1、基础训练基础训练 26 功和功率（三）功和功率（三） 一、单选题一、单选题 1.甲运动员身高 166cm 体重 63kg， 乙运动员身高 160cm 体重 66kg， 他们用相同时间把同样重的杠铃 举起，如图。如果两人对杠铃所做的功分别为 W1和 W2 ， 功率分别为 P1和 P2 ， 则下列关系式 正确的是（ ） A. W1W2；P1P2 B. W1W2；P1P2 C. W1W2；P1P2 D. W1W2；P1P2 2.跳绳是大家喜爱的体育运动之一， 小金的质量为 50 千克， 每次跳起高度约为 6 厘米 （人整体上升， 如图所示），一分钟跳 100 次，下列说法正确的是（ ） A. 向上起
2、跳过程中小金的动能持续增大 B. 在整个跳绳过程中小金的机械能守恒 C. 小金跳一次克服重力做功约 3 焦 D. 小金在这一分钟内跳绳的功率约为 50 瓦 3.如图所示。光滑斜面 ABAC，沿斜面 AB 和 AC 分别将同一重物从它们的底部拉到顶部所用时间 相同，所需拉力分别为 F1和 F2 ， 所做的功的功率分别为 P1和 P2 ， 则（ ） A. F1F2,P1P2 C. F1F2,P1=P2 D. F1F2,P1SCD且 tAB=tCD ， 则拉力在 AB 段做功较快 C. 若 SAB=SCD且 tABtCD ， 则拉力在 AB 段做功较快 D. 若 vAB=vCD ， 则拉力在 AB
3、段和 CD 段做功一样多 二、填空题二、填空题 10.电动自行车已成为大众化的一种交通工具，厂家对电动自行车性能进行了测试，得到速度 v 和牵 引力 F 随时间 t 变化的关系图象如图所示。已知匀速行驶时，电动机输入电压 48V，输入电流 5A。 电动自行车在 712s 受到的摩擦力为_N，电流做了_焦耳的功。 11.如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力 F 的作用，F 的大小与时间 t 的 关系如图乙所示，物体运动速度 v 与时间 t 的关系如图丙所示。由图像可知当 t=1s 时，物体所受的 摩擦力为_N，当 t=5s 时，推力做功的功率为_W。 12.如图所示，要把一个
4、质量是 360kg 的贵重物品 A，沿水平地面移动 100m，为保护该物品，工人 把它放在一个质量是 40kg、底面积为 0.5m2 的木板 B 上，B 接触面粗糙程度相同。然后用 F=300N 的水平拉力将木板 B 沿直线匀速拉动，直至终点。在匀速拉动 B 的过程中，A、B 之间的摩擦力是 _N，拉力 F 做的总功是_J。 三、解答题三、解答题 13.小明用如图甲所示的滑轮组拉一个重为 G=100 牛的物体时， 小明施加的拉力 F 随时间变化关系 如图乙所示，物体上升的速度 v 随时间变化的关系如图丙所示。已知吊篮质量为 m=2 千克，不计 动滑轮重量和绳重，忽略绳与轮之间的摩擦。则： （1
5、）第 1 秒内地面对吊篮的支持力_牛； （2）当物体被匀速拉动后，拉力 F 的功率是多少？ 14.某新能源汽车质量为 3 103 kg，汽车轮胎与地面的总接触面积为 0.1m2。行驶时，蓄电池为车上 的电动机供电，电动机为汽车提供动力。当它在平直路面上匀速行驶时，电动机工作电流为 50A， 工作电压为 300V，汽车所受阻力为车重的 0.04 倍。(g 取 10Nkg) （1）汽车空载停在平直路面上时，对路面的压强为_。 （2）若该汽车以 10ms 的速度在平直路面上匀速行驶时，电动机功率用于牵引汽车前进功率的百 分比为_。 （3）如果改用太阳能电池给车上的电动机供电，其它条件不变，求所需的太
6、阳能电池板的最小面积 是多少?结合计算结果对该设想中的太阳能汽车提出一条改进建议。(若该车所用太阳能电池将太阳 能转化为电能的效率为 15，地面每平方米接受太阳辐射的功率为 103W。) 15.小科做俯卧撑时（如图所示)，可将其视为一个杠杆，重心在 O 点，他将身体撑起时地面对两脚 尖的支持力为 F1=200N，两脚尖与她面的接触面积为 60cm2 ， 双手与地面的接触面积为 300cm2 。 （1）如果小科的两脚尖对地面的压强与双手对地面的压强之比为 5:2，地面对双手的支持力 F2为多 少? （2）小科在 1min 内能了 30 个俯卧撑。每次肩部上升的距离都为 0.36m，则他 1min
