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6. 下列各组单位中,都是功的单位的一组是
(
A.焦耳,牛顿·米
B.焦耳,牛顿+米
C.焦耳,牛顿·秒
D.焦耳,牛顿/米
(
A
)A.焦耳,牛顿·米
B.焦耳,牛顿+米
C.焦耳,牛顿·秒
D.焦耳,牛顿/米
答案
6. A
解析
【分析】
解题时首先要明确功的基本单位是焦耳，再结合功的定义公式W=Fs推导功的导出单位，之后逐一比对每个选项中的第二个单位，判断其对应的物理意义，排除不属于功的单位的选项即可得到正确答案。物理公式同时决定了物理量的数值关系和单位关系，不同物理量的单位相加没有实际意义，我们可以通过对应公式判断每个导出单位属于哪个物理量。
【解析】
解：
1. 功的国际单位是焦耳，是功的专用规定单位。
2. 根据功的定义式$W=Fs$，力的单位是牛顿，位移的单位是米，因此功的导出单位为牛顿·米，且满足$1\ \mathrm{J}=1\ \mathrm{N·m}$。
3. 逐一分析选项：
选项A：焦耳、牛顿·米都是功的单位，符合要求；
选项B：牛顿和米是不同物理量的单位，不能直接相加，“牛顿+米”没有任何物理意义，不可能是功的单位，错误；
选项C：根据冲量公式$I=Ft$，牛顿·秒是冲量的单位，不是功的单位，错误；
选项D：根据胡克定律$F=kx$，可得$k=\frac{F}{x}$，牛顿/米是劲度系数的单位，不是功的单位，错误。
综上，正确选项为A。
【答案】
A
【知识点】
功的单位，物理量单位推导
【点评】
本题属于力学单位相关的基础题，核心考察对功的单位的识记和结合物理公式推导导出单位的能力，解题时要注意区分不同物理量的导出单位，避免和冲量、劲度系数等易混单位混淆，同时明确不同物理量的单位不能直接相加，没有实际物理意义。
【难度系数】
0.9
解题时首先要明确功的基本单位是焦耳，再结合功的定义公式W=Fs推导功的导出单位，之后逐一比对每个选项中的第二个单位，判断其对应的物理意义，排除不属于功的单位的选项即可得到正确答案。物理公式同时决定了物理量的数值关系和单位关系，不同物理量的单位相加没有实际意义，我们可以通过对应公式判断每个导出单位属于哪个物理量。
【解析】
解：
1. 功的国际单位是焦耳，是功的专用规定单位。
2. 根据功的定义式$W=Fs$，力的单位是牛顿，位移的单位是米，因此功的导出单位为牛顿·米，且满足$1\ \mathrm{J}=1\ \mathrm{N·m}$。
3. 逐一分析选项：
选项A：焦耳、牛顿·米都是功的单位，符合要求；
选项B：牛顿和米是不同物理量的单位，不能直接相加，“牛顿+米”没有任何物理意义，不可能是功的单位，错误；
选项C：根据冲量公式$I=Ft$，牛顿·秒是冲量的单位，不是功的单位，错误；
选项D：根据胡克定律$F=kx$，可得$k=\frac{F}{x}$，牛顿/米是劲度系数的单位，不是功的单位，错误。
综上，正确选项为A。
【答案】
A
【知识点】
功的单位，物理量单位推导
【点评】
本题属于力学单位相关的基础题，核心考察对功的单位的识记和结合物理公式推导导出单位的能力，解题时要注意区分不同物理量的导出单位，避免和冲量、劲度系数等易混单位混淆，同时明确不同物理量的单位不能直接相加，没有实际物理意义。
【难度系数】
0.9
7. 小强是八年级一名普通的中学生,他的教室在三楼,从一楼走到三楼的过程中,他克服自身重力做功最接近
(
A.360 J
B.540 J
C.3 600 J
D.5 400 J
(
C
)A.360 J
B.540 J
C.3 600 J
D.5 400 J
答案
7. C
解析
【分析】
这是一道生活场景类的物理估测题，解题思路非常清晰：第一步先结合生活常识估测普通八年级中学生的大致质量，再通过重力公式算出小强的重力；第二步要注意区分“楼层数”和实际上升的竖直高度，从一楼到三楼实际只上升了2层楼的高度，结合日常对教学楼层高的认知估测出上升的总高度；最后代入克服重力做功的公式W=Gh计算出结果，和选项比对选出最接近的数值即可。
【解析】
解：
1. 估算小强的重力：普通八年级中学生的质量约为60kg，根据重力公式$G=mg$，取$g=10\mathrm{N/kg}$，可得小强的重力：
