专题复习10：功和机械能（计算题）暑假冲刺练习（含解析）2024-2025学年物理八年级下册人教版

【暑假冲刺练习】专题复习10：功和机械能（计算题）-2024-2025学年物理八年级下册人教版（2024）
一、计算题
1．一个人用40N的水平推力推着一个重300N的箱子在水平地板上匀速直线前进2m，所用时间是4s，求：
（1）水平推力对箱子做的功W；
（2）水平推力对箱子做功的功率P。
2．某校学生乘校车到校外参加活动，校车在平直公路上匀速行驶6km，用时10min。已知发动机的功率为60kW ，求：
（1）此过程中发动机牵引力所做的功；
（2）发动机牵引力的大小。
3．过色城市，提倡低碳出行，共享单车越来越流行。周末小李同学骑共享单车参观刘帅全程匀速运动，路程为6km，共用时20分钟，单车车轮与水平地面的总接触面积为2×10-3 m2，小李同学和单车总质量为80kg，请你根据提供的数据计算；求：
（1）行驶过程中，自行车对地面的压强；
（2）单车匀速行驶时功率为200W，则单车在行驶过程中牵引力是多少。
4．“复兴号”在世界上首次实现时速350公里自动驾驶功能，成为中国高铁自主创新的又一重大标志性成果。如图所示，是“复兴号”列车以 的速度在京沪高铁的某段平直路段上匀速行驶了 ，此过程中“复兴号”列车所受牵引力为 。 取 ，求：
（1）该列车行驶的时间是多少？
（2）该列车牵引力在此过程中所做的功是多少？
（3）该列车牵引力在此过程中做功的功率是多少？
5．为解决停车难问题，人们创建了立体车库，如图所示是某轿车停车入库时的情景。驾驶员只需将轿车停至载车板上，通过升降机 40s就可将车辆竖直提升
10m 至第 6 层。若该车对水平载车板的压强为2×106Pa，每个车轮与载车板的接触面积为 2×10-3m2，取 g ＝10N/kg。请通过计算回答：
（1）该汽车对载车板的压力为多少牛？
（2）该汽车的质量为多少千克？
（3）升降机克服汽车重力做功的功率为多少瓦？
6．新冠肺炎疫情暴发后，为防止疫情的蔓延和人群交叉感染，京东自主研发的智能配送机器人在武汉完成了智能配送的第一单；从仓库的仁和站出发，将医疗物资送到了武汉第九医院。该智能配送机器人设计的最大速度是 ，空载质量是350kg，承载量可以达到250kg。求：
（1）若配送机器人以最大速度匀速行驶36km，需要多长时间；
（2）若配送机器人的最大功率为2000W，求以最大速度匀速行驶时受到的牵引力；
（3）本次配送，配送机器人做了多少功。
7．如图所示是一辆太阳能玩具车，该玩具车的质量为1千克，在阳光的照射下，玩具车10秒内做匀速直线运动，通过路程为5米，设运动过程中玩具车的功率始终不变，受到的阻力恒为重力的0.5倍。求：
（1）玩具车的牵引力F；
（2）10秒内玩具车牵引力所做的功W；
（3）10秒内玩具车的功率P。
8．某纯电动汽车的有关数据如下表所示，在一次测试过程中，该电动车以额定功率在水平路面上5分钟内匀速行直线行驶了9000米。
车辆类型 纯电动车
电池类型 磷酸铁锂电池
纯电模式续驶里程 160千米
整车质量 1385千克
额定功率 60千瓦
求：
（1）该电动汽车在这次测试过程中牵引力所做的功W。
（2）该电动汽车受到的水平阻力f。
9．如图所示，同学们在学校里常常会爬楼梯，如果一个中学生的体重为50kg，正常步行，从一楼到二楼用时10s，学校里每层楼高为3m，g取 10
N/kg。求：
（1）该名中学生从一楼步行到二楼所做的功；
（2）如果该同学跑步从一楼到三楼，在竖直方向上上升的速度大小为 0.6
m/s，那么该同学跑步上楼的功率为多少瓦？
10．如图所示，某品牌扫地机器人的质量为1.2kg，在6N的牵引力作用下，8s内在水平地面匀速前进了1.6m，g取10N/kg。求：
（1）扫地机器人受到的重力；
（2）牵引力所做的功；
（3）牵引力做功的功率。
11．近年来，电动平衡车深受年轻人的喜爱。如图所示，下表为某型号电动平衡车的部分数据，一质量为60 kg的人驾驶该车，以最大速度在水平地面上沿直线匀速行驶2 min，若所受阻力为总重力的0.15倍，求：（g取10 N/kg）
质量 12kg
轮胎与地面接触面积 20cm2
最大速度 18km/h
充满电的最大行程 24km
（1）此过程中，该车受到的牵引力；
（2）行驶过程中，牵引力做功大小及其功率。
12．如图所示，某型号保温毯由聚脂材料、镀银铝膜等做成，大小规格为：2.1m×1.6m，质量约0.02kg在野外遇到极端天气时，把它展开并包裹在身上，能有效降低人体散热的速度，保持体温。在3s内，小王把该保温毯匀速直线提升1.5m，g取10N/kg，计算：
