資源簡介

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2024年中考物理新課標總復習一輪培優學案（廣東專版）
第一部分 單元整合培優學案
第06講 功和機械能
課標要求
1.結合實例，認識功的概念。知道做功的過程就是能量轉化或轉移的過程。2.知道動能、勢能和機械能。通過實驗，了解動能和勢能的相互轉化。舉例說明機械能和其他形式能量的相互轉化。3.知道機械功和功率。用生活中的實例說明機械功和功率的含義。
考點分布 考查頻率 命題趨勢
考點1 功和功率 ☆☆☆ 有關功與機械能部分，廣東省物理試卷里，每年考查1~2道題,分值為4~6分。一般以考查概念和規律的理解為主。題型有填空、計算，難度系數為0.6。2024年可能會出現2道小題，一道填空、一道在計算題里顯示。
考點2 機械能及其相互轉化 ☆☆
☆☆☆ 代表必考點，☆☆代表常考點，☆星表示中頻考點。
知識點一：功
1. 功和力對物體做功的兩個必要因素：把力與沿力的方向移動的距離的乘積稱為機械功。
2. 功的公式： W=Fs
3. 力對物體不做功的三種情況：
（1）有距離無力。如足球離開腳后在水平面上滾動了一段距離，人對足球沒有做功；
（2）有力無距離。如兩名同學沒有搬起石頭，所以對石頭沒有做功；
（3）力與距離垂直。如搬著水桶水平移動一段距離，此情況叫“垂直無功”。
知識點二：功率
1. 定義：功率是表示做功快慢的物理量，物理學中，功與做功所用時間之比叫功率，它在數值上等于單位時間內所做的功；
2. 單位：單位是瓦特，簡稱瓦，用字母W表示。
3. 公式：P= W/t ，1W = 1J/s，推導式：P= Fv 。
知識點三：動能和勢能
1.動能:物質由于運動而具有的能叫做動能，一切運動的物體都具有動能。
2.動能的大小跟質量和速度有關：速度相同，物體的質量越大，動能就越大；質量相同，物體的速度越大，動能就越大。
3.重力勢能：物體由于被舉高而具有的能叫做重力勢能。重力勢能的大小與質量和被舉高的高度有關，高度相同，物體的質量越大，重力勢能就越大；質量相同，物體被舉得越高，重力勢能越大。
4.彈性勢能：物體由于彈性形變而具有的能叫做彈性勢能。彈性形變越大，物體的彈性勢能越大。
溫馨提醒：探究決定動能大小的因素實驗考法應知應會
（1）實驗研究：研究對象小鋼球。 方法有控制變量法；轉換法。
（2）如何判斷動能大小：看木塊被小鋼球推動的距離多少。
（3）使質量不同的鋼球從同一高度靜止釋放的目的：使小球到達水平面時的初速度相同；
（4）如何改變鋼球速度：使鋼球從不同同高度滾下；
（5）分析歸納：保持鋼球質量不變時結論：運動物體質量相同時，速度越大，動能越大；
保持鋼球速度不變時結論：運動物體速度相同時，質量越大，動能越大；
（6）得出結論：物體動能與質量和速度有關；速度越大動能越大，質量越大動能也越大。
（7）斜面的作用：使物體具有速度并改變物體速度的大小。
（8）水平面的作用：使物體在豎直方向上受力平衡，在水平方向只受摩擦力。
（9）能量轉化：在斜面上機械能轉化過程：重力勢能轉化成動能 ， 在水平面上能力轉化過程：動能轉化為內能。
（10）木塊最終停下來的原因：在水平面受到摩擦力。
（11）實驗推理與假設：當水平面絕對光滑，小球將做勻速直線勻速，不能達到探究目的。
（12）超載、超速問題判斷：超速時，質量不變，速度越大，動能越大；超載時，速度不變，質量越大，動能越大。
（13）用小球做實驗有不足之處是：不能保證小球在水平面上沿直線運動。
知識點四：機械能及其轉化
1.機械能定義：動能和勢能之和稱為機械能。
2.機械能守恒規律：物體的動能和勢能可以相互轉化，如果存在阻力，轉化過程中機械能不斷減小，反之機械能總量不變，即機械能守恒。
考點1. 功和功率
【例題1】（2022廣東深圳）一校車質量為30t，車輪與地面總接觸面積為0.5m2，水平勻速行駛時校車受到的阻力為重力的0.03倍，校車勻速行駛200米，問：
（1）求車對地面的壓強；
（2）校車2小時內行駛了150km，問平均速度超不超過限速（限速80km/h）；
（3）整個過程牽引力做功多少？
【答案】（1）6×105Pa；（2）不超過；（3）1.8×106J
【解析】（1）校車質量m=30t=3×104kg
校車的重力
校車對地面壓強
（2）校車行駛的平均速度
因為75km/h小于限速80km/h，所以校車的平均速度不超過限速。
（3）水平勻速行駛時校車受到的阻力為重力的0.03倍，所以牽引力
整個過程牽引力做功
【變式訓練1】隨著科技的發展，無人駕駛汽車已進入人們的生活。無人駕駛汽車通過車載激光雷達攝像頭等傳感器實現自動駕駛。一質量為1.2t的無人駕駛汽車，靜止時四個輪子與地面的總接觸面積為0.12m2，在平直道路上以36km/h的速度勻速行駛，受到的牽引力大小為4×103N。某時刻車頭上的激光雷達向正前方的固定障礙物發射一束激光信號，經3×10-7s激光雷達接收到障礙物反射回的信號（該時間內汽車行駛的距離忽略不計）。已知光速為3×108m/s，g取10N/kg。求該汽車。
(1)靜止時對水平地面的壓強大小；
(2)此刻車頭到障礙物的距離；
(3)以36km/h的速度勻速行駛時牽引力的功率。
【答案】(1)；(2)45m；(3)
【解析】(1)汽車對水平地面的壓力F=G=mg=1.2×104N
靜止時對水平地面的壓強大小
(2)此刻車頭到障礙物的距離
(3)汽車的速度v=36km/h=10m/s
以36km/h的速度勻速行駛時牽引力的功率
【變式訓練2】（2023·廣東陽江·統考二模）如圖所示，小明在跑步機上鍛煉身體。設他在跑步機上以5m/s的速度勻速跑動30min，跑動的總動力為40N。求：
（1）他在這段時間內相當于跑了多少路程？
（2）他在這段時間內做了多少功？
（3）他做功的功率是多少？
【答案】（1）9000m；（2）360000J；（3）200W
【解析】（1）跑步的路程為
（2）他在這段時間內做的功為
（3）他做功的功率是
【變式訓練3】（2020·廣東）某轎車在平直公路上行駛的45s內，其速度v與時間t、動力F與時間t的關系圖像分別如圖甲、乙所示。已知前10s轎車運動的路程為100m。求：
(1)前10s轎車運動的平均速度；
(2)轎車在勻速直線運動階段通過的路程；
(3)動力F做的總功。
【答案】(1)10m/s；(2)700m；(3)1.1×106J
【解析】(1)前10s轎車運動的平均速度
(2)根據可知，轎車在勻速直線運動階段通過的路程
(3)動力F做的總功
