2年中考1年模擬備戰(zhàn)2020年中考物理 專題11 功和機(jī)械能（含解析）

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1、 專題11 功和機(jī)械能 本專題中考考點(diǎn)和要求（“▲”表示該標(biāo)準(zhǔn)要求屬于評價水平這一層次） 評價目標(biāo)和評價水平 課標(biāo)要求 知識目標(biāo) 技能 體驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 了 解 認(rèn) 識 理 解 獨(dú)立 操作 經(jīng) 歷 認(rèn) 同 內(nèi) 化 （1）理解機(jī)械功和功率。用生活中的實(shí)例說明機(jī)械功和功率的含義。 ▲ ▲ （2）知道動能、勢能和機(jī)械能。通過實(shí)驗(yàn)，了解動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化。 ▲ ▲ （3）舉例說明機(jī)械能和其他形式能量的相互轉(zhuǎn)化。 ▲

2、 規(guī)律總結(jié)1：利用功、功率的公式求解計(jì)算題策略 1.利用W=Fs進(jìn)行計(jì)算時，一定要注意力F和距離S的一 一對應(yīng)的關(guān)系，即距離S是在力F作用下且沿力的方向上移動的距離。其次，一定要注意F和S的同時性，即在計(jì)算做功多少時，一定要搞清S是否是F始終作用下運(yùn)動的距離。比如用60N的力將一重為8N的物體踢出20m遠(yuǎn)，這20m不是在腳的力的始終作用下運(yùn)動的，在求腳對物體做功時，不能表示為W=Fs=60N×20m=1200J。 2.利用P=W/t進(jìn)行計(jì)算時，一定要注意功W和完成這些功所用的時間t的一 一對應(yīng)的關(guān)系。其次，一定要注意W和t的同時性。 規(guī)律總結(jié)2：探究影響物體動能大小因素的實(shí)驗(yàn)思路

3、 1.實(shí)驗(yàn)研究：研究對象小鋼球。 方法有控制變量法；轉(zhuǎn)換法。 如何判斷動能大?。嚎茨緣K被小鋼球推動的距離多少。 使質(zhì)量不同的鋼球從同一高度靜止釋放的目的：使小球到達(dá)水平面時的初速度相同； 如何改變鋼球速度：使鋼球從不同同高度滾下； 2.分析歸納：保持鋼球質(zhì)量不變時結(jié)論：運(yùn)動物體質(zhì)量相同時，速度越大，動能越大； 保持鋼球速度不變時結(jié)論：運(yùn)動物體速度相同時，質(zhì)量越大，動能越大； 3.得出結(jié)論：物體動能與質(zhì)量和速度有關(guān)；速度越大動能越大，質(zhì)量越大動能也越大。 4.斜面的作用：是物體具有速度并改變物體速度的大小。 5.水平面的作用：是物體在豎直方向上受力平衡，在

4、水平方向只受摩擦力。 6.能量轉(zhuǎn)化：在斜面上機(jī)械能轉(zhuǎn)化過程：重力勢能轉(zhuǎn)化成動能 ， 在水平面上能力轉(zhuǎn)化過程：動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 7.木塊最終停下來的原因：在水平面受到摩擦力。 8.實(shí)驗(yàn)推理與假設(shè)：當(dāng)水平面絕對光滑，小球?qū)⒆鰟蛩僦本€勻速，不能達(dá)到探究目的。 9.超載、超速問題判斷：超速時，質(zhì)量不變，速度越大，動能越大；超載時，速度不變，質(zhì)量越大，動能越大。 10.用小球做實(shí)驗(yàn)有不足之處是：不能保證小球在水平面上沿直線運(yùn)動。 【例題1】（2018湖北宜昌）媽媽與小明進(jìn)行爬山比賽，他們選擇的起點(diǎn)、路徑和終點(diǎn)都相同，全程設(shè)為勻速運(yùn)動，媽媽的體重是小明的2倍，媽媽所用的時間是小明的3

5、倍，若媽媽克服自身重力做功為W1、功率為P1，小明克服自身重力做功為W2、功率為P2，則下列關(guān)系正確的是（　?。? 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。 【解析】（1）爬山比賽過程中，兩人爬山的高度相同，根據(jù)W=Gh求出做功之比； （2）根據(jù)P=求出功率之比。 由題可知，媽媽與小明爬山的高度相同，媽媽的體重是小明的2倍，媽媽所用的時間是小明的3倍， 由W=Gh可得，媽媽和小明克服重力做功之比： =

