2020年中考有关压强、功和功率的计算强化训练
文档属性
| 名称 | 2020年中考有关压强、功和功率的计算强化训练 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 722.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 浙教版 | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2020-06-13 07:57:05 | ||
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文档简介
2020年中考有关压强、功和功率的计算
1．按照规定，我国载货车辆的轮胎，对地面的压强应控制在7×105帕以内。但有些司机，为了降低运营成本，不顾国家利益，肆意超载。有一辆自重为2t的6轮汽车，核准载货量为4t，实际装货8t，如果每个车轮与地面的接触面积为0.02m2。
（1）该车对地面的压力多大？（2）通过计算说明，该车对地面的压强是否超过规定？（g=10N/kg）（3）运用所学的物理知识说明超载的危害。
2．为了控制疫情，全国很多地方实行疫区封闭管理，并使用无人机进行常态化安全巡查。如图所示，是正在巡査的无人机。无人机起飞前，放在地面上时要确保“四脚”着地；启动后，利用遥控器可控制它运动和工作。无人机的部分参数如表。（g取10N/kg）求：
机身质量/kg
2.4
四脚着地总面积/cm2
10
电池充满后储存电能/J
36000
最大水平速度/（m?s﹣1）
5
机身尺寸/mm
400×300×200
最大上升速度/（m?s﹣1）
1
无人机停放在水平地面上时对地面的压强p；
无人机从地面飞到离地30m高处，再以最大水平速度匀速水平飞行20m，此过程中重力做的功W；
（3）无人机充满电后在水平方向上以最大速度匀速飞行时一次可飞行5km，且电能转化为机械能的效率为60%，求无人机以最大水平速度沿水平方向匀速飞行过程中受到的推力F。
3．小华用如图所示的滑轮组提升物体A，已知小华的质量为64kg，每只鞋与地面的接触面积为100cm2，在匀速竖直提升物体A的过程中，小华施加在绳子自由端竖直向下的拉力F为400N，物体A上升的速度vA为0.1m/s，滑轮组的机械效率为90%，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。（g取10N/kg）
（1）拉力F做功的功率；
（2）物体A所受的重力；
（3）在1min时间内，滑轮组做的有用功；
（4）小华站立在地面上拉绳子的过程中，对地面的压强有多大？
4．如图所示是我国自主研发的极地漫游机器人，质量为5×103kg，装有四条三角形履带，每条履带与水平地面的接触面积约为0.1m2．设该机器人在某水平路段沿直线匀速行驶480m耗时120s，该过程中机器人受到水平方向的牵引力为2×103N．取g=10N/kg，求：
（1）该过程机器人行驶的速度是多少？
（2）机器人静止时对水平路面的压强是多少？
（3）牵引力在此过程中所做的功是多少？
5．电动自行车的新规定2019年4月15H起正式实施，在这项规定中，对电动车的速度重M等方面都作出了非常明确的要求。某款符合新规定的两轮电动自行车，最大时速25km/h，总重量为55kg。质量为65kg的市民骑若该车在水平公路上匀速行驶，匀速行驶时受到的阻力是人和车总重的0.05倍。（g=10N/kg）
（1）若每个车轮与地而的接触而积为0.01m2，匀速行驶时对地面的压强是多少？
（2）该市民在平直公路上以最大时速匀速骑行了6min，车在这段时间内做的功和功率分别是多少？
（3）请用物理知识分析电动自行车超速超重所带来的交通隐患（答出一条即可）。
6．假期爸爸妈妈带着丽丽开车旅行，已知小轿车的总质量约为2t，最大功率为120kW，小轿车在牵引力的作用下沿水平公路做匀速直线运动，行驶时所受阻力为车总重的0.2倍。（g=10N/kg，汽油的热值取4×107J/kg）求：
（1）若轮胎与地面的总接触面积为0.2m2，静止时轿车对水平地面的压强为多少？
（2）轿车在5min内匀速行驶了3km，此时轿车的实际功率为多少？
（3）若汽油机的效率为30%，那么当轿车以最大功率行驶10min消耗汽油的质量为多少？
7．国产大型灭火、水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”AG600，如图所示，继陆续完成陆上首飞和水上首飞后，将于2019年12月底完成第二阶段研发试飞工作。AG600可在水源与火场之间多次往返投水灭火，一次最多可汲水12t，汲水时间不大于20s，其巡航速度可达每小时460km，最大起飞质量53.5t。ρ水=1.0×103kg/m3，求：
（1）飞机蓄水仓的容积；
（2）飞机以最大起飞质量在海上漂浮时，受到的浮力；
（3）若飞机质量为最大起飞质量，且飞机以最大巡航速度水平匀速飞行时，受到的阻力为其重力的0.1倍，飞机发动机的功率。
8．如图所示，是百度开发的一款无人驾驶汽车，汽车自动驾驶时用激光测距器来了解周围的交通状况，使用北斗卫星导航系统进行定位和导航，该款车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离时，消耗汽油2kg，汽油机的效率为30%，在这段行驶过程中，（已知：
汽油的热值为4.5×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg?℃）。求：
（1）如果该车满载乘客时总质量是2t，匀速行驶时受到的平均阻力为车重的0.05倍，则该车满载时以36km/h的速度匀速行驶时功率是多少W？消耗2kg汽油，汽车可以行驶的路程是多少m？
（2）假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，若这些废气带走的能量全部被质量200kg的水吸收，水升高的温度是多少？（水未沸腾）
（3）如果汽油机的效率提高到40%，其他条件都不变，那么汽车在这段路程消耗的汽油是多少？
9．如图所示，某品牌洒水车加满水后匀速行驶在水平路面上，其主要技术参数如表格所示。（g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）
产品名称：
xxx牌CLW5250GPSE5型
空载质量：（kg）
9000
灌装容积：（m3）
16
轮胎个数：（个）
10
最高车速：（km/h）
90
（1）该洒水车对水平地面的压力是多少？
（2）该洒水车每个轮胎与地面的接触面积为1.25×10﹣2m2，洒水车对地面的压强是多少？
（3）该洒水车在水平路面上以最高车速匀速行驶10min，所受阻力是它总重力的0.2倍，这一过程中牵引力的功率是多少？
10．无人驾驶汽车是智能汽车的一种，也称为轮式移动机器人，主要依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。如图所示，一款质量为2t的无人驾驶汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶了20min，无人驾驶汽车在这个过程中的功率为4×104W．求在这段时间内（g取10N/kg）：
（1）无人驾驶汽车对平直公路的压力；
（2）无人驾驶汽车行驶的距离；
（3）无人驾驶汽车的牵引力。
11．一辆质量2t的汽车，在平直公路上以额定功率100kW从静止开始运动，经15s运动200m恰好达到最大速度，接着匀速运动20s关闭发动机，滑行156.25m停下。其ν﹣t图象如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，（g取10N/kg）求：
（1）在运动过程中受到的阻力；
（2）整个过程中发动机所做的功的大小；
（3）汽车运动的最大速度v；
（4）整个过程中克服阻力所做的功的大小。
2020年中考有关压强、功和功率的计算
1．解：（1）G=（m车+m货）g=（2×103kg+8×103kg）×10N/kg=1×105N，
因水平面上物体的压力和自身的重力相等，F=G=1×105N；
