3.3 能量轉化的量度（解析版）

3.3能量轉化的量度學習目錄學習目錄目錄模塊一知己知彼 1模塊二知識掌握 1知識點一、功 1知識點二、功率 7模塊三鞏固提高 12知識重點知識重點模塊一知己知彼學習目標目標解讀1.結合實例識別做功與不做功的情形，歸納出做功的兩要素，知道功的單位。2.能運用功的公式進行簡單的計算。3.理解功率的概念及功率表示的物理意義。4.概述功率的單位及計算公式P=W/t，并能利用公式進行計算。解讀1：理解功的概念，知道功的單位，能運用功的公式進行簡單計算，常見題型為選擇題、填空題和計算題，難度適中。解讀2：理解功率的概念，知道功率的物理意義，能運用功率的公式以及推導公式進行計算，或結合二力平衡、速度等綜合考查，常見題型為選擇題填空題和計算題，難度適中。模塊二知識掌握知識點一、功（一）功的含義物體受到力的作用，并且在這個力的方向上通過一段距離，我們就說這個力對物體做了功。力做功也常說成物體做功，如人的推力對小車做功，也可以說成人對小車做功。（二）做功的兩個必要因素做功包括兩個必要因素：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上通過一段距離。兩者缺一不可，否則就沒有做功，例如：運動員把杠鈴舉過頭頂不動時，雖然有力但杠鈴并沒有在力的方向上移動一段距離，所以不做功。(1)力對物體不做功的三種情況①有距離無力：物體沒有受到力的作用，但由于慣性通過一段距離；②有力無距離：有力作用在物體上，但物體沒動，即物體沒有通過一段距離；③力與距離垂直：物體受到了力的作用，也通過了一段距離，但通過的距離與力的方向垂直。(2)物體在力的方向上通過一段距離是指力與距離具有同向性、同體性和同時性。

（三）功的計算功有大小，科學上規(guī)定：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。即功=力x距離。如果用F表示力，s表示物體在力的方向上通過的距離，W表示功，則功的計算公式為W=Fs。應用功的計算公式時，必須注意以下三點：(1)要明確是哪個力對物體做功，或是哪個施力物體對哪個受力物體做功。(2)公式W=Fs中的F是作用在物體上的力，s是物體在力F方向上通過的距離。例如：某運動員用500牛的力將足球踢出20米遠，若用公式W=Fs=500牛x20米=10000焦計算就是錯誤的，因為踢球的力的作用距離并不是20米。(3)F是使物體沿力F方向通過距離s的過程中，始終作用在物體上的力，它的大小和方向都是不變的。（四）功的單位在國際單位制中，力的單位是牛(N)，距離的單位是米(m)，功的單位是牛.米(N.m)，在國際單位制中，用專門的名稱“焦耳”來表示，簡稱為焦，符號是J。1焦=1牛.米。（五）做功的實質做功的過程實質上就是能量轉化的過程，力對物體做了多少功，就有多少能量發(fā)生了轉化。因此，可以用功來量度能量轉化的多少。例如：舉起重物時做功100焦，人體就有100焦的能量轉化成了物體的勢能；拖動物體做功500焦，人體就有500焦的能量轉化成了物體的動能和由于各種摩擦而產生的內能。能量的單位與功的單位一樣，也是焦耳?！灸芰ν卣埂?.做功跟我們日常所說的“做工”或“工作”不一樣?！白龉ぁ备嘀笍氖麦w力勞動，在體力勞動中，人可能做功，也可能沒有做功。如建筑工人搬運重物在水平路面上行走，是在“做工”，但沒有做功?！肮ぷ鳌笨梢灾阁w力勞動，也可以指腦力勞動，腦力勞動沒有做功。