專題18機(jī)械能機(jī)械功計(jì)算-2022-2023中考二輪復(fù)習(xí)培優(yōu)壓軸（浙教版）

專題18機(jī)械能、機(jī)械功計(jì)算一、機(jī)械能和公式推導(dǎo)1．（2021九上·諸暨期中）如圖一彈簧豎直放置，一重為G的鐵球從P處靜止釋放向下運(yùn)動(dòng)，A位置為彈簧原長，到達(dá)C位置小球的速度變?yōu)榱?。（不考慮空氣阻力）（1）請(qǐng)?jiān)谟覉D中畫出小球從P到C的過程中，其動(dòng)能隨位置變化的大致關(guān)系圖像。（2）說出各段的能量變化情況?！敬鸢浮浚?）動(dòng)能隨位置變化的大致關(guān)系圖像

（2）從P到A，動(dòng)能增加，重力勢能減少。從A到B，小球重力不變，彈簧形變量增大，重力勢能減少，動(dòng)能增加，增加速度變慢，彈性勢能增加。從B到C，彈簧形變量繼續(xù)增大，重力勢能減少，動(dòng)能減少，彈性勢能增加?！窘馕觥繌腜到A的過程中，鐵球質(zhì)量不變，高度減小，鐵球重力勢能減?。辉撨^程鐵球速度增大，鐵球動(dòng)能增大；從A到C過程彈簧形變量增大，彈簧彈性勢能增大。若整個(gè)過程中不計(jì)能量損耗，則鐵球的重力勢能轉(zhuǎn)化為鐵球的動(dòng)能和彈簧的彈性勢能。2．（2022·鹿城模擬）跳水館池水深度要適當(dāng)，水過淺會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)，水過深則造成浪費(fèi)。某科研小組想研究某高度跳臺(tái)水池中水的合理深度，用仿真人體模型進(jìn)行“模擬跳水"測試，將人體模型從距水面6米處靜止釋放，觀察其觸底情況。已知該人體模型重600牛，體積為0.059m3。(不考慮空氣阻力)（1）仿真人體模型入水后會(huì)受到浮力，其最大值是牛。（2）由于人體模型入水后受到的浮力與其重力大小相當(dāng)，粗略測算時(shí)視為抵消，若剩下的平均阻力為其重力的1.5倍，則本次測試中池水至少多深才能保證人體模型不觸池底？（3）圖甲是跳水運(yùn)動(dòng)員入水前的示意圖，t1是人起跳的瞬間，t2為騰空至最高點(diǎn)的瞬間，t3是即將入水的瞬間。圖乙要描述t1~t3之間速度變化的大致圖像，請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)將其補(bǔ)充完整?！敬鸢浮浚?）590（2）解：仿真人體模型在入水前重力所做的功W1=Gh1=600牛×6米=3.6×103焦仿真人體模型在水中受到的阻力f=1.5G=1.5×600牛=900牛仿真人體模型在水中克服阻力做的功W2=W1所以，人體模型在水中移動(dòng)的距離h2=W2/f=3.6×103焦/900牛=4米（3）解：如圖所示：【解析】（1）當(dāng)物體完全浸沒水中時(shí)，它排開液體的體積等于自身體積，此時(shí)受到的浮力最大，根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排計(jì)算即可。（2）當(dāng)模型剛好不觸及水池底部時(shí)，模型在入水前重力做的功應(yīng)該等于在水中克服阻力做的功。首先根據(jù)W1=Gh1計(jì)算出重力做的功，再根據(jù)W2=W1計(jì)算出克服阻力做的功，最后根據(jù)?2=W3．（2021九下·金華月考）如圖是小科同學(xué)在校運(yùn)動(dòng)會(huì)上投擲實(shí)心球的場景，當(dāng)實(shí)心球脫手時(shí)，重心離地面的高度是1.8m，當(dāng)實(shí)心球至最高點(diǎn)時(shí)，重心上升了0.9m。已知實(shí)心球質(zhì)量為2千克，小科的質(zhì)量為55千克。（g取10N/kg）（1）若小科每只腳與地面的接觸面積是200cm2，則小科手握實(shí)心球雙腳站立在水平地面時(shí)，腳對(duì)地面的壓強(qiáng)為多大？（2）實(shí)心球從最高點(diǎn)至落地的過程中，實(shí)心球重力所做的功是多少？（3）實(shí)心球自脫手至落地的過程中（不計(jì)空氣摩擦），下列關(guān)于其動(dòng)能、勢能和機(jī)械能的大小分別隨時(shí)間變化的曲線中，其中正確的是（填序號(hào)）?！敬鸢浮浚?）解：F=S=200cp=（2）解：W=mg?=2kg×10N/kg×(1.8m+0.9m)=54J（3）②③④【解析】（1）腳對(duì)地面的壓力：F=G雙腳與地面的接觸面積S=200cm腳對(duì)地面的壓強(qiáng)：p=FS=570N0.04m2=14250Pa。

