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单元对点例题解析

考点1：功

【例题1】（2022甘肃兰州）如图所示的情境中，对物体不做功的是（　　）

A. 图甲：用力搬石头，没有搬动   B. 图乙：将重物从地面拉到高处

C. 图丙：推车向前运动   D. 图丁：挺举杠铃过程

【答案】A

【解析】A．人用力搬石头没有搬动，有力无距离，所以人对石头没有做功，故A符合题意；

B．人将重物从地面拉到高处，有力有距离，并且在力的方向上移动了一段距离，所以人对重物做了功，故B不符合题意；

C．人推车向前运动，有力有距离，并且在力的方向上移动了一段距离，所以人对车做了功，故C不符合题意；

D．人挺举杠铃的过程中，有力有距离，并且在力的方向上移动了一段距离，所以人对杠铃做了功，故D不符合题意。故选A。

【例题2】（2022湖南怀化）如图所示，水平地面上有一重为20N的物块，在水平拉力F=5N作用下向右运动了10m，在这个过程中拉力F对物体做的功为___________J，重力做的功为___________J。

【答案】    ①. 50    ②. 0

【解析】物块受到的水平拉力F=5N，在拉力的作用下移动的距离为10m，所以拉力做的功为

W=Fs=5N×10m=50J

重力的方向是竖直向下的，而的物块在水平方向上向右运动了10m，物块没有在重力的方向上移动距离，所以此过程中重力对物块不做功，即做功为0。

【例题3】（2022深圳）一校车质量为30t，车轮与地面总接触面积为0.5m²，水平匀速行驶时校车受到的阻力为重力的0.03倍，校车匀速行驶200米，问：

（1）求车对地面的压强；

（2）校车2小时内行驶了150km，问平均速度超不超过限速（限速80km/h）；

（3）整个过程牵引力做功多少？

【答案】（1）6×10⁵Pa；（2）不超过；（3）1.8×10⁶J

【解析】（1）校车质量m=30t=3×10⁴kg

校车的重力

校车对地面压强

（2）校车行驶的平均速度

因为75km/h小于限速80km/h，所以校车的平均速度不超过限速。

（3）水平匀速行驶时校车受到的阻力为重力的0.03倍，所以牵引力

整个过程牵引力做功

答：（1）车对地面的压强为6×10⁵Pa；

（2）校车2小时内行驶了150km，平均速度不超过限速；

（3）整个过程牵引力做功1.8×10⁶J。

【例题4】(2021甘肃威武)机器人送餐以往只能在科幻电影中看到的场面，现在已成为现实。如图所示，一个机器人用手托着盘子，在水平地面上匀速行走，并使盘子一直保持同一高度不变。甲同学说机器人对盘子做了功，而乙同学却说它对盘子没有做功。请问你支持谁的观点？为什么？ 

【答案】 乙同学；作用在物体上的力与距离垂直，垂直无功  

【解析】乙同学，因为在水平方向上匀速直线运动，而机器人对盘子的力是向上的，力与距离垂直，垂直无功。

 当物体在力的方向上移动一段距离时，外力才做功，结合物体的受力情况的移动方向判断即可。

考点2：功率

【例题5】（2022江苏南通）“六•一”期间，小莉和同学们到七星峰旅游时进行了一场登山比赛。下列有关功率的说法正确的是（　　）

A. 用时最短的功率最大   B. 速度最快的功率最大

C. 体重最大的功率最大   D. 做功最快的功率最大

【答案】D

【解析】功率是指物体做功快慢的物理量，做功最快的功率最大。比较功率的大小，需要知道所做的功及所用时间的多少。故ABC错误，D正确。故选D。

【例题6】 （2022湖南郴州）用40N水平拉力拉着重为100N的物体，在10s内由静止开始沿水平直线移动了5m。此过程中，重力对物体做的功为______J，水平拉力对物体做功的功率为______W。