2.判斷物體做功的多少，要看力和在力的方向上通過的距離，不要受接觸面粗糙程度和斜面的影響。3.功和能的區(qū)別與聯(lián)系：功和能是兩個不同性質的量，功是過程量，它對應的是一段時間和一段過程；能是狀態(tài)量，它對應的是一個時刻和一個狀態(tài)。但功和能這兩個量又是密切相關的，首先，能是物體做功的本領，如果一個物體具有做功的本領，我們就說它具有能；其次，功是能量轉化的量度，即在一個過程中，能量究竟轉化了多少，可以用相應的功量度出來。（2022?杭州模擬）運動會上，小明為班級買來了一箱礦泉水，則下列過程中，小明對箱子有做功的是（）A．小明推放在地面上的箱子，沒推動 B．小明提著箱子站在操場上 C．小明提著箱子在操場上水平勻速走動 D．小明提著箱子上樓梯【解答】解：A、小明推放在地面上的箱子，沒推動，有力但沒有距離，沒有做功，故A不符合題意；B、小明提著箱子站在操場上，人給箱子一個向上的力，箱子向上沒有移動距離，沒有做功，故B不符合題意；C、小明提著箱子在操場上水平勻速走動，人給箱子一個向上的力，箱子向上沒有移動距離，沒有做功，故C不符合題意。D、小明提著箱子上樓梯，有向上的力，同時向上移動了一段距離，小明對箱子做了功，故D符合題意。故選：D。（2022秋?義烏市期中）如圖所示，塔式起重機下掛著重物，在下列三種情形中：①重物靜止不動；②重物勻速向上運動；③重物沿水平方向勻速移動。下列關于鋼索拉力對重物做功的判斷及其原因的分析，正確的是（）A．只有情形①③做了功，因為重物的機械能發(fā)生了變化 B．只有情形②做了功，因為重物的機械能發(fā)生了變化 C．只有情形①③做了功，因為起重機消耗了能量 D．只有情形②做了功，因為起重機消耗了能量【解答】解：A、只有情形②做了功，因為重物勻速向上運動時，拉力和距離的方向均向上，故A錯誤；B、只有情形②做了功，因為重物的機械能增大，故B正確；C、只有情形②做了功，是因為拉力和距離的方向均向上，在拉力的方向上移動距離，與起重機是否消耗能量無關，故C錯誤；D、只有情形②做了功，是因為拉力和距離的方向均向上，在拉力的方向上移動距離，與起重機是否消耗能量無關，故D錯誤。故選：B。（2023?溫州模擬）如圖甲所示，重力為G的小球制成的擺錘由a處靜止釋放后擺動，記錄不同時間小球的軌跡。小球在不同位置離天花板的高度分別為H1、H2、H3，不計空氣阻力。（1）小球從b到c位置過程中，重力做的功是G（H1﹣H2）。（用字母表示）（2）若小球運動到c點時失去所有外力作用（繩子也斷開），圖乙中能正確描述其后續(xù)運動軌跡的是A。A.勻速直線B.靜止C.加速下落D.勻速上升【解答】解：（1）小球從b到c位置過程中，上升的高度h＝H1﹣H2，則重力做的功：W＝Gh＝G（H1﹣H2）；（2）小球運動到c點，在水平方向上速度不為零，若小球運動到c點時失去所有外力作用（繩子也斷開），根據牛頓第一定律可知，小球將沿水平方向做勻速直線運動，故圖乙中能正確描述其后續(xù)運動軌跡的是A。故答案為：（1）G（H1﹣H2）；（2）A。（2023?柯橋區(qū)模擬）把2個雞蛋從地面豎直勻速拿到桌面上所做的功約為（）A．0.1焦 B．1焦 C．10焦 D．100焦【解答】解：2個雞蛋的重力大約為1N，因此托起2個雞蛋的力大約為1N，桌面高度約為80cm＝0.8m，豎直勻速拿到桌面高度，所做的功W＝Fs＝1N×0.8m＝0.8J，B選項比較符合。