6、==； 由P=可得，媽媽和小明克服重力做功的功率之比： ==×=×=，故D正確。 【例題2】（2019河南）已知小汽車的總質(zhì)量為1500kg，該車以30m/s的速度作水平勻速直線運(yùn)動，行駛180s，汽車在行駛過程中受到的阻力為車重的0.16倍（g=10N/kg）則結(jié)論正確的是（ ） A.小車行駛的距離為540m． B.在此過程中汽車的牽引力為240N C. 在此過程中汽車的牽引力做功為1.296×106J D.汽車的功率為7.2×104W 【答案】D 【解析】本題考點(diǎn)是速度公式及其應(yīng)用；功、功率的計(jì)算．. （1）已知速度與行駛時間，由速度公式可以求出小車的路程．

7、 （2）小車做勻速直線運(yùn)動，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件可以求出牽引力，然后由功率公式求出功率． （1）由v=可知，小車行駛的距離： s=vt=30m/s×180s=5400m （2）小車做勻速直線運(yùn)動，處于平衡狀態(tài)， 由平衡條件得：F=f=0.16mg=0.16×1500kg×10N/kg=2400N （3）牽引力做的功：W=Fs=1.296×107J （4）牽引力的功率：P===72000W 【例題3】（2018湖南婁底）“沙場點(diǎn)兵，揚(yáng)我軍威”。2017年8月1日，習(xí)近平總書記在朱日和軍事基地乘坐檢閱車對三軍將士進(jìn)行檢閱。某檢閱車質(zhì)量為2400kg，在600s內(nèi)沿水平方向勻速前

8、進(jìn)了3000m，牽引力大小為2000N． 求：（1）檢閱車的重力（g=10N/kg）（2）檢閱車的速度（3）牽引力的功率 【答案】（1）檢閱車的重力為24000N； （2）檢閱車的速度為5m/s； （3）牽引力的功率10kW。 【解析】考查了重力公式、速度公式和功率公式的應(yīng)用，第三問也可以分步計(jì)算：先利用W=Fs求檢閱車牽引力做的功，再利用P=W/t求牽引力的功率。知道檢閱車的質(zhì)量，利用G=mg求其重力；利用速度公式v=s/t求檢閱車的速度；利用P=W/t=Fv求牽引力的功率。 （1）檢閱車的重力： G=mg=2400kg×10N/kg=24000N； （2）檢閱車的速度：

9、v=s/t=5m/s； （3）牽引力的功率：P=W/t=Fv=2000N×5m/s=10000W=10kW。 【例題4】（2019四川攀枝花）如圖甲是某種型號的轎車，車的質(zhì)量為600kg。一次該車在一段平直的公路上勻速行駛，遇到車速監(jiān)控檢測點(diǎn)。檢測點(diǎn)的距離傳感器從向車發(fā)出超聲波信號到接收到信號共用了0.6s。在連接距離傳感器的計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的該車運(yùn)動的s—t圖像如圖乙所示（g=10N/kg,超聲波在空氣中傳播速度為340m/s）。求： 甲 乙 （1）該小轎車空載時對地面的壓力。 （2）超聲波信號遇到小車時，小車與檢

10、測監(jiān)控點(diǎn)的距離。 （3）若小車在運(yùn)動中所受阻力大小為3000N，則小車在20s內(nèi)牽引力所做的功。 【答案】（1）6000N。（2）102m。（3）1.2×106J。 【解析】（1）m=600kg g=10N/kg 小轎車空載時重力 G=mg=600kg×10N/kg=6000N 小轎車空載時對地面的壓力等于小轎車空載時重力F=G=6000N （2）s=vt=340m/s×0.6s=204m s′=s/2=102m （3）從圖像可以獲得信息是小轎車在2s內(nèi)運(yùn)動了40m，可以求出其速度 v 1= S1/t 1=40m/2s=20m/s 小車在20s內(nèi)運(yùn)動的路程為S2

11、=v 2t 2=20m/s×20s=400m f=F=3000N 小車在20s內(nèi)牽引力所做的功為W=Fs=3000N×400m=1.2×106J。 【例題5】（2018濟(jì)寧）某同學(xué)在探究“物體的動能跟哪些因素有關(guān)”時，提出了如下猜想： 猜想一：物體動能大小與物體的質(zhì)量有關(guān) 猜想二：物體動能大小與物體的運(yùn)動速度有關(guān) 為了驗(yàn)證上述猜想，老師提供了如下器材：斜槽、刻度尺、三個鋼球（質(zhì)量分別為0.2kg、0.2kg、和0.3kg）、木塊和長木板． 實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，讓鋼球從高為h的斜槽上由靜止?jié)L下，碰到水平面上的木塊后，將木塊撞出一段距離，在同樣的平面上，木塊被撞得越遠(yuǎn)，說明鋼球的動能越

12、大． 該同學(xué)利用上述器材和裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并在下表中記錄了實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)． 次數(shù) 鋼球質(zhì)量m/kg 鋼球下落高度h/cm 木塊移動距離s/cm 1 0.1 10 8 2 0.1 25 19 3 0.3 20 26 4 0.2 10 15 5 0.3 10 22 6 0.3 15 30 請你完成下列任務(wù)： （1） 為了便于驗(yàn)證猜想一，請重新設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)表格，并將上表中的相關(guān)數(shù)據(jù)全部篩選整理后填入你所設(shè)計(jì)的表中． （2）分析重新設(shè)計(jì)的表中數(shù)據(jù)可以得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是　 ?。? 【答案】（1）見解析中表；（2）當(dāng)物體的運(yùn)動

