第3节 能量转化的量度 同步练习（含解析）

九年级科学 第三章 第3节 能量转化的量度同步练习
1．（2024九下·黄岩开学考）当你完成10次标准的引体向上动作时，你克服重力做功大约为（　　）
A．300焦 B．1000焦 C．3000焦 D．10000焦
2.如图所示，某同学分别用背、抱、平拉、滚拉的方式运水（塑料桶中间带有转轴，桶中装满水），在粗糙程度相同的水平地面上匀速行走相同路程，他对水做功最多的是（　　）
A． B． C． D．
3.物体放在水平面上，受恒定的拉力F作用从A运动到B，水平面AC段光滑，CB段粗糙（C是AB的中点）。拉力在AC段做功为W1，在CB段做功为W2，那么W1与W2的大小关系是（　　）
A．W1＜W2 B．W1＝W2 C．W1＞W2 D．无法确定
4.如图所示，水平板上有质量m＝1.0kg的物块，受到随时间t变化的水平拉力F作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小。g取10N/kg，则下列判断正确的是（　　）
A．5s内拉力对物块做功为零
B．4s末物块所受合力大小为1.0N
C．物块与木板之间的动摩擦因数为0.3
D．物块先处于静止状态，后做匀速运动
5.如图所示是健身用的“跑步机”示意图，质量为m的运动员踩在与水平面成α角的静止皮带上，运动员用力向后蹬皮带，皮带运动过程中受到的阻力恒为f，使皮带以速度v匀速向后运动，则在运动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力
B．人对皮带不做功
C．人对皮带做功的功率为mgv
D．人对皮带做功的功率大于fv
6.如图甲所示，小强在水平地面上用力推一密度为1.02×103kg/m3、边长为1m的正方体物体。在此过程中，推力F和物体前进速度v的大小随时间t的变化情况分别如图乙、图丙所示。以下对于这一过程分析正确的是（　　）
A．在此过程中物体对地面的压强为200Pa
B．0～1s内物体没有动是因为推力小于摩擦力
C．1～3s内物体克服摩擦力做功为300J
D．3～6s内物体受到的摩擦力大小均为200N
7.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（　　）
A．W1＝W2 B．W1＝W2 C．W1＝2W2 D．W1＝4W2
8.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＝1：1 B．W1：W2＝2：3 C．P1：P2＝1：1 D．P1：P2＝2：3
9.我国生产的电动大巴在英国的市场占有率已超过80%，从侧面可以看出来中国制造在国际中获得了广泛认可，如图所示为某品牌电动大巴及其部分参数。
整车性能参数
最高车速 69km/h
工况续驶里程 ≥250km
30km/h制动距离（满载） ＜10m
电机类型 永磁同步电机
电机最大功率 180kW
电机额定功率 150kW
（1）电动大巴的轮胎较宽并且上面有花纹，这是为了 　减小压强和增大摩擦　。
（2）若电动大巴在额定功率下以50km/h的速度匀速行驶了5km，则电机做的功为 　5.4×107　J。
10.如图所示，光滑的水平面上有一足够长的木板，在木板的右端固定着一个滑轮（不计滑轮重，绳与滑轮间的摩擦），木板上面放置一个小木块，小木块一端连接着弹簧测力计。当拉力F为5N时，木板向右以5cm/s做匀速直线运动，拉力F做功的功率为　 　瓦；当把拉力增大到7N时，弹簧秤的示数是　 　牛。
11.如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知AB＞AC，如果拉力做的功分别为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2，则W1　 　W2，P1　 　P2。
13.研究人员对某型号的电动自行车进行了测试，他骑车在平直的路面上由静止开始运动，获得如图所示的速度v和牵引力F随时间t变化的关系图象。
（1）行驶过程中，0～2秒内电动自行车受到的摩擦力为 　 　N。
（2）电动自行车匀速行驶时牵引力做功的功率为 　 　W。
14.电动载人飞行汽车亮相2023湖南通航博览会。如图是某款飞行汽车，该车的总质量为680kg，可搭载2名乘客，最大载重160kg，最大设计飞行高度为1000m，最大设计飞行速度为130km/h，起飞后续航时间约为35分钟，空载静止在水平地面上时，与地面接触的总面积为0.2m2。求：
（1）该车在博览会上以120km/h的速度飞行表演了10min，这段时间内飞行的距离。