7、 内双手共做功 为多少? （3）求小科所受的重力 G=_N。 16. 2014 年 12 月 26 日上午，某市机场北路快速通道正式通车。它的建成通车使得市民从市区到沈 家的路程减少 2.4 公里，行车时间缩短 6 分钟，大大方面了市民出行。小华一家三口开着车由快速 通道前往沈家的外婆家。 （1）该快速通道限速为 80 千米/小时，其实质是控制汽车的 不至于过 大（用字母表示）。 A.惯性 B.势能 C.动能 D.摩擦力 （2）若小华爸爸开着轿车以 60 千瓦的恒定功率运行，运动的速度 v 与时间 t 的关系如图所示。 在 05 秒时间内，轿车发动机做了多少功？ 轿车在匀速直线运动过程中受到的
8、阻力是多少？ 17.中国已成为机器人与智能装备产业全球最大应用市场，如图所示是杭州一餐厅送餐机器人工作时 的情景。 （1） 机器人在水平地面上匀速直线前行时餐盘中的食物受到_ （选填“平衡力”或 “非平衡力”） 作用。 （2）机器人在水平地面匀速直线前行过程中_（填“遵循”或“不遵循”）机械能守恒定律。 （3）送餐过程中，机器人在 20s 内沿直线匀速移动了 10m，若它在运动过程中所受阻力为 100N， 试计算机器人的功率。 18.如图甲所示， 放在水平地面上的物体 A 受到水平向右的力 F 的作用， 力 F 的大小以及物体 A 的运 动速度大小 V 随时间 t 的变化情况如图乙所示。 （1
9、）当 t=7s 时，物体 A 受到的摩擦力 f 的大小为_N，方向为_。 （2）根据图乙有关信息，请用公式 P=Fv，求 F=10N 时该力的功率。 （3）如图丙所示，在 A 的两侧分别挂上柱状重物 B、C，且 C 的一部分浸人水中。已知 GB=20N， Gc=50N，C 的横截面积为 30cm2 ， 长度足够，水够深。则当物体 A 不受摩擦力作用时，C 的下底 面受到的水的压强是多少? （4）若物体 A 移动就会触发报警装置(图中未画出)，当物体 A 不移动时，最高水位与最低水位的差 是多少?(g 取 10Nkg) 19.在学习了功与功率后，某同学想对自己骑自行车时的体能进行测试，若骑自行车
10、行驶过程中消耗 的化学能有 50%转化成机械能，他快速骑行时对自行车做功的平均功率是 150W。试回答： （1）冬天在结冰的地面骑车容易滑倒，是因为_导致自行车受到摩擦力变小。 （2）他骑行 10 分钟至少消耗了多少化学能？ （3）他骑自行车时，自行车以平均功率在平直公路上行驶，获得了速度 v 随时间 t 变化的关系图 像如图所示，则此过程中自行车受到的阻力是多大？ （4）若自行车一直以平均功率行驶，他（仍以原功率骑行）和爸爸分别骑着自行车匀速经过同一段 平直公路都需要 20 分钟，爸爸骑车时受到的阻力是他骑车时的 1.5 倍，则爸爸骑车的平均功率是 多少？ 20.一轻质光滑薄平板 AB（质量
11、忽略不计），可绕水平转轴自由转动（转轴以 O 点表示）。已知平 板与水平地面的夹角为 30 ，A0 长 0.6m，OB 长 0.4m。在平板中点 N 处挂一质量为 10kg 的重物， 将一个质量为 5kg 的小球在距离地高为 i=0.5 米处静止释放，沿光滑轨道到达 AB 上。（g 取 10 牛/ 千克） （1）小球从最高点下滑至地面的过程中，重力所做的功为多少？ （2）从能量转化和守恒的角度来解释小球为什么一定可以通过 O 点？. （3）通过计算说出小球运动到距离 O 多远处时，平板 AB 会发生转动？（小球对杠杆的压力为自身 重力的 ） 基础训练基础训练 26 功和功率（三）功和功率（三）
