中考物理挑战压轴题：
压轴题06 功与机械能
1．平衡车作为一种新兴的代步工具，深得年轻人的喜欢，小华最近购入一台平衡车，他仔细阅读此款平衡车的说明书，主要参数如下：
平衡车整车参数 净重 最高车速 电动机额定功率 额定输入电压 额定输出电压 最大载重
12kg 16km/h 900W 220V 63V 85kg
（1）小华的质量为60kg，当他站立在平衡车上静止时，车轮与水平地面的接触总面积为4×10﹣3m2，则此时平衡车对水平地面的压强有多大？
（2）小华家距公园1.6km，他骑行此款平衡车以最高车速从家到公园，需要多长时间？ （3）若平衡车正常工作时，发动机提供的牵引力为180N，则小华以最高车速从家行驶到公园，牵引力的功率为多少？（假设小华从家到公园做匀速直线运动） 【答案】（1）1.8×10Pa；（2）0.1h；（3）800W。 【解析】 【详解】
（1）．该车静止时对水平地面的压力：
5
F=G总=（m1+m2）g=（60kg+12kg）×10N/kg=720N，
1
对水平地面的压强：
p?F720N5??1.8?10Pa； ﹣32S4?10ms可得，以最高车速从家到公园，需要的时间： t（2）．由v?t?s1.6km??0.1h； v16km/h（3）．最高车速：
v?16km/h?16?牵引力的功率：
140m/s?m/s， 3.69P?Fv?180N?40m/s?800W。 9答：（1）．此时平衡车对水平地面的压强有1.8×105Pa；
（2）．他骑行此款平衡车以最高车速从家到公园，需要0.1h时间； （3）．牵引力的功率为800W。
2．一辆汽车以72 km/h的速度匀速行驶10 min，消耗的汽油为1.2 kg。汽车匀速行驶时受到的牵引力F＝1.2×103N，汽油的热值q＝4.6×107J/kg。问： (1)这段时间内汽油完全燃烧放出的热量是多少？ (2)这段时间内汽车牵引力做功的功率是多少？ (3)该汽车的效率是多少？
【答案】(1)5.52×107J；(2)2.4×104W；(3)26% 【解析】 【详解】
(1)汽油完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=1.2kg?4.6?107J/kg=5.52?107J
(2)汽车的速度
v＝72 km/h＝20 m/s
汽车牵引力做功的功率：
34P＝Fv＝1.2?10N?20?m/s＝2.4?10W 有2
(3)在测试时间内汽车的有用功：
47W有＝Pt＝2.4?10W?600s＝1.44?10J 有在测试时间内该汽车的效率：
1.44?107J???100%??100%?26%
Q放5.52?107J答：(1)汽油完全燃烧放出的热量是5.52×10J； (2)汽车牵引力做功的功率是2.4×104W； (3)汽车的效率是26%。
3．近几年来，我国大力推广新能源汽车，2024年4月扬州市正式发放新能源汽车牌照。某款电动汽车（如图所示）以60 km/h的速度匀速行驶了80 km，所受的牵引力为720 N，耗电18 kW·h，请解答下列问题：
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W有
（1）牵引力所做的功是多少？ （2）牵引力的功率是多少？
（3）上述行驶过程中，电动车的效率是多少？ 【答案】（1）5.76×107J；（2）1.2×104w；（3）88.9％ 【解析】 【分析】 【详解】
(1)牵引力所做的功是
W=FS=720N×80×103 m=5.76×107J
(2)由速度公式知
t?则牵引力的功率是
S80km4?=h=4800s V60kmh3W5.76?107JP???1.2?104W
t4800s3
(3)电动车的效率是
??W有W总?100%?88.9％
答：(1)牵引力所做的功是5.76×107J； (2)牵引力的功率是1.2×104w ； (3)电动车的效率是88.9％。
4．如图所示，小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的物体，已知物体重1.2×10N，密度为1.6×10kg/m。测得物体在出水面后牵引车作用在绳子上的拉力为500牛。若不计摩擦、绳重及水的阻力，g取10N/kg，问：
3
3
3
(1)物体浸没水中时所受的浮力多大？ (2)物体露出水面前滑轮组机械效率多大？
(3)物体出水面后上升的速度是0.5m/s，牵引车拉力的功率多大？ 【答案】(1)750N；(2)60%；(3)750W 【解析】 【分析】 【详解】
(1)由G?mg可得物体的质量
G1.2?103Nm???120kg
g10N/kg根据??m可得物体的体积 VV?m??120kg?0.075m3 331.6?10kg/m物体浸没水中时排开液体体积等于物体体积，所受的浮力
F浮??gV排??gV物?1.0?103kg/m3?10N/kg?0.075m3?750N
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(2)由图知绳子承担物重的段数n为3，由F?1?G?G轮?可得 3物500N?解得动滑轮的重力
11200N?G轮? ?3G轮?300N
设物体在水中受到的拉力为F1，则有
F1?F浮?G
F1?G?F浮?1200N﹣750N?450N
物体出水面前作用在绳端的拉力
F??物体出水面前的机械效率
F1?G轮450N?300N??250N 33??W有Fh450N?100%?1?100%??100%?60%
?W总F?3h3?250N(3)物体出水面后上升的速度是0.5m/s，则绳子移动的速度
v绳?3v物?3?0.5m/s?1.5m/s
则牵引车拉力做功的功率
P?WFs??Fv?500N?1.5m/s?750W tt答：(1)物体浸没水中时所受的浮力750N； (2)物体露出水面前滑轮组机械效率60%；
(3)物体出水面后上升的速度是0.5m/s，牵引车拉力的功率750W。
5．建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示，在匀速起吊重4.2×103N的物体时，物体5s内上升了6m。若滑轮组所做的额外功为1.08×104J，求：
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2024中考物理挑战压轴题专题06功与机械能(含解析)
