专题30 机械功与功率综合难题应用题 -2024年物理中考题型专练（全国通用）

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1. 如图所示，水平地面上M点有一质量为60kg的箱子，现用水平向左的推力将箱子沿直线匀速推至N点，所用时间30s，MN间的距离为15m（g=10N/kg）。求：
(1)箱子所受的重力；
(2)箱子运动的速度；
(3)若箱子在运动过程中所受阻力为自身重力的0.2倍，则从M点推至N点的过程中推力对箱子做功的功率。
【答案】（1）；（2）；（3）60W
【解析】(1)箱子受到的重力
(2)箱子运动的速度
(3)箱子所受阻力
箱子向左匀速直线运动，由二力平衡可得推力的大小
推力做的功
推力做功的功率
2. （2023江苏宿迁）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与地面的接触面积为0.1m2。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。（g取10N/kg）求：
（1）爬绳机上升的速度为多少m/s？
（2）爬绳机静止在水平地面上时，对地面的压强大小。
（3）爬绳机对工人做功的功率大小。

【答案】（1）0.2m/s；（2）1000Pa；（3）140W
【解析】（1）爬绳机上升高度h=12m，用时
爬绳机上升的速度
（2）爬绳机静止在水平地面上时，对地面的压力
静止在水平地面上时与地面的接触面积为0.1m2，则对地面的压强
（3）爬绳机对工人的作用力
由于工人与爬绳机相对静止，故爬升的速度相同，所以爬绳机对工人做功的功率
答：（1）爬绳机上升的速度为0.2m/s；
（2）爬绳机静止在水平地面上时，对地面的压强为1000Pa；
（3）爬绳机对工人做功的功率为140W。
3. 张家界风景区内的“百龙天梯”是世界上最高、载重量最大、运行速度最快的全景户外观光电梯。该电梯运行高度约为330m，从地面向上运行到最高点的过程中，电梯速度与时间的关系图象如图所示。游客小明质量为60kg，每只脚与电梯水平地板的接触面积约为250cm2，g取10N/kg。求：
(1)“百龙天梯”向上运行时全程的平均速度；
(2)当电梯匀速运行时，双脚站立的小明对电梯的压强；
(3)向上匀速运行的过程中，电梯对小明做的功。
【答案】(1) 2.75m/s；(2) 1.2×104Pa；(3) 1.8×105J
【解析】(1)由题意可知，该电梯运行高度h＝330m，由图乙可知，电梯运行的总时间t＝120s，“百龙天梯”向上运行时全程的平均速度
v==2.75m/s
(2)当电梯匀速运行时，双脚站立的小明对电梯的压力
F＝G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N
受力面积
S＝2×250cm2＝500cm2＝0.05m2
对电梯的压强
p==1.2×104Pa
(3)由图乙可知，向上匀速运行的速度v′＝3m/s，运行的时间t′＝100s，电梯运行的高度
h′＝v′t′＝3m/s×100s＝300m
电梯对小明做的功
W＝Gh′＝600N×300m＝1.8×105J
答：(1)“百龙天梯”向上运行时全程的平均速度为2.75m/s；
(2)当电梯匀速运行时，双脚站立的小明对电梯的压强为1.2×104Pa；
(3)向上匀速运行的过程中，电梯对小明做的功为1.8×105J。
4. 如图所示是我国研发生产的某型号航拍无人机。无人机起飞前，放在地面上要确保四脚着地。启动后，利用遥控器可对它进行控制。无人机的参数如下表：
求：
（1）无人机所受重力是多少？
（2）无人机启动前，四脚着地静止停放在水平地面上，此时无人机对地面的压强是多少？
（3）无人机以最大上升速度匀速竖直升高30米，要飞行多长时间？
（4）无人机从50米高空降落到地面，重力做功是多少？
【答案】（1）36N；（2）3×104Pa；（3）20s；（4）1800J
