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2025年辽宁省中考物理模拟试题分类精选11功和机械能(1)(Word版附解析)
展开 这是一份2025年辽宁省中考物理模拟试题分类精选11功和机械能(1)(Word版附解析),共62页。
A.惯性增大B.运动状态不变
C.质量变大D.机械能增大
2.(2025•辽宁模拟)打篮球是同学们喜欢的体育运动。投篮时,篮球在飞向篮板的过程中,忽略空气阻力,下列关于篮球的说法正确的是( )
A.篮球的动能增大
B.篮球离开手后能飞出去,是由于受到惯性作用
C.篮球的运动状态不断地改变
D.篮球的重力势能减小
3.(2025•辽阳一模)2025年哈尔滨第九届亚冬会上,中国队包揽了单板滑雪大跳台男子和女子项目的金银牌。比赛中,观众拍下了运动员在空中完成旋转动作的照片。运动员在空中飞行过程中,下列说法正确的是( )
A.运动员起跳后能继续向上运动,是因为运动员受到惯性
B.下降过程中,重力势能全部转化为动能
C.到达最高点时,运动员处于平衡状态
D.运动员受到的重力方向始终是竖直向下的
4.(2025•大连二模)2025年元旦,大连老虎滩公园进行了以“海洋+光影”为主题的无人机表演。则无人机( )
A.加速上升时,机械能不变
B.匀速上升时,动能变大
C.减速下降时,重力势能变小
D.匀速下降时,重力势能转化为动能
5.(2025•抚顺一模)2025年哈尔滨亚冬会,我国运动员在自由式滑雪女子空中技巧比赛中获得金牌,如图是比赛时的场景,下列说法正确的是( )
A.在上升过程中她受到了惯性的作用
B.在最高点时她处于平衡状态
C.她在空中上升过程中动能逐渐减小
D.在下降过程中她的运动状态保持不变
6.(2025•千山区模拟)2025年1月1日,来自东南大学科研团队自主研发的飞行汽车“东大•鲲鹏1号”惊艳亮相。当该汽车加速升空时,下列说法正确的是( )
A.动能不变,重力势能增大,机械能增大
B.动能增大,重力势能减小,机械能不变
C.动能减小,重力势能不变,机械能减小
D.动能增大,重力势能增大,机械能增大
7.(2025•大连一模)校园体育活动丰富多彩。同学们在大课间练习垫排球,当排球下落时( )
A.重力势能增大,动能减小
B.重力势能减小,动能减小
C.重力势能增大,动能增大
D.重力势能减小,动能增大
8.(2025•铁岭县一模)在国际单位制中,功的单位是( )
A.焦耳(J)B.帕斯卡(Pa)
C.牛顿(N)D.瓦特(W)
9.(2025•沈阳一模)运动员在自由式滑雪空中技巧比赛中的运动轨迹如图所示。若不计空气阻力,下列关于运动员的说法正确的是( )
A.A到B运动过程中,重力势能减小
B.B到C运动过程中,重力势能转化为动能
C.在C点速度为零
D.在D点着陆后继续向前运动,是因为受惯性作用
10.(2025•双塔区校级模拟)在2023年亚运会女子双人十米台决赛中,中国队组合全红婵、陈芋汐五轮动作中发挥完美夺得冠军。如图所示,她俩同时用力蹬台,腾空跃起的瞬间。下列有关比赛过程说法正确的是( )
A.蹬台后腾空跃起,说明力可以改变物体的形状
B.蹬台后腾空跃起,说明物体间力的作用是相互的
C.下落的过程中,将动能转化为重力势能
D.身体逐渐没入水中的过程,运动员受到的浮力变小
11.(2025•鞍山模拟)我国已成功发射的“嫦娥五号”实现了中国首次月球无人采样返回。返回器使用类似“打水漂”的方式着陆地球,其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。关于此过程(只考虑空气阻力和重力的影响),下列说法正确的是( )
A.AB段返回器的动能变大
B.BC段返回器的机械能减小
C.CD段返回器动能增加量小于重力势能的减小量
D.A到D的全过程中返回器机械能守恒
12.(2025•中山区一模)体育比赛项目与物理知识描述正确的是( )
A.图甲中:实心球投掷出去在上升过程中,机械能保持不变
B.图乙中:篮球离手后飞向篮筐,篮球受到手的推力作用
C.图丙中:跳远运动员起跳前助跑,是利用了惯性
D.图丁中:运动员跑步时,人对地面的压力与地面对人的支持力是一对平衡力
13.(2025•辽宁一模)如图所示,小花想搬起一块石头,下列说法正确的是( )
A.若石头没有被搬动,以地面为参照物,它是静止的
B.若石头没被搬起,小花对石头也做了功
C.若石头被搬起,石头的运动状态始终保持不变
D.若石头没被搬起,此时石头受到的重力和石头对地面的压力是一对平衡力
14.(2025•于洪区模拟)2024年6月4日嫦娥六号携带采集到的月球背面的土壤准备返回地球,使我国成为世界上唯一一个拥有月球正反面样品的国家。如图所示为嫦娥六号操控机器人采集月壤的画面,下列说法正确的是( )
A.机器人静止在月球表面时不受重力
B.机器人底座做的较宽大是为了减小压力
C.机器人从地球到月球的过程中质量变小
D.机器人减速着陆的过程中动能减小
15.(2025•溪湖区校级模拟)2023年8月6日,在成都世界大学生运动会男子跳远决赛中,中国选手张景强荣获金牌。他经过助跑、起跳、上升到空中最高点和下落过程四个阶段的简化示意图如下,下列说法正确的是( )
A.助跑时,速度越大,受到的惯性越大
B.起跳时,用力向后蹬地获得向前的力,这是因为物体间力的作用是相互的
C.上升到空中最高点时,受到平衡力
D.下落过程中重力势能不变
16.(2025•西市区校级模拟)如图所示是某跳水运动员参加跳水比赛时运动轨迹的示意图,忽略空气对运动员的阻力。下列说法正确的是( )
A.运动员离开跳台后能向上运动,是因为他受到向上的力大于他的重力
B.运动员在图中的a 位置,若他受到的力全部消失,则将保持静止状态
C.运动员从图中的b 位置到c 位置过程,他的重力势能减小,动能增加
D.运动员从空中落入水中后,水对他的浮力随他游泳姿势的变化而变化
17.(2025•站前区校级模拟)农民在精选谷种时,常用一种叫“风车”的农具进行分选。在同一风力作用下,谷种和瘪谷都从洞口水平飞出,结果谷种和瘪谷落地点不同,自然分开,如图所示。关于谷种下列分析正确的是( )
A.飞出洞口加速下落是因为受到了非平衡力
B.在下落过程中运动状态保持不变
C.飞出洞口到落地的过程中重力势能变大
D.在下落过程中如果所受外力全部消失,将静止在空中
18.(2025•辽宁模拟)掷实心球是我市中考体测项目之一。不计空气阻力,投掷后的实心球在上升过程中( )
A.动能变大,重力势能变大
B.动能变小,重力势能变小
C.动能变小,重力势能变大
D.动能变大,重力势能变小
二.多选题(共7小题)
(多选)19.(2025•营口校级二模)如图是张博同学在运动场上看到的一些场景,运用学过的物理知识进行分析,下列分析不正确的是( )
A.王浩同学用脚踢球,球飞出去,说明力是使物体运动的原因
B.张红同学百米冲线后没有立即停下来,是因为受到惯性的作用
C.张彦同学在做引体向上,当他在单杠上静止不动时,他对单杠的拉力和他的重力是一对平衡力
D.李宁同学正在跳高,当他腾跃到最高点时,势能最大
(多选)20.(2025•浑南区二模)在2024年澳门国际乒联女子世界杯半决赛中,中国选手孙颖莎4比2战胜队友陈梦,晋级决赛,如图所示为比赛时的情景,下列说法中正确的是( )
A.在空中运动的过程中,乒乓球的运动状态不变
B.在空中运动的过程中,乒乓球的机械能变小
C.扣杀时,球拍对球的力大于球对球拍的力
D.扣杀时,乒乓球离开球拍后能继续运动是因为球具有惯性
(多选)21.(2025•新民市二模)在劳动教育基地中,同学们从劳动中获得了愉悦的体验,并掌握了许多劳动技能。如图所示的是小丽用一根扁担挑农作物时的情景。下列分析正确的是( )
A.扁担中间做成扁平状是为了减小压强
B.小丽沿平直路面行走的过程中对农作物做了功
C.扁担被压弯说明力可以使物体发生形变
D.小丽挑着农作物站立在水平地面上时,她对地面的压力与地面对她的支持力是一对平衡力
(多选)22.(2025•本溪二模)2025年2月9日亚洲冬季运动会冰球比赛在哈尔滨举行。下列说法正确的是( )
A.运动员打出去的冰球由于具有惯性会在冰面上滑行一段距离
B.运动员击打冰球瞬间,冰球运动速度增大动能增大
C.减速滑行的运动员受到平衡力的作用
D.运动员手套上的花纹是为了增大摩擦
(多选)23.(2025•鞍山二模)2025年2月9日,亚冬会自由式滑雪空中技巧比赛中,鞍山姑娘徐梦桃获得金牌,如图是比赛时的场景,不计空气阻力,下列描述正确的是( )
A.在助滑跑道上加速下滑时,运动员惯性大小不变
B.离开跳台后,是重力改变运动员运动状态
C.在空中上升过程中,动能转化为重力势能
D.到达最高点时,运动员处于平衡状态
(多选)24.(2025•甘井子区模拟)将一个物体从手中竖直向上抛出,已知物体运动速度越大,受到的空气阻力越大,物体从抛出点到最高点的过程中,下列说法正确的是( )
A.物体的运动状态不断改变
B.物体动能的减小量等于重力势能的增加量
C.运动到最高点,若不受力,将保持静止
D.物体受到的合力不断变大
(多选)25.(2025•铁西区模拟)避险车道是在行车道外侧增设的、供刹车失灵车辆驶离正线并安全减速的专用车道,如图所示。避险车道设计为上坡式的车道,路面上铺有很多小石子,车道尽头安装有废旧轮胎或防撞墙。下列说法正确的是( )
A.失控车辆沿避险车道向上运动,动能减小
B.小石子可以增大失控车辆与避险车道之间的摩擦力
C.失控车辆与废旧轮胎撞击过程中,废旧轮胎弹性势能减小
D.失控车辆冲上避险车道,动能全部转化为重力势能
三.填空题(共9小题)
26.(2025•建昌县二模)无链条电动自行车有省力、灵活、安静等优点,此车可以通过骑行者踩脚踏板获得能量,踩脚踏板获得的能量存储在自行车框架中的锂电池内,这个过程是将 转化为电能;小军在骑车时突然撞到路旁的护栏向前扑出,这是因为小军具有 。
27.(2025•营口校级二模)跳伞运动员在“中华第一高楼”——上海金茂大厦进行跳伞。运动员从345m的高度跳下,下落过程中运动员的重力势能 (选填“增大”“不变”或“减小”);若下落时间为30s,则全程的平均速度为 m/s,若运动员落地后在水平地面上用100N的水平力推动重500N的物体以0.2m/s的速度匀速移动,该物体受到地面的摩擦力是 N,此时推物体的功率是 W。
28.(2025•于洪区二模)如图所示,一人手持杯子,竖直静止在水龙头下方接水,在接水的过程中,杯子所受摩擦力 ,这杯水的重力势能 (以上两空均选填“增大”“减小”或“不变”)。(杯子距离地面有一定高度且不变)
29.(2025•于洪区二模)引体向上是对锻炼者的臂力要求很高的运动,如图为某人借助一根弹力带进行引体向上训练的场景,他用脚蹬弹力带,弹力带对他施加一个向上的力。随着身体上升,弹力带对他向上的力的大小变化情况是 ,在此过程中,弹力带对他 (填“做功”或“不做功”)。
30.(2025•鞍山模拟)正在水平地面上加速行驶的小轿车的机械能 (填“增大”、“减小”或“不变”);此时轿车带起路边树叶飘向如图中的 (填“A”、“B”或“C”)。
31.(2025•西岗区一模)2024年5月3日,搭载嫦娥六号探测器的我国长征五号遥八运载火箭,成功发射升空。在火箭加速升空的过程中,嫦娥六号的动能 ,重力势能 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
32.(2025•开原市模拟)科技的发展,使农业机械化水平越来越高,如图所示,这是一架飞机在一定的高度匀速直线飞行给小麦喷洒农药的情景(不计空气阻力),喷洒农药的过程中,飞机的重力势能 。若无人机飞行的速度为8m/s,则20min大约飞行 km。
33.(2025•沈阳模拟)交警利用小型无人机对高速公路通行情况进行实时监测,无人机先上升到一定高度后再沿直线水平飞行。如图所示为无人机水平飞行时的v﹣t图像,以地面为参照物,0~10s无人机是 的。已知这架无人机质量为6kg,运动过程中所受水平推力恒为40N,在10s~30s水平推力做功为 J。
34.(2025•皇姑区模拟)健腹轮是一种健身器材,使用方法如图甲所示。小明体重为65kg,某次运动中小明控制轮子向前滚动,使身体从状态1变化到状态2,该过程小明重心下降了0.4m,其重力做功为 J,轮内的弹性钢圈因形变而绕紧,钢圈的弹性势能增大。从状态2恢复到状态1时,绕紧的钢圈会自动恢复到原来的状态,让人体自动回弹。图乙是两种弹性钢圈使用过程中弹性势能的变化图,结合图中信息进行分析,体重较大的人更适合安装 型钢圈。(g=10N/kg)
四.实验探究题(共1小题)
35.(2025•凌河区校级模拟)在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中。实验器材如下:带有合页的长木板、带圆形凹槽的木块、小球、弹簧测力计。
(1)如图甲所示,将木块放在水平放置的长木板上,用弹簧测力计沿 方向拉动木块做匀速直线运动,读出弹簧测力计的示数,则滑动摩擦力为 N;
(2)将小球放在木块的凹槽内,重复(1)的操作,弹簧测力计的示数比(1)中的大。说明滑动摩擦力的大小与 有关;
(3)利用上述实验器材还可以探究物体的动能跟运动速度的关系,如图乙所示。
①进行实验时,为改变小球在水平面上开始运动的速度,应使小球从同一斜面上的 高度由静止滚下;
②小球在同一斜面上的位置越高,滚下时木块被撞得越远,实验表明,质量相同的小球,运动的速度越大,动能 ;
③请根据上述结论,对驾驶员提出一条关于交通安全方面的建议: 。
五.解答题(共3小题)
36.(2025•沙河口区一模)大连东港音乐喷泉是技术最先进的喷泉之一,拥有六百多个立体环绕的喷头和近三千盏水下彩灯。水泵的最大压力为12kg。喷射的水柱最高可达80m,给观众带来无比震撼的视觉体验。(ρ水=1.0×103kg/m3;g=10N/kg)
(1)①工程领域上的“最大压力为12kg”,是指“12千克力每平方厘米”,即120N/cm2= Pa。
计算说明这么大的压强能支持多高的水柱?