【答案】   0   20

【解析】做功的两个要素是：一是要有作用在物体上的力；二是物体沿受力方向移动一段距离。物体受到的重力方向竖直向下，而物体是沿水平方向运动，所以重力没有做功。

物体受到的水平拉力F=40N，沿水平直线移动了5m，所以拉力对物体做的功为

W=Fs=40N×5m=200J

拉力对物体做功的功率为

【例题7】 （2022安徽）在一次跳伞表演中，运动员在的时间内竖直向下匀速降落了。若运动员和降落伞作为整体受到的重力为，求这个整体在该过程中：

（1）所受阻力的大小；

（2）所受重力做功的功率。

【答案】（1）1000N；（2）6000W

【解析】（1）有题可知，运动员在做匀速直线运动，故受到的阻力与重力是一对平衡力，故阻力为

（2）重力做的功为

所受重力做功的功率为

答：（1）所受阻力的大小1000N；

（2）所受重力做功的功率为6000W。

【例题8】（2021广西贵港）已知大山同学的质量为60kg，每只鞋底与地面的接触面积为0.015m²。大山在10s内用20N的水平拉力拉重为100N的物体沿拉力方向在水平地面上匀速前进了13m。（g取10N/kg）求：   

（1）物体受到摩擦力的大小；   

（2）大山前进的速度；   

（3）拉力做功的功率；   

（4）大山在水平地面上立正时对地面的压强。   

【答案】 见解析。

【解析】（1）当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，即物体处于平衡状态，此时物体受到的力为平衡力，结合物体受到的外力求解大小即可；

 （2）已知物体的路程和运动的时间，利用速度公式求解速度；

 （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；

 （4）结合物体的质量，利用公式G=mg求解物体的重力。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=求解物体产生的压强，其中F是压力，S是受力面积。

解答：（1）解：水平拉力拉重为100N的物体沿拉力方向在水平地面上匀速前进，物体处于平衡态，在水平路面上受到了拉力和摩擦力，故摩擦力和拉力是平衡力，故摩擦力的大小为20N。

答：摩擦力的大小为20N；

（2）解：大山前进的速度 

答：大山前进的速度大山  ；

（3）解：拉力做功的功率 

答：拉力做功的功率  ；

（4）解：大山在水平地面上立正时对地面的压强 

答：大山在水平地面上立正时对地面的压强  。

【例题9】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。一质量为1.2t的无人驾驶汽车，静止时四个轮子与地面的总接触面积为0.12m²，在平直道路上以36km/h的速度匀速行驶，受到的牵引力大小为4×10³N。某时刻车头上的激光雷达向正前方的固定障碍物发射一束激光信号，经3×10^-7s激光雷达接收到障碍物反射回的信号（该时间内汽车行驶的距离忽略不计）。已知光速为3×10⁸m/s，g取10N/kg。求该汽车。

(1)静止时对水平地面的压强大小；

(2)此刻车头到障碍物的距离；

(3)以36km/h的速度匀速行驶时牵引力的功率。

【答案】(1)；(2)45m；(3)

【解析】(1)汽车对水平地面的压力F=G=mg=1.2×10⁴N

静止时对水平地面的压强大小

(2)此刻车头到障碍物的距离

(3)汽车的速度v=36km/h=10m/s

以36km/h的速度匀速行驶时牵引力的功率

考点3：动能和势能

【例题10】（2022广西玉林）如图所示，舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中（　　）

A. 动能减小，重力势能增大

B. 动能增大，重力势能减小

C 动能增大，重力势能增大

D. 动能减小，重力势能减小

【答案】C

【解析】舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中，质量不变，速度和高度都变大，所以其动能和重力势能都增大，故ABD不符合题意，C符合题意。

【例题11】（2022黑龙江龙东）2022年2月12日，冬奥会比赛中，我省运动员高亭宇在500米速度滑冰比赛中，以34.32s的优异成绩刷新该项目奥运会记录，他全程的平均速度约为__________m/s（保留整数位）；在冲刺阶段，他全力向后蹬冰使自己向前加速滑行，该过程中他的动能会变__________。

【答案】   15   大

【解析】全程的平均速度

物体的动能与物体的质量和速度有关，运动员加速滑行时，运动员的质量不变，运动速度变大，可得运动员的动能变大。

【例题12】（2022湖北恩施州）如图所示，让从斜面上由静止滚下的小球钻入水平面上的纸盒，探究影响小球动能大小的因素。

（1）有多个因素可以影响物体的动能大小，比较质量________（选填“相同”或“不同”）的两个小球从不同高度滚下，是为了改变小球撞击纸盒时的运动速度；

（2）此实验现象说明运动速度较________的小球具有的动能较大。

【答案】  相同   大

【解析】（1影响动能大小的因素有两个：质量和速度；小球从不同的高度滚下，到达水平面的速度不同，因此探究的是动能与速度的大小关系，根据控制变量法可知，应控制小球的质量相同。

