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7. 小东同学积极投入到“绿色环保、低碳出行”的新潮流中，他每天坚持骑自行车上下学，小东和自行车的总质量是80kg. 当小东以5m/s的速度在平直的公路上匀速骑行时，所受阻力是其总重力的0.02倍. 求:(g取10N/kg)
(1)小东匀速骑行时的动力.
(2)自行车行驶1000m动力做的功.
(3)自行车行驶的功率.
(1)小东匀速骑行时的动力.
(2)自行车行驶1000m动力做的功.
(3)自行车行驶的功率.
答案
解:(1)小东和自行车所受的总重力
$G=mg=80\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg}=800\mathrm{N},$
因为自行车匀速行驶,所以动力与阻力平衡,
则小车匀速骑行时的动力
$F=f=0.02G=0.02×800\mathrm{N}=16\mathrm{N}.$
(2)自行车行驶 1000m 动力做的功
$W=Fs=16\mathrm{N}×1000\mathrm{m}=1.6×10^4\mathrm{J}.$
(3)自行车行驶的功率
$P=\dfrac{W}{t}=\dfrac{Fs}{t}=Fv=16\mathrm{N}×5\mathrm{m/s}=80\mathrm{W}.$
$G=mg=80\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg}=800\mathrm{N},$
因为自行车匀速行驶,所以动力与阻力平衡,
则小车匀速骑行时的动力
$F=f=0.02G=0.02×800\mathrm{N}=16\mathrm{N}.$
(2)自行车行驶 1000m 动力做的功
$W=Fs=16\mathrm{N}×1000\mathrm{m}=1.6×10^4\mathrm{J}.$
(3)自行车行驶的功率
$P=\dfrac{W}{t}=\dfrac{Fs}{t}=Fv=16\mathrm{N}×5\mathrm{m/s}=80\mathrm{W}.$
解析
【分析】本题为力学综合计算题，解题思路如下：1. 先利用重力公式$G=mg$计算小东和自行车的总重力；2. 由于自行车匀速骑行，处于平衡状态，根据二力平衡条件，动力与阻力大小相等，结合阻力是总重力的0.02倍，可求出动力；3. 功的计算用公式$W=Fs$，功率可选用更简便的公式$P=Fv$（匀速时速度已知），分别代入对应数值计算即可。
【解析】解:(1)小东和自行车所受的总重力
$G=mg=80\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg}=800\mathrm{N},$
因为自行车匀速行驶,所以动力与阻力平衡,
则小东匀速骑行时的动力
$F=f=0.02G=0.02×800\mathrm{N}=16\mathrm{N}.$
(2)自行车行驶1000m动力做的功
$W=Fs=16\mathrm{N}×1000\mathrm{m}=1.6×10^4\mathrm{J}.$
(3)自行车行驶的功率
$P=\dfrac{W}{t}=\dfrac{Fs}{t}=Fv=16\mathrm{N}×5\mathrm{m/s}=80\mathrm{W}.$
【答案】(1)16N；(2)$1.6×10^4\mathrm{J}$；(3)80W
【知识点】重力计算、功与功率、二力平衡
【点评】本题结合“低碳出行”的实际场景，考查重力、二力平衡、功和功率的基本公式应用，属于基础力学计算题，难度不大，只要掌握相关物理公式和二力平衡条件即可正确解答，体现了物理知识与生活实际的联系。
【难度系数】0.8
【解析】解:(1)小东和自行车所受的总重力
$G=mg=80\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg}=800\mathrm{N},$
因为自行车匀速行驶,所以动力与阻力平衡,
则小东匀速骑行时的动力
$F=f=0.02G=0.02×800\mathrm{N}=16\mathrm{N}.$
(2)自行车行驶1000m动力做的功
$W=Fs=16\mathrm{N}×1000\mathrm{m}=1.6×10^4\mathrm{J}.$
(3)自行车行驶的功率
$P=\dfrac{W}{t}=\dfrac{Fs}{t}=Fv=16\mathrm{N}×5\mathrm{m/s}=80\mathrm{W}.$
【答案】(1)16N；(2)$1.6×10^4\mathrm{J}$；(3)80W
【知识点】重力计算、功与功率、二力平衡