（2）S=0.02m2×6=0.12m2，p==≈8.3×105Pa，因p=8.3×105Pa＞p0=7×105Pa，
所以，该车对地面的压强超过规定；
（3）超载造成的危害很多，如，巨大的压强易使路面变形，从而大大缩短公路的使用寿命，超载汽车质量过大，惯性就越大，不易操纵，容易发生交通事故等。
2．（1）F=mg=2.4kg×10N/kg=24N，24N，
对地面的压强：p===2.4×104Pa；
（2）无人机从地面飞到离地30m高处，重力做功：W=Gh=24N×30m=720J；
（3）根据η=得，机械能为：W机械=ηW电=60%×36000J=21600J，
根据W=Fs得，F===4.32N。
3．（1）由图可知，n=3，v绳=nv=3×0.1m/s=0.3m/s，
P===Fv绳=400N×0.3m/s=120W；
（2）由η==可得，GA=ηnF=90%×3×400N=1080N；
（3）1min时间内，物体A上升的高度：h=vt=0.1m/s×60s=6m，
W有用=GAh=1080N×6m=6.48×103J，
（4）小华的重力：G小华=m小华g=64kg×10N/kg=640N，
F拉=F=400N，F压=G小华﹣F拉=640N﹣400N=240N，
S=2×100cm2=200cm2=0.02m2，
p==1.2×104Pa。
4.解：（1）该过程机器人行驶的速度：v===4m/s；
（2）F=G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N，
p===1.25×105Pa；
（3）W=F′s=2×103N×480m=9.6×105J。
5．（1）F=G总=（m车+m人）g=（55kg+65kg）×10N/kg=1200N，
p===1.2×105Pa；
（2）F′=f=0.05G=0.05×1200N=60N，
由v=可得，s=vt=25km/h×h=2.5km=2500m，
W=F′s=60N×2500m=1.5×105J，
做功的功率：P==≈416.7W；
（3）电动车超重后，惯性大，刹车时不容易停下来；电动车超重后，车的动能大，刹车时不容易停下来。
6．解：（1）F=G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N，
p===1×105Pa；
（2）F牵=f=0.2G=0.2×2×104N=4×103N，
W=F牵s=4×103N×3000m=1.2×107J；
P===4×104W。
（3）W有用=P最大t′=120×103W×10×60s=7.2×107J，
由η=×100%得，汽油完全燃烧放出的热量：
Q放===2.4×108J，
由Q放=mq得，需要完全燃烧汽油的质量：
m汽油===6kg。
7．（1）汲水质量m=12t=1.2×104kg，由ρ=可得，V===12m3；
（2）F浮=G=mg=53.5×103kg×10N/kg=5.35×105N；
（3）受到的阻力f=0.1G=0.1mg=0.1×53.5×103kg×10N/kg=5.35×104N；
因为飞机以最大巡航速度水平匀速飞行，F=f=5.35×104N；
飞行速度v=460km/h=460×m/s=m/s，
飞机发动机的功率P===Fv=5.35×104N×m/s≈683.61×104W。
8．（1）G=mg=2000kg×10N/kg=2×104N，
F=f=0.05G=0.05×2×104N=103N；
汽车的速度v=36km/h=10m/s，P===Fv=103N×10m/s=104W；
消耗2kg汽油，汽车放出的热量为：Q=mq=2kg×4.5×107J/kg=9×107J，
汽油机的效率为30%，转化成的有用功：W=ηQ=30%×9×107J=2.7×107J，
由W=Fs得，汽车可以行驶的路程：s===2.7×104m；
（2）汽油完全燃烧放出的热量：Q=9×107J，
则水吸收的热量：Q吸=Q废气=42%×Q放=42%×9×107J=3.78×107J，
由Q吸=cm△t得，水升高的温度：△t===45℃；
（3）由题意可知，两种情况下汽车所做的有用功W相同，
由W=ηQ放可得，W=η1Q放1=η2Q放2，
即：30%mq=40%m′q，m′==1.5kg。
9．解：（1）由ρ=可得，m=ρV=1.0×103kg/m3×16m3=1.6×104kg，汽车和水的总重：
G总=G车+G水=（m车+m水）g=（9000kg+1.6×104kg）×10N/kg=2.5×105N；
F=G总=2.5×105N；
（2）p===2×106Pa；
（3）由题意可得，阻力f=0.2G=0.2×2.5×105N=5×104N；
因为洒水车匀速行驶，受力平衡，所以牵引力F=f=5×104N
由v=可得，s=vt=90×m/s×10×60s=1.5×104m，
W=Fs=5×104N×1500m=7.5×108J；
该电动自行车牵引力做功的功率：P===1.25×106W。
10．（1）F=G=mg=2000kg×10N/kg=20000N；（2）t=20min=h，
由v=可得，无人驾驶汽车行驶的距离为：s=vt=72km/h×h=24km；
（3）无人驾驶汽车的速度为72km/h=20m/s；
由P=Fv可得，无人驾驶汽车的牵引力：F===2000N。
11．
（1）f=0.2G=0.2×2×104N=4000N；
（2）工作时间：t=15s+20s=35s，由P=可得，W=Pt=100×103W×35s=3.5×106J；
（3）G=mg=2000kg×10N/kg=2×104N，
由题意和图象可知，15﹣35s汽车的速度最大且做匀速直线运动，
根据二力平衡条件和题意可得，汽车匀速运动时的牵引力：
F=f=0.2G=0.2×2×104N=4000N，
由P===Fv可得，汽车的最大速度：v最大===25m/s；
（4）根据v=得，s2=vt=25m/s×20s=500m，
s=s1+s2+s3=200m+500m+156.25m=856.25m，
W=fs=4000N×856.25m=3.425×106J。
2020年中考有关压强、功和功率的计算
1．按照规定，我国载货车辆的轮胎，对地面的压强应控制在7×105帕以内。但有些司机，为了降低运营成本，不顾国家利益，肆意超载。有一辆自重为2t的6轮汽车，核准载货量为4t，实际装货8t，如果每个车轮与地面的接触面积为0.02m2。
（1）该车对地面的压力多大？
（2）通过计算说明，该车对地面的压强是否超过规定？（g=10N/kg）
（3）运用所学的物理知识说明超载的危害。
【解答】解：（1）汽车和货物的总重力：
G=（m车+m货）g=（2×103kg+8×103kg）×10N/kg=1×105N，
因水平面上物体的压力和自身的重力相等，
所以，该车对地面的压力：
F=G=1×105N；
（2）受力面积为：
S=0.02m2×6=0.12m2，
该车对地面的压强：
p==≈8.3×105Pa，
因p=8.3×105Pa＞p0=7×105Pa，
所以，该车对地面的压强超过规定；
（3）超载造成的危害很多，如，巨大的压强易使路面变形，从而大大缩短公路的使用寿命，超载汽车质量过大，惯性就越大，不易操纵，容易发生交通事故等。
答：（1）该车对地面的压力为1×105；
（2）通过计算可知该车对地面的压强是超过规定；
（3）巨大的压强易使路面变形，从而大大缩短公路的使用寿命；超载汽车质量过大，惯性就越大，不易操纵，容易发生交通事故等。
2．（2020?琅琊区一模）为了控制疫情，全国很多地方实行疫区封闭管理，并使用无人机进行常态化安全巡查。如图所示，是正在巡査的无人机。无人机起飞前，放在地面上时要确保“四脚”着地；启动后，利用遥控器可控制它运动和工作。无人机的部分参数如表。（g取10N/kg）求：
机身质量/kg
2.4
四脚着地总面积/cm2
10
电池充满后储存电能/J
36000
最大水平速度/（m?s﹣1）
5
机身尺寸/mm
400×300×200
最大上升速度/（m?s﹣1）
1
（1）无人机停放在水平地面上时对地面的压强p；
（2）无人机从地面飞到离地30m高处，再以最大水平速度匀速水平飞行20m，此过程中重力做的功W；
