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    中考物理专题训练 考点13:功和功率
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    中考物理专题训练 考点13:功和功率

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    一、选择题
    1. (广西柳州,1,3)下列四组数据给出了四个力做功与做功所用的时间,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】依据功率公式可知,,,,
    2. (河南省,题号13,分值2)(双选)如图7所示,水平木板上有甲、乙两个木块,甲的质量大于乙的质量。两木块下表面的粗糙程度相同。甲、乙分别在水平拉力F1和F2的作用下,以相同速度匀速直线运动了相同时间,下列说法中正确的是( )

    A. F1大于F2
    B. F1比F2做功多
    C. F2比F1的功率大
    D. 甲的重力做功较多
    【答案】AB
    【解析】滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关,甲对桌面的压力大于乙对桌面的压力,甲的摩擦力大于乙,因为匀速运动,拉力与摩擦力相同,所以A正确;因为速度相同,时间相同,运动距离相同,因为公式W=Fs,F1大于F2,则F1做的功多,所以B正确;根据P=W/t,时间相同时,F1做功多,故F1的功率大于F2的功率,C错误;重力与运动方向垂直,重力不做功,D错误。

    3. (辽宁省抚顺,第7题,2分)


    【答案】D
    【解析】车轮上的花纹是通过使接触面粗糙的方法增大摩擦的,故A错误;小刚对平衡车的压力和地面对平衡车的支持力不是作用在同一条直线上,因而不是一对平衡力,故B错误;平衡车工作时,将电能主要转化为机械能,还有一部分克服摩擦阻力做功,转化为内能,故C错误;行驶过程中,平衡车在水平方向运动,而支持力是竖直方向的,因而支持力没有做功,故D正确。

    4. (山东德州,11,3) 两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的路程(s)一时间(t)图象如图所示,根据图象,下列判断正确的是( )

    A.两次物体运动的速度:v1<v2
    B.两次物体所受的拉力:F1>F2
    C.0﹣6s两次拉力对物体所做的功:W1>W2
    D.0﹣6s两次拉力对物体做功的功率:P1<P2
    【答案】C
    【思路分析】(1)比较相同时间内物体两次通过的路程,或者比较物体通过相同路程两次所用时间得出速度的大小;
    (2)根据力的平衡和摩擦力大小的影响因素分析两次物体所受的拉力的大小;
    (3)从图中得出0﹣6s物体两次通过的路程的大小关系,然后利用W=Fs分析两次拉力对物体所做的功的大小;
    (4)知道做功大小,利用P=分析两次拉力对物体做功的功率大小。
    【解题过程】解:
    A、由图象可知,在相同时间内,物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程,所以v1>v2;故A错误;
    B、同一物体,则重力相等,对水平面的压力相等;同一水平面上,则接触面的粗糙程度相同,故两次拉动物体时,物体受到的摩擦力相等;由于物体做匀速直线运动,说明物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以,两次物体所受的拉力:F1=F2=f;故B错误;
    C、由图象可知,0~6s物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程,又知两次拉力相等,根据W=Fs可知,0~6s两次拉力对物体所做的功:W1>W2;故C正确;
    D、0~6s,时间相同,且W1>W2;根据P=可知,0~6s两次拉力对物体做功的功率:P1>P2;故D错误。
    故选:C。

    5. (山东青岛,12,3)在相同的水平地面上,用水平力F匀速推动重为G的箱子,移动距离S.下列说法正确的是( )
    A.箱子受到的推力和摩擦力是一对平衡力
    B.在此过程中重力做功为Gs
    C.若撤去推力,箱子仍向前滑行,则滑行过程中摩擦力小于F
    D.若水平推力改为2F,仍使箱子移动距离s,则推力做功为2Fs
    【答案】AD
    【思路分析】(1)二力平衡的条件:作用在同一物体的两个力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上;
    (2)做功必须符合两个必要条件:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离;
    (3)滑动摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度有关;
    (4)根据功的公式分析。
    【解题过程】解:
    A、在水平地面上匀速推动箱子(箱子处于平衡状态),则箱子所受的推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,即f=F,故A正确;
    B、箱子在水平地面上运动,没有在重力方向上通过距离,所以重力不做功,故B错误;
    C、若撤去推力,箱子仍向前滑行,压力和接触面的粗糙程度没有改变,摩擦力大小不变,仍然等于F,故C错误;
    D、若水平推力改为2F,仍使箱子移动距离s,则推力做功为:W=2Fs,故D正确。
    故选:AD。

    6.(山东枣庄,8,2) 妈妈与小明进行爬山比赛,他们选择的起点、路径和终点都相同,全程设为匀速运动,妈妈的体重是小明的2倍,妈妈所用的时间是小明的3倍,若妈妈克服自身重力做功为W1、功率为P1,小明克服自身重力做功为W2、功率为P2,则下列关系正确的是( )
    A.W1:W2=2:1 P1:P2=6:1 B.W1:W2=2:3 P1:P2=2:1
    C.W1:W2=2:1 P1:P2=3:2 D.W1:W2=2:1 P1:P2=2:3
    【答案】D
    【思路分析】(1)爬山比赛过程中,两人爬山的高度相同,根据W=Gh求出做功之比;
    (2)根据P=求出功率之比。
    【解题过程】解:
    由题可知,妈妈与小明爬山的高度相同,妈妈的体重是小明的2倍,妈妈所用的时间是小明的3倍,
    由W=Gh可得,妈妈和小明克服重力做功之比:===;
    由P=可得,妈妈和小明克服重力做功的功率之比:==×=×=,故D正确。
    故选:D。

    7. (山东淄博,第11题,2分)

    【答案】A
    【解析】本题考查简单机械和功相关知识。斜面越平缓越省力,F1<F2;在不考虑摩擦的情况下,Fl=Gh,两边做功相同,时间也相同,故P1=P2.A选项正确,B、C、D 错误。

    8. (天津,5,3) 中国选手张湘祥在奥运会上获得男子举重62kg级冠军,挺举成绩是176kg,图为他比赛时的照片。他在挺举过程中对杠铃做的功最接近( )

    A.600J B.1200J C.1800J D.3400J

    【答案】D
    【解析】根据G=mg求出杠铃的重力,估测出举高的高度,根据W=Gh求出对杠铃做的功。解:杠铃的重力:
    G=mg=176kg×10N/kg=1760N,
    张湘祥的身高约为1.60m;
    在挺举过程中把杠铃举高的高度为张湘祥的身高加上0.4m,即:
    h=1.60m+0.4=2.0m,
    在挺举过程中对杠铃做的功:
    W=Gh=1760N×2.0m=3520J。
    故选:D。

    9.(绥化市,5,2分)

    【答案】D
    【解析】某同学背着书包在水平路面上行走时,对书包的力竖直向上,运动的方向水平,在力的方向上没有移动距离,他对书包没有做功,故A不正确;举重远动员举着杠铃静止不动时,运动员没有对杠铃做功,故B不正确;在相等时间内,物体所做的功越多,功率越大,故C不正确;功率是表示做功快慢的物理量,物体做功越快,功率越大,故D正确.