故選：B。（2023?鹿城區(qū)三模）將制作好的水火箭豎直立于地面如圖甲所示。用打氣筒向瓶內打氣，瓶內壓強足夠大時，瓶內的水向下噴出，水火箭豎直向上飛起。（1）瓶內的水向下噴出而水火箭向上運動，這是因為物體間力的作用是相互的。（2）水火箭瓶體質量為0.5千克。當水火箭豎直上升至15米高時，瓶體克服自身重力做功75J。（3）圖乙是水火箭發(fā)射后的速度隨時間變化的圖像，請選出水火箭發(fā)射后受到平衡力的時刻t1。（選填“t1”、“t2”或“t3”）【解答】解：（1）水火箭上升時，瓶內的水向下噴出，同時水對水火箭向上的作用力，使水火箭向上運動，這是因為物體間力的作用是相互的。（2）水火箭瓶體重力為：G＝mg＝0.5kg×10N/kg＝5N；瓶體克服自身重力做功為：W＝Gh＝5N×15m＝75J；（3）在開始一段時間內，火箭受到的向上的推力大于重力，則它做加速運動。隨著推力的逐漸減小，當推力與重力相等時，此時合力為零，加速停止，即此時速度最大，此時受到平衡力。根據圖乙可知，當t1時刻時，火箭的速度最大，則此時它受到平衡力。故答案為：（1）物體間力的作用是相互的；（2）75J；（3）t1。（2023?西湖區(qū)模擬）在水平地面上有一長方體木箱。小林用水平推力F把木箱向前推，如圖甲所示。此過程中，推力F隨時間t的變化情況如圖乙所示，木塊前進的速度v的大小隨時間t的變化情況如圖丙所示。（1）0～1秒內，推力F對木箱是否做功否（選填“是”或“否”）；（2）3～5秒內，推力F對木箱做功400焦?！窘獯稹拷猓海?）由圖丙可知，0～1秒內，木箱靜止，故推力不做功；（2）由圖丙可知，3～5秒內，木箱做勻速直線運動，木箱通過的距離s＝vt＝1.0m/s×（5s﹣3s）＝2m，由圖乙可知，3～5秒內，推力F＝200N，3～5秒內，推力F對木箱做功W＝Fs＝200N×2m＝400J。故答案為：否；400。知識點二、功率（一）比較做功的快慢比較做功的快慢有三種方法：(1)若做功相同，比較做功的時間，所用時間越短做功越快，所用時間越長做功越慢；(2)若做功時間相同，比較所做功的多少，做功越多做功越快，做功越少做功越慢；(3)若做功的多少和所用時間都不相同，則通過計算(做功的多少與做功所用時間的比值)進行比較。通過以上三種方法的比較，說明做功的快慢與做功的多少和做功所用時間這兩個因素都有關系。

（二）功率(1)定義：單位時間里完成的功叫做功率。(2)意義：反映做功快慢的量(即表示能量轉化快慢的量)。(3)符號：P(4)功率的公式：由功率的定義知，功率=功/時間，如果用P表示功率，W表示功，t表示時間，則功率的公式可表示為P=W/t(5)功率的單位在國際單位制中，功率的單位是瓦特，簡稱瓦，符號為W。1瓦=1焦/秒。在實際應用中還常用千瓦(kW)、兆瓦(MW)作為功率的單位。1千瓦=1000瓦，1兆瓦=106瓦。【能力拓展】①當物體在力F的作用下，以速度v做勻速直線運動時(力F與速度v同方向)，由W=Fs、v=s/t，得出P=Fv，即功率等于力與力的方向上運動速度的乘積。利用P=Fv可以知道：拖拉機在上坡時，當功率一定時，通過換擋減小速度是為了增大牽引力，這樣有利于上坡。②應用公式P=W/t時一定要注意三個量的對應關系，功W一定是在對應的時間t內完成的功，這樣算出的功率才是時間t內的功率，不同的時間內對應的功率一般來說是不同的，功率越大，反映了完成功的“速度”越大，但并不代表做功一定多。