（3）无人机充满电后在水平方向上以最大速度匀速飞行时一次可飞行5km，且电能转化为机械能的效率为60%，求无人机以最大水平速度沿水平方向匀速飞行过程中受到的推力F。
【解答】解：（1）无人机受到的重力G=mg=2.4kg×10N/kg=24N，
无人机停放在水平地面上时对地面的压力：F=G=24N，
对地面的压强：p===2.4×104Pa；
（2）无人机从地面飞到离地30m高处，重力做功，再以最大水平速度匀速水平飞行20m，因为在重力方向上没有移动距离，无人机不做功，
无人机从地面飞到离地30m高处，重力做功：
W=Gh=24N×30m=720J；
（3）根据η=得，
机械能为：W机械=ηW电=60%×36000J=21600J，
根据W=Fs得，
无人机以最大水平速度沿水平方向匀速飞行过程中受到的推力：
F===4.32N。
答：（1）无人机停放在水平地面上时对地面的压强p为2.4×104Pa；
（2）无人机从地面飞到离地30m高处，再以最大水平速度匀速水平飞行20m，此过程中重力做的功W为720J；
（3）无人机以最大水平速度沿水平方向匀速飞行过程中受到的推力F为4.32N。
3．（2020?深圳模拟）小华用如图所示的滑轮组提升物体A，已知小华的质量为64kg，每只鞋与地面的接触面积为100cm2，在匀速竖直提升物体A的过程中，小华施加在绳子自由端竖直向下的拉力F为400N，物体A上升的速度vA为0.1m/s，滑轮组的机械效率为90%，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。（g取10N/kg）
（1）拉力F做功的功率；
（2）物体A所受的重力；
（3）在1min时间内，滑轮组做的有用功；
（4）小华站立在地面上拉绳子的过程中，对地面的压强有多大？
【解答】解：
（1）由图可知，n=3，则绳端移动的速度：v绳=nv=3×0.1m/s=0.3m/s，
拉力F做功的功率：
P===Fv绳=400N×0.3m/s=120W；
（2）由η==可得，物体A所受的重力：
GA=ηnF=90%×3×400N=1080N；
（3）1min时间内，物体A上升的高度：h=vt=0.1m/s×60s=6m，
滑轮组做的有用功：W有用=GAh=1080N×6m=6.48×103J，
（4）小华的重力：G小华=m小华g=64kg×10N/kg=640N，
小华站立在地面上拉绳子的过程中，因力的作用是相互的，则绳子对小华有竖直向上的拉力，且F拉=F=400N，
小华对地面的压力：F压=G小华﹣F拉=640N﹣400N=240N，
受力面积（小华与地面的接触面积）：S=2×100cm2=200cm2=0.02m2，
小华对地面的压强：p==1.2×104Pa。
答：（1）拉力F做功的功率为120W；
（2）物体A所受的重力为1080N；
（3）在1min时间内，滑轮组做的有用功为6.48×103J；
（4）小华站立在地面上拉绳子的过程中，对地面的压强有1.2×104Pa。
4．（2020?历下区一模）如图所示是我国自主研发的极地漫游机器人，质量为5×103kg，装有四条三角形履带，每条履带与水平地面的接触面积约为0.1m2．设该机器人在某水平路段沿直线匀速行驶480m耗时120s，该过程中机器人受到水平方向的牵引力为2×103N．取g=10N/kg，求：
（1）该过程机器人行驶的速度是多少？
（2）机器人静止时对水平路面的压强是多少？
（3）牵引力在此过程中所做的功是多少？
【解答】解：（1）该过程机器人行驶的速度：
v===4m/s；
（2）机器人静止时对水平路面的压力：
F=G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N，
机器人静止时对水平路面的压强：
p===1.25×105Pa；
（3）牵引力在此过程中所做的功：
W=F′s=2×103N×480m=9.6×105J。
答：（1）该过程机器人行驶的速度是4m/s；
（2）机器人静止时对水平路面的压强是1.25×105Pa；
（3）牵引力在此过程中所做的功是9.6×105J。
5．（2020?石楼县校级模拟）电动自行车的新规定2019年4月15H起正式实施，在这项规定中，对电动车的速度重M等方面都作出了非常明确的要求。某款符合新规定的两轮电动自行车，最大时速25km/h，总重量为55kg。质量为65kg的市民骑若该车在水平公路上匀速行驶，匀速行驶时受到的阻力是人和车总重的0.05倍。（g=10N/kg）
（1）若每个车轮与地而的接触而积为0.01m2，匀速行驶时对地面的压强是多少？
（2）该市民在平直公路上以最大时速匀速骑行了6min，车在这段时间内做的功和功率分别是多少？
（3）请用物理知识分析电动自行车超速超重所带来的交通隐患（答出一条即可）。
【解答】解：（1）电动车行驶时匀速行驶时对地面的压力：
F=G总=（m车+m人）g=（55kg+65kg）×10N/kg=1200N，
匀速行驶时对地面的压强：
p===1.2×105Pa；
（2）因电动车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，电动车的牵引力：
F′=f=0.05G=0.05×1200N=60N，
由v=可得，以最大时速匀速骑行了6min通过的路程：
s=vt=25km/h×h=2.5km=2500m，
电动车在这段时间内做的功：
W=F′s=60N×2500m=1.5×105J，
做功的功率：
P==≈416.7W；
（3）电动车超重后，惯性大，刹车时不容易停下来；电动车超重后，车的动能大，刹车时不容易停下来。
答：（1）匀速行驶时对地面的压强是1.2×105Pa；
（2）车在这段时间内做的功为1.5×105J，功率是416.7W；
（3）电动车超重后，惯性大，刹车时不容易停下来；电动车超重后，车的动能大，刹车时不容易停下来。
6．（2020?望花区一模）假期爸爸妈妈带着丽丽开车旅行，已知小轿车的总质量约为2t，最大功率为120kW，小轿车在牵引力的作用下沿水平公路做匀速直线运动，行驶时所受阻力为车总重的0.2倍。（g=10N/kg，汽油的热值取4×107J/kg）求：
（1）若轮胎与地面的总接触面积为0.2m2，静止时轿车对水平地面的压强为多少？
（2）轿车在5min内匀速行驶了3km，此时轿车的实际功率为多少？
（3）若汽油机的效率为30%，那么当轿车以最大功率行驶10min消耗汽油的质量为多少？
【解答】解：（1）轿车的总重力：G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N，
轿车静止时对水平地面的压力：F=G=2×104N；
则轿车静止时对水平地面的压强：
p===1×105Pa；
（2）由题意可知，轿车匀速行驶时所受阻力：
f=0.2G=0.2×2×104N=4×103N，
因为轿车沿平直公路匀速行驶，所以轿车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，即：F牵=f=4×103N；
轿车在5min内牵引力做的功：W=F牵s=4×103N×3000m=1.2×107J；
则轿车的实际功率：P===4×104W。
（3）该车以最大输出功率行驶10min，做的有用功：
W有用=P最大t′=120×103W×10×60s=7.2×107J，
由η=×100%得，汽油完全燃烧放出的热量：
Q放===2.4×108J，
由Q放=mq得，需要完全燃烧汽油的质量：
m汽油===6kg。
答：（1）静止时轿车对水平地面的压强为1×105Pa；
（2）此时轿车的实际功率为4×104W；
（3）当轿车以最大功率行驶10min消耗汽油的质量为6kg。
7．（2020?砚山县一模）国产大型灭火、水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”AG600，如图所示，继陆续完成陆上首飞和水上首飞后，将于2019年12月底完成第二阶段研发试飞工作。AG600可在水源与火场之间多次往返投水灭火，一次最多可汲水12t，汲水时间不大于20s，其巡航速度可达每小时460km，最大起飞质量53.5t。ρ水=1.0×103kg/m3，求：
（1）飞机蓄水仓的容积；
（2）飞机以最大起飞质量在海上漂浮时，受到的浮力；