【解析】（1）无人机重力为
（2）因为无人机停放在水平地面上，故其对地面的压力为
对地面的压强为
（3）由得，以最大上升速度匀速竖直升高30米，要飞行时间为
（4）无人机从50米高空降落到地面，重力做功
5．为了增强体质，小星定期的进行跳绳训练。如图所示，在一次训练中，小星跳绳时所穿运动鞋的总质量为0.2kg，平均每分钟他跳绳120次，若每次双脚把运动鞋抬离地面的高度均为0.06m，则：
（1）运动鞋的总重力的大小是多少？
（2）每上升一次他对运动鞋做的功为多少？
（3）他跳绳时对运动鞋做功的平均功率为多少W？
（4）在参加中考体育考试时，小星认为跳绳时每次跳的高度不宜太高，这可节省体力更好的参加体考的其它项目。你同意他的观点吗？请写出你的判断理由。
【答案】（1）2N；（2）0.12J；（3）0.24W；（4）见解析
【解析】（1）运动鞋的总重力为
（2）每上升一次他对运动鞋做的功为
（3）平均每分钟他跳绳120次，则跳一次所用的时间为
平均功率为
（4）同意，因为每次跳的高度太高，则每次对自己以及运动鞋所需做功也较多，根据做功实现能量的转化，所以当做功越多则导致被转化的体能也越多。
6. 如图所示，我国的“奋斗者”号载人潜水器是目前人类下潜深度最大，也是国际上唯一能同时携带3人多次往返全海深作业的载人深潜装备。2020年11月10日，“奋斗者”号成功坐底马里亚纳海沟，下潜深度达10909米，前部的两个机械手从海底抓取了一块质量为8.4kg，体积为3dm3的深海岩石，固定在采样篮上带出了水面。问：
（1）“奋斗者”号配备的水声通信系统可以在万米海底将文字、语音和图像实时传输给海面上的母船，这种信息传递是通过______（选填“超声波”或“电磁波”）实现的；
（2）“奋斗者”坐底时受到的海水压强是多少？（海水密度近似为1.0×103kg/m3，g取10N/kg）___________
（3）带回岩石密度是多少kg/m3？将它从海底匀速提升至水面，不计水的阻力，采样篮对它做的功是多少J？

【答案】 （1）超声波 （2） （3）
【解析】（1）超声波具有方向好、在水中传播距离远等特点，“奋斗者”号配备的水声通信系统可以在万米海底将文字、语音和图像实时传输给海面上的母船，这种信息传递是通过超声波实现的。
（2）“奋斗者”坐底时受到的海水压强
（3）岩石的密度
[4]岩石受到的浮力
岩石的重力
岩石受到的支持力
支持力做的功
7. （2023山西）图是小伟同学在单杠上做引体向上时的情景，每次引体向上身体上升的高度为0.6m，求解下列问题。（小伟的质量为50kg，g取10N/kg）
（1）引体向上前小伟先进行了热身训练，他绕操场跑了600m用时5分钟，他热身运动的平均速度；
（2）小伟完成1次引体向上克服重力做的功；
（3）小伟做完引体向上运动后，双脚稳稳地站在水平地面上，请你估算他此时对地面的压强。

【答案】（1）2m/s；（2）300J；（3）
【解析】（1）小伟热身运动所用的时间
小伟热身运动的平均速度
（2）小伟所受的重力
小伟完成1次引体向上克服重力做的功
（3）小伟双脚鞋底与地面的接触面积约
小伟双脚站立时对水平地面的压力
小伟双脚站立时对水平地面的压强
8. （2023河北）一辆四轮家庭轿车的部分数据如下表所示。一次旅行时，司机驾驶该汽车沿一平直公路持续行驶至A市的过程中，先后通过如图所示的甲、乙、丙三个标志牌，牌上的地址和数字表示从该标志牌处沿这一公路到达牌上地址的路程。途经甲时开始计时，到达乙时恰好用时25min，从乙运动到丙的过程中，仪表盘显示汽车一直以108km/h的速度匀速行驶。g取10N/kg。
旅行中汽车部分数据表
甲
乙
丙
（1）求这辆车（包括人员及物品）停放在水平地面上时对地面的压强；
（2）求汽车从标志牌甲运动到丙这一过程中的平均速度；
（3）通过仪表盘显示的数据可知，从标志牌乙到丙的过程中，汽车消耗0.7L汽油，求这一过程中牵引力做功的功率。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）这辆车（包括人员及物品）停放在水平地面上时对地面的压力等于汽车（包括人员及物品）总重力