【点评】本题结合“低碳出行”的实际场景，考查重力、二力平衡、功和功率的基本公式应用，属于基础力学计算题，难度不大，只要掌握相关物理公式和二力平衡条件即可正确解答，体现了物理知识与生活实际的联系。
【难度系数】0.8
8.如图所示,在水平拉力F的作用下,物体M沿水平地面做匀速直线运动,已知弹簧测力计的示数为10N,物体M运动的速度为1m/s,则物体M与地面间的摩擦力为
20
N,水平拉力F做功的功率为20
W.(不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间的摩擦)答案
20 20
解析
【分析】
首先观察题图，该滑轮为水平使用的动滑轮，弹簧测力计的示数等于绳子自由端的拉力，由此确定拉力大小；物体M做匀速直线运动，水平方向受力平衡，结合水平动滑轮的力的关系可求出摩擦力；再根据动滑轮的速度关系得到拉力的速度，利用功率公式计算拉力的功率。
【解析】
1. 求物体M与地面间的摩擦力：
弹簧测力计的示数为10N，因此绳子自由端的拉力$ F = 10N $。
该滑轮为水平动滑轮，不计滑轮与绳子间的摩擦等，水平动滑轮的特点是：拉力$ F $与摩擦力$ f $的关系为$ f = 2F $（动滑轮上有两段绳子承担对物体的拉力）。
代入$ F = 10N $，得$ f = 2×10N = 20N $。
2. 求水平拉力$ F $做功的功率：
物体M的运动速度$ v_{物}=1m/s $，水平动滑轮中，拉力移动的速度是物体速度的2倍，即$ v = 2v_{物}=2×1m/s = 2m/s $。
根据功率公式$ P = Fv $，代入$ F = 10N $、$ v = 2m/s $，得$ P = 10N×2m/s = 20W $。
【答案】
20；20
【知识点】
动滑轮的特点；功率的计算
【点评】
本题考查水平动滑轮的应用及功率计算，关键是掌握水平动滑轮的力和速度的关系，需注意与竖直动滑轮的区别，避免力和速度的关系混淆。
【难度系数】
0.6
首先观察题图，该滑轮为水平使用的动滑轮，弹簧测力计的示数等于绳子自由端的拉力，由此确定拉力大小；物体M做匀速直线运动，水平方向受力平衡，结合水平动滑轮的力的关系可求出摩擦力；再根据动滑轮的速度关系得到拉力的速度，利用功率公式计算拉力的功率。
【解析】
1. 求物体M与地面间的摩擦力：
弹簧测力计的示数为10N，因此绳子自由端的拉力$ F = 10N $。
该滑轮为水平动滑轮，不计滑轮与绳子间的摩擦等，水平动滑轮的特点是：拉力$ F $与摩擦力$ f $的关系为$ f = 2F $（动滑轮上有两段绳子承担对物体的拉力）。
代入$ F = 10N $，得$ f = 2×10N = 20N $。
2. 求水平拉力$ F $做功的功率：
物体M的运动速度$ v_{物}=1m/s $，水平动滑轮中，拉力移动的速度是物体速度的2倍，即$ v = 2v_{物}=2×1m/s = 2m/s $。
根据功率公式$ P = Fv $，代入$ F = 10N $、$ v = 2m/s $，得$ P = 10N×2m/s = 20W $。
【答案】
20；20
【知识点】
动滑轮的特点；功率的计算
【点评】
本题考查水平动滑轮的应用及功率计算，关键是掌握水平动滑轮的力和速度的关系，需注意与竖直动滑轮的区别，避免力和速度的关系混淆。
【难度系数】
0.6
9. 如图甲所示,小明用弹簧测力计拉木块,使木块沿水平木板匀速直线滑动,图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像,木块第一次受到的拉力
等于
第二次受到的拉力,木块第一次拉力做功的功率小于
第二次拉力做功的功率.(均填“大于”“等于”或“小于”)答案
等于 小于
解析
【分析】
要解决这道题，需分两步推导：第一步判断两次拉力的大小：木块两次都做匀速直线运动，处于平衡状态，拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等；滑动摩擦力由压力和接触面粗糙程度决定，两次实验中，同一木块对木板的压力相同，接触面粗糙程度相同，故滑动摩擦力相等，因此两次拉力相等。第二步判断功率大小：s-t图像的斜率表示速度，第二次图像更陡，说明第二次木块速度更大；功率公式为$P=Fv$，两次拉力相等，速度越小功率越小，因此第一次功率更小。
【解析】
1. 拉力大小分析：
木块两次沿水平木板匀速直线滑动，根据二力平衡条件，拉力$F$等于滑动摩擦力$f$，即$F=f$。
滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面粗糙程度有关，两次实验中，同一木块对水平木板的压力相等，接触面粗糙程度相同，所以两次滑动摩擦力$f$大小相等，因此第一次受到的拉力等于第二次受到的拉力。