（3）若飞机质量为最大起飞质量，且飞机以最大巡航速度水平匀速飞行时，受到的阻力为其重力的0.1倍，飞机发动机的功率。
【解答】解：（1）汲水质量m=12t=1.2×104kg，
由ρ=可得，飞机蓄水仓的容积V===12m3；
（2）飞机以最大起飞质量在海上漂浮时，受到的浮力：F浮=G=mg=53.5×103kg×10N/kg=5.35×105N；
（3）受到的阻力f=0.1G=0.1mg=0.1×53.5×103kg×10N/kg=5.35×104N；
因为飞机以最大巡航速度水平匀速飞行，F=f=5.35×104N；
飞行速度v=460km/h=460×m/s=m/s，
飞机发动机的功率P===Fv=5.35×104N×m/s≈683.61×104W。
答：（1）飞机蓄水仓的容积为12m3；
（2）飞机以最大起飞质量在海上漂浮时，受到的浮力为5.35×105N；
（3）飞机发动机的功率为683.61×104W。
8．（2020?天宁区模拟）如图所示，是百度开发的一款无人驾驶汽车，汽车自动驾驶时用激光测距器来了解周围的交通状况，使用北斗卫星导航系统进行定位和导航，该款车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离时，消耗汽油2kg，汽油机的效率为30%，在这段行驶过程中，（已知：
汽油的热值为4.5×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg?℃）。求：
（1）如果该车满载乘客时总质量是2t，匀速行驶时受到的平均阻力为车重的0.05倍，则该车满载时以36km/h的速度匀速行驶时功率是多少W？消耗2kg汽油，汽车可以行驶的路程是多少m？
（2）假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，若这些废气带走的能量全部被质量200kg的水吸收，水升高的温度是多少？（水未沸腾）
（3）如果汽油机的效率提高到40%，其他条件都不变，那么汽车在这段路程消耗的汽油是多少？
【解答】解：
（1）如果该车满载乘客时总质量是2t，其重力为：
G=mg=2000kg×10N/kg=2×104N，
匀速行驶时受到的平均阻力为车重的0.05倍，受到的阻力为：f=0.05G=0.05×2×104N=103N；
根据二力平衡的条件，牵引力：F=f=103N；
汽车的速度v=36km/h=10m/s，
则该车满载时以36km/h的速度匀速行驶时功率是：
P===Fv=103N×10m/s=104W；
消耗2kg汽油，汽车放出的热量为：
Q=mq=2kg×4.5×107J/kg=9×107J，
汽油机的效率为30%，转化成的有用功：
W=ηQ=30%×9×107J=2.7×107J，
由W=Fs得，汽车可以行驶的路程：
s===2.7×104m；
（2）汽油完全燃烧放出的热量：Q=9×107J，
由题知，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，且这些能量全部被水吸收，
则水吸收的热量：Q吸=Q废气=42%×Q放=42%×9×107J=3.78×107J，
由Q吸=cm△t得，水升高的温度：
△t===45℃；
（3）由题意可知，两种情况下汽车所做的有用功W相同，
由W=ηQ放可得，W=η1Q放1=η2Q放2，
即：30%mq=40%m′q，
所以效率提高后消耗汽油的质量：
m′==1.5kg。
答：（1）该车满载时以36km/h的速度匀速行驶时功率是104W；消耗2kg汽油，汽车可以行驶的路程是2.7×104m；
（2）水升高的温度为45℃；
（3）如果汽油机的效率提高到40%，其他条件都不变，那么汽车在这段路程消耗的汽油为1.5kg。
9．（2020?郯城县一模）如图所示，某品牌洒水车加满水后匀速行驶在水平路面上，其主要技术参数如表格所示。（g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）
产品名称：
xxx牌CLW5250GPSE5型
空载质量：（kg）
9000
灌装容积：（m3）
16
轮胎个数：（个）
10
最高车速：（km/h）
90
（1）该洒水车对水平地面的压力是多少？
（2）该洒水车每个轮胎与地面的接触面积为1.25×10﹣2m2，洒水车对地面的压强是多少？
（3）该洒水车在水平路面上以最高车速匀速行驶10min，所受阻力是它总重力的0.2倍，这一过程中牵引力的功率是多少？
【解答】解：（1）由ρ=可得，洒水车装满水时水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×16m3=1.6×104kg，
汽车和水的总重：
G总=G车+G水=（m车+m水）g=（9000kg+1.6×104kg）×10N/kg=2.5×105N；
该洒水车装满水时对地面的压力：
F=G总=2.5×105N；
（2）该洒水车装满水时对地面的压强：
p===2×106Pa；
（3）由题意可得，阻力f=0.2G=0.2×2.5×105N=5×104N；
因为洒水车匀速行驶，受力平衡，所以牵引力F=f=5×104N
由v=可得，这段时间内电动自行车行驶的路程：
s=vt=90×m/s×10×60s=1.5×104m，
这段时间内牵引力做的功：
W=Fs=5×104N×1500m=7.5×108J；
该电动自行车牵引力做功的功率：
P===1.25×106W。
答：（1）该洒水车对水平地面的压力是2.5×105N；
（2）洒水车对地面的压强是2×106Pa；
（3）这一过程中牵引力的功率是1.25×106W。
10．（2020?广东模拟）无人驾驶汽车是智能汽车的一种，也称为轮式移动机器人，主要依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。如图所示，一款质量为2t的无人驾驶汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶了20min，无人驾驶汽车在这个过程中的功率为4×104W．求在这段时间内（g取10N/kg）：
（1）无人驾驶汽车对平直公路的压力；
（2）无人驾驶汽车行驶的距离；
（3）无人驾驶汽车的牵引力。
【解答】解；
（1）无人驾驶汽车对平直公路的压力为：F=G=mg=2000kg×10N/kg=20000N；
（2）t=20min=h，
由v=可得，无人驾驶汽车行驶的距离为：s=vt=72km/h×h=24km；
（3）无人驾驶汽车的速度为72km/h=20m/s；
由P=Fv可得，无人驾驶汽车的牵引力：F===2000N。
答：（1）无人驾驶汽车对平直公路的压力为20000N；
（2）无人驾驶汽车行驶的距离为24km；
（3）无人驾驶汽车的牵引力为2000N。
11．（2020?平邑县校级模拟）一辆质量2t的汽车，在平直公路上以额定功率100kW从静止开始运动，经15s运动200m恰好达到最大速度，接着匀速运动20s关闭发动机，滑行156.25m停下。其ν﹣t图象如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，（g取10N/kg）求：
（1）在运动过程中受到的阻力；
（2）整个过程中发动机所做的功的大小；
（3）汽车运动的最大速度v；
（4）整个过程中克服阻力所做的功的大小。
【解答】解：
（1）汽车受到的阻力：
f=0.2G=0.2×2×104N=4000N；
（2）由题意可知，整个过程中发动机的工作时间：t=15s+20s=35s，
由P=可得，整个过程中发动机做的功：
W=Pt=100×103W×35s=3.5×106J；
（3）汽车的重力：
G=mg=2000kg×10N/kg=2×104N，
由题意和图象可知，15﹣35s汽车的速度最大且做匀速直线运动，
根据二力平衡条件和题意可得，汽车匀速运动时的牵引力：
F=f=0.2G=0.2×2×104N=4000N，
由P===Fv可得，汽车的最大速度：
v最大===25m/s；
（4）根据v=得匀速运动20s运动的距离：
s2=vt=25m/s×20s=500m，
整个过程运动的距离为：
s=s1+s2+s3=200m+500m+156.25m=856.25m，
整个过程中克服阻力所做的功：