②实际水泵将水喷射的最大高度80m远小于①计算的数值。主要的一个原因可能是 。
(2)将水喷到空中之后,重2N的水从80m高处落到地面,重力做了多少功?
(3)观赏喷泉表演时,距喷泉太近,可能存在什么安全隐患?(写出一条即可)
37.(2025•辽宁模拟)2025年2月28日,大型水陆两栖飞机AG600“鲲龙”取证前全部试飞科目圆满完成,向取得型号合格证的目标迈出关键一步,如图1所示。AG600主要用于大型灭火和水上救援,可以从地面起飞和降落,也可以从水面起飞和降落。AG600空载时质量为42t,最多可蓄水12t。(g取10N/kg,湖水的密度为1.0×103kg/m3)
(1)图2为AG600机翼设计截面图,飞机起飞利用了流体中流速越大的位置、压强越 的原理。
(2)AG600蓄满水后静止在水平跑道上,轮胎与跑道的总接触面积为0.6m2,求它对跑道的压强。
(3)AG600蓄满水后静止漂浮在湖面上,求其排开湖水的体积。
(4)在水面滑行测试中,AG600蓄满水后在水面上以36km/h的速度匀速滑行了1min,滑行过程中所受阻力为总重的0.05倍,求AG600滑行的距离及滑行过程发动机的功率。
38.(2025•开原市模拟)如图所示是我市某幼儿园投入使用的新型安全校车,在某次接儿童到幼儿园的过程中,发动机牵引力的功率为400kW,校车在一段平直路面匀速行驶3km,用时5min。求:
(1)校车在这段时间内牵引力所做的功;
(2)校车在匀速行驶过程中受到的阻力;
(3)若校车静止时车轮与水平路面的总接触面积为0.15m2,对水平路面的压强为5×105Pa,求校车和车上人员的总重;
(4)这种新型校车的后轮不同于普通的轿车,是两个轮胎并排在一起的,这样有什么好处?
六.计算题(共22小题)
39.(2025•抚顺一模)图中桶质量为2kg,内装有体积为4×10﹣3m3某种液体5kg,桶与水平面的接触面积为200cm2。g取10N/kg。求:
(1)桶中液体的密度;
(2)桶和液体的总重;
(3)桶对水平面的压强;
(4)匀速将桶提起0.5m所做的功。
40.(2025•大东区二模)建筑工人通过如图所示的装置将一桶质量为45kg的涂料从地面提起,桶离开地面后在4s内缓慢匀速上升了0.8m。若建筑工人体重为750N,他提涂料的过程鞋底与地面总的接触面积为200cm2(不计桶重、绳重及摩擦,g取10N/kg)。
求工人在提起涂料的过程中:
(1)做功的功率多大?
(2)他对地面的压强是多少?
41.(2025•浑南区二模)某型号水陆两栖车,总质量是12t(包括驾驶员),在陆地上行驶最大速度为120km/h,以最大速度匀速行驶时受到的阻力为6×103N该车静止在水平地面上时,车轮与地面总接触面积为0.24m2,g=10N/kg。求:
(1)该车在水面上航行时,所受的浮力;
(2)该车在水平地面上静止时,对水平地面的压强;
(3)该车在平直的陆地上以最大速度匀速行驶5000m的过程中,牵引力做的功。
42.(2025•顺城区二模)随着科技的发展,机器人被广泛应用。如图所示,是某大型宾馆的智能送物机器人。她的质量为40kg,最大负重10kg,移动速度为0.7~1.2m/s,g=10N/kg。
(1)若机器人空载静止在水平地面上,车轮与地面接触总面积为10cm2,则机器人对地面的压强是多少?
(2)若机器人以最快的速度运动到距离它12m的电梯口需要多长时间?
(3)机器人抬着重50N的货物乘坐电梯从一楼到六楼用时6s,此过程中电梯对机器人做功的功率是多少?(设每层楼高3.2m)
43.(2025•本溪二模)如图是一种用来打捞水下物体的浮力袋,将其系在水下要打捞的物体上,冲入气体,在浮力的作用下可以将沉在水底的物体打捞上来。浮力袋的自身质量为2kg。某次使用时,浮力袋将水下20m深处,质量为25kg的物体在20s内匀速拉升了5m,忽略水的阻力、物体受到浮力及上升时浮力袋体积的变化。(g取10N/kg,ρ水取1.0×103kg/m3)求:
(1)在水下20m深处物体受到水的压强是多少?
(2)浮力袋拉着质量为25kg的物体在水中匀速上升时,浮力袋的体积是多少?
(3)浮力袋对物体拉力的功率是多少?
44.(2025•新民市二模)科技引领未来。如图所示的是某国产双人智能电动飞行汽车,其质量为360kg,静止在水平地面上时,底杠与地面的总接触面积为200cm2。某次测试时,质量为60kg的司机驾驶飞行汽车直线上升100m。(g取10N/kg)求:
(1)图中飞行汽车所受的重力;
(2)图中飞行汽车单独静止在水平地面上时,对地面的压强;
(3)测试时,飞行汽车克服所受总重力做的功。
45.(2025•开原市二模)如图所示为安装有超声波雾化器自动喷枪的5G智能机器人,工作时将消毒液均匀雾化到空气中进行消毒。表为智能机器人的部分参数。求:(g取10N/kg)
(1)未装消毒液的机器人静止时,对水平地面的压强。
(2)未装消毒液时,机器人在水平地面以0.5m/s速度匀速直线运动10min,机器人受到的阻力为自身重力的0.1倍,牵引力做功的功率。
(3)在机器人自身重力不变的情况下,改进机器人的性能,使其能漂浮在水面并运动到消毒地点。当机器人装有重20N的消毒液漂浮在水面时,此时机器人排开水的体积。
46.(2025•沈阳二模)图甲是我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号,它是目前世界上唯一一艘具备11000m超深水钻探能力的钻探船,其满载时排水量为42600t。某次钻探中,“梦想”号的吃水深度为6m,科研人员通过绳索在隔水管内将一块地质岩样品竖直向上匀速提升了10500m,如图乙所示。经测量,样品的质量为200g,体积为80cm3,海水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg,求:
(1)地质岩样品的密度;
(2)“梦想”号满载时受到海水的浮力;
(3)本次钻探中船底受到海水的压强;
(4)本次钻探中绳索对样品做的功。
47.(2025•本溪一模)低空经济应用在很多领域,比如利用无人机喷洒农药,1小时能喷洒200亩农田。某轻型农业无人机质量为20kg,最大载药量为30L,起落架着地总面积为200cm2。(农药密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg,不计空气阻力)
求:
(1)无人机空载静止在水平地面上时,对地面的压强?
(2)无人机满载农药匀速竖直上升30m,用时5s,机翼产生的向上推力是多少?推力做功的功率是多少?
48.(2025•溪湖区校级模拟)挂臂垃圾清运车,省时省力,降低工作人员劳动强度,如图所示为挂臂垃圾车,其吊臂将质量为75kg的垃圾箱抬高2m,用时15s。(g取10N/kg)请回答下列问题:
(1)垃圾箱的重力是多少?
(2)若垃圾箱与水平地面的总接触面积为0.25m2,则垃圾箱静止在水平地面上时,对地面的压强是多少?
(3)挂臂垃圾车匀速将垃圾箱抬起过程中的功率是多少?
49.(2025•锦州一模)如图甲是用于物流配送的新型无人驾驶电动货车,满载时的总质量为1t,轮胎与地面接触的总面积为800cm2,在水平路面上以恒定功率做直线运动,其v﹣t图像如图乙,若货车匀速行驶过程中所受阻力大小为车重的0.04倍。
求:(取g=10N/kg)
(1)货车满载时对水平路面的压强;
(2)10﹣20s货车通过的路程和受到的牵引力;
(3)货车在10﹣20s内牵引力做功的功率和0﹣10s内牵引力做的功。
50.(2025•普兰店区一模)一款小电动汽车的质量为0.9t,轮子与地面总的接触面积为0.6m2。其输出的机械功率为2×104W,在水平路面沿直线匀速行驶10min,受到的阻力是1000N。(g取10N/kg)求:
(1)牵引力做的功是多少?
(2)汽车行驶的路程是多少?
(3)汽车静止在水平地面上,对地面的压强多大?
51.(2025•和平区二模)某同学质量为65kg,在10kg的独轮车上匀速直线骑行240m,用时1min,所受阻力为总重的0.1倍,轮胎与水平地面的接触面积为3×10﹣3m2,g取10N/kg。求此过程中:
(1)人和车的总重;
(2)独轮车对地面的压强;
(3)独轮车匀速直线前进时牵引力的功率。
52.(2025•大东区一模)如图所示是某型号水陆两用坦克。其质量为24t,它在陆地上最大行驶速度为54km/h,在陆地上行驶时所受阻力为2.8×104N。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。求:
(1)当坦克在陆地上,以最大速度匀速直线行驶了0.5h,牵引力做了多少功?
(2)当坦克漂浮在水中时,所受到的浮力是多少?
(3)坦克漂浮在水中时,浸入水中的体积是多少?
53.(2025•大连一模)大连首批氢能源客车已顺利交付使用。某重力为1.8×105N的客车在一段平直公路上匀速行驶4km,所用时间为6min,受到的阻力是客车重力的0.1倍。客车静止在水平地面时轮胎与地面的总接触面积为0.6m2,求:
(1)客车静止在水平地面时,对地面的压强是多少?
(2)客车在水平公路上行驶的速度是多少千米/时?
(3)客车在水平公路上行驶时牵引力所做的功是多少?
