2018中考物理试题分类汇编专题20功和功率含解析.pdf

专题 20 功和功率一选择题（共10 小题）1（2018?天津）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（）A600J B 1200J C1800J D 3400J【分析】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。【解答】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。2（2018?长沙）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足球在水平地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【分析】做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离（即力和距离的方向要一致）；二者缺一不可。【解答】解：A、用力推发生故障的汽车而未推动时，只有力没有距离；故推力对汽车没有做功；故 A错误；B、吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时，拉力方向竖直向上，移动距离的方向水平向前；两个方向相互垂直，故吊车的拉力对重物没有做功；故B错误；C、足球在水平地面上滚动一段距离时，移动距离的方向水平向前，重力的方向竖直向下；两个方向相互垂直，故重力对足球没有做功；故C错误；D、运动员从地面将杠铃举起的过程中，力的方向竖直向上，移动距离的方向也竖直向上，两个方向一致；故举重运动员对杠铃做功；故D正确；故选：D。3（2018?盐城）小明将掉在地面上的物理书捡起来放在课桌上，他对课本所做功最接近于（）A0.02J B0.2J C 2J D20J【分析】首先估测物理课本的质量，然后计算它的重力，然后再估测课桌的高度，最后根据功的公式计算即可。【解答】解：一本物理课本的质量m=200g=0.2kg，G=mg=0.2kg10N/kg=2N，课桌高度约为1m，人对课本做的功：W=Gh=2N 1m=2J。故选：C。4（2018?广州）如图所示，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段拉力 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（）AW1W2BW1W2CP1P2DP1P2【分析】（1）根据 W=Fs分别计算F1和 F2所做的功，然后比较即可；（2）根据 P=Fv 分析比较 F1和 F2所做的功的功率的大小。【解答】解：（1）由图知，OP段的路程s1=4m，PQ段的路程 s2=6m，OP段拉力 F1做的功为：W1=F1s1=300N4m=1200J，PQ段拉力 F2做的功为：W2=F2s2=200N6m=1200J，比较可知，W1=W2，故 AB错误；（2）物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q，所以，物体在OP段和 PQ段速度相同，又因为 F1F2，所以根据P=Fv 可知，P1P2，故 C正确，D错误。故选：C。5（2018?淄博）如图所示，AC BC，在相同时间内把同一物体分别沿斜面AC、BC匀速推上顶端，推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，在不考虑摩擦的情况下（）AF1F2，P1=P2BF1 F2，P1P2 C F1=F2，P1=P2DF1F2，P1P2【分析】（1）斜面倾斜角度越大，越费力，斜面AC的倾斜角度小于斜面BC，所以斜面AC更省力，（2）不考虑摩擦的情况下，斜面光滑，使用光滑的斜面没有额外功；根据功率的计算公式P=，结合做功的多少和所用时间的多少分析所做的功的功率大小。【解答】解：（1）不计摩擦，斜面 AC倾斜角度小于BC，则 AC BC，所以物体沿AB运动时拉力较小，即 F1F2；（2）不计摩擦，使用光滑的斜面没有额外功，拉力在两斜面上做功相同（等于克服物体重力所做的功），即 W1=W2；拉力做功相同，所用时间相同，根据P=可知，拉力做功的功率相同，即P1=P2。故选：A。6（2018?徐州）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（）ABCD【分析】由生活经验知，汽车在泥泞的路面行驶时要增大其牵引力，根据汽车行驶过程中牵引力的变化由 P=Fv分析其速度的变化从而解题。