13、速度一定時，物體的質(zhì)量越大，動能就越大． 【解析】（1）物體動能大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，探究物體動能大小與質(zhì)量關(guān)系時，要控制物體到達(dá)水平面時的速度一定，即控制鋼球在斜面上的高度相同，改變物體的質(zhì)量；設(shè)計(jì)表格如下： 次數(shù) 鋼球下落高度h/cm 鋼球質(zhì)量m/kg 木塊移動距離s/cm 1 10 0.1 8 2 10 0.2 15 3 10 0.3 22 （2）由表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：當(dāng)物體的運(yùn)動速度一定時，物體的質(zhì)量越大，動能就越大． 【例題6】（2019江蘇無錫）在研究“物體動能與質(zhì)量和速度的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，將鋼球從某一高度由靜止釋放，鋼球擺到豎直位置時，撞

14、擊水平木板上的木塊，將木塊撞出一段距離。 (1)本實(shí)驗(yàn)使鋼球獲得動能的操作方法是 。 (2)從上表數(shù)據(jù)可以看出，實(shí)驗(yàn)中控制了 相同，從而探究動能與 的關(guān)系。 (3)第1次實(shí)驗(yàn)時若不考慮能量損失，鋼球?qū)δ緣K最多可做 J的功；第3次實(shí)驗(yàn)時，木塊被撞后滑出木板無法記錄數(shù)據(jù)，需要重做第三次實(shí)驗(yàn)，甲同學(xué)建議換用同樣較長的木板，乙同學(xué)建議換一個較大的木塊，丙同學(xué)建議降低鋼球下擺的高度，你認(rèn)為應(yīng)當(dāng)采用 同學(xué)的建議。 (4)由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象可得出結(jié)論：

15、 。 【答案】（1）讓鋼球從高處擺下；（2）速度；質(zhì)量；（3）0.06；甲；（4）速度一定時，質(zhì) 量越大，動能越大； 【解析】（1）讓鋼球從某一高度由靜止釋放，使鋼球獲得動能. （2）讓小球從斜面的同一高度處釋放，使小球到達(dá)最底端的速度相同，從而探究動能與質(zhì)量的關(guān)系.（3）由題意可知，鋼球的重力為：G=mg=0.02kg×10N/kg=0.2N， 鋼球下降的距離為：h=30cm=0.3m， 鋼球的重力做的功，即鋼球獲得的動能，大小為： E=Gh=0.2N×0.3m=0.06J.

16、 上面的兩次實(shí)驗(yàn)是在速度一定時，改變物體的質(zhì)量，探究動能的大小，動能的大小通過木塊移動距離的大小表現(xiàn)出來的，因此改變木板的長度，應(yīng)采用甲的建議； （4）有表中的數(shù)據(jù)知：速度一定時，質(zhì)量越大動能越大。 【2019年題組】 一、填空題 1.（2019成都）某一型號的汽車質(zhì)量為5×103kg，輪胎與地面接觸面積為4×250cm2，在一段平直公路上用0.5小時勻速行駛了54km，車受到的阻力為車重的0.1倍．g取10N/kg. 則該汽車的行駛速度為　　km/h ，該汽車對地面的壓強(qiáng)為　　Pa，該汽車牽引力所做的功為　　J。 【答案】108，5×105，2.7×1

17、08。 【解析】（1）根據(jù)速度公式v=s/t可求汽車的行駛速度； （2）汽車對地面壓力F=G=mg，地面受力面積已知，根據(jù)壓強(qiáng)公式P=F/S可求汽車對地面的壓強(qiáng)； （3）牽引力F=0.1G,行駛的路程已知，根據(jù)公式W=Fs可求汽車牽引力所做的功； （4）汽車勻速行駛，車受到的阻力等于牽引力。 點(diǎn)評：壓強(qiáng)的計(jì)算，需要確定壓力、面積。要注意面積的計(jì)算與單位，其中壓力的確定是難點(diǎn)。正確判斷物體間的壓力，進(jìn)行受力分析是關(guān)鍵；物體間接觸部分的面積，一般與較小的物體面積相同。 2.（2019婁底）如圖甲所示，水平地面上的物體，受到方向不變的推力F的作用，其F﹣t和v﹣t的圖象分別如圖乙、丙所