功率的公式P=W/t是指平均功率，即在t時間內的平均功率，而不是某一時刻的瞬間功率。（2022秋?秀洲區(qū)期末）人們買汽車時會關注發(fā)動機（汽油機）的性能，下列標注的發(fā)動機參數(shù)中，直接反映做功快慢的是（）A．功率 B．效率 C．排量 D．轉速【解答】解：A.功率是表示物體做功快慢的物理量，故A符合題意；B.效率等于機械做的有用功與燃料放熱之比，反映機械性能的好壞，故B不合題意；C.排量反映發(fā)動機的動力性能強弱，故C不合題意；D.轉速與做功快慢無關，故D不合題意。故選A。（2022?樂清市一模）科學中常用數(shù)學方法來表示某些量的關系。下列物理量中能用陰影面積表示相應的量是（）A．功率 B．壓力 C．速度 D．密度【解答】解：A、由圖可知，橫坐標表示距離s，縱坐標表示力F，陰影部分面積等于力和距離的乘積，由P=WB、由圖可知，橫坐標表示受力面積，縱坐標表示壓強，陰影部分面積等于壓強和受力面積的乘積，由F＝pS可知，壓強和受力面積的乘積就是壓力，故B正確；C、由圖可知，橫坐標表示時間，縱坐標表示路程，陰影部分面積等于路程和時間的乘積，由v=sD、由圖可知，橫坐標表示體積，縱坐標表示質量，陰影部分面積等于質量和體積的乘積，由ρ=m故選：B。（2023?淳安縣一模）如圖所示，小桂和小林一起坐在秋千凳上蕩秋千，他們的重力分別是G1、G2，且G1＜G2，某次從最高點下擺到最低點的過程中，他們重力做功的大小分別為W1、W2，重力做功的快慢分別為P1、P2。則（）A．W1＞W2 B．W1＝W2 C．P1＜P2 D．P1＝P2【解答】解：AB、從最高點下擺到最低點的過程中，小桂和小林的重力做功為分別為：W1＝G1hW2＝G2h因為h相同，且G1＜G2，則W1＜W2，故A、B錯誤。CD、由P=WP1P2因為t相同，W1＜W2，所以P1＜P2，故C正確，D錯誤。故選：C。（2023?西湖區(qū)模擬）甲、乙兩臺塔吊機器的功率分別為P甲＝25kW和P乙＝40kW。則下列判斷正確的是（）A．乙一定比甲做功快 B．乙一定比甲做功多 C．相同時間內兩機器做功一樣多 D．做同樣多的功，甲所用時間更少【解答】解：ABCD、功率是表示做功快慢的物理量，功率大說明做功快，或者是相同的時間內做功多，而不能說明做功的多和少，做同樣多的功，乙所用時間更少，故A正確，BCD錯誤。故選：A。（2023?寧波模擬）一定質量的貨物在吊車鋼索拉力的作用下，豎直向上運動，如圖是貨物上升的路程s隨時間t變化的圖象。不考慮空氣的阻力和鋼索重力，則下列判斷正確的是（）A．2s時與8s時的拉力大小相等 B．0﹣6s內和6﹣12s內通過的距離相等 C．整個上升過程速度一直不變 D．0至12s內拉力做功的功率保持不變【解答】解：A、根據圖象可知，貨物在0～6s以較大的速度做勻速直線運動，貨物在6～12s的內以較小的速度做勻速直線運動，因為貨物處于平衡狀態(tài)，拉力都等于貨物的重力，所以2s時與8s時的拉力大小相等，故A正確；B、根據圖象可知，0～6s內貨物通過的距離是3m，6～12s內物體通過的距離為4m﹣3m＝1m，所以0﹣6s內和6﹣12s內通過的距離不相等，故B錯誤；C、由B知，貨物在相同時間內，0～6s通過的距離大于6s～12s通過的距離，因此貨物0～6s內的速度大于6～12s內的速度，故C錯誤；D、由A知，貨物0～6s內的受到的拉力等于6～12s內受到的拉力；由C知，貨物0～6s內的速度大于6～12s內的速度，根據P=W故選：A。