（2）该车空载静止在水平地面上时，对水平地面的压强。
（3）该车以72km/h的速度匀速直线飞行5min，发动机输出功率为50kW，飞行汽车飞行过程中受到的阻力大小。
15.电动汽车以其环保的优势逐渐进入大众生活，已知某品牌电动汽车的部分参数如下：
（1）空车停在水平路面上对路面的压强是多少帕？
（2）在最大载重时，该电动汽车在平直公路上以90千米/时的速度匀速行驶1小时，其阻力为车总重的0.1倍，求牵引力所做的功。
空车质量 2000千克
最大承载 400千克
车轮与地面接触总面积 0.04米2
16.随着城市建设进程的加快，宁波市内出现了许多高层建筑，电梯是高层建筑的重要组成部分。某公寓的电梯在某次竖直向上运行的过程中，速度随时间变化的情况如图所示，忽略电梯受到的空气阻力和摩擦阻力，向上运行的动力只有竖直向上的电动机拉力，电梯箱和乘客的总质量为800千克。
（1）电梯在匀速运动阶段拉力做了 　 　焦耳的功。
（2）电梯开始向上运动后经过64秒内的平均速度是 　 　米/秒。
17.小宁家新买了一台自动擦窗机器人，解决了高层擦窗的难题，机器人的质量为1.2kg，研究发现它的“腹部”有吸盘，工作时，电动真空泵将吸盘内的空气抽出，使其能吸在竖直玻璃表面，如图甲所示。某次机器人擦窗时，大气压为1.0×103Pa，小宁观察其工作情况并绘制出路程s与时间t图象如图乙，利用传感器测得吸盘内气压p与时间t图象如图丙。
（1）其中运动阶段，机器人沿玻璃表面竖直向上运动，求机器人在4～7s内克服重力做了多少功？
（2）吸盘与玻璃接触总面积为0.04m2在0～4s内吸盘对玻璃的压力是 　 　N。
（3）0～4s与7～10s对比，自动擦窗机器人受到的摩擦力是否发生变化，并说明理由。
18．（2024九下·宁波开学考）现有一辆质量为4.0×104千克的坦克，以10米/秒的速度在一水平泥泞地面上匀速行驶500米，发动机的功率为1200千瓦
（1）匀速行驶了500米，发动机做了多少焦的功？
（2）坦克行驶过程中受到的阻力多大？
（3）若坦克在同样的水平地面上以6米/秒的速度匀速行驶，发动机功率又为多少？
19.如图甲是一款无人水下航行器，其内部装有控制系统、摄像模块、推进系统、电池模块，总质量为8千克，采用全封闭结构。它的底部还有一个活塞式浮力系统调节装置（如图乙），活塞缸内侧的活塞面积为30厘米2，活塞位置可上下调节，从而改变航行器排开水的体积，以实现航行器在水中运动或停留，某次测试时，航行器竖直上升并停留在水中的某个位置，该过程中速度随时间的变化关系如图丙所示。
当航行器在水下运动时，会受到水的阻力。根据丙图分析，航行器在第10秒时受到的浮力与重力的大小关系如何，请作出判断并说明理由：　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　
　　 　　 　　 　　 　　 　。
（2）第6秒时航行器的速度为0.20米/秒，6﹣15秒内航行器克服重力做功多少焦？（写出计算过程）
（3）航行器在整个测试过程中，浮力最大的改变量为1.2牛，则活塞上下移动的最大范围是多少？（水的密度取1.0×103千克/米，写出计算过程）
20．（2024九下·绍兴开学考）为助力第19届亚运会金华赛区足球小组赛，金华市体育中心体育场专门从广州调运来近8000平方米的专用草坪，通过铺草机将草坪一卷卷进行铺植，压实，已知铺草机的质量为0.5t，与地面接触的总面积为0.5m2，司机质量为50kg，则在此过程中：
（1）该铺草机以运行速度4km/h匀速行驶6分钟，行驶的路程是多少？
（2）若司机站在蒲草机上进行工作时，对地面的压强有多大？
（3）铺草时，该机器以最大运行速度运动12米所需的时间为10秒，受到的阻力是重力的0.1倍，求此时机器的功率多大？
21．（2023九上·上虞期末）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，一体重为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图所示，经15s下落210m后，开始做匀速直线运动直至落地，整个过程用时30s，求在这个过程中：
（1）运动员通过的总路程。
（2）重力做的功。
（3）匀速下降时重力做功的功率。
22.2024年4月3日，我国台湾省花莲县海域发生7.3级地震，震源深度12千米。此次地震福建、广东、浙江、上海、安徽等地有明显震感。
（1）台湾经常发生地震，是由于台湾处于亚欧板块与 　 　板块的交界处。