12、 一、单选题一、单选题 1.甲运动员身高 166cm 体重 63kg， 乙运动员身高 160cm 体重 66kg， 他们用相同时间把同样重的杠铃 举起，如图。如果两人对杠铃所做的功分别为 W1和 W2 ， 功率分别为 P1和 P2 ， 则下列关系式 正确的是（ ） A. W1W2；P1P2 B. W1W2；P1P2 C. W1W2；P1P2 D. W1W2；P1P2 【答案】 B 【解析】【分析】（1）已知物体的重力和上升高度根据 W=Gh 比较做功的大小； （2）已知做功的多少和时间根据 判断功率的大小。 【解答】运动员举重是克服杠铃的重力做功，与他们自身的体重没有关系。杠铃的重力相等，甲举
13、 起的杠铃更高，根据 W=Gh 可知，甲做的功大于乙做的功，即 W1W2；他们举起杠铃的时间相同， 根据 可知，甲的功率大于乙的功率，即： P1P2， 故 B 正确。 故选 B。 2.跳绳是大家喜爱的体育运动之一， 小金的质量为 50 千克， 每次跳起高度约为 6 厘米 （人整体上升， 如图所示），一分钟跳 100 次，下列说法正确的是（ ） A. 向上起跳过程中小金的动能持续增大 B. 在整个跳绳过程中小金的机械能守恒 C. 小金跳一次克服重力做功约 3 焦 D. 小金在这一分钟内跳绳的功率约为 50 瓦 【答案】 D 【解析】【分析】（1）重力势能与物体质量和高度有关，动能与质量和速度有关
14、，分析跳起过程中 的能量转化即可； （2）物体运动时，与空气摩擦，肯定会有机械能转化为内能，据此判断； （3）已知重力和高度根据 计算克服重力做的功； （4）首先根据 总 计算出 1min 内跳绳做的功，然后再根据 计算跳绳的功率。 【解答】A.向上起跳过程中，小金的质量不变，高度增大，因此重力势能增大；速度减小，动能应 该减小，故 A 错误； B.在跳绳过程中，小金要克服空气阻力做功，因此它的机械能不守恒，故 B 错误； C.小金跳一次做的功： ， 故 C 错误； D.1min 内小金跳绳做的功： 总 ； 小金跳绳的功率： ， 故 D 正确。 故选 D。 3.如图所示。光滑斜面 ABAC，沿
15、斜面 AB 和 AC 分别将同一重物从它们的底部拉到顶部所用时间 相同，所需拉力分别为 F1和 F2 ， 所做的功的功率分别为 P1和 P2 ， 则（ ） A. F1F2,P1P2 C. F1F2,P1=P2 D. F1F2,P1AC，所以 ； 根据公式 可知，当功相等时，因为 ， 所以 。 故选 A。 4.两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，物体运动的路程(s)时间(t)图像分别如 图中曲线所示，下列判断中，正确的是( ) A. 两次物体运动的速度：v1v2 B. 两次物体所受的拉力：F1F2 C. 06 s 两次拉力对物体所做的功：W1W2 D. 06 s 两次拉力对物体做功
16、的功率：P1P2 【答案】 C 【解析】【分析】（1）匀速直线运动中，当时间相同时，路程越大，速度越大； （2）首先根据二力平衡判断拉力和摩擦力的关系，然后根据摩擦力的影响因素判断摩擦力的大小 关系，进而比较拉力的大小； （3）根据 W=Fs 可知，当拉力相等时，运动距离越远，做的功越大； （4）根据 W=Pt 可知，时间相同时，做功越大，功率越大。 【解答】 A.匀速直线运动中， 当时间相同时， 路程越大， 速度越大； 观察上图可知， 当 8s 时， s1=0.8m， s2=0.4m；因为 ， 所以 ， 故 A 错误； B.同一物体与接触面的粗糙程度不变，压力不变，因此两次受到摩擦力相等；因
17、为两次都做匀速直 线运动，所以拉力都等于摩擦力，那么 F1=F2 ，故 B 错误； C.06s 内第一次运动距离 s1=0.6m，第二次运动距离 s2=0.3m；根据 W=Fs 可知，当拉力相等时，运 动距离越远，做的功越大，所以 W1W2 ， 故 C 正确； D. 根据 W=Pt 可知，时间相同时，做功越大，功率越大；06 s 两次拉力对物体做功 W1W2 ， 所以 P1P2 ，故 D 错误。 故选 C。 5.如图所示，用力击打一摞棋子中间的一个，该棋子会飞出去，下列说法正确的是（ ） A. 飞出的棋子相对于其它棋子是静止的 B. 打击棋子时，打击力对棋子做了功 C. 上面的棋子落到原来位置