（2）實(shí)心球重力所做的功：W=mg?=2kg×10N/kg×(1.8m+0.9m)=54J。

（3）實(shí)心球自脫手至落地的過程中（不計(jì)空氣摩擦），速度先減小后增大，因此動(dòng)能先減小后增大。當(dāng)鉛球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，鉛球水平方向的速度不為零，因此此時(shí)動(dòng)能不為零，故選②；

實(shí)心球自脫手至落地的過程中（不計(jì)空氣摩擦），高度先增大后減小，那么重力勢能先增大后減小，故選④；4．（2020·仙居模擬）甲、乙兩位同學(xué)對(duì)雨滴的下落速度很感興趣，于是他們對(duì)此展開研究。雨滴接近地面時(shí)可看做勻速直線運(yùn)動(dòng)。把雨滴看做球形，其半徑為r，密度為ρ，球的體積為V=4/3πr。(注：所有結(jié)果均用字母表示)（1）半徑為r的雨滴重力為。（2）在接近地面時(shí)，雨滴在下落過程中機(jī)械能(選填“增大”“不變”“減小”)。（3）假設(shè)半徑為r的雨滴在近地面下落h高度的過程中，重力對(duì)它做了多少功？【答案】（1）4/3πr3ρg（2）減小（3）4/3πr3ρgh【解析】（1）半徑為r的雨滴重力為G=mg=ρVg=4/3πr3ρg；

（2）在接近地面時(shí)，雨滴做勻速直線運(yùn)動(dòng)，那么它的質(zhì)量不變，速度不變，因此動(dòng)能不變；質(zhì)量不變高度減小，那么它的重力勢能減?。桓鶕?jù)公式機(jī)械能=動(dòng)能+重力勢能可知，雨滴在下落過程中機(jī)械減小；

（3）假設(shè)半徑為r的雨滴在近地面下落h高度的過程中，重力對(duì)它做功：W=Gh=4/3πr3ρgh。5．（2020·上城模擬）在探究動(dòng)能影響因素實(shí)驗(yàn)時(shí)，常用如圖實(shí)驗(yàn)裝置(不計(jì)摩擦)。為了使小球到達(dá)水平位置時(shí)初始速度相同，需控制小球下落高度相同，這是為什么呢？查閱資料得：某處物體的重力勢能的大小等于該物體從此處運(yùn)動(dòng)至水平位置時(shí)重力對(duì)物體所做的功。（1）質(zhì)量為m的小球在A處靜止時(shí)，所具有的重力勢能大小Ep為；（2）已知，剛進(jìn)入水平面B點(diǎn)時(shí)，小球所具有的動(dòng)能Ek可以表達(dá)為12mv2，v為此時(shí)的速度。則EpEk（3）請(qǐng)推導(dǎo)證明：小球在水平面上運(yùn)動(dòng)的初始速度v只與高度h有關(guān)。【答案】（1）mgh（2）等于（3）12mv2=mgh，v=2g?【解析】（1）質(zhì)量為m的小球在A處靜止時(shí)，所具有的重力勢能：Ep=W=Gh=mgh；

（2）已知，剛進(jìn)入水平面B點(diǎn)時(shí)，小球所具有的動(dòng)能Ek可以表達(dá)為12mv2，v為此時(shí)的速度。則Ep=Ek；（3）根據(jù)Ep=Ek得到：12mv6．風(fēng)能將成為21世紀(jì)大規(guī)模開發(fā)的一種可再生清潔能源。風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能（氣流的動(dòng)能，動(dòng)能表達(dá)式Ek=12mv2（1）風(fēng)輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)所掃過的面積為風(fēng)力發(fā)電機(jī)可接受風(fēng)能的面積。設(shè)空氣密度為ρ，氣流速度為v，風(fēng)輪機(jī)葉片長度為r。求單位時(shí)間內(nèi)流向風(fēng)輪機(jī)的最大風(fēng)能Pm；在風(fēng)速和葉片數(shù)確定的情況下，要提高風(fēng)輪機(jī)單位時(shí)間接受的風(fēng)能，簡述可采取的措施。（2）已知風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電功率P與Pm成正比。某風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)速v1=9m/s時(shí)能夠輸出電功率P1=540kW。我國某地區(qū)風(fēng)速不低于v2=6m/s的時(shí)間每年約為5000小時(shí)，試估算這臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)在該地區(qū)的最小年發(fā)電量是多少千瓦時(shí)?！敬鸢浮浚?）解：風(fēng)垂直流向風(fēng)輪機(jī)時(shí)，提供的風(fēng)能功率最大。單位時(shí)間內(nèi)垂直流向葉片旋轉(zhuǎn)面積的氣體質(zhì)量m=pV=putS（S=ππ），單位時(shí)間內(nèi)的最大風(fēng)能。Pm（2）解：設(shè)風(fēng)能功率和輸出功率之間的轉(zhuǎn)化常數(shù)為k，則風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)速為功時(shí)能夠輸出的電功率P1=kPm=12k·πρr2v13，風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)速v2時(shí)能夠輸出電功率P2=號(hào)12k·πρr2v13，故P1：P2=（12k·πρr2v13）：（12k·πρr2v23）=v13：v23=（9m/s）3：（6m/s）3=27：8，則P2=827P1=8【解析】（1）流過風(fēng)輪機(jī)葉片的氣體可以看做一個(gè)圓柱，這個(gè)圓柱的橫截面積S=πr2，那么單位時(shí)間內(nèi)流過風(fēng)輪機(jī)的氣體體積為：V=Sv=πr2v，然后根據(jù)密度公式計(jì)算出單位時(shí)間內(nèi)垂直流向風(fēng)輪機(jī)的氣體質(zhì)量，最后根據(jù)動(dòng)能公式Ek=12mv2計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)風(fēng)輪機(jī)獲得的最大風(fēng)能；根據(jù)得到的最大風(fēng)能的數(shù)學(xué)表達(dá)式，分析影響風(fēng)能的因素，從中尋找提高風(fēng)能的措施；

