1 [2026西安理工大附中月考] 抛掷实心球是某市近几年中考体育主要项目之一,如图是小明同学掷实心球的情景(包含四个过程)。其中,手对实心球做功的过程是 (

①捡起球 ②停在空中 ③挥动球 ④球飞出去
A.①和③
B.②和④
C.①和④
D.②和③
A
)①捡起球 ②停在空中 ③挥动球 ④球飞出去
A.①和③
B.②和④
C.①和④
D.②和③
答案
1 A
解析
【分析】要判断手对实心球是否做功,需依据做功的两个必要因素: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,二者缺一不可。我们逐一分析四个过程:①捡起球时,手对实心球施加向上的力,实心球在力的方向上移动了距离,满足做功条件;②停在空中时,手对实心球有力,但实心球没有移动距离,不满足做功条件;③挥动球时,手对实心球施加力,实心球在力的方向上移动了距离,满足做功条件;④球飞出去时,实心球脱离手,手不再对球施加力,不满足做功条件。
【解析】根据做功的两个必要因素(力和在力的方向上的距离)分析各过程:
1. ①捡起球:手对球有力,球在力的方向移动了距离,做功;
2. ②停在空中:手对球有力,但球无移动距离,不做功;
3. ③挥动球:手对球有力,球在力的方向移动了距离,做功;
4. ④球飞出去:球脱离手,手对球无力,不做功。
因此手对实心球做功的是①和③,对应选项A。
【答案】1 A

【知识点】功的两个必要因素
【点评】本题考查做功的判断,核心是牢记做功的两个必要条件,逐一分析每个过程是否满足条件即可,属于基础题型,难度较低。
【难度系数】0.3
【解析】根据做功的两个必要因素(力和在力的方向上的距离)分析各过程:
1. ①捡起球:手对球有力,球在力的方向移动了距离,做功;
2. ②停在空中:手对球有力,但球无移动距离,不做功;
3. ③挥动球:手对球有力,球在力的方向移动了距离,做功;
4. ④球飞出去:球脱离手,手对球无力,不做功。
因此手对实心球做功的是①和③,对应选项A。
【答案】1 A
【知识点】功的两个必要因素
【点评】本题考查做功的判断,核心是牢记做功的两个必要条件,逐一分析每个过程是否满足条件即可,属于基础题型,难度较低。
【难度系数】0.3
2 [2026徐州树人教育集团月考]小明将掉在地面上的物理课本捡起来放到课桌上,他对物理课本做的功约为(
A.0.24 J
B.2.4 J
C.24 J
D.240 J
B
)A.0.24 J
B.2.4 J
C.24 J
D.240 J
答案
2 B 一本物理课本的质量大约是0.3 kg,课桌的高度在0.8 m左右,小明对物理课本做的功约为$W=Gh=mgh=0.3\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}×0.8\ \mathrm{m}=2.4\ \mathrm{J}$。
解析
【分析】要计算小明对物理课本做的功,需利用功的计算公式$ W=Gh $(或$ W=mgh $)。首先要估测两个关键物理量:物理课本的质量和课桌的高度,这两个都是生活中常见的物理量,根据常识可估测一本物理课本质量约0.3kg,课桌高度约0.8m;接着先计算课本的重力,再代入功的公式算出做功大小,最后对比选项选出正确答案。
【解析】解:估测物理课本的质量$ m≈0.3\ \mathrm{kg} $,课桌的高度$ h≈0.8\ \mathrm{m} $。
课本的重力$ G=mg=0.3\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=3\ \mathrm{N} $,
小明对物理课本做的功$ W=Gh=3\ \mathrm{N}×0.8\ \mathrm{m}=2.4\ \mathrm{J} $,
因此答案选B。
【答案】B
【知识点】功的计算、重力的计算
【点评】本题为估算类基础题,需结合生活常识估测常见物体的质量与长度,再运用功的公式计算,考查学生对物理公式的应用能力和生活中的物理感知能力。
【难度系数】0.6
【解析】解:估测物理课本的质量$ m≈0.3\ \mathrm{kg} $,课桌的高度$ h≈0.8\ \mathrm{m} $。
课本的重力$ G=mg=0.3\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=3\ \mathrm{N} $,
