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专题04 功和机械能（解析版）-八年级物理下学期期末复习提优专训（人教版）
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这是一份专题04 功和机械能（解析版）-八年级物理下学期期末复习提优专训（人教版），文件包含专题04功和机械能原卷版-八年级物理下学期期末复习提优专训人教版docx、专题04功和机械能解析版-八年级物理下学期期末复习提优专训人教版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共18页， 欢迎下载使用。
一、单项选择题
1. 下列实例中，力对物体没有做功的是( )
A. 叉车向上举起货物
B. 小林沿着斜面向上拉动物体
C. 小欣背着书包上楼
D. 小明用力推石头但石头不动
【答案】D 【解析】叉车向上举起货物，货物在举力作用下提升了一段距离，符合做功的两个必要条件，A不符合题意；小林沿着斜面向上拉动物体，物体在拉力作用下提升了一段距离，符合做功的两个必要条件，B不符合题意；小欣背着书包上楼，小欣对书包有向上的力且升高了一段距离，符合做功的两个必要条件，C不符合题意；小明用力推石头但石头不动，小明对石头施加一个推力，没有在推力的方向上移动距离，即有力没有距离，所以没做功，D符合题意．故选D.
2.一只蚂蚁把一块面包屑从平地搬上1 m的高处，以下判断正确的是( )
A. 不知道蚂蚁用力的大小，不能判断蚂蚁对面包屑有没有做功
B. 面包屑的机械能增加了，蚂蚁对面包屑有做功
C. 搬运时间越短，蚂蚁对面包屑做的功就越多
D. 搬运时间越长，蚂蚁对面包屑做的功就越多
【答案】 B 【解析】做功的条件是：作用在物体上有力，且沿力的方向移动了一段距离；功率是表示做功快慢的物理量．在题述过程中，蚂蚁对面包屑有力的作用，且沿力的方向运动了一段距离，故蚂蚁对面包屑做了功，A错误；由于面包屑的机械能增加了，由此推断蚂蚁对面包屑有做功，B正确；在所做的功一定的情况下，搬运时间越短，蚂蚁对面包屑做功的功率就越大，C错误；在所做的功一定的情况下，搬运时间越长，蚂蚁对面包屑做功的功率就越小，D错误．故选B.
3. 参加今年邵阳市初中毕业学业考试的王小鹏同学听到考试预备铃响了，考室还在四楼呀！一口气从一楼跑到四楼考室，所用时间为30秒．他上楼过程克服自身重力做功的功率最接近( )
A. 1.5 W B. 15 W C. 150 W D. 1 500 W
【答案】C 【解析】每层楼房的高度约为3 m，移动的高度为9 m，初中生所受的重力约为500 N，则小鹏做的功为W＝Gh＝500 N×9 m＝4 500 J，做功的功率为P＝eq \f(W,t)＝eq \f(4 500 J,30 s)＝150 W．故选C.
4.用大小相同的力F，作用在质量不同的物体上，使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的距离s(如图所示)，F所做的功分别为W1和W2，则( )
第4题图
A. W1＝eq \f(1,2)W2 B. W1＝W2
C. W1＝2W2 D. W1＝4W2
【答案】 B 【解析】根据W＝Fs，推力和在推力的方向上移动距离相同，所以推力做的功相同，B正确．故选B.
5. 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)－时间(t)图像如图所示，根据图像，下列判断正确的是( )
第5题图
A. 两次物体运动的速度：v1＜v2
B. 两次物体所受的拉力：F1＞F2
C. 0－6 s两次拉力对物体所做的功：W1＞W2
D. 0－6 s两次拉力对物体做功的功率：P1＜P2
【答案】C 【解析】由图像可知，在相同的时间内，s1>s2，根据公式v＝eq \f(s,t)，v1>v2，A错误；因两次都是在同一水平面上匀速拉动同一物体，所以拉力相等，即F1＝F2，B错误；根据题意，在0～6 s，因F1＝F2，s1>s2，由公式W＝Fs可得，W1>W2，C正确；根据题意，在0～6 s，因W1>W2，时间相同，由公式P＝eq \f(W,t)可得，P1>P2，D错误．故选C.
6. 物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图像如图甲时，受到的水平推力为F1；当物体运动的速度和时间图像如图乙时，受到水平推力为F2.两次推力的功率分别为P1、P2.则下列关系正确的是( )
第6题图
A. F1＝F2 P1＞P2 B. F1＝F2 P1＜P2
C. F1＞F2 P1＞P2 D. F1＜F2 P1＞P2
【答案】B 【解析】图甲中，物体运动的路程与所用的时间成正比，做匀速直线运动，物体的速度为v＝eq \f(s,t)＝eq \f(4 m,2 s)＝2 m/s，图乙中，物体的速度不随时间的改变而改变，做匀速直线运动，物体的速度v＝4 m/s，可知F1＝F2＝f，C、D错误；由P＝Fv可知，P17. 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( )
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】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等于重力之比，即W1∶W2＝2∶1，B错误；由P＝eq \f(W,t)得，妈妈和小明克服重力做功的功率之比eq \f(P1,P2)＝eq \f(\f(W1,t1),\f(W2,t2))＝eq \f(W1,W2)×eq \f(t2,t1)＝eq \f(2,1)×eq \f(1,3)＝eq \f(2,3)，A、C错误、D正确．故选D.
8. 如图是赛场上滑雪运动员正在加速下滑时的情景．此过程中运动员( )
第8题图
A. 重力势能增加 B. 动能保持不变
C. 相对地面是运动的 D. 运动状态保持不变
【答案】C 【解析】滑雪运动员加速下滑时，重力不变，高度降低，速度增大，其重力势能变小，动能变大，A、B错误；以地面为参照物，加速下滑的运动员位置发生变化，故滑雪运动员相对于地面是运动的，C正确；运动员加速下滑过程中速度增大，故其运动状态发生变化，D错误．故选C.