【解答】解：汽车在泥泞的路面行驶时，受到的阻力变大了，需要增大其牵引力，所以汽车在整个行驶过程中，汽车的牵引力由小变大再变小，即经过泥泞路面时牵引力变大，经过泥泞路面后牵引力变小；汽车发动机的功率始终保持不变，经过泥泞路面时牵引力变大，由P=Fv 可知，汽车经过泥泞路面时的速度会变小，经过泥泞路面后速度会变大，且在经过泥泞路面前后速度是相同的。在 st 图象中，倾斜的直线表示s 与 t 成正比，即物体做匀速直线运动；且图线越靠近s 轴（倾角越大），说明物体速度越大。A图中，图线是倾斜的直线，说明汽车一直做匀速直线运动，不符合题意；B图中，图线表示汽车的速度先变大后变小，不符合题意；C图中，中间部分表示汽车往回行驶，不符合题意；D图中，图线表示汽车的速度先变小后变大，且经过泥泞路面前后速度是相同的，符合题意。故选：D。7（2018?枣庄）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（）AW1：W2=2：1 P1：P2=6：1 B W1：W2=2：3 P1：P2=2：1 CW1：W2=2：1 P1：P2=3：2 D W1：W2=2：1 P1：P2=2：3【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。【解答】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。8（2018?随州）都市生活离不开电梯，如图，将电梯简化为“钢绳拉着电梯箱在竖直导轨上运动”模型。小刚同学乘坐电梯从一楼到五楼，电梯箱和人的总质量为500kg，电梯上行受到轨道摩擦力为 500N，钢绳对电梯箱的拉力用T 表示。电梯（底面）在A 点（一楼地面）到B点（二楼地面）过程中速度在增加，用时4s：在 B 点到 D点（四楼地面）过程中匀速运动，用时4s：在 D点到 E点（五楼地面）过程中速度逐渐减小，用时四楼地面4s；每层楼高3m，（g 取 10Nkg），下面说法正确的是（）A电梯从A点到 B点过程中，钢绳拉力T 做功 1.65 104J B电梯从B点到 C点过程中，钢绳拉力T 做功的功率4.125 103W C电梯从C点到 D点过程中，钢绳拉力T 做功的功率8.25 103W D电梯从D点到 E点过程中，钢绳拉力T=5.5 103N【分析】匀速运动时，钢绳的拉力等于电梯厢和人的总重力加上摩擦力；加速运动时，拉力大于电梯厢和人的总重力加上摩擦力；减速运动时，拉力小于电梯厢和人的总重力加上摩擦力；根据 W=Fs和 P=作出分析。【解答】解：电梯厢和人的总重力G=mg=500kg 10N/kg=5000N，匀速运动时，钢绳的拉力T=G+f=50000N+500N=5500N，电梯从 A点到 B点过程中，加速运动，T5500N，A、钢绳拉力T 做功 W Ts=5500N3m=1.65104J，故 A错误；B、电梯从B点到 C点过程中，做匀速运动，上升一层楼高，s=3m，用时 t=2s，拉力做的功W1=Ts=5500N3m=1.65104J，钢绳拉力 T 做功的功率P=8.25 103W，故 B错误；C、电梯从C点到 D点过程中，做匀速运动，上升一层楼高，s=3m，用时 t=2s，拉力做的功W1=Ts=5500N3m=1.65104J，钢绳拉力 T 做功的功率P=8.25 103W，故 C正确；D、电梯从D点到 E点过程中，减速运动，T5500N，故 D错误。故选：C。9（2018?德州）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：v1v2B两次物体所受的拉力：F1F2C06s 两次拉力对物体所做的功：W1W2D06s 两次拉力对物体做功的功率：P1P2【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06s 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。【解答】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，06s 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，06s 两次拉力对物体所做的功：W1W2；故 C正确；D、06s，时间相同，且W1W2；根据 P=可知，06s 两次拉力对物体做功的功率：P1 P2；故 D错误。故选：C。10（2018?眉山）小李将一排球竖直向上抛出，排球离开手后竖直向上运动到一定高度又落回地面，不计空气阻力，关于排球离开手后的运动过程中，下列说法正确的是（）A排球在上升过程中小李对排球做功B排球在下落过程中排球的动能减小C排球在上升过程中排球受到一个竖直向上的力D排球在下落过程中排球所受的重力做功越来越快【分析】（1）从做功的两个必要因素分析，分析排球在上升过程中，小阳是否对排球施加力，从而判断小阳对排球是否做功；（2）影响动能大小的因素有质量和速度，据此判断排球动能的变化情况；（3）排球在上升过程中，对排球进行受力分析，根据受到的力确定受力方向；（4）排球在下落过程中，排球下落速度越来越大，下落相同高度，用时间越来越少，根据W=Gh 和P=判断重力做功快慢。