54.(2025•丹东模拟)如图是一款爬绳机,这款爬绳机可以不消耗人的体能,轻松攀爬、下降,可用于消防救援、矿井救援及桥梁检测维修等等。爬绳机的质量为10kg,静止在水平地面上时对地面的压强为1000Pa。在某次爬升中,将一个质量为70kg的工人从地面匀速提升12m高,用时1min。
求:(1)爬绳机上升的速度大小。
(2)爬绳机静止在水平地面上时,与地面的接触面积大小。
(3)爬绳机对工人做功的功率大小。
55.(2025•沈阳一模)随着科技的发展,人工智能逐渐融入我们的生活。如图(a)为一款餐饮机器人,其质量为45kg,与地面接触的面积为0.01m2。某次空载取餐过程中,该机器人在20N的驱动力作用下沿水平方向做匀速直线运动,运动的路程s随时间t的变化关系如图(b)所示。g取10N/kg。求:
(1)该机器人静止在水平地面上,空载时对地面的压强;
(2)0~5s内,机器人运动的速度;
(3)0~5s内,驱动力对该机器人所做的功。
56.(2025•兴隆台区模拟)冰壶运动又称“冰上溜石”或“冰上国际象棋”,是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目,冰壶是由不含云母的花岗岩制成的,已知某个冰壶的体积为8×10﹣4m3,密度为3×103kg/m3,放在水平的冰面上,与冰面的接触面积为150cm2,g取10N/kg。试求:
(1)冰壶所受重力大小。
(2)冰壶静止时对水平冰面的压强。
(3)人将冰壶从冰面竖直匀速提起到1m的高处,人的提力对冰壶做的功。
(4)人用20N的水平推力将冰壶水平推出,冰壶在水平方向上滑行了10m,在滑行的过程中,人的推力对冰壶做的功。
57.(2025•辽宁一模)如图所示,长城汽车是我国自主品牌,长城出品的坦克500越野车备受国内外爱车人士的喜欢。该车质量为3460kg,当它以50km/h的速度匀速行驶在水平公路上,它所受阻力为车重的0.2倍(g取10N/kg),求:
(1)坦克500越野车受到的重力;
(2)当坦克500越野车停在水平地面时与地面接触总面积0.02m2,它对地面的压强;
(3)当坦克500越野车以50km/h的速度在水平公路上匀速行驶1小时,求牵引力所做的功。
58.(2025•铁西区模拟) 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。
59.(2025•皇姑区模拟)夏季经常见到洒水车在路面上洒水,给路面降温。某洒水车的部分参数如下表所示,求:
(1)装满水的洒水车对水平地面的压强(g取10N/kg);
(2)装满水的洒水车,正以12m/s的速度沿长度为12km的主干道匀速直线行驶并进行洒水作业。已知洒水车行驶过程中所受阻力为自身重力的0.1倍,求此过程中洒水车牵引力所做的功;
(3)洒水车以5m/s的速度匀速直线行驶,并按正常洒水流量开始洒水,最多可以连续洒水的路程。
60.(2025•兴隆台区校级二模)劳动节假期期间,也子一家驾驶汽车去仁风采摘富硒西瓜,全程大约30km,行驶过程中看到了如图所示的标志牌。已知车和人的总质量为1.5×103kg,轮胎与地面接触总面积为600cm2,汽车在行驶过程中受到的牵引力为1500N。(g=10N/kg)求:
(1)在遵守交通法规的前提下,从标志牌到仁风至少多长时间?
(2)汽车静止时对水平地面的压强;
(3)从标志牌处到仁风这段时间内牵引力做功的功率。
11功和机械能
参考答案与试题解析
一.选择题(共18小题)
二.多选题(共7小题)
一.选择题(共18小题)
1.(2025•新民市二模)2025年4月24日,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。在火箭加速升空的过程中,神舟二十号载人飞船的( )
A.惯性增大B.运动状态不变
C.质量变大D.机械能增大
【答案】D
【解答】解:A、在火箭加速升空的过程中,神舟二十号载人飞船的质量不变,惯性不变,故A错误;
B、在火箭加速升空的过程中,神舟二十号载人飞船的运动速度越来越快,因此其运动状态改变,故B错误;
C、在火箭加速升空的过程中,神舟二十号载人飞船的位置在发生变化,但质量不变,故C错误;
D、在火箭加速升空的过程中,神舟二十号载人飞船的质量不变,速度和高度变大,动能变大,重力势能变大,因此机械能变大,故D正确。
故选:D。
2.(2025•辽宁模拟)打篮球是同学们喜欢的体育运动。投篮时,篮球在飞向篮板的过程中,忽略空气阻力,下列关于篮球的说法正确的是( )
A.篮球的动能增大
B.篮球离开手后能飞出去,是由于受到惯性作用
C.篮球的运动状态不断地改变
D.篮球的重力势能减小
【答案】C
【解答】解:AD.篮球在飞向篮板的过程中,质量不变,速度逐渐减小,动能减小,高度升高,重力势能增加,故AD错误;
B.物体保持运动状态不变的性质为惯性,惯性不是力,不能说受到惯性的作用,篮球离开手后能飞出去,是由于篮球具有惯性,故B错误;
C.篮球在飞向篮板的过程中,速度不断变小,运动状态不断改变,故C正确。
故选:C。
3.(2025•辽阳一模)2025年哈尔滨第九届亚冬会上,中国队包揽了单板滑雪大跳台男子和女子项目的金银牌。比赛中,观众拍下了运动员在空中完成旋转动作的照片。运动员在空中飞行过程中,下列说法正确的是( )
A.运动员起跳后能继续向上运动,是因为运动员受到惯性
B.下降过程中,重力势能全部转化为动能
C.到达最高点时,运动员处于平衡状态
D.运动员受到的重力方向始终是竖直向下的
【答案】D
【解答】解:A、离开跳板的运动员能继续向上运动,是因为运动员具有惯性,不能说“受到惯性”,故A错误;
B、下降过程中,克服空气摩擦做功,一部分机械能转化为内能,重力势能没有全部转化为动能,故B错误;C、运动员到达最高点的瞬间,只受重力作用,受到的力是非平衡力,运动员处于非平衡状态,故C错误;D、运动员受到的重力方向始终是竖直向下的,故D正确。
故选:D。
4.(2025•大连二模)2025年元旦,大连老虎滩公园进行了以“海洋+光影”为主题的无人机表演。则无人机( )
A.加速上升时,机械能不变
B.匀速上升时,动能变大
C.减速下降时,重力势能变小
D.匀速下降时,重力势能转化为动能
【答案】C
【解答】解:A.飞机加速上升,飞机的质量不变,速度变大,高度变大,动能增大,重力势能增大,机械能增大,故A错误;
B.飞机匀速上升,飞机的质量不变,速度不变,动能不变,故B错误;
C.飞机减速下降,飞机的质量不变,速度、高度均减小,动能减小,重力势能减小,故C正确;
D.飞机匀速下降,飞机的质量不变,速度不变,高度减小,动能不变,重力势能减小,故D错误。
故选:C。
5.(2025•抚顺一模)2025年哈尔滨亚冬会,我国运动员在自由式滑雪女子空中技巧比赛中获得金牌,如图是比赛时的场景,下列说法正确的是( )
A.在上升过程中她受到了惯性的作用
B.在最高点时她处于平衡状态
C.她在空中上升过程中动能逐渐减小
D.在下降过程中她的运动状态保持不变
【答案】C
【解答】解:A、运动员能在空中持续向前运动是由于运动员具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性作用,故A错误;
B、最高点处时,运动员受到竖直向下的重力作用,受力不平衡,故B错误;
C、她在空中上升过程中动能转化为重力势能,动能逐渐减小,故C正确;
D、在下降过程中她的重力势能转化为动能,动能变大,速度变大,运动状态改变,故D错误。
故选:C。
6.(2025•千山区模拟)2025年1月1日,来自东南大学科研团队自主研发的飞行汽车“东大•鲲鹏1号”惊艳亮相。当该汽车加速升空时,下列说法正确的是( )
A.动能不变,重力势能增大,机械能增大
B.动能增大,重力势能减小,机械能不变
C.动能减小,重力势能不变,机械能减小
D.动能增大,重力势能增大,机械能增大
【答案】D
【解答】解:当该汽车加速升空过程中,速度变大,但质量不变,汽车的动能变大;高度变大,质量不变,重力势能变大;机械能等于动能和重力势能的总和,所以机械能变大,故D正确、ABC错误。
故选:D。
7.(2025•大连一模)校园体育活动丰富多彩。同学们在大课间练习垫排球,当排球下落时( )
A.重力势能增大,动能减小
B.重力势能减小,动能减小
C.重力势能增大,动能增大
D.重力势能减小,动能增大
【答案】D
【解答】解:排球下落时,质量不变,高度变小,速度变大,所以其重力势能减小,动能增大。
故选:D。
8.(2025•铁岭县一模)在国际单位制中,功的单位是( )
A.焦耳(J)B.帕斯卡(Pa)
C.牛顿(N)D.瓦特(W)
【答案】A
【解答】解:在国际单位制中,
A、焦耳是功和各种能量的基本单位。故A符合题意;
B、帕斯卡是压强的基本单位。故B不符合题意;
C、牛顿是力的基本单位。故C不符合题意;
D、瓦特是功率的基本单位。故D不符合题意。
故选:A。
9.(2025•沈阳一模)运动员在自由式滑雪空中技巧比赛中的运动轨迹如图所示。若不计空气阻力,下列关于运动员的说法正确的是( )
A.A到B运动过程中,重力势能减小
B.B到C运动过程中,重力势能转化为动能
C.在C点速度为零
D.在D点着陆后继续向前运动,是因为受惯性作用
【答案】A
【解答】解:A、A到B运动过程中,运动员的质量不变,高度减小,重力势能减小,故A正确;
B、B到C运动过程中,运动员的质量不变,速度减小,高度增加,动能转化为重力势能,故B错误;
C、运动员到达C点时,在水平方向速度不为零,故C错误;
D、在D点着陆后继续向前运动,是因为运动员具有惯性,惯性不是力,不能说“受惯性作用”,故D错误。
故选:A。
10.(2025•双塔区校级模拟)在2023年亚运会女子双人十米台决赛中,中国队组合全红婵、陈芋汐五轮动作中发挥完美夺得冠军。如图所示,她俩同时用力蹬台,腾空跃起的瞬间。下列有关比赛过程说法正确的是( )
A.蹬台后腾空跃起,说明力可以改变物体的形状
B.蹬台后腾空跃起,说明物体间力的作用是相互的
C.下落的过程中,将动能转化为重力势能
D.身体逐渐没入水中的过程,运动员受到的浮力变小
【答案】B
【解答】解:A、蹬台后腾空跃起,其运动状态发生了改变,这说明力可以改变物体的运动状态,故A错误;
B、蹬台后腾空跃起时,运动员对跳台产生一个力,由于物体间力的作用是相互的,跳台给运动员一个力,使运动员跃起,故B正确;
C、下落过程中,两人的质量不变,高度降低,速度增大,重力势能转化为动能,故C错误;
D、身体逐渐没入水中的过程,水的密度不变,运动员排开水的体积逐渐变大,受到的浮力变大,故D错误。
故选:B。
11.(2025•鞍山模拟)我国已成功发射的“嫦娥五号”实现了中国首次月球无人采样返回。返回器使用类似“打水漂”的方式着陆地球,其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。关于此过程(只考虑空气阻力和重力的影响),下列说法正确的是( )
A.AB段返回器的动能变大
B.BC段返回器的机械能减小
C.CD段返回器动能增加量小于重力势能的减小量
D.A到D的全过程中返回器机械能守恒
【答案】C
【解答】解:A、AB段,返回器的质量不变,高度变大,重力势能变大,是返回器的动能转化为重力势能,所以返回器的动能变小,故A错误;
B、BC段没有受到空气的阻力,机械能是守恒的,保持不变;,故B错误;
C、CD段,质量不变,高度变小,重力势能减小,速度变大,动能变大,是重力势能转化为动能,由于克服空气阻力做功,一部分重力势能转化为内能,所以返CD段返回器动能增加量小于重力势能的减小量,故C正确;
D、除BC段外,A到D的过程中,由于克服空气阻力做功,使得机械能减小,返回器机械能不守恒,故D错误。
故选:C。
12.(2025•中山区一模)体育比赛项目与物理知识描述正确的是( )
A.图甲中:实心球投掷出去在上升过程中,机械能保持不变
B.图乙中:篮球离手后飞向篮筐,篮球受到手的推力作用
C.图丙中:跳远运动员起跳前助跑,是利用了惯性
D.图丁中:运动员跑步时,人对地面的压力与地面对人的支持力是一对平衡力
【答案】C
【解答】解:A、图甲中:实心球投掷出去在上升过程中,由于受空气阻力消耗部分机械能,所以实心球的机械能减小,故A错误;
B、图乙中:篮球离手后飞向篮筐,因为手与篮球不再接触,所以篮球没有受到手的推力,故B错误;
C、图丙中,跳远运动员起跳前助跑,是利用惯性来增大在空中的运动距离来提高成绩,故C正确;