18、下方的过程中，它的运动状态保持不变 D. 如果所有的力突然全部消失，在空中飞行的棋子将保持静止状态 【答案】 B 【解析】【分析】（1）如果物体相对参照物的位置发生变化，那么它是运动的；否则，它就是静止 的； （2）一个物体受到力的作用，且在力的方向上通过距离，那么对物体就做了功； （3）运动状态的改变包括：速度大小的改变和运动方向的改变； （4）当物体不受力的时候，将保持静止或匀速直线运动状态，这就是牛顿第一定律。 【解答】A.飞出的棋子相对于其它棋子的位置发生变化，所以它是运动的，故 A 错误； B.打击棋子时，棋子受到了力，且在力的方向上通过距离，因此打击力对棋子做了功，故 B 正确；
19、C.上面棋子落到原来位置下方的过程中，它由静止变为运动再变为静止，运动状态不断发生变化， 故 C 错误； D.如果所有的力突然全部消失，在空中飞行的棋子将保持运动直线运动状态，故 D 错误。 故选 B。 6.如图所示为运动员投掷铅球的过程（其中 b 点刚好脱手），下列说法错误的是( ) A. 在 a 到 b 的过程中，运动员对铅球做了功 B. 在 b 到 c 的过程中，运动员对铅球没有做 功 C. 在 c 到 d 的过程中，没有力对铅球做功 D. 在 a 到 d 的过程中，铅球的运动状态在不 断改变 【答案】 C 【解析】【分析】（1）如果物体受到一个力，并且物体在力的方向上通过一段距离，那么
20、就对物体 做了功； （2）运动状态的改变包括方向的改变和速度大小的改变。 【解答】A.在 a 到 b 的过程中，运动员给铅球一个推力，并且使铅球在力的方向上通过一段距离， 所以运动员对铅球做了功，故 A 正确不合题意； B.在 b 到 c 的过程中，运动员的手不再与铅球接触，因此没有力作用在铅球上，所以运动员对铅球 不做功，故 B 正确不合题意； C.在 c 到 d 的过程中，虽然远动员没有力作用在铅球上，但铅球受到重力，且在竖直向下的方向上 通过了距离，所以铅球的重力做了功，故 C 错误符合题意； D.在 a 到 d 的过程中，铅球的运动方向不断发生变化，因此它的运动状态在不断改变，故 D
21、正确不 合题意。 故选 C。 7.下图所示 NBA 比赛中的四种场景，球星对篮球做功的是 ( ) A. 图中科比带球上篮 B. 图中邓肯头顶篮球水平走进篮球场 C. 图中奥尼尔持球摆 pose D. 图中乔丹远投出手后球离手飞行 【答案】 A 【解析】【分析】做功的两个必要条件：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过一段 距离。 注意：不做功的三种情况: （1）物体没有受到力的作用,只是由于惯性而通过一段距离(不劳无功); （2）物体虽然受到了力的作用,但物体静止不动(不动无功); （3）物体受到了力的作用,同时也通过了一段距离,但是该力的方向与物体移动距离的方向垂直(劳 而无功)。
22、【解答】A、科比带球上篮，在力的作用方向上球移动了距离，对球做了功，A 符合； B、邓肯头顶篮球，对球有竖直向上的支持力，但水平走进篮球场，没有在竖直方向上移动距离， B 不符合； C、奥尼尔持球摆 pose，对球有竖直向上的支持力，但没有在竖直方向上移动距离，C 不符合； D、乔丹远投出手后球离手飞行，飞行过程中，人对球没有施加力，D 不符合。 故答案为：A 8.质量为 60kg 的某同学在跳绳时重心高度随时间变化的关系如图所示。根据图象可估算出该同学在 1 分钟内克服重力做功的平均功率为( ) A. 60W B. 135W C. 180W D. 270W 【答案】 C 【解析】【分析】功率
23、是指物体在单位时间内所做的功的多少，即功率是描述做功快慢的物理量。 功的数量一定，时间越短，功率值就越大。求功率的公式为功率=功/时间。 【解答】由图可知，该同学跳绳的周期是 1/3 秒；每跳一次重心升高 0.1m；1 分钟重心改变的高度 为： 所以重力做功为： ；故 C 符合； 故答案为：C。 9.如图所示，用大小相等的拉力 F 分别沿斜面和水平面拉同一个木箱，拉力方向和运动方向始终一 致。斜面 AB 粗糙，长度为 SAB ， 水平面 CD 光滑，长度为 SCD ， 运动时间分别为 tAB、tCD ， 运动速度分别为 vAB、vCD。则（ ） A. 若 SAB=SCD ， 则拉力在 AB 段