$G=mg=60\mathrm{kg} × 10\mathrm{N/kg}=600\mathrm{N}$
2. 估算上升的竖直高度：常规教学楼每层的层高约为3m，从一楼走到三楼，实际上升的是2层楼的高度，因此总上升高度：
$h=3\mathrm{m} × 2=6\mathrm{m}$
3. 计算克服自身重力做的功：根据功的计算公式$W=Gh$，代入数值可得：
$W=Gh=600\mathrm{N} × 6\mathrm{m}=3600\mathrm{J}$
该结果和选项C的数值最接近。
【答案】
C
【知识点】
重力估算，功的计算，长度估测
【点评】
本题属于初中物理常见的估测类题型，最容易出错的地方是不少同学误以为从一楼到三楼上升的是3层楼的高度，错将h取为9m，最终误选D选项，同时如果对中学生质量、教学楼层高的生活认知偏差较大，也容易错选A、B选项，解题核心是理清楼层数和实际上升高度的对应关系，结合生活常识合理估测物理量。
【难度系数】
0.5
这是一道生活场景类的物理估测题，解题思路非常清晰：第一步先结合生活常识估测普通八年级中学生的大致质量，再通过重力公式算出小强的重力；第二步要注意区分“楼层数”和实际上升的竖直高度，从一楼到三楼实际只上升了2层楼的高度，结合日常对教学楼层高的认知估测出上升的总高度；最后代入克服重力做功的公式W=Gh计算出结果，和选项比对选出最接近的数值即可。
【解析】
解：
1. 估算小强的重力：普通八年级中学生的质量约为60kg，根据重力公式$G=mg$，取$g=10\mathrm{N/kg}$，可得小强的重力：
$G=mg=60\mathrm{kg} × 10\mathrm{N/kg}=600\mathrm{N}$
2. 估算上升的竖直高度：常规教学楼每层的层高约为3m，从一楼走到三楼，实际上升的是2层楼的高度，因此总上升高度：
$h=3\mathrm{m} × 2=6\mathrm{m}$
3. 计算克服自身重力做的功：根据功的计算公式$W=Gh$，代入数值可得：
$W=Gh=600\mathrm{N} × 6\mathrm{m}=3600\mathrm{J}$
该结果和选项C的数值最接近。
【答案】
C
【知识点】
重力估算，功的计算，长度估测
【点评】
本题属于初中物理常见的估测类题型，最容易出错的地方是不少同学误以为从一楼到三楼上升的是3层楼的高度，错将h取为9m，最终误选D选项，同时如果对中学生质量、教学楼层高的生活认知偏差较大，也容易错选A、B选项，解题核心是理清楼层数和实际上升高度的对应关系，结合生活常识合理估测物理量。
【难度系数】
0.5
8. 如图所示,某品牌太阳能汽车用在景区接送游客,汽车总质量为$6 × 10^{3}\ \mathrm{kg}$,在水平路面上受到的牵引力为$5 × 10^{3}\ \mathrm{N}$,该车某次匀速行驶了3 600 m,求汽车牵引力做的功。
答案
8.$1.8×10^{7}J$
解析
【分析】
首先审题明确所求物理量是牵引力做的功，回忆恒力做功的相关公式，水平方向牵引力做功的计算式为W=Fs。从题干中直接提取已知条件：牵引力F=5×10³N，汽车在牵引力方向上移动的距离s=3600m，题干给出的汽车总质量属于多余干扰条件，不需要使用，直接将F和s的数值代入对应公式即可计算出牵引力做的功。
【解析】
解：由题可知，汽车的牵引力$F=5 × 10^{3}\ \mathrm{N}$，汽车沿牵引力方向行驶的路程$s=3600\ \mathrm{m}$，
根据功的计算公式$W=Fs$，代入数据可得：
$W = Fs = 5 × 10^{3}\ \mathrm{N} × 3600\ \mathrm{m} = 1.8×10^{7}\ \mathrm{J}$
【答案】
$1.8×10^{7}\ \mathrm{J}$
【知识点】
功的计算
【点评】
本题是基础的力学功的计算应用题，特意设置了汽车总质量的多余条件作为干扰，解题时只需明确所求为牵引力的功，直接对应W=Fs筛选出对应已知量代入计算即可，重点考察学生对功的公式的掌握能力和题干条件的甄别能力。
【难度系数】
0.9
