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10.我国在太空航天领域处于世界领先水平，我国近期发射的一颗北斗导航卫星如图所示，它沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，在大气层外运行，不受空气阻力。卫星从远地点运行到近地点，势能
减小
，动能增大
（前两空填“增大”“减小”或“不变”）；整个过程中机械能守恒
（填“守恒”或“不守恒”）。答案
10. 减小 增大 守恒
解析
【分析】
要解决这道题，需明确动能、重力势能的影响因素，以及机械能守恒的条件。卫星从远地点到近地点时，高度降低，结合势能的影响因素判断势能变化；势能转化为动能，再判断动能变化；最后根据是否受空气阻力判断机械能是否守恒。
【解析】
卫星从远地点运行到近地点，质量不变，高度减小，重力势能与质量和高度有关，因此重力势能减小；此过程中重力势能转化为动能，卫星速度增大，动能与质量和速度有关，所以动能增大；由于卫星在大气层外运行，不受空气阻力，没有机械能转化为其他形式的能，因此整个过程中机械能守恒。
【答案】减小 增大 守恒
【知识点】机械能转化、动能、重力势能
【点评】
本题结合卫星运动考查机械能的转化，核心是掌握动能、势能的影响因素，以及机械能守恒的条件，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.6
要解决这道题，需明确动能、重力势能的影响因素，以及机械能守恒的条件。卫星从远地点到近地点时，高度降低，结合势能的影响因素判断势能变化；势能转化为动能，再判断动能变化；最后根据是否受空气阻力判断机械能是否守恒。
【解析】
卫星从远地点运行到近地点，质量不变，高度减小，重力势能与质量和高度有关，因此重力势能减小；此过程中重力势能转化为动能，卫星速度增大，动能与质量和速度有关，所以动能增大；由于卫星在大气层外运行，不受空气阻力，没有机械能转化为其他形式的能，因此整个过程中机械能守恒。
【答案】减小 增大 守恒
【知识点】机械能转化、动能、重力势能
【点评】
本题结合卫星运动考查机械能的转化，核心是掌握动能、势能的影响因素，以及机械能守恒的条件，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.6
11.举重是我国的优势体育项目之一，一位质量为80 kg的举重运动员，在0.8 s内将140 kg的杠铃举高1.5 m，在这一过程中，求：
(1)杠铃的重力。
(2)运动员对杠铃做的功。
(3)运动员对杠铃做功的功率。
(1)杠铃的重力。
(2)运动员对杠铃做的功。
(3)运动员对杠铃做功的功率。
答案
11.(1)杠铃的重力：
$G=mg=140\ \mathrm{kg}×9.8\ \mathrm{N/kg}=1\ 372\ \mathrm{N}$
(2)运动员对杠铃做的功：
$W=Gh=1\ 372\ \mathrm{N}×1.5\ \mathrm{m}=2\ 058\ \mathrm{J}$
(3)运动员对杠铃做功的功率：
$P=\dfrac{W}{t}=\dfrac{2\ 058\ \mathrm{J}}{0.8\ \mathrm{s}}=2\ 572.5\ \mathrm{W}$
$G=mg=140\ \mathrm{kg}×9.8\ \mathrm{N/kg}=1\ 372\ \mathrm{N}$
(2)运动员对杠铃做的功：
$W=Gh=1\ 372\ \mathrm{N}×1.5\ \mathrm{m}=2\ 058\ \mathrm{J}$
(3)运动员对杠铃做功的功率：
$P=\dfrac{W}{t}=\dfrac{2\ 058\ \mathrm{J}}{0.8\ \mathrm{s}}=2\ 572.5\ \mathrm{W}$
解析
【分析】
本题考查重力、功、功率的基本计算，解题思路如下：1. 求杠铃重力时，利用重力公式$G=mg$，注意代入的质量是杠铃的质量（140kg），而非运动员的质量；2. 运动员对杠铃做功属于克服重力做功，公式为$W=Gh$，其中$G$是杠铃重力，$h$是举高的高度；3. 功率计算用公式$P=\frac{W}{t}$，代入功和做功时间即可。解题时需明确各物理量的对应关系，避免混淆不同物体的质量。
【解析】
(1) 杠铃的重力：根据重力公式$G=mg$，代入$m=140\ \mathrm{kg}$，$g=9.8\ \mathrm{N/kg}$，得$G=140\ \mathrm{kg}×9.8\ \mathrm{N/kg}=1\ 372\ \mathrm{N}$；
(2) 运动员对杠铃做的功：克服杠铃重力做功，公式$W=Gh$，代入$G=1\ 372\ \mathrm{N}$，$h=1.5\ \mathrm{m}$，得$W=1\ 372\ \mathrm{N}×1.5\ \mathrm{m}=2\ 058\ \mathrm{J}$；