24、做功较多 B. 若 SABSCD且 tAB=tCD ， 则拉力在 AB 段做功较快 C. 若 SAB=SCD且 tABtCD ， 则拉力在 AB 段做功较快 D. 若 vAB=vCD ， 则拉力在 AB 段和 CD 段做功一样多 【答案】 B 【解析】【分析】根据 W=Fs 判断做功的大小关系，再根据 比较做功的快慢。 【解答】 A.根据公式 W=Fs 可知，如果拉力 F 相等，且 SAB=SCD ，那么拉力做的功大小相等，故 A 错误； B.根据公式 W=Fs 可知，如果拉力 F 相等，且 SABSCD ，那么拉力在 AB 段做功多；根据 可 知，当 tAB=tCD 时，拉力在 AB 段做功
25、多，那么拉力在 AB 段功率大，故 B 正确； C.根据公式W=Fs可知，如果拉力F相等，且 SAB=SCD ，那么拉力做的功大小相等；根据 可 知，当 tABtCD 时，那么拉力在 CD 段功率大，故 C 错误； D.根据 W=Fs 可知，只有知道拉力 F和移动距离s的大小关系，才能判断做功的大小，故D错误。 故选 B。 二、填空题二、填空题 10.电动自行车已成为大众化的一种交通工具，厂家对电动自行车性能进行了测试，得到速度 v 和牵 引力 F 随时间 t 变化的关系图象如图所示。已知匀速行驶时，电动机输入电压 48V，输入电流 5A。 电动自行车在 712s 受到的摩擦力为_N，电流做了
26、_焦耳的功。 【答案】 35；1200 【解析】 【分析】 （1）首先根据左图确定 712s 时电动自行车的运动状态，然后从右图中找到 712s 时电动自行车受到的牵引力，最后根据二力平衡计算摩擦力即可； （2）已知电压、电流和时间根据 计算电流所做的功。 【解答】据甲图可知，712s 时电动自行车保持 6m/s 的速度做匀速直线运动，那么它受到的摩擦力 和牵引力是平衡力； 据乙图可知， 712s 时自行车受到的牵引力是 35N， 所以受到的摩擦力也是 35N。 电流做的功为： 。 故答案为：35；1200J 11.如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力 F 的作用，F 的大
27、小与时间 t 的 关系如图乙所示，物体运动速度 v 与时间 t 的关系如图丙所示。由图像可知当 t=1s 时，物体所受的 摩擦力为_N，当 t=5s 时，推力做功的功率为_W。 【答案】 2；16 【解析】 【分析】 由图丙读出 02sm 内和 24s 内的速度变化情况 , 然后判断出物体的运动状态 , 根 据运动状态判断出摩擦力与推力的大小关系 ; 由图丙读出 46s 内的运动速度判断出物体的运动状 态 , 根据图象乙 读出此段时间内物体受到的推力 , 根据二力平衡条件求出时受到的摩擦力 , 由 计算出功率的大小。 【解答】 由图丙可以知道 , 02s 内物体的速度为 0 , 即物体处于静止
28、状态， 所以 , 当时 t=1s 时 , 物 体处于静止状态 , 摩擦力 f=F=2N ; 4s6s 内物体做匀速直线运动 , 物体处于平衡状态 , 受到的摩擦力和推力是一对平衡力 , 二力大 小相等 , 由图乙可以知道 , 4s6s内物体受到的推力为4N , 此时速度为4m/s , 所以 , 。 故答案为：2；16。 12.如图所示，要把一个质量是 360kg 的贵重物品 A，沿水平地面移动 100m，为保护该物品，工人 把它放在一个质量是 40kg、底面积为 0.5m2 的木板 B 上，B 接触面粗糙程度相同。然后用 F=300N 的水平拉力将木板 B 沿直线匀速拉动，直至终点。在匀速拉动