小明对物理课本做的功$ W=Gh=3\ \mathrm{N}×0.8\ \mathrm{m}=2.4\ \mathrm{J} $,
因此答案选B。
【答案】B
【知识点】功的计算、重力的计算
【点评】本题为估算类基础题,需结合生活常识估测常见物体的质量与长度,再运用功的公式计算,考查学生对物理公式的应用能力和生活中的物理感知能力。
【难度系数】0.6
3 [2026苏州星海中学期中] 如图所示,两块完全相同的质地均匀的长方体薄木板置于水平桌面上,左侧与桌面边缘对齐,每块木板的长度为$L$、质量为$m$,现用推力$F$向左推木板,使两块木板在水平桌面上缓慢滑动至恰好全部掉落地面。已知木板在水平桌面上滑动时受到的摩擦力大小为压力大小的$\frac{1}{4}$,则这个过程中推力$F$做的功至少为(

A.$\frac{1}{4}mgL$
B.$\frac{1}{2}mgL$
C.$\frac{3}{4}mgL$
D.$mgL$
B
)A.$\frac{1}{4}mgL$
B.$\frac{1}{2}mgL$
C.$\frac{3}{4}mgL$
D.$mgL$
答案
3 B 一块木板的重力$G=mg$,两块木板对桌面的总压力$F_{压1}=2G=2mg$,两块木板在水平桌面上一起滑动时受到的摩擦力$f_1=\frac{1}{4}F_{压1}=\frac{1}{4}×2mg=\frac{1}{2}mg$,木板整体缓慢运动,即木板受力平衡,此时推力$F_1=f_1=\frac{1}{2}mg$,当前面木板刚好落地时,前面木板的重心到达桌面的边缘(由于木板是质地均匀的长方体薄木板,故木板的重心在几何中心处),则木板整体向前移动的距离$s_1=\frac{1}{2}L$,推力做的功$W_1=F_1s_1=\frac{1}{2}mg×\frac{1}{2}L=\frac{1}{4}mgL$;后面木板继续移动,其对桌面的压力$F_{压2}=mg$,受到的摩擦力$f_2=\frac{1}{4}×F_{压2}=\frac{1}{4}mg$,当后面木板掉落地面时,后面木板的重心到达桌面的边缘,则后面木板向前继续移动的距离$s_2=L$,这个过程中推力$F$做的功至少为$W_2=F_2s_2=\frac{1}{4}mg×L=\frac{1}{4}mgL$,整个过程中推力做的功$W=W_1+W_2=\frac{1}{4}mgL+\frac{1}{4}mgL=\frac{1}{2}mgL$。
解析
【分析】
要解决这个问题,需将过程分为两个阶段:第一阶段是两块木板一起向左滑动,直到前面木板的重心到达桌面边缘(此时前面木板恰好要掉落);第二阶段是剩余的一块木板继续向左滑动,直到其重心到达桌面边缘(整个木板掉落)。解题时,利用“缓慢滑动时推力等于摩擦力”,结合摩擦力与压力的关系,分别计算两个阶段的推力和移动距离,再求出总功。关键是根据质地均匀木板的重心在几何中心,确定每个阶段木板需要移动的距离。
【解析】
设每块木板的重力为$ G = mg $,分两个阶段计算推力做的功:
1. 第一阶段:两块木板一起滑动
两块木板对桌面的总压力:$ F_{压1} = 2G = 2mg $
根据题意,滑动摩擦力$ f = \frac{1}{4}F_{压} $,则此阶段摩擦力:
$ f_1 = \frac{1}{4}F_{压1} = \frac{1}{4} × 2mg = \frac{1}{2}mg $
因木板缓慢滑动,受力平衡,推力$ F_1 = f_1 = \frac{1}{2}mg $。
前面木板的重心在其几何中心,初始时前面木板的重心距离桌面边缘的距离为$ \frac{L}{2} $,故该阶段木板移动的距离$ s_1 = \frac{L}{2} $。
此阶段推力做功:$ W_1 = F_1s_1 = \frac{1}{2}mg × \frac{L}{2} = \frac{1}{4}mgL $。
2. 第二阶段:剩余一块木板滑动
当前面木板掉落後,剩余木板对桌面的压力:$ F_{压2} = G = mg $
此阶段摩擦力:$ f_2 = \frac{1}{4}F_{压2} = \frac{1}{4}mg $,推力$ F_2 = f_2 = \frac{1}{4}mg $。
剩余木板的重心在其几何中心,要使木板完全掉落,其重心需移动到桌面边缘,该阶段木板移动的距离$ s_2 = L $。