D、图丁中:运动员跑步时,人对地面的压力与地面对人的支持力分别作用在地面和人上没有作用在同一个物体上,所以这两个力不属于平衡力,故D错误。
故选:C。
13.(2025•辽宁一模)如图所示,小花想搬起一块石头,下列说法正确的是( )
A.若石头没有被搬动,以地面为参照物,它是静止的
B.若石头没被搬起,小花对石头也做了功
C.若石头被搬起,石头的运动状态始终保持不变
D.若石头没被搬起,此时石头受到的重力和石头对地面的压力是一对平衡力
【答案】A
【解答】解:
A、若石头没有被搬动,以地面为参照物,它石头相对于地面的位置没有发生变化,故它是静止的,故A正确;
B、小花对石头施加了力的作用,若石头没被搬起,则石头没有在该力的方向上通过距离,所以小花对石头没有做功,故B错误;
C、若石头被搬起,石头由静止变为运动,则其运动状态改变,故C错误;
D、石头受到的重力和石头对地面的压力是作用在不同物体上的两个力,且方向是相同的,所以不是平衡力,故D错误。
故选:A。
14.(2025•于洪区模拟)2024年6月4日嫦娥六号携带采集到的月球背面的土壤准备返回地球,使我国成为世界上唯一一个拥有月球正反面样品的国家。如图所示为嫦娥六号操控机器人采集月壤的画面,下列说法正确的是( )
A.机器人静止在月球表面时不受重力
B.机器人底座做的较宽大是为了减小压力
C.机器人从地球到月球的过程中质量变小
D.机器人减速着陆的过程中动能减小
【答案】D
【解答】解:A.机器人静止在月球表面时受重力较小,故A错误;
B.机器人底座做的较宽大是通过增大接触面积来减小压强,故B错误;
C.质量是物体的一种属性,不随位置的变化而变化,机器人从地球到月球的过程中质量不变,故C错误;
D.机器人减速着陆的过程中,质量不变,速度减小,所以动能减小,故D正确。
故选:D。
15.(2025•溪湖区校级模拟)2023年8月6日,在成都世界大学生运动会男子跳远决赛中,中国选手张景强荣获金牌。他经过助跑、起跳、上升到空中最高点和下落过程四个阶段的简化示意图如下,下列说法正确的是( )
A.助跑时,速度越大,受到的惯性越大
B.起跳时,用力向后蹬地获得向前的力,这是因为物体间力的作用是相互的
C.上升到空中最高点时,受到平衡力
D.下落过程中重力势能不变
【答案】B
【解答】解:A、惯性大小只跟物体的质量大小有关,跟物体运动速度大小无关,故A错误。
B、起跳时,用力向后蹬地,地面同时给脚一个反作用力,使其获得向前的力,这是因为物体间力的作用是相互的,故B正确。
C、张景强上升到空中最高点时,只受重力的作用,受到非平衡力的作用,故C错误。
D、下落过程中重力势能不变,其质量不变,高度变小,所以重力势能减少,故D错误。
故选:B。
16.(2025•西市区校级模拟)如图所示是某跳水运动员参加跳水比赛时运动轨迹的示意图,忽略空气对运动员的阻力。下列说法正确的是( )
A.运动员离开跳台后能向上运动,是因为他受到向上的力大于他的重力
B.运动员在图中的a 位置,若他受到的力全部消失,则将保持静止状态
C.运动员从图中的b 位置到c 位置过程,他的重力势能减小,动能增加
D.运动员从空中落入水中后,水对他的浮力随他游泳姿势的变化而变化
【答案】C
【解答】解:A.运动员离开跳台后能向上运动,是因为运动员具有惯性,此时运动员只受重力的作用,故A错误;
B.运动员在图中的a位置,若他受到的力全部消失,由于他具有速度,所以将保持匀速直线运动状态,故B错误;
C.运动员从图中的b位置到c位置过程,他的高度降低,速度增大,所以他的重力势能减小,动能增加,故C正确;
D.运动员从空中落入水中后,他排开水的体积不变,根据F浮=ρ水gV排可知,水对他的浮力不变,故D错误。
故选:C。
17.(2025•站前区校级模拟)农民在精选谷种时,常用一种叫“风车”的农具进行分选。在同一风力作用下,谷种和瘪谷都从洞口水平飞出,结果谷种和瘪谷落地点不同,自然分开,如图所示。关于谷种下列分析正确的是( )
A.飞出洞口加速下落是因为受到了非平衡力
B.在下落过程中运动状态保持不变
C.飞出洞口到落地的过程中重力势能变大
D.在下落过程中如果所受外力全部消失,将静止在空中
【答案】A
【解答】解:A.从图中看出,飞出洞口加速下落做曲线运动,运动状态改变,是因为受到了非平衡力,故A正确;
B.在下落过程中运动方向和速度大小改变,运动状态保持改变,故B错误;
C.飞出洞口到落地的过程中高度减小,质量不变,重力势能减小,故C错误;
D.在下落过程中具有一定的速度,根据牛顿第一定律,如果所受外力全部消失,将保持原来的速度做匀速直线运动,故D错误。
故选:A。
18.(2025•辽宁模拟)掷实心球是我市中考体测项目之一。不计空气阻力,投掷后的实心球在上升过程中( )
A.动能变大,重力势能变大
B.动能变小,重力势能变小
C.动能变小,重力势能变大
D.动能变大,重力势能变小
【答案】C
【解答】解:不计空气阻力,投掷后的实心球在上升过程中,质量不变,速度越来越慢,所以动能越来越小;高度在逐渐的增大,质量不变,所以重力势能增大。
故选:C。
二.多选题(共7小题)
(多选)19.(2025•营口校级二模)如图是张博同学在运动场上看到的一些场景,运用学过的物理知识进行分析,下列分析不正确的是( )
A.王浩同学用脚踢球,球飞出去,说明力是使物体运动的原因
B.张红同学百米冲线后没有立即停下来,是因为受到惯性的作用
C.张彦同学在做引体向上,当他在单杠上静止不动时,他对单杠的拉力和他的重力是一对平衡力
D.李宁同学正在跳高,当他腾跃到最高点时,势能最大
【答案】ABC
【解答】解:A.王浩同学用脚踢球,球飞出去,球在力的作用下由静止变为运动,说明力是改变物运动状态的原因,故A符合题意;
B.张红同学百米冲线后没有立即停下来,是因为张红具有惯性,惯性是一种性质,不是力,不能说受到惯性的作用,故B符合题意;
C.他对单杠的拉力和他的重力,受力物体不同,不是一对平衡力,故C符合题意;
D.李宁同学正在跳高,当他腾跃到最高点时,质量不变,高度最高,重力势能最大,故D不符合题意。
故选:ABC。
(多选)20.(2025•浑南区二模)在2024年澳门国际乒联女子世界杯半决赛中,中国选手孙颖莎4比2战胜队友陈梦,晋级决赛,如图所示为比赛时的情景,下列说法中正确的是( )
A.在空中运动的过程中,乒乓球的运动状态不变
B.在空中运动的过程中,乒乓球的机械能变小
C.扣杀时,球拍对球的力大于球对球拍的力
D.扣杀时,乒乓球离开球拍后能继续运动是因为球具有惯性
【答案】BD
【解答】解:
A、球在空中运动时,其速度大小和运动方向不断发生变化,则运动状态发生改变,故A错误;
B、乒乓球在空中运动过程中,空气阻力做负功,乒乓球的机械能一直在减小,故B正确;
C、由于物体间力的作用是相互的,击球时,球拍对球有力的作用,球对球拍也有力的作用,两个力等大,故C错误;
D、惯性的大小只与物体的质量有关,球在空中运动的过程中,质量不变,惯性不变,故D正确;
故选:BD。
(多选)21.(2025•新民市二模)在劳动教育基地中,同学们从劳动中获得了愉悦的体验,并掌握了许多劳动技能。如图所示的是小丽用一根扁担挑农作物时的情景。下列分析正确的是( )
A.扁担中间做成扁平状是为了减小压强
B.小丽沿平直路面行走的过程中对农作物做了功
C.扁担被压弯说明力可以使物体发生形变
D.小丽挑着农作物站立在水平地面上时,她对地面的压力与地面对她的支持力是一对平衡力
【答案】AC
【解答】解:A、扁担中间做成扁平状是通过增大受力面积减小压强,故A正确。
B、小丽沿平直路面行走的过程中,农作物受到小丽的作用力向上,而农作物没有在该力的方向上通过距离,所以小丽沿平直路面行走的过程中对农作物没有做功,故B错误。
C、扁担在力的作用下被压弯,形状发生了变化,说明力可以使物体发生形变,故C正确。
D、小丽挑着农作物站立在水平地面上时,她对地面的压力与地面对她的支持力是作用在不同物体上的两个力,不是一对平衡力,故D错误。
故选:AC。
(多选)22.(2025•本溪二模)2025年2月9日亚洲冬季运动会冰球比赛在哈尔滨举行。下列说法正确的是( )
A.运动员打出去的冰球由于具有惯性会在冰面上滑行一段距离
B.运动员击打冰球瞬间,冰球运动速度增大动能增大
C.减速滑行的运动员受到平衡力的作用
D.运动员手套上的花纹是为了增大摩擦
【答案】ABD
【解答】解:A.冰球滑行时不能立即停下来,是因为冰球具有惯性,仍要保持原来的运动状态,故A正确;
B.质量一定时,速度越大动能越大,运动员击打冰球后,冰球运动速度增大动能增大,故B正确;
C.物体合力为零时要不做匀速线运动要不静止,运动员做减速运动,即合力不为零,故C错误;
D.手套上的花纹是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故D正确。
故选:ABD。
(多选)23.(2025•鞍山二模)2025年2月9日,亚冬会自由式滑雪空中技巧比赛中,鞍山姑娘徐梦桃获得金牌,如图是比赛时的场景,不计空气阻力,下列描述正确的是( )
A.在助滑跑道上加速下滑时,运动员惯性大小不变
B.离开跳台后,是重力改变运动员运动状态
C.在空中上升过程中,动能转化为重力势能
D.到达最高点时,运动员处于平衡状态
【答案】ABC
【解答】解:A、惯性大小只与物体的质量有关,与运动速度大小无关,运动员下滑过程中质量不变,其惯性不变,故A错正确;
B、离开跳台后,运动员受到重力,力可以改变运动员的运动状态,故B正确;
C、运动员上升的过程中,质量不变、速度减小、高度增大,动能减小、重力势能增大,动能转化为重力势能,故C正确;
D、运动员在空中时,运动的速度大小和方向都发生着变化,所以处于非平衡状态,故D错误。故选:ABC。
(多选)24.(2025•甘井子区模拟)将一个物体从手中竖直向上抛出,已知物体运动速度越大,受到的空气阻力越大,物体从抛出点到最高点的过程中,下列说法正确的是( )
A.物体的运动状态不断改变
B.物体动能的减小量等于重力势能的增加量
C.运动到最高点,若不受力,将保持静止
D.物体受到的合力不断变大
【答案】AC
【解答】解:A、物体向上运动,受到的重力和空气阻力都是向下,受到的是非平衡力,所以物体的运动状态不断改变,故A正确;
B、物体运动过程中,克服空气摩擦做功,一部分机械能转化为内能,物体动能的减小量大于重力势能的增加量,故B错误;
C、由牛顿第一定律可知,运动到最高点,若不受力,物体将保持静止,故C正确;
D、物体向上运动,受到的重力和空气阻力都是向下,合力向下,物体向上运动的速度越来越小,受到的阻力越来越小,所以物体受到的合力不断变小,故D错误。
故选:AC。
(多选)25.(2025•铁西区模拟)避险车道是在行车道外侧增设的、供刹车失灵车辆驶离正线并安全减速的专用车道,如图所示。避险车道设计为上坡式的车道,路面上铺有很多小石子,车道尽头安装有废旧轮胎或防撞墙。下列说法正确的是( )
A.失控车辆沿避险车道向上运动,动能减小
B.小石子可以增大失控车辆与避险车道之间的摩擦力
C.失控车辆与废旧轮胎撞击过程中,废旧轮胎弹性势能减小
D.失控车辆冲上避险车道,动能全部转化为重力势能
【答案】AB
【解答】解:A、失控车辆沿避险车道向上运动,质量不变,速度减小,动能减小,故A正确;
B、小石子可以增大失控车辆与避险车道之间的粗糙程度,在压力不变的情况下,而增大摩擦力,故B正确;
C、失控车辆与废旧轮胎撞击过程中,废旧轮胎发生形变,弹性势能增大,故C错误;
D、失控车辆冲上避险车道,动能转化为重力势能和内能,故D错误。
故选:AB。
三.填空题(共9小题)
26.(2025•建昌县二模)无链条电动自行车有省力、灵活、安静等优点,此车可以通过骑行者踩脚踏板获得能量,踩脚踏板获得的能量存储在自行车框架中的锂电池内,这个过程是将 机械能 转化为电能;小军在骑车时突然撞到路旁的护栏向前扑出,这是因为小军具有 惯性 。
【答案】机械能;惯性。
【解答】解:由题意知,此车可以通过骑行者踩脚踏板获得电能,因此这一过程是将机械能转化为电能;
小军在骑车时突然撞到路旁的护栏,车子停止,而人由于惯性继续保持原来的运动状态,所以会向前扑出。
故答案为:机械能;惯性。
27.(2025•营口校级二模)跳伞运动员在“中华第一高楼”——上海金茂大厦进行跳伞。运动员从345m的高度跳下,下落过程中运动员的重力势能 减小 (选填“增大”“不变”或“减小”);若下落时间为30s,则全程的平均速度为 11.5 m/s,若运动员落地后在水平地面上用100N的水平力推动重500N的物体以0.2m/s的速度匀速移动,该物体受到地面的摩擦力是 100 N,此时推物体的功率是 20 W。