    10. (湖北省孝感市,题号6,分值3)

    【答案】B。
    【解析】用机械可以省力,但是省力时要克服机械的摩擦等做额外功,所以不可以省功,选项A错误;尘土飞扬是力改变物体的运动状态,选项B正确;安全带是防止汽车紧急刹车时,车由运动变为静止,人由于惯性保持原来的运动状态继续向前运动,安全使人的上半身与车固定在一起,避免因惯性带来的危害;选项C错误;刮大风时窗外的风流速大,压强小,小于室内的气压,所以窗户会被向外推,选项D错误。故选B。

    11. (江苏省苏州市,题号2,分值2)

    【答案】A
    【解析】头发丝的直径约为,故A合理;人体的正常体温约37℃,故B不合理;中学生的体重约500N,故C不合理;通常人骑自行车时的功率约80W,故D不合理。

    12. (江苏省徐州市,第10题,2分)10.一辆汽车在平直公路上沿直线向前行驶,途中经过一段泥泞路面,如果汽车发动机的功率始终保持不变,则汽车行驶路程s随时间t的变化关系可能是

    【答案】D
    【解析】由功率的计算公式和速度的计算公式可知,功率P保持不变,牵引力与速度成反比;经过泥泞路面时,牵引力增大,速度减小;路程s与时间t成正比,即路程s承受时间t的增大而增大,但经过泥泞路面时,速度减小,分析图像可知,正确答案是D。

    13. (辽宁省辽阳市,第10题,3分)

    【答案】BD
    【解析】篮球出手后能继续上升,是由于惯性,要保持原来的运动状态;惯性不是一种作用,故A错误;声音可以在固体、液体和气体中传播,运动员听到观众的呐喊声,是通过空气传来的,故B正确;篮球离开手后,在空中运动的过程中,不再受到手对它的作用力,因而手对篮球不做功,故C错误;用力击球,手对球有力的作用;手感到疼,是球对手有力的作用,说明物体间力的作用是相互的,故D正确。

    14. (广东省广州,7,3分)如图6所示,OQ是水平地面,物体在水平拉力作用下,从O匀速直线运动到Q,OP端拉力F1为300N,F1做的功为W1,功率为P1,PQ段拉力F2为200N,F2做的功为W2,功率为P2,则( )
    A .W1>W2 B. W1P2 D P1
    【答案】C
    【解析】OP段F1做的功W1=F1L1=300N×4m=1200J,PQ段F2做的功W2=F2L2=200N×6m=1200J,故W1=W2;
    根据功率的计算公式P1=F1V1,P2=F2V2,V1=V2,F1>F2,所以P1>P2,故选C。
    15.(江苏连云港,6,2分) 如图所示,一物块从光滑斜面上A点由静止滑下,B为斜面AC的中点, 设物块在AB段重力做功为W1,重力的功率为P1;在BC段重力做功为W2 , 重力的功率为P2, 则下列关系正确的是( )

    A. W1> W2 P1>P2 B. W1 =W2 P1=P2
    C. W1= W2 P1 【答案】C
    【解析】本题主要考查速度、功的计算、功率的计算;物体从光滑斜面上滑下的时,从A到B与从C到D重力在竖直方向上移过的距离相等,所以重力做功相同,但在光滑斜面上物体向下移动过程中速度越来越快,所以CD段速度要大于AB段速度故重力做功相同,但是CD段重力的功率大于AB段重力的功率。故选C。

    16. (江苏省盐城市,题号7,分值2)将掉在地面上的一本物理书捡起来放在课桌上,人对物理书做的功最接近于( )
    A.0.02J B.0.2J C.2J D.20J
    【答案】C
    【解析】一本物理课本的重力约3N,桌面的高度约0.7m,根据功的公式得到将掉在地面上的一本物理书捡起来放在课桌上,人对物理书做的功为:,选项C正确;选项ABD错误。故选C。
    17. (湖南省邵阳市,2,2分)今年我市的中考体育测试,小明同学对有关数据的估测,最接近实际情况的是
    A.1000m跑的成绩是20s B.跳绳的功率是80w
    C.立定跳远成绩是10m D.跑完1000m后心跳是每秒20次
    【答案】B
    【解析】A、1000m跑的成绩大约是200s,20s不符合题意,故A错误;B、初中生题中大约是500N,跳绳的高度大约5cm,1min内跳120次,跳一次0.5s,所以,所以B符合题意;C、立定跳远大概为2m左右,10m不符合题意,故C错误;D、正常人平静的时候心跳每分钟75次左右,跑完1000m,心跳加快,但是也不会达到每分钟20×60=1200次,故D错误,因此选B。

    18.(长沙,26,3分)下列关于功的说法正确的是( )
    A.小明用力推发生故障的汽车而未推动时,推力对汽车做了功
    B.吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时,吊车的拉力对重物做了功
    C.足球在水平店面上滚动一段距离时,重力对足球做了功
    D.举重运动员从地面将杠铃举起的过程中,举重运动员对杠铃做了功
    【答案】D
    【解析】小明用力推发生故障的汽车而未推动时,有力无距离,力没有对物体做功,故A不正确;吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时拉力沿竖直方向,运动为水平方向,力与运动方向垂直,吊车的拉力对重物没有做功,故B正确;足球在水平店面上滚动一段距离时,重力方向竖直方向,运动为水平方向,力与运动方向垂直,重力对足球没有做功,故C不正确;举重运动员从地面将杠铃举起的过程中,有力且在力的方向上移动了距离,举重运动员对杠铃做了功,故D正确.

    19.(湖南省常德市,题号12,分值3)第21界足球世界杯已于年6月14日在俄罗斯莫斯科拉开帷幕。在足球赛场上涉及很多物理知识,下列说法中正确的是( )
    A.踢出的足球在场地上慢慢停下来是因为受到了摩擦力的作用
    B.足球在空中下落过程中,动能转化为重力势能
    C.静止在场地上的足球受到的重力和它对地面的压力是一对平衡力
    D.守门员将足球踢出,守门员没有对足球做功
    【答案】A
    【解析】踢出的足球在场地上慢慢停下来是因为受到了地面对足球的摩擦力的作用,选项A正确;足球在空中下落过程中,重力势能转化为动能,选项B错误;静止在地上的足球受到的重力和地面对足球的支持力是一对平衡力,选项C错误;守门员将足球踢出,触球的时间很短,但也移动了距离,所以守门员对足球做了功,选项D错误。故选A。


    二、填空题
    1. (山东临沂,28,2) 新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜爱。小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上匀速行驶12km,用时10min。已知该车的总质量为1.6×103kg,行驶中阻力为车重的0.05倍,此过程中该车牵引力做功 J,功率为 kW.(g=10N/kg)
    【答案】9.6×106;16
    【思路分析】根据行驶中阻力为车重的0.05倍求出阻力;由于车做匀速直线运动,则牵引力等于阻力;根据W=Fs求出功的大小,根据P=求出功率。
    【解题过程】解:由于车做匀速直线运动,则牵引力等于阻力,则牵引力:
    F=f=0.05G=0.05mg=0.05×1.6×103kg×10N/kg=800N;
    汽车做的功为:W=Fs=800N×12000m=9.6×106J;
    汽车的功率为:P===16000W=16kW;
    故答案为:9.6×106;16。

    2. (云南省,第18题,2分)