【解答】解：A、排球在上升过程中，小李不再对排球施加力，所以小李对排球不做功，故A错误；B、排球在下落过程中，质量不变，速度逐渐变大，排球的动能变大，故B错误；C、排球在上升过程中，不计空气阻力，排球只受到竖直向下的重力作用，故C错误；D、功率是反映做功快慢的物理量；排球在下落过程中，重力做功的功率P=Gv；由于排球下落时速度越来越快，所以重力做功的功率越来越大，即重力做功越来越快；故D正确。故选：D。二填空题（共9 小题）11（2018?临沂）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9.6 106J，功率为16 kW（g=10N/kg）【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。【解答】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 103kg10N/kg=800N；汽车做的功为：W=Fs=800N 12000m=9.6106J；汽车的功率为：P=16000W=16kW；故答案为：9.6 106；16。12（2018?德阳）图甲所示的铁块重力G=4N，被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，当它在竖直方向上拉力F=6N的作用下向上运动时，铁块受到的摩擦力为2 N；铁块此时速度v 与时间t 的关系图象如图乙所示，则4s 内拉力 F 做功是4.8 J。【分析】（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。【解答】解：（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）根据 v=可得，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。故答案为：2；4.8。13（2018?云南）如图甲所示，张华用水平推力F 推置于水平地面上的木箱，在此过程中，推力F的大小随时间t 变化的情况如图乙所示，木箱运动速度v 的大小随时间t 变化的情况如图丙所示，则 13s 木箱做变速（选填“匀速”或“变速”）运动；35s 推力对木箱做的功是400 J【分析】（1）根据 vt 图象可知，1 3s 内物体运动的速度变化即可判断所处的状态；（2）从速度图象中35s 得出物体匀速直线运动，然后对应的从Ft 图象中得出物体所受的推力F，知道物体在35s 末的速度和时间求出物体的运动距离，根据W=Fs求出推力做功多少。【解答】解：（1）由 v t 图象可知，13s 内木箱的速度逐渐增大，则木箱做变速运动；（2）从 F t 图象可知，35s 木箱受到的推力F=200N，由 vt 图象可知，35s 木箱做匀速直线运动，其速度为1m/s，35s 木箱移动的距离：s=vt=1m/s 2s=2m，35s 推力对木块做的功：W=Fs=200N 2m=400J。故答案为：变速；400。14（2018?自贡）如图所示，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，P1P2（选填“”、“”或“=”）【分析】（1）根据影响滑动摩擦力大小的因素和二力平衡条件即可比较水平拉力的大小；（2）知道拉力拉力做功的大小关系，根据W=Fs和 P=Fv判断比较功和功率的关系。【解答】解：（1）由题可知，同一物体先后以不同的速度在同一水平地面上匀速运动，则物体对水平地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，因此两次物体受到的滑动摩擦力不变；又因为物体在水平地面上匀速运动，根据二力平衡条件可知，水平拉力F 和滑动摩擦力f 是一对平衡力，大小相等，即F1=F2=f；（2）物体运动的距离都为10m，且 F1=F2，由 W=Fs可知 W1=W2；由题意可知v1 v2，且 F1=F2，由 P=Fv 可知，P1P2。故答案为：=；。15（2018?邵阳）如图所示，重10N的物体 A在水平拉力F 的作用下，沿水平方向以0.4m/s 的速度匀速运动了2s，弹簧测力计的示数为4N，物体 A所受重力做的功为0 J。【分析】依据做功的两个条件，首先判断重力是否做功，然后利用功的计算公式进行计算。【解答】解：物体A在水平拉力F 的作用下，沿水平方向以0.4m/s 的速度匀速运动了2s，虽然物体 A受力，也移动了距离，但物体A在重力的方向上没有移动距离，所以重力没做功，即重力做功为 0J。