2. 功率大小分析：
由图乙的$s-t$图像可知，图像的斜率表示速度，第二次图像更陡，说明第二次木块的速度$v_2$大于第一次的速度$v_1$。
拉力做功的功率公式为$P=Fv$，已知两次拉力$F$相等，且$v_1 ＜ v_2$，所以第一次拉力做功的功率$P_1=Fv_1$，第二次功率$P_2=Fv_2$，因此$P_1 ＜ P_2$，即第一次拉力做功的功率小于第二次拉力做功的功率。
【答案】
等于；小于
【知识点】
二力平衡、滑动摩擦力、功率
【点评】
本题结合$s-t$图像考查力学基础知识点，核心是理解匀速运动时拉力与摩擦力的平衡关系，以及$s-t$图像斜率的物理意义，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需分两步推导：第一步判断两次拉力的大小：木块两次都做匀速直线运动，处于平衡状态，拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等；滑动摩擦力由压力和接触面粗糙程度决定，两次实验中，同一木块对木板的压力相同，接触面粗糙程度相同，故滑动摩擦力相等，因此两次拉力相等。第二步判断功率大小：s-t图像的斜率表示速度，第二次图像更陡，说明第二次木块速度更大；功率公式为$P=Fv$，两次拉力相等，速度越小功率越小，因此第一次功率更小。
【解析】
1. 拉力大小分析：
木块两次沿水平木板匀速直线滑动，根据二力平衡条件，拉力$F$等于滑动摩擦力$f$，即$F=f$。
滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面粗糙程度有关，两次实验中，同一木块对水平木板的压力相等，接触面粗糙程度相同，所以两次滑动摩擦力$f$大小相等，因此第一次受到的拉力等于第二次受到的拉力。
2. 功率大小分析：
由图乙的$s-t$图像可知，图像的斜率表示速度，第二次图像更陡，说明第二次木块的速度$v_2$大于第一次的速度$v_1$。
拉力做功的功率公式为$P=Fv$，已知两次拉力$F$相等，且$v_1 ＜ v_2$，所以第一次拉力做功的功率$P_1=Fv_1$，第二次功率$P_2=Fv_2$，因此$P_1 ＜ P_2$，即第一次拉力做功的功率小于第二次拉力做功的功率。
【答案】
等于；小于
【知识点】
二力平衡、滑动摩擦力、功率
【点评】
本题结合$s-t$图像考查力学基础知识点，核心是理解匀速运动时拉力与摩擦力的平衡关系，以及$s-t$图像斜率的物理意义，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.5
10.将物体A挂于弹簧测力计下,弹簧测力计与物体A共同处于静止或匀速直线运动状态,已知匀速运动的速度关系为$v_1＜v_2＜v_3$,则弹簧测力计对物体A的拉力做功的功率最大的是
(
(
C
)答案
C
解析
【分析】
要解决该问题，需先明确：物体A静止或匀速直线运动时受力平衡，弹簧测力计对A的拉力等于A的重力，因此四个选项中拉力大小相等。功率公式为$P=Fv$，其中$v$是力的方向上的速度，仅当速度方向与拉力方向一致时，拉力才做功，功率不为0。逐一分析各选项：A静止，速度为0，功率为0；B中速度$v_1$竖直向上，与拉力方向一致，功率为$Fv_1$；C中速度$v_2$竖直向上，与拉力方向一致，功率为$Fv_2$，且$v_2＞v_1$；D中速度水平向右，与竖直拉力垂直，拉力不做功，功率为0。因此功率最大的是C选项。
【解析】
1. 确定拉力大小：物体A处于静止或匀速直线运动状态，根据二力平衡条件，弹簧测力计对A的拉力$F$等于A的重力$G$，故四个选项中拉力$F$大小相等。
2. 分析功率：功率公式为$P=Fv$，此处$v$是力的方向上的速度：
选项A：物体静止，速度$v=0$，则功率$P_A=F×0=0$；
选项B：速度$v_1$竖直向上，与拉力方向相同，功率$P_B=Fv_1$；
选项C：速度$v_2$竖直向上，与拉力方向相同，功率$P_C=Fv_2$，已知$v_2＞v_1$，故$P_C＞P_B$；
选项D：速度$v_3$水平向右，与竖直方向的拉力垂直，拉力不做功，功率$P_D=0$。
3. 比较功率大小：$P_C＞P_B＞P_A=P_D$，因此功率最大的是C选项。
【答案】
C
【知识点】
功率计算、二力平衡
【点评】
