期末专项复习：功和机械能相关计算题（含解析）2024-2025学年人教版物理八年级下册

期末专项复习：功和机械能相关计算题-2024-2025学年人教版（2024）物理八年级下册
一、计算题
1．一辆重型卡车匀速行驶时发动机的功率为2×105W，速度为20m/s，汽车行驶3600s，求：
（1）发动机所做的功是多少？
（2）卡车的牵引力是多少？
2．爸爸给小林买了一部电动平衡车，车身净重（含电池），轮胎总触地面积为，最高时速.小林的质量为，g取，求：
（1）小林在水平路面上骑行时，车对地面的压强。
（2）若骑行平衡车时所受阻力为人和车总重的0.1倍，则小林以最高速度匀速骑行时，平衡车动力的功率是多少？
3．如图为一款新型机器人，内置智能系统，可以给孩子讲故事，可以陪老人聊天、散步，且具有净化空气等功能。它的重力为500N，与地面的接触面积为200cm2，匀速运动时所受阻力是它重力的0.1倍。
（1）求机器人静止时对地面的压强；
（2）若机器人在60s内匀速行驶30m，求此过程中牵引力做的功以及牵引力做功的功率。
4．随着我国经济的不断增长，国防力量也在加强，我国第一艘航空母舰“辽宁号”已正式服役，如图所示，下表所示是某航母的主要参数；（取g=10N/kg）
主要参数
航母总质量（包括舰载飞机） 6×107kg
每架舰载飞机的质量 5150kg
每架舰载飞机与甲板的总接触面积 5000cm2
航母正常航行速度 54km/h
航母以正常航行速度行驶时所受阻力 3.6×108N
求：
（1）求每架舰载飞机对甲板的压强？
（2）求航母所受的总重力和浮力的大小？
（3）若航母以正常航行速度匀速从甲地开往乙地，行驶了540km，求此过程中航母牵引力做功的功率？
5．本溪客运集团于2021年6月5日开通我市首条环路公交线路，全部采用纯电动高级空调车辆如图甲所示，不仅改善了市民出行条件，提高了服务档次，同时也是我市对生态立市发展战略的深入贯彻和具体落实。空调车部分技术参数如下表。（g取10N/kg）求∶
整车满载质量 18t
最高车速 20m/s
车轮与地面的总接触面积 0.2m2
（1）满载的公交车静止在水平地面上时，对地面的压强∶
（2）山城本溪的路面坡度较大，当公交车满载时从转山行驶到火车站（一路下坡）共用时10min，路线及海拔高度如图乙所示，此过程中车和人的总重做功的功率∶
（3）该车以最高车速水平匀速直线行驶时，发动机的输出功率为100kW，则车受到的阻力。
6．如图所示，用F=10N的水平拉力拉着物体A沿水平拉力方向做匀速直线运动，10s时间运动了2m。在此过程中，求：
（1）画出A的受力示意图；
（2）A匀速运动的速度；
（3）拉力F所做的功；
（4）拉力F做功的功率。
7．玉林市坚持绿色发展的城市发展理念，现全市已有新能源汽车5000辆左右；如图甲所示，小东开着某电动汽车进行测试，在平直公路上以恒定功率100kW从静止开始运动，经10s后恰好达到最大速度，接着匀速运动20s后关闭发动机，滑行一段路程后停下；其v-t图象如图乙所示，已知小东的质量为50kg，电动汽车质量为2t，轮胎与地面的总接触面为100cm ；电动汽车在平直公路上运动时受到的阻力恒为4000N；求：
（1）小东开着电动汽车在水平地面行驶时对地面的压强；
（2）整个过程中，汽车动力做的功；
（3）汽车运动的最大速度。
8．在纪念中国抗日战争暨世界反法西斯战争胜利70周年大阅兵中，我国展示了国产05式高速两栖突击车，它是当今世界上水上速度最快的中型两栖突击车．该两栖突击车的总质量为2.9×104 kg，发动机的功率为106 W，履带与地面总接触面积为4 m2，海上最大行驶速度为40 km/h．(g取10 N/kg)求：
（1）突击车静止在水面上时，受到的浮力多大？
（2）突击车停在水平地面上时，对地面的压强多大？
（3）突击车在海上以最大速度行驶0.8 km，发动机做功多少？
9．冰壶运动为冬奥会上的比赛项目。如图甲所示是比赛用的冰壶，若其质量18kg，与冰面接触面积240cm2，某次投掷时运动员用20N的水平力将冰壶从水平冰道的A点推至B点后放手，离手后冰壶继续滑行至C点停止，如图乙。g 取10N/kg，求：
（1）冰壶如图甲静置在水平冰面上时对冰面的压强；
（2）这次投掷过程中运动员对冰壶做的功；