（2023?婺城區(qū)模擬）金義東（金華一義烏一東陽）線是金華輕軌的首條線路，全長約108km，該線路的建成有助于打造金義都市區(qū)“一小時通勤圈”。金義東線所用列車空載時的質量約為200t，?？繒r車輪跟鐵軌接觸總面積為0.8m2，最高設計速度為120km/h。分析計算：（1）若列車全程以最高設計速度行駛，途中不停靠，則從金華到東陽共需要0.9小時。（2）?？繒r，空載列車對鐵軌的壓強為多少？（3）若空載列車以108km/h的速度勻速直線行駛時，所受阻力為車重的0.04倍，此時該列車的功率為多少？【解答】解：（1）根據v=st可知，從金華到東陽需要的時間為：t（2）?？繒r，空載列車對鐵軌的壓力等于自身的重力，空載列車對鐵軌的壓強為：p=FS=（3）列車運行時受到的阻力：f＝0.04G＝0.04mg＝0.04×200×103kg×10N/kg＝8×104N；因列車勻速行駛時，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，所以，列車的牽引力：F＝f＝8×104N，則列車以108km/h的速度空載勻速運行時牽引力的功率：P＝Fv＝8×104N×1083.6m/s＝2.4×106答：（1）0.9；（2）停靠時，空載列車對鐵軌的壓強為2.5×106Pa；（3）此時該列車的功率為2.4×106W。（2023?婺城區(qū)模擬）金華軌道交通是服務于金華市的城市軌道交通系統(tǒng)，2023年4月7日全線貫通，全長108千米，最高運行速度為120公里/小時，列車由6節(jié)車廂組成，每節(jié)車廂質量約為33.6噸，列車的車輪跟鐵軌接觸總面積約為0.8m2。計算：（1）列車空載停在軌道上時，整個列車對鐵軌的壓強為多大？（2）列車正常運行的功率為2400kW，則該車以最高速度勻速運行時受到的牽引力為多大？（3）該車正常運行時，勻速行駛20分鐘牽引力所做的功為2.88×109焦?！窘獯稹拷猓海?）空載列車對鐵軌的壓力等于自身的重力，整個列車對鐵軌的壓強為：p=FS=（2）最高運行速度為v＝120km/h=100由P=WF=Pv=（3）根據P=WW＝Pt＝2400×103W×20×60s＝2.88×109J。答：（1）列車空載停在軌道上時，整個列車對鐵軌的壓強為2.52×106Pa；（2）列車正常運行的功率為2400kW，則該車以最高速度勻速運行時受到的牽引力為7.2×104N；（3）2.88×109。模塊三鞏固提高（2022秋?舟山期末）非洲旱季，常用Hipporoller（中間有轉軸的塑料桶）運水。下列選項中，小華分別用背背、手抱、平拉、滾拉的方式運滿桶水，在粗糙程度相同的水平地面上勻速行走相同路程，她對滿桶水做功最多的是（）A． B． C． D．【解答】解：由圖可知，AB中小華是用背背、用手抱，即力的方向向上，桶是在水平方向上移動的距離，即沿向上的方向沒有移動距離，因此不做功；在其他條件相同時，滑動摩擦力大于滾動摩擦力，則C中滑動摩擦力大于D中的滾動摩擦力；又因為勻速拉動水桶向前運動，所以由二力平衡條件可知C中拉力大于D中拉力，且水平移動的距離s相同，根據W＝Fs可知C做功最多，故ABD不合題意，C符合題意。故選：C。（2023?杭州模擬）如圖甲所示，同一木塊放在同一水平面上，先后兩次沿水平方向拉動木塊使其做勻速直線運動。