（2）小球的速度越大，纸盒被撞得越远，说明小球的动能越大，因此此实验现象说明运动速度较大的小球具有的动能较大。

【例题13】（2021江苏南京）2021年4月，中国女足通过奋勇拼搏，晋级奥运会。如图是足球落地后又弹起的示意图分析可知，足球（　　）

A. 在B点时受力平衡

B. 在A、D两点动能可能相等

C. 在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不断改变

D. 在运动过程中，只存在动能和势能的相互转化

【答案】B

【解析】A．B点只受重力，不平衡，故A不符合题意；

B．运动过程中有空气阻力，所以AD速度可能相同，动能可能相同，故B符合题意；

C．在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不变，故C不符合题意；

D．在运动过程中，机械能不守恒，不可能只存在动能和势能的相互转化，故D不符合题意。

考点4：机械能及其转化

【例题14】 （2022江苏常州）小明背着书包从教学楼的一楼匀速爬到三楼，此过程中，以书包为研究对象，其（　　）

A. 动能增加，重力势能增加，机械能增加

B. 动能增加，重力势能不变，机械能增加

C. 动能不变，重力势能增加，机械能增加

D. 动能不变，重力势能不变，机械能不变

【答案】C

【解析】动能与物体质量和速度有关，由于物体质量不变，但是在竖直方向上速度大小不变，故动能不变。重力势能与物体的质量和高度有关，物体质量不变，但是高度增加，故其重力势能增加，机械能增加。故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。

【例题15】 （2022河北省）2022年5月14日，一架国产C919大飞机（如图所示）从浦东机场起飞，经过3个多小时的飞行后安全降落，这标志着即将交付的首架C919大飞机首飞试验成功。下列说法正确的是（　　）

A. 飞机在升空过程中，飞行员的重力势能逐渐增大

B. 飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞行员的动能一直保持不变

C. 飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞机的机械能一直保持不变

D. 飞机降落后，在水平道上滑行过程中，飞机的动能转化为重力势能

【答案】A

【解析】A．飞机在升空过程中，高度增大，质量不变，所以飞行员的重力势能逐渐增大，故A正确；

B．飞机从起飞到安全降落的整个过程中，速度是变化的，质量不变，所以飞行员的动能会发生变化，故B错误；

C．飞机从起飞到安全降落的整个过程中，质量不变，高度、速度会发生变化，重力势能、动能会发生变化，所以飞机的机械能也会发生变化，故C错误；

D．飞机降落后，在水平道上滑行过程中，飞机的高度不变重力势能不变，所以飞机的动能没有转化为重力势能，故D错误。故选A。

【例题16】（2022江苏泰州）引体向上是泰州市体育学业水平测试项目，如图，臂力小的小明情助弹力带进行训练、他用脚蹬弹力带，弹力带对他施加一个向上的力。随着小明身体上升，弹力带对他向上的力的大小变化情况是______；在此过程中，弹力带的______能转化为小明的重力势能，其实质是弹力带对他做功的过程。

【答案】  不断变小   弹性势

【解析】随着小明身体上升，弹力带的形变不断变小，对他向上的弹力不断变小。

随着小明身体上升，弹力对他做功，弹力带弹性势能变小，小明的质量不变，高度升高，重力势能变大，弹力带将弹性势能转化为小明的机械能。

【例题17】（2021四川绵阳）撑竿跳高是一项对压竿和起跳技术要求很高的体育运动。如图所示是运动员在一次比赛中的情景，从竿处于最大弹性形变到运动员松开竿的过程中（不考虑空气阻力）（　　）

A．竿的弹性势能增大，运动员的机械能减小      

B．竿的弹性势能增大，运动员的机械能增大      

C．竿的弹性势能减小，运动员的机械能减小      

D．竿的弹性势能减小，运动员的机械能增大

【答案】D

【解析】动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。

重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。

弹性势能大小的影响因素：弹性形变的大小。

竿处于最大弹性形变时的弹性势能是最大的，从竿处于最大弹性形变到运动员松开竿的过程中，杆的弹性形变程度变小，弹性势能变小，人的质量不变，高度变大，重力势能变大，速度变大，势能变大，人的机械能变大，是杆的弹性势能转化为人的机械能。