（1）小王提升保温毯所做的功；
（2）小王提升保温毯做功的功率。
13．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，其速度与时间的关系如图所示，经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，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。
14．如图所示，“长春”舰满载时排水量为7.5×103t，吃水深度6m。满载时（海水的密度为1.0×103kg/m3），求：
（1）“长春”舰受到的浮力有多大？
（2）“长春”舰底受到海水的压强是多少？“长春”舰底20cm2的面积上受到海水的压力是多少？
（3）若“长春”舰以36km/h的速度匀速行驶，行驶过程中“长春”舰受到的阻力为1.0×106N，则行驶6h牵引力做的功为多少？
15．小陶子发现重庆市九龙坡区重庆医科大学附属康复医院里建了机械式立体停车楼，如图所示，它占地仅190平方米，可以同时停放42辆汽车，极大提升了医院停车服务能力。当车辆到达停车场后就由机械装置移动车辆，该停车楼共5层，上下相邻车位高度差为2m，每上下移动一个车位需要20s。求：
（1）机械装置竖直移动车位的速度；
（2）将一辆质量为1.5t的小汽车匀速提升6m时，机械装置对小汽车所做的功。
16．如图所示是科学家新开发的一种便携式汽车WalkCar，小亮仔细阅读了此车的说明书，主要参数如表所示：（g取10N/kg）求：
质量 2kg
地面接触总面积 1×10-3m2
最高车速 18km/h
（1）小亮站在WalkCar上去距家2.5km的学校共用时10min，此过程中平均速度；
（2）小亮的质量为50kg，当他站立在WalkCar上静止时，WalkCar对水平地面的压强；
（3）若小亮站在WalkCar上以最高车速在水平路面上匀速前行30s，所受阻力为总重力的0.2倍，此过程中牵引力做的功。
答案解析部分
1．【答案】（1）解：水平推力对箱子做的功为W=Fs=40N×2m=80J
答：水平推力对箱子做的功为80J；
（2）解：水平推力对箱子做功的功率为P=
答：水平推力对箱子做功的功率为20W。
【解析】【分析】（1）根据力和距离的乘积计算做功多少；
（2）利用功和时间的比值计算功率。
2．【答案】（1）此过程中发动机牵引力所做的功W=Pt=60×103W×600s=3.6×107J；
（2）发动机牵引力。
【解析】【分析】（1）根据W=Pt计算出发动机所做的功；
（2）根据公式计算发动机牵引力的大小。
3．【答案】（1）解：行驶过程中，自行车对地面的压强
答：行驶过程中，自行车对地面的压强为 ；
（2）解：单车匀速行驶时速度为
单车匀速行驶时功率为200W，由
则单车在行驶过程中牵引力是
答：单车在行驶过程中牵引力是40N。
【解析】【分析】（1）处在水平面上的物体，物体对地面的压力等于重力，结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强，其中F是压力，S是受力面积；
（2）结合牵引力的功率和运动的速度求解牵引力的大小即可。
4．【答案】（1）解：该列车行驶的时间是
答：该列车行驶的时间是 ；
（2）解：路程为
该列车牵引力在此过程中所做的功
答：该列车牵引力在此过程中所做的功是 ；
（3）解：时间为
该列车牵引力在此过程中做功的功率
答：该列车牵引力在此过程中做功的功率是 。
【解析】【分析】（1）已知物体的路程和运动的速度，利用速度公式求解运动时间；
（2）（3）求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率。
5．【答案】（1）解：车轮与载车板的接触面积S＝2×10-3m2×4＝8×10-3m2
由p＝ 得车对载车板的压力F＝pS＝2×106Pa×8×10-3m2 ＝1.6×104N
即该汽车对载车板的压力为1.6×104N。
答：该汽车对载车板的压力为1.6×104N；
（2）解：因为水平，则G＝F＝1.6×104N
汽车的质量m＝ ＝ ＝1.6×103kg
即该汽车的质量为1.6×103kg。
答：该汽车的质量为1.6×103kg；
（3）解：升降机克服汽车重力做的功W＝Gh＝1.6×104 N×10m＝1.6×105J