9. 下列有关机械能及其转化的说法正确的是( )
A. 弯弓射箭，箭的动能转化为弓的弹性势能
B. 拦河大坝使上游的水位升高，提高了水的重力势能
C. 蹦床运动员从高处落下，其动能转化为重力势能
D. 人造卫星从近地点飞向远地点时势能减小，动能增大
【答案】B 【解析】 射箭过程是将弓的弹性势能转化为箭的动能，A错误；水库修建大坝使上游的水位升高，提高了水的重力势能，B正确；蹦床运动员从高处落下时，运动员的重力势能减小，动能增大，是把重力势能转化为动能，C错误；人造地球卫星从近地点飞向远地点时，它距离地面的高度在增大，人造卫星运动的速度在减小，它的质量不变，故人造卫星的动能减小，重力势能在增大，此时人造卫星动能转化为重力势能，D错误．故选B.
10. 立定跳远时的动作分解如图，在此过程中运动员( )
第10题图
A. 上升时，动能减小，势能减小 B. 上升时，动能增大，势能增大
C. 下落时，势能增大，动能减小 D. 下落时，势能减小，动能增大
【答案】D 【解析】从起跳到最高点过程中，质量不变，高度增大，速度减小，即上升过程中动能减小，势能增大，A、B错误；从最高点到落地点的过程中，质量不变，高度减小，速度增大，即下落过程中重力势能减小，动能增大，C错误，D正确；故选D.
11. 如图所示，物块在光滑斜面上由静止开始下滑，依次经过a，b两个点，不计空气阻力，比较物块在a、b两点的能量，下列说法正确的是( )
第11题图
A. 物块在a点动能大
B. 物块在b点动能大
C. 物块在b点重力势能大
D. 物块在a、b两点的重力势能一样大
【答案】B 【解析】由于物块在光滑的斜面上由静止滑下，则不受摩擦力，且不计空气阻力，则机械能守恒；由图可知，物体下滑过程中，重力势能减少，动能增大，物块下滑过程中a点的高度高于b点的高度，则a点的重力势能大于b点的重力势能，则a点的动能小于b点的动能；故A、C、D错误，B正确．故选B.
12.如图所示，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置．压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动(已知AO＝OB)．小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断正确的是( )
第12题图
A. 小球的动能不断增加
B. 弹簧的弹性势能不断减小
C. 小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等
D. 在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变
【答案】D 【解析】水平面光滑，球和弹簧组成的系统中，小球从A→O的过程中弹性势能转化成动能，弹性势能减小，动能增大，小球从O→B的过程中动能转化成弹性势能，弹性势能增大，动能减小，A、B错误；O点时弹簧处于原长，弹性势能为0，动能最大，C错误；水平面光滑，小球和弹簧组成的系统动能和势能相互转化，机械能守恒，D正确．故选D.
13.如图，弧形轨道ab段光滑，bc段粗糙，小球从a点经最低点b运动至c点．下列分析正确的是( )
第13题图
A. 从a到b的过程中，小球动能转化为重力势能
B. 经过b点时，小球动能最大
C. 从b到c的过程中，小球动能增大
D. 从a到c的过程中，小球机械能守恒
【答案】B 【解析】从a到b的过程中，小球的质量不变、高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，A错误；小球从a到b过程中，重力势能转化为动能，b点动能最大，B正确；从b到c的过程中，动能转化为重力势能，动能减小，C错误；从a到b的过程中，由于表面光滑，机械能守恒，从b到c的过程中，表面粗糙，一部分机械能转化为内能，机械能不守恒，D错误．故选B.
14. 如图所示，用细绳吊着一个物块，静止靠在墙壁上．剪断细绳的同时，用一个由零逐渐增大的水平作用力F压在物块上，墙壁足够高，则物块( )
第14题图
A. 运动速度变大 B. 所受摩擦力变大
C. 动能先变大后不变 D. 机械能先减小后不变
【答案】D 【解析】开始物块对墙壁没有压力，因此墙壁之间没有摩擦力，剪断细线后，物块在重力作用下向下运动，起初，由于水平压力太小，物块受到来自墙壁的竖直向上的摩擦力小于物块的重力，所以物块向下做加速运动，随着水平压力的增大，摩擦力逐渐增大直到摩擦力大于重力时物块做减速运动．因此A、C错误．由题可知，墙壁足够高，随着物块速度的减小，当物块速度减小为0时，此时物块静止在竖直墙面上，所受到的摩擦力由动摩擦力转变为静摩擦力，大小等于重力，因此B错误，而物块在向下运动的过程中一直需要克服摩擦力做功，直到静止时才没有克服摩擦力做功．因此机械能先减小后不变．故选D.
15.如图所示，粗糙水平面AB与光滑斜面BC平滑连接，并固定不动，轻弹簧左端固定，小木块紧靠在弹簧右端并压缩弹簧，静止释放后，小木块被压缩的弹簧弹出在水平面上滑行后，冲上斜面BC，斜面足够长，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
第15题图
A. 在弹簧恢复原长的过程中，弹簧的弹性势能全部转化为小木块的动能
B. 小木块离开弹簧后在粗糙水平面上滑行过程中，机械能守恒
C. 小木块在斜面上运动过程中，机械能守恒
D. 小木块运动到斜面最高点时，重力势能最小
【答案】C 【解析】弹簧恢复原长的过程中，弹簧的弹性势能转化为小木块的动能，但由于是粗糙表面，要克服摩擦力做功，所以小物块的机械能不守恒，弹簧的弹性势能不是全部转化为小木块的动能，AB错误；由于斜面BC光滑且不计空气阻力，因此小木块在斜面上运动过程中机械能守恒，C正确；小木块运动到斜面最高点时，高度最高、质量不变，所以重力势能最大，D错误，故选C.
二、填空题
16.在水平地面上，工人师傅用100 N的力沿水平方向推着重为300 N的箱子匀速前进，5 s内移动了6 m．在这个过程中，地面对箱子的摩擦力为______N，推力做功的功率为________W.