F=G=mg=2000kg×10N/kg=2×104N
这辆车（包括人员及物品）停放在水平地面上时对地面的压强
（2）从乙运动到丙的过程中，通过的距离为
s=11km-2km=9km
仪表盘显示汽车一直以108km/h的速度匀速行驶，由速度公式从乙运动到丙所用的时间为
汽车从标志牌甲运动到丙通过的距离为
s′=47km-2km=45km
所用的时间为
这一过程中的平均速度
（3）汽油机效率
则牵引力做的功为
这一过程中牵引力做功的功率
9. （2023黑龙江龙东）如图是目前一些学校为中小学生提供的校车，方便学生的上下学同时也保证了学生的安全。小明同学家距离学校12km，他乘校车到学校用时30min。问：
（1）校车从小明家到学校的平均速度是多少km/h？
（2）若校车和人的总质量为4.5t，当校车静止时与水平地面的总接触面积为0.15m2，此时校车对地面压强是多少？
（3）若校车以36km/h的速度在水平地面上匀速行驶一段距离，校车受到的阻力是车和人总重力的0.1倍，此时该校车牵引力的功率是多少？

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）校车从小明家到学校需要的时间
t=30min=0.5h
校车从小明家到学校的平均速度
（2）校车对地面的压力
校车对地面压强
（3）校车的速度
v=36km/h=10m/s
校车匀速运动，受到的牵引力和阻力是平衡力，牵引力
此时该校车牵引力的功率
10. 课间，小冰为班级换矿泉水，他把刚抬回来的满桶矿泉水立放到水平地面上。若桶与水的总质量为16kg，桶与地面的接触面积为100cm2，课桌高为0.8m。求：
（1）立放时，这桶矿泉水对水平地面的压强是多少？
（2）小冰将这桶矿泉水匀速抬到课桌上，对这桶水做的功是多少？
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）桶与水的总质量为16kg，则桶和水的总重力
因为矿泉水放在水平地面上，则地面受到的压力等于桶和水的总重力，即
则立放时，这桶矿泉水对水平地面的压强
（2）将这桶矿泉水匀速抬到课桌上，则对这桶水做的功
11. 如图所示工人师傅正在用叉车搬运货物，现将质量为1t的货物匀速提高1.5m用时5s。试求：
（1）货物上升的速度是多少?
（2）货物所受到重力是多少?
（3）叉车提升货物时对货物所做的功是多少?
（4）叉车提升货物的功率是多少?
【答案】（1）0.3m/s；（2）104N；（3）1.5×104J；（4）3×103W
【解析】（1）货物上升的速度
（2）货物所受的重力
G=mg=1000kg×10N/kg=104N
（3）叉车提升货物时对货物所做的功
W=Fs=104N×1.5m=1.5×104J
（4）叉车提升货物的功率
12. 绿色环保已成为人们生活中重要的理念。电动汽车是一种节能环保的交通工具，某电动汽车部分参数如下。若某次车满载时，车和人的总质量为1.8吨，四个车轮与水平地面接触面积分别为50cm2（g=10N/kg）。求：
（1）满载时汽车对水平地面的压强；
（2）若汽车以108km/h的速度在平直高速公路匀速行驶20分钟，行驶的距离是多少；
（3）若汽车在额定功率下沿平直公路以10m/s的速度匀速行驶，发动机效率为80%，则汽车在行驶过程中受到的阻力大小。
【答案】（1）；（2）36km；（3）
【解析】（1）满载时汽车对水平地面的压力为
满载时汽车对水平地面的压强
（2）行驶的距离是
（3）若汽车在额定功率下输出有用的功率为
汽车在匀速行驶过程中牵引力为
汽车是匀速行驶的，牵引力与阻力是平衡力，故汽车在行驶过程中受到的阻力大小为
答：（1）满载时汽车对水平地面的压强；
（2）若汽车以108km/h的速度在平直高速公路匀速行驶20分钟，行驶的距离是36km；
（3）汽车在行驶过程中受到的阻力大小为。