18、示．由圖象可知，0～3s內(nèi)，推力對物體做功　　J；t=5s時，物體受到的摩擦力是　　N． 【答案】0；6． 【解析】v﹣t圖象、F﹣t圖象相結(jié)合，判斷出物體各段運(yùn)動狀態(tài)，根據(jù)平衡狀態(tài)中二力平衡找出力的大小是本題的關(guān)鍵所在．從速度圖象中分析0﹣3s時物體的速度大小可得出物體此時所處的狀態(tài)，然后根據(jù)做功的兩個必要條件分析解答；首先從速度圖象中9﹣12s得出物體勻速直線運(yùn)動．然后對應(yīng)的從F﹣t圖象中得出物體所受的摩擦力；最后根據(jù)摩擦力的影響因素判斷出t=5s時物體受到的摩擦力大?。? （1）由丙圖知：0～3s內(nèi)物體的速度大小為零，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，有力無距離，所以，推力對物體做功0J．

19、（2）由丙圖知，9﹣12s時，物體勻速運(yùn)動， 由乙圖知，9﹣12s時，F(xiàn)=6N， 所以摩擦力與推力F平衡，大小為6N． 3﹣6s之間，物體加速運(yùn)動，受力不平衡，推力大于摩擦力；但由于物體對地面的壓力和接觸面的粗糙程度沒有改變，所以摩擦力大小不變；即仍為6N． 二、選擇題 3.（2019湖北宜昌）放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時間t的關(guān)系和物塊速度與時間t的關(guān)系如下左圖和右圖所示。已知物塊運(yùn)動時受到的摩擦力是重力的0.4倍，取g＝10m/s2。由此兩圖線可以知道 下列結(jié)論錯誤的是 （ ） A．物塊的質(zhì)量為m＝0.5kg，物塊運(yùn)動時

20、受到的摩擦力為f=2N； B．物塊在4s—6s時間內(nèi)水平推力做功為16J； C．物塊0—2s時間內(nèi)在1N的水平推力作用下，處于靜止?fàn)顟B(tài)； D．物塊2s—4s時間內(nèi)的平均速度大小為4m/s。 【答案】D 【解析】本題關(guān)鍵點(diǎn)在于用速度——時間圖像與橫軸圍成的面積等于變速運(yùn)動的物體在一定時間內(nèi)運(yùn)動的路程。根據(jù)圖像可以獲得以下相關(guān)信息： 0至2s時間內(nèi)物塊在1N的水平推力作用下靜止，所以C結(jié)論正確；4s至6s時間內(nèi)在2N的水平推力作用下，做勻速直線運(yùn)動，F(xiàn)=f=0.4mg=2N ，m=0.5kg.所以結(jié)論A正確； 由于F=2N,s=vt=4m/s×2s=8m, 水平推力做功W=Fs=2

21、N×8m=16J,所以B結(jié)論正確； 2s至4s時間內(nèi)做變速直線運(yùn)動，初中階段涉及平均速度，求解辦法是利用V=s/t。這時的路程s就是速度——時間圖像上的圖線與橫軸圍成的三角形面積的數(shù)值。s=2×4/2=4 V=s/t=4m/2s=2m/s,所以D項(xiàng)結(jié)論錯誤。答案： D 三、實(shí)驗(yàn)題 4.（2019江西）圖為探究物體（鋼球）動能大小跟哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置。 （1）實(shí)驗(yàn)原理： ①鋼球從平滑斜面上由靜止開始向下運(yùn)動，到達(dá)斜面底端時的速度只與鋼球起點(diǎn)位置的高度有關(guān)。起點(diǎn)位置越高，該速度越_______。 ②鋼球從平滑斜面上由靜止開始向下運(yùn)動，在水平木板上撞擊木塊，木塊運(yùn)動的距離越長，運(yùn)動

22、鋼球所具有的動能越________。 （2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： ①同一鋼球從斜面上不同高度處由停止向下運(yùn)動。在水平木板上撞擊木塊，鋼球開始向下運(yùn)動的起點(diǎn)位置越________。木塊運(yùn)動的距離越長。 ②同一高度由靜止向下運(yùn)動，在水平木板上撞擊木塊，鋼球的質(zhì)量越_________，木塊運(yùn)動的距離越長。 【答案】（1）大（2）大（3）高（4）大 【解析】（1）①鋼球從平滑斜面上由靜止開始向下運(yùn)動，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，起點(diǎn)位置越高，重力勢能越大，到達(dá)斜面底端時的動能越大，速度越大； ②實(shí)驗(yàn)中是通過鋼球撞擊木塊移動的距離來觀察鋼球動能大小的，利用了轉(zhuǎn)換法；被撞木塊的運(yùn)動距離越長，說明鋼球?qū)Ρ?/p>

