）；（2）600J 【详解】解：（1）静止时，机器人对水平地面的压力等于机器人与食物的总重力，对水平地面的压强 （2）水平运动20m，牵引力所做的功 W=Fs=30N×20m=600J 答：（1）静止时机器人对水平地面的压强为； （2）机器人水平匀速运动20m，牵引力所做的功为600J。 17．现有某型号电动摩托在忠信大道以20m/s的速度在平直的公路上匀速行驶时，其牵引力大小为1000N。求： （1）电动摩托以该速度在平直的公路上匀速行驶时牵引力功率为多少瓦？ （2）电动摩托在平直的公路上匀速行驶50m，牵引力做的功是多少焦？ 【答案】（1）20000瓦；（2）50000焦 【详解】解：（1）牵引力做功的功率 （2）牵引力做的功 W=Fs=1000N×50m=50000J 答：（1）电动摩托以该速度在平直的公路上匀速行驶时功率为20000瓦； （2）电动摩托在平直的公路上匀速行驶50m，牵引力做的功是50000焦。 18．某养老院引入四轮智能机器人进行物品配送。机器人质量为50kg，每个轮子与地面接触时受力面积为5×10-4m2，g取10N/kg。 (1)求机器人静止在水平地面上时对地面的压强。 (2)若机器人乘坐电梯匀速上升10m，求电梯对机器人做的功。 (3)若机器人以0.5m/s的速度在水平路面行走，受到的阻力是重力的0.2倍，求牵引力的功率。 【答案】(1)2.5×105Pa (2)5000J (3)50W 【详解】（1）机器人静止在水平地面上时对地面的压力F=G=mg=50kg×10N/kg=500N 机器人与地面接触时的受力面积S=4×5×10-4m2=2×10-3m2 机器人静止在水平地面上时对地面的压强 （2）电梯对机器人做的功W=Gh=500N×10m=5000J （3）机器人以0.5m/s的速度在水平路面行走，则机器人受到的牵引力F牵=f=0.2G=0.2×500N=100N 牵引力的功率 19．如图所示，某智能机器人的质量为80kg。在水平地面上工作时，该机器人匀速直线移动的速度为1m/s，所受阻力是机器人重力的0.05倍。求：（取g=10N/kg） （1）机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力； （2）机器人在水平地面上匀速直线移动30s，此过程中牵引力做的功； （3）机器人在水平地面上匀速直线移动30s，此过程中牵引力做功的功率。 【答案】（1）40N；（2）1200J；（3）40W 【详解】解：（1）机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力等于阻力，则牵引力为 （2）机器人在水平地面上匀速直线移动30s，此过程中牵引力做的功为 （3）机器人在水平地面上匀速直线移动30s，此过程中牵引力做功的功率为 答：（1）机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力为40N； （2）机器人在水平地面上匀速直线移动30s，此过程中牵引力做的功为1200J； （3）机器人在水平地面上匀速直线移动30s，此过程中牵引力做功的功率为40W。 20．我国体育健儿均在紧张地备战．一举重运动员在某次训练中，用的时间将质量为的杠铃举高，本次举起杠铃的过程中： （1）该运动员对杠铃做了多少焦耳的功？ （2）该运动员对杠铃做功的功率为多少？ 【答案】（1） ；（2） 【详解】解：（1）杠铃的重力为 该运动员对杠铃做的功为 （2）该运动员对杠铃做功的功率为 P=== 答：（1）该运动员对杠铃做了2700J的功； （2）该运动员对杠铃做功的功率为900W。 21．如图所示是一款新能源电动汽车，汽车的质量为1500kg，速度最大可达108km/h。当该电动汽车在平直路面上以最大速度匀速行驶时，所受阻力为800N。求： (1)若汽车与地面的总接触面积为0.1m2，空车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？ (2)该电动汽车在平直路上以最大速度匀速行驶1min，这个过程中电动汽车引力所做的功为多少？ (3)在这1min内牵引力的功率为多大？ 【答案】(1)1.5×105Pa (2)1.44×106J (3)2.4×104W 【详解】（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压力为 F压＝G＝mg＝1500kg×10N/kg＝1.5×104N 对地面的压强为 （2）因为电动汽车匀速行驶，所以牵引力为 F＝f＝800N 最大行驶速度为 v＝108km/h＝30m/s 1min内行驶的路程为 s＝vt＝30m/s×60s＝1800m 电动汽车发动机牵引力所做的功为 W＝Fs＝800N×1800m＝1.44×106J （3）电动汽车发动机牵引力的功率为 22．