13. 据新华社报道，5月31日上午，贵阳至黄平高速公路全线通车。贵黄高速的通车，将极大地方便沿线群众出行，提升贵阳市、黔南州、黔东南州至长江三角洲、长株潭城市群通道运输能力，对完善全省高速公路网络、推动沿线资源开发、振兴乡村经济提供强有力的交通支撑。贵黄高速主线全长120.6公里，设计时速100公里。周末，小明与他爸爸从黄平开着小汽车到贵阳游玩，人和车的总质量为1.5t，四轮与地面接触总面积为200cm2。若小汽车在行驶过程中受到的阻力是人和车总重力的0.04倍（取g=10N/kg），求：
（1）因车发生故障，当车停在水平应急道上（人未下车）时，车对水平地面的压强；
（2）若该车在某平直路段以72km/h的速度匀速行驶了25s，此过程小汽车牵引力的功率。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）汽车和人的总质量
汽车和人对地面的压力等于人和车的总重力
汽车静止时对地面的压强
（2）车在某平直路段匀速行驶，牵引力等于摩擦阻力
此过程小汽车牵引力的功

汽车牵引力做功的功率

答：（1）汽车静止在水平地面时对地面的压强为7.5x10 Pa；
（2）此过程中汽车牵引力所做的功。
14. 小明在科技博览会上参加义务劳动，需要把一个质量为12kg的展品从地面搬到高1.2m的展台上，如图所示。g取10N/kg。
（1）要把展品从地面搬到展台上，他至少需要对展品做多少功？
（2）展台台面承受的压强不能超过40kPa，如果把展品放到水平台面上，展品与台面的接触面积是40cm2，台面会不会被压坏？请通过计算说明。
（3）展品展示时，要求台面水平。请你简述一种检验台面是否水平的操作方法。
【答案】（1）144J；（2）台面不会被压坏；（3）利用水平仪检测平面是否水平
【解析】（1）由 知道，展品的重力
把此产品抬上展台做的功为
W=Gh=120N×1.2m=144J
（2）由 知道，展品的台面的压强
展品对展台的压强小于展台所能承受的压强，所以，台面会不会被压坏。
（3）利用水平仪检测平面是否水平。
15. 电动车是人们便捷出行的交通工具。某人骑着电动车在水平路面上沿直线行驶了，已知他和电动车的总重力为，轮胎和地面的总接触面积为。假定骑行过程中电动车的牵引力恒为，在此骑行过程中，求：
（1）牵引力做的功；
（2）电动车对水平路面的压强。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）由题意可知，电动车的牵引力恒为，这个过程行驶了，则可知牵引力做的功
牵引力做的功为。
（2）由题意可知，他和电动车的总重力为，则他和电动车对地面的压力为，轮胎和地面的总接触面积为
则电动车对水平路面的压强
电动车对水平路面的压强为。
16. 某品牌国产电动汽车匀速通过长约1800m的朝天门长江大桥用时120s，整个过程中汽车牵引力的功率恒为9.0×103W。求：
(1)整个过程中汽车行驶的速度；
(2)整个过程中汽车牵引力所做的功。
【答案】(1)整个过程中汽车行驶的速度为15m/s；
(2)整个过程中汽车牵引力所做的功为1.08×106J。
【解析】(1)由题知，电动汽车匀速通过的路程1800m，用时120s，
整个过程中汽车行驶的速度v=st=1800m120s=15m/s；
(2)牵引力的功率恒为9.0×103W，
由P=Wt可得，整个过程中汽车牵引力所做的功：
W=Pt=9.0×103W×120s=1.08×106J。
17. 如图所示，5G智能机器人安装有超声波雾化器自动喷枪，工作时，将消毒液均匀雾化到空气中进行消毒。下表为智能机器人的部分参数，其中额定雾化量是指雾化器工作1h能够雾化消毒液的体积。（g取10N/kg）
（1）求机器人未装消毒液且静止时，对水平地面的压强；
（2）未装消毒液，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，求牵引力做的功；
（3）装满消毒液，机器人总重力增加了160N，以额定雾化量消毒一段时间后，机器人对水平地面的压强减小了2×103Pa，求此次消毒所用的时间。