故答案为：0。16（2018?绍兴）两个完全相同的物体A、B，重均为20 牛。（1）在 10 牛的水平推力作用下两者同时以2 米/秒的速度作匀速直线运动，如图甲，当物体通过的距离为 3 米时，推力所做的功为30 焦。（2）若物体 A、B在 15 牛的推力作用下以3 米/秒的速度在另一水平面上作匀速直线运动，如图乙，则此时 A对 B的推力为7.5 牛。【分析】（1）根据 W=Fs求出功的大小；（2）影响滑动摩擦力大小的因素是压力大小和接触面的粗糙程度；根据二力平衡求出摩擦力，然后求出 A对 B的推力。【解答】解：（1）推力所做的功为：W=Fs=10N 3m=30J；（2）若物体A、B在 15N的推力作用下以3m/s 的速度在另一水平面上作匀速直线运动，根据二力平衡可知，推力与摩擦力是一对平衡力，故AB整体的摩擦力为15N；由于 A、B完全相同，接触面相同、压力相同，故AB各自受到地面的摩擦力是相同的，总摩擦力为15N，则 B受到的地面的摩擦力为 15N=7.5N；B做匀速直线运动，故A对 B的推力与B受到的摩擦力是一对平衡力，故A对 B的推力为7.5N。故答案为：（1）30；（2）7.5。17（2018?玉林）如图所示，长为40cm、重为 10N的匀质杠杆可绕着O点转动，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由与水平方向夹角为30的位置拉至水平位置（忽略摩擦阻力），在这个过程中，力F 的大小将增大（选填“增大”、“不变”或“减小”），力F所做的功为1 J。【分析】（1）根据杠杆平衡条件来做出分析；（2）根据h=Lsin30 求出物体重心上升的高度，再根据W=Gh求出克服重力做的功，即为拉力做的功。【解答】解：（1）在杠杆缓慢地由与水平方向夹角为30的位置拉至水平位置的过程中，动力臂L 的长度没有变化，阻力G的大小没有变化，而阻力臂L 却逐渐增大；由杠杆的平衡条件知：F?L=G?L，当L、G不变时，L越大，那么F 越大，因此拉力F 在这个过程中逐渐增大；（2）物体重心上升的高度h=Lsin30=40cm=10cm=0.1m，拉力做的功W=Gh=10N0.1m=1J。故答案为：增大；1。18（2018?遂宁）小丽同学用水平力F 拉动如图所示装置，使重100N的 A物体 4s 内在水平地面上匀速运动了80cm，物体 B重 50N（物体 B与 A始终接触），此过程中地面受到的摩擦力为10N，弹簧测力计的示数为8N 若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦，则滑轮移动的速度为0.1 m/s，物体 A受到 B施加的摩擦力水平向右（选填“水平向左”、“水平向右”或“为零”），水平拉力F 为36 N，水平拉力F 的功率为3.6 W。【分析】（1）滑轮为动滑轮，滑轮移动的速度等于物体移动速度的二分之一；（2）根据力的作用的相互性得出物体A受到 B施加的摩擦力的大小及方向；（3）物体 A受到向左的拉力等于地面对A的摩擦力 f地加上物体A受到 B施加的摩擦力fA；而滑轮为动滑轮，滑水平拉力F 为 F左的 2 倍，据此计算水平拉力F 的大小；然后利用P=Fv 计算功率。【解答】解：（1）物体移动的速度v物=0.2m/s，滑轮移动的速度v轮=v物=0.2m/s=0.1m/s；（2）因为力的作用是相互的，相互作用力大小相等，方向相反，而物体B受到 A的摩擦力fB=8N，所以，物体A受到 B施加的摩擦力fB=fB=8N，方向水平向右。（3）物体 A受到向左的拉力等于地面对A的摩擦力f地加上物体A受到 B施加的摩擦力fA，F左=f地+fA=10N+8N=18N，滑轮为动滑轮，水平拉力F 为 F左的 2 倍，故 F=2F左=218N=36N，则拉力做功功率P=Fv=36N 0.1m/s=3.6W；故答案为：0.1；水平向右：36：3.6。19（2018?乐山）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，轿车的质量为 1500kg，行驶时所受阻力为车重的0.2 倍（g 取 10N/kg），则牵引力为3 103N此时汽车的功率为60 kW。【分析】（1）汽车在水平路面上匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，根据 f=0.2G=0.2mg 求出阻力，利用二力平衡条件求出牵引力的大小；（2）根据 P=Fv 求出汽车的功率。【解答】解：（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=3103N；（2）汽车的速度：v=72km/h=20m/s；汽车的功率：P=Fv=3103N20m/s=6104W=60kW；故答案为：3103；60。