29、 B 的过程中，A、B 之间的摩擦力是 _N，拉力 F 做的总功是_J。 【答案】 0；30000 【解析】【分析】（1）摩擦力产生的条件：相互接触；做相对运动或有相对运动的趋势； （2）已知拉力和距离根据公式 W=Fs 计算总功。 【解答】 （1）在匀速拉动 B 的过程中，A 和 B 保持相对静止状态，二者之间没有相对运动的趋势， 因此 A、B 之间摩擦力是 0N； （2）拉力 F 做的总功为：W=Fs=300N 100m=30000N。 三、解答题三、解答题 13.小明用如图甲所示的滑轮组拉一个重为 G=100 牛的物体时， 小明施加的拉力 F 随时间变化关系 如图乙所示，物体上升的速度
30、v 随时间变化的关系如图丙所示。已知吊篮质量为 m=2 千克，不计 动滑轮重量和绳重，忽略绳与轮之间的摩擦。则： （1）第 1 秒内地面对吊篮的支持力_牛； （2）当物体被匀速拉动后，拉力 F 的功率是多少？ 【答案】 （1）30 （2）p=Fv=40N 2.5m/s 3=300W 【解析】【分析】（1）首先根据乙图判断第 1s 时滑轮组自由端的拉力 F，然后根据 动 计算出 动滑轮上对吊篮的拉力，最后根据 支持 动计算地面对吊篮的支持力； （2） 根据丙图可知， 第 2-3s 内吊篮做匀速直线运动， 根据乙图确定这时受到的拉力根据公式 计算拉力的功率即可。 【解答】（1）根据乙图可知，第 1
31、s 时小明的拉力是 30N； 滑轮组上承担重力的绳子有 3 段， 那么动滑轮对吊篮的拉力为： 动 ； 地面对吊篮的支持力为： 支持 动 ; （2） 根据丙图可知， 吊篮在2-3s内做匀速运动， 此时速度为2.5m/s;根据乙图可知， 此时拉力是40N； 那么拉力 F 的功率是： 。 故答案为：（1）30；（2）300W 14.某新能源汽车质量为 3 103 kg，汽车轮胎与地面的总接触面积为 0.1m2。行驶时，蓄电池为车上 的电动机供电，电动机为汽车提供动力。当它在平直路面上匀速行驶时，电动机工作电流为 50A， 工作电压为 300V，汽车所受阻力为车重的 0.04 倍。(g 取 10Nkg
32、) （1）汽车空载停在平直路面上时，对路面的压强为_。 （2）若该汽车以 10ms 的速度在平直路面上匀速行驶时，电动机功率用于牵引汽车前进功率的百 分比为_。 （3）如果改用太阳能电池给车上的电动机供电，其它条件不变，求所需的太阳能电池板的最小面积 是多少?结合计算结果对该设想中的太阳能汽车提出一条改进建议。(若该车所用太阳能电池将太阳 能转化为电能的效率为 15，地面每平方米接受太阳辐射的功率为 103W。) 【答案】 （1）3 105Pa （2）80 （3）解:P电=UI=300V 50A=1.5 104W 15P0S板=P电 S板=P电/15P0=1.5 104W15 103Wm2=1
33、00m2 提高太阳能电池将太阳能转化为电能的效率(提高电动机效率或减轻汽车质量) 【解析】【分析】（1）利用公式 Gmg 计算出汽车受到的重力，再利用公式 计算汽车对地面 的压强； （2）利用公式 PFv 求出汽车牵引力的功率，利用公式 PUI 求出电动机的功率，它们的比值即 为电动机功率用于牵引汽车前进功率的百分比； （3）根据太阳能电池极的转换效率求出太阳能电池板需产生电能的功率，再根据太阳能接受太阳 辐射的功率计算电池板析有面积； 通过提高太阳能电池将太阳能转化为电能的效、 提高电动机效率、 减轻汽车质量都可提高汽车的效率。 【解答】（1）汽车受到的重力：Gmg=3 103 kg 10N
34、/kg =3 104N， 汽车空载停在平直路面上时，对路面的压强为： ; （2）汽车牵引力的功率：P车Fv0.04Gv0.04 3 104N 10m/s=1.2 104W, 电动机功率 : P电UI300V 50A15000W， 电动机功率用于牵引汽车前进功率的百分比：P车：P电1.2 104W/15000W=80% ; （3）需要电池板的面积： S板=P电/15P0=1.5 104W15 103Wm2=100m2 ； 通过提高太阳能电池将太阳能转化为电能的效、提高电动机效率、减轻汽车质量都可提高汽车的效 率。 故答案为： （1）3 105Pa； （2）80%； （3）100m2；提高太阳能电