【答案】减小;11.5;100;20。
【解答】解:重力势能与物体的质量和高度有关,运动员从345m的高度跳下,下落过程中高度减小,质量不变,所以运动员的重力势能减小;
全程的平均速度v=st=345m30s=11.5m/s;
该物体在水平地面上匀速移动,受到地面的摩擦力和推力是一对平衡力,大小是f=F=100N;
此时推物体的功率P=Wt=Fst=Fv=100N×0.2m/s=20W。
故答案为:减小;11.5;100;20。
28.(2025•于洪区二模)如图所示,一人手持杯子,竖直静止在水龙头下方接水,在接水的过程中,杯子所受摩擦力 增大 ,这杯水的重力势能 增大 (以上两空均选填“增大”“减小”或“不变”)。(杯子距离地面有一定高度且不变)
【答案】增大;增大。
【解答】解:(1)人手持杯子,竖直静止在水龙头下方接水时,水杯处于平衡状态,竖直方向上受到的重力和摩擦力是一对平衡力,大小相等。在接水的过程中,水杯仍静止在手中,其重力在增大,则在接水过程中杯子受到的摩擦力将会增大。
(2)在接水的过程中,水杯的高度没变,但质量变大,所以这杯水的重力势能增大。
故答案为:增大;增大。
29.(2025•于洪区二模)引体向上是对锻炼者的臂力要求很高的运动,如图为某人借助一根弹力带进行引体向上训练的场景,他用脚蹬弹力带,弹力带对他施加一个向上的力。随着身体上升,弹力带对他向上的力的大小变化情况是 变小 ,在此过程中,弹力带对他 做功 (填“做功”或“不做功”)。
【答案】变小;做功。
【解答】解:随着身体上升,弹力带的弹性形变越来越小,即弹力变小。
在此过程中,弹力带对他施加了力,人在力的方向上通过了距离,所以弹力带对人做了功。
故答案为:变小;做功。
30.(2025•鞍山模拟)正在水平地面上加速行驶的小轿车的机械能 增大 (填“增大”、“减小”或“不变”);此时轿车带起路边树叶飘向如图中的 C (填“A”、“B”或“C”)。
【答案】增大;C。
【解答】解:正在工作的车在水平地面上加速行驶时,质量不变,速度增大,动能增大,高度不变,重力势能不变,机械能为动能和势能之和,所以机械能增大;车急驶会带起路边树叶飘向下图中的C,因为树叶内侧流速大,压强小,外侧流速小,压强大,流体产生一个向内的压力差。
故答案为:增大;C。
31.(2025•西岗区一模)2024年5月3日,搭载嫦娥六号探测器的我国长征五号遥八运载火箭,成功发射升空。在火箭加速升空的过程中,嫦娥六号的动能 变大 ,重力势能 变大 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】变大;变大。
【解答】解:
在火箭加速升空的过程中,嫦娥六号质量不变,速度变大,动能变大;高度增加,重力势能变大。
故答案为:变大;变大。
32.(2025•开原市模拟)科技的发展,使农业机械化水平越来越高,如图所示,这是一架飞机在一定的高度匀速直线飞行给小麦喷洒农药的情景(不计空气阻力),喷洒农药的过程中,飞机的重力势能 变小 。若无人机飞行的速度为8m/s,则20min大约飞行 9.6 km。
【答案】变小;9.6。
【解答】解:(1)喷洒农药的过程中,飞机的总质量变小,高度不变,故其重力势能变小;
(2)由v=st可得,若无人机飞行的速度为8m/s,则20min大约飞行的距离为:
s=vt=8m/s×20×60s=9600m=9.6km。
故答案为:变小;9.6。
33.(2025•沈阳模拟)交警利用小型无人机对高速公路通行情况进行实时监测,无人机先上升到一定高度后再沿直线水平飞行。如图所示为无人机水平飞行时的v﹣t图像,以地面为参照物,0~10s无人机是 运动 的。已知这架无人机质量为6kg,运动过程中所受水平推力恒为40N,在10s~30s水平推力做功为 8000 J。
【答案】运动;8000J。
【解答】解:①以地面为参照物,无人机水平飞行时,位置发生变化,是运动的;
②由图可知,在10s~30s内无人机的飞行速度v=10m/s,飞行距离s=vt=10m/s×20s=200m,
水平推力做功:W=Fs= 40N×200m=8000J。
故答案为:运动;8000J。
34.(2025•皇姑区模拟)健腹轮是一种健身器材,使用方法如图甲所示。小明体重为65kg,某次运动中小明控制轮子向前滚动,使身体从状态1变化到状态2,该过程小明重心下降了0.4m,其重力做功为 260 J,轮内的弹性钢圈因形变而绕紧,钢圈的弹性势能增大。从状态2恢复到状态1时,绕紧的钢圈会自动恢复到原来的状态,让人体自动回弹。图乙是两种弹性钢圈使用过程中弹性势能的变化图,结合图中信息进行分析,体重较大的人更适合安装 A 型钢圈。(g=10N/kg)
【答案】260;增大;A。
【解答】解:小华的重力G=mg=65kg×10N/kg=650N;
该过程中重力所做的功W=Gh=650N×0.4m=260J;
弹簧势能的大小与物体的弹性形变程度有关,在身体从状态1到状态2的过程中,轮内的弹性钢圈因形变而绕紧,钢圈的弹性势能增大。
由图乙中的弹性势能的变化图可知,形变时A型钢圈弹性势能较大,具有更强的做功能力,所以在健腹轮中安装A型钢圈将使产品具有更强的自动回弹功能,故体重较大的人更适合安装A型钢圈。
故答案为:260;增大;A。
四.实验探究题(共1小题)
35.(2025•凌河区校级模拟)在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中。实验器材如下:带有合页的长木板、带圆形凹槽的木块、小球、弹簧测力计。
(1)如图甲所示,将木块放在水平放置的长木板上,用弹簧测力计沿 水平 方向拉动木块做匀速直线运动,读出弹簧测力计的示数,则滑动摩擦力为 0.8 N;
(2)将小球放在木块的凹槽内,重复(1)的操作,弹簧测力计的示数比(1)中的大。说明滑动摩擦力的大小与 压力 有关;
(3)利用上述实验器材还可以探究物体的动能跟运动速度的关系,如图乙所示。
①进行实验时,为改变小球在水平面上开始运动的速度,应使小球从同一斜面上的 不同 高度由静止滚下;
②小球在同一斜面上的位置越高,滚下时木块被撞得越远,实验表明,质量相同的小球,运动的速度越大,动能 越大 ;
③请根据上述结论,对驾驶员提出一条关于交通安全方面的建议: 不超速行驶 。
【答案】(1)水平;0.8;(2)压力;(3)①不同;②越大;③不超速行驶。
【解答】解:(1)实验过程中,应使弹簧测力沿水平方向拉着木块做匀速直线运动,木块处于平衡状态,受平衡力作用,根据二力平衡知识可知,此时弹簧测力计的示数与滑动摩擦力的大小相等;
由图所示弹簧测力计可知,其分度值为0.2N,它的示数是0.8N;
(2)将小球放在木块的凹槽内,重复(1)的操作,接触面的粗糙程度相同,压力不同,弹簧测力计的示数比(1)中的大,说明当接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与压力有关。
(3)①进行实验时,为改变小球在水平面上开始运动的速度,应使小球从同一斜面上的不同高度由静止滚下;
②让小球从斜面的不同高度滑下,小球到达水平面时的速度就不同,小球推动木块做功不同,运动距离越远,做功越多,动能越大,小球在同一斜面上的位置越高,滚下时木块被撞得越远,实验表明,质量相同的小球,运动的速度越大,动能越大;
③由实验可知,在质量一定时,物体的速度越大,动能越大,发生事故时造成的危害性越大,故作为一名汽车驾驶员,不要超速行驶。
故答案为:(1)水平;0.8;(2)压力;(3)①不同;②越大;③不超速行驶。
五.解答题(共3小题)
36.(2025•沙河口区一模)大连东港音乐喷泉是技术最先进的喷泉之一,拥有六百多个立体环绕的喷头和近三千盏水下彩灯。水泵的最大压力为12kg。喷射的水柱最高可达80m,给观众带来无比震撼的视觉体验。(ρ水=1.0×103kg/m3;g=10N/kg)
(1)①工程领域上的“最大压力为12kg”,是指“12千克力每平方厘米”,即120N/cm2= 1.2×106 Pa。
计算说明这么大的压强能支持多高的水柱?
②实际水泵将水喷射的最大高度80m远小于①计算的数值。主要的一个原因可能是 水在上升过程中,会受到空气的阻力 。
(2)将水喷到空中之后,重2N的水从80m高处落到地面,重力做了多少功?
(3)观赏喷泉表演时,距喷泉太近,可能存在什么安全隐患?(写出一条即可)
【答案】(1)①1.2×106;这么大的压强能支持120m高的水柱;②水在上升过程中,会受到空气的阻力;
(2)将水喷到空中之后,重2N的水从80m高处落到地面,重力做功160J;
(3)如果水喷到人身上,水的压强很大,可能对人造成伤害。
【解答】解:
(1)①由p=FS可知,120N/cm2=120N1cm2=120N1×10-4m2=1.2×106Pa;
根据液体压强公式p=ρgh得,水柱的高度h=pρ水g=1.2×106Pa1.0×103kg/m3×10N/kg=120m;
②实际水泵将水喷射的最大高度80m远小于①计算的数值。主要的一个原因可能是水在上升过程中,会受到空气的阻力;
(2)重2N的水从80m高处落到地面,重力做功W=Gh=2N×80m=160J;
(3)观赏喷泉表演时,距喷泉太近,如果水喷到人身上,水的压强很大,可能对人造成伤害。
故答案为:(1)①1.2×106;这么大的压强能支持120m高的水柱;②水在上升过程中,会受到空气的阻力;
(2)将水喷到空中之后,重2N的水从80m高处落到地面,重力做功160J;
(3)如果水喷到人身上,水的压强很大,可能对人造成伤害。
37.(2025•辽宁模拟)2025年2月28日,大型水陆两栖飞机AG600“鲲龙”取证前全部试飞科目圆满完成,向取得型号合格证的目标迈出关键一步,如图1所示。AG600主要用于大型灭火和水上救援,可以从地面起飞和降落,也可以从水面起飞和降落。AG600空载时质量为42t,最多可蓄水12t。(g取10N/kg,湖水的密度为1.0×103kg/m3)
(1)图2为AG600机翼设计截面图,飞机起飞利用了流体中流速越大的位置、压强越 小 的原理。
(2)AG600蓄满水后静止在水平跑道上,轮胎与跑道的总接触面积为0.6m2,求它对跑道的压强。
(3)AG600蓄满水后静止漂浮在湖面上,求其排开湖水的体积。
(4)在水面滑行测试中,AG600蓄满水后在水面上以36km/h的速度匀速滑行了1min,滑行过程中所受阻力为总重的0.05倍,求AG600滑行的距离及滑行过程发动机的功率。
【答案】(1)小;
(2)它对跑道的压强为9×105Pa;
(3)它排开湖水的体积为54m3;
(4)AG600滑行的距离为0.6km,滑行过程发动机的功率为2.7×105W。
【解答】解:(1)飞机起飞利用了流体中流速越大的位置、压强越小的原理;
(2)AG600蓄满水后静止在水平跑道上,对跑道的压力等于飞机的总重力,
即:F=G总=m总g=(42+12)×103kg×10N/kg=5.4×105N,
它对跑道的压强:p=FS=5.4×105N0.6m2=9×105Pa;
(3)AG600蓄满水后静止漂浮在湖面上,所受浮力等于飞机的总重力,
即:F浮=G总=5.4×105N,
根据F浮=ρ液gV排可得,它排开湖水的体积:V排=F浮ρ水g=5.4×105N1.0×103kg/m3×10N/kg=54m3;
(4)AG600滑行的距离:s=vt=36km/h×160h=0.6km;
AG600匀速直线滑行时,所受牵引力与阻力平衡,大小相等,即:
F牵=f=0.05G总=0.05×5.4×105N=2.7×104N,
根据P=Wt=Fst=Fv可得,滑行过程发动机的功率:
P=F牵v=2.7×104N×363.6m/s=2.7×105W。
答:(1)小;
(2)它对跑道的压强为9×105Pa;
(3)它排开湖水的体积为54m3;
(4)AG600滑行的距离为0.6km,滑行过程发动机的功率为2.7×105W。
38.(2025•开原市模拟)如图所示是我市某幼儿园投入使用的新型安全校车,在某次接儿童到幼儿园的过程中,发动机牵引力的功率为400kW,校车在一段平直路面匀速行驶3km,用时5min。求:
(1)校车在这段时间内牵引力所做的功;
(2)校车在匀速行驶过程中受到的阻力;
(3)若校车静止时车轮与水平路面的总接触面积为0.15m2,对水平路面的压强为5×105Pa,求校车和车上人员的总重;
(4)这种新型校车的后轮不同于普通的轿车,是两个轮胎并排在一起的,这样有什么好处?