2012年9月25日上午，中国首艘航空母舰“辽宁”号正式交接服役，从此中国摆脱了没有航母的历史。航母上安装有卫星通讯天线、有源相控阵雷达等设备，配备近防武器系统和各型舰载机，有关参数下表所示。如果航母总功率全部用来提供它向前的牵引力，求： （1）当航母以最高航速54km/h航行时，它产生的牵引力； （2）若在这种状态下匀速航行1000km，航母做的机械功。 辽宁号航空母舰参数 满载排水量/t 67500 总功率/kW 1.5×105 最大舰载机数量/架 30 最高航速km/h 54 最大舰长/m 304 最大舰宽/m 70.5 【答案】（1）7.72×105N；（2）7.72×1011J 【详解】解：（1）由得，航母以最高航速54km/h航行时，它产生的牵引力为 （2）在这种状态下匀速航行1000km，航母做的机械功 答：（1）当航母以最高航速54km/h航行时，它产生的牵引力7.72×105N； （2）若在这种状态下匀速航行1000km，航母做的机械功7.72×1011J。 23．贵州是一个以山多而著称的省份，公路多为盘山公路。如图为某盘山公路，汽车沿着公路，可以驶上高耸入云的山峰。若从山底到山顶的盘山公路长6000m，山高900m，一辆5t的小型货车以恒定功率165kW，匀速沿盘山公路从山底开上山顶，用时600s。在货车从山底到山顶过程中，阻力大小不变。求： （1）发动机对货车做的功； （2）克服货车重力做功的大小为多少焦耳； （3）请说出发动机对货车做的功与克服货车重力做功的大小不相等的原因（说出一条即可）。    【答案】（1）9.9×107J；（2）4.5×107J；（3）见解析 【详解】解：（1）发动机对货车做的功 （2）货车的重力 货车克服重力做的功 （3）发动机对货车做的功包括克服重力做的功和克服摩擦阻力做的功，所以发动机对货车做的功与克服货车重力做功的大小不相等。 答：（1）发动机对货车做的功是9.9×107J； （2）克服货车重力做功的大小为4.5×107J； （3）发动机对货车做的功包括克服重力做的功和克服摩擦阻力做的功，所以发动机对货车做的功与克服货车重力做功的大小不相等。 24．如图甲所示的地面清洁机器人，机器人在水平地面上运动时，所受推力与速度关系如图乙所示。求： （1）该机器人所提供的水平推力为50N时，匀速直线运动2s，此时水平推力做了多少功？ （2）该机器人在水平地面上以0.5m/s速度匀速直线运动时，水平推力的功率是多大？ 【答案】（1）30J；（2）75W 【详解】（1）由图像可知，该机器人所提供的水平推力为50N时的速度。由速度公式可得，机器人通过的路程 此时水平推力做的功 （2）由图像可知，该机器人在水平地面上以0.5m/s速度匀速直线运动时的推， 则水平推力的功率 25．一辆汽车在平直的公路上匀速行驶，若受到的阻力为2000N，速度为20m/s，行驶了10min。 (1)发动机做的功为多少？ (2)发动机的功率为多大？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）行驶的距离为 车子做匀速直线运动，受力平衡，则动力为 则发动机做的功为 （2）发动机的功率为 26．如图所示的四轮电动汽车的质量为1200kg，静止时，每个轮胎与地面的接触面积为，某次汽车在水平地面沿直线匀速行驶了4000m，已知行驶时所受阻力为车自重的0.05倍。g取10N/kg。试求： （1）汽车静止时，对地面的压强为多大？ （2）这次行驶过程中，汽车牵引力所做的功是多少？ 【答案】（1）；（2） 【详解】解：（1）汽车的重力为 汽车静止时，对地面的压强为 （2）汽车匀速行驶时所受阻力为车自重的0.05倍，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等为 汽车牵引力所做的功是 答：（1）汽车静止时，对地面的压强为； （2）这次行驶过程中，汽车牵引力所做的功是。 27．小城的爸爸新买了一辆小汽车，如图所示，其总质量为1500kg，小汽车每个轮胎与地面的接触面积为，该车由小城家沿水平直路匀速行驶3.6km后到达学校，已知汽车在行驶过程中受到的阻力恒为车重的0.05倍。（）求： （1）汽车静止在水平地面时，汽车对水平地面的压强； （2）在汽车由小城家到学校此过程中，汽车牵引力做的功； （3）当该汽车在平直的公路上高速行驶时，相对于汽车在地面上静止时，汽车对地面的压力会发生怎样的变化，请用所学过的物理知识分析其原因。 