（3）冰壶滑行过程中重力做的功。
10．世界上最大的“升船电梯”三峡升船机试运行成功，实现了“小船坐电梯”过坝。某次试航时，总质量为3000t的游轮从大坝上游江面驶入升船机的承船厢，随后升船机历时8min将游轮从海拔为156m的上游江面，沿竖直方向运送至海拔为60m的下游江面，已知水的密度为1.0×103kg/m3。
（1）若游轮驶入承船厢后厢内水深为5m，求承船厢底受到水的压强；
（2）求游轮下降过程中，游轮重力做的功及功率。
11．“一方有难，八方支援”，如图所示，这是去年新冠疫情期间，一辆满载医疗物资的货车正在从合肥驰往武汉。已知这辆总重为1×105N的货车在水平路面匀速行驶时，所受阻力为重力的0.04倍，货车牵引力功率为100kW，求：
（1）货车行进时的速度；
（2）若历时4.5h到达武汉，货车牵引力做的功。
12．在新冠病毒疫情爆发时，为了防止病毒的传播，在运送病人时采用的是负压救护车，其总质量m=2400kg，四个车轮与地面接触面积约为6×10-2m2，在水平路面上匀速行驶时所受阻力恒为重力的0.1倍。求：
（1）救护车对路面的压强；
（2）在水平路面上匀速行驶时救护车牵引力的大小；
（3）救护车以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶时牵引力的功率。
13．随着技术的发展，无人机的使用领域越来越广，如图所示，在疫情防控期间使用无人机运输救援物资。已知救援物资的质量为10kg，无人机的机身质量为24kg（不计空气阻力，g取10N/kg）
（1）若将救援物资看成一个有质量的点O，请画出无人机匀速上升时救援物资的受力示意图；
（2）无人机以2m/s的速度匀速上升15s，求无人机的升力做功的功率。
14．青少年要健康地成长，需要有一个科学、适度地体育锻炼的习惯，如图是同学们在体育课上做仰卧起坐。小岳做仰卧起坐，他坐起一次上半身重心上升0.3m，用时1s，假设他上半身的质量为30kg，g取10N/kg。求：
（1）小岳上半身上升一次克服重力做的功；
（2）小岳上半身上升一次克服重力做功的功率。
15．电动自行车以其环保、快捷、轻便的优势成为家庭常用的交通工具。如图所示这辆电动自行车的重力为600N，车轮与地面的接触面积为200cm2，匀速行驶时它所受阻力为人和车总重的0.1倍。重为500N的小明骑该电动自行车在一段平直公路上匀速行驶1km，用时3min。求在这一骑行过程中：
（1）该车对水平路面的压强；
（2）该车牵引力所做的功；
（3）该车牵引力的功率。（结果保留一位小数）
16．如图所示，质量为60kg的小明骑着平衡车在水平路面匀速行驶，该平衡车的主要参数如下表所示。g取10N/kg，请你计算：
整车质量/kg 20
最高车速/（km/h） 18
电动机额定功率/W 800
轮胎与地面接触总面积/m2 0.004
轮胎能承受的最大压强/Pa 250000
（1）小明站在平衡车上静止时，平衡车对水平地面的压强；
（2）若该平衡车在40s内向前匀速直线行驶100m，所受平均阻力为40N，则此过程中平衡车克服阻力做功的功率。
17．随着科技的发展，无人驾驶汽车已进入人们的生活。无人驾驶汽车通过车载激光雷达摄像头等传感器实现自动驾驶。一重为 1.2×104N的无人驾驶汽车，静止时四个轮子与地面的接触总面积为0.12m3，在某次平直道路测试过程中，汽车以36km/h的速度匀速行驶18km，牵引力大小为4×103N。求：
（1）汽车静止时对水平道路的压强；
（2）汽车在测试过程中牵引力做的功；
（3）汽车牵引力的功率。
18．如图所示，2020年11月中国国际高新技术成果交易会上一款送餐服务机器人在展区内不停地“巡游”引起观展市民的注意。某次送餐时，机器人和餐品的总重力为480N，其以0.5m/s的速度沿水平方向匀速直线运动1min，整个过程中机器人受到的阻力是其总重力的0.05倍。求此过程中（g=10N/kg）：
（1）机器人通过的距离；
（2）机器人牵引力做的功；
（3）机器人克服阻力做功的功率。
答案解析部分
1．【答案】（1）由 可得，发动机做的功
W＝Pt＝2×105W×3600s＝7.2×108J
答：发动机做的功是7.2×108J；
（2）由 可得，汽车牵引力