此阶段推力做功:$ W_2 = F_2s_2 = \frac{1}{4}mg × L = \frac{1}{4}mgL $。
总功为两个阶段做功之和:$ W = W_1 + W_2 = \frac{1}{4}mgL + \frac{1}{4}mgL = \frac{1}{2}mgL $。
【答案】
B
【知识点】
功的计算、摩擦力、重心
【点评】
本题考查力学综合应用,需分阶段分析木板的运动过程,结合摩擦力与压力的关系、功的计算公式求解,关键是利用重心位置确定各阶段木板的移动距离,易错点在于混淆两个阶段的移动距离和压力大小。
【难度系数】
0.5
要解决这个问题,需将过程分为两个阶段:第一阶段是两块木板一起向左滑动,直到前面木板的重心到达桌面边缘(此时前面木板恰好要掉落);第二阶段是剩余的一块木板继续向左滑动,直到其重心到达桌面边缘(整个木板掉落)。解题时,利用“缓慢滑动时推力等于摩擦力”,结合摩擦力与压力的关系,分别计算两个阶段的推力和移动距离,再求出总功。关键是根据质地均匀木板的重心在几何中心,确定每个阶段木板需要移动的距离。
【解析】
设每块木板的重力为$ G = mg $,分两个阶段计算推力做的功:
1. 第一阶段:两块木板一起滑动
两块木板对桌面的总压力:$ F_{压1} = 2G = 2mg $
根据题意,滑动摩擦力$ f = \frac{1}{4}F_{压} $,则此阶段摩擦力:
$ f_1 = \frac{1}{4}F_{压1} = \frac{1}{4} × 2mg = \frac{1}{2}mg $
因木板缓慢滑动,受力平衡,推力$ F_1 = f_1 = \frac{1}{2}mg $。
前面木板的重心在其几何中心,初始时前面木板的重心距离桌面边缘的距离为$ \frac{L}{2} $,故该阶段木板移动的距离$ s_1 = \frac{L}{2} $。
此阶段推力做功:$ W_1 = F_1s_1 = \frac{1}{2}mg × \frac{L}{2} = \frac{1}{4}mgL $。
2. 第二阶段:剩余一块木板滑动
当前面木板掉落後,剩余木板对桌面的压力:$ F_{压2} = G = mg $
此阶段摩擦力:$ f_2 = \frac{1}{4}F_{压2} = \frac{1}{4}mg $,推力$ F_2 = f_2 = \frac{1}{4}mg $。
剩余木板的重心在其几何中心,要使木板完全掉落,其重心需移动到桌面边缘,该阶段木板移动的距离$ s_2 = L $。
此阶段推力做功:$ W_2 = F_2s_2 = \frac{1}{4}mg × L = \frac{1}{4}mgL $。
总功为两个阶段做功之和:$ W = W_1 + W_2 = \frac{1}{4}mgL + \frac{1}{4}mgL = \frac{1}{2}mgL $。
【答案】
B
【知识点】
功的计算、摩擦力、重心
【点评】
本题考查力学综合应用,需分阶段分析木板的运动过程,结合摩擦力与压力的关系、功的计算公式求解,关键是利用重心位置确定各阶段木板的移动距离,易错点在于混淆两个阶段的移动距离和压力大小。
【难度系数】
0.5
4 新情境 [2025广州中考节选] 如图甲是旅游景区某大山及其等高线地形图的示意图,A、B是山上的两个位置,地形图(图乙)上的A₁、B₁分别对应A、B,AC为垂直电梯通道,CB为水平隧道。某游客乘电梯从A到C,再通过隧道到B,游客重力为500 N,从A到B的过程中,其重力做的功为
$4×10^4$
J。答案
4 $4×10^4$
【解析】 通过等高线地形图可知,B和C在同一高度上,AC段高度$h_{AC}=800\ \mathrm{m}-720\ \mathrm{m}=80\ \mathrm{m}$,从A到C的过程中,其重力做的功为$W_{有用}=Gh_{AC}=500\ \mathrm{N}×80\ \mathrm{m}=4×10^4\ \mathrm{J}$,而从B到C的过程中,重力不做功,故从A到B的过程中,游客重力做的功为$4×10^4\ \mathrm{J}$。
【解析】 通过等高线地形图可知,B和C在同一高度上,AC段高度$h_{AC}=800\ \mathrm{m}-720\ \mathrm{m}=80\ \mathrm{m}$,从A到C的过程中,其重力做的功为$W_{有用}=Gh_{AC}=500\ \mathrm{N}×80\ \mathrm{m}=4×10^4\ \mathrm{J}$,而从B到C的过程中,重力不做功,故从A到B的过程中,游客重力做的功为$4×10^4\ \mathrm{J}$。