（2）如图为某户家中地震时球灯（图甲）摆动的轨迹图（图乙）。质量为m的球灯在不同位置离天花板的高度分别为 H1，H2、H3，不计空气阻力。球灯从b到c位置过程中，重力做的功是 　 　（用字母表示）。
九年级科学 第三章 第3节 能量转化的量度同步练习解析答案
1．（2024九下·黄岩开学考）当你完成10次标准的引体向上动作时，你克服重力做功大约为（　　）
A．300焦 B．1000焦 C．3000焦 D．10000焦
【答案】C
【解析】估测中学生的质量和引体向上时上升的高度，根据W=Gh=mgh求出引体向上一次克服重力做的功，然后求出该同学总共克服重力做的功。
【解答】初三中学生的质量约为60kg，完成标准的引体向上时上升的高度h=50cm=0.5m，
该同学引体向上一次克服重力做的功：
W=Gh=mgh=60kg×10N/kg×0.5m=300J，
总共克服重力做的功：
W总=nW=10×300J=3000J。
故答案为：C。
2.如图所示，某同学分别用背、抱、平拉、滚拉的方式运水（塑料桶中间带有转轴，桶中装满水），在粗糙程度相同的水平地面上匀速行走相同路程，他对水做功最多的是（　　）
A． B．
C． D．
【分析】物理学中规定，功等于力跟物体在力的方向上移动距离的乘积。先判断力的大小、物体在力的方向上移动的距离相同，利用功的公式W＝Fs分析判断。
【解答】解：由图可知，AB中某同学是用背背、用手抱，即力的方向向上，桶是在水平方向上移动的距离，即沿向上的方向没有移动距离，因此不做功；
在其他条件相同时，滑动摩擦力大于滚动摩擦力，则C中滑动摩擦力大于D中的滚动摩擦力；又因为匀速拉动水桶向前运动，所以由二力平衡条件可知C中拉力大于D中拉力，且水平移动的距离s相同，根据W＝Fs可知C做功最多，故ABD不合题意，C符合题意。
故选：C。
3.物体放在水平面上，受恒定的拉力F作用从A运动到B，水平面AC段光滑，CB段粗糙（C是AB的中点）。拉力在AC段做功为W1，在CB段做功为W2，那么W1与W2的大小关系是（　　）
A．W1＜W2 B．W1＝W2 C．W1＞W2 D．无法确定
【分析】根据W＝Fs判定功的大小；
【解答】解：由题知，物体从A运动到B的过程中，受到的拉力F不变，AC等于CB，即通过的距离相同，根据W＝Fs可知，所做的功是相同的，即W1＝W2。
故选：B。
4.如图所示，水平板上有质量m＝1.0kg的物块，受到随时间t变化的水平拉力F作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小。g取10N/kg，则下列判断正确的是（　　）
A．5s内拉力对物块做功为零
B．4s末物块所受合力大小为1.0N
C．物块与木板之间的动摩擦因数为0.3
D．物块先处于静止状态，后做匀速运动
【分析】（1）做功的两条件：有力作用在物体上；物体沿力的方向移动了一段距离；
（2）由摩擦力与时间图象可知4s后物体开始运动，由拉力与时间图象可知4s末的拉力，由摩擦力与时间图象可知此时的摩擦力，由此得到合力；
（3）根据f＝μF压＝μmg计算物块与木板之间的动摩擦因数；
（4）由图0﹣4s内物体受到静摩擦力，4s末物体开始运动，分析拉力F与摩擦力Ff的关系可知物体的运动状态。
【解答】解：
A、在0﹣4s内，物体所受的摩擦力为静摩擦力，物体未移动，所以拉力不做功；4s末开始运动，4﹣5s内物体沿拉力运动了一段距离，拉力对物体做了功，故A错误；
B、由F与t图象，4s末拉力F＝4N，由Ff与t图象可知此时摩擦力Ff＝4N，所以两力的合力为0，故B错误；
C、由Ff与t图象可知，滑动摩擦力f＝3N，则由f＝μmg；
所以μ＝＝＝0.3；故C正确；
D、在0﹣4s内，物体所受的摩擦力为静摩擦力，物体处于静止状态；4s末物体开始运动，
由F与t的图象，5s后拉力F＝5N，摩擦力f＝3N，则合力F合＝F﹣f＝5﹣3＝2N，所以物体会加速运动。即物体先处于静止状态，后做加速运动。故D错误。
故选：C。
5.如图所示是健身用的“跑步机”示意图，质量为m的运动员踩在与水平面成α角的静止皮带上，运动员用力向后蹬皮带，皮带运动过程中受到的阻力恒为f，使皮带以速度v匀速向后运动，则在运动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力
B．人对皮带不做功
C．人对皮带做功的功率为mgv
D．人对皮带做功的功率大于fv
【分析】（1）对皮带和人受力分析，据此判定摩擦力是否为动力；
（2）做功的条件：有力，且物体在力的方向上通过了距离；
（3）根据P＝＝＝Fv求出功率的大小。