(3) 运动员对杠铃做功的功率：根据功率公式$P=\frac{W}{t}$，代入$W=2\ 058\ \mathrm{J}$，$t=0.8\ \mathrm{s}$，得$P=\frac{2\ 058\ \mathrm{J}}{0.8\ \mathrm{s}}=2\ 572.5\ \mathrm{W}$。
【答案】
11.(1)杠铃的重力：$G=mg=140\ \mathrm{kg}×9.8\ \mathrm{N/kg}=1\ 372\ \mathrm{N}$；(2)运动员对杠铃做的功：$W=Gh=1\ 372\ \mathrm{N}×1.5\ \mathrm{m}=2\ 058\ \mathrm{J}$；(3)运动员对杠铃做功的功率：$P=\dfrac{W}{t}=\dfrac{2\ 058\ \mathrm{J}}{0.8\ \mathrm{s}}=2\ 572.5\ \mathrm{W}$
【知识点】
重力的计算、功的计算、功率的计算
【点评】
本题为初中力学基础计算题，考查重力、功、功率的核心公式应用，是常考基础题型，需准确记忆公式并明确各物理量的对应关系，难度较低。
【难度系数】
0.8
本题考查重力、功、功率的基本计算，解题思路如下：1. 求杠铃重力时，利用重力公式$G=mg$，注意代入的质量是杠铃的质量（140kg），而非运动员的质量；2. 运动员对杠铃做功属于克服重力做功，公式为$W=Gh$，其中$G$是杠铃重力，$h$是举高的高度；3. 功率计算用公式$P=\frac{W}{t}$，代入功和做功时间即可。解题时需明确各物理量的对应关系，避免混淆不同物体的质量。
【解析】
(1) 杠铃的重力：根据重力公式$G=mg$，代入$m=140\ \mathrm{kg}$，$g=9.8\ \mathrm{N/kg}$，得$G=140\ \mathrm{kg}×9.8\ \mathrm{N/kg}=1\ 372\ \mathrm{N}$；
(2) 运动员对杠铃做的功：克服杠铃重力做功，公式$W=Gh$，代入$G=1\ 372\ \mathrm{N}$，$h=1.5\ \mathrm{m}$，得$W=1\ 372\ \mathrm{N}×1.5\ \mathrm{m}=2\ 058\ \mathrm{J}$；
(3) 运动员对杠铃做功的功率：根据功率公式$P=\frac{W}{t}$，代入$W=2\ 058\ \mathrm{J}$，$t=0.8\ \mathrm{s}$，得$P=\frac{2\ 058\ \mathrm{J}}{0.8\ \mathrm{s}}=2\ 572.5\ \mathrm{W}$。
【答案】
11.(1)杠铃的重力：$G=mg=140\ \mathrm{kg}×9.8\ \mathrm{N/kg}=1\ 372\ \mathrm{N}$；(2)运动员对杠铃做的功：$W=Gh=1\ 372\ \mathrm{N}×1.5\ \mathrm{m}=2\ 058\ \mathrm{J}$；(3)运动员对杠铃做功的功率：$P=\dfrac{W}{t}=\dfrac{2\ 058\ \mathrm{J}}{0.8\ \mathrm{s}}=2\ 572.5\ \mathrm{W}$
【知识点】
重力的计算、功的计算、功率的计算
【点评】
本题为初中力学基础计算题，考查重力、功、功率的核心公式应用，是常考基础题型，需准确记忆公式并明确各物理量的对应关系，难度较低。
【难度系数】
0.8
12. 某型号汽车发动机的额定功率为$4× 10^{4}\ \mathrm{W}$，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1 600 N。在额定功率下，当汽车匀速行驶时，求：
(1)发动机所提供的牵引力大小。
(2)汽车行驶10 min牵引力所做的功。
(3)汽车行驶速度的大小。
(1)发动机所提供的牵引力大小。
(2)汽车行驶10 min牵引力所做的功。
(3)汽车行驶速度的大小。
答案
12.(1)因汽车在水平路面上匀速行驶时处于平衡状态,发动机所提供的牵引力和受到的阻力是一对平衡力,所以,发动机所提供的牵引力$F=f=1\ 600\ \mathrm{N}$
(2)由 $P=\dfrac{W}{t}$可得,汽车行驶10 min牵引力所做的功：
$W=Pt=4×10^4\ \mathrm{W}×10×60\ \mathrm{s}=2.4×10^7\ \mathrm{J}$
(3)由 $P=\dfrac{W}{t}=\dfrac{Fs}{t}=Fv$ 可得,汽车行驶的速度：
$v=\dfrac{P}{F}=\dfrac{4×10^4\ \mathrm{W}}{1\ 600\ \mathrm{N}}=25\ \mathrm{m/s}$