三计算题（共12 小题）20（2018?成都）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 103m3g 取 10N/kg。求：（1）货物的密度；（2）提升货物所做的功。【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。【解答】解：（1）货物的密度：=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。21（2018?重庆）如图所示，某公司研发的智能服务机器人，它具有净化室内空气、陪伴老人聊天散步等功能。若它在50N的牵引力作用下，以0.5m/s 的速度在水平地面匀速直线行驶60s，求：（1）它行驶的路程；（2）此过程中牵引力所做的功。【分析】（1）已知速度和时间，利用速度公式计算它行驶的路程；（2）利用 W=Fs计算此过程中牵引力所做的功。【解答】解：（1）因为 v=，所以它行驶的路程：s=vt=0.5m/s 60s=30m；（2）此过程中牵引力所做的功：W=Fs=50N 30m=1500J。答：（1）它行驶的路程30m；（2）此过程中牵引力所做的功1500J。22（2018?山西）每天都会有许多全国各地的人民群众，来到天安门广场观看升国旗仪式。天安门广场上的国旗，每天都会随太阳一起升起，25000 次零失误。奇迹。天安门广场上的国旗总重为175N，升旗时（如图），国旗上升高度为30m，所使用时间2 分 07 秒，求解下列问题：（1）国旗上升的平均速度是多少？（保留一位小数）（2）将国旗沿竖直方向匀速升高30m，拉力对国旗做的功是多少？（3）若某持枪战士总重约为700N，估算该战士站立时对水平地面的压强。【分析】（1）根据 v=求出国旗上升的平均速度；（2）根据 W=Gh 求出拉力做的功；（3）估测出战士站立时与地面的接触面积，对地面的压力等于其重力，根据p=求出压强。【解答】解：（1）国旗上升的时间：t=2min7s=127s，国旗上升的平均速度：v=0.2m/s；（2）拉力对国旗做的功：W=Fs=Gh=175N 30m=5250J；（3）战士双脚站立时与地面的接触面积约为：S=500cm2=5102m2，战士对地面的压力：F=G=700N，该战士站立时对水平地面的压强：p=1.4 104Pa。答：（1）国旗上升的平均速度是0.2m/s；（2）拉力对国旗做的功为5250J；（3）该战士站立时对水平地面的压强为1.4 104Pa。23（2018?乌鲁木齐）如图所示，长1m，重 5N的匀质杠杆OB连接在竖直墙壁的0 点，在杠杆的中点 A处悬挂 45N的重物。固定在 A点的绳子跨过定滑轮，在拉力 F 作用下使杠杆在水平位置平衡，此时 OAC=45 不计绳子重力和转动部分的摩擦，求（1）缓慢地将杠杆从水平位置转动到竖直位置的过程中，拉力做的功；（2）杠杆从水平位置逆时针缓慢转动多大角度后，绳子拉力开始小于50N。【分析】（1）根据定滑轮的工作特点求出拉力大小，然后根据图示得出杠杆和重物上升的高度，再利用利用W=Fs求出将杠杆从水平位置转动到竖直位置的过程中拉力做的功；（2）根据杠杆平衡条件分析解答。【解答】解：（1）图中为定滑轮，不计绳子重力和转动部分的摩擦，则拉力F 做的功等于克服杠杆与物重所做的功根据题意可知，杠杆O 长 1m，将杠杆从水平位置转动到竖直位置的过程中，杠杆和重物上升的高度 h=OB=1m=0.5m；即 W=W杠+W物=G杠h+G物h=5N 0.5m+45N0.5m=25J；（2）如图，由题可知，OAC=45，所以OC=OA，根据杠杆平衡条件可得：G OM=F ON，当逆时针转动至某一角度时，拉力F=50N，则 50NOM=50 ON，所以，OM=ON，又 OC=OA，根据三形知识可得：MOA=AON=NOC=30。答：（1）缓慢地将杠杆从水平位置转动到竖直位置的过程中，拉力做的功25J；（2）杠杆从水平位置逆时针缓慢转动30后，绳子拉力开始小于50N。24（2018?杭州）甲、乙两位同学对“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有关”持有不同的意见，于是他们对此展开研究。他们从网上查到，雨滴在下落过程中接近地面时受到的空气阻力与雨滴的横截面积 S成正比，与雨滴下落速度v 的平方成正比，即 f=kSv2（其中 k 为比例系数，是个定值），雨滴接近地面时可看做匀速直线运动。把雨滴看做球形，其半径为r，密度为，比热为c，球的体积为 V=r3（注：所有结果均用字母表示）（1）半径为r 的雨滴重力为r3g。（2）在接近地面时，大雨滴的下落速度大于小雨滴的下落速度（选填“大于”“等于”“小于”），写出推理过程。