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18.如图所示为某酒店机器人,它能完成送餐传菜、配送物品、回收餐具等一系列工作。某次送餐中,机器人沿平直的路面匀速行驶60 m,到达点餐旅客所在的客房,用时50 s,机器人匀速直线运动时受到的阻力恒为12 N。求：
(1)机器人受到的牵引力做的功是多少？
(2)机器人受到的牵引力做功的功率是多少？
(1)机器人受到的牵引力做的功是多少？
(2)机器人受到的牵引力做功的功率是多少？
答案
18.解:(1)机器人匀速直线运动时,牵引力和阻力是一对平衡力，
所以牵引力$F=f=12\ \mathrm{N}$，
机器人受到的牵引力做的功为
$W=Fs=12\ \mathrm{N}×60\ \mathrm{m}=720(\mathrm{J})$。
(2)机器人受到的牵引力做功的功率为
$P=\dfrac{W}{t}=\dfrac{720\ \mathrm{J}}{50\ \mathrm{s}}=14.4(\mathrm{W})$。
所以牵引力$F=f=12\ \mathrm{N}$，
机器人受到的牵引力做的功为
$W=Fs=12\ \mathrm{N}×60\ \mathrm{m}=720(\mathrm{J})$。
(2)机器人受到的牵引力做功的功率为
$P=\dfrac{W}{t}=\dfrac{720\ \mathrm{J}}{50\ \mathrm{s}}=14.4(\mathrm{W})$。
解析
【分析】
本题考查功和功率的计算，解题思路为：首先根据匀速直线运动的受力特点（二力平衡）确定牵引力大小，再利用功的公式$W=Fs$计算牵引力做的功，最后根据功率公式$P=\frac{W}{t}$计算牵引力做功的功率。
【解析】
(1) 机器人做匀速直线运动时，处于平衡状态，牵引力与阻力是一对平衡力，因此牵引力$F = f = 12\ \mathrm{N}$。
根据功的计算公式$W = Fs$，可得牵引力做的功：
$W = Fs = 12\ \mathrm{N} × 60\ \mathrm{m} = 720\ \mathrm{J}$。
(2) 根据功率的计算公式$P = \frac{W}{t}$，可得牵引力做功的功率：
$P = \frac{W}{t} = \frac{720\ \mathrm{J}}{50\ \mathrm{s}} = 14.4\ \mathrm{W}$。
【答案】
(1) $720\ \mathrm{J}$；(2) $14.4\ \mathrm{W}$
【知识点】
功的计算、功率的计算、二力平衡
【点评】
本题结合生活中的机器人送餐场景，考查力学基础知识点的应用，属于常规基础计算题，重点考查学生对二力平衡、功和功率公式的掌握情况，解题步骤清晰，难度较低。
【难度系数】
0.7
本题考查功和功率的计算，解题思路为：首先根据匀速直线运动的受力特点（二力平衡）确定牵引力大小，再利用功的公式$W=Fs$计算牵引力做的功，最后根据功率公式$P=\frac{W}{t}$计算牵引力做功的功率。
【解析】
(1) 机器人做匀速直线运动时，处于平衡状态，牵引力与阻力是一对平衡力，因此牵引力$F = f = 12\ \mathrm{N}$。
根据功的计算公式$W = Fs$，可得牵引力做的功：
$W = Fs = 12\ \mathrm{N} × 60\ \mathrm{m} = 720\ \mathrm{J}$。
(2) 根据功率的计算公式$P = \frac{W}{t}$，可得牵引力做功的功率：
$P = \frac{W}{t} = \frac{720\ \mathrm{J}}{50\ \mathrm{s}} = 14.4\ \mathrm{W}$。