【答案】（1）2.5×104Pa；（2）1.5×104J；（3）0.5h
【解析】（1）机器人未装消毒液且静止时，对水平地面的压强
（2）机器人运动10min行驶的路程
机器人在水平地面匀速运动，所受阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，则机器人的牵引力
牵引力做的功
（3）装满消毒液的质量
消毒液的密度
消毒后机器人对地面减小的压力
消毒液减小质量
消毒液减小的体积
消毒所用时间
18. 小杨同学品学兼优，全面发展，热爱劳动，周末，他从超市采购归来，手提一袋大米，站在匀速竖直上升的电梯内。
（1）若小杨及所带物品的总重为700N，在电梯上升10m的过程中，求电梯对他的支持力做的功；
（2）若这袋大米总质量为5kg，手的受力面积为2cm2，g取10N/kg，求他的手受到的压强。
【答案】（1）7×103J；（2）25×105Pa
【解析】（1）由题意可知，电梯对小杨的支持力F等于小杨的总重力G总，即
F=G总=700N
电梯上升的高度为h=10m，故由W=Fs可得，电梯对他的支持力做的功为
W=Fs=G总h=700N×10m=7×103J
（2）由受力分析可知，大米对手的压力F压大小等于大米的重力G大小，即
F压=G=mg=5kg×10N/kg=50N
由可得，手受到的压强为
答：（1）电梯对他的支持力做的功为7×103J；
（2）他的手受到的压强为2.5×105Pa。
19. 在泉城济南，游客乘坐画舫游船穿行其间，可以尽享“不出城郭而获山水之怡，身居闹市而有林泉之致”的都市休闲意趣。如图所示，若画舫游船质量为3t，从黑虎泉站出发以的速度匀速行驶到泉城广场站，所用时间约为，牵引力是。取，通过计算回答：
（1）黑虎泉站到泉城广场站河段大约多长？
（2）游船在护城河中受到的浮力多大？
（3）这次水上航行中，牵引力对游船做了多少功？
（4）这次水上航行中，牵引力对游船做功的功率多大？
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】（1）所用时间约为
由公式得，黑虎泉站到泉城广场站河段的长度
（2）画舫游船质量为
画舫游船重力为
因为游船漂浮在水中，根据漂浮条件得，游船在护城河中受到的浮力
（3）牵引力对游船做的功
（4）牵引力对游船做功的功率
20. 太阳能将成为全球未来供电的主要能源。某学校开展了“制作太阳能动力小车”的项目活动。小科制作的小车已经完成测定的参数如下：小车的质量为100g，车长8cm、宽6.5cm、高3cm，轮胎与地面的总接触面积为2cm2完成下列问题：
（1）小车静止在水平地面时，对地面的压强为多少？
（2）某次测试中，小车在阳光照射下行驶40米用时1分20秒，该次测试中小车的速度为多少？
（3）测试中，小车以最快速度0.8m/s在水平地面上匀速直线行驶，若受到的阻力为重力的0.1倍，此时小车的功率为多少瓦？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）小车的重力
小车对地面的压强
（2）测试过程中小车行驶的时间t=1min20s=80s
则该次测试中小车的速度
（3）小车受到的阻力
因为小车在水平地面上匀速直线运动，所以小车的牵引力
则此时小车的功率
21. 频闪拍摄是研究物体运动的最好方式之一、如图所示，是小亮用相机每隔0.5s曝光一次，拍摄的汽车在平直公路上行驶时的频闪照片。拍摄过程中汽车的总质量约为1.6t，所受阻力约为车重的0.3倍。搜集汽车信息得知车身长3m，静止时车轮与地面的总接触面积为.求：（g取10N/kg）
（1）汽车静止时对水平地面的压强；
（2）拍摄过程中汽车的输出功率。
【答案】（1） ；（2）
【解析】（1）汽车静止在水平地面，对地面的压力
汽车对水平地面的压强
（2）如图，由汽车长3m可知，每个小格表示1m，汽车在平直公路上每0.5s通过的路程均为6m，在拍摄过程中做匀速直线运动，汽车在拍摄过程中受到的牵引力