【解答】解：A、人脚对皮带的摩擦力方向沿传送带向下，与皮带的运动方向相同，为动力，故A正确。
B、皮人对皮带的摩擦力使皮带移动了距离，人对皮带做了功，故B错误。
CD、人对皮带的力为摩擦力，故人对皮带做功的功率P＝fv，故CD错误。
故选：A。
6.如图甲所示，小强在水平地面上用力推一密度为1.02×103kg/m3、边长为1m的正方体物体。在此过程中，推力F和物体前进速度v的大小随时间t的变化情况分别如图乙、图丙所示。以下对于这一过程分析正确的是（　　）
A．在此过程中物体对地面的压强为200Pa
B．0～1s内物体没有动是因为推力小于摩擦力
C．1～3s内物体克服摩擦力做功为300J
D．3～6s内物体受到的摩擦力大小均为200N
【分析】（1）根据p＝＝ρhg计算压强；
（2）静止的物体受力平衡；
（3）根据图像计算面积，根据W＝Fs计算功；
（4）滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关。
【解答】解：A、根据p＝＝ρhg＝1.02×103kg/m3×10N/kg×1m＝1.02×104Pa；
B、0～1s内物体处于静止状态，推力等于摩擦力，故B错误；
C、1﹣3s的路程s＝＝＝1m；
克服摩擦力做功W＝fs＝200N×1m＝200J，故C错误；
D、3～6s内物体运动时，受到的摩擦力大小为200N，故D正确。
故选：D。
7.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（　　）
A．W1＝W2 B．W1＝W2 C．W1＝2W2 D．W1＝4W2
【分析】根据W＝Fs判断做功多少，只要力相等，通过的距离相等，做功就相等。
【解答】解：两个物体受到的力都是F，通过的距离都是s，根据W＝Fs可以判断两个力做功相等，即W1＝W2。
故选：B。
8.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＝1：1 B．W1：W2＝2：3 C．P1：P2＝1：1 D．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，
AB、由W＝Gh可得，妈妈和小明克服重力做功之比：
＝＝＝，故AB错误；
CD、由P＝可得，妈妈和小明克服重力做功的功率之比：
＝＝×＝×＝，故C错误，D正确。
故选：D。
9.我国生产的电动大巴在英国的市场占有率已超过80%，从侧面可以看出来中国制造在国际中获得了广泛认可，如图所示为某品牌电动大巴及其部分参数。
整车性能参数
最高车速 69km/h
工况续驶里程 ≥250km
30km/h制动距离（满载） ＜10m
电机类型 永磁同步电机
电机最大功率 180kW
电机额定功率 150kW
（1）电动大巴的轮胎较宽并且上面有花纹，这是为了 　减小压强和增大摩擦　。
（2）若电动大巴在额定功率下以50km/h的速度匀速行驶了5km，则电机做的功为 　5.4×107　J。
【分析】（1）增大摩擦的方法：在接触面粗糙程度一定时，增大压力；在压力一定时，增大接触面的粗糙程度；
减小压强的方法：在受力面积一定时，减小压力；在压力一定时，增大受力面积；
（2）根据t＝得到运动的时间，根据W＝Pt得到电机做的功。
【解答】解：（1）电动大巴的轮胎较宽，在压力一定时，增大受力面积减小压强；上面有花纹，这是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力；
（2）运动的时间：t＝＝＝0.1h＝360s，
电机做的功：W＝Pt＝150×1000W×360s＝5.4×107J。
故答案为：（1）减小压强和增大摩擦；（2）5.4×107。
10.如图所示，光滑的水平面上有一足够长的木板，在木板的右端固定着一个滑轮（不计滑轮重，绳与滑轮间的摩擦），木板上面放置一个小木块，小木块一端连接着弹簧测力计。当拉力F为5N时，木板向右以5cm/s做匀速直线运动，拉力F做功的功率为 　0.5　瓦；当把拉力增大到7N时，弹簧秤的示数是 　10　牛。
【分析】图中滑轮是动滑轮，根据v＝2v物得到拉力的速度，根据P＝＝Fv得到拉力做功的功率；
根据拉力F为5N时，判断木板受到的拉力，判断木板受到的摩擦力，判断木块受到的摩擦力，当拉力增大到7N，判断木板的受力情况，判断木板的运动情况，判断木块的受力情况，判断弹簧测力计的示数。
【解答】解：图中滑轮是动滑轮，根据拉力F的速度v＝2v物＝2×0.05m/s＝0.1m/s，
拉力做功的功率P＝＝Fv＝5N×0.1m/s＝0.5W；