答：(1)前10s轎車運動的平均速度是10m/s；(2)轎車在勻速直線運動階段通過的路程是700m；(3)動力F做的總功為1.1×106J。
考點2. 機械能及其相互轉化
【例題1】（2022廣東）圖甲中過山車從A點出發，先后經過B、C、D、E點。圖乙是過山車在B、C，D、E點的動能和重力勢能大小的示意圖，則過山車的動能在___________點最大，B點重力勢能的大小___________E點動能的大小。在這個過程中，過山車的機械能是___________（選填“變化”或“不變”）的。
【答案】 C 等于 變化
【解析】（1）過山車在B點重力勢能最大，在下降的過程中，重力勢能轉化為動能，再加上之前前進的動能，所以在C點動能最大。
由圖乙可知，B點的重力勢能與E點的動能大小在一個水平線上。所以大小相等。
因為有摩擦以及空氣阻力的原因，一部分機械能轉化為內能，所以過山車的機械能是變化的。
【變式訓練1】（2021廣東二模）2021年4月，中國女足通過奮勇拼搏，晉級奧運會。如圖是足球落地后又彈起的示意圖分析可知，足球（　　）
A. 在B點時受力平衡
B. 在A、D兩點動能可能相等
C. 在C點時，若所受力全部消失，其運動狀態將不斷改變
D. 在運動過程中，只存在動能和勢能的相互轉化
【答案】B
【解析】A．B點只受重力，不平衡，故A不符合題意；
B．運動過程中有空氣阻力，所以AD速度可能相同，動能可能相同，故B符合題意；
C．在C點時，若所受力全部消失，其運動狀態將不變，故C不符合題意；
D．在運動過程中，機械能不守恒，不可能只存在動能和勢能的相互轉化，故D不符合題意。
【變式訓練2】 （2022廣州）如圖，小芳設想利用升降臺讓球越彈越高。將球從M點豎直向下以某速度拋出，球經靜止在位置a的臺面反彈后，到達的最高點為N。經臺面反彈后上升過程球的動能___________（選填“增大”“不變”“減小”），N___________ 比M高（選填“可能”“不可能”）。球從N點下降時，臺面己升至合適的位置b并保持靜止，球再次經反彈后，到達的最高點P___________比N高（選填“可能”“不可能”）。
【答案】 減小 可能 不可能
【解析】球經臺面反彈后上升的過程中，質量不變，速度變小，高度升高，動能減小，重力勢能增大，動能轉化為重力勢能。
球以一定速度從M點拋出，下降過程，重力勢能轉化為動能，動能增大；球接觸臺面的過程，動能轉化為彈性勢能及內能；反彈過程，彈性勢能轉化為動能，但此時的動能比接觸臺面時的動能小；上升過程，動能轉化為重力勢能，到達M點時，重力勢能與下降時相同，動能一定比下降時的小，但不一定為0，那么球仍可向上升，直到速度為0，所以N可能比M高。
小球從N點下降時，初速度為0，與臺面接觸的過程，有部分機械能轉化內能，則再次上升過程，速度為0時，高度小于N點。
1.利用W=Fs進行計算時，一定要注意力F和距離S的一 一對應的關系，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，即在計算做功多少時，一定要搞清S是否是F始終作用下運動的距離。比如用60N的力將一重為8N的物體踢出20m遠，這20m不是在腳的力的始終作用下運動的，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進行計算時，一定要注意功W和完成這些功所用的時間t的一 一對應的關系。其次，一定要注意W和t的同時性。
1. 有力不一定做功。若力的方向與運動方向垂直，則不做功；力與在力的方向上通過的距離的乘積等于功。
2. 機械能守恒時，說明物體只受重力作用、或者只受彈力作用、或者只受重力和彈力作用，除此不受別的力。可以由容易分析的高度和形變大小先判斷勢能，再判斷動能的變化。
考點1. 功和功率
【對點訓練】
1. （2023廣東省廣州市）物體A重5N，如圖1，A在水平拉力F1作用下，在水平面從M勻速直線運動到N用時3s；如圖2，在A上放置一個鉤碼，A在水平拉力F2作用下，在另一水平面從Р勻速直線運動到Q用時2s。
（1）在MN，PQ段，A的速度分別為v1、v2，A所受摩擦力分別為f1、f2，則v1______v2，f1____f2；（均選填“>”“=”“<”）
（2）A從M運動到N，F1做的功為______J、功率為______W，A所受重力做的功為______J。
【答案】（1）＜ ＞ （2） 0.3 0.1 0
【解析】（1）在MN段，A的速度為
在PQ段，A的速度為
則。
A在水平拉力F1作用下做勻速直線運動，由二力平衡可知
A在水平拉力F2作用下做勻速直線運動，由二力平衡可知
則。
（2）F1做的功為
F1功率為
A只在水平方向運動發生距離，豎直方向沒有發生距離，所以A所受重力做的功為0J。
2. （2022廣東）圖中某智能機器人的質量為80kg，其輪子與水平地面接觸的總面積為5×10-4m2。在水平地面上工作時，該機器人勻速直線移動的速度為1m/s，所受阻力是機器人重力的0.05倍。求：（取g=10N/kg）
（1）機器人對水平地面的壓強；
（2）機器人在水平地面上勻速直線移動時的牽引力；
（3）機器人在水平地面上勻速直線移動30s，此過程中牽引力做的功。
【答案】（1）；（2）40N；（3）1200J
【解析】（1）機器人的重力
機器人對水平地面的壓強
（2）機器人在水平地面上勻速直線移動時，受平衡力，牽引力等于阻力，則牽引力
（3）機器人在水平地面上勻速直線移動30s移動的距離
此過程中牽引力做的功
3．如圖，吊機將重為5000N的貨物從地面A處豎直勻速提升40s到達B處再水平勻速運送到C處，最后豎直放到樓項D處。貨物從C到D用時50s，路程隨時間變化圖象如圖所示，g取10N/kg。
（1）求貨物的質量。
（2）求BC段吊機對貨物的拉力做的功。
（3）求CD段貨物所受重力做功的功率。
（4）在圖中作出貨物從A到B的速度隨時間變化圖象（僅作圖，不用寫出計算過程）。
【答案】（1）500kg；（2）零；（3）500W；（4）見解析
【解析】（1）貨物的質量
（2）BC段吊機對貨物的拉力豎直向上，貨物沒有在拉力的方向上移動距離，所以拉力沒有對貨物做功，BC段吊機對貨物的拉力做的功是零。
（3）由圖可知，貨物在CD段運動的距離是5m，CD段貨物所受重力做功
W=Gh=5000N×5m=25000J
CD段貨物所受重力做功
=500W
（4）由圖可知，AB段的距離
hAB=5m+15m=20m
AB段的速度
=0.5m/s
貨物從A到B的速度隨時間變化圖象