本题结合二力平衡和功率公式考查对做功功率的理解，核心在于明确功率公式中速度是力方向上的分量，需注意力与速度方向垂直时力不做功，整体属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决该问题，需先明确：物体A静止或匀速直线运动时受力平衡，弹簧测力计对A的拉力等于A的重力，因此四个选项中拉力大小相等。功率公式为$P=Fv$，其中$v$是力的方向上的速度，仅当速度方向与拉力方向一致时，拉力才做功，功率不为0。逐一分析各选项：A静止，速度为0，功率为0；B中速度$v_1$竖直向上，与拉力方向一致，功率为$Fv_1$；C中速度$v_2$竖直向上，与拉力方向一致，功率为$Fv_2$，且$v_2＞v_1$；D中速度水平向右，与竖直拉力垂直，拉力不做功，功率为0。因此功率最大的是C选项。
【解析】
1. 确定拉力大小：物体A处于静止或匀速直线运动状态，根据二力平衡条件，弹簧测力计对A的拉力$F$等于A的重力$G$，故四个选项中拉力$F$大小相等。
2. 分析功率：功率公式为$P=Fv$，此处$v$是力的方向上的速度：
选项A：物体静止，速度$v=0$，则功率$P_A=F×0=0$；
选项B：速度$v_1$竖直向上，与拉力方向相同，功率$P_B=Fv_1$；
选项C：速度$v_2$竖直向上，与拉力方向相同，功率$P_C=Fv_2$，已知$v_2＞v_1$，故$P_C＞P_B$；
选项D：速度$v_3$水平向右，与竖直方向的拉力垂直，拉力不做功，功率$P_D=0$。
3. 比较功率大小：$P_C＞P_B＞P_A=P_D$，因此功率最大的是C选项。
【答案】
C
【知识点】
功率计算、二力平衡
【点评】
本题结合二力平衡和功率公式考查对做功功率的理解，核心在于明确功率公式中速度是力方向上的分量，需注意力与速度方向垂直时力不做功，整体属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.6
11.学校趣味运动会举行“双摇跳绳”比赛，“双摇跳绳”是指每次在双脚跳起后，绳连续绕身体两周的跳绳方法.质量为50kg的小明同学1min内摇绳200圈，每次起跳高度大约为12cm，则他在整个跳绳过程中的平均功率约为(g取10N/kg) （
A.10W
B.50W
C.100W
D.200W
C
）A.10W
B.50W
C.100W
D.200W
答案
C
解析
【分析】
要计算平均功率，需利用公式$P=\frac{W_{总}}{t}$，因此需先求出总功$W_{总}$。总功等于每次跳绳克服重力做的功乘以跳绳次数。首先明确：双摇跳绳时，摇绳2圈对应起跳1次，故200圈对应起跳次数为$200÷2=100$次；每次起跳克服重力做功$W_1=Gh$，重力$G=mg$，代入数据计算后，再结合总时间$t=60s$，即可算出平均功率。
【解析】
1. 计算小明的重力：$G=mg=50kg×10N/kg=500N$；
2. 确定起跳次数：双摇跳绳时，摇绳2圈起跳1次，1min摇绳200圈，故起跳次数$n=200÷2=100$次；
3. 计算每次起跳克服重力做的功：$W_1=Gh=500N×0.12m=60J$；
4. 计算总功：$W_{总}=nW_1=100×60J=6000J$；
5. 计算平均功率：$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{6000J}{60s}=100W$。
【答案】
C
【知识点】
功率的计算、功的计算、重力的计算
【点评】
本题结合生活中的跳绳场景，考查功与功率的计算，关键在于明确双摇跳绳时摇绳圈数与起跳次数的对应关系，避免次数计算错误，整体难度适中。
【难度系数】
0.5
要计算平均功率，需利用公式$P=\frac{W_{总}}{t}$，因此需先求出总功$W_{总}$。总功等于每次跳绳克服重力做的功乘以跳绳次数。首先明确：双摇跳绳时，摇绳2圈对应起跳1次，故200圈对应起跳次数为$200÷2=100$次；每次起跳克服重力做功$W_1=Gh$，重力$G=mg$，代入数据计算后，再结合总时间$t=60s$，即可算出平均功率。
【解析】
1. 计算小明的重力：$G=mg=50kg×10N/kg=500N$；
2. 确定起跳次数：双摇跳绳时，摇绳2圈起跳1次，1min摇绳200圈，故起跳次数$n=200÷2=100$次；
3. 计算每次起跳克服重力做的功：$W_1=Gh=500N×0.12m=60J$；
4. 计算总功：$W_{总}=nW_1=100×60J=6000J$；
5. 计算平均功率：$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{6000J}{60s}=100W$。
【答案】
C
【知识点】
功率的计算、功的计算、重力的计算
【点评】
本题结合生活中的跳绳场景，考查功与功率的计算，关键在于明确双摇跳绳时摇绳圈数与起跳次数的对应关系，避免次数计算错误，整体难度适中。
【难度系数】
0.5