兩次拉動木塊的s﹣t圖像分別是圖乙中的圖線①②。則下列物理量相等的是（）A．木塊前后兩次所受的摩擦力 B．木塊前后兩次運動的速度 C．前后兩次在相同時間內拉力所做的功 D．前后兩次拉力的功率【解答】解：A、兩次拉動同一木塊在同一水平面上運動，由于木塊對水平面的壓力大小不變，接觸面的粗糙程度不變，所以木塊受到的摩擦力不變，即f1＝f2，故A符合題意；B、由s﹣t圖像可知，相同時間內第①次木塊運動的路程大，由v=st可知，第①次木塊運動的速度較大，即v1＞vC、木塊兩次都做勻速直線運動，拉力和滑動摩擦力都是一對平衡力，所以兩次木塊受到的拉力和摩擦力大小相等，則兩次木塊受到的拉力相等，即F1＝F2；由圖乙可知，相同時間內第1次通過的路程大于第2次通過的路程，即s1＞s2；由公式W＝Fs可知，拉力所做的功的關系為：W1＞W2，故C不符合題意；D、因F1＝F2，v1＞v2，則根據P=Wt=Fst故選：A。（2022秋?鎮(zhèn)海區(qū)期末）如圖所示小科用5N的水平拉力F拉動裝置，使重為80N的物體A在5s內沿水平地面運動了1m，物體B重50N（物體B與A始終接觸），彈簧測力計的示數(shù)恒為2N。下列說法錯誤的是（）A．物體A與物體B之間的摩擦力大小為2N B．拉力F做的功為5J C．拉力F做功的功率為1W D．物體A受到地面的摩擦力為3N，方向為水平向左【解答】解：A、因由圖可知，物體B處于靜止狀態(tài)，水平方向受到測力計向右的拉力和A對B向左的摩擦力是一對平衡力，所以，物體A與物體B之間的摩擦力f＝F示＝2N，故A正確；B、拉力F做的功：W＝Fs＝5N×1m＝5J，故B正確；C、拉力F做功的功率：P=WD、若物體A做勻速直線運動時，受到水平向左的拉力和B對A向右的摩擦力、地面對A向右的摩擦力處于平衡狀態(tài)，則地面對A水平向左的摩擦力：f地＝F﹣fB對A＝5N﹣2N＝3N，但題中未提供物體A做勻速直線運動時拉力F的大小，因此無法求出物體A受到地面的摩擦力大小，故D錯誤。故選：D。（2022秋?西湖區(qū)期末）如圖所示，質量為m的物體，在粗糙程度相同的斜面上，用大小相等的拉力F，運動相同的路程s，若甲中F做的功為W1，乙中F做的功為W2，則（）A．W1＞W2 B．W1＜W2 C．W1＝W2 D．條件不足，無法確定【解答】解：由題知，圖甲和圖乙中兩物體受到的拉力相等，均為F，運動路程的相同，均為s，根據W＝Fs可知，甲中F做的功等于乙中F做的功，即W1＝W2。故選：C。（2022秋?慈溪市期末）將一本科學課本從地上撿起放到課桌上，所做的功大約是（）A．0.3J B．3J C．30J D．300J【解答】解：課桌的高度約為1m，一本科學課本的重力約為3N，將一本科學課本從地上撿起放到課桌上，所做的功約為：W＝Gh＝3N×1m＝3J。故選：B。（2022秋?鄞州區(qū)期末）爺爺與小麗進行爬樓比賽，他們都從1樓上到6樓，爺爺?shù)捏w重是小麗體重的2倍，爺爺所用的時間是小麗所用時間的3倍，若爺爺做功為W1，功率為P1，小麗做功為W2，功率為P2，則下列判斷正確的是（）A．W1：W2＝1：1 B．W2：W1＝6：1 C．P1：P2＝2：3 D．P1：P2＝3：2【解答】解：AB、由題意可知，爺爺和小麗爬樓個高度相等，根據W＝Gh可知，爺爺和小麗所做功的比值為：W1CD、由P=Wt可知，功率之比為：故選：C。（2022秋?鄞州區(qū)期末）某九年級同學家住5樓。