首先审题明确所求物理量是牵引力做的功，回忆恒力做功的相关公式，水平方向牵引力做功的计算式为W=Fs。从题干中直接提取已知条件：牵引力F=5×10³N，汽车在牵引力方向上移动的距离s=3600m，题干给出的汽车总质量属于多余干扰条件，不需要使用，直接将F和s的数值代入对应公式即可计算出牵引力做的功。
【解析】
解：由题可知，汽车的牵引力$F=5 × 10^{3}\ \mathrm{N}$，汽车沿牵引力方向行驶的路程$s=3600\ \mathrm{m}$，
根据功的计算公式$W=Fs$，代入数据可得：
$W = Fs = 5 × 10^{3}\ \mathrm{N} × 3600\ \mathrm{m} = 1.8×10^{7}\ \mathrm{J}$
【答案】
$1.8×10^{7}\ \mathrm{J}$
【知识点】
功的计算
【点评】
本题是基础的力学功的计算应用题，特意设置了汽车总质量的多余条件作为干扰，解题时只需明确所求为牵引力的功，直接对应W=Fs筛选出对应已知量代入计算即可，重点考察学生对功的公式的掌握能力和题干条件的甄别能力。
【难度系数】
0.9
9. 炎热的夏天,在路上执勤的交警从地上拿起一瓶560 mL的矿泉水送到嘴边,如图所示,他对矿泉水做功约
(
A.0.8 J
B.8 J
C.80 J
D.800 J
(
B
)A.0.8 J
B.8 J
C.80 J
D.800 J
答案
9. B
解析
【分析】
这是一道物理估算类题目，解题思路如下：第一步先根据给出的矿泉水体积，结合水的已知密度，计算出矿泉水的质量，进一步求出它的重力；第二步结合生活常识，估算出交警将放在地面的矿泉水举到嘴边的竖直上升高度；最后利用功的计算公式W=Gh，算出对矿泉水做的功，将结果和选项对比，选出最匹配的答案。
【解析】
1. 计算矿泉水的重力：
已知矿泉水体积$V=560\ \mathrm{mL}=560\ \mathrm{cm}^3=5.6×10^{-4}\ \mathrm{m}^3$，水的密度$\rho=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$，
由密度公式$\rho=\frac{m}{V}$可得矿泉水的质量：
$m=\rho V=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 5.6×10^{-4}\ \mathrm{m}^3=0.56\ \mathrm{kg}$，
矿泉水的重力：$G=mg=0.56\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=5.6\ \mathrm{N}$。
2. 估算提升高度：
成年人站立时，将地面的矿泉水拿起送至嘴边，竖直方向上升的高度约为1.4m。
3. 计算对矿泉水做的功：
根据功的公式$W=Gh$，代入数据得$W=5.6\ \mathrm{N} × 1.4\ \mathrm{m}\approx7.8\ \mathrm{J}$，该数值和8J最接近。
因此答案选B。
【答案】
B
【知识点】
功的估算，重力计算，密度公式应用
【点评】
本题结合真实的生活情境考查物理估算能力，解题核心是对提升高度做出符合实际的合理近似，不需要追求数值完全精确，结果匹配选项即可，这类题目可以引导学生主动用物理知识解释生活中的常见现象。
【难度系数】
0.7
这是一道物理估算类题目，解题思路如下：第一步先根据给出的矿泉水体积，结合水的已知密度，计算出矿泉水的质量，进一步求出它的重力；第二步结合生活常识，估算出交警将放在地面的矿泉水举到嘴边的竖直上升高度；最后利用功的计算公式W=Gh，算出对矿泉水做的功，将结果和选项对比，选出最匹配的答案。
【解析】
1. 计算矿泉水的重力：
已知矿泉水体积$V=560\ \mathrm{mL}=560\ \mathrm{cm}^3=5.6×10^{-4}\ \mathrm{m}^3$，水的密度$\rho=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$，
由密度公式$\rho=\frac{m}{V}$可得矿泉水的质量：