当拉力F为5牛时，由于使用动滑轮拉动木板，所以木板受到的拉力是10N，木板进行匀速直线运动，木板受到的摩擦力是10N，水平面是光滑的，所以木板受到10N的摩擦力是木块施加的，由于物体间力的作用是相互的，所以木块受到木板的摩擦力是10N，当拉力F为7牛时，木板受到向右的拉力变为14N，木块对木板的压力不变，接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力保持10N不变，所以木板向右进行加速运动。木块受到的摩擦力不变，木块相对竖直墙面处于静止状态，弹簧秤的示数保持10N不变。
故答案为：0.5；10。
11.如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知AB＞AC，如果拉力做的功分别为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2，则W1　＝　W2，P1　＜　P2。
【分析】（1）斜面光滑说明摩擦力为0，即使用光滑的斜面没有额外功；
（2）速度相同，斜面长度不同，因此所用时间也不同，根据公式P＝可判断拉力所做的功的功率大小。
【解答】解：（1）物体的重力不变，斜面的高度不变，由W＝Gh可知，两次所做的有用功相同。斜面光滑说明摩擦力为0，没有额外功，所以拉力在两斜面上做的功都等于有用功。即W1＝W2。
（2）已知AB＞AC，速度相同；
∵v＝
∴t＝，t1＞t2；
根据公式P＝可知，拉力沿AC运动时拉力F2做功的功率较大，即P1＜P2。
故答案为：＝；＜。
12.体育中考训练中，记录了小刘其中一次实心球在空中的运动轨迹如图所示，成绩为10.0米。若实心球重20牛，从最高点B运动到落地点C的过程中，球下降的高度为2.7米，用时为0.75秒。小刘在运动中主要散热的方式 　汗液蒸发散热　，实心球下降过程中重力做功的功率 　72　。
【分析】（1）体育比赛时人体的主要散热方式是蒸发散热。
（2）根据P＝＝计算重力做功的功率。
【解答】解：（1）小榕在体育比赛时的散热方式是汗液蒸发散热。
（2）实心球下降过程中重力做功的功率为：P＝＝＝＝72W。
故答案为：（1）汗液蒸发散热；（2）72。
13.研究人员对某型号的电动自行车进行了测试，他骑车在平直的路面上由静止开始运动，获得如图所示的速度v和牵引力F随时间t变化的关系图象。
（1）行驶过程中，0～2秒内电动自行车受到的摩擦力为 　35　N。
（2）电动自行车匀速行驶时牵引力做功的功率为 　210　W。
【分析】（1）观察速度﹣时间图象，电动自行车在0～7s速度越来越快，7～12s，速度不再变化；观察牵引力﹣时间图象，在7～12s牵引力大小不变，由于电动车在平直的路面上匀速运动，牵引力等于摩擦力，求出摩擦力的大小；
（2）根据P＝Fv得到电动自行车匀速行驶时牵引力做功的功率。
【解答】解：（1）由速度﹣时间图象可知，电动自行车的运动特点是先加速、后匀速；由牵引力﹣时间图象可知，在7～12s牵引力大小F＝35N，因为在7～12s匀速运动，摩擦力f＝F＝35N；摩擦力的大小与接触面积的粗糙程度和压力大小有关，这两个条件不变，摩擦力不变，故0～2s电动自行车受到的摩擦力与7～12s的摩擦力相同，都为35N；
（2）由速度﹣时间图象可知，电动自行车匀速行驶时速度v＝6m/s，匀速行驶时牵引力做功的功率P＝＝Fv＝35N×6m/s＝210W。
故答案为：（1）35；（2）210。
14.电动载人飞行汽车亮相2023湖南通航博览会。如图是某款飞行汽车，该车的总质量为680kg，可搭载2名乘客，最大载重160kg，最大设计飞行高度为1000m，最大设计飞行速度为130km/h，起飞后续航时间约为35分钟，空载静止在水平地面上时，与地面接触的总面积为0.2m2。求：
（1）该车在博览会上以120km/h的速度飞行表演了10min，这段时间内飞行的距离。
（2）该车空载静止在水平地面上时，对水平地面的压强。
（3）该车以72km/h的速度匀速直线飞行5min，发动机输出功率为50kW，飞行汽车飞行过程中受到的阻力大小。
【分析】（1）根据v＝计算该车飞行的距离。
（2）根据F＝G＝mg计算车空载静止在水平地面上时，对水平地面的压力，根据p＝计算对水平地面的压强；
（3）车以72km/h的速度匀速直线飞行，根据f＝F和P＝＝＝Fv计算飞行汽车飞行过程中受到的阻力大小。
【解答】解：（1）由题知，该车在博览会上飞行速度v＝120km/h，飞行时间t＝10min＝h，
这段时间内飞行距离：s＝vt＝120km/h×h＝20km；