【答案】(1)校车在这段时间内牵引力所做的功1.2×108J;
(2)校车在匀速行驶过程中受到的阻力4×104N;
(3)校车和车上人员的总重7.5×104N;
(4)这种新型校车的后轮不同于普通的轿车,是两个轮胎并排在一起的,这样可以通过增大受力面积,减小压力的作用效果。
【解答】解:(1)校车在这段时间内牵引力所做的功:
W=Pt=400×103W×5×60s=1.2×108J;
(2)校车的速度为:
v=st=3000m5×60 s=10m/s,
校车在匀速行驶过程中受到的牵引力为:
F=Pv=400×103W10m/s=4×104N,
由二力平衡得,校车在匀速行驶过程中受到的阻力:
f=F=4×104N;
(3)校车和车上人员的总重等于校车对地面的压力,则G=F=pS=5×105Pa×0.15m2=7.5×104N;
(4)这种新型校车的后轮不同于普通的轿车,是两个轮胎并排在一起的,可以增大受力面积,当压力不变时,压力的作用效果较小,轮子不易陷入泥土中。
答:(1)校车在这段时间内牵引力所做的功1.2×108J;
(2)校车在匀速行驶过程中受到的阻力4×104N;
(3)校车和车上人员的总重7.5×104N;
(4)这种新型校车的后轮不同于普通的轿车,是两个轮胎并排在一起的,这样可以通过增大受力面积,减小压力的作用效果。
六.计算题(共22小题)
39.(2025•抚顺一模)图中桶质量为2kg,内装有体积为4×10﹣3m3某种液体5kg,桶与水平面的接触面积为200cm2。g取10N/kg。求:
(1)桶中液体的密度;
(2)桶和液体的总重;
(3)桶对水平面的压强;
(4)匀速将桶提起0.5m所做的功。
【答案】(1)桶中液体的密度是1.25×103kg/m3;
(2)桶和液体的总重是70N;
(3)桶对水平面的压强是3.5×103Pa;
(4)匀速将桶提起0.5m所做的功是35J。
【解答】解:(1)桶中液体的密度:
ρ=mV=5kg4×10-3m3=1.25×103kg/m3;
(2)桶和液体的总质量,m总=2kg+5kg=7kg,
桶和液体的总重:
根据G=m总g=7kg×10N/kg=70N;
(3)桶与水平面的接触面积为200cm2,桶对水平面的压强:
p=FS=GS=70N200×10-4m2=3.5×103Pa;
(4)匀速将桶提起0.5m所做的功:
W=Fs=Gh=70N×0.5m=35J。
答:(1)桶中液体的密度是1.25×103kg/m3;
(2)桶和液体的总重是70N;
(3)桶对水平面的压强是3.5×103Pa;
(4)匀速将桶提起0.5m所做的功是35J。
40.(2025•大东区二模)建筑工人通过如图所示的装置将一桶质量为45kg的涂料从地面提起,桶离开地面后在4s内缓慢匀速上升了0.8m。若建筑工人体重为750N,他提涂料的过程鞋底与地面总的接触面积为200cm2(不计桶重、绳重及摩擦,g取10N/kg)。
求工人在提起涂料的过程中:
(1)做功的功率多大?
(2)他对地面的压强是多少?
【答案】(1)做功的功率是90W;
(2)他对地面的压强是1.5×104Pa。
【解答】解:(1)滑轮是定滑轮,不计桶重、绳重及摩擦,拉力F=G=mg=45kg×10N/kg=450N,
拉力做的功W=Fs=450N×0.8m=360J,
做功的功率据P=Wt=360J4s=90W;
(2)他对地面的压力F压=G人﹣F=750N﹣450N=300N,
他对地面的压强p=F压S=300N200×10-4m2=1.5×104Pa。
答:(1)做功的功率是90W;
(2)他对地面的压强是1.5×104Pa。
41.(2025•浑南区二模)某型号水陆两栖车,总质量是12t(包括驾驶员),在陆地上行驶最大速度为120km/h,以最大速度匀速行驶时受到的阻力为6×103N该车静止在水平地面上时,车轮与地面总接触面积为0.24m2,g=10N/kg。求:
(1)该车在水面上航行时,所受的浮力;
(2)该车在水平地面上静止时,对水平地面的压强;
(3)该车在平直的陆地上以最大速度匀速行驶5000m的过程中,牵引力做的功。
【答案】(1)该车在水面上航行时,所受的浮力是1.2×105N;
(2)该车在水平地面上静止时,对水平地面的压强是5×105Pa;
(3)该车在平直的陆地上以最大速度匀速行驶5000m的过程中,牵引力做的功是3×107J。
【解答】解:
(1)因为水陆两栖车在水上航行时,处于漂浮,
所以受到的浮力:
F浮=G=mg=12×103kg×10N/kg=1.2×105N;
(2)观光车对地面的压力等于自身的重力,
即F=G=1.2×105N,
则它对水平地面的压强:
p=FS=1.2×105N0.24m2=5×105Pa。
(3)因为观光车以最大速度匀速行驶时受到的阻力为6×103N,
则牵引力F=f=6×103N,
牵引力做的功:
W=Fs=6×103N×5000m=3×107J。
答:(1)该车在水面上航行时,所受的浮力是1.2×105N;
(2)该车在水平地面上静止时,对水平地面的压强是5×105Pa;
(3)该车在平直的陆地上以最大速度匀速行驶5000m的过程中,牵引力做的功是3×107J。
42.(2025•顺城区二模)随着科技的发展,机器人被广泛应用。如图所示,是某大型宾馆的智能送物机器人。她的质量为40kg,最大负重10kg,移动速度为0.7~1.2m/s,g=10N/kg。
(1)若机器人空载静止在水平地面上,车轮与地面接触总面积为10cm2,则机器人对地面的压强是多少?
(2)若机器人以最快的速度运动到距离它12m的电梯口需要多长时间?
(3)机器人抬着重50N的货物乘坐电梯从一楼到六楼用时6s,此过程中电梯对机器人做功的功率是多少?(设每层楼高3.2m)
【答案】(1)机器人对地面的压强是4×105Pa;
(2)机器人以最快的速度运动到距离它12m的电梯口需要10s的时间;
(3)电梯对机器人做功的功率是1200W。
【解答】解:(1)机器人空载静止在水平地面上对地面的压力等于机器人的重力,即:
F=G机=m机g=40kg×10N/kg=400N,
机器人对地面的压强:p=FS=400N10×10-4m2=4×105Pa;
(2)由题知,机器人的最快速度:v=1.2m/s,
机器人运动到距离它12m的电梯口需要的时间:t=sv=12m1.2m/s=10s;
(3)电梯对机器人做的功:
W=G总h=(400N+50N)×(6﹣1)×3.2m=7200J,
电梯对机器人做功的功率:P=Wt=7200J6s=1200W。
答:(1)机器人对地面的压强是4×105Pa;
(2)机器人以最快的速度运动到距离它12m的电梯口需要10s的时间;
(3)电梯对机器人做功的功率是1200W。
43.(2025•本溪二模)如图是一种用来打捞水下物体的浮力袋,将其系在水下要打捞的物体上,冲入气体,在浮力的作用下可以将沉在水底的物体打捞上来。浮力袋的自身质量为2kg。某次使用时,浮力袋将水下20m深处,质量为25kg的物体在20s内匀速拉升了5m,忽略水的阻力、物体受到浮力及上升时浮力袋体积的变化。(g取10N/kg,ρ水取1.0×103kg/m3)求:
(1)在水下20m深处物体受到水的压强是多少?
(2)浮力袋拉着质量为25kg的物体在水中匀速上升时,浮力袋的体积是多少?
(3)浮力袋对物体拉力的功率是多少?