答：卡车的牵引力是1×104N。
【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）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。
2．【答案】（1）解：小林驾驶平衡车时，车对地面的压力等于人和车的总重力
车对水平地面的压强
答：小林在市民广场水平路面上骑行时，车对地面的压强是1×106Pa；
（2）解：平衡车的最大速度
因平衡车的最大速度匀速直线行驶时处于平衡状态，平衡车的动力和所受的阻力是一对平衡力，所以，平衡车的动力
平衡车动力的功率
答：平衡车动力的功率是250W。
【解析】【分析】（1）根据G=mg求出其总重力；小林驾驶平衡车时，平衡车对地面的压力等于人和车的总重，根据p=求出平衡车对地面的压强。
（2）平衡车以最大速度匀速直线行驶时处于平衡状态，平衡车的动力和所受的阻力是一对平衡力，根据F=f=0.1G求出平衡车的动力，利用P=Fv求出平衡车动力的功率。
3．【答案】（1）解：因为机器人静止在水平地面上，所以机器人对地面的压力
则机器人静止时对地面的压强
答：机器人静止时对地面的压强为。
（2）解：因为机器人匀速运动时所受阻力是它重力的0.1倍，所以机器人受到的阻力
因为机器人做匀速直线运动，所以机器人的牵引力
牵引力做的功
牵引力做功的功率
答：此过程中牵引力做的功为，牵引力做功的功率为。
【解析】【分析】（1）利用p=求机器人静止时对地面的压强。
（2）根据匀速运动时所受阻力是它重力的0.1倍求出机器人受到的阻力，根据二力平衡条件求出牵引力，利用W=Fs求牵引力做的功，利用P=求牵引力做功的功率。
4．【答案】（1）解：舰载飞机对甲板的压力等于舰载飞机的重力，即
舰载飞机对甲板的压强
答：每架舰载飞机对甲板的压强为1.03×105Pa；
（2）解：航母总重力
航母漂浮在水面上，由漂浮条件可知，航母受到的浮力为
答：航母的总重力为6×108N，受到的浮力为6×108N；
（3）解：航母在匀速行驶，根据二力平衡可得
牵引力的功率
答：航母行驶过程中牵引力的功率为5.4×109W。
【解析】【分析】（1）根据压强公式求出受到的压强。
（2）根据G=mg求出航母所受的总重力，利用物体漂浮的条件求出浮力的大小。
（3）航母正常航行速度匀速行驶时，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，根据P=Fv求出牵引力的功率。
5．【答案】（1）解：公交车的重力为G=mg=1.8×104kg×10N/kg=1.8×105N
公交车静止在水平地面上F=G 公交车对地面的压强为
答：车对地面的压强为9×105Pa。
（2）解：物体下降时，是重力做功的过程W=Gh=1.8×105N×(160m-120m)=7.2×106J
功率为
答：人与车总重做功的功率为1.2×104W。
（3）解：车受到的牵引力为 /20m/s=5000N
车做匀速直线运动，受到的力为平衡力f=F=5000N
答：车受到的阻力为5000N。
【解析】【分析】（1）利用求得 公交车对地面的压强。
（2）重力做功W=Gh，再利用计算功率。
（3）利用P=Fv求得车受到的牵引力。
6．【答案】（1）解：用F=10N的力拉着物体A沿水平拉力方向做匀速直线运动，物体受到重力和支持力、拉力和摩擦力这两对平衡力的作用，拉力的大小为10N，摩擦力大小也为10N，如下图所示：
（2）解：A匀速运动的速度
答：A匀速运动的速度为0.2m/s；
（3）解：拉力F所做的功
答：拉力F所做的功为20J；
（4）解：拉力F做功的功率
答：拉力F做功的功率为2W。
【解析】【分析】（1）结合物体的运动状态进行受力分析，据此作出力的示意图即可。
（2）利用v=求得A匀速运动的速度。
（3）利用W=Fs求得拉力F所做的功 。
（4）利用P=Fv求得拉力F做功的功率。
7．【答案】（1）解：小东开着电动汽车在水平地面行驶时对地面的压力等于汽车的重力与小东的重力之和，而汽车的重力G=mg=2000kg×10N/kg=2×104N
小东的重力G′=m′g=50kg×10N/kg=500N
小东开着电动汽车在水平地面行驶时对地面的压强