W=fs=4000N×856.25m=3.425×106J。
答：（1）在运动过程中受到的阻力4000N；
（2）整个过程中发动机所做的功的大小3.5×106J；
（3）汽车运动的最大速度v为25m/s；
（4）整个过程中克服阻力所做的功的大小3.425×106J。
第1页
1．按照规定，我国载货车辆的轮胎，对地面的压强应控制在7×105帕以内。但有些司机，为了降低运营成本，不顾国家利益，肆意超载。有一辆自重为2t的6轮汽车，核准载货量为4t，实际装货8t，如果每个车轮与地面的接触面积为0.02m2。
（1）该车对地面的压力多大？（2）通过计算说明，该车对地面的压强是否超过规定？（g=10N/kg）（3）运用所学的物理知识说明超载的危害。
2．为了控制疫情，全国很多地方实行疫区封闭管理，并使用无人机进行常态化安全巡查。如图所示，是正在巡査的无人机。无人机起飞前，放在地面上时要确保“四脚”着地；启动后，利用遥控器可控制它运动和工作。无人机的部分参数如表。（g取10N/kg）求：
机身质量/kg
2.4
四脚着地总面积/cm2
10
电池充满后储存电能/J
36000
最大水平速度/（m?s﹣1）
5
机身尺寸/mm
400×300×200
最大上升速度/（m?s﹣1）
1
无人机停放在水平地面上时对地面的压强p；
无人机从地面飞到离地30m高处，再以最大水平速度匀速水平飞行20m，此过程中重力做的功W；
（3）无人机充满电后在水平方向上以最大速度匀速飞行时一次可飞行5km，且电能转化为机械能的效率为60%，求无人机以最大水平速度沿水平方向匀速飞行过程中受到的推力F。
3．小华用如图所示的滑轮组提升物体A，已知小华的质量为64kg，每只鞋与地面的接触面积为100cm2，在匀速竖直提升物体A的过程中，小华施加在绳子自由端竖直向下的拉力F为400N，物体A上升的速度vA为0.1m/s，滑轮组的机械效率为90%，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。（g取10N/kg）
（1）拉力F做功的功率；
（2）物体A所受的重力；
（3）在1min时间内，滑轮组做的有用功；
（4）小华站立在地面上拉绳子的过程中，对地面的压强有多大？
4．如图所示是我国自主研发的极地漫游机器人，质量为5×103kg，装有四条三角形履带，每条履带与水平地面的接触面积约为0.1m2．设该机器人在某水平路段沿直线匀速行驶480m耗时120s，该过程中机器人受到水平方向的牵引力为2×103N．取g=10N/kg，求：
（1）该过程机器人行驶的速度是多少？
（2）机器人静止时对水平路面的压强是多少？
（3）牵引力在此过程中所做的功是多少？
5．电动自行车的新规定2019年4月15H起正式实施，在这项规定中，对电动车的速度重M等方面都作出了非常明确的要求。某款符合新规定的两轮电动自行车，最大时速25km/h，总重量为55kg。质量为65kg的市民骑若该车在水平公路上匀速行驶，匀速行驶时受到的阻力是人和车总重的0.05倍。（g=10N/kg）
（1）若每个车轮与地而的接触而积为0.01m2，匀速行驶时对地面的压强是多少？
（2）该市民在平直公路上以最大时速匀速骑行了6min，车在这段时间内做的功和功率分别是多少？
（3）请用物理知识分析电动自行车超速超重所带来的交通隐患（答出一条即可）。
6．假期爸爸妈妈带着丽丽开车旅行，已知小轿车的总质量约为2t，最大功率为120kW，小轿车在牵引力的作用下沿水平公路做匀速直线运动，行驶时所受阻力为车总重的0.2倍。（g=10N/kg，汽油的热值取4×107J/kg）求：
（1）若轮胎与地面的总接触面积为0.2m2，静止时轿车对水平地面的压强为多少？
（2）轿车在5min内匀速行驶了3km，此时轿车的实际功率为多少？
（3）若汽油机的效率为30%，那么当轿车以最大功率行驶10min消耗汽油的质量为多少？
7．国产大型灭火、水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”AG600，如图所示，继陆续完成陆上首飞和水上首飞后，将于2019年12月底完成第二阶段研发试飞工作。AG600可在水源与火场之间多次往返投水灭火，一次最多可汲水12t，汲水时间不大于20s，其巡航速度可达每小时460km，最大起飞质量53.5t。ρ水=1.0×103kg/m3，求：
（1）飞机蓄水仓的容积；
（2）飞机以最大起飞质量在海上漂浮时，受到的浮力；
（3）若飞机质量为最大起飞质量，且飞机以最大巡航速度水平匀速飞行时，受到的阻力为其重力的0.1倍，飞机发动机的功率。
8．如图所示，是百度开发的一款无人驾驶汽车，汽车自动驾驶时用激光测距器来了解周围的交通状况，使用北斗卫星导航系统进行定位和导航，该款车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离时，消耗汽油2kg，汽油机的效率为30%，在这段行驶过程中，（已知：
汽油的热值为4.5×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg?℃）。求：
（1）如果该车满载乘客时总质量是2t，匀速行驶时受到的平均阻力为车重的0.05倍，则该车满载时以36km/h的速度匀速行驶时功率是多少W？消耗2kg汽油，汽车可以行驶的路程是多少m？
（2）假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，若这些废气带走的能量全部被质量200kg的水吸收，水升高的温度是多少？（水未沸腾）
（3）如果汽油机的效率提高到40%，其他条件都不变，那么汽车在这段路程消耗的汽油是多少？
9．如图所示，某品牌洒水车加满水后匀速行驶在水平路面上，其主要技术参数如表格所示。（g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）
产品名称：
xxx牌CLW5250GPSE5型
空载质量：（kg）
9000
灌装容积：（m3）
16
轮胎个数：（个）
10
最高车速：（km/h）
90
（1）该洒水车对水平地面的压力是多少？
（2）该洒水车每个轮胎与地面的接触面积为1.25×10﹣2m2，洒水车对地面的压强是多少？
（3）该洒水车在水平路面上以最高车速匀速行驶10min，所受阻力是它总重力的0.2倍，这一过程中牵引力的功率是多少？
10．无人驾驶汽车是智能汽车的一种，也称为轮式移动机器人，主要依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。如图所示，一款质量为2t的无人驾驶汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶了20min，无人驾驶汽车在这个过程中的功率为4×104W．求在这段时间内（g取10N/kg）：
（1）无人驾驶汽车对平直公路的压力；
（2）无人驾驶汽车行驶的距离；
（3）无人驾驶汽车的牵引力。
11．一辆质量2t的汽车，在平直公路上以额定功率100kW从静止开始运动，经15s运动200m恰好达到最大速度，接着匀速运动20s关闭发动机，滑行156.25m停下。其ν﹣t图象如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，（g取10N/kg）求：
（1）在运动过程中受到的阻力；
（2）整个过程中发动机所做的功的大小；
（3）汽车运动的最大速度v；
（4）整个过程中克服阻力所做的功的大小。
2020年中考有关压强、功和功率的计算
1．解：（1）G=（m车+m货）g=（2×103kg+8×103kg）×10N/kg=1×105N，
因水平面上物体的压力和自身的重力相等，F=G=1×105N；
（2）S=0.02m2×6=0.12m2，p==≈8.3×105Pa，因p=8.3×105Pa＞p0=7×105Pa，
所以，该车对地面的压强超过规定；
（3）超载造成的危害很多，如，巨大的压强易使路面变形，从而大大缩短公路的使用寿命，超载汽车质量过大，惯性就越大，不易操纵，容易发生交通事故等。
2．（1）F=mg=2.4kg×10N/kg=24N，24N，
对地面的压强：p===2.4×104Pa；