（2）根據(jù)上面得到的風(fēng)能的數(shù)學(xué)表達(dá)式可知，發(fā)電機(jī)的輸出功率與風(fēng)速的三次方成正比，即P17．（2019九下·溫州競賽）一輕質(zhì)光滑薄平板AB（質(zhì)量忽略不計(jì)），可繞水平轉(zhuǎn)軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)（轉(zhuǎn)軸以O(shè)點(diǎn)表示）。已知平板與水平地面的夾角為30°，A0長0.6m，OB長0.4m。在平板中點(diǎn)N處掛一質(zhì)量為10kg的重物，將一個(gè)質(zhì)量為5kg的小球在距離地高為i=0.5米處靜止釋放，沿光滑軌道到達(dá)AB上。（g取10牛/千克）（1）小球從最高點(diǎn)下滑至地面的過程中，重力所做的功為多少？（2）從能量轉(zhuǎn)化和守恒的角度來解釋小球?yàn)槭裁匆欢梢酝ㄟ^O點(diǎn)？.（3）通過計(jì)算說出小球運(yùn)動(dòng)到距離O多遠(yuǎn)處時(shí)，平板AB會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)？（小球?qū)Ω軛U的壓力為自身重力的32【答案】（1）小球從最高點(diǎn)下滑至地面的過程中，重力所做的功：W＝Gh＝mgh=5kg×10N/kg×0.5m=25J；（2）因?yàn)镺A長0.5m，它與地面的夾角為30°，則O點(diǎn)距地面的高度為0.3m；由于小球下滑和上升的表面光滑，沒有摩擦力，小球下滑時(shí)重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，上升的過程中動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能，轉(zhuǎn)化過程中沒有能量損失，小球上升的高度一定等于0.5m，所以小球一定可以通過O點(diǎn)；（3）設(shè)小球到達(dá)距O點(diǎn)右側(cè)的M點(diǎn)時(shí)開始發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，小球?qū)Ω軛U的壓力GM＝32G球＝32m球g＝32×5kg×10N/kg=253N,N受到的重力：GN＝mN【解析】（1）利用公式G＝mg求出小球受到的重力，再利用公式W＝Gh計(jì)算小球從最高點(diǎn)下滑至地面的過程中，重力所做的功；

（2）由于小球下滑和上升的表面光滑，沒有摩擦力，小球下滑時(shí)重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，上升的過程中動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能，轉(zhuǎn)化過程中沒有能量損失；

（3）AB開始發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)平板處于平衡狀態(tài)，利用杠桿平衡的條件計(jì)算出距離O多遠(yuǎn)時(shí)，AB發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。8．光滑斜面甲與水平面AB平滑連接，從斜面甲高H處靜止釋放小球，小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)靜止，如圖甲，在AB上的C點(diǎn)平滑拼接另一光滑斜面乙。已知AB＝3AC，如圖乙，回答下列問題：（1）如果小球從斜面甲高H處靜止釋放，說明小球在乙斜面到達(dá)的最大高度h與H的數(shù)量關(guān)系及理由。（2）要使小球在乙斜面上到達(dá)的最大高度變?yōu)?h，小球應(yīng)在甲斜面上多高處靜止釋放，并說明理由?！敬鸢浮浚?）答：從釋放點(diǎn)到B點(diǎn)靜止，減少的機(jī)械能等于在AB水平面上由于摩擦而損失的機(jī)械能，因?yàn)锳B＝3AC，所以在AC上損耗的機(jī)械能是AB上的三分之一，所以乙斜面上時(shí)機(jī)械能比甲斜面上時(shí)的機(jī)械能少三分之一，故上升的高度h＝23（2）解：小球在乙斜面上升高度為2h，即43H，因?yàn)锳C段上消耗的機(jī)械能與第一次相同，即消耗H3高度的機(jī)械能，所以原來小球在甲斜面上的釋放高度是：2h＋H39．（2022九上·舟山月考）航天迷小海利用自制降落傘模擬返回艙的降落過程。將帶有降落傘的重物從高處釋放，一段時(shí)間后打開降落傘，重物在離地4m高處開始勻速下落，速度為5m/s。若打開降落傘后，降落傘和重物受到的阻力f與速度v滿足關(guān)系式f=kv2，（1）降落傘和重物的總質(zhì)量是？（2）從開始勻速下落到落地，降落傘和重物克服阻力做功是？【答案】（1）當(dāng)重物開始勻速下落時(shí)，速度為5m/s，