【答案】（1）；（2）；（3）变小，理由见解析 【详解】解：（1）汽车静止时对水平地面的压力 汽车静止时对水平地面的压强 （2）汽车处于平衡状态，根据二力平衡条件可知 在此过程中汽车牵引力做的功 （3）汽车对地面的压力会变小；其原因是汽车的形状上面凸起，下面平直，在平直的路面上高速行驶时，汽车上方的空气流速大于下方的空气流速，空气对汽车上方的压强小于下方的压强，从而产生向上的升力，使汽车对地面的压力减小。 答：（1）汽车静止在水平地面时，汽车对水平地面的压强为1.25×105Pa； （2）在汽车由小城家到学校此过程中，汽车牵引力做的功为2.7×106J； （3）见解析。 28．如图是新上市的某新能源汽车。该车和人总重力为，在水平公路上匀速行驶了1200m，用时40s，此过程中受到牵引力为4000N，已知轮胎与地面接触总面积为。求： （1）该车静止时对地面的压强； （2）该车行驶过程中牵引力的功率。 【答案】（1）；（2） 【详解】解：（1）根据二力平衡条件可得，汽车对地面的压力 该车对地面的压强为 （2）该车行驶过程中牵引力做功 该车行驶过程中牵引力功率 答：（1）该车静止时对地面的压强为； （2）该车行驶过程中牵引力的功率为。 29．如图所示，建筑工地上，工人师傅用50N的水平推力推着小车在水平地面上运动。若车与货物的总质量为160kg，轮子与地面的总接触面积为0.02m2，在1min内前进了60m。g=10N/kg。求： （1）小车静止时，对水平地面的压强； （2）人对小车做了多少功； （3）人对小车做功的功率。 【答案】（1）8×104Pa；（2）3000J；（3）50W 【详解】解：（1）小车及货物的总重力为 对地面的压强为 （2）人对小车做的功为 （3）人对小车做功的功率为 答：（1）小车静止时，对水平地面的压强为8×104Pa； （2）人对小车做了3000J的功； （3）人对小车做功的功率为50W。 30．如图1是正在充电的某款智能电动汽车，衡量电池性能的一个重要参数是能量密度，电池能量密度指的是电池平均单位质量所释放出的电能。许多新能源车都有动能回收装置，储能效率是指汽车关闭发动机同时开启储能装置，通过发电机将减少的动能转化为电能的效率。电池输出的电能有80%用于维持车辆行驶，并在剩余10%时启动系统低电量保护，而无法行驶。该款电动汽车的部分参数如下表： 整车质量 1500kg 储能效率 60% 电池容量 60kW•h 电池能量密度 0.15kW•h/kg 若某次小张驾驶该车在高速公里行驶，时刻仪表盘显示：输出P＝10kW，速度v＝100km/h，剩余电量60%。 （1）该款智能电动汽车配备的电池质量是多少？ （2）该车在该路段行驶时的阻力为多少？ （3）若此地距目的地还有250km，前方距此50km左右有1个可以充电的服务区，小张是否需要在前方服务区充电？ （4）如果先让汽车以一定速度匀速直线行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭发电机两种情况下，汽车通过的路程s与匀速运动时的动能Ek，作出Ek﹣s图像（如图2），若此过程中汽车受到的阻力为车重（人的重力忽略不计）的0.02，试计算在开启发电机的测试中，电池中最多可增加的能量。      【答案】（1）400kg；（2）360N；（3）要充电；（4）7200J 【详解】解：（1）由表中数据可知，电池的能量密度为0.15（kW•h）/kg，电池容量是60kW•h，因此电池的质量 （2）由输出P＝10kW，速度v＝100km/h，由 得，轿车运动过程中受到的阻力为 （3）已知剩余60%电量，当剩余10%电量时系统启动低电量保护，而无法行驶，故能让汽车行驶的电量为50%；维持车辆行驶的电能为输出电能的80%，则实际行驶可使用的电量为 50%×80%×60kW•h＝24kW•h 则消耗此电能行驶的距离 故需要充电。 （4）阻力为车重的0.02倍，则 f＝0.02G＝0.02mg＝0.02×1500kg×10N/kg＝300N 不开启发电机行驶的距离s＝100m，开启发电机行驶的距离为s′＝60m，故 fs＝W电+fs′ 则转化的电能 W电＝f（s﹣s′）＝300N×（100m﹣60m）＝12000J 增加的电能为60%×12000J＝7200J。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 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