4．（2020·廣東深圳）張家界風景區內的“百龍天梯”是世界上最高、載重量最大、運行速度最快的全景戶外觀光電梯。該電梯運行高度約為330m，從地面向上運行到最高點的過程中，電梯速度與時間的關系圖象如圖所示。游客小明質量為60kg，每只腳與電梯水平地板的接觸面積約為250cm2，g取10N/kg。求：
(1)“百龍天梯”向上運行時全程的平均速度；
(2)當電梯勻速運行時，雙腳站立的小明對電梯的壓強；
(3)向上勻速運行的過程中，電梯對小明做的功。
【答案】(1) 2.75m/s；(2) 1.2×104Pa；(3) 1.8×105J
【解析】(1)由題意可知，該電梯運行高度h＝330m，由圖乙可知，電梯運行的總時間t＝120s，“百龍天梯”向上運行時全程的平均速度
v==2.75m/s
(2)當電梯勻速運行時，雙腳站立的小明對電梯的壓力
F＝G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N
受力面積
S＝2×250cm2＝500cm2＝0.05m2
對電梯的壓強
p==1.2×104Pa
(3)由圖乙可知，向上勻速運行的速度v′＝3m/s，運行的時間t′＝100s，電梯運行的高度
h′＝v′t′＝3m/s×100s＝300m
電梯對小明做的功
W＝Gh′＝600N×300m＝1.8×105J
答：(1)“百龍天梯”向上運行時全程的平均速度為2.75m/s；
(2)當電梯勻速運行時，雙腳站立的小明對電梯的壓強為1.2×104Pa；
(3)向上勻速運行的過程中，電梯對小明做的功為1.8×105J。
5．（2023·廣東中山·校聯考三模）如圖甲所示為我國自主研發的新一代智能汽車，已知汽車空載質量為1400kg，最大載重量為600kg，靜止時每個車輪與地面的接觸面積為200cm2。不考慮外界因素影響，該汽車勻速行駛時受到的阻力為車總重的0.2倍，其如圖乙所示，是汽車滿載并以恒定功率行駛的v-t圖像（g取10N/kg）。求：
（1）汽車在10-20s內行駛的路程；
（2）滿載的汽車靜止在水平地面時對地面的壓強；
（3）發動機在0-20s所做的功；

【答案】（1）250m；（2）2.5×105 Pa；（3）1×106 J
【解析】（1）由乙圖可知汽車在內的速度為，汽車在內通過的路程為
（2）汽車的總重力
汽車對水平地面的壓力
汽車對水平地面的壓強
（3）由圖乙可知，汽車勻速行駛時的速度，汽車勻速行駛時受到的阻力
因為汽車做勻速直線運動，所以，由二力平衡條件可知，汽車的牽引力
汽車勻速行駛時的功率
由圖乙可知，汽車勻速行駛的時間
汽車勻速行駛時牽引力做的功
答：（1）汽車在內行駛的路程是250m；
（2）滿載的汽車靜止在水平地面時對地面的壓強是；
（3）發動機在所做的功是。
考點2. 機械能及其相互轉化
【對點訓練】
1. （2023深圳二模）如圖在跳板跳水比賽中，運動員向下壓跳板使之彎曲，跳板恢復原狀時將運動員向上高高彈起，下列說法正確的是（　　）
A. 運動員對跳板的壓力是跳板形變產生的
B. 運動員對跳板的壓力與跳板對運動員的支持力是一對平衡力
C. 運動員起跳時的動能是由跳板的彈性勢能轉化而來的
D. 運動員在空中上升過程中，機械能逐漸增大
【答案】C
【解析】A．運動員對跳板的壓力，施力物體是運動員，不是跳板形變產生的，而是運動員施加給跳板的壓力使跳板發生了形變，故A錯誤；
B．運動員對跳板的壓力，受力物體是跳板；跳板對運動員的支持力，受力物體是運動員；兩個力沒有作用在同一個物體上，所以不是一對平衡力，故B錯誤；
C．運動員起跳時，受到了跳板的彈力，跳板在恢復原狀的過程中，彈性勢能變小，運動員受力后速度變大動能變大，所以是彈性勢能轉化為動能，故C正確；
D．運動員在空中上升過程中，動能減小，重力勢能增大；但運動員還受到了空氣阻力作用，部分機械能會轉化成內能，所以機械能會逐漸減小，故D錯誤。故選C。
2．（2019·廣東廣州）運動員從高空豎直向下跳傘，人(包括裝各)的質量為80kg，只考慮人受到的重力和空氣阻力，下落時的速度----時間圖線如圖所示
(1)人在前50s內下落了2100m，求這段時間內人的平均速度．
(2)人在前30s內下落了1500m，求這段時間內人所受重力做的功和功率 (g=10N/kg)
(3)從第10到第30s這個過程中，人的動能、重力勢能、機械能是如何變化的
(4)人在第30s時所受空氣阻力 第50s時所受空氣阻力(選填“大于”、“等于”、“小于”).
【答案】 42m/s 1.2×106J；4×104W 10~30s內，前一段，人的動能增大，重力勢能減小，機械能減小；后一段，人的動能不變，重力勢能減小，機械能減小． 等于
【解析】(1)人在前50s內下落了2100m，則這段時間內人的平均速度：；
(2)人在前30s內下落了1500m，這段時間內人所受重力做的功：W=mgh=80kg×10N/kg×1500m=1.2×106J，
功率：
；
(3)由圖像可得，從第10到第30s這個過程中，前一段，人的速度增加，動能增大，人下落，重力勢能減小，速度雖然在增加，但增加的越來越慢，所以人下落時，需要克服阻力做功，機械能減小，后一段，人勻速下落，動能不變，勢能減小，機械能減小．
(4)人在第30s時，做勻速直線運動，受力平衡，所受空氣阻力等于人的重力，在50s時，也做勻速直線運動，所受空氣阻力仍然等于人的重力，所以這兩個時刻受到的空氣阻力相等．
【重點訓練】
1. （2022甘肅蘭州）如圖所示的情境中，對物體不做功的是（　　）
A. 圖甲：用力搬石頭，沒有搬動 B. 圖乙：將重物從地面拉到高處
C. 圖丙：推車向前運動 D. 圖丁：挺舉杠鈴過程
【答案】A
【解析】A．人用力搬石頭沒有搬動，有力無距離，所以人對石頭沒有做功，故A符合題意；
B．人將重物從地面拉到高處，有力有距離，并且在力的方向上移動了一段距離，所以人對重物做了功，故B不符合題意；
C．人推車向前運動，有力有距離，并且在力的方向上移動了一段距離，所以人對車做了功，故C不符合題意；
D．人挺舉杠鈴的過程中，有力有距離，并且在力的方向上移動了一段距離，所以人對杠鈴做了功，故D不符合題意。故選A。
2. （2022江蘇連云港）2022年北京冬奧會上智能設備廣泛應用，一款智能送餐機器人的重力是，如果機器人在水平路面上以的速度沿直線勻速運動，它所受到的阻力為。機器人的重力做功_______，牽引力對機器人做功_______。
【答案】 0 3000