那么降落傘受到的阻力：f=kv2=3N·S2/m（2）從開始勻速下落到落地，

降落傘和重物克服阻力做功是：W=Gh=75N×4m=300J。二、功和功率計(jì)算10．（2022九上·蒼南期中）如圖甲所示是疫情期間推出的一"款消毒機(jī)器人，機(jī)器人可在無人控制的情況下，對(duì)需要消毒場所進(jìn)行智能消毒。消毒機(jī)器人自身質(zhì)量為50kg，利用蓄電池驅(qū)動(dòng)，可自主回樁充電。使用前對(duì)機(jī)器人進(jìn)行測試：在儲(chǔ)液箱中裝滿消毒液，消毒液質(zhì)量為20kg，關(guān)閉噴灑裝置并使機(jī)器人在水平地面上運(yùn)動(dòng)。此過程中，牽引力F隨時(shí)間t的變化情況如圖乙所示，消毒機(jī)器人前進(jìn)的速度v的大小隨時(shí)間t的變化情況如圖丙所示。（1）機(jī)器人在水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)并消毒時(shí)，具有的動(dòng)能(選填“變大”、“變小”或“不變”)；（2）在3~5s內(nèi)，牽引力做功多少焦?（3）該機(jī)器人在勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，牽引力的功率為多少瓦?【答案】（1）變?。?）s=vt=1m/s×2s=2m牽引力做功：W=Fs=200N×2m=400J（3）牽引力做功率：p=Wt【解析】（1）動(dòng)能的大小與質(zhì)量和速度大小有關(guān)，即質(zhì)量越大，速度越大時(shí)，物體的動(dòng)能越大；

（2）根據(jù)乙圖確定3~5s內(nèi)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的速度和受到的牽引力，根據(jù)s=vt計(jì)算移動(dòng)的距離，再根據(jù)W=Fs計(jì)算牽引力做的功；

（3）根據(jù)公式P=W11．（2021九上·浙江期中）為控制疫情，市政管理部門配備了如圖所示的消毒車按時(shí)對(duì)人流密集的主干道路進(jìn)行消毒。消毒車罐體容積為4500L，空載質(zhì)量約5000kg，每個(gè)輪胎與地面的接觸面積是250cm2發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率約為95kW。(ρ藥水=1.0x103kg/m3)（1）如圖，消毒車在水平地面上勻速行駛并消毒時(shí)，具有的動(dòng)能(選填“變大”、“變小”或“不變”)。（2）空載時(shí)，消毒車對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是多少?（3）當(dāng)該車裝滿藥水，在水平公路上以額定功率勻速行駛時(shí)，測得速度為10m/s，則發(fā)動(dòng)機(jī)在2min內(nèi)所做的功是多少？受到的阻力是多少？【答案】（1）變?。?）S=0.025m2×4=0.1m2P=FS=G（3）w=pt=95×103w×2×60s=1.14×107焦耳因?yàn)檐囎觿蛩傩旭俧=F=P/v=95×103w/10m/s=9.5×103牛【解析】（1）動(dòng)能與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)；