$m=\rho V=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 5.6×10^{-4}\ \mathrm{m}^3=0.56\ \mathrm{kg}$，
矿泉水的重力：$G=mg=0.56\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=5.6\ \mathrm{N}$。
2. 估算提升高度：
成年人站立时，将地面的矿泉水拿起送至嘴边，竖直方向上升的高度约为1.4m。
3. 计算对矿泉水做的功：
根据功的公式$W=Gh$，代入数据得$W=5.6\ \mathrm{N} × 1.4\ \mathrm{m}\approx7.8\ \mathrm{J}$，该数值和8J最接近。
因此答案选B。
【答案】
B
【知识点】
功的估算，重力计算，密度公式应用
【点评】
本题结合真实的生活情境考查物理估算能力，解题核心是对提升高度做出符合实际的合理近似，不需要追求数值完全精确，结果匹配选项即可，这类题目可以引导学生主动用物理知识解释生活中的常见现象。
【难度系数】
0.7
10. 马拉着质量是2 000 kg的车在水平路面上前进400 m,马的水平拉力做了$3 × 10^{5}\ \mathrm{J}$的功,则马的水平拉力是
(
A.500 N
B.20 000 N
C.750 N
D.800 N
(
C
)A.500 N
B.20 000 N
C.750 N
D.800 N
答案
10. C
解析
【分析】
这是一道已知拉力做功和沿拉力方向移动的距离，求解拉力大小的基础物理计算题。首先梳理题干给出的条件：车的质量2000kg、水平前进距离400m、拉力做功3×10^5 J。接下来回忆功的相关规律，水平方向拉力做功的公式为W=Fs，其中F是沿拉力方向的力，s是物体沿拉力方向移动的距离；车的质量对应的重力方向是竖直向下的，车在竖直方向没有位移，重力不做功，因此质量属于完全无关的干扰条件，不需要参与计算。我们只需要将功的公式变形得到F=W/s，代入已知的功和距离的数值，就能算出拉力大小，匹配选项即可得到正确结果。
【解析】
解：由题干已知条件可得：马的水平拉力做功$W=3× 10^{5}\ \mathrm{J}$，车沿拉力方向移动的距离$s=400\ \mathrm{m}$。
根据功的定义公式$W=Fs$，将公式变形得到拉力的计算式：
$F=\frac{W}{s}$
代入对应数值计算：
$F=\frac{3× 10^{5}\ \mathrm{J}}{400\ \mathrm{m}}=750\ \mathrm{N}$
因此马的水平拉力为750N，对应选项C。
【答案】C
【知识点】
功的计算，功的必要因素
【点评】
本题属于功的计算的入门题型，特意设置了车的质量这一干扰条件，部分刚接触功的初学者容易误将质量代入计算重力、摩擦力等无关物理量，只要牢记功的两个必要条件：作用在物体上的力、物体在力的方向上移动的距离，就能快速排除无关条件，直接通过简单的公式变形得到结果，计算难度极低。
【难度系数】
0.8
这是一道已知拉力做功和沿拉力方向移动的距离，求解拉力大小的基础物理计算题。首先梳理题干给出的条件：车的质量2000kg、水平前进距离400m、拉力做功3×10^5 J。接下来回忆功的相关规律，水平方向拉力做功的公式为W=Fs，其中F是沿拉力方向的力，s是物体沿拉力方向移动的距离；车的质量对应的重力方向是竖直向下的，车在竖直方向没有位移，重力不做功，因此质量属于完全无关的干扰条件，不需要参与计算。我们只需要将功的公式变形得到F=W/s，代入已知的功和距离的数值，就能算出拉力大小，匹配选项即可得到正确结果。
【解析】
解：由题干已知条件可得：马的水平拉力做功$W=3× 10^{5}\ \mathrm{J}$，车沿拉力方向移动的距离$s=400\ \mathrm{m}$。
根据功的定义公式$W=Fs$，将公式变形得到拉力的计算式：
$F=\frac{W}{s}$
代入对应数值计算：
$F=\frac{3× 10^{5}\ \mathrm{J}}{400\ \mathrm{m}}=750\ \mathrm{N}$