【解析】重力方向是豎直向下的，機器人在水平路面上運動，沒有在重力的方向上通過一定的距離，重力沒有做功，即重力做功為零。
機器人勻速直線運動，受到的牽引力和阻力是平衡力，由二力平衡條件得到牽引力
F=f=60N
牽引力對機器人做功
W=Fs=60N×50m=3000J
3. （2022深圳）一校車質量為30t，車輪與地面總接觸面積為0.5m2，水平勻速行駛時校車受到的阻力為重力的0.03倍，校車勻速行駛200米，問：
（1）求車對地面的壓強；
（2）校車2小時內行駛了150km，問平均速度超不超過限速（限速80km/h）；
（3）整個過程牽引力做功多少？
【答案】（1）6×105Pa；（2）不超過；（3）1.8×106J
【解析】（1）校車質量m=30t=3×104kg
校車的重力
校車對地面壓強
（2）校車行駛的平均速度
因為75km/h小于限速80km/h，所以校車的平均速度不超過限速。
（3）水平勻速行駛時校車受到的阻力為重力的0.03倍，所以牽引力
整個過程牽引力做功
答：（1）車對地面的壓強為6×105Pa；
（2）校車2小時內行駛了150km，平均速度不超過限速；
（3）整個過程牽引力做功1.8×106J。
4．（2023·廣東肇慶一模）在建的濟南軌道交通6號線全線長約40km，計劃采用的地鐵機車最高時速為80km/h，列車質量大約為3×104kg，行駛過程中列車受到的阻力為1×104N（取g=10N/kg）請計算：
（1）已知地鐵列車與軌道的接觸面積約為500cm ，則該列車在平直軌道上靜止時，對軌道的壓強多大
（2）若地鐵列車以最高時速行駛，單程直達耗時多少
（3）若地鐵列車在平直軌道上勻速行駛全程，則牽引機車做功多少
【答案】（1）6×106Pa；（2）0.5h；（3）4×108J
【解析】（1）列車的重力
對軌道的壓強
（2）地鐵列車以最高時速行駛，單程直達耗時
（3）地鐵列車在平直軌道上勻速行駛全程，根據二力平衡原理可得
牽引機車做功
答：（1）對軌道的壓強為6×106Pa；
（2）單程直達耗時為0.5h；
（3）牽引機車做功4×108J。
5．（2023·廣東惠州一模）如題圖所示，大型客機C919是我國具有自主知識產權的大型噴氣式民用飛機，C919空載質量為60t，輪胎與地面接觸總面積為，若以90m/s的速度在空中水平方向上勻速飛行5min，受到的阻力為。（g取10N/kg）求：
（1）大型客機5min飛行的路程是多少？
（2）大型客機空載停在機場的水平地面上時，對地面產生的壓強是多少？
（3）大型客機勻速飛行過程中發動機的牽引力功率是多少？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）大型客機飛行的時間為
根據速度公式，大型客機5min飛行的路程是
（2）客機的重力為
客機空載停在機場的水平地面上時對地面的壓力大小等于重力大小
對地面產生的壓強是
（3）大型客機勻速飛行時受到的牽引力和阻力為一對平衡力，大小相等
根據
此過程中發動機的牽引力功率是
答：（1）大型客機5min飛行的路程是；
（2）大型客機空載停在機場的水平地面上時，對地面產生的壓強是；
（3）大型客機勻速飛行過程中發動機的牽引力功率是。
6.（2023北京） 如圖所示，人們修筑攔河壩來提高上游的水位，在壩底安裝水輪機帶動發電機發電。上游一定量的水，經水輪機流到下游的過程中，下列說法正確的是（　　）
A. 水的機械能不變
B. 水的重力勢能增大，動能減小
C. 水輪機帶動發電機發電，電能轉化成機械能
D. 上游水位越高，能夠發出的電能越多
【答案】D
【解析】AC．上游一定量的水，經水輪機流到下游的過程中，在水輪機處帶動發電機發電。將水的機械能轉化為電能，因此水的機械能減小，故AC錯誤；
B．上游一定量的水，經水輪機流到下游的過程中，水的質量不變，高度降低，重力勢能減小，轉化為水的動能，則水的動能增加，故B錯誤；
D．水電站發電時，上、下水位差越大，水的重力勢能越大，能夠轉化的動能就越多，帶動水輪機發出的電能就越多，故D正確。故選D。
7. （2023甘肅蘭州）近年來，渣土車因“多拉快跑”而引發的交通事故時有發生，引起了交通管理部門的高度重視。小彤設計了如圖所示的實驗來模擬汽車超速、超載帶來的危害，通過電磁鐵的控制，讓質量分別為和（<）的小鋼球從圓弧軌道的一定高度（）由靜止滾下，撞擊水平面上的紙盒并將紙盒推動一段距離（實驗中的圓弧軌道、水平面和紙盒均不變）。
（1）分析甲、乙兩圖可知，_______（選填“甲”或“乙”）圖中的小鋼球在剛到達水平面時的速度更大；
（2）比較甲、乙兩圖可知，在_______一定時，小鋼球的_______越大，動能越大。
（3）比較________兩圖可以模擬汽車超載帶來的危害；
（4）假如你是一名汽車駕駛員，請你從物理學的角度談談在安全行車方面需要注意哪些事項_________。
【答案】 （1）乙 （2）質量 速度 （3）乙、丙 （4）見解析
【解析】（1）分析甲、乙兩圖可知，實驗用小球質量相同，乙圖水平面上的紙盒移動的距離較大，說明乙圖中小球的動能較大，則乙圖中鋼球在剛到達水平面時的速度更大。
（2）比較甲、乙兩圖可知，小球質量相同，h1＜h2，則乙圖中小球速度較大，紙盒移動的距離較大，故可得出結論：在質量一定時，小鋼球的速度越大，動能越大。
（3）乙丙兩圖鋼球在斜面高度相同，則到達水平面的速度相同，丙圖的質量較大，紙盒移動的距離較大，說明丙圖鋼球的動能較大，則可以模擬汽車超載帶來的危害。
（4）在安全行車方面需要注意的是不要超速和超載，無論是超速還是超載，都會使車的動能增大，遇到交通事故時，其破壞程度就很大。
8.（2023甘肅威武） 隨著人們生活水平的提高，房車旅游受到了大眾的青睞，某公司推出了如圖所示的小型房車，小林和父母參觀車展時試駕了該車，該車在平直公路上以54km/h的速度勻速行駛了3600m，已知車輪與水平地面總接觸面積為0.4m2，試駕時車和人總質量為4×103kg，阻力是車重的0.1倍。（假定汽車靜止時對地面的壓力大小等于汽車總重力，汽車勻速行駛時牽引力等于阻力，g取10N/kg。）求：
（1）該房車勻速行駛了多長時間？
（2）該房車靜止在水平地面上時，對地面的壓強是多少？
（3）該房車勻速行駛時牽引力做功的功率是多大？
【答案】（1）240s；（2）1×105Pa；（3）6×104W
【解析】（1）由題意可知，試駕的路程為s=3600m，試駕時的速度為
v=54km/h=15m/s
故由可得，試駕所用的時間為
（2）房車的總質量為m=4×103kg，故房車的重力為