23、撞物體所做的功就越多，鋼球原來所具有的動能就越大； （2）①質(zhì)量一定的鋼球開始向下運(yùn)動的起點(diǎn)位置越高，到達(dá)水平面時的速度越大，因此動能越大，對木塊做功越多，木塊移動的距離越長；②不同質(zhì)量的鋼球從同一高度由靜止向下運(yùn)動，到達(dá)水平面時的速度一定，質(zhì)量越大，所具有的動能越大，對木塊做功越多，木塊移動的距離越長。 四、綜合計(jì)算題 5.（2019營口）電動自行車以其環(huán)保、快捷、輕便的優(yōu)勢，成為家庭常用的交通工具。如圖所示的這輛電動自行車自身重力為600N，在水平公路上勻速直線行駛了4.8km用了10min，行駛時受到的阻力是40N。 （1）求該車在這段時間內(nèi)行駛的速度是多少m/s？牽引力做功

24、是多少？ （2）若該車每個車輪與地面的接觸面積為0.01m2，車胎能承受的最大壓強(qiáng)為2×10 5Pa，求該車的最大載重量是多少N？ 【答案】（1）8m/s 1.92×10 5J（2）3400N 【解析】（1）v＝s/t＝4800m/（600s）＝8m/s 因?yàn)樵撥囋谒矫嫔献鰟蛩僦本€運(yùn)動，所以F＝f＝40N W＝Fs＝40N×4800m＝1.92×10 5J （2）由p＝F/S得F＝pS=2×10 5Pa×2×0.01m2＝4000N 在水平面上，G＝F＝4000N G載＝4000N－600N＝3400N 6.（2019重慶）我國首款大型水陸兩棲飛機(jī)“鯤龍”AG600

25、如圖所示，該飛機(jī)蓄滿水后總質(zhì)量53.5t。為檢測飛機(jī)性能，先后進(jìn)行了模擬滅火和水面滑行測試。在滅火測試中：飛機(jī)盤懸在火場上方150m處，將所蓄水分次投下，每次投水200kg，用時20s到達(dá)地面。在水面滑行測試中：飛機(jī)在水平面上以10m/s的速度沿直線勻速滑行了60s，若飛機(jī)發(fā)動機(jī)牽引力的總功率始終保持2.5×106W．（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg） 求（1）飛機(jī)蓄滿水靜止在水面上時排開水的體積； （2）每次投下的水在下落過程中重力做功的平均功率； （3）飛機(jī)在水面沿直線勻速滑行時，飛機(jī)所受的牽引力。 【答案】（1）飛機(jī)蓄滿水靜止在水面上時排開水的體積為53.5

26、m3； （2）每次投下的水在下落過程中重力做功的平均功率為1.5×104W； （3）飛機(jī)在水面沿直線勻速滑行時，飛機(jī)所受的牽引力為2.5×105N。 【解析】（1）因?yàn)锳G600蓄滿水后靜止在水面上， 所以飛機(jī)受到的浮力：F浮=G=mg=53.5×103kg×10N/kg=5.35×105N， 由F浮=ρ水gV排可得，排開水的體積： V排= F浮/ρ水g =53.5m3； （2）每次投下的水在下落過程中重力做功： W=Gh=m水gh=200kg×10N/kg×150m=3×105J， 重力做功的平均功率： P=W/t=1.5×104W； （3）飛機(jī)發(fā)動機(jī)牽引力的總功率始終

27、保持2.5×106W， 因?yàn)镻=W/t=Fv， 所以，飛機(jī)在水面沿直線勻速滑行時，飛機(jī)所受的牽引力： F= P總/v =2.5×106W /10m/s =2.5×105N。 【2018年題組】 一、填空題 1.（2018成都）新能源汽車因節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)深受廣大家庭的喜愛。小明爸爸駕駛電動汽車在平直公路上勻速行駛12km，用時10min。已知該車的總質(zhì)量為1.6×103kg，行駛中阻力為車重的0.05倍，此過程中該車牽引力做功 J，功率為 kW．（g=10N/kg） 【答案】9.6×106；16 【解析】根據(jù)行駛中阻力為車重的0.05倍求出阻力；由于車做勻速直線運(yùn)動

28、，則牽引力等于阻力；根據(jù)W=Fs求出功的大小，根據(jù)P=W/t求出功率。 由于車做勻速直線運(yùn)動，則牽引力等于阻力，則牽引力： F=f=0.05G=0.05mg=0.05×1.6×103kg×10N/kg=800N； 汽車做的功為：W=Fs=800N×12000m=9.6×106J； 汽車的功率為：P=W/t=16000W=16kW. 2.（2018長沙）若轎車以90kW的恒定功率啟動做直線運(yùn)動，運(yùn)動過程中受到的阻力不變，運(yùn)動的速度v與時間t的關(guān)系如圖甲所示．則在20﹣25s時間內(nèi)，轎車運(yùn)動的距離是　　m，該過程發(fā)動機(jī)做的功是　　J，轎車在運(yùn)動過程中受到的阻力是　　N． 【答案】1