【答案】100 120 【解析】箱子在水平地面上匀速前进，受到的推力和摩擦力为一对平衡力，则箱子与地面间的摩擦力f＝F＝100 N；推力做的功W＝Fs＝100 N×6 m＝600 J，推力做功的功率P＝eq \f(W,t)＝eq \f(600 J,5 s)＝120 W.
17.在自由下落过程中，物体运动速度会越来越快，一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知AB＝BC.如图所示，物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，则W1________W2，P1________P2(均选填“>”、“<”或“＝”)．
第17题图
【答案】＝ < 【解析】因为AB＝BC，根据W＝Gh可知，物体的重力在AB段和BC段做的功相等，即W1＝W2；因为小球在自由下落时做加速运动，根据t＝eq \f(s,v)可知，小球在BC段运动的速度快，所以所用的时间短，根据公式P＝eq \f(W,t)可知，物体在AB段重力做功的功率小于BC段重力做功的功率，即P118.飞机在减速下降过程中，机械能将________，势能将________．(后两空均选填“增大”“不变”或“减小”)．
【答案】减小 减小 【解析】飞机在减速下降过程中，质量不变，速度减小，动能减小，高度降低，重力势能减小，机械能为动能与势能之和，所以机械能减小．
19. 泥石流是在暴雨天极易发生的自然灾害．如果在野外突遇泥石流来袭，停留在泥石流下游低洼处是很危险的．这是由于________力的作用，泥石流会涌向低洼处．正确的逃生方法是，朝着与泥石流________(选填“垂直”“相同”或“相反”)的方向迅速逃离到较高的地方．泥石流向下游流动过程中，重力________(选填“做功”或“没有做功”)，重力势能主要转化成动能．
【答案】重 垂直 做功 【解析】泥石流涌向低洼处是因为受到重力的作用；正确的逃生方法是朝着与泥石流垂直的方向迅速逃离到较高的地方；泥石流向下游流动过程中，重力做功，将重力势能主要转化为动能．
20.小明同学用20 N的水平推力，将重为280 N的购物车沿水平地面向前推动了10 m，在此过程中，推力对购物车做功________J，购物车的重力做功________J；一个皮球落地后弹起，弹起的高度越来越低，皮球在运动过程中，机械能总量________(选填“增加”“减少”或“保持不变”)．
【答案】200 0 减少 【解析】推力对购物车做的功W＝Fs＝20 N×10 m＝200 J；购物车在重力的方向上没有移动距离，重力做功0 J；皮球落地后弹起，弹起的高度越来越低，是因为受到空气阻力的作用，一部分机械能转化为内能，机械能总量减少．
21.如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示，则0～3 s，F对物体做的功为______J，3～6 s物体摩擦力大小为________N.
第21题图
【答案】0 4 【解析】根据图乙可知，0～3 s内，推力F＝2 N，但物体运动速度为0，也就是说物体保持静止状态，故此时推力没有对物体做功；物体在6～9 s内做匀速直线运动，推力与滑动摩擦力平衡，推力为4 N，则滑动摩擦力也是4 N；物体在3～6 s内做匀加速运动，因为接触面粗糙程度和压力都不变，所以在3～6 s物体受到的滑动摩擦力也是4 N.
22.在水平地面上铺一张纸，将两个弹性相同、质量分别为mA和mB的皮球A和B表面涂黑，让它们从相同高度由静止下落，在纸上留下黑色圆斑如图所示，分析图中两个圆斑大小，可推断：mA________mB(选填“大于”、“小于”或“等于”)．皮球落地后反弹高度比原来下落时高度低，由此判断，皮球的机械能总量________(选填“不变”、“减小”或“增大”)．
第22题图
【答案】小于 减小 【解析】将两个弹性相同的小球从相同高度由静止下落，在纸上留下的黑色圆斑越大，说明形变量越大，重力势能越大，质量越大；由图可知，A的圆斑小于B的圆斑，则mA三、简答题
23.现如今随着入住高楼的人们越来越多，高空抛物的现象也屡屡发生．高空抛物有非常大的危险性，一个鸡蛋从18楼抛下来就可以砸碎行人头骨．请从能量的角度解释高空落下的鸡蛋能砸伤人的原因．
【答案】答：高空中的鸡蛋具有很大的重力势能，下落过程中重力势能转化为动能，在落地前鸡蛋具有很大的动能，砸向行人时会造成较大的伤害．
四、实验与探究题
24.如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关？”的实验装置示意图．
第24题图
(1)该实验装置要探究的是物体动能的大小与物体________的关系(物体A、B质量不变)；
(2)该实验中所探究物体的动能是指物体_________________________________________
(选填“A”或“B”)的动能；
(3)该实验物体动能的大小是通过________________来反映的；
(4)该实验物体的速度是指物体A从斜面上由静止滚下与物体B即将碰撞时的速度，它是通过________(选填“高度”或“质量”)来改变的；
(5)实验表明，同一物体A从斜面高处滚下，高度越大，物体B被撞得越远，可得结论____________________________；
(6)若要研究物体动能与质量的关系，则需用不同质量的物体从斜面______高度由静止滚下，并观察记录．
【答案】(1)速度 (2)A (3)物体B移动的距离 (4)高度 (5)当质量相同时，物体的速度越大，动能越大 (6)相同(同一)
【解析】(1)实验中研究对象只有一个物体A，质量一定，故是探究动能大小与速度的关系；(2～3)实验中让物体A从斜面上滚下来，比较物体A推动物体B移动的距离来比较动能的大小，故是探究的是物体A的动能；(4)物体A在水平面上运动速度的大小与物体A在斜面上的高度有关，因此可以通过改变物体A的高度来改变其运动速度；(5)实验表明，同一物体从斜面滚下，高度越高，运动速度越大，物体B被撞得越远，由此可得：当质量相同时，物体的速度越大，动能越大；(6)如果要探究动能与物体质量的关系，应控制物体运动的速度相同，由于速度与物体所处的高度有关，因此应让不同质量的物体从斜面的同一高度由静止滚下．
25.小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，他用质量不同的两个钢球m 和M(M的质量大于m)，分别从不同的高度h和H(H>h)静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如图所示．
第25题图
(1)小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这种研究方法是________(选填“控制变量法”或“转换法”)．若水平面绝对光滑，本实验将________(选填“能”或“不能”) 达到探究目的．