拍摄过程中汽车输出功率

22. （2023湖北恩施）一桶沙总重200N，工人在高处用绳在30s内将其匀速提升了6m。求：
（1）工人做功的功率为多大？
（2）若徒手提着这桶沙，沿着楼梯爬高6m，比较工人两次做功的机械效率大小，并简述理由。
【答案】（1）40W；（2）工人第一次做功的机械效率大于第二次做功的机械效率
【解析】（1）工人匀速提升物体，拉力和重力是平衡力，拉力
F=G=200N
拉力所做的总功
W总=Fs=200N×6m=1200J
工人做功的功率
（2）工人在高处用绳提升一桶沙，有用功是克服沙子重力做的功，额外功是克服桶和绳子重力做的功，若徒手提着这桶沙，沿着楼梯爬高6m，除了克服桶和绳子重力做功，还要克服自身重力做功，额外功会增大，有用功不变，由
可知机械效率会减小。
答：（1）工人做功的功率为40W；
（2）工人第一次做功的机械效率大于第二次做功的机械效率。
23．在一次劳动课中，小刚同学用100N的力水平推一辆质量为20kg的推车沿着平直路面匀速前进10m，所用时间为10s。求：
（1）推车的速度；
（2）推力所做的功；
（3）推力的功率。
【答案】（1）1m/s；（2）1000J；（3）100W。
【解析】（1）推车的速度：
v＝＝＝1m/s；
（2）推力所做的功：
W＝Fs＝100N×10m＝1000J；
（3）推力的功率：
P＝＝＝100W。
24．防疫期间，小慧的爸爸驾驶一辆东风牌的厢式货车，为社区运送物资，如图所示，小慧通过查阅资料了解到：当该车满载货物时，总质量为4×103kg，发动机的牵引力为3×103N．若该车在平直公路上以20m/s的速度匀速直线行驶3600m。在此过程中，求：
（1）货车行驶所用的时间是多少？
（2）该车满载货物时，所受到的重力是多少？
（3）牵引力所做的功是多少？
【答案】（1）货车行驶所用的时间是180s；
（2）该车满载货物时，所受到的重力是4×104N；
（3）牵引力所做的功是1.08×107J。
【解析】（1）由v＝可得，货车行驶所用的时间为：
t＝＝＝180s；
（2）当该车满载货物时，总质量为4×103kg，受到的重力为：
G＝mg＝4×103kg×10N/kg＝4×104N；
（3）牵引力所做的功为：
W＝Fs＝3×103N×3600m＝1.08×107J。
25.（2023甘肃威武） 随着人们生活水平的提高，房车旅游受到了大众的青睐，某公司推出了如图所示的小型房车，小林和父母参观车展时试驾了该车，该车在平直公路上以54km/h的速度匀速行驶了3600m，已知车轮与水平地面总接触面积为0.4m2，试驾时车和人总质量为4×103kg，阻力是车重的0.1倍。（假定汽车静止时对地面的压力大小等于汽车总重力，汽车匀速行驶时牵引力等于阻力，g取10N/kg。）求：
（1）该房车匀速行驶了多长时间？
（2）该房车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？
（3）该房车匀速行驶时牵引力做功的功率是多大？

【答案】（1）240s；（2）1×105Pa；（3）6×104W
【解析】（1）由题意可知，试驾的路程为s=3600m，试驾时的速度为
v=54km/h=15m/s
故由可得，试驾所用的时间为
（2）房车的总质量为m=4×103kg，故房车的重力为
G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N
由可得，房车对地面的压强为
（3）由题意可得，房车所受阻力为
f=0.1G=0.1×4×104N=4×103N
房车在水平路面匀速行驶，处于受力平衡状态，故由二力平衡可得，房车所受牵引力大小
F牵=f=4×103N
由P=Fv可得，牵引力的功率为
P=F牵v=4×103N×15m/s=6×104W
答：（1）该房车匀速行驶了240s；
（2）该房车静止在水平地面上时，对地面的压强为1×105Pa；
（3）该房车匀速行驶时牵引力做功的功率为6×104W。