克服汽车重力做功的功率P＝ ＝ ＝4×103W
即升降机克服汽车重力做功的功率为4×103W。
答：升降机克服汽车重力做功的功率为4×103W。
【解析】【分析】（1）已知压强的大小，结合压强的变形公式F=pS求解压力；
（2）结合物体的重力和g，相除求解物体的质量；
（3）求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率。
6．【答案】（1）解：需要的时间
答：）若配送机器人以最大速度匀速行驶36km，需要5h时间；
（2）最大速度
以最大速度匀速行驶时受到的牵引力
答：若配送机器人的最大功率为2000W，以最大速度匀速行驶时受到的牵引力为1000N；
（3）本次配送，配送机器人做的功
答：本次配送，配送机器人做功为 。
【解析】【分析】（1）已知物体的路程和运动的速度，利用速度公式求解运动时间即可；
（2）结合汽车的功率和运动的速度求解牵引力大小；
（3）求解机械功，利用公式W=Pt即可，其中P是外力做功的功率。
7．【答案】（1）解：太阳能玩具车做匀速直线运动，牵引力等于受到的阻力
答：玩具车的牵引力为5N；
（2）10秒内玩具车牵引力所做的功
答：10秒内玩具车牵引力所做的功为25J；
（3）10秒内玩具车的功率
答：10秒内玩具车的功率为2.5W。
【解析】【分析】（1）（1）结合汽车受到的阻力与重力的关系求解阻力，汽车匀速运动，水平受力平衡，牵引力等于阻力；
（2）（3）求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率。
8．【答案】（1）解：功率为P=60kW=6×104W
时间为t=5min=300s
牵引力所做的功W=Pt=6×104W×300s=1.8×107J
答：该电动汽车在这次测试过程中牵引力所做的功1.8×107J；
（2）牵引力为
因为汽车匀速直线行驶，所以f= F=2000N
答：该电动汽车受到的水平阻力2000N。
【解析】【分析】（1）求解机械功，利用公式W=Pt即可，其中P是外力做功的功率；
（2）利用外力做功除以物体移动的力即为外力大小。
9．【答案】（1）该名中学生的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N
则该名中学生从一楼步行到二楼所做的功W=Gh=500N×3m=1500J
答：该名中学生从一楼步行到二楼所做的功为1500J；
（2）如果该同学跑步从一楼到三楼，在竖直方向上上升的速度为 0.6 m/s，则该同学跑步上楼的功率为P=Fv=Gv=500N×0.6 m/s=300W
答：如果该同学跑步从一楼到三楼，在竖直方向上上升的速度大小为 0.6 m/s，那么该同学跑步上楼的功率为300W。
【解析】【分析】（1）利用G=mg求得该名中学生的重力，克服重力做功：W=Gh。
（2）利用P=Fv求得该同学跑步上楼的功率。
10．【答案】（1）解：扫地机器人受到的重力G＝mg＝1.2kg×10N/kg＝12N
答：扫地机器人受到的重力为12N。
（2）解：牵引力所做的功W＝Fs＝6N×1.6m＝9.6J
答：牵引力所做的功为9.6J。
（3）解：牵引力做功的功率
答：牵引力做功的功率为1.2W。
【解析】【分析】（1）根据物体的质量计算重力；
（2）利用力和距离的乘积，计算做功多少；
（3）利用功和时间的比值， 计算功率。
11．【答案】（1）解：人和车的总重力G=G人+G车=m人g+m车g=60 kg×10 N/kg+12 kg×10 N/kg=720 N
因为平衡车做匀速直线运动，所以牵引力F=f=0.15G=0.15×720 N=108 N
答：该车受到的牵引力108 N；
（2）解：由表格中数据可知，该电动平衡车的最大速度v=18 km/h=5 m/s
2min行驶的路程s=vt=5 m/s×120 s=600 m
牵引力做的功W=Fs=108 N×600 m =64800 J
功率P==540 W
答：牵引力做功64800 J，功率540 W。
【解析】【分析】（1）根据物体的质量，计算重力；结合摩擦力和重力关系，计算摩擦力大小；
（2）利用速度和时间的乘积，计算路程，利用力和距离的乘积，计算做功多少。
12．【答案】（1）解：提升保温毯所做的功为W=Gh=mgh=0.02kg×10N/kg×1.5m=0.3J
即提升保温毯所做的功为0.3J。
答：提升保温毯所做的功为0.3J；
（2）解：提升保温毯做功的功率为