    【答案】变速 400
    【解析】由图丙可知,1—3s木箱的速度逐渐增大,因而做的是变速运动;3—5s推力对木箱做的功:。
    3. (四川省德阳市,34,4分)
    如图所示的铁块重力G=4N,被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上,当他在竖直方向上拉力F=6N的作用下向上运动, 则铁块受到的摩擦力为___N.铁块此时速度v与时间t的关系图象如图乙所示, 4s内拉力F做的功是___J。

    【答案 】2;4.8。
    【解析】(1)处于平衡状态的物体受平衡力作用,即大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用在一个物体上;
    (2)从图乙中读出铁块运动的速度,利用速度公式求出通过的路程,再利用W=Fs计算4s内拉力F做功。
    (1)由乙图可见,铁块在竖直方向上运动时,速度保持不变,因此铁块做匀速直线运动,铁块受到平衡力的作用。
    在竖直方向上受到竖直向下的重力G、竖直向下的摩擦力f和竖直向上的拉力F,
    根据平衡力的特点,故铁块受到摩擦力大小f=F-G=6N-4N=2N。
    (2)铁块在4s内升高的距离s=vt=0.2m/s×4s=0.8m,
    因此拉力F做的功W=Fs=6N×0.8m=4.8J。

    4. (山东临沂,题号28,分值2分) 新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜爱。小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上匀速行驶12km,用时10min。已知该车的总质量为1.6×103kg,行驶中阻力为车的0.05倍,此过程中该车牵引力做功____ J,功率为_____ kW。(g=10N/kg)
    【答案】9.6×106;16。
    【思路分析】根据行驶中阻力为车重的0.05倍求出阻力;由于车做匀速直线运动,则牵引力等于阻力;根据W=Fs求出功的大小,根据P=求出功率。
    由于车做匀速直线运动,则牵引力等于阻力,则牵引力:
    F=f=0.05G=0.05mg=0.05×1.6×103kg×10N/kg=800N;
    汽车做的功为:W=Fs=800N×12000m=9.6×106J;
    汽车的功率为:P===16000W=16kW;

    5. (浙江省温州市,19,6分)19.年5月21日,我国成功发射了“嫦娥四号"的中继卫星 “鹊桥号”,它将成为
    “嫦娥四号”与地球间的“通信桥梁”
    (1)“鹊桥号”"质量为448千克,发射后随火箭竖直升空1000米的过程中,“鹊桥号”需克服重力做功_______________焦。
    (2)若地月间距离为3.8×105千米,电磁波速度为3×105千米/秒,在月球上发出的电磁波到达地球需____________秒。(计算结果保留1位小数)

    (3)如图是月球背面照片,其中A处是__________。
    【答案】(1)4.48×106J (2)1.3 (3)环形山
    【解析】(1)根据功的计算,需要克服重力中的功为W=Gh=4480N×1000m=4.48×106J;(2),要注意本题计算结果除不尽,需要保留一位小数;(3)环形山又叫做月坑.月坑近似于圆形,与地球上的火山口地形很相似。

    6. (四川省自贡市,题号24,分值2)如右图所示,一物体在水平向右的拉力F1作用下以3m/s的速度
    在水平地面上匀速运动了10m,拉力F1所做的功为W1,功率为P1。若该物体在水平向右的拉力F2作用下以2m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了10m,拉力F2所做的功为W2,功率为P2,则W1__W2, P1__P2(选填“>”、“<”或“=”)

    【答案】=;>。
    【解析】根据功的公式,两种情况下物体在同样的水平地面上做匀速直线运动,摩擦力一样,所以受到的拉力相等,即:,在拉力方向上通过的距离都是10m,所以两种情况下做的功也相等,即:;两种情况下所用的时间不一样,,根据功率的公式,所以有:。

    7. (四川省南充市,题号15,分值2) 在如图所示的斜面上,一工人用200N的拉力,将一重为250N的物体,从底端匀速拉到顶端,用时6s,则此过程中物体受到的拉力________斜面对物体的摩擦力(选填“大于”、“等于”、“小于”),拉力做功的功率为__________W。

    【答案】大于;100。
    【解析】工人将物体拉上去的拉力大于摩擦力;拉力所做的功为:;功率为:。

    8.(湖南省邵阳市,20,2分)如20题图所示,重10N的物体A在水平拉力F的作用下,沿水平方向以0.4 m/s的速度匀速运动了2 s,弹簧测力计的示数为 4 N,物体A所受重力做的功为_____J。

    【答案】0
    【解析】功在物理学中用力与物体在力的方向上通过距离的乘积表示。根据题意该物体
    在水平面上移动,在重力方向上通过的距离为零,因此重力做功为0.

    9.(四川省乐山市,题号31,分值2)一辆轿车以72Km/h的速度在水平路面上沿直线匀速行驶10分钟,汽车的质量为1500 kg,行驶时所受阻力为车重的0.2倍,则牵引力为 N,此时汽车的功率为 kW。
    【答案】(1)3000;(2)60。
    【解析】(1)汽车做匀速运动,处于平衡状态,由二力平衡条件得牵引力:F=f=0.2G=0.2mg=0.2×1500kg×10N/kg=3×103N;(2)汽车的速度:v=72km/h=20m/s;汽车的功率:P=Fv=3×103N×20m/s=6×104W=60kW。

    10.(浙江省绍兴市,题号30,分值8)年3月28日绍兴风情旅游新干线开通试运行。“鉴湖号”城际列车从绍兴站驶出开往上虞站,两站相距40千米,列车运营速度120千米/小时。

    (1)列车从绍兴站出发至少需要________分钟到达上虞站。
    (2)在图中旅行箱和拉杆构成的杠杆中,能表示拉力F的力臂是________。
    (3)列车牵引总功率为5152千瓦,表示的意义是________,并计算列车以运营速度匀速直线运行时所受水平阻力大小(用科学计数法表示,保留两位小数)
    【答案】(1)20;(2)L1;(3)列车每秒做功5152焦耳;1.55×105N。
    【解析】(1)列车从绍兴站出发到达上虞站需要时间t=s/v=40km/120km/h=h=20min;(2)力臂是支点到力的作用线的垂线;则能表示拉力F的力臂是L1;(3)列车牵引总功率为5152千瓦,表示的意义是列车每秒做功5152焦耳,已知v=120km/h≈33.33m/s,可得,F=P/v=5152×103W/33.33m/s=1.55×105N;因为列车以运营速度匀速直线运行,所以f=F=1.55×105N。


    三、解答题
    1. (龙东市,33,7分)


    【思路分析】(1)根据公式,求出小明家到体育广场的距离;(2)根据公式,求出小明在水平路面上骑行时,对地面的压力,根据公式,求出小明在水平路面上骑行时,对地面的压强;(3)根据平衡车做匀速直线运动时,所受阻力和动力是平衡力,求出平衡车受到的动力,再根据公式,求出小明去体育广场过程中,平衡车的动力的功率.
    【解题过程】(1)根据公式得:
    小明家到体育广场的距离:;
    (2)小明在水平路面上骑行时,对地面的压力:

    受力面积:,
    小明在水平路面上骑行时,对地面的压强:

    (3)∵电动平衡车做匀速直线运动,所受阻力和动力是平衡力,
    ∴平衡车受到的动力:,
    平衡车运动的最大速度:,
    小明去体育广场过程中,平衡车的动力的功率:


    2. (湖南省怀化市,32,9分)

    【思路分析】(1)已知航母行驶的速度与时间,根据速度的变形公式,可求出航母2小时内行驶的路程;(2)已知航母的排水量,再根据阿基米德原理知,浮力等于航母排开水的重力,可得出结果;(3)已知最大行驶速度是的功率,根据P=Fv可得此时的牵引力。
    【解题过程】(1)已知v=54km/h,t=2h
    所以2小时航母行驶的路程为S=vt=54km/h×2h=108km;
    (2)m排=6.5×104t=6.5×107kg
    根据阿基米德原理,F浮=G排水=m排水g=6.5×107kg×10N/kg=6.5×108N
    (3)方法一:
    V=54km/h=15m/s,P=1.5×105Kw=1.5×108W
    由P=Fv知,
    方法二:W=Pt=1.5×108W×2×3600s=1.08×1012J
    S=108km=1.08×105m
    所以

    3. (山东德州,26,10)我国首款大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600如图所示,该飞机蓄满水后总质量53.5t。为检测飞机性能,先后进行了模拟灭火和水面滑行测试。在灭火测试中:飞机盘悬在火场上方150m处,将所蓄水分次投下,每次投水200kg,用时20s到达地面。在水面滑行测试中:飞机在水平面上以10m/s的速度沿直线匀速滑行了60s,若飞机发动机牵引力的总功率始终保持2.5×106W.(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)

    (1)飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积;
    (2)每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率;
    (3)飞机在水面沿直线匀速滑行时,飞机所受的牵引力。


    【思路分析】(1)AG600蓄满水后静止在某湖面上时,浮力等于其总重力,根据G=mg求出,然后根据F浮=ρ水gV排求解其排开水的体积。
    (2)利用W=Gh计算每次投下的水在下落过程中重力做功,然后利用P=计算功率;
    (3)利用P===Fv计算飞机所受的牵引力。
    【解题过程】解:(1)因为AG600蓄满水后静止在水面上,
    所以飞机受到的浮力:F浮=G=mg=53.5×103kg×10N/kg=5.35×105N,
    由ρ水gV排可得,排开水的体积:
    V排===53.5m3;
    (2)每次投下的水在下落过程中重力做功:
    W=Gh=m水gh=200kg×10N/kg×150m=3×105J,
    重力做功的平均功率:
    P===1.5×104W;
    (3)飞机发动机牵引力的总功率始终保持2.5×106W,
    因为P===Fv,
    所以,飞机在水面沿直线匀速滑行时,飞机所受的牵引力:
    F===2.5×105N。
    答:(1)飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积为53.5m3;
    (2)每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率为1.5×104W;
    (3)飞机在水面沿直线匀速滑行时,飞机所受的牵引力为2.5×105N。

    4. (四川绵阳,22,12)如图所示,长L1=1m的薄壁正方体容器A放置在水平地面上,顶部有小孔C与空气相通,长L2=0.2m的正方体木块B静止在容器A底面。通过细管D缓慢向容器A内注水,直到注满容器A,木块B上浮过程中上下表面始终水平,木块B与容器A底面和顶部都不会紧密接触。已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,木块的密度ρ木=0.5×103kg/m3,g取10N/kg。求:
    (1)注水前,木块B对容器A底面的压强
    (2)木块B对容器A底面压力刚好为0时,容器A内水的深度
    (3)水注满容器后,容器A顶部对木块B的压力大小
    (4)整个过程,浮力对木块所做的功


    【思路分析】(1)根据木块的密度和体积,求出木块的质量;根据公式P=求出木块B对容器A底面的压强;
    (2)木块B对容器A底面压力刚好为0时,木块恰好处于漂浮状态,根据浮力求出木块排开的水的体积,从而求出水的深度;
    (3)水注满容器后,木块全部浸入水中,对木块受力分析,求出压力大小;
    (4)根据W=Fs求出浮力所做的功。

    【解题过程】解:(1)木块的质量为:m=ρV=0.5×103kg/m3×(0.2m)3=4kg;
    木块B对容器A底面的压强为:P=====1000Pa;
    (2)木块B对容器A底面压力刚好为0时,木块恰好处于漂浮状态,此时受到的浮力为:F浮=G=mg=4kg×10N/kg=40N;
    根据阿基米德原理可知,木块排开的水的体积为:V排===4×10﹣3m3,
    则木块浸入水中的深度即水的深度为:h===0.1m;
    (3)水注满容器后,木块全部浸入水中,木块受到竖直向下的重力、竖直向下的压力和竖直向上的浮力的共同作用;
    由阿基米德原理可知,此时木块受到的浮力为:F'浮=ρgV'排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.2m)3=80N;
    物体处于静止状态,受力平衡,则容器A顶部对木块B的压力大小为:F=F'浮﹣G=80N﹣40N=40N;
    (4)整个过程中,木块上升的高度为:s=L1﹣L2=1m﹣0.2m=0.8m;
    则浮力所做的功为:W=F浮s=40N×0.8m=32J。
    答:(1)注水前,木块B对容器A底面的压强为1000Pa;
    (2)木块B对容器A底面压力刚好为0时,容器A内水的深度为0.1m;
    (3)水注满容器后,容器A顶部对木块B的压力大小为40N;
    (4)整个过程,浮力对木块所做的功为32J。

    5. (云南省昆明市,第22题:9分)用图所示的装置将浸没在水中、质量为0.85kg的物体以0.1m/s的速度匀速提升0.2m,弹簧测力计的示数为3N,不计绳子和滑轮的重及摩擦,假设物体始终未露出水面。g 取10N/kg,(p水=1.0×103kg/m3)求:

    (1)物体受到的浮力;(2)物体的密度;(3)拉力的功率。
    【思路分析】(1)首先根据弹簧测力计的示数,计算出物体受到的拉力T;然后计算出物体的重力G=mg,最后根据F浮=G-F计算出浮力;(2)物体浸没在水中,排开水的体积等于自身的体积,利用阿基米德原理的计算公式,可计算出物体的体积V,然后利用密度的计算公式计算出物体的密度;(3)根据P=Fv计算出功率。
    【解题过程】解:(1)物体受到竖直向上的拉力为:T=2F拉=2×3N=6N;
    物体的重力为:G=mg=0.85kg×10N/kg=8.5N
    物体受到的浮力: F浮=G-T=8.5N-6N=2.5N
    (2)物体的体积:
    物体的密度:
    (3)拉力的功率:P拉=F拉V=6N×0.1m/s=0.6W。

    6.(云南省,第25题,9分)

    【思路分析】(1)已知车的质量m和车与地面的接触面积S,利用F=G=mg计算出压力,利用计算出压强;(2)已知水的深度,利用P=ρgh计算出水的压强;已知孔盖面积,利用F=pS计算出压力;(3)根据二力平衡知识、摩擦力的影响因素以及功率的推导公式P=Fv,进行分析判断。
    【解题过程】解:(1)车对水平地面的压力:
    压强: (3分 )
    (2)孔盖受到水的压强:
    压力: (3分 )
    (3)雾炮车匀速行驶,速度不变,受到平衡力的作用;不断向外喷水,质量减小,对地面的压力减小,则受到地面的摩擦力减小,牵引力减小;由可知,发动机的输出功率变小。