（2）无人机从地面飞到离地30m高处，重力做功：W=Gh=24N×30m=720J；
（3）根据η=得，机械能为：W机械=ηW电=60%×36000J=21600J，
根据W=Fs得，F===4.32N。
3．（1）由图可知，n=3，v绳=nv=3×0.1m/s=0.3m/s，
P===Fv绳=400N×0.3m/s=120W；
（2）由η==可得，GA=ηnF=90%×3×400N=1080N；
（3）1min时间内，物体A上升的高度：h=vt=0.1m/s×60s=6m，
W有用=GAh=1080N×6m=6.48×103J，
（4）小华的重力：G小华=m小华g=64kg×10N/kg=640N，
F拉=F=400N，F压=G小华﹣F拉=640N﹣400N=240N，
S=2×100cm2=200cm2=0.02m2，
p==1.2×104Pa。
4.解：（1）该过程机器人行驶的速度：v===4m/s；
（2）F=G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N，
p===1.25×105Pa；
（3）W=F′s=2×103N×480m=9.6×105J。
5．（1）F=G总=（m车+m人）g=（55kg+65kg）×10N/kg=1200N，
p===1.2×105Pa；
（2）F′=f=0.05G=0.05×1200N=60N，
由v=可得，s=vt=25km/h×h=2.5km=2500m，
W=F′s=60N×2500m=1.5×105J，
做功的功率：P==≈416.7W；
（3）电动车超重后，惯性大，刹车时不容易停下来；电动车超重后，车的动能大，刹车时不容易停下来。
6．解：（1）F=G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N，
p===1×105Pa；
（2）F牵=f=0.2G=0.2×2×104N=4×103N，
W=F牵s=4×103N×3000m=1.2×107J；
P===4×104W。
（3）W有用=P最大t′=120×103W×10×60s=7.2×107J，
由η=×100%得，汽油完全燃烧放出的热量：
Q放===2.4×108J，
由Q放=mq得，需要完全燃烧汽油的质量：
m汽油===6kg。
7．（1）汲水质量m=12t=1.2×104kg，由ρ=可得，V===12m3；
（2）F浮=G=mg=53.5×103kg×10N/kg=5.35×105N；
（3）受到的阻力f=0.1G=0.1mg=0.1×53.5×103kg×10N/kg=5.35×104N；
因为飞机以最大巡航速度水平匀速飞行，F=f=5.35×104N；
飞行速度v=460km/h=460×m/s=m/s，
飞机发动机的功率P===Fv=5.35×104N×m/s≈683.61×104W。
8．（1）G=mg=2000kg×10N/kg=2×104N，
F=f=0.05G=0.05×2×104N=103N；
汽车的速度v=36km/h=10m/s，P===Fv=103N×10m/s=104W；
消耗2kg汽油，汽车放出的热量为：Q=mq=2kg×4.5×107J/kg=9×107J，
汽油机的效率为30%，转化成的有用功：W=ηQ=30%×9×107J=2.7×107J，
由W=Fs得，汽车可以行驶的路程：s===2.7×104m；
（2）汽油完全燃烧放出的热量：Q=9×107J，
则水吸收的热量：Q吸=Q废气=42%×Q放=42%×9×107J=3.78×107J，
由Q吸=cm△t得，水升高的温度：△t===45℃；
（3）由题意可知，两种情况下汽车所做的有用功W相同，
由W=ηQ放可得，W=η1Q放1=η2Q放2，
即：30%mq=40%m′q，m′==1.5kg。
9．解：（1）由ρ=可得，m=ρV=1.0×103kg/m3×16m3=1.6×104kg，汽车和水的总重：
G总=G车+G水=（m车+m水）g=（9000kg+1.6×104kg）×10N/kg=2.5×105N；
F=G总=2.5×105N；
（2）p===2×106Pa；
（3）由题意可得，阻力f=0.2G=0.2×2.5×105N=5×104N；
因为洒水车匀速行驶，受力平衡，所以牵引力F=f=5×104N
由v=可得，s=vt=90×m/s×10×60s=1.5×104m，
W=Fs=5×104N×1500m=7.5×108J；
该电动自行车牵引力做功的功率：P===1.25×106W。
10．（1）F=G=mg=2000kg×10N/kg=20000N；（2）t=20min=h，
由v=可得，无人驾驶汽车行驶的距离为：s=vt=72km/h×h=24km；
（3）无人驾驶汽车的速度为72km/h=20m/s；
由P=Fv可得，无人驾驶汽车的牵引力：F===2000N。
11．
（1）f=0.2G=0.2×2×104N=4000N；
（2）工作时间：t=15s+20s=35s，由P=可得，W=Pt=100×103W×35s=3.5×106J；
（3）G=mg=2000kg×10N/kg=2×104N，
由题意和图象可知，15﹣35s汽车的速度最大且做匀速直线运动，
根据二力平衡条件和题意可得，汽车匀速运动时的牵引力：
F=f=0.2G=0.2×2×104N=4000N，
由P===Fv可得，汽车的最大速度：v最大===25m/s；
（4）根据v=得，s2=vt=25m/s×20s=500m，
s=s1+s2+s3=200m+500m+156.25m=856.25m，
W=fs=4000N×856.25m=3.425×106J。
2020年中考有关压强、功和功率的计算
1．按照规定，我国载货车辆的轮胎，对地面的压强应控制在7×105帕以内。但有些司机，为了降低运营成本，不顾国家利益，肆意超载。有一辆自重为2t的6轮汽车，核准载货量为4t，实际装货8t，如果每个车轮与地面的接触面积为0.02m2。
（1）该车对地面的压力多大？
（2）通过计算说明，该车对地面的压强是否超过规定？（g=10N/kg）
（3）运用所学的物理知识说明超载的危害。
【解答】解：（1）汽车和货物的总重力：
G=（m车+m货）g=（2×103kg+8×103kg）×10N/kg=1×105N，
因水平面上物体的压力和自身的重力相等，
所以，该车对地面的压力：
F=G=1×105N；
（2）受力面积为：
S=0.02m2×6=0.12m2，
该车对地面的压强：
p==≈8.3×105Pa，
因p=8.3×105Pa＞p0=7×105Pa，
所以，该车对地面的压强超过规定；
（3）超载造成的危害很多，如，巨大的压强易使路面变形，从而大大缩短公路的使用寿命，超载汽车质量过大，惯性就越大，不易操纵，容易发生交通事故等。
答：（1）该车对地面的压力为1×105；
（2）通过计算可知该车对地面的压强是超过规定；
（3）巨大的压强易使路面变形，从而大大缩短公路的使用寿命；超载汽车质量过大，惯性就越大，不易操纵，容易发生交通事故等。
2．（2020?琅琊区一模）为了控制疫情，全国很多地方实行疫区封闭管理，并使用无人机进行常态化安全巡查。如图所示，是正在巡査的无人机。无人机起飞前，放在地面上时要确保“四脚”着地；启动后，利用遥控器可控制它运动和工作。无人机的部分参数如表。（g取10N/kg）求：
机身质量/kg
2.4
四脚着地总面积/cm2
10
电池充满后储存电能/J
36000
最大水平速度/（m?s﹣1）
5
机身尺寸/mm
400×300×200
最大上升速度/（m?s﹣1）
1
（1）无人机停放在水平地面上时对地面的压强p；
（2）无人机从地面飞到离地30m高处，再以最大水平速度匀速水平飞行20m，此过程中重力做的功W；
（3）无人机充满电后在水平方向上以最大速度匀速飞行时一次可飞行5km，且电能转化为机械能的效率为60%，求无人机以最大水平速度沿水平方向匀速飞行过程中受到的推力F。
【解答】解：（1）无人机受到的重力G=mg=2.4kg×10N/kg=24N，
无人机停放在水平地面上时对地面的压力：F=G=24N，
对地面的压强：p===2.4×104Pa；
（2）无人机从地面飞到离地30m高处，重力做功，再以最大水平速度匀速水平飞行20m，因为在重力方向上没有移动距离，无人机不做功，