即提升保温毯做功的功率为0.1W。
答：提升保温毯做功的功率为0.1W。
【解析】【分析】（1）重力和高度的乘积，计算做功多少；
（2）利用功和时间的比值， 计算功率。
13．【答案】（1）由题可知，运动员在0～15 s下落的距离s前=210 m；15s后运动员以6 m/s的速度做匀速直线运动，则运动员在15～30s通过的路程：s后=vt后=6 m/s×15 s=90m，
运动员通过的总路程：s=s前＋s后=210 m＋90m=300m，
总时间t=30 s，则整个过程中运动员下落的平均速度：v′ 10 m/s；
答：运动员下落的平均速度为10 m/s；
（2）运动员下落的高度h=s=300 m，重力做的功：W=Gh=500 N×300 m=1.5×105J；
答：重力做的功为1.5×105J；
（3）匀速下降时，重力做功的功率：P=Fv=Gv=500N×6m/s=3×103W。
答：匀速下降时重力做功的功率为3×103W。
【解析】【分析】（1）根据不同时间段的速度和时间的乘积计算路程，利用总路程和总时间的比值计算平均速度；
（2）根据物体的重力和高度的乘积计算功的大小；
（3）根据物体受到的力和速度的乘积计算功率的大小。
14．【答案】（1）解：根据阿基米德原理可知，“长春”舰受到的浮力为F浮=G排=m排g=7.5×106kg×10N/kg=7.5×107N
答：“长春”舰受到的浮力为7.5×107N；
（2）舰底海水的压强为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×6m=6×104Pa
舰底20cm2的面积上受到海水的压力为 F=pS=6×104Pa×20×10-4m2=120N
答：“长春”舰底受到海水的压强是6×104Pa；“长春”舰底20cm2的面积上受到海水的压力是120N；
（3）“长春”舰行驶的路程为s=vt=36km/h×6h=216km=2.16×105m
因为舰艇匀速直线运动，所以水平方向受力平衡，因此F=f=1.0×106N
舰艇做功为W=Fs=1.0×106N×2.16×105m=2.16×1011J
答：若“长春”舰以36km/h的速度匀速行驶，行驶过程中“长春”舰受到的阻力为1.0×106N，则行驶6h牵引力做的功为2.16×1011J。
【解析】【分析】（1）阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法，F浮=ρ液gV排，ρ液是液体的密度，V排使物体排开水的体积；
（2）求解液体内部的压强，利用公式p＝ρgh，其中ρ是液体的密度，h是深度；已知压强的大小，结合压强的变形公式F=pS求解压力；
（3）求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs。
15．【答案】（1）机械装置竖直移动车位的速度
（2）G=mg=
机械装置对小汽车所做的功W=Gh=
【解析】【分析】（1）由公式得出机械装置竖直移动车位的速度；
（2）由G=mg得出小车的重力，又因为 W=Gh得出机械装置对小汽车所做的功。
16．【答案】（1）解：由题可知，此过程中行驶的路程为2.5km，所用时间为10min，故平均速度为
答：小亮骑行的平均速度是15km/h
（2）解：当小亮站立在WalkCar上静止时对水平地面的压力为F＝G总＝(m1+m2)g＝(50kg+2kg)×10N/kg＝520N
对水平地面的压强为
答：WalkCar对水平地面的压强是5.2×105Pa；
（3）解：由题可知，WalkCar车速18km/h，在水平路面上匀速前行30s，其通过的路程为
由于题中说明阻力为总重力的0.2倍，所以WalkCar匀速行驶时受到的摩擦力为f＝0.2G总＝0.2×520N＝104N
由于WalkCar做匀速直线运动时受到的牵引力和阻力是一对平衡力，则牵引力为F1＝f＝104N
牵引力做的功为W＝F1s1＝104N×150m＝15600J
答：牵引力做的功是15600J。
【解析】【分析】（1）根据速度公式可求出此过程中的平均速度。
（2）该车静止时对水平地面的压力等于人和车的总重力，根据F=G=mg求出其大小，根据p=求出对水平地面的压强。
（3）由速度公式计算该车以最高车速在水平路面上匀速前行30s通过的路程；根据阻力与总重力的关系求出阻力，然后根据物体做匀速直线运动时受到的牵引力和阻力是一对平衡力求出牵引力的大小；最后根据W=Fs计算牵引力做的功