（2）消毒車與地面的接觸面積等于每個(gè)輪胎與地面接觸面積的4倍，而消毒車對(duì)地面的壓力等于自身重力，最后根據(jù)p=F（3）根據(jù)公式W=Pt計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)做的功。根據(jù)功率的變形式F=P12．（2022·衢州）中國055型驅(qū)逐艦裝配的“鷹擊21"”高超音速導(dǎo)彈，因其超強(qiáng)的攻擊力，被稱為“航母殺手”。（1）當(dāng)驅(qū)逐艦執(zhí)行護(hù)航任務(wù)時(shí)，不能與其他艦艇近距離并列前行，這是因?yàn)閮伤遗炌е虚g的水流速度快，壓強(qiáng)，易造成海難事故。（2）如圖是導(dǎo)彈的飛行路線圖，導(dǎo)彈發(fā)射升空至最高點(diǎn)后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，仍能加速向下俯沖。請(qǐng)從能量轉(zhuǎn)化的角度解釋原因：。（3）導(dǎo)彈受到的空氣阻力與導(dǎo)彈速度的關(guān)系導(dǎo)彈速度v(米/秒)501001502005001000導(dǎo)彈受到的空氣阻力F(牛)50200450800500020000若導(dǎo)彈在末端巡航階段以1000米/秒的速度勻速直線飛行1000米，請(qǐng)結(jié)合上表信息，求該過程中導(dǎo)彈克服空氣阻力做的功。【答案】（1）?。?）導(dǎo)彈的重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，導(dǎo)彈的動(dòng)能增大，速度加快。（3）解：由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)v=1000m/s時(shí)，阻力F=20000N。W=Fs=20000N×1000m=2×107J答：該過程中導(dǎo)彈克服空氣阻力做的功為2×107?！窘馕觥浚?）當(dāng)驅(qū)逐艦執(zhí)行護(hù)航任務(wù)時(shí)，不能與其他艦艇近距離并列前行，這是因?yàn)閮伤遗炌е虚g的水流速度快，壓強(qiáng)小，易造成海難事故。（2）當(dāng)導(dǎo)彈從空中向下俯沖時(shí)，高度減小則重力勢能減小，速度增大則動(dòng)能增大，則加速俯沖的原因?yàn)椋簩?dǎo)彈的重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，導(dǎo)彈的動(dòng)能增大，速度加快。13．（2021·婺城模擬）無人機(jī)以高分辨率高速攝像機(jī)、輕型光學(xué)相機(jī)、激光掃描儀等設(shè)備獲取信息，廣泛應(yīng)用在航拍、交通等領(lǐng)域。如圖為某型號(hào)無人機(jī)，整機(jī)質(zhì)量2千克，停放時(shí)與水平地面總接觸面積0.002米2，攝像機(jī)拍攝速度11000幀/秒。在轎車限速120千米/時(shí)的某高速公路上，交警利用該無人機(jī)進(jìn)行道路通行情況實(shí)時(shí)監(jiān)測。（1）在60米高空，以24千米/小時(shí)的速度水平勻速跟拍過程中。判斷該過程中無人機(jī)動(dòng)能不變的理由是。（2）無人機(jī)豎直向上爬升60米的過程中克服重力做了多少功？（3）無人機(jī)在某轎車通行0.6米的過程中拍攝220幀，通過計(jì)算判斷該轎車是否超速?！敬鸢浮浚?）質(zhì)量和速度不變（2）解：G=mg=2千克×10牛/千克=20牛W=Gh=20?！?0米=1200焦（3）解：220幀/(11000幀/秒)=0.02秒v=s/t=0.6米/0.02秒=30米/秒=108千米/時(shí)＜120千米/時(shí)，所以不超速【解析】（1）動(dòng)能與物體的質(zhì)量和速度大小有關(guān)，即質(zhì)量越大、速度越大，物體的動(dòng)能越大。

（2）根據(jù)G=mg計(jì)算出無人機(jī)的重力，然后根據(jù)W=Gh計(jì)算克服重力做的功。

（3）根據(jù)時(shí)間t=幀數(shù)幀速即計(jì)算出轎車行駛的時(shí)間，再根據(jù)14．（2021·寧波模擬）校車安全備受社會(huì)關(guān)注，國家出臺(tái)了《校車安全管理?xiàng)l例》。如圖是寧波大市內(nèi)中小學(xué)投入使用的新型安全校車，這種校車的性能完全符合安全標(biāo)準(zhǔn)，車的總質(zhì)量為5380千克。則：（1）校車設(shè)計(jì)最高時(shí)速達(dá)到80km/h，但《校車安全管理?xiàng)l例》中規(guī)定校車最高時(shí)速為60km/h，其實(shí)質(zhì)是為了控制校車的不至于過大。A．慣性 B．勢能 C．動(dòng)能 D．摩擦力（2）一個(gè)質(zhì)量為60千克的駕駛員駕駛校車空載，每個(gè)輪子跟地面的接觸面積為400cm2，求校車對(duì)地面的壓強(qiáng)。（3）小科乘坐該校車回家，校車以45km/h的速度在水平路面上勻速行駛了20分鐘后到達(dá)目的地，校車受到的阻力為2000N，求校車克服阻力所做的功?！敬鸢浮浚?）C（2）解：F＝G車+G人＝(5380kg+60kg)ｘ10N/kg=54400NP=FS＝54400N（3）解：S=Vt=1.5ｘ104mW=FS=fs=2000Nｘ1.5ｘ104m=3ｘ107J15．（2020九上·越城期中）電動(dòng)自行車在中國保有量巨大，有整整5億輛。2018年5月，國務(wù)院頒布了《電動(dòng)車新國標(biāo)》，并于2019年4月正式施行。電動(dòng)車也有了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如圖：小敏家購置了一輛整車質(zhì)量55Kg的符合新國標(biāo)的電動(dòng)車，體重為65Kg小敏騎行該電動(dòng)車以21.6km/h的速度在水平路面上勻速行駛20min，電動(dòng)車受到的阻力是車重的0.1倍。求：（1）對(duì)蓄電池充電時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為能；（2）新國標(biāo)對(duì)電動(dòng)車的整車質(zhì)量、最高速度都進(jìn)行了限制，這樣做主要是為了防止車的較大，以減小行車危險(xiǎn)。（3）電動(dòng)車在這段行駛過程中所做的功?【答案】（1）化學(xué)（2）動(dòng)能（3）電動(dòng)車受到的牽引力F=f=0.1G總=（55kg+65kg）×10N/kg×0.1=120N；