    7. (浙江嘉兴,13,12) 2017年12月24日,我国自主研制的最大水陆两栖飞机AG600在广东珠海首飞成功。AG600可以在地面或水上起飞和降落,20秒内可一次汲满水12吨,主要用于大型灭火和水上救援。已知飞机空载质量为41.5吨,最大巡航速度500千米/时。(g取10牛/千克)
    (1)为了使飞机获得向上的升力,机翼的上侧做成凸圆形状,而下侧成平面形状,其科学原理是 。
    (2)某次灭火演习中,AG600蓄满水后加速起飞,然后以最大巡航速度水平飞往演习火场的上空,将水箱中的水次性全部注下。下列有关说法正确的是 。
    A.用水灭火可以降低可燃物的着火点
    B.加速起飞过程中,飞机的重力势能增加
    C.飞机以最大巡航速度水平直线飞行时,飞机受到平衡力的作用
    (3)在某次水面滑行测试中,蓄有8.5吨水的飞机,在水面上以36千米/时的速度匀速直线滑行1分钟,若滑行过程中所受阻力为总重的0.5倍,则飞机的牵引力做了多少功?此时飞机的实际功率为多少?


    【思路分析】此题为力学综合题,涉及到重力、速度、功、功率公式的应用,二力平衡条件及其应用等知识,解题的关键是各种公式的熟练运用,此题难度虽然不是很大,但计算过程非常繁杂,稍一疏忽,就可能计算错误。(1)流体流速越大,压强越小;流速越小,压强越大;
    (2)灭火的原理:清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离、隔绝氧气或空气、使温度降到可燃物的着火点以下;
    重力势能大小的影响因素:质量和高度。质量越大,高度越高,重力势能越大;
    物体静止或做匀速直线运动时处于平衡条件,否则为非平衡状态;
    (3)根据飞机重力求出牵引力大小,利用W=Fs计算牵引力做功;利用P=计算功率。
    【解题过程】解:
    (1)机翼的上侧做成凸圆形状,而下侧成平面形状;空气通过机翼上表面的流速大,通过下表面的流速较小;因为机翼上方的空气流速大、压强较小,机翼下方的空气流速小、压强大,所以机翼受到一个向上的压强差,从而产生向上的升力。
    (2)A、着火点是可燃物的属性,不能降低,故A错误;
    B、飞机在加速起飞过程中,质量不变,速度增大,动能增大;高度不断增大,重力势能增大,故B正确;
    C、飞机以最大巡航速度水平直线飞行时处于平衡状态,则飞机受到平衡力的作用,故C正确;
    故选BC;
    (3)飞机飞行过程中所受阻力:
    f=0.5G总=0.5m总g=0.5(m飞机+m水)g=0.5×(41.5+8.5)×103kg×10N/kg=2.5×105N,
    因为匀速直线飞行,所以牵引力:F=f=2.5×105N,
    飞机飞行的速度:v=36km/h=36×m/s=10m/s,
    由v=得,飞机飞行的距离:s=vt=10m/s×60s=600m,
    牵引力做功:
    W=Fs=2.5×105N×600m=1.5×108J,
    飞机的实际功率:
    P===2.5×106W。
    故答案为:(1)气体的流速越大,压强越小;
    (2)BC;
    (3)飞机牵引力做功1.5×108J,功率是2.5×106W。


    8. (湖北咸宁,21,6) 如图所示为我国自主研制、世界最大的水陆两柄飞机AG﹣600,它的最大起飞质量为53.5吨,最大航程可达5500公里;该飞机发动机的总功率约为15MW,其最大巡航速度为500km/h;其一次可最大汲水12吨,对森林防火具有很高的价值。请求:
    (1)该飞机以最大起飞质量静止漂浮在水面上时,所受的浮力为 N;它一次最大汲水的体积为 m3。
    (2)AG﹣600从海南三亚出发,飞越过西沙、南沙,绕过我国最南端的曾母暗沙,再返回原地的总航程约为3600km,如巡航时间为8小时,该飞机这次巡航的平均速度为多少?当其保持15MW的功率以此速度水平飞行时,受到向前的推力多大?

    【思路分析】(1)根据漂浮条件即可求出所受的浮力;利用V=求出水的体积;
    (2)根据v=即可求出速度;根据P===Fv计算出飞行时向前的推力。
    【解题过程】解:(1)该飞机以最大起飞质量静止漂浮在水面上时,根据漂浮条件可知:
    F浮=G=mg=53.5×103kg×10N/kg=5.35×105N,
    由ρ=可得:
    水的体积V===12m3;
    (2)飞机飞行速度v===450km/h=125m/s;
    该飞机发动机的总功率:P=15MW=1.5×107W,
    由P===Fv可得:
    推力F===1.2×105N。
    答:(1)5.35×105N;12。
    (2)该飞机这次巡航的平均速度为450km/h;当其保持15MW的功率以此速度水平飞行时,受到向前的推力为1.2×105N。

    9.(湖南岳阳,22,9)“沙场点兵,扬我军威”。2017年8月1日,习近平总书记在朱日和军事基地乘坐检阅车对三军将士进行检阅。某检阅车质量为2400kg,在600s内沿水平方向匀速前进了3000m,牵引力大小为2000N.求
    (1)检阅车的重力(g=10N/kg)
    (2)检阅车的速度
    (3)牵引力的功率

    【思路分析】考查了重力公式、速度公式和功率公式的应用,第三问也可以分步计算:先利用W=Fs求检阅车牵引力做的功,再利用P=求牵引力的功率。(1)知道检阅车的质量,利用G=mg求其重力;(2)利用速度公式v=求检阅车的速度;(3)利用P===Fv求牵引力的功率。
    【解题过程】解:
    (1)检阅车的重力:
    G=mg=2400kg×10N/kg=24000N;
    (2)检阅车的速度:
    v===5m/s;
    (3)牵引力的功率:
    P===Fv=2000N×5m/s=10000W=10kW。
    答:(1)检阅车的重力为24000N;
    (2)检阅车的速度为5m/s;
    (3)牵引力的功率10kW。
    10. (福建B卷,31,6)航天迷小伟利用自降落伞模拟返回舱的降落过程。将带有降落伞的重物从高处释放,速度增大至10m/s时打开降落伞,重物开始减速下落。重物从释放到落地共用时4s,其v﹣t图象如图所示,落地前最后2s重物的运动可视为匀速运动。打开降落伞后,降落伞和重物受到的空气阻力f与速度V满足关系f=kv2,k为定值。降落伞和重物的总质量为7.5kg,g取10N/kg:求:
    (1)落地前最后2s降落伞和重物的总重力的功率;
    (2)刚开始减速时降落伞和重物受到的合外力大小。