(2)由 $P=\dfrac{W}{t}$可得,汽车行驶10 min牵引力所做的功：
$W=Pt=4×10^4\ \mathrm{W}×10×60\ \mathrm{s}=2.4×10^7\ \mathrm{J}$
(3)由 $P=\dfrac{W}{t}=\dfrac{Fs}{t}=Fv$ 可得,汽车行驶的速度：
$v=\dfrac{P}{F}=\dfrac{4×10^4\ \mathrm{W}}{1\ 600\ \mathrm{N}}=25\ \mathrm{m/s}$
解析
【分析】
本题是力学中功率与二力平衡的综合应用题，解题思路如下：
1. 第一问：汽车匀速行驶时处于平衡状态，牵引力与阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可直接求出牵引力大小；
2. 第二问：已知额定功率和行驶时间，利用功率公式的变形公式$W=Pt$计算牵引力做的功，需注意将时间单位换算为秒；
3. 第三问：利用功率的推导式$P=Fv$，变形后结合已求出的牵引力，计算汽车行驶的速度。
【解析】
解：
(1) 因汽车在水平路面匀速行驶时处于平衡状态，发动机的牵引力与阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可得：
$F = f = 1600\ \mathrm{N}$
(2) 已知额定功率$P = 4×10^4\ \mathrm{W}$，行驶时间$t = 10\ \mathrm{min} = 10×60\ \mathrm{s} = 600\ \mathrm{s}$，由$P = \dfrac{W}{t}$可得，牵引力做的功：
$W = Pt = 4×10^4\ \mathrm{W} × 600\ \mathrm{s} = 2.4×10^7\ \mathrm{J}$
(3) 由功率的推导式$P = \dfrac{W}{t} = \dfrac{Fs}{t} = Fv$，可得汽车行驶的速度：
$v = \dfrac{P}{F} = \dfrac{4×10^4\ \mathrm{W}}{1600\ \mathrm{N}} = 25\ \mathrm{m/s}$
【答案】
(1) 发动机所提供的牵引力为$1600\ \mathrm{N}$；
(2) 汽车行驶10 min牵引力所做的功为$2.4×10^7\ \mathrm{J}$；
(3) 汽车行驶速度为$25\ \mathrm{m/s}$。
【知识点】
二力平衡、功率的计算、速度的计算
【点评】
本题是初中物理力学的基础应用题，结合二力平衡知识和功率公式进行求解，重点考查公式的灵活运用与单位换算，题型常规，难度适中，适合学生巩固基础知识点。
【难度系数】
0.7
本题是力学中功率与二力平衡的综合应用题，解题思路如下：
1. 第一问：汽车匀速行驶时处于平衡状态，牵引力与阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可直接求出牵引力大小；
2. 第二问：已知额定功率和行驶时间，利用功率公式的变形公式$W=Pt$计算牵引力做的功，需注意将时间单位换算为秒；
3. 第三问：利用功率的推导式$P=Fv$，变形后结合已求出的牵引力，计算汽车行驶的速度。
【解析】
解：
(1) 因汽车在水平路面匀速行驶时处于平衡状态，发动机的牵引力与阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可得：
$F = f = 1600\ \mathrm{N}$
(2) 已知额定功率$P = 4×10^4\ \mathrm{W}$，行驶时间$t = 10\ \mathrm{min} = 10×60\ \mathrm{s} = 600\ \mathrm{s}$，由$P = \dfrac{W}{t}$可得，牵引力做的功：
$W = Pt = 4×10^4\ \mathrm{W} × 600\ \mathrm{s} = 2.4×10^7\ \mathrm{J}$
(3) 由功率的推导式$P = \dfrac{W}{t} = \dfrac{Fs}{t} = Fv$，可得汽车行驶的速度：
$v = \dfrac{P}{F} = \dfrac{4×10^4\ \mathrm{W}}{1600\ \mathrm{N}} = 25\ \mathrm{m/s}$
【答案】
(1) 发动机所提供的牵引力为$1600\ \mathrm{N}$；
(2) 汽车行驶10 min牵引力所做的功为$2.4×10^7\ \mathrm{J}$；
(3) 汽车行驶速度为$25\ \mathrm{m/s}$。
【知识点】
二力平衡、功率的计算、速度的计算
【点评】
本题是初中物理力学的基础应用题，结合二力平衡知识和功率公式进行求解，重点考查公式的灵活运用与单位换算，题型常规，难度适中，适合学生巩固基础知识点。
【难度系数】
0.7