G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N
由可得，房車對地面的壓強為
（3）由題意可得，房車所受阻力為
f=0.1G=0.1×4×104N=4×103N
房車在水平路面勻速行駛，處于受力平衡狀態，故由二力平衡可得，房車所受牽引力大小
F牽=f=4×103N
由P=Fv可得，牽引力的功率為
P=F牽v=4×103N×15m/s=6×104W
答：（1）該房車勻速行駛了240s；
（2）該房車靜止在水平地面上時，對地面的壓強為1×105Pa；
（3）該房車勻速行駛時牽引力做功的功率為6×104W。
【難點訓練】
1．（2020·廣東廣州）裝有水的容器在大小為10N的拉力F作用下運動，圖甲為容器三段運動的示意圖，F的方向始終沿著容器運動方向，OP段、MN段為水平地面。在MN段容器中的水少于OP段，容器在OP段、MN段的速度一時間圖象和QR段的路程一時間圖象如圖乙所示。
(1)求F在OP段做的功 ；
(2)求F在QR段的功率 ；
(3)容器在OP段和MN段受到摩擦力分別為、，則 （選填“>”“=”“<”）。
【答案】 （1） 40J （2）5W （3） =
【詳解】(1)由圖可知，OP段容器做的是勻速直線運動，所以OP段的長度
F在OP段做的功
(2)由圖可知，QR段的長度為5m，F在QR段做的功
F在QR段的功率
(3)由圖可知，容器在OP段和MN段都是做勻速直線運動，由二力平衡知識可知，容器在OP段和MN段的摩擦力等于拉力，又因為拉力相等，所以容器在OP段和MN段受到摩擦力相等，即。
2. （2022黑龍江綏化）如圖甲所示，有一底面積為0.01m2，質量為3kg的正方體物塊，在拉力F的作用下在水平面上做直線運動。拉力隨時間變化、速度隨時間變化圖象分別如圖乙、丙所示，已知物塊在2～4s的運動距離為2m。求：
（1）物塊靜止時對水平面的壓強；
（2）在2～4s物塊受到的摩擦力；
（3）在前6s內，拉力F做的功。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）物塊對水平面壓力
物塊對水平面的壓強
（2）由圖象可知物塊在4～6s做勻速直線運動，摩擦力f與拉力F大小相等，即
物塊運動過程壓力和接觸面粗糙程度不變，摩擦力不變。所以2～4s物塊受到的摩擦力
（3）0～2s物塊處于靜止狀態拉力不做功，已知物塊在2～4s運動的距離，2～4s拉力F做的功
物塊在4～6s內運動的距離
4～6s拉力F做的功
前6s拉力F做的功
【易錯點訓練】
1. （2021深圳）深圳麒麟舞被列為非物質文化遺產，兩個師傅拿著舞獅在表演，下列說法正確的
是（　　）
A. 靜止時，人受的力是平衡力
B. 物體的運動需要力來維持
C. 人受到的重力和人受到的支持力是一對相互作用力
D. 當獅子向上躍起時，人對舞獅頭做功
【答案】AD
【解析】A．受平衡力的物體保持靜止或勻速直線運動，故A正確；
B．所有的物體都具有慣性，物體的運動不需要力來維持，故B錯誤；
C．在力的相互作用中，物體是施力物體的同時也是受力物體，人受到的重力和人受到的支持力作用在同一物體上，所以不是一對相互作用力，故C錯誤；
D．人給獅子向上的力的作用使獅子向上躍起時，人對舞獅頭做功，故D正確。
2. （2023江蘇南通）“六 一”期間，小莉和同學們到七星峰旅游時進行了一場登山比賽。下列有關功率的說法正確的是（　　）
A. 用時最短的功率最大 B. 速度最快的功率最大
C. 體重最大的功率最大 D. 做功最快的功率最大
【答案】D
【解析】功率是指物體做功快慢的物理量，做功最快的功率最大。比較功率的大小，需要知道所做的功及所用時間的多少。故ABC錯誤，D正確。故選D。
3. （2023黑龍江牡雞）在水平地面上，小明沿水平方向推重400N的木箱做直線運動，木箱速度隨時間變化的圖像如圖所示。已知在4s~8s內木箱受到的推力恒為150N，在這段時間（4s~8s）內，木箱受到的推力的功率是________W，8s-10s內木箱受到的摩擦力是________N（忽略空氣阻力）。
【答案】 150 150
【解析】（1）由圖可知，在4~8s內，推力F=150N；由圖可知這段時間內木箱做勻速直線運動，且v=1m/s，則推力做工的功率為
由圖可知，在4~8s內，木箱做勻速直線運動，忽略空氣阻力，木箱受到的推力和摩擦力是一對平衡力，大小相等，則木箱受到的摩擦力
f=F=150N
由圖可知，木箱在8s~10s內做減速運動，由于壓力大小，接觸面粗糙程度不變，則木箱受到滑動摩擦力大小不變，還是150N。
5. （2023甘肅金昌）如圖所示，擺線的長度L相同，小球A、B的質量mA＜mB，懸線與豎直方向之間的夾角θ1＜θ2。
（1）圖甲、乙中，同時由靜止釋放A、B兩球，觀察到它們并排擺動且始終相對靜止，同時到達豎直位置，這表明兩小球在擺動過程中任一時刻速度大小與小球的 ______無關；
（2）小強設計用如圖所示裝置探究“物體的動能大小與哪些因素有關”。小球按圖示位置由靜止釋放，當小球擺動到豎直位置時，恰好與靜止在水平面上的木塊C發生碰撞，木塊都會在水平面上滑行一定距離后停止，本實驗中通過比較 ______反映小球撞擊木塊C前的動能大小，這種研究方法叫 ______（選填“控制變量法”或“轉換法”）；
（3）根據乙、丙所示的探究過程，他觀察到圖丙中木塊C撞得更遠，可得出結論：小球的動能大小與 ______有關（選填“速度”、“高度”或“質量”）；
（4）若水平面絕對光滑且足夠長，木塊C被撞擊后，它將做 ______直線運動（選填“減速”、“勻速”或”“加速”）；
（5）在探究小球動能與質量的關系時，有同學提議可以在水平面桌面上將同一根彈簧壓縮相同的程度，分別彈出質量不同的小球去撞擊木塊，撞擊木塊時小球的動能 ______（選填“相等”或“不相等”），該方案 ______（選填“正確”或“錯誤”）。
【答案】（1）質量 （2）木塊移動距離 轉換法 （3）速度 （4）勻速 （5）相同 錯誤
【解析】（1）圖甲、乙中，小球A、B的質量不同，但從相同的高度同時由靜止釋放，它們并排擺動且始終相對靜止，同時到達豎直位置，說明兩個小球在任一時刻速度相同，這表明兩小球在擺動過程中任一時刻速度大小與小球的質量無關。
（2）小球與木塊碰撞，小球動能越大，對木塊做的功越多，木塊移動的距離越大，所以通過比較木塊移動的距離可以比較小球撞擊木塊C前的動能大小；通過木塊移動的距離比較小球動能的大小，這種研究方法叫轉換法。