    【思路分析】(1)根据G=mg算出降落伞和重物的总重力,根据P===Gv算出落地前最后2s降落伞和重物的总重力的功率;
    (2)根据匀速下落时阻力等于重力和f=kv2算出k的值;再根据f=kv2再算出开始减速时降落伞所受的阻力,最后求合力。
    【解题过程】解:
    (1)降落伞和重物的总重力:G=mg=7.5kg×10N/kg=75N;
    由图象可知,落地前最后2s处于匀速直线运动,速度为5m/s,
    落地前最后2s降落伞和重物的总重力的功率:P===Gv=75N×5m/s=375W;
    (2)匀速直线下落时,处于平衡状态,所受重力和阻力是一对平衡力,大小相等,即f=G=75N;
    又因为f=kv2,
    所以f1=kv12=G=75N,
    则k===3N•s2/m2;
    刚开始减速时,降落伞和重物受到的阻力:f2=kv22=3N•s2/m2×(10m/s)2=300N;
    因阻力f2和重力G的方向相反,
    所以,刚开始减速时降落伞和重物受到的合外力大小:F=f2﹣G=300N﹣75N=225N。
    答:(1)落地前最后2s降落伞和重物的总重力的功率为375W;
    (2)刚开始减速时降落伞和重物受到的合外力大小为225N。

    11. (广西北部湾,29,6) 如图是一款新研发的机器人。若机器人重为15N,与地面的接触面积是1×10﹣3m2,牵引力大小是I0N、机器人在水平地面上沿直线行走l0m,用时100s。求:
    (1)机器人行走的平均速度;
    (2)机器人牵引力做的功;
    (3)机器人静止时对水平面的压强。

    【思路分析】(1)利用速度公式求机器人行走的平均速度;
    (2)利用W=Fs求机器人牵引力做的功;
    (3)机器人静止时对水平面的压力等于自身重力,知道受力面积,利用p=求对地面的压强。
    【解题过程】解:
    (1)机器人行走的平均速度:
    v===0.1m/s;
    (2)机器人牵引力做的功:
    W=Fs=10N×10m=100J;
    (3)机器人静止时对水平面的压力:
    F=G=15N,
    受力面积S=1×103m2,
    对地面的压强:
    p===1.5×104Pa。
    答:(1)机器人行走的平均速度为0.1m/s;
    (2)机器人牵引力做的功为100J;
    (3)机器人静止时对水平面的压强为1.5×104Pa。

    12. (湖北荆门,20,6)一辆质量2t的汽车,在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动,经l5s运动200m恰好达到最大速度,接着匀速运动25s关闭发动机,滑行100m停下。其ν﹣t图象如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍,求:
    (1)整个过程中发动机做的功;
    (2)汽车的最大速度ν最大
    (3)全程中汽车的平均速度ν。

    【思路分析】(1)根据P=求出发动机做的功;
    (2)根据f=0.2G求出汽车受到的阻力,因为匀速运动,所以牵引力等于阻力,根据P===Fv求出汽车的最大速度;
    (3)根据v=求出匀速运动的路程,然后根据v=求出平均速度。
    【解题过程】解:
    (1)由题意可知,整个过程中发动机的工作时间:t=15s+25s=40s,
    由P=可得,整个过程中发动机做的功:W=Pt=80×103W×40s=3.2×106J;
    (2)汽车的重力:G=mg=2000kg×10N/kg=2×104N,
    由题意和图象可知,15﹣40s汽车的速度最大且做匀速直线运动,
    根据二力平衡条件和题意可得,汽车匀速运动时的牵引力:F=f=0.2G=0.2×2×104N=4000N,
    由P===Fv可得,汽车的最大速度:v最大===20m/s;
    (3)由v=可得,匀速运动的路程:s2=ν最大t2=20m/s×25s=500m,
    由图象可知,滑行100m用的时间t3=10s,
    则全程中汽车的平均速度:ν====16m/s。
    答:(1)整个过程中发动机做的功为3.2×106J;
    (2)汽车的最大速度为20m/s;
    (3)全程中汽车的平均速度为16m/s。

    13. (江苏泰州,24,6) 如图是一台火灾现场侦察、灭火的消防机器人,其质量为600kg,履带与地面接触的总面积为0.5m2,以3m/s的速度在水平地面沿直线匀速前进了1min,行驶时所受阻力为自重的0.02倍(g取10N/kg)。求:
    (1)消防机器人在1min内通过的路程。
    (2)消防机器人静止在水平地面时,对地面产生的压强。
    (3)在水平地面匀速直线前进的过程中,消防机器人牵引力做功的功率。

    【思路分析】(1)根据v=算出消防机器人在1min内通过的路程;
    (2)水平面上的物体,对水平面的压力大小与物体本身的重力相等,由p=求解;
    (3)匀速直线运动的物体,牵引力与所受阻力为一对平衡力,大小相等,根据P===Fv求得消防机器人牵引力做功的功率。
    【解题过程】解:
    (1)由v=得,消防机器人在1min内通过的路程:
    s=vt=3m/s×60s=180m;
    (2)机器人对地面的压力:
    F=G=mg=600kg×10N/kg=6000N,
    它对地面的压强:
    p===1.2×104Pa;
    (3)因为机器人做匀速直线运动,
    所以小车的牵引力:F=f=0.02G=0.02×6000N=120N,
    消防机器人牵引力做功的功率:
    P===Fv=120N×3m/s=360W。
    (1)消防机器人在1min内通过的路程为180m。
    (2)消防机器人静止在水平地面时,对地面产生的压强为1.2×104pa;
    (3)在水平地面匀速直线前进的过程中,消防机器人牵引力做功的功率为360W。

    14. (四川成都,25,6) 成都IE在大力发展包括无人机在内的高新技术产业。快递行业的一些公司积极尝试无人机送货,如图所示。一架无人机载着货物沿竖直方向匀速上升5m,该货物质量为3.6kg、体枳为2.4×10﹣3m3.求:(1)货物的密度;(2)提升货物所做的功。

    【思路分析】(1)利用密度公式计算货物的密度;
    (2)根据W=Gh=mgh可求得提升货物所做的功。
    【解题过程】解:(1)货物的密度:
    ρ===1.5×103kg/m3;
    (2)提升货物所做的功:
    W=Gh=mgh=3.6kg×10N/kg×5m=180J。
    答:(1)货物的密度1.5×103kg/m3;
    (2)提升货物所做的功为180J

    15. (江苏连云港,22,9分)如图所示,水平地面上有一个扫地机器人,它通过安装在身体底部的三个轮子与地面接触,清扫中利用软毛刷和吸气孔收集灰尘,遇到障碍物能够自动改变方向继续行进某次机器人开始扫地1min后遇到障碍原地旋转20s,然后继续扫地2min,总行驶路程为36m.已知机器人质量为3.8kg,圆形身体半径为0.2m,三个轮子与地面接触的总有效面积为2x10-4m2,行进中受地面的摩擦阻力大小恒为10N,忽略灰尘质量、毛刷支撑以及气流的影响,取g =10N/kg.求:
    (1)机器,人清扫工作中对地面的压强;
    (2)机器人在本次清扫工作中的平均速度;
    (3)若机器人某段时间以0.5m/s的速度做勻速直线运动,计算机器人该
    段时间内牵引力的功率,
    【思路分析】在水平地面上,压力等于重力有受力面积可以求出对地的压强;计算平均速度,只要找到总路程总时间,利用速度公式即可求出平均速度;计算机器人的功率,借助功率公式找出牵引力的大小,以及牵引力移动的速度即可求出牵引力功率。
    【解题过程】(1)机器,人清扫工作中对地面的压强
    (2)机器人在本次清扫工作中的平均速度;