因此马的水平拉力为750N，对应选项C。
【答案】C
【知识点】
功的计算，功的必要因素
【点评】
本题属于功的计算的入门题型，特意设置了车的质量这一干扰条件，部分刚接触功的初学者容易误将质量代入计算重力、摩擦力等无关物理量，只要牢记功的两个必要条件：作用在物体上的力、物体在力的方向上移动的距离，就能快速排除无关条件，直接通过简单的公式变形得到结果，计算难度极低。
【难度系数】
0.8
11. 如图所示,$m_{A}＞m_{B}＞m_{C}$,三个物体在同样大小的力$F$的作用下,都沿着力$F$的方向移动距离$s$。比较$F$对三个物体所做的功,结论是
(
A.三次做功一样多
B.对A、B做功一样多
C.对B、C做功一样多
D.对A、C做功一样多
(
A
)A.三次做功一样多
B.对A、B做功一样多
C.对B、C做功一样多
D.对A、C做功一样多
答案
11. A
解析
【分析】
这道题的核心是利用功的定义式比较做功大小，首先要明确：功的大小只由作用在物体上的力的大小、以及物体在这个力的方向上移动的距离这两个因素决定，和物体的质量、接触面的类型等其他条件无关。我们先从题干提取关键条件：三个场景中力F的大小完全相同，且三个物体都沿着力F的方向移动了相同的距离s，直接代入功的计算公式就可以直接比较三次做功的多少，不需要被题目给出的$m_A＞m_B＞m_C$、不同的放置场景这些干扰条件影响。
【解析】
根据物理学中功的定义，功的计算公式为：$W = Fs$，其中F是作用在物体上的力，s是物体在力的方向上通过的距离。
由题干已知：三个作用在A、B、C上的力大小均为F，且三个物体沿各自对应力F的方向移动的距离均为s，因此分别计算三个力做的功：
对物体A做的功：$W_A = Fs$
对物体B做的功：$W_B = Fs$
对物体C做的功：$W_C = Fs$
可得$W_A=W_B=W_C$，即三次做功一样多。
【答案】
A
【知识点】
功的计算，功的定义
【点评】
本题属于功的基础概念应用题，很容易被题干给出的物体质量不同、运动场景不同的条件误导，解题时只要牢牢抓住功的两个必要要素，排除无关条件的干扰，就可以快速得出正确结论，能帮助学生加深对功的决定因素的理解。
【难度系数】
0.9
这道题的核心是利用功的定义式比较做功大小，首先要明确：功的大小只由作用在物体上的力的大小、以及物体在这个力的方向上移动的距离这两个因素决定，和物体的质量、接触面的类型等其他条件无关。我们先从题干提取关键条件：三个场景中力F的大小完全相同，且三个物体都沿着力F的方向移动了相同的距离s，直接代入功的计算公式就可以直接比较三次做功的多少，不需要被题目给出的$m_A＞m_B＞m_C$、不同的放置场景这些干扰条件影响。
【解析】
根据物理学中功的定义，功的计算公式为：$W = Fs$，其中F是作用在物体上的力，s是物体在力的方向上通过的距离。
由题干已知：三个作用在A、B、C上的力大小均为F，且三个物体沿各自对应力F的方向移动的距离均为s，因此分别计算三个力做的功：
对物体A做的功：$W_A = Fs$
对物体B做的功：$W_B = Fs$
对物体C做的功：$W_C = Fs$
可得$W_A=W_B=W_C$，即三次做功一样多。
【答案】
A
【知识点】
功的计算，功的定义
【点评】
本题属于功的基础概念应用题，很容易被题干给出的物体质量不同、运动场景不同的条件误导，解题时只要牢牢抓住功的两个必要要素，排除无关条件的干扰，就可以快速得出正确结论，能帮助学生加深对功的决定因素的理解。
【难度系数】
0.9
12. 在水平桌面上,将重为20 N的木块沿直线匀速向前推了5 m,所用的推力为4 N,此时木块受到的摩擦力为
4
N,推力所做的功是20
J,重力所做的功为0
。答案
12. 4 20 0
解析
【分析】
拿到这道题我们可以分三步思考：首先从木块的运动状态入手，木块做匀速直线运动属于平衡状态，水平方向的推力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，直接就能得到摩擦力的数值；接下来计算推力做功，直接套用恒力做功公式W=Fs，代入已知的推力和沿推力方向移动的距离即可算出结果；最后判断重力做功情况，对照做功的两个必要条件：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离，重力方向竖直向下，木块是水平移动，竖直方向没有位移，因此重力不做功。