【答案】
(1) $720\ \mathrm{J}$；(2) $14.4\ \mathrm{W}$
【知识点】
功的计算、功率的计算、二力平衡
【点评】
本题结合生活中的机器人送餐场景，考查力学基础知识点的应用，属于常规基础计算题，重点考查学生对二力平衡、功和功率公式的掌握情况，解题步骤清晰，难度较低。
【难度系数】
0.7
阅读短文，回答问题。
“长五”助力，“天和”巡天
长征五号B遥二运载火箭是新一代运载火箭，它使用的是冷藏液氢、液氧低温燃料，液氢温度为$-253°\mathrm{C}$，液氧为$-183°\mathrm{C}$。在塔架上未起飞前，这些燃料在与外界空气接触时，火箭侧壁会冒出“白雾”，在“点火”口令下达后，重达800多吨的火箭拔地而起，火箭尾部发出又长又亮的蓝白色火焰，约490 s后离开视野。将天和核心舱送入预定轨道后，末级火箭与核心舱分离，末级火箭再入大气层，与大气剧烈摩擦使火箭绝大部分烧蚀损毁。
进入预定轨道的天和核心舱使用的是大功率LT—100型霍尔电推系统，该设备将太阳能先转化为电能，再将电能转化为机械能。天和核心舱使用的是目前世界上最先进的砷化镓太阳能电池翼，它的光电转换效率高达$50\%$以上，而传统的晶硅电池只有$20\%$左右，此外，砷化镓电池还具有很好的耐温性，在$250°\mathrm{C}$高温下也能正常工作。天和核心舱目前翼展长是13 m，后续发射升空的“问天”和“梦天”两个实验舱的太阳翼单侧翼展能达到30 m。天宫空间站的供电能力可以达到100 kW。
(1)火箭在塔架上未起飞前，侧壁冒出的“白雾”是由水蒸气
(2)在火箭加速升空的过程中，其搭载的天和核心舱的动能
(3)“点火”发射时，使“长五”火箭起飞需要的最小推力的大小为
(4)天宫空间站太阳能电池接收太阳能的最大功率为
“长五”助力，“天和”巡天
长征五号B遥二运载火箭是新一代运载火箭，它使用的是冷藏液氢、液氧低温燃料，液氢温度为$-253°\mathrm{C}$，液氧为$-183°\mathrm{C}$。在塔架上未起飞前，这些燃料在与外界空气接触时，火箭侧壁会冒出“白雾”，在“点火”口令下达后，重达800多吨的火箭拔地而起，火箭尾部发出又长又亮的蓝白色火焰，约490 s后离开视野。将天和核心舱送入预定轨道后，末级火箭与核心舱分离，末级火箭再入大气层，与大气剧烈摩擦使火箭绝大部分烧蚀损毁。
进入预定轨道的天和核心舱使用的是大功率LT—100型霍尔电推系统，该设备将太阳能先转化为电能，再将电能转化为机械能。天和核心舱使用的是目前世界上最先进的砷化镓太阳能电池翼，它的光电转换效率高达$50\%$以上，而传统的晶硅电池只有$20\%$左右，此外，砷化镓电池还具有很好的耐温性，在$250°\mathrm{C}$高温下也能正常工作。天和核心舱目前翼展长是13 m，后续发射升空的“问天”和“梦天”两个实验舱的太阳翼单侧翼展能达到30 m。天宫空间站的供电能力可以达到100 kW。
(1)火箭在塔架上未起飞前，侧壁冒出的“白雾”是由水蒸气
液化
产生的。(2)在火箭加速升空的过程中，其搭载的天和核心舱的动能
增大
，重力势能增大
。(均选填“增大”“不变”或“减小”)(3)“点火”发射时，使“长五”火箭起飞需要的最小推力的大小为
$8×10^6$
N。($g$取$10\ \mathrm{N/kg}$)(4)天宫空间站太阳能电池接收太阳能的最大功率为
200
kW。答案
(1)液化 (2)增大 增大 (3)$8×10^6$ (4)200
解析
【分析】
本题结合航天发射的实际场景，考查物态变化、机械能、重力计算、能量转化效率等知识点。解题时需逐一对应问题分析：
1. 第(1)题：“白雾”是液态小水滴，需判断水蒸气变为液态的物态变化；