35、池将太阳能转化为电能的效率(提 高电动机效率或减轻汽车质量)。 15.小科做俯卧撑时（如图所示)，可将其视为一个杠杆，重心在 O 点，他将身体撑起时地面对两脚 尖的支持力为 F1=200N，两脚尖与她面的接触面积为 60cm2 ， 双手与地面的接触面积为 300cm2 。 （1）如果小科的两脚尖对地面的压强与双手对地面的压强之比为 5:2，地面对双手的支持力 F2为多 少? （2）小科在 1min 内能了 30 个俯卧撑。每次肩部上升的距离都为 0.36m，则他 1min 内双手共做功 为多少? （3）求小科所受的重力 G=_N。 【答案】 （1）解：因为物体间力的作用是相互的，支持力和压力是
36、一对相互作用力， 所以，F脚F脚支200N，F手F 手支 ， 则两脚尖对地面的压强 p脚 脚 脚 ，双手对地面的压强 p 手 手 手 ， 已知 p脚：p手5：2， 则 脚 脚 ： 手 手 5：2， 则 F手 手 脚 脚 400N （2）解： （3）600 【解析】 【分析】 （1） 根据相互作用力的规律可知， 脚和手对地面的压力等于地面对它们的支持力。 根据压强公式 分别得到脚尖和双手对地面的压强表达式， 接下来用 5:2 将两个表达式连接起来， 代入数值计算出地面对双手的支持力 F 2； （2）已知地面对双手的支持力和肩膀上升的距离，根据公式 计算 1min 内双手做的功。 （3）小科处于静
37、止状态，他受到地面的支持力之和与重力是平衡力，即 F支持=G。 【解答】（1） 因为物体间力的作用是相互的，支持力和压力是一对相互作用力， 所以，F脚F脚支200N，F手F 手支 ， 则两脚尖对地面的压强 p脚 脚 脚 ， 双手对地面的压强 p 手 手 手 ， 已知 p脚：p手5：2， 则 脚 脚 ： 手 手 5：2， 则 F手 手 脚 脚 400N； （2） ； （3）小科受到地面的支持力为： 支持 ； 那么小科的重力为： 支持 。 故答案为：（1）400N；（2）4320J；（3）600N 16. 2014 年 12 月 26 日上午，某市机场北路快速通道正式通车。它的建成通车使得市民从市
38、区到沈 家的路程减少 2.4 公里，行车时间缩短 6 分钟，大大方面了市民出行。小华一家三口开着车由快速 通道前往沈家的外婆家。 （1）该快速通道限速为 80 千米/小时，其实质是控制汽车的 不至于过 大（用字母表示）。 A.惯性 B.势能 C.动能 D.摩擦力 （2）若小华爸爸开着轿车以 60 千瓦的恒定功率运行，运动的速度 v 与时间 t 的关系如图所示。 在 05 秒时间内，轿车发动机做了多少功？ 轿车在匀速直线运动过程中受到的阻力是多少？ 【答案】 （1）C （2）解：W=Pt=60000 瓦 5 秒=300000 焦 答：在 05s 时间内，轿车发动机做功为 300000 焦 F=P
39、/v=60000 瓦 20 米/秒=3000 牛 轿车做匀速直线运动 f=F=3000 牛 答：轿车做匀速直线过程中受到的阻力 3000 牛 【解析】【分析】（1）汽车的质量一定时，速度越大，动能越大； 快速通道限速 ， 实质是控制 汽车的动能 不至于过大； （2） 汽车的功率恒定不变，根据 W=Pt 求出 05s 内发动机做的功； 当汽车匀速运动时，牵引力等于摩擦阻力，由 P=Fv 求出牵引力 F。 17.中国已成为机器人与智能装备产业全球最大应用市场，如图所示是杭州一餐厅送餐机器人工作时 的情景。 （1） 机器人在水平地面上匀速直线前行时餐盘中的食物受到_ （选填“平衡力”或 “非平衡力”
40、） 作用。 （2）机器人在水平地面匀速直线前行过程中_（填“遵循”或“不遵循”）机械能守恒定律。 （3）送餐过程中，机器人在 20s 内沿直线匀速移动了 10m，若它在运动过程中所受阻力为 100N， 试计算机器人的功率。 【答案】 （1）平衡力 （2）遵循 （3）P=W/t=FS/t=(100N 10m)/20s=50W 【解析】【分析】（1）物体处于平衡状态时 , 所受的力是平衡力 ; （2）动能的大小与物体的质量、速度有关 ; 重力势能的大小与物体的质量、高度有关 , 动能和势 能统称为机械能 ; （3）根据公式 WFs 求克服阻力所做的功 , 利用 即求出功率. 【解答】（1）因为餐盘