（3）假设半径为r 的雨滴在近地面下落h 高度的过程中，重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能，则雨滴的温度升高了多少？【分析】（1）已知雨滴的半径，可求其体积，然后利用密度公式计算质量，再根据重力公式计算重力；（2）雨滴接近地面时可看做匀速直线运动，空气阻力与重力平衡，据此列出等式求解；（3）根据重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能，利用W=Gh=mgh，Q=cm t 列出等式，联立求解。【解答】解：（1）雨滴的体积：V=r3，则根据=得，其质量m=V=r3，故重力 G=mg=r3g；（2）雨滴接近地面时可看做匀速直线运动，故f=G，因为 f=kSv2=k r2v2，G=r3g，所以，kr2v2=r3g，化简得，v=，又因为 k、g 均为定值，所以，r 越大，速度越大，即在接近地面时，大雨滴的下落速度大于小雨滴的下落速度。（3）设雨滴的质量为m，因为重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能，即W=Q，又因为 W=Gh=mgh，Q=cm t，所以，mgh=cm t，则 t=。答：（1）r3g；（2）大于；推理过程详见解答；（3）雨滴的温度升高了。25（2018?宿迁）游泳运动员的质量为75kg，仰泳时受到的水平平均动力为30N，在 60s 内前进了 100m。（1）求在 60s 内水平动力对运动员做功的功率，（2）如图所示，该运动员能以仰泳姿势静躺在水中，露出水面的头部体积可以忽略不计，请估算运动员的体积。（水=1.0 103kg/m3，g=10N/kg）【分析】（1）先根据W=Fs求出水平动力对运动员做的功，然后根据P=求出水平动力对运动员做功的功率；（2）根据漂浮条件和F浮=水gV排求出运动员排开水的体积即为运动员的体积。【解答】解：（1）水平动力对运动员做的功：W=Fs=30N 100m=3000J，则水平动力对运动员做功的功率：P=50W。（2）因为该运动员漂浮在水面上，所以运动员受到的浮力：F浮=G=mg=75kg 10N/kg=750N，由 F浮=水gV排得，运动员排开水的体积：V排=0.075m3，因为露出水面的头部体积可以忽略不计，所以，运动员的体积V=V排=0.075m3。答：（1）在 60s 内水平动力对运动员做功的功率为50W；（2）运动员的体积约为0.075m3。26（2018?内江）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0.5m，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？【分析】（1）已知一步的距离，可求84 步的距离，进一步求出教学楼的长度；根据公式v=可求步行的速度；（2）根据三角形的特征求出重心升高的高度，再利用公式W=Gh 求出做的功。（3）求出 1min 做的总功，然后利用P=计算功率。【解答】解：（1）小东 1min 经过的路程为：s=0.5m180=90m，他的步行速度为：v=1.5m/s；（2）重心升高的高度h=65cm=5cm=0.05m；小东每走一步克服重力所做的功：W=Gh=mgh=50kg10N/kg 0.05m=25J；（3）1min 做的总功：W总=180W=180 25J=4500J，功率：P=75W。答：（1）小东正常步行的速度是1.5m/s；（2）小东每走一步克服重力所做的功为25J。（3）小东正常步行克服重力做功的功率是75W。27（2018?泸州）如图甲所示的滑轮组装置，不计绳重和摩擦，绳对滑轮的拉力方向均为竖直方向。用该滑轮组提升放置在水平地面上重为G=80N的重物到高处。用竖直向下的拉力拉绳的自由端，拉力 F 随时间 t 变化的图象如图乙所示，重物上升的速度v 随时间 t 变化的图象如图丙所示。已知在 2s4s 内重物上升的竖直高度为2m，求：（1）在 4s6s 内，重物克服重力做功的功率；（2）在 2s4s 内，绳自由端下降的平均速度；（3）在 0 2s 内，重物对地面的压力大小。【分析】由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n=3，则拉力F 移动的距离s=3h。（1）由 Ft 图象得出在4s6s 内的拉力F，由 vt 图象得出重物上升的速度，利用 P=Fv求出克服重力做功的功率；（2）由图甲可知，连接动滑轮绳子的股数，根据s=nh 求出绳子自由端移动的距离，利用v=求出绳子自由端移动的速度；（3）由丙图可知，物体在4s6s 内做匀速直线运动，由图乙可知此时的拉力，利用F=（G物+G动）求出动滑轮重，此时物体静止在地面上，根据力的平衡条件求出地面的支持力，根据力的作用是相互的，求出对地面的压力。