【解析】
1. 计算摩擦力：木块沿直线匀速运动，水平方向推力与滑动摩擦力二力平衡，根据二力平衡条件，摩擦力大小等于推力，即f=F推=4N。
2. 计算推力做功：根据功的计算公式W=Fs，代入推力F=4N、沿推力方向移动的距离s=5m，可得W推=4N×5m=20J。
3. 计算重力做功：重力方向竖直向下，木块的运动方向为水平方向，木块在竖直方向上没有移动距离，不满足做功的必要条件，因此重力所做的功为0。
【答案】
4 20 0
【知识点】
二力平衡应用，功的计算，做功的判断
【点评】
本题是力学基础综合题，结合了二力平衡和功的相关基础考点，核心易错点是重力做功的判断，不少同学会忽略力和位移的方向关系，直接代入重力数值计算做功，解题时严格对照做功的两个必要因素逐一验证，就能避免这类错误。
【难度系数】
0.9
拿到这道题我们可以分三步思考：首先从木块的运动状态入手，木块做匀速直线运动属于平衡状态，水平方向的推力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，直接就能得到摩擦力的数值；接下来计算推力做功，直接套用恒力做功公式W=Fs，代入已知的推力和沿推力方向移动的距离即可算出结果；最后判断重力做功情况，对照做功的两个必要条件：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离，重力方向竖直向下，木块是水平移动，竖直方向没有位移，因此重力不做功。
【解析】
1. 计算摩擦力：木块沿直线匀速运动，水平方向推力与滑动摩擦力二力平衡，根据二力平衡条件，摩擦力大小等于推力，即f=F推=4N。
2. 计算推力做功：根据功的计算公式W=Fs，代入推力F=4N、沿推力方向移动的距离s=5m，可得W推=4N×5m=20J。
3. 计算重力做功：重力方向竖直向下，木块的运动方向为水平方向，木块在竖直方向上没有移动距离，不满足做功的必要条件，因此重力所做的功为0。
【答案】
4 20 0
【知识点】
二力平衡应用，功的计算，做功的判断
【点评】
本题是力学基础综合题，结合了二力平衡和功的相关基础考点，核心易错点是重力做功的判断，不少同学会忽略力和位移的方向关系，直接代入重力数值计算做功，解题时严格对照做功的两个必要因素逐一验证，就能避免这类错误。
【难度系数】
0.9
13. “祝融号”火星车在火星上留下了属于中国的第一道印记,如图甲所示。发射前火星车在水平地面上进行测试时,受到的阻力为200 N,其速度$v$与时间$t$的关系图像如图乙所示。那么,火星车做匀速直线运动的过程中,牵引力做的功是多少?
答案
13.解:火星车做匀速直线运动时处于平衡状态,牵引力和受到的摩擦力是一对平衡力,
所以牵引力$F=F_{摩}=200N$。
由图乙可知,火星车做匀速直线运动时的速度
$v=20cm/s=0.2m/s$,
运动的时间
$t=40s-10s=30s$,
由$v=\frac{s}{t}$,可得火星车匀速直线运动的距离
$s=vt=0.2m/s×30s=6m$,
牵引力做的功
$W=Fs=200N×6m=1.2×10^{3}J$。
答:火星车做匀速直线运动时,牵引力做的功为$1.2×10^{3}J$。
所以牵引力$F=F_{摩}=200N$。
由图乙可知,火星车做匀速直线运动时的速度
$v=20cm/s=0.2m/s$,
运动的时间
$t=40s-10s=30s$,
由$v=\frac{s}{t}$,可得火星车匀速直线运动的距离
$s=vt=0.2m/s×30s=6m$,
牵引力做的功
$W=Fs=200N×6m=1.2×10^{3}J$。
答:火星车做匀速直线运动时,牵引力做的功为$1.2×10^{3}J$。
解析
【分析】