答：小东开着电动汽车在水平地面行驶时对地面的压强为2.05×106Pa；
（2）解：由题知，汽车功率恒定为100kW，整个过程中发动机的工作时间t=10s+20s=30s
由可得，发动机做功W=Pt=100×103W×30s=3×106J
答：整个过程中发动机所做的功为3×106J；
（3）解：由题意和图像可知，10-30s汽车的速度最大且做匀速直线运动，此时间段，汽车牵引力与阻力平衡，所以牵引力F牵=f=4×103N
由P=Fv可得，汽车运动的最大速度
答：汽车运动的最大速度为25m/s。
【解析】【分析】（1）根据压强公式计算小东开着电动汽车在水平地面行驶时对地面的压强。
（2）汽车功率恒定，由W=Pt计算发动机做的功。
（3）汽车以最大速度匀速行驶，由P=Fv=fv计算最大速度。
8．【答案】（1）解：突击车静止在水面上时，浮力等于重力F浮=G=mg=2.9×104 kg×10N/kg=2.9×105 N
（2）解：突击车停在水平地面上时，对地面的压强p=G/S=2.9×105 N/4 m2=7.25×104 Pa
（3）解：突击车在海上行驶的时间t=s/v=0.8km/（40km/h）=0.02h=72s，发动机做功为W=Pt=106 W×72s=7.2×107J
【解析】【分析】（1）利用G=mg计算出突击车的重力，因为突击车在水面上处于漂浮状态，所以受到的浮力等于自身的重力，即F浮=G。
（2）突击车停在水平地面上时，对地面的压力F=G，再利用压强的计算公式p= 计算得突击车对地面的压强。
（3）由速度公式得突击车在海上以最大速度行驶0.8 km所行驶的时间，根据公式W=Pt计算发动机做的功。
9．【答案】（1）解：冰壶的重力G=mg=18kg×10N/kg=180N
冰壶如图甲静置在水平冰面上时对冰面的压强 =7.5×103Pa
答：冰壶如图甲静置在水平冰面上时对冰面的压强是7.5×103Pa；
（2）解：这次投掷过程中运动员对冰壶做的功W=Fs=20N×2.3m=46J
答：这次投掷过程中运动员对冰壶做的功是46J；
（3）解：冰壶滑行过程中冰壶在重力的方向上没有移动距离，所以重力没做功，即重力做功为0J。
答：冰壶滑行过程中重力做的功是0J。
【解析】【分析】（1）利用计算冰壶静置在水平冰面上时对冰面的压强。
（2）利用=Fs计算这次投掷过程中运动员对冰壶做的功。
（3）功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二 是物体在力的方向上通过的距离。
10．【答案】（1）解：游轮驶入承船厢后厢内水深5m，则承船厢底受到水的压强为p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa
答：若游轮驶入承船厢后厢内水深为5m，承船厢底受到水的压强为5×104Pa；
（2）解：求游轮下降过程中，游轮重力做的功为W=Gh'=mgh'=3000×103kg×10N/kg×(156m-60m)=2.88×109J
游轮重力做功的功率为P=
答：游轮下降过程中，游轮重力做的功为2.88×109J，功率为6×106W。
【解析】【分析】（1）根据液体的密度和深度，可以计算液体压强的大小；
（2）根据物体的重力和高度的乘积计算做功多少；功和时间的比值计算功率。
11．【答案】（1）解：货车匀速行驶时，所受的阻力与牵引力是一对平衡力，所以F=f=0.04G=0.04×1×105N=4×103N
由P=Fv知，货车的速度
答：货车行进时的速度为25m/s；
（2）解：牵引力所做的功W=Pt=100×103W×4.5×3600s=1.62×109J
答：货车牵引力做的功为1.62×109J。
【解析】【分析】（1） 货车匀速行驶时，阻力与牵引力是一对平衡力，利用P=Fv求得货车的速度。
（2）利用W=Pt求得牵引力所做的功。
12．【答案】（1）解：救护车对水平路面的压力
救护车对路面的压强
答：救护车对路面的压强为 ；
（2）解：因救护车在水平路面上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，所以，在水平路面上匀速行驶时救护车的牵引力
答：在水平路面上匀速行驶时救护车牵引力为 ；