【解答】解：（1）由图丙可知，在4s6 内，重物做匀速直线运动，其速度v3=2.0m/s，由 P=Fv得，重物克服重力做功的功率：P=Gv3=80N 2.0m/s=160W。（2）由图甲可知，连接动滑轮绳子的股数n=2，已知在 2s 4s 内重物上升的竖直高度为2m，则绳子自由端移动的距离：s=nh=22m=4m，所用的时间t=4s 2s=2s，则在 2s4s 内，绳自由端下降的平均速度：v=2m/s。（3）由丙图可知，物体在4s6s 内做匀速直线运动，由图乙可知此时的拉力F3=50N，因为不计绳重和摩擦，则由F=（G物+G动）得，动滑轮的重力：G动=nF3G物=250N80N=20N，在 02s 内，由图乙可知此时的拉力F1=30N，把动滑轮和重物看成整体，则这个整体受到向下的总重力、向上的支持力以及2 股绳子向上的拉力而处于静止状态，由力的平衡条件得，F支+2F1=G+G动，则地面对物体的支持力：F支=G动+G物2F1=20N+80N 230N=40N，根据力的作用是相互的可知，此过程中重物对地面的压力：F压=F支=40N。答：（1）在 4s6s 内，重物克服重力做功的功率为160W；（2）在 2s4s 内，绳自由端下降的平均速度为2m/s；（3）在 0 2s 内，重物对地面的压力大小为40N。28（2018?湖州）在拓展课上，小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在4 秒内将一个重为100 牛的物体，沿着水平地面匀速拉动了2 米。人的拉力为 18 牛，物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35 倍，不计绳重及机械的摩擦。求：（1）人的拉力所做的功。（2）人的拉力做功的功率。（3）动滑轮受到的重力。【分析】（1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s绳=ns物求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出人的拉力所做的功；（2）知道拉力F 做的功和做功时间，根据P=求出拉力F 做功的功率；（3）根据摩擦力为物重的0.35 倍，算出摩擦力；物体匀速移动时处于平衡状态，受到的拉力F拉和摩擦力是一对平衡力，二力大小相等，不计绳重及机械的摩擦，根据F=（G动+F拉）求出动滑轮的重力。【解答】解：（1）由图知，n=2，则绳端移动的距离：s绳=ns物=2 2m=4m，人的拉力所做的功：W=Fs绳=18N 4m=72J；（2）拉力 F 做功的功率：P=18W；（3）因为物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35 倍，所以物体受到的摩擦力：f=0.35G=0.35 100N=35N；因物体匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力F拉和摩擦力是一对平衡力，所以，滑轮组对物体的拉力：F拉=f=35N，不计绳重及机械的摩擦，由F=（G动+F拉）可得，动滑轮的重力：G动=nFF拉=218N 35N=1N。答：（1）人的拉力所做的功为72J。（2）人的拉力做功的功率18W。（3）动滑轮受到的重力为1N。29（2018?德州）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2.5106W（水=1.0 103kg/m3，g=10N/kg）求（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。【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=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。【解答】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 103kg10N/kg=5.35 105N，由 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=200kg10N/kg150m=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。30（2018?白银）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2107N，则此时破冰船推进功率为多大？【分析】（1）根据 G=mg算出空载时排开水的重力；根据阿基米德原理求出空载时该船受到的重力；（2）利用二力平衡条件求出牵引力，然后利用P=Fv 计算功率。【解答】解：（1）船空载时排水