(2)由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与________有关．
(3)小丽根据甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？________(选填 “正确”或“错误” )，理由是：__________________．
(4)另一同学用图丁所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度(h2>h1)由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是________(选填“正确的”或“错误的”)．
第25题图丁
【答案】(1)转换法 不能 (2)速度大小 (3)错误 没有控制速度一定 (4)错误的
【解析】(1)实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法；若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的；(2)由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与速度大小有关；(3)小丽的看法是错误的，因为要探究动能与质量的关系，需要保证小球的速度不变，甲、丙两图中小球下落的高度不同，则到达水平面的速度不同，故不能得出动能大小与质量的关系；(4)要探究动能的大小与速度的关系，需要保证小球的质量相同；水平面的粗糙程度相同，如图所示的方法中水平面的粗糙程度不同，故这种方法是错误的．
26.思与行是学习物理的核心素养．在一次物理课上，老师演示了甲图所示的一个物理现象，小孙同学由此思考，水的落地点到瓶子的水平距离与哪些因素有关呢？接着他在脑海中构建了这个问题的物理模型，如图乙所示：即实际上问题就是被水平抛出的小球，它的落地点到初始点的水平距离可能与哪些因素有关？经过观察思考并结合课上所学的内容，小孙做了如下猜想：
第26题图
猜想一：小球落地点到初始点的水平距离s可能与小球的高度H有关；
猜想二：小球落地点到初始点的水平距离s可能与被抛出时的初速度v有关；
然后，小孙选取了一个钢球，利用高度可调的桌子，与比较光滑的斜面组成图丙所示的装置，并进行了实验和相关测量，得到了部分数据如下表所示．
(1)在实验中让钢球从斜面的不同高度由静止滚下，其目的是下列选项中的________(选填“A”或“B”)；
A. 使钢球到达桌面的速度不同
B. 使钢球到达桌面的速度相同
(2)这里用到的实验方法是________(选填“等效替代法”或“控制变量法”)；
(3)分析表中数据可知猜想________(选填“一”或“二”)是正确的．
【答案】(1)A (2)控制变量法 (3)二
【解析】(1)在实验中，让钢球从斜面的不同高度由静止滚下，目的是使钢球到达桌面的速度不同，故选A；(2)实验中用同一钢球，从相同高度H处滚下，用到的实验方法是控制变量法；(3)分析实验数据，可知小球高度越大，落地点到初始点的水平距离越大，猜想二是正确的．
四、计算应用题
27.在创建文明城市中，使用新型清扫车对道路进行清洁工作．若该车质量为5×103 kg，在某平直道路上匀速行驶100 s，通过的路程为200 m，牵引力为6×103 N，求清扫车：
(1)所受的重力；
(2)匀速行驶时牵引力做的功；
(3)匀速行驶时的功率．
【答案】解：(1)清扫车所受的重力：G＝mg＝5×103 kg×10 N/kg＝5×104 N
(2)清扫车匀速行驶时牵引力做的功：W＝Fs＝6×103 N×200 m＝1.2×106 J
(3)清扫车匀速行驶时的功率：P＝eq \f(W,t)＝eq \f( 1.2×106 J,100 s)＝1.2×104 W
28.跳伞是一项极具挑战的运动，现在越来越受到人们的喜爱．在某次跳伞训练过程中，一个体重为500 N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，经过15 s下落210 m后，开始做匀速直线运动直至落地，整个过程用时30 s，其速度与时间的关系如图所示，求在这个过程中：
(1)运动员下落的平均速度；
(2)重力做的功；
(3)匀速下降时重力做功的功率．
第28题图
【答案】解：(1)后15 s内运动的距离
h2＝v2t2＝6 m/s×15 s＝90 m
30 s内的路程h＝h1＋h2＝210 m＋90 m＝300 m
运动员下落的平均速度为v＝eq \f(h,t)＝eq \f(300 m,30 s)＝10 m/s
(2)重力做的功W＝Gh＝500 N×300 m＝1.5×105 J
(3)匀速下降时重力做功的功率
P＝eq \f(W,t)＝eq \f(Gh,t)＝Gv＝500 N×6 m/s＝3 000 W
29.小文骑自行车上学，他在水平路面上5 min匀速骑行了2 000 m．已知小文的质量为50 kg，骑行时轮胎与地面的接触面积为8 cm2，阻力大小是重力的0.02倍，g＝10 N/kg.表格里是他的自行车的一些数据．根据以上条件计算：
(1)碳纤维车架的密度是多大？
(2)他骑行时自行车对路面的压强是多大？
(3)他骑行时克服阻力做功的功率是多大？
【答案】解：(1)碳纤维车架的密度是ρ＝eq \f(m,V)＝eq \f(4.5 kg,2.5×10－3 m3)＝1.8×103 kg/m3
(2)骑行自行车时，地面所受的压力：F压＝G＝(m人＋m车)g＝(50 kg＋10 kg)×10 N/kg＝600 N；受力面积S＝8 cm2＝8×10－4 m2
自行车对路面的压强p＝eq \f(F压,S)＝eq \f(600 N,8×10－4 m2)＝7.5×105 Pa
(3)因为自行车在某水平路段匀速直线骑行，所以骑车动力F＝f＝0.02G＝0.02×600 N＝12 N
自行车行驶的速度为v＝eq \f(s,t)＝eq \f(2 000 m,5×60 s)＝eq \f(20,3) m/s
骑行时克服阻力做功的功率P＝Fv＝12 N×eq \f(20,3) m/s＝80 W同一钢球，H＝1.0 m
次数
小球高度h/m
落地点到初始点的水平距离s/m
1
0.1
0.63
2
0.2
0.89
3
0.3
1.09
车架材料
碳纤维
车架体积/m3
2.5×10－3
车架质量/kg
4.5
整车质量/kg
10
一、单项选择题
1. 下列实例中，力对物体没有做功的是( )
A. 叉车向上举起货物
B. 小林沿着斜面向上拉动物体
C. 小欣背着书包上楼
D. 小明用力推石头但石头不动
【答案】D 【解析】叉车向上举起货物，货物在举力作用下提升了一段距离，符合做功的两个必要条件，A不符合题意；小林沿着斜面向上拉动物体，物体在拉力作用下提升了一段距离，符合做功的两个必要条件，B不符合题意；小欣背着书包上楼，小欣对书包有向上的力且升高了一段距离，符合做功的两个必要条件，C不符合题意；小明用力推石头但石头不动，小明对石头施加一个推力，没有在推力的方向上移动距离，即有力没有距离，所以没做功，D符合题意．故选D.