    (3)匀速运动时牵引力等于阻力F=f=10N
    牵引力的功率
    16. (四川省广安市,题号27,分值4)空难事故发生后,为了找到事故原因,救援人员到现场后,总会寻找被誉为“空难见证人”的黑匣子。某架飞机的黑匣子质量30kg,是一个长0.5m,宽0.1m,高0.2m的长方体,现沉在距海面30m的海底(黑匣子未与海底紧密接触),搜救人员将其匀速托出海面后依然完好,为破解事故真相提供了最有力的证据。根据以上信息请计算 (P海水近似取1.0×103kg/m3,g取10N/kg):
    (1)黑匣子在海底时下表面受海水的压强是多少?
    (2)黑匣子在海水中浸没时受到的浮力是多大?
    (3)搜救人员在海水中托起黑匣子上升到上表面与海平面相平做了多少功?
    【思路分析】(1)根据液体的压强公式计算压强;(2)根据阿基米德原理计算黑匣子受到的浮力;(3)根据功的公式计算所做的功。
    【解题过程】(1)黑匣子在海底时下表面受海水的压强是:;
    (2)黑匣子的体积为:;在海水中浸没时受到的浮力为:

    (3)搜救人员在海水中托起黑匣子时所用的托力为:;
    托力所做的功为:。
    17.(四川省内江市,25题,7分)步行是一种简易方便的健身运动,人正常步行时,步距(指步行一步的距离)变化不大,步距还可作为身体上的一把“尺子”。小东测出自己的步距为0.5 m,他正常步行1min走了180步。小东根据自己的腿长和步距画出了如图所示的步行示意图,对步行时重心的变化进行了分析,当两脚一前一后着地时重心降低,而单脚着地迈步时重心升高,因此每走一步都要克服重力做功。(已知小东的腿长是65cm,质量是50kg) (g取10N/kg)求:








    (1)小东正常步行的速度是多少?
    (2)小东每走一步克服重力所做的功是多少?
    (3)小东正常步行克服重力做功的功率是多少?

    【思路分析】(1)已知步距和步数,即可算出距离,然后利用速度公式计算平均速度;
    (2)利用三角函数知识计算出每走一步重心上升的高度h,然后利用W=Gh进行计算;
    (3)求出步行一步所用的时间,然后利用公式P=算出克服重力做功的功率。
    【解题过程】(1)小东步行180步的路程s=0.5m×180=90m
    他步行的速度v=1.5m/s
    (2)小东走一步时重心上升的高度h=65cm-cm=5cm=0.05m
    小东走一步克服重力所做的功W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×0.05m=25J
    (3)小东走一步所用的时间为30s
    小东正常步行克服重力做功的功率为P=75W

    18. (重庆(B卷),19,8分)如图所示,是我市著名民营企业生产的力帆100E型电动微型轿车.轿车载着乘客在水平公路上匀速直线行驶1 min所通过的路程为720 m.已知轿车总质量m= 600 kg.受到的阻力f大小恒为轿车总重的0.1倍,轮胎与路面接触的总面积S=3×10-2m2.求:

    (1)轿车行驶的速度大小.
    (2)轿车对路面产生的压强.
    (3)牵引力对轿车做功的功率.
    【思路分析】(1)根据公式,求出轿车行驶的速度大小;(2)根据公式,求出轿车的总重力,轿车对地面的压力等于轿车的总重力,再根据公式,求出轿车对路面产生的压强;(3)根据轿车在水平公路上做匀速直线运动,所受阻力和牵引力是平衡力,求出轿车受到的牵引力,根据公式,求出牵引力对轿车做功的功率.
    【解题过程】(1)轿车行驶的速度:;
    (2)轿车总重力:,
    轿车对路面的压力:,
    轿车对路面产生的压强:;
    (3)∵轿车在水平公路上做匀速直线运动,所受阻力和牵引力是平衡力,
    ∴轿车受到的牵引力:,
    牵引力对轿车做功的功率:.

    19.(浙江省金华市,32题,8分)无人机以高分辨率高速摄像机、轻型光学相机、激光扫描仪等设备获取信息,广泛应用在航拍、交通等领域。如图为某型号无人机,整机质量2千克,停放时与水平地面总接触面积0.002米2,摄像机拍摄速度11000帧/秒。在轿车限速120千米/时的某高速公路上,交警利用该无人机进行道路通行情况实时监测。
    (1)无人机停放在水平地面时,对地面产生的压强 帕;
    (2)无人机竖直向上爬升60米的过程中克服重力做了多少功?
    (3)无人机在某轿车通行0.6米的过程中拍摄220帧,通过计算判断该轿车是否超速。
    【思路分析】(1)根据压强的计算公式,要求无人机停放在水平地面的压强,在题目中已经给出受力面积的情况下,只需求出无人机对地面的压力,而无人机对地面的压力等于无人机的重力,根据G=mg便可计算 ;(2)根据功的计算公式可得,克服重力做功W=Gh,将G和h数据带入即可计算出结果;(3)要判断轿车是否超速,就需要根据公式计算轿车的速度,与限速120千米/时做比较,在已知路程的情况下,需要计算拍摄220帧所用的时间,由于摄像机拍摄速度11000帧/秒,故拍摄220帧所用的时间由t=220帧/(11000帧/秒)求出。
    【解题过程】(1)无人机停放在水平地面时,对地面的压力F=G=mg=2kg×10N/ kg =20N
    对地面产生的压强
    (2))无人机竖直向上爬升60米的过程中克服重力做的功W=Gh=20N×60m=1200J
    (3)无人机在某轿车通行0.6米的过程中所用的时间t=220帧/(11000帧/s)=0.02s
    轿车的行驶速度
    因为108km/h<120120km/h,所以不超速

    20. (浙江省舟山市,13题,12分) 2017年12月24日,我国自主研制的最大水陆两栖飞机AG600在广东珠海首飞成功。AG600可以在地面或水上起飞和降落,20秒内可一次汲满水12吨,主要用于大型灭火和水上救援。已知飞机空载质量为41.5吨,最大巡航速度500千米/时。(g取10牛/千克)
    (1)为了使飞机获得向上的升力,机翼的上侧做成凸圆形状,而下侧成平面形状,其科学原理是 。
    (2)某次灭火演习中,AG600蓄满水后加速起飞,然后以最大巡航速度水平飞往演习火场的上空,将水箱中的水次性全部注下。下列有关说法正确的是 。
    A.用水灭火可以降低可燃物的着火点
    B.加速起飞过程中,飞机的重力势能增加
    C.飞机以最大巡航速度水平直线飞行时,飞机受到平衡力的作用
    (3)在某次水面滑行测试中,蓄有8.5吨水的飞机,在水面上以36千米/时的速度匀速直线滑行1分钟,若滑行过程中所受阻力为总重的0.5倍,则飞机的牵引力做了多少功?此时飞机的实际功率为多少?