29、50；4.5×105；3000． 【解析】由圖象可知，在20﹣25s時間內(nèi)，轎車運(yùn)動的速度為30m/s，則轎車運(yùn)動的距離s=vt=30m/s×5s=150m； 因轎車以90kW的恒定功率啟動做直線運(yùn)動，所以轎車發(fā)動機(jī)做功W=Pt=9×104×5J=4.5×105J；轎車運(yùn)動過程中受到的阻力f===3000N． 二、選擇題 3.（2018大慶）中國選手張湘祥在奧運(yùn)會上獲得男子舉重62kg級冠軍，挺舉成績是176kg，圖為他比賽時的照片。他在挺舉過程中對杠鈴做的功最接近（ ） A．600J B．1200J C．1800J D．3400J 【答案】D 【解析】根據(jù)G=mg求出

30、杠鈴的重力，估測出舉高的高度，根據(jù)W=Gh求出對杠鈴做的功。解：杠鈴的重力： G=mg=176kg×10N/kg=1760N， 張湘祥的身高約為1.60m； 在挺舉過程中把杠鈴舉高的高度為張湘祥的身高加上0.4m，即： h=1.60m+0.4=2.0m， 在挺舉過程中對杠鈴做的功： W=Gh=1760N×2.0m=3520J。 4.（2018天津）下列四組數(shù)據(jù)給出了四個力做功與做功所用的時間，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】依據(jù)功率公式P=W/t 可知PA=

31、40J/8s=5W PB=80J/8s=10W PC=80J/10s=8W PD=90J/10s=9W 三、實(shí)驗(yàn)題 5.（2018貴州）某同學(xué)在探究彈性勢能大小與形變量的關(guān)系時，猜測彈性勢能可能與形變量x成正比，也可能與形變量的平方x2成正比。用如圖裝置進(jìn)行探究，將彈簧套在光滑豎直桿上且底端固定在水平面上，刻度尺與桿平行，進(jìn)行了如下操作： ①彈簧處于自由狀態(tài)時，讀出其上端距水平面的高度h0； ②將中間有孔的小鐵塊套在光滑桿上放于彈簧上端，豎直向下按壓鐵塊，讀出此時彈簧上端到水平 面的高度h1； ③釋放小鐵塊，當(dāng)鐵塊上升到最大高度時，讀出鐵塊下端到水平面的高度h2； ④改

32、變彈簧的壓縮長度，重復(fù)步驟②③，將測出的數(shù)據(jù)記錄在表格中，并計(jì)算出彈簧的形變量x、 形變量的平方x2和小鐵塊上升的距離△h 實(shí)驗(yàn)次數(shù) h0/m h1/m h2/m x/m X2/m2 △h/m 1 0.50 0.40 0.55 0.40 0.01 0.15 2 0.50 0.30 0.90 0.20 0.04 0.60 3 0.50 0.20 1.55 0.30 0.09 1.35 4 0.50 0.15 2.00 0.35 0.12 1.85 （1）實(shí)驗(yàn)中彈簧的形變量x=　 （用所測物理量符號表示）； （2

33、）本實(shí)驗(yàn)中，彈簧彈性勢能大小是通過　 來間接反映的； A．h1 B．h2 C．h2﹣h0 D．h2﹣h1 （3）該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)分別做出圖甲△h﹣x和圖乙△h﹣x2圖象，由此得到的結(jié)論是彈簧彈性 勢能的大小與　 成正比 【答案】（1）h0-h1；（2）D；（3）形變量的平方（或x2）。 【解析】（1）由表中第二列、第三列和第五列數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)中彈簧的形變量x= h0-h1; （2）由題意可知，實(shí)驗(yàn)中彈簧彈性勢能大小是通過△h來間接反映的，由表中第三列、第四列以及第七列 數(shù)據(jù)可知，△h = h2- h1，故

34、選C； （3）由表中的第五、六、七列數(shù)據(jù)可知，△h與x2的比值是一定值，與x的比值不是定值，所以彈簧彈性 勢能的大小與形變量的平方（x2）成正比。 四、綜合計(jì)算題 6.（2018杭州）跳傘是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)的運(yùn)動，現(xiàn)在越來越受到人們的喜愛．在某次跳傘訓(xùn)練過程中，一體重為500N的運(yùn)動員從空中懸停的直升機(jī)上由靜止開始豎直跳下，其速度與時間的關(guān)系如圖所示，經(jīng)15s下落210m后，開始做勻速直線運(yùn)動直至落地，整個過程用時30s，求在這個過程中： （1）運(yùn)動員下落的平均速度； （2）重力做的功； （3）勻速下降時重力做功的功率． 【答案】（1）運(yùn)動員下落的平均速度為10m/s； （2