（3）因為θ1＜θ2，所以圖丙中小球比圖乙中小球釋放時的高度更高，小球擺動到豎直位置時的速度更大，把木塊撞得更遠，說明小球的動能大小與速度有關。
（4）若水平面絕對光滑，木塊在水平方向不受外力作用，根據牛頓第一定律可知，木塊C被撞擊后，它將做勻速直線運動。
（5）將同一根彈簧壓縮相同的程度，彈簧具有相同的彈性勢能，彈出小球，彈簧的彈性勢能轉化為小球的動能，那么不同質量的小球獲得的動能也相等；因為動能大小與質量和速度有關，不同質量的小球的動能相同，小球的速度也不同，這里有兩個變量，所以該方案是錯誤的。
考情分析
夯實基礎
知識清單
技巧點撥
易錯提醒
真題對點練練對點練
提分培優練
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2024年中考物理新課標總復習一輪培優學案（廣東專版）
第一部分 單元整合培優學案
第06講 功和機械能
課標要求
1.結合實例，認識功的概念。知道做功的過程就是能量轉化或轉移的過程。2.知道動能、勢能和機械能。通過實驗，了解動能和勢能的相互轉化。舉例說明機械能和其他形式能量的相互轉化。3.知道機械功和功率。用生活中的實例說明機械功和功率的含義。
考點分布 考查頻率 命題趨勢
考點1 功和功率 ☆☆☆ 有關功與機械能部分，廣東省物理試卷里，每年考查1~2道題,分值為4~6分。一般以考查概念和規律的理解為主。題型有填空、計算，難度系數為0.6。2024年可能會出現2道小題，一道填空、一道在計算題里顯示。
考點2 機械能及其相互轉化 ☆☆
☆☆☆ 代表必考點，☆☆代表常考點，☆星表示中頻考點。
知識點一：功
1. 功和力對物體做功的兩個必要因素：把與沿力的方向移動的_____的____稱為機械功。
2. 功的公式： ________3. 力對物體不做功的三種情況：
（1）有______無______。如足球離開腳后在水平面上滾動了一段距離，人對足球沒有做功；
（2）有______無_____。如兩名同學沒有搬起石頭，所以對石頭沒有做功；
（3）力與距離_____。如搬著水桶水平移動一段距離，此情況叫“垂直無功”。
知識點二：功率
1. 定義：功率是表示_____的物理量，物理學中，功與做功所用時間之比叫功率，它在數值上等于單位時間內所做的功；
2. 單位：單位是______，簡稱瓦，用字母W表示。
3. 公式：P=_____，1W = 1J/s，推導式：P=______。
知識點三：動能和勢能
1.動能:物質由于運動而具有的能叫做______，一切運動的物體都具有動能。
2.動能的大小跟______和______有關：速度相同，物體的質量越大，動能就越大；質量相同，物體的速度越大，動能就越大。
3.重力勢能：物體由于______而具有的能叫做重力勢能。重力勢能的大小與質量和被舉高的高度有關，高度相同，物體的質量越大，重力勢能就越大；質量相同，物體被舉得越高，重力勢能越大。
4.彈性勢能：物體由于_______而具有的能叫做彈性勢能。彈性形變越大，物體的彈性勢能越大。
溫馨提醒：探究決定動能大小的因素實驗考法應知應會
（1）實驗研究：研究對象小鋼球。 方法有控制變量法；轉換法。
（2）如何判斷動能大小：看木塊被小鋼球推動的距離多少。
（3）使質量不同的鋼球從同一高度靜止釋放的目的：使小球到達水平面時的初速度相同；
（4）如何改變鋼球速度：使鋼球從不同同高度滾下；
（5）分析歸納：保持鋼球質量不變時結論：運動物體質量相同時，速度越大，動能越大；
保持鋼球速度不變時結論：運動物體速度相同時，質量越大，動能越大；
（6）得出結論：物體動能與質量和速度有關；速度越大動能越大，質量越大動能也越大。
（7）斜面的作用：使物體具有速度并改變物體速度的大小。
（8）水平面的作用：使物體在豎直方向上受力平衡，在水平方向只受摩擦力。
（9）能量轉化：在斜面上機械能轉化過程：重力勢能轉化成動能 ， 在水平面上能力轉化過程：動能轉化為內能。
（10）木塊最終停下來的原因：在水平面受到摩擦力。
（11）實驗推理與假設：當水平面絕對光滑，小球將做勻速直線勻速，不能達到探究目的。
（12）超載、超速問題判斷：超速時，質量不變，速度越大，動能越大；超載時，速度不變，質量越大，動能越大。
（13）用小球做實驗有不足之處是：不能保證小球在水平面上沿直線運動。
知識點四：機械能及其轉化
1.機械能定義：動能和勢能______稱為機械能。
2.機械能守恒規律：物體的動能和勢能可以相互轉化，如果存在阻力，轉化過程中機械能不斷____，反之機械能總量_____，即機械能守恒。
考點1. 功和功率
【例題1】（2022廣東深圳）一校車質量為30t，車輪與地面總接觸面積為0.5m2，水平勻速行駛時校車受到的阻力為重力的0.03倍，校車勻速行駛200米，問：
（1）求車對地面的壓強；
（2）校車2小時內行駛了150km，問平均速度超不超過限速（限速80km/h）；
（3）整個過程牽引力做功多少？
【答案】（1）6×105Pa；（2）不超過；（3）1.8×106J
【解析】（1）校車質量m=30t=3×104kg
校車的重力
校車對地面壓強
（2）校車行駛的平均速度
因為75km/h小于限速80km/h，所以校車的平均速度不超過限速。
（3）水平勻速行駛時校車受到的阻力為重力的0.03倍，所以牽引力
整個過程牽引力做功
【變式訓練1】隨著科技的發展，無人駕駛汽車已進入人們的生活。無人駕駛汽車通過車載激光雷達攝像頭等傳感器實現自動駕駛。一質量為1.2t的無人駕駛汽車，靜止時四個輪子與地面的總接觸面積為0.12m2，在平直道路上以36km/h的速度勻速行駛，受到的牽引力大小為4×103N。某時刻車頭上的激光雷達向正前方的固定障礙物發射一束激光信號，經3×10-7s激光雷達接收到障礙物反射回的信號（該時間內汽車行駛的距離忽略不計）。已知光速為3×108m/s，g取10N/kg。求該汽車。
(1)靜止時對水平地面的壓強大小；
(2)此刻車頭到障礙物的距離；
(3)以36km/h的速度勻速行駛時牽引力的功率。
【答案】(1)；(2)45m；(3)
【變式訓練2】（2023·廣東陽江·統考二模）如圖所示，小明在跑步機上鍛煉身體。設他在跑步機上以5m/s的速度勻速跑動30min，跑動的總動力為40N。求：
（1）他在這段時間內相當于跑了多少路程？
（2）他在這段時間內做了多少功？
（3）他做功的功率是多少？
【答案】（1）9000m；（2）360000J；（3）200W