（3）解：救护车以 的速度在水平路面上匀速行驶时牵引力的功率
答：救护车以 的速度在水平路面上匀速行驶时牵引力的功率为 。
【解析】【分析】（1）救护车对水平路面的压力等于重力，利用求得救护车对路面的压强。
（2）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）利用P=Fv求得匀速行驶时牵引力的功率即可。
13．【答案】（1）解：救援物资的重力为
救援物资随着飞机匀速上升，处于平衡态，物资受到了重力和拉力，重力与拉力是平衡力，故过重心向下画一条线段，并在末端标上向下的箭头和G=100N，再过重心画一条竖直向上的与重力等长的线段，并在末端标上向上的箭头和F=100N，故如下图所示：
（2）解：无人机的升力
无人机的升力做功的功率
答：无人机的升力做功的功率 。
【解析】【分析】1根据物体的质量计算重力；匀速直线上升时，受到的升力和重力大小相等、方向相反；在同一直线上；
（2）根据物体的质量计算重力，利用力和速度的乘积计算功率的大小。
14．【答案】（1）小岳上半身上升一次克服重力做的功为W=Gh=mgh=30kg×10N/kg×0.3m=90J
答：小岳上半身上升一次克服重力做的功为90J；
（2）小岳上半身上升一次克服重力做功的功率为P=
答：小岳上半身上升一次克服重力做功的功率为90W。
【解析】【分析】（1） 克服重力做的功为W=Gh=mgh 。
（2）利用 P= 求得 克服重力做功的功率 。
15．【答案】（1）解：该电动自行车对水平路面的压力F=G总=600N+500N=1100N
对水平路面的压强
答：该车对水平路面的压强为5.5×104Pa；
（2）解：电动自行车在平直公路上匀速行驶，由题可知，匀速行驶时它所受阻力为人和车总重的0.1倍，所以牵引力F牵=f=0.1G总=0.1×1100N=110N
该车牵引力所做的功W=F牵s=110N×1×1000m=1.1×105J
答：该车牵引力所做的功为1.1×105J；
（3）解：该车牵引力的功率
答：该车牵引力的功率为611.1W。
【解析】【分析】（1）利用压力和受力面积的比值， 计算压强大小；
（2）利用摩擦力和重力的关系，计算摩擦力，根据力和距离的乘积，计算做功多少；
（3）功和时间的比值， 计算功率大小。
16．【答案】（1）解：小明站在平衡车上静止时，平衡车对地面的压力为F=G=(m1+m2)g=(60kg+20kg)×10N/kg=800N
平衡车对水平地面的压强p====2×105Pa
即平衡车对水平地面的压强为2×105Pa。
答：小明站在平衡车上静止时，平衡车对水平地面的压强为2×105Pa；
（2）解：平衡车匀速运动的速度为v===2.5m/s
平衡车克服阻力做功的功率为P===fv=40N×2.5m/s=100W
即平衡车克服阻力做功的功率100W。
答：此过程中平衡车克服阻力做功的功率为100W。
【解析】【分析】（1）根据p= 求出车对地面的压强。
（2）由W=fs可求得平衡车克服阻力做功，根据P= ==fv求出平衡车克服阻力做功的功率。
17．【答案】（1）解：汽车静止时对水平道路的压强
（2）解：汽车在测试过程中牵引力做的功
（3）解：汽车的行驶速度
汽车牵引力的功率
【解析】【分析】（1）汽车静止在水平道路时，压力大小等于汽车的重力，已知汽车的重力和受力面积，代入压强公式进行计算即可；
（2）利用功的计算公式W=FS进行计算，注意路程的单位是m，需要换算单位；
（3），利用功率的变形公式P=FV进行计算，注意速度的单位是m/s，需要换算单位。
18．【答案】（1）解：机器人匀速直线运动的时间t=1min=60s
由可得机器人通过的距离
答：机器人通过的距离是30m；
（2）解：机器人做匀速直线运动，受到的牵引力与阻力是一对大小相等的平衡力。由题意有
则机器人牵引力做的功
答：机器人牵引力做的功是720J；
（3）解：因为机器人做匀速直线运动，则机器人克服阻力做功的功率
答：机器人克服阻力做功的功率是12W。
【解析】【分析】（1）根据 即可计算出机器人通过的距离。
（2）根据阻力与重力的关系可以得出机器人受到的阻力，由二力平衡计算出牵引力大小，最后根据W=Fs计算牵引力做的功。
（3）根据P= 即可计算克服阻力做功的功率