（2）车空载静止在水平地面上时，对水平地面的压力：
F＝G＝mg＝680kg×10N/kg＝6800N，
对水平地面的压强：
p＝＝＝3.4×104Pa；
（3）飞行汽车匀速直线飞行的速度v′＝72km/h＝20m/s，发动机输出功率P＝50kW＝5×104W，
由f＝F和P＝＝＝Fv可得，飞行汽车飞行过程中受到的阻力：
f＝F牵＝＝＝2.5×103N。
答：（1）该车飞行的距离为20km；
（2）该车空载静止在水平地面上时，对水平地面的压强为3.4×104Pa；
（3）飞行汽车飞行过程中受到的阻力为2.5×103N。
15.电动汽车以其环保的优势逐渐进入大众生活，已知某品牌电动汽车的部分参数如下：
（1）空车停在水平路面上对路面的压强是多少帕？
（2）在最大载重时，该电动汽车在平直公路上以90千米/时的速度匀速行驶1小时，其阻力为车总重的0.1倍，求牵引力所做的功。
空车质量 2000千克
最大承载 400千克
车轮与地面接触总面积 0.04米2
【分析】（1）根据G＝mg计算空车的重力，空车停在路上对路面的压力等于重力，根据题意计算电动汽车与地面的接触面积，根据p＝计算空车停在路上对路面的压强；
（2）根据题意计算电动汽车行驶时受到的阻力，该电动汽车在平直公路上匀速行驶，处于平衡状态，牵引力等于阻力，根据s＝vt计算该电动汽车在平直公路上匀速行驶的路程，根据W＝Fs计算牵引力所做的功；
【解答】解：（1）空车的重力G＝mg＝2×103kg×10N/kg＝2×104N，
空车停在路上对路面的压力F压＝G＝2×104N，
电动汽车与地面的接触面积S＝0.04m2，
空车停在路上对路面的压强p＝＝5×105Pa；
（2）在最大载重时，该电动汽车总重G'＝（2×103kg+400kg）×10N/kg＝2.4×104N；
电动汽车行驶时受到的阻力f＝0.1G'＝0.1×2.4×104N＝2400N，
该电动汽车在平直公路上匀速行驶，处于平衡状态，牵引力F＝f＝2400N，
该电动汽车在平直公路上匀速行驶的路程s＝vt＝90km/h×1h＝90km＝90000m，
牵引力所做的功W＝Fs＝2400N×90000m＝2.16×108J；
答：（1）空车停在水平路面上对路面的压强是5×105Pa；
（2）牵引力所做的功2.16×108J。
16.随着城市建设进程的加快，宁波市内出现了许多高层建筑，电梯是高层建筑的重要组成部分。某公寓的电梯在某次竖直向上运行的过程中，速度随时间变化的情况如图所示，忽略电梯受到的空气阻力和摩擦阻力，向上运行的动力只有竖直向上的电动机拉力，电梯箱和乘客的总质量为800千克。
（1）电梯在匀速运动阶段拉力做了 　3.84×105　焦耳的功。
（2）电梯开始向上运动后经过64秒内的平均速度是 　0.775　米/秒。
【分析】（1）从图中可以看出，电梯在匀速运动阶段的速度和时间，根据公式s＝vt可求上升的高度；根据公式W＝Fs可求拉力做的功；
（2）根据题意求出匀加速阶段的平均速度，然后求得匀加速阶段的高度，总高度除以总时间即为平均速度。
【解答】解：（1）电梯匀速阶段的速度v1＝0.8m/s，时间t1＝64s﹣4s＝60s，
由v＝可得，电梯在匀速运动阶段上升的高度：
h1＝v1t1＝0.8m/s×60s＝48m；
拉力F1做功：
W1＝F1h＝Gh＝mgh＝800kg×10N/kg×48m＝3.84×105J；
（2）匀加速阶段的平均速度：
v2＝＝0.4m/s；
匀加速阶段的高度；
h2＝v2t2＝0.4m/s×4s＝1.6m，
总高度h＝h1+h2＝48m+1.6m＝49.6m，
电梯开始向上运动后经过64秒内的平均速度：
v＝＝＝0.775m/s。
故答案为：3.84×105J；0.775。
17.小宁家新买了一台自动擦窗机器人，解决了高层擦窗的难题，机器人的质量为1.2kg，研究发现它的“腹部”有吸盘，工作时，电动真空泵将吸盘内的空气抽出，使其能吸在竖直玻璃表面，如图甲所示。某次机器人擦窗时，大气压为1.0×103Pa，小宁观察其工作情况并绘制出路程s与时间t图象如图乙，利用传感器测得吸盘内气压p与时间t图象如图丙。
（1）其中运动阶段，机器人沿玻璃表面竖直向上运动，求机器人在4～7s内克服重力做了多少功？
（2）吸盘与玻璃接触总面积为0.04m2在0～4s内吸盘对玻璃的压力是 　484　N。
（3）0～4s与7～10s对比，自动擦窗机器人受到的摩擦力是否发生变化，并说明理由。
【分析】（1）根据W＝Gh求出机器人在4～7s内克服重力所做的功；
（2）吸盘对玻璃的压强等于大气压减去内部压强，根据F＝pS计算吸盘对玻璃的压力；