一天，他提著裝有30個雞蛋的塑料袋從1樓走到家里。在此過程中，下列估算不合理的是（）A．他提雞蛋的力做的功約為200J B．他提雞蛋的力做功的功率約為3W C．他爬樓做的功約為6×102J D．他爬樓做功的功率約為102W【解答】解：（1）根據生活經驗可知，一個雞蛋質量約50g，30個雞蛋的質量m1＝1500g＝1.5kg，30個雞蛋的重力G1＝m1g＝1.5kg×10N/kg＝15N；住宅樓的樓層高大約3m，家住5樓，此同學實際爬樓高度：h＝3m×4＝12m；提雞蛋的力大約做功：W1＝G1h＝15N×12m＝180J，接近200J，故A估算合理；從1樓到5樓大約時間t＝1min＝60s，提雞蛋的力做功的功率：P1=W（2）小華自己體重G＝500N，他爬樓自身做的功：W2＝Gh＝500N×12m＝6000J，故C估算不合理；他提著裝有30個雞蛋的塑料袋從1樓走到5樓的過程中爬樓做的總功：W總＝W1+W2＝6000J+180J＝6180J，爬樓做功的功率：P=W總t故選：C。（2022秋?瑞安市校級期末）電梯的簡化模型如圖甲所示，考慮安全、舒適、省時等因素，電梯速度要經過加速、勻速和減速的過程，這一過程是通過改變拉力大小來實現(xiàn)的。某次電梯上升過程中所受拉力F隨上升高度h變化的圖象如圖乙所示。下列所示的圖象中，能正確反應電梯在上升過程中拉力所做的功W與高度h關系的是（）A． B． C． D．【解答】解：由公式W＝Fs＝Fh可得F=W?，由圖乙可知，F(xiàn)加速＞F勻速＞F故選：B。（2023?桐廬縣一模）科學課上，喜歡動手的小桐幫助老師搬運實驗器材，器材所受的重力為150N，底面積為150cm2，距離講臺的水平距離OM＝1.2m，距離講臺面的豎直高度ON＝0.8m，如圖所示。小桐先用30N的水平推力將器材勻速推到O點，再將器材勻速搬到桌面。（1）在M點時，器材對地面的壓強為1×104帕；（2）在MO段，器材受到的摩擦力為30牛；（3）整個過程，小桐對器材做的功為156焦?！窘獯稹拷猓海?）在M點時，器材對地面的壓力等于器材的重力，F(xiàn)＝G＝150N，器材對地面的壓強為：p=FS=（2）小桐先用30N的水平推力將器材勻速推到O點，根據二力平衡原理得，器材受到的摩擦力為：f＝30N；（3）從M點到O點克服摩擦力做的功為：W1＝fsMO＝30N×1.2m＝36J，從點O到點N克服重力做的功為：W2＝GsON＝150N×0.8m＝120J，整個過程，小桐對器材做的功為：W＝W1+W2＝36J+120J＝156J。故答案為：（1）1×104；（2）30；（3）156。（2023?溫州模擬）近年來，中國神舟系列、嫦娥系列等航天工程技術不斷發(fā)展。結合下列信息回答問題：（1）如圖甲所示為神舟十四號返回艙著陸前下落速度與時間的關系?？傎|量為3噸（忽略返回艙因摩擦造成質量的變化）的返回艙在CD段總重力做功的功率是6×104瓦。（2）若中國航天員登上月球時，看地球的形狀與滿月類似，則此時月球處在圖乙中的①位置（填序號）。?【解答】解：（1）由圖可知，返回艙在CD段做勻速運動且速度為v＝2m/s，返回艙的總重力G＝mg＝3×103kg×10N/kg＝3×104N；返回艙在CD段所做的功率為：P=Wt=G?t（2）由于光的直線傳播，滿月時，地球在太陽和月球之間，在月球上看地球，地球與滿月一樣，所以月球處在圖乙中的①位置；故答案為：（1）6×104；（2）①。