2.一只蚂蚁把一块面包屑从平地搬上1 m的高处，以下判断正确的是( )
A. 不知道蚂蚁用力的大小，不能判断蚂蚁对面包屑有没有做功
B. 面包屑的机械能增加了，蚂蚁对面包屑有做功
C. 搬运时间越短，蚂蚁对面包屑做的功就越多
D. 搬运时间越长，蚂蚁对面包屑做的功就越多
【答案】 B 【解析】做功的条件是：作用在物体上有力，且沿力的方向移动了一段距离；功率是表示做功快慢的物理量．在题述过程中，蚂蚁对面包屑有力的作用，且沿力的方向运动了一段距离，故蚂蚁对面包屑做了功，A错误；由于面包屑的机械能增加了，由此推断蚂蚁对面包屑有做功，B正确；在所做的功一定的情况下，搬运时间越短，蚂蚁对面包屑做功的功率就越大，C错误；在所做的功一定的情况下，搬运时间越长，蚂蚁对面包屑做功的功率就越小，D错误．故选B.
3. 参加今年邵阳市初中毕业学业考试的王小鹏同学听到考试预备铃响了，考室还在四楼呀！一口气从一楼跑到四楼考室，所用时间为30秒．他上楼过程克服自身重力做功的功率最接近( )
A. 1.5 W B. 15 W C. 150 W D. 1 500 W
【答案】C 【解析】每层楼房的高度约为3 m，移动的高度为9 m，初中生所受的重力约为500 N，则小鹏做的功为W＝Gh＝500 N×9 m＝4 500 J，做功的功率为P＝eq \f(W,t)＝eq \f(4 500 J,30 s)＝150 W．故选C.
4.用大小相同的力F，作用在质量不同的物体上，使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的距离s(如图所示)，F所做的功分别为W1和W2，则( )
第4题图
A. W1＝eq \f(1,2)W2 B. W1＝W2
C. W1＝2W2 D. W1＝4W2
【答案】 B 【解析】根据W＝Fs，推力和在推力的方向上移动距离相同，所以推力做的功相同，B正确．故选B.
5. 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)－时间(t)图像如图所示，根据图像，下列判断正确的是( )
第5题图
A. 两次物体运动的速度：v1＜v2
B. 两次物体所受的拉力：F1＞F2
C. 0－6 s两次拉力对物体所做的功：W1＞W2
D. 0－6 s两次拉力对物体做功的功率：P1＜P2
【答案】C 【解析】由图像可知，在相同的时间内，s1>s2，根据公式v＝eq \f(s,t)，v1>v2，A错误；因两次都是在同一水平面上匀速拉动同一物体，所以拉力相等，即F1＝F2，B错误；根据题意，在0～6 s，因F1＝F2，s1>s2，由公式W＝Fs可得，W1>W2，C正确；根据题意，在0～6 s，因W1>W2，时间相同，由公式P＝eq \f(W,t)可得，P1>P2，D错误．故选C.
6. 物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图像如图甲时，受到的水平推力为F1；当物体运动的速度和时间图像如图乙时，受到水平推力为F2.两次推力的功率分别为P1、P2.则下列关系正确的是( )
第6题图
A. F1＝F2 P1＞P2 B. F1＝F2 P1＜P2
C. F1＞F2 P1＞P2 D. F1＜F2 P1＞P2
【答案】B 【解析】图甲中，物体运动的路程与所用的时间成正比，做匀速直线运动，物体的速度为v＝eq \f(s,t)＝eq \f(4 m,2 s)＝2 m/s，图乙中，物体的速度不随时间的改变而改变，做匀速直线运动，物体的速度v＝4 m/s，可知F1＝F2＝f，C、D错误；由P＝Fv可知，P1
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】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等于重力之比，即W1∶W2＝2∶1，B错误；由P＝eq \f(W,t)得，妈妈和小明克服重力做功的功率之比eq \f(P1,P2)＝eq \f(\f(W1,t1),\f(W2,t2))＝eq \f(W1,W2)×eq \f(t2,t1)＝eq \f(2,1)×eq \f(1,3)＝eq \f(2,3)，A、C错误、D正确．故选D.
8. 如图是赛场上滑雪运动员正在加速下滑时的情景．此过程中运动员( )
第8题图
A. 重力势能增加 B. 动能保持不变
C. 相对地面是运动的 D. 运动状态保持不变
【答案】C 【解析】滑雪运动员加速下滑时，重力不变，高度降低，速度增大，其重力势能变小，动能变大，A、B错误；以地面为参照物，加速下滑的运动员位置发生变化，故滑雪运动员相对于地面是运动的，C正确；运动员加速下滑过程中速度增大，故其运动状态发生变化，D错误．故选C.