【變式訓練3】（2020·廣東）某轎車在平直公路上行駛的45s內，其速度v與時間t、動力F與時間t的關系圖像分別如圖甲、乙所示。已知前10s轎車運動的路程為100m。求：
(1)前10s轎車運動的平均速度；
(2)轎車在勻速直線運動階段通過的路程；
(3)動力F做的總功。
【答案】(1)10m/s；(2)700m；(3)1.1×106J
考點2. 機械能及其相互轉化
【例題】（2022廣東）圖甲中過山車從A點出發，先后經過B、C、D、E點。圖乙是過山車在B、C，D、E點的動能和重力勢能大小的示意圖，則過山車的動能在___________點最大，B點重力勢能的大小___________E點動能的大小。在這個過程中，過山車的機械能是___________（選填“變化”或“不變”）的。
【答案】 C 等于 變化
【解析】（1）過山車在B點重力勢能最大，在下降的過程中，重力勢能轉化為動能，再加上之前前進的動能，所以在C點動能最大。
由圖乙可知，B點的重力勢能與E點的動能大小在一個水平線上。所以大小相等。
因為有摩擦以及空氣阻力的原因，一部分機械能轉化為內能，所以過山車的機械能是變化的。
【變式訓練1】（2021廣東二模）2021年4月，中國女足通過奮勇拼搏，晉級奧運會。如圖是足球落地后又彈起的示意圖分析可知，足球（　　）
A. 在B點時受力平衡
B. 在A、D兩點動能可能相等
C. 在C點時，若所受力全部消失，其運動狀態將不斷改變
D. 在運動過程中，只存在動能和勢能的相互轉化
【答案】B
【變式訓練2】 （2022廣州）如圖，小芳設想利用升降臺讓球越彈越高。將球從M點豎直向下以某速度拋出，球經靜止在位置a的臺面反彈后，到達的最高點為N。經臺面反彈后上升過程球的動能___________（選填“增大”“不變”“減小”），N___________ 比M高（選填“可能”“不可能”）。球從N點下降時，臺面己升至合適的位置b并保持靜止，球再次經反彈后，到達的最高點P___________比N高（選填“可能”“不可能”）。
【答案】 減小 可能 不可能
1.利用W=Fs進行計算時，一定要注意力F和距離S的一 一對應的關系，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，即在計算做功多少時，一定要搞清S是否是F始終作用下運動的距離。比如用60N的力將一重為8N的物體踢出20m遠，這20m不是在腳的力的始終作用下運動的，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進行計算時，一定要注意功W和完成這些功所用的時間t的一 一對應的關系。其次，一定要注意W和t的同時性。
1. 有力不一定做功。若力的方向與運動方向垂直，則不做功；力與在力的方向上通過的距離的乘積等于功。
2. 機械能守恒時，說明物體只受重力作用、或者只受彈力作用、或者只受重力和彈力作用，除此不受別的力。可以由容易分析的高度和形變大小先判斷勢能，再判斷動能的變化。
考點1. 功和功率
【對點訓練】
1. （2023廣東省廣州市）物體A重5N，如圖1，A在水平拉力F1作用下，在水平面從M勻速直線運動到N用時3s；如圖2，在A上放置一個鉤碼，A在水平拉力F2作用下，在另一水平面從Р勻速直線運動到Q用時2s。
（1）在MN，PQ段，A的速度分別為v1、v2，A所受摩擦力分別為f1、f2，則v1______v2，f1____f2；（均選填“>”“=”“<”）
（2）A從M運動到N，F1做的功為______J、功率為______W，A所受重力做的功為______J。
2. （2022廣東）圖中某智能機器人的質量為80kg，其輪子與水平地面接觸的總面積為5×10-4m2。在水平地面上工作時，該機器人勻速直線移動的速度為1m/s，所受阻力是機器人重力的0.05倍。求：（取g=10N/kg）
（1）機器人對水平地面的壓強；
（2）機器人在水平地面上勻速直線移動時的牽引力；
（3）機器人在水平地面上勻速直線移動30s，此過程中牽引力做的功。
3．如圖，吊機將重為5000N的貨物從地面A處豎直勻速提升40s到達B處再水平勻速運送到C處，最后豎直放到樓項D處。貨物從C到D用時50s，路程隨時間變化圖象如圖所示，g取10N/kg。
（1）求貨物的質量。
（2）求BC段吊機對貨物的拉力做的功。
（3）求CD段貨物所受重力做功的功率。
（4）在圖中作出貨物從A到B的速度隨時間變化圖象（僅作圖，不用寫出計算過程）。
4．（2020·廣東深圳）張家界風景區內的“百龍天梯”是世界上最高、載重量最大、運行速度最快的全景戶外觀光電梯。該電梯運行高度約為330m，從地面向上運行到最高點的過程中，電梯速度與時間的關系圖象如圖所示。游客小明質量為60kg，每只腳與電梯水平地板的接觸面積約為250cm2，g取10N/kg。求：
(1)“百龍天梯”向上運行時全程的平均速度；
(2)當電梯勻速運行時，雙腳站立的小明對電梯的壓強；
(3)向上勻速運行的過程中，電梯對小明做的功。
5．（2023·廣東中山·校聯考三模）如圖甲所示為我國自主研發的新一代智能汽車，已知汽車空載質量為1400kg，最大載重量為600kg，靜止時每個車輪與地面的接觸面積為200cm2。不考慮外界因素影響，該汽車勻速行駛時受到的阻力為車總重的0.2倍，其如圖乙所示，是汽車滿載并以恒定功率行駛的v-t圖像（g取10N/kg）。求：
（1）汽車在10-20s內行駛的路程；
（2）滿載的汽車靜止在水平地面時對地面的壓強；
（3）發動機在0-20s所做的功；

考點2. 機械能及其相互轉化
【對點訓練】
1. （2023深圳二模）如圖在跳板跳水比賽中，運動員向下壓跳板使之彎曲，跳板恢復原狀時將運動員向上高高彈起，下列說法正確的是（　　）
A. 運動員對跳板的壓力是跳板形變產生的
B. 運動員對跳板的壓力與跳板對運動員的支持力是一對平衡力
C. 運動員起跳時的動能是由跳板的彈性勢能轉化而來的
D. 運動員在空中上升過程中，機械能逐漸增大
2．（2019·廣東廣州）運動員從高空豎直向下跳傘，人(包括裝各)的質量為80kg，只考慮人受到的重力和空氣阻力，下落時的速度----時間圖線如圖所示
(1)人在前50s內下落了2100m，求這段時間內人的平均速度．
(2)人在前30s內下落了1500m，求這段時間內人所受重力做的功和功率 (g=10N/kg)
(3)從第10到第30s這個過程中，人的動能、重力勢能、機械能是如何變化的
(4)人在第30s時所受空氣阻力 第50s時所受空氣阻力(選填“大于”、“等于”、“小于”).