无人机从地面飞到离地30m高处，重力做功：
W=Gh=24N×30m=720J；
（3）根据η=得，
机械能为：W机械=ηW电=60%×36000J=21600J，
根据W=Fs得，
无人机以最大水平速度沿水平方向匀速飞行过程中受到的推力：
F===4.32N。
答：（1）无人机停放在水平地面上时对地面的压强p为2.4×104Pa；
（2）无人机从地面飞到离地30m高处，再以最大水平速度匀速水平飞行20m，此过程中重力做的功W为720J；
（3）无人机以最大水平速度沿水平方向匀速飞行过程中受到的推力F为4.32N。
3．（2020?深圳模拟）小华用如图所示的滑轮组提升物体A，已知小华的质量为64kg，每只鞋与地面的接触面积为100cm2，在匀速竖直提升物体A的过程中，小华施加在绳子自由端竖直向下的拉力F为400N，物体A上升的速度vA为0.1m/s，滑轮组的机械效率为90%，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。（g取10N/kg）
（1）拉力F做功的功率；
（2）物体A所受的重力；
（3）在1min时间内，滑轮组做的有用功；
（4）小华站立在地面上拉绳子的过程中，对地面的压强有多大？
【解答】解：
（1）由图可知，n=3，则绳端移动的速度：v绳=nv=3×0.1m/s=0.3m/s，
拉力F做功的功率：
P===Fv绳=400N×0.3m/s=120W；
（2）由η==可得，物体A所受的重力：
GA=ηnF=90%×3×400N=1080N；
（3）1min时间内，物体A上升的高度：h=vt=0.1m/s×60s=6m，
滑轮组做的有用功：W有用=GAh=1080N×6m=6.48×103J，
（4）小华的重力：G小华=m小华g=64kg×10N/kg=640N，
小华站立在地面上拉绳子的过程中，因力的作用是相互的，则绳子对小华有竖直向上的拉力，且F拉=F=400N，
小华对地面的压力：F压=G小华﹣F拉=640N﹣400N=240N，
受力面积（小华与地面的接触面积）：S=2×100cm2=200cm2=0.02m2，
小华对地面的压强：p==1.2×104Pa。
答：（1）拉力F做功的功率为120W；
（2）物体A所受的重力为1080N；
（3）在1min时间内，滑轮组做的有用功为6.48×103J；
（4）小华站立在地面上拉绳子的过程中，对地面的压强有1.2×104Pa。
4．（2020?历下区一模）如图所示是我国自主研发的极地漫游机器人，质量为5×103kg，装有四条三角形履带，每条履带与水平地面的接触面积约为0.1m2．设该机器人在某水平路段沿直线匀速行驶480m耗时120s，该过程中机器人受到水平方向的牵引力为2×103N．取g=10N/kg，求：
（1）该过程机器人行驶的速度是多少？
（2）机器人静止时对水平路面的压强是多少？
（3）牵引力在此过程中所做的功是多少？
【解答】解：（1）该过程机器人行驶的速度：
v===4m/s；
（2）机器人静止时对水平路面的压力：
F=G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N，
机器人静止时对水平路面的压强：
p===1.25×105Pa；
（3）牵引力在此过程中所做的功：
W=F′s=2×103N×480m=9.6×105J。
答：（1）该过程机器人行驶的速度是4m/s；
（2）机器人静止时对水平路面的压强是1.25×105Pa；
（3）牵引力在此过程中所做的功是9.6×105J。
5．（2020?石楼县校级模拟）电动自行车的新规定2019年4月15H起正式实施，在这项规定中，对电动车的速度重M等方面都作出了非常明确的要求。某款符合新规定的两轮电动自行车，最大时速25km/h，总重量为55kg。质量为65kg的市民骑若该车在水平公路上匀速行驶，匀速行驶时受到的阻力是人和车总重的0.05倍。（g=10N/kg）
（1）若每个车轮与地而的接触而积为0.01m2，匀速行驶时对地面的压强是多少？
（2）该市民在平直公路上以最大时速匀速骑行了6min，车在这段时间内做的功和功率分别是多少？
（3）请用物理知识分析电动自行车超速超重所带来的交通隐患（答出一条即可）。
【解答】解：（1）电动车行驶时匀速行驶时对地面的压力：
F=G总=（m车+m人）g=（55kg+65kg）×10N/kg=1200N，
匀速行驶时对地面的压强：
p===1.2×105Pa；
（2）因电动车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，电动车的牵引力：
F′=f=0.05G=0.05×1200N=60N，
由v=可得，以最大时速匀速骑行了6min通过的路程：
s=vt=25km/h×h=2.5km=2500m，
电动车在这段时间内做的功：
W=F′s=60N×2500m=1.5×105J，
做功的功率：
P==≈416.7W；
（3）电动车超重后，惯性大，刹车时不容易停下来；电动车超重后，车的动能大，刹车时不容易停下来。
答：（1）匀速行驶时对地面的压强是1.2×105Pa；
（2）车在这段时间内做的功为1.5×105J，功率是416.7W；
（3）电动车超重后，惯性大，刹车时不容易停下来；电动车超重后，车的动能大，刹车时不容易停下来。
6．（2020?望花区一模）假期爸爸妈妈带着丽丽开车旅行，已知小轿车的总质量约为2t，最大功率为120kW，小轿车在牵引力的作用下沿水平公路做匀速直线运动，行驶时所受阻力为车总重的0.2倍。（g=10N/kg，汽油的热值取4×107J/kg）求：
（1）若轮胎与地面的总接触面积为0.2m2，静止时轿车对水平地面的压强为多少？
（2）轿车在5min内匀速行驶了3km，此时轿车的实际功率为多少？
（3）若汽油机的效率为30%，那么当轿车以最大功率行驶10min消耗汽油的质量为多少？
【解答】解：（1）轿车的总重力：G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N，
轿车静止时对水平地面的压力：F=G=2×104N；
则轿车静止时对水平地面的压强：
p===1×105Pa；
（2）由题意可知，轿车匀速行驶时所受阻力：
f=0.2G=0.2×2×104N=4×103N，
因为轿车沿平直公路匀速行驶，所以轿车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，即：F牵=f=4×103N；
轿车在5min内牵引力做的功：W=F牵s=4×103N×3000m=1.2×107J；
则轿车的实际功率：P===4×104W。
（3）该车以最大输出功率行驶10min，做的有用功：
W有用=P最大t′=120×103W×10×60s=7.2×107J，
由η=×100%得，汽油完全燃烧放出的热量：
Q放===2.4×108J，
由Q放=mq得，需要完全燃烧汽油的质量：
m汽油===6kg。
答：（1）静止时轿车对水平地面的压强为1×105Pa；
（2）此时轿车的实际功率为4×104W；
（3）当轿车以最大功率行驶10min消耗汽油的质量为6kg。
7．（2020?砚山县一模）国产大型灭火、水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”AG600，如图所示，继陆续完成陆上首飞和水上首飞后，将于2019年12月底完成第二阶段研发试飞工作。AG600可在水源与火场之间多次往返投水灭火，一次最多可汲水12t，汲水时间不大于20s，其巡航速度可达每小时460km，最大起飞质量53.5t。ρ水=1.0×103kg/m3，求：
（1）飞机蓄水仓的容积；
（2）飞机以最大起飞质量在海上漂浮时，受到的浮力；
（3）若飞机质量为最大起飞质量，且飞机以最大巡航速度水平匀速飞行时，受到的阻力为其重力的0.1倍，飞机发动机的功率。
【解答】解：（1）汲水质量m=12t=1.2×104kg，
由ρ=可得，飞机蓄水仓的容积V===12m3；
（2）飞机以最大起飞质量在海上漂浮时，受到的浮力：F浮=G=mg=53.5×103kg×10N/kg=5.35×105N；
（3）受到的阻力f=0.1G=0.1mg=0.1×53.5×103kg×10N/kg=5.35×104N；