電動(dòng)車行駛的路程s=vt=21.6km/h×13?=7.2km=7200m；

電動(dòng)車做的功：W=Fs=120N×7200m=8.64×10【解析】（1）對(duì)蓄電池充電時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；

（2）新國標(biāo)對(duì)電動(dòng)車的整車質(zhì)量、最高速度都進(jìn)行了限制，這樣做主要是為了防止車的動(dòng)能較大，以減小行車危險(xiǎn)；

（3）電動(dòng)車受到的牽引力F=f=0.1G總=（55kg+65kg）×10N/kg×0.1=120N；

電動(dòng)車行駛的路程s=vt=21.6km/h×13?=7.2km=7200m；

電動(dòng)車做的功：W=Fs=120N×7200m=8.64×1016．（2020·衢州）近年來，衢州城市面貌煥然一新，這離不開環(huán)衛(wèi)工人們的辛苦付出。如圖，灑水車某次在平直的道路上以15千米/時(shí)的速度勻速行駛，進(jìn)行灑水作業(yè)。灑水車的部分參數(shù)如下表。項(xiàng)目數(shù)值空載質(zhì)量（噸）2.4滿載裝水量（噸）20滿載時(shí)車輪與水平地面接觸總面積（米2）0.4正常灑水流量（噸/時(shí)）50（1）若灑水車滿載并按正常灑水流量灑水，它在本次灑水過程中最多可連續(xù)噴灑多少路程？（2）求灑水車滿載時(shí)，停在水平地面上對(duì)地面的壓強(qiáng)。（3）在本次灑水過程中，灑水車的機(jī)械能大小變化情況是?！敬鸢浮浚?）解:灑水時(shí)間t=可噴酒路面的距離:s=vt=15km/hX0.4h=6km答:最多可連續(xù)噴灑6km（2）解:灑水車的總質(zhì)量:m=m車+m水=2.4t+20t=22.4t=2.24×104kg灑水車的總重:G=mg=2.24X104kgX10N/kg=2.24X105N灑水車對(duì)路面的壓力:F=G=2.24×105N灑水車對(duì)路面的壓強(qiáng):p=答:灑水車對(duì)地面的壓強(qiáng)為5.6×105Pa（3）變小【解析】（1）灑水時(shí)間：t=20t50t/?=0.4?；

可噴酒路面的距離：s=vt=15km/hX0.4h=6km；

（2）灑水車的總質(zhì)量：m=m車+m水=2.4t+20t=22.4t=2.24×104kg；

灑水車的總重：G=mg=2.24×104kg×10N/kg=2.24×105N；

灑水車對(duì)路面的壓力：F=G=2.24×105N；

灑水車對(duì)路面的壓強(qiáng)：p=17．（2020九上·蒼南期末）我國研制生產(chǎn)的世界最大水陸兩棲飛機(jī)“鯤龍”一AG600(如圖)可在水面直接起飛，主要用于森林滅火和水上救援。空載時(shí)的總質(zhì)量為41.5噸，用于滅火時(shí)一次最多攜帶水12噸。根據(jù)以上信息，回答下列問題：（1）飛機(jī)在投水滅火過程中，若保持一定高度勻速飛行，則這過程中飛機(jī)的機(jī)械能將。（2）裝滿水的A600從水面起飛至400米高空，飛機(jī)克服重力至少需要做多少功?【答案】（1）減?。?）飛機(jī)的總重力為：G總=m總g=(41.5×103kg+12×103kg)×10Nkg=5.35×105N；飛機(jī)克服重力所做的功為：W總=G總h=5.35×105N×400m=2.14×108J【解析】（1）飛機(jī)在投水滅火過程中，質(zhì)量不斷減小，勻速飛行即速度不變，那么動(dòng)能減??；保持一定高度，那么重力勢能減??；根據(jù)機(jī)械能=動(dòng)能+重力勢能可知，飛機(jī)的機(jī)械能減?。?/p>