（3）在0～4s与7～10s，都处于静止状态，根据二力平衡分析摩擦力大小与重力关系。
【解答】解：（1）机器人的重力：G＝mg＝1.2kg×10N/kg＝12N，机器人在4～7s内克服重力所做的功：W＝Gh＝12N×（1m﹣0.4m）＝7.2J；
（2）在0﹣5秒时吸盘的气压是3200Pa，则吸盘对玻璃的压强p＝p0﹣p内＝1.0×105Pa﹣3200Pa＝0.968×105Pa；
吸盘对玻璃的压力F＝pS＝0.968×105Pa×0.05m2＝484N；
（3）由乙图知，机器人在0～4s与7～10s，运动路程始终没有改变，说明都处于静止状态，受力平衡，竖直方向的重力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，因而摩擦力始终等于重力，故摩擦力没有改变。
答：（1）机器人在4～7s内克服重力所做的功为7.2J；
（2）484；
（3）在0～4s与7～10s，擦窗机器人受到的摩擦力没有改变；理由是机器人处于静止状态，受力平衡，摩擦力大小等于重力，重力没有改变，摩擦力大小不变。
18．（2024九下·宁波开学考）现有一辆质量为4.0×104千克的坦克，以10米/秒的速度在一水平泥泞地面上匀速行驶500米，发动机的功率为1200千瓦
（1）匀速行驶了500米，发动机做了多少焦的功？
（2）坦克行驶过程中受到的阻力多大？
（3）若坦克在同样的水平地面上以6米/秒的速度匀速行驶，发动机功率又为多少？
【答案】（1）解：根据可得；
根据可得3W×50s＝6×105J；
答：在这段时间内，发动机做的功为6×107J；
（2）解：根据可得＝1.2×103N；
因为坦克匀速行驶，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
由二力平衡条件可知，f＝F＝1.2×108N；
答：坦克在行驶过程中受到的阻力为1.2×106N；
（3）解：根据可得，
发动机功率为：P'＝Fv'＝1.2×102N×6m/s＝7.8×105W。
答：若坦克在同样的水平地面上以6米/秒的速度匀速行驶，发动机功率为7.5×105W。
【解析】（1）已知坦克的速度和行驶距离，根据公式，求出行驶时间；知道牵引力的功率和行驶时间，根据求出发动机做的功；
（2）根据求出发动机所提供的牵引力；坦克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；
（3）知道牵引力和速度，根据求出坦克在同样的水平地面上以6米/秒的速度匀速行驶，发动机的功率。
19.如图甲是一款无人水下航行器，其内部装有控制系统、摄像模块、推进系统、电池模块，总质量为8千克，采用全封闭结构。它的底部还有一个活塞式浮力系统调节装置（如图乙），活塞缸内侧的活塞面积为30厘米2，活塞位置可上下调节，从而改变航行器排开水的体积，以实现航行器在水中运动或停留，某次测试时，航行器竖直上升并停留在水中的某个位置，该过程中速度随时间的变化关系如图丙所示。
（1）当航行器在水下运动时，会受到水的阻力。根据丙图分析，航行器在第10秒时受到的浮力与重力的大小关系如何，请作出判断并说明理由：　当航行器竖直上升时，会受到水的阻力，航行器在第10秒时匀速直线运动，处于平衡状态，受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和阻力的作用，
由力的平衡条件可得F浮＝G+f，则航行器受到的浮力大于重力　。
（2）第6秒时航行器的速度为0.20米/秒，6﹣15秒内航行器克服重力做功多少焦？（写出计算过程）
（3）航行器在整个测试过程中，浮力最大的改变量为1.2牛，则活塞上下移动的最大范围是多少？（水的密度取1.0×103千克/米，写出计算过程）
【分析】（1）当航行器在水下运动时，会受到水的阻力，根据丙图分析，航行器在第10秒时处于平衡状态，受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和阻力的作用，据此分析；
（2）根据h＝vt得出航行器在水中匀速上升这段时间内运动的路程，根据W＝Gh得出克服重力做功；
（3）行器在整个测试过程中，浮力最大的改变量为1.2牛，根据阿基米德原理计算排开水的体积的变化量，活塞缸内侧的活塞面积为30厘米2，根据体积公式计算活塞上下移动的最大范围。
【解答】解：（1）当航行器竖直上升时，会受到水的阻力，航行器在第10秒时匀速直线运动，处于平衡状态，受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和阻力的作用，