2. 第(2)题：根据动能、重力势能的影响因素，结合火箭加速升空的状态分析；
3. 第(3)题：火箭起飞的最小推力等于自身重力，利用重力公式计算；
4. 第(4)题：根据光电转换效率的定义，变形计算太阳能接收的最大功率。
【解析】
(1) 火箭未起飞时侧壁温度低，周围空气中的水蒸气遇冷液化成小水滴，形成“白雾”，故填液化。
(2) 火箭加速升空时，天和核心舱质量不变，速度增大，动能增大；高度增加，重力势能增大，故依次填增大、增大。
(3) 火箭质量$m=800\ \mathrm{t}=8×10^5\ \mathrm{kg}$，重力$G=mg=8×10^5\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=8×10^6\ \mathrm{N}$，火箭起飞的最小推力等于重力，故推力为$8×10^6\ \mathrm{N}$。
(4) 已知光电转换效率$\eta=50\%$，供电功率（电能功率）$P_{\mathrm{电}}=100\ \mathrm{kW}$，由$\eta=\frac{P_{\mathrm{电}}}{P_{\mathrm{太}}}$得，太阳能接收的最大功率$P_{\mathrm{太}}=\frac{P_{\mathrm{电}}}{\eta}=\frac{100\ \mathrm{kW}}{50\%}=200\ \mathrm{kW}$。
【答案】
(1) 液化；(2) 增大；增大；(3) $8×10^6$；(4) 200
【知识点】
物态变化、动能与重力势能、重力计算、能量转化效率
【点评】
本题以航天科技为背景，将物理知识与实际应用结合，考查基础概念和公式的应用，难度适中，需学生准确掌握相关物理规律并灵活运用。
【难度系数】
0.7
本题结合航天发射的实际场景，考查物态变化、机械能、重力计算、能量转化效率等知识点。解题时需逐一对应问题分析：
1. 第(1)题：“白雾”是液态小水滴，需判断水蒸气变为液态的物态变化；
2. 第(2)题：根据动能、重力势能的影响因素，结合火箭加速升空的状态分析；
3. 第(3)题：火箭起飞的最小推力等于自身重力，利用重力公式计算；
4. 第(4)题：根据光电转换效率的定义，变形计算太阳能接收的最大功率。
【解析】
(1) 火箭未起飞时侧壁温度低，周围空气中的水蒸气遇冷液化成小水滴，形成“白雾”，故填液化。
(2) 火箭加速升空时，天和核心舱质量不变，速度增大，动能增大；高度增加，重力势能增大，故依次填增大、增大。
(3) 火箭质量$m=800\ \mathrm{t}=8×10^5\ \mathrm{kg}$，重力$G=mg=8×10^5\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=8×10^6\ \mathrm{N}$，火箭起飞的最小推力等于重力，故推力为$8×10^6\ \mathrm{N}$。
(4) 已知光电转换效率$\eta=50\%$，供电功率（电能功率）$P_{\mathrm{电}}=100\ \mathrm{kW}$，由$\eta=\frac{P_{\mathrm{电}}}{P_{\mathrm{太}}}$得，太阳能接收的最大功率$P_{\mathrm{太}}=\frac{P_{\mathrm{电}}}{\eta}=\frac{100\ \mathrm{kW}}{50\%}=200\ \mathrm{kW}$。
【答案】
(1) 液化；(2) 增大；增大；(3) $8×10^6$；(4) 200
【知识点】
物态变化、动能与重力势能、重力计算、能量转化效率
【点评】
本题以航天科技为背景，将物理知识与实际应用结合，考查基础概念和公式的应用，难度适中，需学生准确掌握相关物理规律并灵活运用。
【难度系数】
0.7