【答案】(1)在水下20m深处物体受到水的压强是2×105Pa;
(2)浮力袋拉着质量为25kg的物体在水中匀速上升时,浮力袋的体积是0.027m3;
(3)浮力袋对物体拉力的功率是62.5W。
【解答】解:(1)在水下20m深处物体受到水的压强是p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×20m=2×105Pa;
(2)浮力袋拉着质量为25kg的物体在水中匀速上升时,浮力和总重力是平衡力,总重力G总=m总g=(25kg+2kg)×10N/kg=270N,
浮力F浮=G总=270N,
浮力袋的体积V=V排=F浮ρ水g=270N1×103kg/m3×10N/kg=0.027m3;
(3)浮力袋对物体拉力F=G=mg=25kg×10N/kg=250N,
浮力袋对物体拉力做的功W=Fs=250N×5m=1250J,
浮力袋对物体拉力的功率P=Wt=1250J20s=62.5W。
答:(1)在水下20m深处物体受到水的压强是2×105Pa;
(2)浮力袋拉着质量为25kg的物体在水中匀速上升时,浮力袋的体积是0.027m3;
(3)浮力袋对物体拉力的功率是62.5W。
44.(2025•新民市二模)科技引领未来。如图所示的是某国产双人智能电动飞行汽车,其质量为360kg,静止在水平地面上时,底杠与地面的总接触面积为200cm2。某次测试时,质量为60kg的司机驾驶飞行汽车直线上升100m。(g取10N/kg)求:
(1)图中飞行汽车所受的重力;
(2)图中飞行汽车单独静止在水平地面上时,对地面的压强;
(3)测试时,飞行汽车克服所受总重力做的功。
【答案】(1)图中飞行汽车所受的重力是3600N;
(2)图中飞行汽车单独静止在水平地面上时,对地面的压强是1.8×105Pa;
(3)测试时,飞行汽车克服所受总重力做的功是4.2×105J。
【解答】解:(1)飞行汽车所受的重力G=mg=360kg×10N/kg=3600N;
(2)飞行汽车单独静止在水平地面上时对地面的压力等于自身重力,即F=G=3600N,
飞行汽车对地面的压强是p=FS=3600N200×10-4m2=1.8×105Pa;
(3)测试时,飞行汽车的总重力G总=m总g=(360kg+60kg)×10N/kg=4.2×103N,
克服所受总重力做的功W=G总h=4.2×103N×100m=4.2×105J。
答:(1)图中飞行汽车所受的重力是3600N;
(2)图中飞行汽车单独静止在水平地面上时,对地面的压强是1.8×105Pa;
(3)测试时,飞行汽车克服所受总重力做的功是4.2×105J。
45.(2025•开原市二模)如图所示为安装有超声波雾化器自动喷枪的5G智能机器人,工作时将消毒液均匀雾化到空气中进行消毒。表为智能机器人的部分参数。求:(g取10N/kg)
(1)未装消毒液的机器人静止时,对水平地面的压强。
(2)未装消毒液时,机器人在水平地面以0.5m/s速度匀速直线运动10min,机器人受到的阻力为自身重力的0.1倍,牵引力做功的功率。
(3)在机器人自身重力不变的情况下,改进机器人的性能,使其能漂浮在水面并运动到消毒地点。当机器人装有重20N的消毒液漂浮在水面时,此时机器人排开水的体积。
【答案】(1)未装消毒液的机器人静止时,对水平地面的压强为2.5×104Pa;
(2)牵引力做功的功率为25W;
(3)此时机器人排开水的体积为0.052m3。
【解答】解:(1)机器人未装消毒液时,自身的重力G=500N,
机器人对水平路面的压力:
F=G=500N;
受力面积S=200cm2=0.02m2,
对水平地面的压强:
p=FS=500N0.02m2=2.5×104Pa;
(2)机器人受到的阻力为:f=0.1G=0.1×500N=50N,
因为机器人在水平方向做匀速直线运动,所以牵引力等于阻力,即F=f=50N;
牵引力做功的功率为:
P=Wt=Fst=Fv=50N×0.5m/s=25W;
(3)当机器人装有重20N的消毒液漂浮在水面时受到的浮力为:
F浮=G+G′=500N+20N=520N,
根据F浮=ρ液gV排可得此时机器人排开水的体积为:
V排=F浮ρ水g=520N1.0×103kg/m3×10N/kg=0.052m3。
答:(1)未装消毒液的机器人静止时,对水平地面的压强为2.5×104Pa;
(2)牵引力做功的功率为25W;
(3)此时机器人排开水的体积为0.052m3。
46.(2025•沈阳二模)图甲是我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号,它是目前世界上唯一一艘具备11000m超深水钻探能力的钻探船,其满载时排水量为42600t。某次钻探中,“梦想”号的吃水深度为6m,科研人员通过绳索在隔水管内将一块地质岩样品竖直向上匀速提升了10500m,如图乙所示。经测量,样品的质量为200g,体积为80cm3,海水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg,求:
(1)地质岩样品的密度;
(2)“梦想”号满载时受到海水的浮力;
(3)本次钻探中船底受到海水的压强;
(4)本次钻探中绳索对样品做的功。
【答案】(1)地质岩样品的密度为2.5g/cm3;
(2)“梦想”号满载时受到海水的浮力为4.26×108N;
(3)本次钻探中船底受到海水的压强为6×104Pa;
(4)本次钻探中绳索对样品做的功为2.1×104J。
【解答】解:(1)地质岩样品的密度ρ=mV=200g80cm3=2.5g/cm3;
(2)“梦想”号满载时排水量为m=42600t=4.26×107kg,
根据阿基米德原理可知物体受到的浮力等于其排开液体受到的重力,则“梦想”号满载时受到海水的浮力F浮=G排=m排g=4.26×107kg×10N/kg=4.26×108N;
(3)“梦想”号的吃水深度为6m,船底受到海水的压强p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×6m=6×104Pa;
(4)绳索对样品的拉力等于样品的重力,即F=G=mg=0.2kg×10N/kg=2N,
本次钻探中绳索对样品做的功W=Fs=2N×10500m=2.1×104J。
答:(1)地质岩样品的密度为2.5g/cm3;
(2)“梦想”号满载时受到海水的浮力为4.26×108N;
(3)本次钻探中船底受到海水的压强为6×104Pa;
(4)本次钻探中绳索对样品做的功为2.1×104J。
47.(2025•本溪一模)低空经济应用在很多领域,比如利用无人机喷洒农药,1小时能喷洒200亩农田。某轻型农业无人机质量为20kg,最大载药量为30L,起落架着地总面积为200cm2。(农药密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg,不计空气阻力)
求:
(1)无人机空载静止在水平地面上时,对地面的压强?
(2)无人机满载农药匀速竖直上升30m,用时5s,机翼产生的向上推力是多少?推力做功的功率是多少?
【答案】(1)无人机空载静止在水平地面上时,对地面的压强为1×104Pa;
(2)无人机满载农药匀速竖直上升30m,用时5s,机翼产生的向上推力是500N,推力做功的功率是3000W。
【解答】解:(1)无人机空载静止在水平地面上时,对地面的压力等于无人机的重力,即:
F压=G机=m机g=20kg×10N/kg=200N,
无人机对地面的压强:p=F压S=200N200×10-4m2=1×104Pa;
(2)满载农药的重力:
G药=m药g=ρVg=1.0×103kg/m3×30×10﹣3m3×10N/kg=300N,
无人机满载农药匀速竖直上升时,机翼产生的向上推力与无人机和农药的总重力平衡,大小相等,
即:F=G总=G机+G药=200N+300N=500N,
推力做功的功率:P=Wt=Fst=500N×30m5s=3000W。
答:(1)无人机空载静止在水平地面上时,对地面的压强为1×104Pa;
(2)无人机满载农药匀速竖直上升30m,用时5s,机翼产生的向上推力是500N,推力做功的功率是3000W。
48.(2025•溪湖区校级模拟)挂臂垃圾清运车,省时省力,降低工作人员劳动强度,如图所示为挂臂垃圾车,其吊臂将质量为75kg的垃圾箱抬高2m,用时15s。(g取10N/kg)请回答下列问题:
(1)垃圾箱的重力是多少?
(2)若垃圾箱与水平地面的总接触面积为0.25m2,则垃圾箱静止在水平地面上时,对地面的压强是多少?
(3)挂臂垃圾车匀速将垃圾箱抬起过程中的功率是多少?
【答案】(1)垃圾箱的重力是750N;
(2)对地面的压强时3000Pa;
(3)功率是100W。
【解答】解:(1)垃圾箱的重力是G=mg=75kg×10N/kg=750N;
(2)垃圾箱对水平地面的压力为F=G=750N,
对地面的压强是
p=FS=750N0.25m2=3000Pa;
(3)挂臂垃圾车匀速将垃圾箱抬起过程中,拉力为F=G=750N,
做的功为W=Fs=750N×2m=1500J,
功率为
P=Wt=1500J15s=100W。
答:(1)垃圾箱的重力是750N;
(2)对地面的压强时3000Pa;
(3)功率是100W。
49.(2025•锦州一模)如图甲是用于物流配送的新型无人驾驶电动货车,满载时的总质量为1t,轮胎与地面接触的总面积为800cm2,在水平路面上以恒定功率做直线运动,其v﹣t图像如图乙,若货车匀速行驶过程中所受阻力大小为车重的0.04倍。
求:(取g=10N/kg)
(1)货车满载时对水平路面的压强;
(2)10﹣20s货车通过的路程和受到的牵引力;
(3)货车在10﹣20s内牵引力做功的功率和0﹣10s内牵引力做的功。
【答案】(1)货车满载时对水平路面的压强为1.25×105Pa;
(2)10﹣20s货车通过的路程为100m,受到的牵引力为400N;
(3)货车在10﹣20s内牵引力做功的功率为4000W,0﹣10s内牵引力做的功为40000J。
【解答】解:(1)货车满载时对水平路面的压力等于货车的总重力,即:
F压=G=mg=1×103kg×10N/kg=1×104N,
货车满载时对水平路面的压强:p=F压S=1×104N800×10-4m2=1.25×105Pa;
(2)由图像可知,10﹣20s货车做匀速直线运动的速度为v=10m/s,
10﹣20s货车通过的路程:s=vt=10m/s×(20s﹣10s)=100m;
货车匀速直线运动时,受到的牵引力与阻力平衡,大小相等,即:
F=f=0.04G=0.04×1×104N=400N;
(3)货车在10﹣20s内牵引力做功的功率:P=Wt=Fst=Fv=400N×10m/s=4000W;
货车的功率不变,根据P=Wt可得,
0﹣10s内牵引力做的功:W′=Pt=4000W×10s=40000J。
答:(1)货车满载时对水平路面的压强为1.25×105Pa;
(2)10﹣20s货车通过的路程为100m,受到的牵引力为400N;
(3)货车在10﹣20s内牵引力做功的功率为4000W,0﹣10s内牵引力做的功为40000J。
50.(2025•普兰店区一模)一款小电动汽车的质量为0.9t,轮子与地面总的接触面积为0.6m2。其输出的机械功率为2×104W,在水平路面沿直线匀速行驶10min,受到的阻力是1000N。(g取10N/kg)求:
(1)牵引力做的功是多少?
(2)汽车行驶的路程是多少?
(3)汽车静止在水平地面上,对地面的压强多大?
【答案】(1)牵引力做的功为1.2×107J;
(2)汽车行驶的路程为1.2×104m;
(3)汽车静止在水平地面上,对地面的压强为1.5×104Pa。
【解答】解:(1)由P=Wt 可得,引力做的功:
W=Pt=2×104W×10×60s=1.2×107J;
(2)汽车在水平路面沿直线匀速行驶,牵引力和阻力是一对平衡力,所以F=f=1000N,
由W=Fs可得,汽车行驶的路程:
s=WF=1.2×107J1000N=1.2×104m;
(3)汽车静止在水平地面上,对地面的压力:
F压=G=mg=0.9×103kg×10N/kg=9×103N,
对地面的压强:
p=F压S=9×103N0.6m2=1.5×104Pa。
答:(1)牵引力做的功为1.2×107J;
(2)汽车行驶的路程为1.2×104m;
(3)汽车静止在水平地面上,对地面的压强为1.5×104Pa。
51.(2025•和平区二模)某同学质量为65kg,在10kg的独轮车上匀速直线骑行240m,用时1min,所受阻力为总重的0.1倍,轮胎与水平地面的接触面积为3×10﹣3m2,g取10N/kg。求此过程中:
(1)人和车的总重;
(2)独轮车对地面的压强;
(3)独轮车匀速直线前进时牵引力的功率。
【答案】(1)人和车的总重为750N;
(2)独轮车对地面的压强为2.5×105Pa;
(3)独轮车匀速直线前进时牵引力的功率为300W。
【解答】解:(1)人和车的总重:G总=m总g=(65kg+10kg)×10N/kg=750N;
(2)独轮车对地面的压力等于人和车的总重,即:F=G总=750N,
独轮车对地面的压强:p=FS=750N3×10-3m2=2.5×105Pa;
(3)独轮车匀速直线前进时,所受牵引力与阻力平衡,大小相等,即:
F牵=f=0.1G总=0.1×750N=75N,
牵引力的功率:P=Wt=F牵st=75N×240m1×60s=300W。
答:(1)人和车的总重为750N;
(2)独轮车对地面的压强为2.5×105Pa;
(3)独轮车匀速直线前进时牵引力的功率为300W。
52.(2025•大东区一模)如图所示是某型号水陆两用坦克。其质量为24t,它在陆地上最大行驶速度为54km/h,在陆地上行驶时所受阻力为2.8×104N。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。求:
(1)当坦克在陆地上,以最大速度匀速直线行驶了0.5h,牵引力做了多少功?
(2)当坦克漂浮在水中时,所受到的浮力是多少?
(3)坦克漂浮在水中时,浸入水中的体积是多少?
【答案】(1)当坦克在陆地上,以最大速度匀速直线行驶了0.5h,牵引力做功7.56×108J;
(2)当坦克漂浮在水中时,所受到的浮力是2.4×105N;
(3)坦克漂浮在水中时,浸入水中的体积是24m3。
【解答】解:
(1)以最大速度匀速直线行驶了0.5h通过的路程
s=vt=54km/h×0.5h=27km;
匀速直线行驶时牵引力与阻力是平衡力。则牵引力F=f=2.8×104N,
牵引力做功W=Fs=2.8×104N×27×103m=7.56×108J;
(2)根据漂浮的条件可知,坦克漂浮在水中时,所受到的浮力
F浮=G总=m总g=24×103kg×10N/kg=2.4×105N;
(3)坦克漂浮在水中时,浸入水中的体积
V浸=V排=F浮ρ水g=2.4×105N1.0×103kg.m3×10N/kg=24m3。
答:(1)当坦克在陆地上,以最大速度匀速直线行驶了0.5h,牵引力做功7.56×108J;
(2)当坦克漂浮在水中时,所受到的浮力是2.4×105N;
(3)坦克漂浮在水中时,浸入水中的体积是24m3。
53.(2025•大连一模)大连首批氢能源客车已顺利交付使用。某重力为1.8×105N的客车在一段平直公路上匀速行驶4km,所用时间为6min,受到的阻力是客车重力的0.1倍。客车静止在水平地面时轮胎与地面的总接触面积为0.6m2,求:
(1)客车静止在水平地面时,对地面的压强是多少?