26. （2023湖北恩施）一桶沙总重200N，工人在高处用绳在30s内将其匀速提升了6m。求：
（1）工人做功的功率为多大？
（2）若徒手提着这桶沙，沿着楼梯爬高6m，比较工人两次做功的机械效率大小，并简述理由。
【答案】（1）40W；（2）工人第一次做功的机械效率大于第二次做功的机械效率
【解析】（1）工人匀速提升物体，拉力和重力是平衡力，拉力
F=G=200N
拉力所做的总功
W总=Fs=200N×6m=1200J
工人做功的功率
（2）工人在高处用绳提升一桶沙，有用功是克服沙子重力做的功，额外功是克服桶和绳子重力做的功，若徒手提着这桶沙，沿着楼梯爬高6m，除了克服桶和绳子重力做功，还要克服自身重力做功，额外功会增大，有用功不变，由
可知机械效率会减小。
答：（1）工人做功的功率为40W；
（2）工人第一次做功的机械效率大于第二次做功的机械效率。
27. （2023江苏泰州）新能源电动汽车具有节能、环保的特点。如图所示，一辆电动汽车停放在水平地面上，满载时整车质量为1.5t，轮胎与地面的总接触面积为600cm2。在某段平直路面上，该车满载时90s内匀速行驶了1.8km，电动汽车受到的阻力为2500N，求：
（1）汽车行驶的速度；
（2）汽车发动机的功率；
（3）汽车静止时对水平地面的压强。（g取10N/kg）
【答案】（1）20m/s；（2）50kW；（3）
【解析】（1）在某段平直路面上，该车满载时90s内匀速行驶了1.8km，则汽车行驶的速度
（2）由题意知，汽车在做匀速直线运动，受到的牵引力等于阻力，即
根据
可得汽车发动机的功率
（3）汽车静止时对水平地面的压力
则汽车静止时对水平地面的压强
28. （2023四川德阳）电动自行车在城市生活中有着广泛的应用。某外卖员骑行如图甲所示的电动自行车为顾客送货，假设他驾驶电动自行车的运动为匀速直线运动，行驶的路程-时间图像如图乙所示，外卖员的质量为60kg，电动自行车及货物的总质量为55kg，电动自行车的功率为400W，电动自行车的电能转化为机械能的效率为65%，电动自行车前后轮与地面的接触总面积为5×10-3m²。求：
（1）外卖员骑行电动自行车的速度和此时对地面的压强；
（2）电动自行车行驶过程中牵引力的大小。

【答案】（1）5m/s，2.3×105Pa；（2）52N
【解析】（1）外卖员骑行电动自行车的速度
外卖员骑行电动车，电动车对地面压力为
此时电动车对地面的压强
（2）依题意得，电动车电能转化为机械能的功率为
由得，电动自行车行驶过程中牵引力的大小为
答：（1）外卖员骑行电动自行车的速度和此时对地面的压强分别为5m/s，2.3×105Pa；
（2）电动自行车行驶过程中牵引力的大小52N。
29. 2023年5月，世界智能大会在天津的成功举办，将进一步推动我国人工智能技术的研发和应用。图甲为某款智能机器人，质量为30kg，底部轮与地面接触总面积为150cm2，它在某次引领接待工作中沿直线行走的速度随时间变化的图像如图乙所示。（g取10N/kg）
（1）求智能机器人静止在水平地面上时，对地面产生的压强；
（2）求智能机器人在0~6s内行走的距离和0~10s内的平均速度；
（3）在0~6s内，智能机器人受到的水平阻力为重力的0.05倍，求此段时间内智能机器人牵引力做功的功率。
【答案】（1）2×104Pa；（2）7.2m，1.12m/s；（3）18W
【解析】（1）智能机器人静止在水平地面上时对地面产生的压力
F=G=mg=30kg×10N/kg=300N
智能机器人静止在水平地面上时对地面产生的压强
（2）由图像可知，0~6s机器人匀速运动的速度v1=1.2m/s，则在0~6s内行走的距离
由图像知，6~10s内物体匀速运动的速度v2=1.0m/s，则在6~10s内行走的距离
0~10s内的平均速度
（3）在0~6s内机器人受到的阻力
f=0.05G=0.05×300N=15N
机器人匀速直线运动时，水平方向上牵引力和阻力是一对平衡力，则此过程机器人牵引力
F'=f=15N