因为飞机以最大巡航速度水平匀速飞行，F=f=5.35×104N；
飞行速度v=460km/h=460×m/s=m/s，
飞机发动机的功率P===Fv=5.35×104N×m/s≈683.61×104W。
答：（1）飞机蓄水仓的容积为12m3；
（2）飞机以最大起飞质量在海上漂浮时，受到的浮力为5.35×105N；
（3）飞机发动机的功率为683.61×104W。
8．（2020?天宁区模拟）如图所示，是百度开发的一款无人驾驶汽车，汽车自动驾驶时用激光测距器来了解周围的交通状况，使用北斗卫星导航系统进行定位和导航，该款车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离时，消耗汽油2kg，汽油机的效率为30%，在这段行驶过程中，（已知：
汽油的热值为4.5×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg?℃）。求：
（1）如果该车满载乘客时总质量是2t，匀速行驶时受到的平均阻力为车重的0.05倍，则该车满载时以36km/h的速度匀速行驶时功率是多少W？消耗2kg汽油，汽车可以行驶的路程是多少m？
（2）假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，若这些废气带走的能量全部被质量200kg的水吸收，水升高的温度是多少？（水未沸腾）
（3）如果汽油机的效率提高到40%，其他条件都不变，那么汽车在这段路程消耗的汽油是多少？
【解答】解：
（1）如果该车满载乘客时总质量是2t，其重力为：
G=mg=2000kg×10N/kg=2×104N，
匀速行驶时受到的平均阻力为车重的0.05倍，受到的阻力为：f=0.05G=0.05×2×104N=103N；
根据二力平衡的条件，牵引力：F=f=103N；
汽车的速度v=36km/h=10m/s，
则该车满载时以36km/h的速度匀速行驶时功率是：
P===Fv=103N×10m/s=104W；
消耗2kg汽油，汽车放出的热量为：
Q=mq=2kg×4.5×107J/kg=9×107J，
汽油机的效率为30%，转化成的有用功：
W=ηQ=30%×9×107J=2.7×107J，
由W=Fs得，汽车可以行驶的路程：
s===2.7×104m；
（2）汽油完全燃烧放出的热量：Q=9×107J，
由题知，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，且这些能量全部被水吸收，
则水吸收的热量：Q吸=Q废气=42%×Q放=42%×9×107J=3.78×107J，
由Q吸=cm△t得，水升高的温度：
△t===45℃；
（3）由题意可知，两种情况下汽车所做的有用功W相同，
由W=ηQ放可得，W=η1Q放1=η2Q放2，
即：30%mq=40%m′q，
所以效率提高后消耗汽油的质量：
m′==1.5kg。
答：（1）该车满载时以36km/h的速度匀速行驶时功率是104W；消耗2kg汽油，汽车可以行驶的路程是2.7×104m；
（2）水升高的温度为45℃；
（3）如果汽油机的效率提高到40%，其他条件都不变，那么汽车在这段路程消耗的汽油为1.5kg。
9．（2020?郯城县一模）如图所示，某品牌洒水车加满水后匀速行驶在水平路面上，其主要技术参数如表格所示。（g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）
产品名称：
xxx牌CLW5250GPSE5型
空载质量：（kg）
9000
灌装容积：（m3）
16
轮胎个数：（个）
10
最高车速：（km/h）
90
（1）该洒水车对水平地面的压力是多少？
（2）该洒水车每个轮胎与地面的接触面积为1.25×10﹣2m2，洒水车对地面的压强是多少？
（3）该洒水车在水平路面上以最高车速匀速行驶10min，所受阻力是它总重力的0.2倍，这一过程中牵引力的功率是多少？
【解答】解：（1）由ρ=可得，洒水车装满水时水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×16m3=1.6×104kg，
汽车和水的总重：
G总=G车+G水=（m车+m水）g=（9000kg+1.6×104kg）×10N/kg=2.5×105N；
该洒水车装满水时对地面的压力：
F=G总=2.5×105N；
（2）该洒水车装满水时对地面的压强：
p===2×106Pa；
（3）由题意可得，阻力f=0.2G=0.2×2.5×105N=5×104N；
因为洒水车匀速行驶，受力平衡，所以牵引力F=f=5×104N
由v=可得，这段时间内电动自行车行驶的路程：
s=vt=90×m/s×10×60s=1.5×104m，
这段时间内牵引力做的功：
W=Fs=5×104N×1500m=7.5×108J；
该电动自行车牵引力做功的功率：
P===1.25×106W。
答：（1）该洒水车对水平地面的压力是2.5×105N；
（2）洒水车对地面的压强是2×106Pa；
（3）这一过程中牵引力的功率是1.25×106W。
10．（2020?广东模拟）无人驾驶汽车是智能汽车的一种，也称为轮式移动机器人，主要依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。如图所示，一款质量为2t的无人驾驶汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶了20min，无人驾驶汽车在这个过程中的功率为4×104W．求在这段时间内（g取10N/kg）：
（1）无人驾驶汽车对平直公路的压力；
（2）无人驾驶汽车行驶的距离；
（3）无人驾驶汽车的牵引力。
【解答】解；
（1）无人驾驶汽车对平直公路的压力为：F=G=mg=2000kg×10N/kg=20000N；
（2）t=20min=h，
由v=可得，无人驾驶汽车行驶的距离为：s=vt=72km/h×h=24km；
（3）无人驾驶汽车的速度为72km/h=20m/s；
由P=Fv可得，无人驾驶汽车的牵引力：F===2000N。
答：（1）无人驾驶汽车对平直公路的压力为20000N；
（2）无人驾驶汽车行驶的距离为24km；
（3）无人驾驶汽车的牵引力为2000N。
11．（2020?平邑县校级模拟）一辆质量2t的汽车，在平直公路上以额定功率100kW从静止开始运动，经15s运动200m恰好达到最大速度，接着匀速运动20s关闭发动机，滑行156.25m停下。其ν﹣t图象如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，（g取10N/kg）求：
（1）在运动过程中受到的阻力；
（2）整个过程中发动机所做的功的大小；
（3）汽车运动的最大速度v；
（4）整个过程中克服阻力所做的功的大小。
【解答】解：
（1）汽车受到的阻力：
f=0.2G=0.2×2×104N=4000N；
（2）由题意可知，整个过程中发动机的工作时间：t=15s+20s=35s，
由P=可得，整个过程中发动机做的功：
W=Pt=100×103W×35s=3.5×106J；
（3）汽车的重力：
G=mg=2000kg×10N/kg=2×104N，
由题意和图象可知，15﹣35s汽车的速度最大且做匀速直线运动，
根据二力平衡条件和题意可得，汽车匀速运动时的牵引力：
F=f=0.2G=0.2×2×104N=4000N，
由P===Fv可得，汽车的最大速度：
v最大===25m/s；
（4）根据v=得匀速运动20s运动的距离：
s2=vt=25m/s×20s=500m，
整个过程运动的距离为：
s=s1+s2+s3=200m+500m+156.25m=856.25m，
整个过程中克服阻力所做的功：
W=fs=4000N×856.25m=3.425×106J。
答：（1）在运动过程中受到的阻力4000N；
（2）整个过程中发动机所做的功的大小3.5×106J；
（3）汽车运动的最大速度v为25m/s；
（4）整个过程中克服阻力所做的功的大小3.425×106J。
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