（2）飛機(jī)的總重力為：G總=m總g=(41.5×103kg+12×103kg)×10Nkg=5.35×105N；

飛機(jī)克服重力所做的功為：W總=G總h=5.35×105N×400m=2.14×108J。18．（2018·嘉興模擬）蛟龍AG600水陸兩棲飛機(jī)是我國自主研制的大飛機(jī)，它主要用于大型滅火和水上救援，可以水陸起飛和降落。AG600空載時(shí)質(zhì)量約為42t。請(qǐng)回答：(g取10N／kg，P水=1.0×103kg／m3)（1）當(dāng)AG600蓄水后在火場上較高處勻速飛行并將所蓄水投下后，它的機(jī)械能將(選填“變大”、“變小”或“不變”)。（2）某次試飛前，AG600空載靜止在某湖面上，求其排開湖水的體積。（3）在水面滑行時(shí)，AG600蓄一定量的水，發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力的總功率為2000kW，飛機(jī)在水面上以36km／h的速度勻速滑行了1min，滑行過程中所受阻力為總重的0.4倍。求所蓄水的質(zhì)量。【答案】（1）變?。?）因?yàn)锳G600空載時(shí)靜止在某湖面上，所以有：F浮=G=mg=4.2×104×10N/Kg=4.2×105N由ρ水V排=排開湖水的體積為42m3（3）飛機(jī)在水面上的速度v=36km/h=10m/s，由P=WF=因?yàn)轱w機(jī)勻速滑行，所以飛機(jī)受到的阻力：f=F=2×105N由題意可知，f=0.4G總則此時(shí)飛機(jī)的總重力為：G總=2.5f=2.5×2×105N=5×105N此時(shí)飛機(jī)的總質(zhì)量為m飛機(jī)所蓄水的質(zhì)量為m水=m總m機(jī)=50t42t=8t飛機(jī)所蓄水的質(zhì)量為8t19．（2022九上·杭州期中）如圖甲所示是某種升降電梯工作原理圖，它由轎廂、對(duì)重、電動(dòng)機(jī)、鋼絲繩、滑輪等部件連接組成。電動(dòng)機(jī)和對(duì)重通過鋼絲繩分別給轎廂施加拉力，連接轎廂的兩根鋼絲繩非常靠近，轎廂與對(duì)重的運(yùn)動(dòng)方向始終相反。對(duì)重的質(zhì)量為400千克，空轎廂的質(zhì)量是500千克，額定載重量是1000千克，某次電梯滿載上升時(shí)的vt圖象如圖乙所示。不計(jì)鋼絲繩重力和一切摩擦。求：（1）電梯勻速上升的高度是多少？（2）電梯勻速運(yùn)動(dòng)階段，對(duì)重的重力做的功是多少？（3）電梯勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)鋼絲繩對(duì)轎廂拉力的功率是多少？（g取10牛/千克)【答案】（1）解：?=vt=2m/s×6s=12m；答：電梯勻速上升的高度是12m；（2）解：W=G?=mg?=400kg×10N/kg×12m=4.8×答：對(duì)重的重力做的功是4.8×10（3）解：GFP=Fv=11000N×2m/s=2.2×答：電動(dòng)機(jī)鋼絲繩對(duì)轎廂拉力的功率是2.2×20．（2022九上·瑞安期中）我國“長劍10”是一種國產(chǎn)新型隱身巡航導(dǎo)彈，主要以巡航狀態(tài)在稠密的大氣層內(nèi)飛行。下圖是“長劍10”的飛行路線圖。導(dǎo)彈速度v（米/秒）50100150200導(dǎo)彈受到的阻力f（牛）50200450800（1）發(fā)射升空階段：發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火后，燃?xì)庀蛳赂咚賴姵觯瑢?dǎo)彈以極快的速度快速升空。這是因?yàn)?。?）俯沖加速階段：導(dǎo)彈升空后，發(fā)動(dòng)機(jī)處于關(guān)閉狀態(tài)，導(dǎo)彈向下俯沖，速度越來越快。這是因?yàn)?。?）巡航飛行階段：當(dāng)“巡航狀態(tài)”時(shí)，主發(fā)動(dòng)機(jī)的推力與阻力平衡，彈翼的升力與重力平衡后，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離發(fā)射，超低空高速飛行，精確打擊目標(biāo)，已知該導(dǎo)彈的速度和阻力測試數(shù)據(jù)如上表。若該導(dǎo)彈在末端巡航飛行過程中以200米/秒的速度勻速直線飛行60秒，求該過程內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力做功為多少？【答案】（1）物體間力的作用是相互的或力能改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（2）導(dǎo)彈受到的重力大于阻力，所以向下加速（3）解：解：s=vt=200m/s×60s=12000mW=Fs=fs=800N×12000m=9.6×106J【解析】（1）發(fā)射升空階段：發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火后，燃?xì)庀蛳赂咚賴姵?，?dǎo)彈以極快的速度快速升空。這是因?yàn)槲矬w間力的作用是相互的或力能改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