解题时可以按以下思路逐步推导：第一步，火星车做匀速直线运动时受力平衡，水平方向的牵引力和阻力是一对平衡力，因此可以直接利用题目给出的阻力大小得到牵引力的大小；第二步，从v-t关系图像中提取火星车匀速运动阶段对应的速度和运动时长，注意要把速度的单位从cm/s换算为国际单位m/s；第三步，利用速度公式v=s/t的变形公式s=vt计算出火星车匀速运动的路程；第四步，利用功的计算公式W=Fs，代入已经求出的牵引力和运动路程，即可算出牵引力做的功。
【解析】
解：
1. 确定匀速运动时的牵引力：
火星车做匀速直线运动时处于平衡状态，水平方向牵引力与阻力是一对平衡力，因此牵引力大小为：
$F = f = 200\ \mathrm{N}$
2. 提取匀速阶段的运动参数：
由图乙的v-t图像可知，火星车匀速直线运动阶段的速度$v=20\ \mathrm{cm/s}$，换算为国际单位得$v=0.2\ \mathrm{m/s}$；
匀速运动的起始时刻为10s，结束时刻为40s，因此运动总时长：
$t = 40\ \mathrm{s} - 10\ \mathrm{s} = 30\ \mathrm{s}$
3. 计算匀速运动的路程：
根据速度公式$v=\frac{s}{t}$，变形可得运动路程：
$s = vt = 0.2\ \mathrm{m/s} × 30\ \mathrm{s} = 6\ \mathrm{m}$
4. 计算牵引力做的功：
根据功的计算公式$W=Fs$，代入数据得：
$W = Fs = 200\ \mathrm{N} × 6\ \mathrm{m} = 1.2×10^3\ \mathrm{J}$
答：火星车做匀速直线运动的过程中，牵引力做的功是$1.2×10^3\ \mathrm{J}$。
【答案】
$1.2×10^3\ \mathrm{J}$
【知识点】
二力平衡条件；速度公式应用；功的计算
【点评】
本题属于力学基础综合题，结合v-t运动图像考察多个基础知识点的串联应用，核心易错点是从图像中准确提取匀速运动的时间参数，另外要注意速度单位的统一换算，避免因单位不匹配出现计算错误，整体对学生的图像信息读取能力和公式应用熟练度有一定考察作用。
【难度系数】
0.7
解题时可以按以下思路逐步推导：第一步，火星车做匀速直线运动时受力平衡，水平方向的牵引力和阻力是一对平衡力，因此可以直接利用题目给出的阻力大小得到牵引力的大小；第二步，从v-t关系图像中提取火星车匀速运动阶段对应的速度和运动时长，注意要把速度的单位从cm/s换算为国际单位m/s；第三步，利用速度公式v=s/t的变形公式s=vt计算出火星车匀速运动的路程；第四步，利用功的计算公式W=Fs，代入已经求出的牵引力和运动路程，即可算出牵引力做的功。
【解析】
解：
1. 确定匀速运动时的牵引力：
火星车做匀速直线运动时处于平衡状态，水平方向牵引力与阻力是一对平衡力，因此牵引力大小为：
$F = f = 200\ \mathrm{N}$
2. 提取匀速阶段的运动参数：
由图乙的v-t图像可知，火星车匀速直线运动阶段的速度$v=20\ \mathrm{cm/s}$，换算为国际单位得$v=0.2\ \mathrm{m/s}$；
匀速运动的起始时刻为10s，结束时刻为40s，因此运动总时长：
$t = 40\ \mathrm{s} - 10\ \mathrm{s} = 30\ \mathrm{s}$
3. 计算匀速运动的路程：
根据速度公式$v=\frac{s}{t}$，变形可得运动路程：
$s = vt = 0.2\ \mathrm{m/s} × 30\ \mathrm{s} = 6\ \mathrm{m}$
4. 计算牵引力做的功：
根据功的计算公式$W=Fs$，代入数据得：
$W = Fs = 200\ \mathrm{N} × 6\ \mathrm{m} = 1.2×10^3\ \mathrm{J}$
答：火星车做匀速直线运动的过程中，牵引力做的功是$1.2×10^3\ \mathrm{J}$。
【答案】
$1.2×10^3\ \mathrm{J}$
【知识点】
二力平衡条件；速度公式应用；功的计算
【点评】
本题属于力学基础综合题，结合v-t运动图像考察多个基础知识点的串联应用，核心易错点是从图像中准确提取匀速运动的时间参数，另外要注意速度单位的统一换算，避免因单位不匹配出现计算错误，整体对学生的图像信息读取能力和公式应用熟练度有一定考察作用。
【难度系数】
0.7