【重點訓練】
1. （2022甘肅蘭州）如圖所示的情境中，對物體不做功的是（　　）
A. 圖甲：用力搬石頭，沒有搬動 B. 圖乙：將重物從地面拉到高處
C. 圖丙：推車向前運動 D. 圖丁：挺舉杠鈴過程
2. （2022江蘇連云港）2022年北京冬奧會上智能設備廣泛應用，一款智能送餐機器人的重力是，如果機器人在水平路面上以的速度沿直線勻速運動，它所受到的阻力為。機器人的重力做功_______，牽引力對機器人做功_______。
3. （2022深圳）一校車質量為30t，車輪與地面總接觸面積為0.5m2，水平勻速行駛時校車受到的阻力為重力的0.03倍，校車勻速行駛200米，問：
（1）求車對地面的壓強；
（2）校車2小時內行駛了150km，問平均速度超不超過限速（限速80km/h）；
（3）整個過程牽引力做功多少？
4．（2023·廣東肇慶一模）在建的濟南軌道交通6號線全線長約40km，計劃采用的地鐵機車最高時速為80km/h，列車質量大約為3×104kg，行駛過程中列車受到的阻力為1×104N（取g=10N/kg）請計算：
（1）已知地鐵列車與軌道的接觸面積約為500cm ，則該列車在平直軌道上靜止時，對軌道的壓強多大
（2）若地鐵列車以最高時速行駛，單程直達耗時多少
（3）若地鐵列車在平直軌道上勻速行駛全程，則牽引機車做功多少
5．（2023·廣東惠州一模）如題圖所示，大型客機C919是我國具有自主知識產權的大型噴氣式民用飛機，C919空載質量為60t，輪胎與地面接觸總面積為，若以90m/s的速度在空中水平方向上勻速飛行5min，受到的阻力為。（g取10N/kg）求：
（1）大型客機5min飛行的路程是多少？
（2）大型客機空載停在機場的水平地面上時，對地面產生的壓強是多少？
（3）大型客機勻速飛行過程中發動機的牽引力功率是多少？
6.（2023北京） 如圖所示，人們修筑攔河壩來提高上游的水位，在壩底安裝水輪機帶動發電機發電。上游一定量的水，經水輪機流到下游的過程中，下列說法正確的是（　　）
A. 水的機械能不變
B. 水的重力勢能增大，動能減小
C. 水輪機帶動發電機發電，電能轉化成機械能
D. 上游水位越高，能夠發出的電能越多
7. （2023甘肅蘭州）近年來，渣土車因“多拉快跑”而引發的交通事故時有發生，引起了交通管理部門的高度重視。小彤設計了如圖所示的實驗來模擬汽車超速、超載帶來的危害，通過電磁鐵的控制，讓質量分別為和（<）的小鋼球從圓弧軌道的一定高度（）由靜止滾下，撞擊水平面上的紙盒并將紙盒推動一段距離（實驗中的圓弧軌道、水平面和紙盒均不變）。
（1）分析甲、乙兩圖可知，_______（選填“甲”或“乙”）圖中的小鋼球在剛到達水平面時的速度更大；
（2）比較甲、乙兩圖可知，在_______一定時，小鋼球的_______越大，動能越大。
（3）比較________兩圖可以模擬汽車超載帶來的危害；
（4）假如你是一名汽車駕駛員，請你從物理學的角度談談在安全行車方面需要注意哪些事項_________。
8.（2023甘肅威武） 隨著人們生活水平的提高，房車旅游受到了大眾的青睞，某公司推出了如圖所示的小型房車，小林和父母參觀車展時試駕了該車，該車在平直公路上以54km/h的速度勻速行駛了3600m，已知車輪與水平地面總接觸面積為0.4m2，試駕時車和人總質量為4×103kg，阻力是車重的0.1倍。（假定汽車靜止時對地面的壓力大小等于汽車總重力，汽車勻速行駛時牽引力等于阻力，g取10N/kg。）求：
（1）該房車勻速行駛了多長時間？
（2）該房車靜止在水平地面上時，對地面的壓強是多少？
（3）該房車勻速行駛時牽引力做功的功率是多大？
【難點訓練】
1．（2020·廣東廣州）裝有水的容器在大小為10N的拉力F作用下運動，圖甲為容器三段運動的示意圖，F的方向始終沿著容器運動方向，OP段、MN段為水平地面。在MN段容器中的水少于OP段，容器在OP段、MN段的速度一時間圖象和QR段的路程一時間圖象如圖乙所示。
(1)求F在OP段做的功 ；
(2)求F在QR段的功率 ；
(3)容器在OP段和MN段受到摩擦力分別為、，則 （選填“>”“=”“<”）。
2. （2022黑龍江綏化）如圖甲所示，有一底面積為0.01m2，質量為3kg的正方體物塊，在拉力F的作用下在水平面上做直線運動。拉力隨時間變化、速度隨時間變化圖象分別如圖乙、丙所示，已知物塊在2～4s的運動距離為2m。求：
（1）物塊靜止時對水平面的壓強；
（2）在2～4s物塊受到的摩擦力；
（3）在前6s內，拉力F做的功。
【易錯點訓練】
1. （2021深圳）深圳麒麟舞被列為非物質文化遺產，兩個師傅拿著舞獅在表演，下列說法正確的
是（　　）
A. 靜止時，人受的力是平衡力
B. 物體的運動需要力來維持
C. 人受到的重力和人受到的支持力是一對相互作用力
D. 當獅子向上躍起時，人對舞獅頭做功
2. （2023江蘇南通）“六 一”期間，小莉和同學們到七星峰旅游時進行了一場登山比賽。下列有關功率的說法正確的是（　　）
A. 用時最短的功率最大 B. 速度最快的功率最大
C. 體重最大的功率最大 D. 做功最快的功率最大
3. （2023黑龍江牡雞）在水平地面上，小明沿水平方向推重400N的木箱做直線運動，木箱速度隨時間變化的圖像如圖所示。已知在4s~8s內木箱受到的推力恒為150N，在這段時間（4s~8s）內，木箱受到的推力的功率是________W，8s-10s內木箱受到的摩擦力是________N（忽略空氣阻力）。
5. （2023甘肅金昌）如圖所示，擺線的長度L相同，小球A、B的質量mA＜mB，懸線與豎直方向之間的夾角θ1＜θ2。
（1）圖甲、乙中，同時由靜止釋放A、B兩球，觀察到它們并排擺動且始終相對靜止，同時到達豎直位置，這表明兩小球在擺動過程中任一時刻速度大小與小球的 ______無關；
（2）小強設計用如圖所示裝置探究“物體的動能大小與哪些因素有關”。小球按圖示位置由靜止釋放，當小球擺動到豎直位置時，恰好與靜止在水平面上的木塊C發生碰撞，木塊都會在水平面上滑行一定距離后停止，本實驗中通過比較 ______反映小球撞擊木塊C前的動能大小，這種研究方法叫 ______（選填“控制變量法”或“轉換法”）；
（3）根據乙、丙所示的探究過程，他觀察到圖丙中木塊C撞得更遠，可得出結論：小球的動能大小與 ______有關（選填“速度”、“高度”或“質量”）；
（4）若水平面絕對光滑且足夠長，木塊C被撞擊后，它將做 ______直線運動（選填“減速”、“勻速”或”“加速”）；
（5）在探究小球動能與質量的關系時，有同學提議可以在水平面桌面上將同一根彈簧壓縮相同的程度，分別彈出質量不同的小球去撞擊木塊，撞擊木塊時小球的動能 ______（選填“相等”或“不相等”），該方案 ______（選填“正確”或“錯誤”）。
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