    【思路分析】(1)机翼的上侧做成凸圆形状,而下侧成平面形状;空气通过机翼上表面的流速大,通过下表面的流速较小;因为机翼上方的空气流速大、压强较小,机翼下方的空气流速小、压强大,所以机翼受到一个向上的压强差,从而产生向上的升力。
    (2)A、着火点是可燃物的属性,不能降低,故A错误;
    B、飞机在加速起飞过程中,质量不变,速度增大,动能增大;高度不断增大,重力势能增大,故B正确;
    C、飞机以最大巡航速度水平直线飞行时处于平衡状态,则飞机受到平衡力的作用,故C正确;
    (3)由于飞机匀速飞行,牵引力与阻力平衡,大小相等。而要计算牵引力做功由W=Fs可知,需要利用s=vt计算飞机飞行的距离。飞机的实际功率由公式P=W/t即可求得。
    【解题过程】(1)气体的流速越大,压强越小;
    (2)BC;
    (3)飞机飞行过程中所受阻力:
    f=0.5G总=0.5m总g=0.5(m飞机+m水)g=0.5×(41.5+8.5)×103kg×10N/kg=2.5×105N,
    因为匀速直线飞行,所以牵引力:F=f=2.5×105N,
    飞机飞行的速度:v=36km/h=36×m/s=10m/s,
    由v=得,飞机飞行的距离:s=vt=10m/s×60s=600m,
    牵引力做功:
    W=Fs=2.5×105N×600m=1.5×108J,
    飞机的实际功率:
    P===2.5×106W。

    21. (白银市,22,6分值)如图所示是正在建造中的我国自主设计的首艘科考破冰船“雪龙2号”,它将助力我国极地科考工作.该船设计空载排水量为8000t,满载排水量为14000t,能在厚冰层上连续破冰.(排水量为轮船在水中排开水的质量,g取10N/kg).
    (1)空载时该船受到的重力为多少N?
    (2)假设破冰船在1.5m厚的冰层海域以7.2km/h的速度匀速直线破冰时所受的阻力为2×107 N,则此时破冰船推进功率为多大?

    【思路分析】(1)根据公式G=mg,求出船空载时排开水的重力,再根据阿基米德原理,求出空载时该船受到的重力;(2)根据破冰船匀速行驶时,所受阻力和推进力是平衡力,求出推进力的大小,再根据公式,求出推进力的功率.
    【解题过程】(1)空载时该船受到的重力: ,
    根据阿基米德原理得:空载时该船受到的重力:;
    (2)破冰船行驶的速度: ,∵船匀速行驶时,所受的阻力和推进力是平衡力,∴破冰船所受的推进力:,∴破冰船推进功率:..
    9.(山东省菏泽市,26,6分)小东积极投入到“绿色环保、低碳出行”的新潮流中,他尽量减少驾驶机动车辆外出,坚持骑自行车上下班。小东和自行车的总质量是80kg。当小东以5m/s的速度在平直的公路上骑行时,自行车着地面积为0.01m2,所受阻力是其总重的0.02倍(g=10N/kg).求:
    (1)正常行驶的自行车对路面的压强;
    (2)自行车行驶1000米动力所做的功;
    (3)自行车行驶的功率。
    【思路分析】(1)根据题意分析出自行车对地面原压力,再根据接触面积计算出压强;
    (2)根据自行车的运动状态结合二力平衡的知识分析出动力,再根据运动的距离计算出功;
    (3)根据功率的计算公式的导出公式计算出功率。
    【解题过程】
    (1)小东和自行车的总质量是80kg,在水平地面上时压力等于重力,所以对地面的压力为:

    自行车着地面积为0.01m2,对地面的压强为:

    (2)匀速骑行时,动力与阻力是平衡力,所以动力为:

    行驶1000米动力所做的功为:

    (3)根据计算骑自行车的功率为:

    22. (陕西省,33题,8分)如图为某型号中型履带式水陆两栖突击车,它采用了轻质铝合金装甲车体,进一步增强了水中浮渡能力,该两栖车装配有输出功率为1.1×106W的发动机。

    (1)在海面训练过程中,发射多枚炮弹后,车体向上浮起了一些。车底部受到水的压强将______;在陆地上行行驶,履带可以________车体对地的压强(均选填“增大”“减小”或“不变”)。
    (2)两栖车的总质量约为30t,在深水中漂浮时,它受到的浮力是多少牛?(g 取10N/kg)
    (3)两栖车在陆地上以36 km/h 匀速⾏行驶72 km 时,若两栖车发动机的输出功率全部用于做机械功,发动机做了了多少焦耳的功?
    【思路分析】(1)根据p=ρgh可知,当车体向上浮起了一些,车底部距离液面的深度h降低,所以车底部受到水的压强将减小;在陆地上行行驶时,履带通过增大受力面积来减小车体对地面的压强;
    (2)根据漂浮时浮力和重力相等,计算出浮力的大小;
    (3)先根据计算出两栖车在陆地上行驶的时间,然后根据公式计算发动机做的机械功.
    【解题过程】(1)减小 减小
    (2)根据物体的浮沉条件可知,车在水中漂浮时 F浮=G=mg=3×104×10N/kg=3×105N
    (3)根据得,车行驶的时间
    根据得,发动机做的机械功W=Pt=1.1×106 W×7 200 s=7.92×109 J


    四、实验探究题
    1. (浙江宁波,7,6) 在“观察从斜面滑下的小车在水平面上的运动”活动中,小车在相同斜面顶端由静止释放,沿斜面下滑到达底端在毛巾、棉布和木板上向前运动一段距离,分别停在如图所示位置。

    (1)小车在相同斜面顶端由静止释放,是为了使小车到达水平面时的 相同。
    (2)小车所受阻力越小,运动距离越远。如果运动的物体在 的理想情况下,它将保持原来的速度一直运动下去。300多年前,伽利略曾采用类似的方法得出相同的推论。
    (3)实验中,小车在棉布、木板表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2,则P1 P2.(填“>”、“=”或“<“)
    【答案】(1)速度;(2)不受任何阻力;(3)>
    【思路分析】(1)在进行牛顿第一定律的实验时,我们主要研究的是摩擦阻力对小车运动情况的影响,因此,需控制小车在水平面的速度相等,这样才能得出其不同摩擦阻力下,对小车运动状态的影响。再根据不同表面的摩擦大小,可判断小车前进距离的远近;
    (2)分析实验现象可知,小车受到的阻力越小,其前进的距离会越远,据此进一步做出极端假设,即小车不受外力时,会永远运动下去。这一实验是牛顿第一定律得出的基础,再在此基础上进行科学推理才最终得出了这一著名的定律。
    (3)从小车的动能全部转化为内能,大小等于克服阻力做的功分析,在木板面积阻力小,滑行距离远,时间长,根据P=分析功率的大小。
    【解题过程】解:(1)实验中,每次都让小车从同一个斜面的相同位置由静止开始滑下,是为了使小车到达斜面底端时具有相同的速度,这是控制变量法的要求。
    (2)由实验现象可知,图中小车在不同材料表面滑行时,水平面粗糙程度越小,小车受到的阻力越小,小车运动的越远。
    在此实验的基础上进行合理的推理,可以得到:运动物体不受任何阻力的理想情况下,它将保持匀速直线运动。
    (3)因小车达到水平面时初速度相同,小车的动能相同,最终速度为0,小车的动能全部转化为内能,大小等于克服阻力做的功,故小车在棉布、木板表面上克服阻力做功相等,即W1=W2;但在木板表面滑行时间长,根据P=知木板表面功率小,木板表面功率大,即则P1>P2。
    故答案为:(1)速度;(2)不受任何阻力;(3)>。

    2.

    五、作图题
    1.


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