(2)客车在水平公路上行驶的速度是多少千米/时?
(3)客车在水平公路上行驶时牵引力所做的功是多少?
【答案】(1)客车静止在水平地面时,对地面的压强是3×105Pa;
(2)客车在水平公路上行驶的速度是40km/h;
(3)客车在水平公路上行驶时牵引力所做的功是7.2×107J。
【解答】解:(1)客车空载静止时对水平地面的压力F=G=1.8×105N;
客车空载静止时对水平地面的压强p=FS=1.8×105N0.6m2=3×105Pa;
(2)平直公路上匀速行驶4km,所用时间为6min,速度v=st=4km660h=40km/h;
(3)做匀速直线运动,处于平衡状态,所受的牵引力F牵=f=0.1G=0.1×1.8×105N=1.8×104N,
牵引力所做的有用功W=Fs=1.8×104N×4000m=7.2×107J。
答:(1)客车静止在水平地面时,对地面的压强是3×105Pa;
(2)客车在水平公路上行驶的速度是40km/h;
(3)客车在水平公路上行驶时牵引力所做的功是7.2×107J。
54.(2025•丹东模拟)如图是一款爬绳机,这款爬绳机可以不消耗人的体能,轻松攀爬、下降,可用于消防救援、矿井救援及桥梁检测维修等等。爬绳机的质量为10kg,静止在水平地面上时对地面的压强为1000Pa。在某次爬升中,将一个质量为70kg的工人从地面匀速提升12m高,用时1min。
求:(1)爬绳机上升的速度大小。
(2)爬绳机静止在水平地面上时,与地面的接触面积大小。
(3)爬绳机对工人做功的功率大小。
【答案】(1)爬绳机上升的速度大小是0.2m/s;
(2)爬绳机静止在水平地面上时,与地面的接触面积大小是0.1m2。
(3)爬绳机对工人做功的功率大小是140W。
【解答】解:(1)爬绳机上升高度h=12m,所用时间t=1min=60s,
根据v=st可得,爬绳机上升的速度为
v=ht=12m60s=0.2m/s;
(2)爬绳机静止在水平地面上时,对地面的压力为F压=G=mg=10kg×10N/kg=100N,
爬绳机静止在水平地面上时对地面的压强为1000Pa,由p=FS可得,爬绳机与地面的接触面积为
S=F压p=100N1000Pa=0.1m2;
(3)爬绳机对工人的作用力为F=G人=m人g=70kg×10N/kg=700N,
由于工人与爬绳机相对静止,故工人上升的速度等于爬绳机的速度,则爬绳机对工人做功的功率为
P=Wt=Fht=Fv=700N×0.2m/s=140W。
答:(1)爬绳机上升的速度大小是0.2m/s;
(2)爬绳机静止在水平地面上时,与地面的接触面积大小是0.1m2。
(3)爬绳机对工人做功的功率大小是140W。
55.(2025•沈阳一模)随着科技的发展,人工智能逐渐融入我们的生活。如图(a)为一款餐饮机器人,其质量为45kg,与地面接触的面积为0.01m2。某次空载取餐过程中,该机器人在20N的驱动力作用下沿水平方向做匀速直线运动,运动的路程s随时间t的变化关系如图(b)所示。g取10N/kg。求:
(1)该机器人静止在水平地面上,空载时对地面的压强;
(2)0~5s内,机器人运动的速度;
(3)0~5s内,驱动力对该机器人所做的功。
【答案】(1)该机器人静止在水平地面上,空载时对地面的压强为4.5×104Pa;(2)0~5s内,机器人运动的速度为2m/s;
(3)0~5s内,驱动力对该机器人所做的功为200J。
【解答】解:(1)机器人的重力G=mg=55kg×10N/kg=450N;
机器人对水平地面的压力F=G=450N,
机器人对水平地面的压强p=FS=450N0.01m2=4.5×104Pa;
(2)由图b可知,0~1s内机器人通过的距离为10m,则机器人在0~5s的时间内运动的平均速度:
v=st=10m5s=2m/s;
(3)驱动力所做的功W=Fs=20N×10m=200J;
答:(1)该机器人静止在水平地面上,空载时对地面的压强为4.5×104Pa;(2)0~5s内,机器人运动的速度为2m/s;
(3)0~5s内,驱动力对该机器人所做的功为200J。
56.(2025•兴隆台区模拟)冰壶运动又称“冰上溜石”或“冰上国际象棋”,是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目,冰壶是由不含云母的花岗岩制成的,已知某个冰壶的体积为8×10﹣4m3,密度为3×103kg/m3,放在水平的冰面上,与冰面的接触面积为150cm2,g取10N/kg。试求:
(1)冰壶所受重力大小。
(2)冰壶静止时对水平冰面的压强。
(3)人将冰壶从冰面竖直匀速提起到1m的高处,人的提力对冰壶做的功。
(4)人用20N的水平推力将冰壶水平推出,冰壶在水平方向上滑行了10m,在滑行的过程中,人的推力对冰壶做的功。
【答案】(1)冰壶所受重力是24N;
(2)冰壶静止时对水平冰面的压强是1600Pa;
(3)人将冰壶从冰面竖直匀速提起到1m的高处,人的提力对冰壶做的功是24J;
(4)人用20N的水平推力将冰壶水平推出,冰壶在水平方向上滑行了10m,在滑行的过程中,人的推力对冰壶做的功是0J。
【解答】解:(1)冰壶的质量m=ρV=3×103kg/m3×8×10﹣4m3=2.4kg
冰壶所受重力大小G=mg=2.4kg×10N/kg=24N;
(2)冰壶静止时对水平冰面的压力F=G=24N,
冰壶静止时对水平冰面的压强p=FS=24N150×10-4m2=1600Pa;
(3)人将冰壶从冰面竖直匀速提起到1m的高处,人的提力F提=G=24N,
人的提力对冰壶做的功W=F提s=24N×1m=24J;
(4)人用20N的水平推力将冰壶水平推出,冰壶在水平方向上滑行了10m,在滑行的过程中,冰壶没有受到推力,推力做功为0J。
答:(1)冰壶所受重力是24N;
(2)冰壶静止时对水平冰面的压强是1600Pa;
(3)人将冰壶从冰面竖直匀速提起到1m的高处,人的提力对冰壶做的功是24J;
(4)人用20N的水平推力将冰壶水平推出,冰壶在水平方向上滑行了10m,在滑行的过程中,人的推力对冰壶做的功是0J。
57.(2025•辽宁一模)如图所示,长城汽车是我国自主品牌,长城出品的坦克500越野车备受国内外爱车人士的喜欢。该车质量为3460kg,当它以50km/h的速度匀速行驶在水平公路上,它所受阻力为车重的0.2倍(g取10N/kg),求:
(1)坦克500越野车受到的重力;
(2)当坦克500越野车停在水平地面时与地面接触总面积0.02m2,它对地面的压强;
(3)当坦克500越野车以50km/h的速度在水平公路上匀速行驶1小时,求牵引力所做的功。
【答案】(1)坦克500越野车受到的重力34600N;
(2)当它停在水平地面时与地面接触总面积0.02m2,它对地面的压强为1.73×106Pa;
(3)牵引力所做的功为3.46×108J。
【解答】解:(1)坦克500越野车受到的重力G=mg=3460kg×10N/kg=3.46×104N;
(2)当它静止在水平地面时,它对地面的压力等于重力,即F=G=3.46×104N;
车胎与地面接触总面积为S=0.02m2,坦克500越野车对水平地面的压强:p=FS=3.46×104N0.02m2=1.73×106Pa;
(3)汽车行驶距离:
s=vt=50km/h×1h=50km=50000m,
因为汽车在平直路面上匀速行驶,
汽车的牵引力F=f=0.2G=0.2×34600N=6920N,
汽车牵引力做的功:
W=Fs=6920N×50000m=3.46×108J。
答:(1)坦克500越野车受到的重力34600N;
(2)当它停在水平地面时与地面接触总面积0.02m2,它对地面的压强为1.73×106Pa;
(3)牵引力所做的功为3.46×108J。
58.(2025•铁西区模拟) 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。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)返回舱在这段时间内的平均速度为v=st=1m0.4s=2.5m/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:p=FS=GS=3×104N0.8m2=3.75×104Pa。
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。
59.(2025•皇姑区模拟)夏季经常见到洒水车在路面上洒水,给路面降温。某洒水车的部分参数如下表所示,求:
(1)装满水的洒水车对水平地面的压强(g取10N/kg);
(2)装满水的洒水车,正以12m/s的速度沿长度为12km的主干道匀速直线行驶并进行洒水作业。已知洒水车行驶过程中所受阻力为自身重力的0.1倍,求此过程中洒水车牵引力所做的功;
(3)洒水车以5m/s的速度匀速直线行驶,并按正常洒水流量开始洒水,最多可以连续洒水的路程。
【答案】(1)装满水的洒水车对水平地面的压强为4×105Pa;
(2)此过程中洒水车牵引力所做的功为2.88×108J;
(3)洒水车以5m/s的速度匀速直线行驶,并按正常洒水流量开始洒水,最多可以连续洒水的路程为9000m。
【解答】解:(1)装满水的洒水车对水平地面的压力等于自身重力,即F=G=mg=(20+4)×103kg×10N/kg=2.4×105N,
装满水的洒水车对水平地面的压强:p=FS=2.4×105N0.6m2=4×105Pa;
(2)车受到的阻力:f=0.1G=0.1×2.4×105N=2.4×104N,
洒水车以12m/s的速度沿长度为12km的主干道匀速直线行驶时,处于平衡状态,则牵引力F牵=f=2.4×104N,
则牵引力做的功:W=F牵s=2.4×104N×12000m=2.88×108J;
(3)按正常洒水流量开始洒水,最多可以连续洒水的时间:t=20t40t/h=0.5h=1800s,
最多可以连续洒水的路程:s=vt=5m/s×1800s=9000m。
答:(1)装满水的洒水车对水平地面的压强为4×105Pa;
(2)此过程中洒水车牵引力所做的功为2.88×108J;
(3)洒水车以5m/s的速度匀速直线行驶,并按正常洒水流量开始洒水,最多可以连续洒水的路程为9000m。
60.(2025•兴隆台区校级二模)劳动节假期期间,也子一家驾驶汽车去仁风采摘富硒西瓜,全程大约30km,行驶过程中看到了如图所示的标志牌。已知车和人的总质量为1.5×103kg,轮胎与地面接触总面积为600cm2,汽车在行驶过程中受到的牵引力为1500N。(g=10N/kg)求:
(1)在遵守交通法规的前提下,从标志牌到仁风至少多长时间?
(2)汽车静止时对水平地面的压强;
(3)从标志牌处到仁风这段时间内牵引力做功的功率。
【答案】(1)在遵守交通法规的前提下,从标志牌到仁风至少需要0.3h;
(2)汽车静止时对水平地面的压强为2.5×105Pa;
(3)从标志牌处到仁风这段时间内牵引力做功的功率为2.5×104W。
【解答】解:(1)由图可知,从标志牌到仁风的路程中,允许的最大速度:v=60km/h,路程为s=18km,
则从标志牌到仁风的最短时间:t=sv=18km60km/h=0.3h;
(2)汽车静止时对水平地面的压力等于车的总重力,即:
F=G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N,
汽车静止时对水平地面的压强:p=FS=1.5×104N600×10-4m2=2.5×105Pa;
(3)根据P=Wt=Fst=Fv可得,牵引力做功的功率:
P=F牵v=1500N×603.6m/s=2.5×104W。
答:(1)在遵守交通法规的前提下,从标志牌到仁风至少需要0.3h;
(2)汽车静止时对水平地面的压强为2.5×105Pa;
(3)从标志牌处到仁风这段时间内牵引力做功的功率为2.5×104W。自身重力
履带总触地面积
500N
200cm2
项目
数值
空载质量/t
4
满载装水量/t
20
满载时车轮与地面总接触面积/m2
0.6
正常洒水流量/(t/h)
40
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
D
C
D
C
C
D
D
A
A
B
C
题号
12
13
14
15
16
17
18
答案
C
A
D
B
C
A
C
题号
19
20
21
22
23
24
25
答案
ABC
BD
AC
ABD
ABC
AC
AB
自身重力
履带总触地面积
500N
200cm2
项目
数值
空载质量/t
4
满载装水量/t
20
满载时车轮与地面总接触面积/m2
0.6
正常洒水流量/(t/h)
40
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