（2）俯沖加速階段：導(dǎo)彈升空后，發(fā)動(dòng)機(jī)處于關(guān)閉狀態(tài)，導(dǎo)彈向下俯沖，速度越來越快。這是因?yàn)椋簩?dǎo)彈受到的重力大于阻力，所以向下加速。21．（2022九上·舟山期中）2021年5月15日，“天問一號(hào)”著陸器成功降落火星，如圖甲所示。質(zhì)量為1300千克的天問一號(hào)在注火星表面100米高處短暫懸停，選定安全地點(diǎn)后再著陸。小聯(lián)對(duì)最后100米的降落過程，其速度大小隨下降高度的變化作了簡單的模擬繪圖，如圖乙所示。已知同一物體在火星上的重力是地球上的25，回答以下問題

（1）在勻速下降期間，“天問一號(hào)”所受火星重力對(duì)它做功的大小？（2）在勻速下降期間，“天問一號(hào)”所受火星重力對(duì)它做功的功率大?。俊敬鸢浮浚?）根據(jù)圖乙可知，勻速下降的高度為：92m20m=72m，

則此過程重力做功：W=Gh=1300kg×10N/kg×25（2）在勻速下降時(shí)，它的速度為v=3.6m/s，

則重力做功的功率：P=Fv=1300kg×10N/kg×2522．（2022九上·杭州月考）步行是一種簡易方便的健身運(yùn)動(dòng)，人正常步行時(shí)，步距（指步行一步的距離）變化不大，步距還可作為身體上的一把“尺子”。小東測出自己的步距為0.5m，他正常步行1min走了180步。小東根據(jù)自己的腿長和步距畫出了如圖所示的步行示意圖，對(duì)步行時(shí)重心的變化進(jìn)行了分析，當(dāng)兩腳一前一后著地時(shí)重心降低，而單腳著地邁步時(shí)重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。（已知小東的腿長是65cm，質(zhì)量是50kg）（g取10N/kg）求：（1）小東正常步行的速度是多少？（2）小東每走一步克服重力所做的功是多少？（3）小東正常步行克服重力做功的功率是多少？【答案】（1）小東1min經(jīng)過的路程為：s=ns'=0.5m×180=90m，

他的步行速度為：v=s（2）重心升高的高度h=65cm(65cm)2?(25cm（3）1min做的總功：W總=180W=180×25J=4500J，

功率：P=W23．（2022·常山模擬）為了控制疫情，全國多地使用無人機(jī)進(jìn)行常態(tài)化安全巡查。無人機(jī)停放在地面上時(shí)要確?！八哪_”著地，部分參數(shù)如表甲所示。無人機(jī)飛行時(shí)，通過改變旋翼的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)上升和下降，完成任務(wù)返航時(shí)沿豎直方向下降，下降的速度與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示。機(jī)身質(zhì)量24千克充滿電后電池電能36000焦耳起飛前與地面的總接觸面積10厘米2機(jī)身尺寸400mm×300mm×200mm（1）無人機(jī)停放在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少？（2）計(jì)算無人機(jī)勻速下降過程中，其受到的重力所做的功。（3）使無人機(jī)上升的力，施力物體是?！敬鸢浮浚?）解：F=G=mg=24Kg×10N/Kg=240NS=10cm2=0.001m2P=答：無人機(jī)停放在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)是2.4×（2）解：s=vt=5m/s×20s=100mW=Fs=Gs=240N×100m=2.4×10答：無人機(jī)受到的重力在AB段所做的功2.4×10（3）空氣【解析】（3）無人機(jī)升空時(shí)，它的機(jī)翼對(duì)空氣施加向下的作用力，同時(shí)空氣對(duì)機(jī)翼施加向上的反作用力，這個(gè)力是無人機(jī)升空的原因，則升空時(shí)，施力物體是空氣。24．（2022·永康模擬）金華軌道交通是服務(wù)于金華市的城市軌道交通系統(tǒng)，其首條線路金義線已于2022年1月11日實(shí)現(xiàn)通車試運(yùn)營，其設(shè)計(jì)速度為120公里/小時(shí)，從金華市區(qū)到義烏城區(qū)最快36分鐘到達(dá)。該項(xiàng)目采用地鐵B型車，每列車由6節(jié)車廂組成，每節(jié)車廂質(zhì)量約為33.6噸，每列車的車輪跟鐵軌接觸總面積約為0.8m2，求：（1）每列地鐵B型車對(duì)地面的壓強(qiáng)。（2）該地鐵B型車正常運(yùn)行的功率為2400kW，則該車以設(shè)計(jì)速度勻速運(yùn)行時(shí)受到的牽引力。（3）該地鐵B型車正常運(yùn)行，勻速行駛20分鐘牽引力所做的功。【答案】（1）解：每列地鐵B型車對(duì)地面的壓力：F=G=mg=3.36×104kg×6×10N∕kg=1.344×106N；

每列地鐵B型車對(duì)地面的壓強(qiáng)：p