35、）重力做的功為1.5×105J； （3）勻速下降時重力做功的功率為3×103W． 【解析】根據(jù)圖象中的體現(xiàn)形狀，分析物體的運(yùn)動狀態(tài)，再根據(jù)速度公式v=、功的公式W=Fs=Gh、功率公式P=Fv，代入數(shù)值可求速度、功和功率． （1）由題可知，運(yùn)動員在0﹣15s下落的路程為s前=210m， 由圖象可知，15s后運(yùn)動員以6m/s的速度做勻速直線運(yùn)動， 則運(yùn)動員在15﹣30s通過的路程為：s后=vt后=6m/s×15s=90m； 運(yùn)動員通過的總路程為：s=s前+s后=210m+90m=300m， 總時間為t=30s， 則整個過程中運(yùn)動員下落的平均速度： v′===10m/s； （2

36、）運(yùn)動員下落的高度為：h=s=300m； 重力做的功： W=Gh=500N×300m=1.5×105J； （3）勻速下降時，重力做功的功率： P=Fv=Gv=500N×6m/s=3×103W。 【2020年模擬壓軸題組】 一、填空題 1.（2020武漢模擬）如圖所示的鐵塊重力G=4N，被吸附在豎直放置且足夠長的磁性平板上,當(dāng)他在豎直方向上拉力F=6N的作用下向上運(yùn)動, 則鐵塊受到的摩擦力為 N.鐵塊此時速度v與時間t的關(guān)系圖象如圖乙所示, 4s內(nèi)拉力F做的功是 J。 【答案 】2；4.8。 【解析】處于平衡狀態(tài)的物體受平衡力作用，即大小相等，方向相反，作用

37、在一條直線上，作用在一個物體上；從圖乙中讀出鐵塊運(yùn)動的速度，利用速度公式求出通過的路程，再利用W=Fs計(jì)算4s內(nèi)拉力F做功。 （1）由乙圖可見，鐵塊在豎直方向上運(yùn)動時，速度保持不變，因此鐵塊做勻速直線運(yùn)動，鐵塊受到平衡力的作用。 在豎直方向上受到豎直向下的重力G、豎直向下的摩擦力f和豎直向上的拉力F， 根據(jù)平衡力的特點(diǎn)，故鐵塊受到摩擦力大小f=F-G=6N-4N=2N。 （2）鐵塊在4s內(nèi)升高的距離s=vt=0.2m/s×4s=0.8m， 因此拉力F做的功W=Fs=6N×0.8m=4.8J。 二、選擇題 2.（2020福建模擬）一只木箱放在水平地面上，地面上各處粗糙程度相同。對木

38、箱施加一個方向不變的水平推力F（如圖甲）；F的大小與時間t的關(guān)系、木箱的運(yùn)動速度v與時間t的關(guān)系圖象如圖乙所示。以下說法正確的是（　?。? A．在第一個2s內(nèi)木箱所受摩擦力為2N B．在第二個2s內(nèi)木箱所受摩擦力為3N C．在第一個2s內(nèi)推力F對木箱所做的功為2J D．在第三個2s內(nèi)推力F對木箱做功的功率為8W 【答案】D 【解析】先由速度﹣時間圖象判斷物體的運(yùn)動情況，然后根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)判斷物體是否受平衡力作用；根據(jù)由F﹣t圖象求出物體受到的拉力，然后由二力平衡的條件求出摩擦力的大小。根據(jù)W＝Fs可求功；由P＝Fv可求功率。 A.由圖象可知，第一個2s內(nèi)，物體沒有推動

39、，物體處于平衡狀態(tài)，推力等于摩擦力，等于1N，故A錯誤； B.由v﹣t圖象可知，在4s～6s物體做勻速直線運(yùn)動，處于平衡狀態(tài)，由F﹣t圖象可知在4s～6s即在第三個2s內(nèi)拉力F＝2N，由平衡條件可得滑動摩擦力f＝F＝2N，由v﹣t圖象可知，物體在第二個2s內(nèi)做勻加速運(yùn)動，受到的摩擦力為滑動摩擦力，因?yàn)閴毫徒佑|面的粗糙程度不變，因此物體受到的摩擦力仍是2N，方向與推力方向相反，即向左；故B錯誤； C.由圖象可知，第一個2s內(nèi)，物體沒有推動，由W＝Fs可知，推力F對木箱所做的功為0；故C錯誤； D.在第三個2s內(nèi)推力F對木箱做功的功率為： P＝Fv＝2N×4m/s＝8W．故D正確。 三

40、、實(shí)驗(yàn)題 3.（2020北京海定一模）在“觀察從斜面滑下的小車在水平面上的運(yùn)動”活動中，小車在相同斜面頂端由靜止釋放，沿斜面下滑到達(dá)底端，在毛巾、棉布和木板上向前運(yùn)動一段距離，分別停在如圖所示位置。 （1）小車在相同斜面頂端由靜止釋放，是為了使小車到達(dá)水平面時的 相同。 （2）小車所受阻力越小，運(yùn)動距離越遠(yuǎn)。如果運(yùn)動的物體在 的理想情況下，它將保持原來的速度一直運(yùn)動下去。300多年前，伽利略曾采用類似的方法得出相同的推論。 （3）實(shí)驗(yàn)中，小車在棉布、木板表面克服阻力做功的功率分別是、，則 。（填“>”、“=”或“<”） 【答案】（1）速度；（2）不受任何