9. 下列有关机械能及其转化的说法正确的是( )
A. 弯弓射箭，箭的动能转化为弓的弹性势能
B. 拦河大坝使上游的水位升高，提高了水的重力势能
C. 蹦床运动员从高处落下，其动能转化为重力势能
D. 人造卫星从近地点飞向远地点时势能减小，动能增大
【答案】B 【解析】 射箭过程是将弓的弹性势能转化为箭的动能，A错误；水库修建大坝使上游的水位升高，提高了水的重力势能，B正确；蹦床运动员从高处落下时，运动员的重力势能减小，动能增大，是把重力势能转化为动能，C错误；人造地球卫星从近地点飞向远地点时，它距离地面的高度在增大，人造卫星运动的速度在减小，它的质量不变，故人造卫星的动能减小，重力势能在增大，此时人造卫星动能转化为重力势能，D错误．故选B.
10. 立定跳远时的动作分解如图，在此过程中运动员( )
第10题图
A. 上升时，动能减小，势能减小 B. 上升时，动能增大，势能增大
C. 下落时，势能增大，动能减小 D. 下落时，势能减小，动能增大
【答案】D 【解析】从起跳到最高点过程中，质量不变，高度增大，速度减小，即上升过程中动能减小，势能增大，A、B错误；从最高点到落地点的过程中，质量不变，高度减小，速度增大，即下落过程中重力势能减小，动能增大，C错误，D正确；故选D.
11. 如图所示，物块在光滑斜面上由静止开始下滑，依次经过a，b两个点，不计空气阻力，比较物块在a、b两点的能量，下列说法正确的是( )
第11题图
A. 物块在a点动能大
B. 物块在b点动能大
C. 物块在b点重力势能大
D. 物块在a、b两点的重力势能一样大
【答案】B 【解析】由于物块在光滑的斜面上由静止滑下，则不受摩擦力，且不计空气阻力，则机械能守恒；由图可知，物体下滑过程中，重力势能减少，动能增大，物块下滑过程中a点的高度高于b点的高度，则a点的重力势能大于b点的重力势能，则a点的动能小于b点的动能；故A、C、D错误，B正确．故选B.
12.如图所示，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置．压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动(已知AO＝OB)．小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断正确的是( )
第12题图
A. 小球的动能不断增加
B. 弹簧的弹性势能不断减小
C. 小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等
D. 在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变
【答案】D 【解析】水平面光滑，球和弹簧组成的系统中，小球从A→O的过程中弹性势能转化成动能，弹性势能减小，动能增大，小球从O→B的过程中动能转化成弹性势能，弹性势能增大，动能减小，A、B错误；O点时弹簧处于原长，弹性势能为0，动能最大，C错误；水平面光滑，小球和弹簧组成的系统动能和势能相互转化，机械能守恒，D正确．故选D.
13.如图，弧形轨道ab段光滑，bc段粗糙，小球从a点经最低点b运动至c点．下列分析正确的是( )
第13题图
A. 从a到b的过程中，小球动能转化为重力势能
B. 经过b点时，小球动能最大
C. 从b到c的过程中，小球动能增大
D. 从a到c的过程中，小球机械能守恒
【答案】B 【解析】从a到b的过程中，小球的质量不变、高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，A错误；小球从a到b过程中，重力势能转化为动能，b点动能最大，B正确；从b到c的过程中，动能转化为重力势能，动能减小，C错误；从a到b的过程中，由于表面光滑，机械能守恒，从b到c的过程中，表面粗糙，一部分机械能转化为内能，机械能不守恒，D错误．故选B.
14. 如图所示，用细绳吊着一个物块，静止靠在墙壁上．剪断细绳的同时，用一个由零逐渐增大的水平作用力F压在物块上，墙壁足够高，则物块( )
第14题图
A. 运动速度变大 B. 所受摩擦力变大
C. 动能先变大后不变 D. 机械能先减小后不变
【答案】D 【解析】开始物块对墙壁没有压力，因此墙壁之间没有摩擦力，剪断细线后，物块在重力作用下向下运动，起初，由于水平压力太小，物块受到来自墙壁的竖直向上的摩擦力小于物块的重力，所以物块向下做加速运动，随着水平压力的增大，摩擦力逐渐增大直到摩擦力大于重力时物块做减速运动．因此A、C错误．由题可知，墙壁足够高，随着物块速度的减小，当物块速度减小为0时，此时物块静止在竖直墙面上，所受到的摩擦力由动摩擦力转变为静摩擦力，大小等于重力，因此B错误，而物块在向下运动的过程中一直需要克服摩擦力做功，直到静止时才没有克服摩擦力做功．因此机械能先减小后不变．故选D.
15.如图所示，粗糙水平面AB与光滑斜面BC平滑连接，并固定不动，轻弹簧左端固定，小木块紧靠在弹簧右端并压缩弹簧，静止释放后，小木块被压缩的弹簧弹出在水平面上滑行后，冲上斜面BC，斜面足够长，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
第15题图
A. 在弹簧恢复原长的过程中，弹簧的弹性势能全部转化为小木块的动能
B. 小木块离开弹簧后在粗糙水平面上滑行过程中，机械能守恒
C. 小木块在斜面上运动过程中，机械能守恒
D. 小木块运动到斜面最高点时，重力势能最小
【答案】C 【解析】弹簧恢复原长的过程中，弹簧的弹性势能转化为小木块的动能，但由于是粗糙表面，要克服摩擦力做功，所以小物块的机械能不守恒，弹簧的弹性势能不是全部转化为小木块的动能，AB错误；由于斜面BC光滑且不计空气阻力，因此小木块在斜面上运动过程中机械能守恒，C正确；小木块运动到斜面最高点时，高度最高、质量不变，所以重力势能最大，D错误，故选C.
二、填空题
16.在水平地面上，工人师傅用100 N的力沿水平方向推着重为300 N的箱子匀速前进，5 s内移动了6 m．在这个过程中，地面对箱子的摩擦力为______N，推力做功的功率为________W.