由力的平衡条件可得F浮＝G+f，则航行器受到的浮力大于重力；
（2）航行器的重力：G＝mg＝8kg×10N/kg＝80N，
航行器在水中匀速上升这段时间内运动的路程h＝vt＝0.2m/s×（15s﹣6s）＝1.8m，
6﹣15秒内航行器克服重力做功：W＝Gh＝＝80N×1.8m＝144J；
（3）航行器在整个测试过程中，浮力最大的改变量为1.2牛，根据阿基米德原理可知排开水的体积变化量：ΔV排＝＝＝1.2×10﹣4m3；
活塞缸内侧的活塞面积为30厘米2，活塞上下移动的最大范围是：h′＝＝＝0.04m。
答：（1）当航行器竖直上升时，会受到水的阻力，航行器在第10秒时匀速直线运动，处于平衡状态，受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和阻力的作用，
由力的平衡条件可得F浮＝G+f，则航行器受到的浮力大于重力；
（2）6﹣15秒内航行器克服重力做功144J；
航行器在整个测试过程中，浮力最大的改变量为1.2牛，活塞上下移动的最大范围是0.04m
20．（2024九下·绍兴开学考）为助力第19届亚运会金华赛区足球小组赛，金华市体育中心体育场专门从广州调运来近8000平方米的专用草坪，通过铺草机将草坪一卷卷进行铺植，压实，已知铺草机的质量为0.5t，与地面接触的总面积为0.5m2，司机质量为50kg，则在此过程中：
（1）该铺草机以运行速度4km/h匀速行驶6分钟，行驶的路程是多少？
（2）若司机站在蒲草机上进行工作时，对地面的压强有多大？
（3）铺草时，该机器以最大运行速度运动12米所需的时间为10秒，受到的阻力是重力的0.1倍，求此时机器的功率多大？
【答案】（1）铺草机以运行速度4km/h匀速行驶6分钟，行驶的路程S=vt=4km/h×6/60h=0.4km=400m，
（2）铺草机对地面的压力为
F=G=mg=(0.5×103kg+50kg)×10N/kg=5500N
铺草机上进行工作时，对地面的压强为
p=F/S=5500N/0.5m2=11000Pa
（3）铺草机受到的阻力为
f=0.1G=0.1×5500N=550N
由于铺草机做匀速运动，牵引力和阻力是平衡力，所以铺草机的牵引力为
F'=f=550N
铺草机的最大速度为
v=S/t=12m/10s=1.2m/s
此时机器的功率为
P=Fv=550N×1.2m/s=660W
【解析】路程等于速度乘以时间，压强等于压力除以受力面积，功率等于牵引力乘以运行速度。
21．（2023九上·上虞期末）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，一体重为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图所示，经15s下落210m后，开始做匀速直线运动直至落地，整个过程用时30s，求在这个过程中：
（1）运动员通过的总路程。
（2）重力做的功。
（3）匀速下降时重力做功的功率。
【答案】（1）解：由题可知，运动员在0﹣15s下落的路程为s前=210m
由图象知，在15﹣30s通过的路程为：s后=vt后=6m/s×15s=90m
总路程为：s=s前+s后=210m+90m=300m
（2）解：运动员下落的高度为：h=s=300m
重力做的功：W=Gh=500N×300m=1.5×105J
（3）解：匀速下降时，重力做功的功率：P=Fv=Gv=500N×6m/s=3×103W
【解析】（1）前15s下落210m，后15s下落的距离由s=vt计算。由图可知，后15s的速度v=6m/s。
（2）由 W=Gh 计算
（3）匀速下降时，重力做功的功率：P=Fv=Gv
22.2024年4月3日，我国台湾省花莲县海域发生7.3级地震，震源深度12千米。此次地震福建、广东、浙江、上海、安徽等地有明显震感。
（1）台湾经常发生地震，是由于台湾处于亚欧板块与 　太平洋板块　板块的交界处。
（2）如图为某户家中地震时球灯（图甲）摆动的轨迹图（图乙）。质量为m的球灯在不同位置离天花板的高度分别为 H1，H2、H3，不计空气阻力。球灯从b到c位置过程中，重力做的功是 　G（H1﹣H2）　（用字母表示）。
【分析】（1）根据台湾所处的地理位置进行分析；
（2）利用W＝Gh进行计算。
【解答】解：（1）台湾经常发生地震，是由于台湾处于亚欧板块与太平洋板块的交界处；
（2）球灯从b到c位置过程中，上升的高度为H1﹣H2；重力做的功W＝Gh＝G（H1﹣H2）。
故答案为：
（1）太平洋板块；
（2）G（H1﹣H2）。