41、阻力；（3）＞ 【解析】（1）實(shí)驗(yàn)中，每次都讓小車從同一個斜面的相同位置由靜止開始滑下，是為了使小車到達(dá)斜面底端時具有相同的速度，這是控制變量法的要求。 （2）由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，圖中小車在不同材料表面滑行時，水平面粗糙程度越小，小車受到的阻力越小，小車運(yùn)動的越遠(yuǎn)。 在此實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的推理，可以得到：運(yùn)動物體不受任何阻力的理想情況下，它將保持勻速直線運(yùn)動。 （3）因小車達(dá)到水平面時初速度相同，小車的動能相同，最終速度為0，小車的動能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，大小等于克服阻力做的功，故小車在棉布、木板表面上克服阻力做功相等，即W1=W2；但在木板表面滑行時間長，根據(jù)P=W/t知木板表面功率小，

42、木板表面功率大，即則P1＞P2。 4.（2020四川成都青羊區(qū)一模）下圖甲是研究“物體動能的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中讓同一鋼球從斜面上不同的高度由靜止?jié)L下，打到同一個木塊上。下圖乙是研究“牛頓第一定律”的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中讓同一鋼球從斜面上相同的高度由靜止?jié)L下，在粗糙程度不同的平面上運(yùn)動。請回答以下問題： (1)設(shè)計(jì)甲實(shí)驗(yàn)的目的是研究鋼球動能的大小與 的關(guān)系；設(shè)計(jì)乙實(shí)驗(yàn)的目的是研究運(yùn)動的鋼球速度減小的快慢與所受 的關(guān)系。 (2)甲實(shí)驗(yàn)是通過木塊被推動 的大小，說明鋼球?qū)δ緣K做功的多少，從而判斷鋼球動能的大??；乙實(shí)驗(yàn)是通過鋼球在粗糙程度不

43、同的平面上運(yùn)動的遠(yuǎn)近，推理得出：在理想情況下，運(yùn)動的物體如果 ，將永遠(yuǎn)做勻速直線運(yùn)動。 (3)兩個實(shí)驗(yàn)都涉及同一種物理方法，這種方法叫 。 【答案】（1）速度；阻力（2）距離；不受阻力（3）控制變量法 【解析】影響動能大小的因素有兩個：一是物體的質(zhì)量，二是物體運(yùn)動的速度。實(shí)驗(yàn)時只能是研究與某一因素之間的關(guān)系，如果是同一物體在運(yùn)動，則質(zhì)量不變來研究和速度之間的關(guān)系。物理學(xué)當(dāng)中常用這種方法來研究多個因素影響同一個物理量，這種方法叫控制變量法。 四、綜合計(jì)算題 5.（2020重慶江北區(qū)一模）一質(zhì)量為3000kg的汽車沿著長為5.4km的盤山公路勻速行駛,

44、當(dāng)它從山腳行駛到高為0.5km的山項(xiàng)時，耗時15min,汽車發(fā)動機(jī)牽引力為4000N.求，(1)汽車的行駛速度;(2)汽車發(fā)動機(jī)牽引力做的功;(3) 汽車發(fā)動機(jī)牽引力的功率. 【答案】(1)6m/s；(2)2.16×107J; (3) 2.4×104w. 【解析】(1)汽車的行駛速度v=s/t=5.4×103m/(15×60s)=6m/s； (2)汽車發(fā)動機(jī)牽引力做的功W=FS=4000N×5.4×103m=2.16×107J; (3) 汽車發(fā)動機(jī)牽引力的功率P=W/t=2.16×107J/(15×60s)= 2.4×104w. 6.（2020上海徐匯模擬）隨著居民生活水平的不斷提

45、高，家用轎車越來越多地走進(jìn)了普通百姓人家．下表為某型家用轎車的有關(guān)數(shù)據(jù)： 家用轎車的總質(zhì)量1200kg 家用轎車的額定功率30kW 每個輪胎與地面的接觸面積0.02m2 油箱的容積55L （1）該家用轎車靜止在水平地面上時，對地面的壓強(qiáng)是多大？ （2）若該家用轎車在額定功率下以72km/h的速度勻速行駛在平直公路上，則該車發(fā)動機(jī)的牽引力是多少？ 【答案】（1）1.5×105Pa；（2）1500N． 【解析】該汽車靜止在水平地面上時對地面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)p=F/S求出對地面的壓強(qiáng)；根據(jù)P=Fv求出發(fā)動機(jī)牽引力；根據(jù)W=Pt求出汽車以額定功率勻速直線行駛10min牽引力所做的功。 19