41、中的食物处于匀速直线的运动状态 , 所以是平衡状态 , 即所受的力是平衡 力 ; （2）机器人在水平地面匀速前行过程中质量不变 , 速度不变 , 动能不变 , 高度不变 , 重力势能 也不变 , 所以机械能不变 , 即机械能守恒 ; （3）机器人送餐服务过程中克服阻力所做的功 : WFs100N 10m=1000N , 做功功率为 : 。 故答案为 :（1）平衡力 ;（2）遵循；（3）50W。 18.如图甲所示， 放在水平地面上的物体 A 受到水平向右的力 F 的作用， 力 F 的大小以及物体 A 的运 动速度大小 V 随时间 t 的变化情况如图乙所示。 （1）当 t=7s 时，物体 A 受到
42、的摩擦力 f 的大小为_N，方向为_。 （2）根据图乙有关信息，请用公式 P=Fv，求 F=10N 时该力的功率。 （3）如图丙所示，在 A 的两侧分别挂上柱状重物 B、C，且 C 的一部分浸人水中。已知 GB=20N， Gc=50N，C 的横截面积为 30cm2 ， 长度足够，水够深。则当物体 A 不受摩擦力作用时，C 的下底 面受到的水的压强是多少? （4）若物体 A 移动就会触发报警装置(图中未画出)，当物体 A 不移动时，最高水位与最低水位的差 是多少?(g 取 10Nkg) 【答案】 （1）10；水平向左 （2）解：当 F10N 时，物体处于静止状态或以 5m/s 的速度做匀速直线运
43、动 物体静止时， P=FV=10N 0m/s=0W 当物体以 5m/s 的速度匀速运动时， P=FV=10N 5m/s=50W 答： 拉力的 功率为 0 W 或 50W。 （3）解：由题意可知，当物体不受摩擦力作用时，物体 C 受到的浮力 F浮GA-GB50N-20N=30N 根据浮力产生的原因可知：F 浮PS 浮 =1 10 4Pa 解：由题意可知，当物体不受 摩擦力作用时，物体 C 受到的浮力 根据浮力产生的原因可知：F浮PS 浮 =1 104Pa （4） 解： 由题意可知， 物体 A 静止时， 物体 C 所受浮力的最大变化量F浮2 12N24N h= 排 = 排 水 = =0.8m 答：
44、当物体 A 不受摩擦力作用时，C 的下底面受到 的水的压强是 1 104Pa，当物体 A 不移动时，最高水位与最低水位的差是 0.8m。 【解析】【分析】阻碍物体相对运动（或相对运动趋势）的力叫做摩擦力。摩擦力的方向与物体相 对运动（或相对运动趋势）的方向相反。摩擦力分为静摩擦力、滚动摩擦、滑动摩擦三种。一个物 体在另一个物体表面发生滑动时，接触面间产生阻碍它们相对运动的摩擦，称为滑动摩擦。滑动摩 擦力的大小与接触面的粗糙程度的大小和压力大小有关。压力越大，物体接触面越粗糙，产生的滑 动摩擦力就越大。功率是指物体在单位时间内所做的功的多少，即功率是描述做功快慢的物理量。 功的数量一定，时间越短
45、，功率值就越大。求功率的公式为功率=功/时间。物体所受的压力与受力 面积之比叫做压强，压强用来比较压力产生的效果，压强越大，压力的作用效果越明显。压强的计 算公式是：p=F/S，压强的单位是帕斯卡，符号是 Pa。 【解答】（1）由乙图可知，t=7S 时，物体水平向右加速运动，其摩擦力与运动方向相反水平向左； 而物体运动时其摩擦力大小不变等于其匀速运动时的拉力，则 f=10N；故答案为：10；水平向左； （2）由乙图可知，F=10N 时，物体有两个运动状态：静止和匀速运动，所以分别加以计算即可； 故 物体静止时，P=FV=10N 0m/s=0W 当物体以 5m/s 的速度匀速运动时， P=FV=10N 5m/s=50W ； （3）当 C 物体部分浸入水中，其底部受到的压强是由浮力来提供的，根据 A 的受力平衡可知 C 受 到的浮力为物体 A 的重力去掉物体 B 的重力；故答案为： 解：由题意可知，当物体不受摩擦力作 用时，物体 C 受到的浮力
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