（2023?龍港市模擬）如圖所示是公園的一個健身器材，桿和繩距離地面均為4米，小龍的體重為600牛。小龍第一次順著桿從桿頂勻速下滑到地面，速度為2米/秒，第二次沿著比桿粗糙、豎直的繩從頂部勻速下滑到地面，所用時間為3秒。?（1）當小龍順著桿頂勻速下滑到地面時，需要的時間為2秒。（2）小龍兩次重力做的功率分別為P1、P2，則P1大于P2（選填“大于”“小于”“等于”）。（3）運動時，人體產熱增加，散熱也加快，使體溫維持穩(wěn)定。寫出此時散熱的一種方式：排汗?！窘獯稹拷猓海?）由v=st=s（2）小龍的體重為600牛，小龍兩次下滑的高度相等，由W＝Gh可知，兩次重力所做的功相等，即W1＝W2，又因為第一次比第二次需要的時間短，根據P=Wt可知，小龍兩次重力做功的功率P1＞P（3）運動時，人體產熱增加，散熱也加快，使體溫維持穩(wěn)定，此時可以通過排汗，利用汗液液蒸發(fā)散熱。故答案為：（1）2；（2）大于；（3）排汗。（2022秋?新昌縣期末）某學校購買了30套總質量為150千克的顯微鏡，每套一箱。實驗員需要把這批顯微鏡搬運到12米高的生物實驗室。（1）該實驗員在搬運中。對顯微鏡總共做功為1.8×104J焦。（2）假設他身體可以向外提供的功率P與所搬運物體的質量m的關系如圖甲所示：每次他搬起箱子、放下箱子和下樓的時間t與所搬運物體的質量m關系如圖乙所示。那么他最快搬完全部箱子，且回到開始搬運處時，所用的最短時間為677.3秒。（結果保留整數(shù)）?！窘獯稹拷猓海?）由G＝mg和W＝Gh可得，實驗員在搬運中，對顯微鏡總共做功：W＝mgh＝150kg×10N/kg×12m＝1.8×104J；（2）從P﹣m圖象中得出，當一次搬運10kg、15kg、30kg時，人的功率分別為：P1＝40W、P2＝55W、P3＝55W，三種搬運方法對實驗器材做的相同，W＝1.8×104J，由P=Wt1=Wt2=W因為P2＝P3，所以t3＝t2≈327.3s，三種方法搬起箱子、放下箱子和下樓的時間：t1′=150kgt2′=150kgt3′=150kg三種搬運方法用的總時間：t總1＝t1+t1′＝450s+600s＝1050s，t總2＝t2+t2′＝327.3s+600s＝9273s，t總3＝t3+t3′＝327.3s+350s＝677.3s，所以所用的最短時間為677.3s。故答案為：（1）1.8×104J；（2）677.3s。（2023?衢州模擬）如圖所示甲為某品牌的電動平衡車，它在行駛過程中僅僅通過人體重心的改變便可實現(xiàn)車輛的啟動、停止等動作。（1）若該電動平衡車的踏板高度為30厘米，小明質量為60千克，當小明從水平地面站到電動平衡車的踏板上，求該過程中小明克服自身重力所做的功為多少？（2）如圖乙所示為小明某次騎行平衡車時運動速度隨時間變化曲線。若該平衡車自重為120牛，運動過程中所受阻力為總重的0.1倍，請計算：小明騎行過程中，電動車在5﹣10秒內牽引力做功的功率為多少？（3）如表為在5米/秒的速度下，普通自行車和電動平衡車遇到突發(fā)情況時所需的制動（從發(fā)現(xiàn)情況到車停下）時間。請分析表中數(shù)據，從安全角度給電動平衡車使用者提出建議。（一條即可）車輛種類普通自行車電動平衡車時間（秒）28【解答】解：（1）小明的重力G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N，該過程中