【答案】100 120 【解析】箱子在水平地面上匀速前进，受到的推力和摩擦力为一对平衡力，则箱子与地面间的摩擦力f＝F＝100 N；推力做的功W＝Fs＝100 N×6 m＝600 J，推力做功的功率P＝eq \f(W,t)＝eq \f(600 J,5 s)＝120 W.
17.在自由下落过程中，物体运动速度会越来越快，一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知AB＝BC.如图所示，物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，则W1________W2，P1________P2(均选填“>”、“<”或“＝”)．
第17题图
【答案】＝ < 【解析】因为AB＝BC，根据W＝Gh可知，物体的重力在AB段和BC段做的功相等，即W1＝W2；因为小球在自由下落时做加速运动，根据t＝eq \f(s,v)可知，小球在BC段运动的速度快，所以所用的时间短，根据公式P＝eq \f(W,t)可知，物体在AB段重力做功的功率小于BC段重力做功的功率，即P1
【答案】减小 减小 【解析】飞机在减速下降过程中，质量不变，速度减小，动能减小，高度降低，重力势能减小，机械能为动能与势能之和，所以机械能减小．
19. 泥石流是在暴雨天极易发生的自然灾害．如果在野外突遇泥石流来袭，停留在泥石流下游低洼处是很危险的．这是由于________力的作用，泥石流会涌向低洼处．正确的逃生方法是，朝着与泥石流________(选填“垂直”“相同”或“相反”)的方向迅速逃离到较高的地方．泥石流向下游流动过程中，重力________(选填“做功”或“没有做功”)，重力势能主要转化成动能．
【答案】重 垂直 做功 【解析】泥石流涌向低洼处是因为受到重力的作用；正确的逃生方法是朝着与泥石流垂直的方向迅速逃离到较高的地方；泥石流向下游流动过程中，重力做功，将重力势能主要转化为动能．
20.小明同学用20 N的水平推力，将重为280 N的购物车沿水平地面向前推动了10 m，在此过程中，推力对购物车做功________J，购物车的重力做功________J；一个皮球落地后弹起，弹起的高度越来越低，皮球在运动过程中，机械能总量________(选填“增加”“减少”或“保持不变”)．
【答案】200 0 减少 【解析】推力对购物车做的功W＝Fs＝20 N×10 m＝200 J；购物车在重力的方向上没有移动距离，重力做功0 J；皮球落地后弹起，弹起的高度越来越低，是因为受到空气阻力的作用，一部分机械能转化为内能，机械能总量减少．
21.如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示，则0～3 s，F对物体做的功为______J，3～6 s物体摩擦力大小为________N.
第21题图
【答案】0 4 【解析】根据图乙可知，0～3 s内，推力F＝2 N，但物体运动速度为0，也就是说物体保持静止状态，故此时推力没有对物体做功；物体在6～9 s内做匀速直线运动，推力与滑动摩擦力平衡，推力为4 N，则滑动摩擦力也是4 N；物体在3～6 s内做匀加速运动，因为接触面粗糙程度和压力都不变，所以在3～6 s物体受到的滑动摩擦力也是4 N.
22.在水平地面上铺一张纸，将两个弹性相同、质量分别为mA和mB的皮球A和B表面涂黑，让它们从相同高度由静止下落，在纸上留下黑色圆斑如图所示，分析图中两个圆斑大小，可推断：mA________mB(选填“大于”、“小于”或“等于”)．皮球落地后反弹高度比原来下落时高度低，由此判断，皮球的机械能总量________(选填“不变”、“减小”或“增大”)．
第22题图
【答案】小于 减小 【解析】将两个弹性相同的小球从相同高度由静止下落，在纸上留下的黑色圆斑越大，说明形变量越大，重力势能越大，质量越大；由图可知，A的圆斑小于B的圆斑，则mA
23.现如今随着入住高楼的人们越来越多，高空抛物的现象也屡屡发生．高空抛物有非常大的危险性，一个鸡蛋从18楼抛下来就可以砸碎行人头骨．请从能量的角度解释高空落下的鸡蛋能砸伤人的原因．
【答案】答：高空中的鸡蛋具有很大的重力势能，下落过程中重力势能转化为动能，在落地前鸡蛋具有很大的动能，砸向行人时会造成较大的伤害．
四、实验与探究题
24.如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关？”的实验装置示意图．
第24题图
(1)该实验装置要探究的是物体动能的大小与物体________的关系(物体A、B质量不变)；
(2)该实验中所探究物体的动能是指物体_________________________________________
(选填“A”或“B”)的动能；
(3)该实验物体动能的大小是通过________________来反映的；
(4)该实验物体的速度是指物体A从斜面上由静止滚下与物体B即将碰撞时的速度，它是通过________(选填“高度”或“质量”)来改变的；
(5)实验表明，同一物体A从斜面高处滚下，高度越大，物体B被撞得越远，可得结论____________________________；
(6)若要研究物体动能与质量的关系，则需用不同质量的物体从斜面______高度由静止滚下，并观察记录．
【答案】(1)速度 (2)A (3)物体B移动的距离 (4)高度 (5)当质量相同时，物体的速度越大，动能越大 (6)相同(同一)
【解析】(1)实验中研究对象只有一个物体A，质量一定，故是探究动能大小与速度的关系；(2～3)实验中让物体A从斜面上滚下来，比较物体A推动物体B移动的距离来比较动能的大小，故是探究的是物体A的动能；(4)物体A在水平面上运动速度的大小与物体A在斜面上的高度有关，因此可以通过改变物体A的高度来改变其运动速度；(5)实验表明，同一物体从斜面滚下，高度越高，运动速度越大，物体B被撞得越远，由此可得：当质量相同时，物体的速度越大，动能越大；(6)如果要探究动能与物体质量的关系，应控制物体运动的速度相同，由于速度与物体所处的高度有关，因此应让不同质量的物体从斜面的同一高度由静止滚下．
25.小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，他用质量不同的两个钢球m 和M(M的质量大于m)，分别从不同的高度h和H(H>h)静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如图所示．
第25题图
(1)小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这种研究方法是________(选填“控制变量法”或“转换法”)．若水平面绝对光滑，本实验将________(选填“能”或“不能”) 达到探究目的．