此段时间内牵引力做功的功率
答：（1）智能机器人对地面产生的压强为2×104Pa；
（2）智能机器人在0~6s内行走的距离为7.2m，0~10s内的平均速度为1.12m/s；
（3）在0~6s内智能机器人牵引力做功的功率为18W。
30.如图所示为一辆无人驾驶清扫车，空车质量为400kg，它集激光雷达、摄像头、超声波雷达等传感器于一体，可自主作业。
(1)激光是一种电磁波，它在真空中的传播速度为______m/s；
(2)空车停在水平地面上，若地面总受力面积为200cm2，则车对地面的压强为多少帕？（g取10N/kg）
(3)空车行驶时牵引力的功率为810W，在10s内匀速行驶12m，车受到的阻力为多少牛？
【答案】 (1) (2) (3)
【解析】(1)电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s，所以激光在真空中的传播速度是3×108m/s。
(2)车对地面的压力F=G=mg=400kg×10N/kg=4000N
车对地面的压强
=2×105Pa
(3)车的速度
v=
空车行驶时牵引力的功率
牵引力
由于车做匀速运动，受到的牵引力和阻力是平衡力，所以车受到的阻力为f=F=675N
31.如图所示，一款新型无人驾驶电动汽车，总质量为1.5×103kg，在性能测试中，沿平直的公路匀速行驶，行驶过程中汽车受到的阻力为总重力的0.1倍，（g取10N/kg）求：
(1)汽车匀速行驶的速度；
(2)汽车受到的牵引力；
(3)此过程中汽车牵引力所做的功和做功功率。
【答案】(1)10m/s (2)1.5×103N (3)2.7×106J，1.5×104W
【解析】(1)汽车行驶的路程
汽车行驶的时间
汽车匀速行驶的速度
(2)由于汽车匀速行驶，所以汽车受到的牵引力等于阻力
(3)此过程中汽车牵引力做功
汽车牵引力做功的功率

32．运动员从高空竖直向下跳伞，人(包括装各)的质量为80kg，只考虑人受到的重力和空气阻力，下落时的速度----时间图线如图所示
(1)人在前50s内下落了2100m，求这段时间内人的平均速度．
(2)人在前30s内下落了1500m，求这段时间内人所受重力做的功和功率 (g=10N/kg)
(3)从第10到第30s这个过程中，人的动能、重力势能、机械能是如何变化的?
(4)人在第30s时所受空气阻力 第50s时所受空气阻力(选填“大于”、“等于”、“小于”).
【答案】 42m/s 1.2×106J；4×104W 10~30s内，前一段，人的动能增大，重力势能减小，机械能减小；后一段，人的动能不变，重力势能减小，机械能减小． 等于
【解析】(1)人在前50s内下落了2100m，则这段时间内人的平均速度：；
(2)人在前30s内下落了1500m，这段时间内人所受重力做的功：W=mgh=80kg×10N/kg×1500m=1.2×106J，
功率：
；
(3)由图像可得，从第10到第30s这个过程中，前一段，人的速度增加，动能增大，人下落，重力势能减小，速度虽然在增加，但增加的越来越慢，所以人下落时，需要克服阻力做功，机械能减小，后一段，人匀速下落，动能不变，势能减小，机械能减小．
(4)人在第30s时，做匀速直线运动，受力平衡，所受空气阻力等于人的重力，在50s时，也做匀速直线运动，所受空气阻力仍然等于人的重力，所以这两个时刻受到的空气阻力相等．
机身总质量/kg
3.6
四脚着地总面积/
12
电池充调电后储存的电能
108000
最大水平速度/（）
6
机身尺寸/mm
400×300×200
最大上升速度/（）
1.5
汽车（包括人员及物品）总质量/kg
2000
停放时每个轮胎与地面的接触面积/cm2
250
汽油的热值/
3.6107
汽油机效率
25%
A市47km
A市11km
A市2km
额定乘客人数
5
电动机额定电压
500V
电动机额定功率
100kW
电池容量
500Ah
水箱容积
额定雾化量
自身重力
履带总触地面积
20L
10L/h
500N
200cm2