(2)由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与________有关．
(3)小丽根据甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？________(选填 “正确”或“错误” )，理由是：__________________．
(4)另一同学用图丁所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度(h2>h1)由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是________(选填“正确的”或“错误的”)．
第25题图丁
【答案】(1)转换法 不能 (2)速度大小 (3)错误 没有控制速度一定 (4)错误的
【解析】(1)实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法；若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的；(2)由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与速度大小有关；(3)小丽的看法是错误的，因为要探究动能与质量的关系，需要保证小球的速度不变，甲、丙两图中小球下落的高度不同，则到达水平面的速度不同，故不能得出动能大小与质量的关系；(4)要探究动能的大小与速度的关系，需要保证小球的质量相同；水平面的粗糙程度相同，如图所示的方法中水平面的粗糙程度不同，故这种方法是错误的．
26.思与行是学习物理的核心素养．在一次物理课上，老师演示了甲图所示的一个物理现象，小孙同学由此思考，水的落地点到瓶子的水平距离与哪些因素有关呢？接着他在脑海中构建了这个问题的物理模型，如图乙所示：即实际上问题就是被水平抛出的小球，它的落地点到初始点的水平距离可能与哪些因素有关？经过观察思考并结合课上所学的内容，小孙做了如下猜想：
第26题图
猜想一：小球落地点到初始点的水平距离s可能与小球的高度H有关；
猜想二：小球落地点到初始点的水平距离s可能与被抛出时的初速度v有关；
然后，小孙选取了一个钢球，利用高度可调的桌子，与比较光滑的斜面组成图丙所示的装置，并进行了实验和相关测量，得到了部分数据如下表所示．
(1)在实验中让钢球从斜面的不同高度由静止滚下，其目的是下列选项中的________(选填“A”或“B”)；
A. 使钢球到达桌面的速度不同
B. 使钢球到达桌面的速度相同
(2)这里用到的实验方法是________(选填“等效替代法”或“控制变量法”)；
(3)分析表中数据可知猜想________(选填“一”或“二”)是正确的．
【答案】(1)A (2)控制变量法 (3)二
【解析】(1)在实验中，让钢球从斜面的不同高度由静止滚下，目的是使钢球到达桌面的速度不同，故选A；(2)实验中用同一钢球，从相同高度H处滚下，用到的实验方法是控制变量法；(3)分析实验数据，可知小球高度越大，落地点到初始点的水平距离越大，猜想二是正确的．
四、计算应用题
27.在创建文明城市中，使用新型清扫车对道路进行清洁工作．若该车质量为5×103 kg，在某平直道路上匀速行驶100 s，通过的路程为200 m，牵引力为6×103 N，求清扫车：
(1)所受的重力；
(2)匀速行驶时牵引力做的功；
(3)匀速行驶时的功率．
【答案】解：(1)清扫车所受的重力：G＝mg＝5×103 kg×10 N/kg＝5×104 N
(2)清扫车匀速行驶时牵引力做的功：W＝Fs＝6×103 N×200 m＝1.2×106 J
(3)清扫车匀速行驶时的功率：P＝eq \f(W,t)＝eq \f( 1.2×106 J,100 s)＝1.2×104 W
28.跳伞是一项极具挑战的运动，现在越来越受到人们的喜爱．在某次跳伞训练过程中，一个体重为500 N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，经过15 s下落210 m后，开始做匀速直线运动直至落地，整个过程用时30 s，其速度与时间的关系如图所示，求在这个过程中：
(1)运动员下落的平均速度；
(2)重力做的功；
(3)匀速下降时重力做功的功率．
第28题图
【答案】解：(1)后15 s内运动的距离
h2＝v2t2＝6 m/s×15 s＝90 m
30 s内的路程h＝h1＋h2＝210 m＋90 m＝300 m
运动员下落的平均速度为v＝eq \f(h,t)＝eq \f(300 m,30 s)＝10 m/s
(2)重力做的功W＝Gh＝500 N×300 m＝1.5×105 J
(3)匀速下降时重力做功的功率
P＝eq \f(W,t)＝eq \f(Gh,t)＝Gv＝500 N×6 m/s＝3 000 W
29.小文骑自行车上学，他在水平路面上5 min匀速骑行了2 000 m．已知小文的质量为50 kg，骑行时轮胎与地面的接触面积为8 cm2，阻力大小是重力的0.02倍，g＝10 N/kg.表格里是他的自行车的一些数据．根据以上条件计算：
(1)碳纤维车架的密度是多大？
(2)他骑行时自行车对路面的压强是多大？
(3)他骑行时克服阻力做功的功率是多大？
【答案】解：(1)碳纤维车架的密度是ρ＝eq \f(m,V)＝eq \f(4.5 kg,2.5×10－3 m3)＝1.8×103 kg/m3
(2)骑行自行车时，地面所受的压力：F压＝G＝(m人＋m车)g＝(50 kg＋10 kg)×10 N/kg＝600 N；受力面积S＝8 cm2＝8×10－4 m2
自行车对路面的压强p＝eq \f(F压,S)＝eq \f(600 N,8×10－4 m2)＝7.5×105 Pa
(3)因为自行车在某水平路段匀速直线骑行，所以骑车动力F＝f＝0.02G＝0.02×600 N＝12 N
自行车行驶的速度为v＝eq \f(s,t)＝eq \f(2 000 m,5×60 s)＝eq \f(20,3) m/s
骑行时克服阻力做功的功率P＝Fv＝12 N×eq \f(20,3) m/s＝80 W同一钢球，H＝1.0 m
次数
小球高度h/m
落地点到初始点的水平距离s/m
1
0.1
0.63
2
0.2
0.89
3
0.3
1.09
车架材料
碳纤维
车架体积/m3
2.5×10－3
车架质量/kg
4.5
整车质量/kg
10
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