解析
【分析】
要计算从A到B过程中重力做的功,需明确重力做功的特点:重力做功只与物体竖直方向的高度差有关,水平移动时重力不做功。首先从等高线地形图中确定A点和B点的竖直高度差,再利用重力做功公式W=Gh进行计算即可。
【解析】
由图乙的等高线地形图可知,A点的海拔为800m,B点与C点处于同一水平面,C点的海拔为720m,因此A到B的竖直高度差h = 800m - 720m = 80m。重力做功的计算公式为W = Gh,已知游客重力G=500N,代入数据得:$W = 500N × 80m = 4×10^4 J$。由于从C到B是水平移动,重力不做功,所以从A到B过程中游客重力做的功等于A到C过程中重力做的功,即$4×10^4 J$。
【答案】
$4×10^4$
【知识点】
重力做功、等高线应用
【点评】
本题结合等高线地形图考查重力做功的计算,核心是掌握重力做功仅与竖直高度差有关的特点,需准确从图中提取高度差信息,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
要计算从A到B过程中重力做的功,需明确重力做功的特点:重力做功只与物体竖直方向的高度差有关,水平移动时重力不做功。首先从等高线地形图中确定A点和B点的竖直高度差,再利用重力做功公式W=Gh进行计算即可。
【解析】
由图乙的等高线地形图可知,A点的海拔为800m,B点与C点处于同一水平面,C点的海拔为720m,因此A到B的竖直高度差h = 800m - 720m = 80m。重力做功的计算公式为W = Gh,已知游客重力G=500N,代入数据得:$W = 500N × 80m = 4×10^4 J$。由于从C到B是水平移动,重力不做功,所以从A到B过程中游客重力做的功等于A到C过程中重力做的功,即$4×10^4 J$。
【答案】
$4×10^4$
【知识点】
重力做功、等高线应用
【点评】
本题结合等高线地形图考查重力做功的计算,核心是掌握重力做功仅与竖直高度差有关的特点,需准确从图中提取高度差信息,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
5 [2026重庆川维中学开学] 如图甲所示,水平地面上有一长方体木箱。小林用水平推力F向前推动木箱。此过程中,推力F和木箱前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图乙、丙所示。在第2 s时,木箱受到的摩擦力f=

200
N,在3~5 s内,推力对木箱所做的功为 400
J。答案
5 200 400
【解析】 由题图丙得,在3~5 s内,木箱做匀速直线运动,由题图乙得,此时推力为200 N,由二力平衡得,木箱受到的滑动摩擦力等于推力,为200 N;在第2 s时,木箱做加速直线运动,木箱运动过程中,对水平地面的压力不变,接触面粗糙程度不变,则木箱受到的滑动摩擦力不变,为200 N。在3~5 s内,由$v=\frac{s}{t}$得,木箱运动的路程$s=vt=1.0\ \mathrm{m/s}×(5\ \mathrm{s}-3\ \mathrm{s})=2\ \mathrm{m}$,推力对木箱所做的功$W=Fs=200\ \mathrm{N}×2\ \mathrm{m}=400\ \mathrm{J}$。
【解析】 由题图丙得,在3~5 s内,木箱做匀速直线运动,由题图乙得,此时推力为200 N,由二力平衡得,木箱受到的滑动摩擦力等于推力,为200 N;在第2 s时,木箱做加速直线运动,木箱运动过程中,对水平地面的压力不变,接触面粗糙程度不变,则木箱受到的滑动摩擦力不变,为200 N。在3~5 s内,由$v=\frac{s}{t}$得,木箱运动的路程$s=vt=1.0\ \mathrm{m/s}×(5\ \mathrm{s}-3\ \mathrm{s})=2\ \mathrm{m}$,推力对木箱所做的功$W=Fs=200\ \mathrm{N}×2\ \mathrm{m}=400\ \mathrm{J}$。
解析
【分析】要解决本题,需结合推力随时间变化的F-t图像和速度随时间变化的v-t图像分析:滑动摩擦力的大小只与压力和接触面粗糙程度有关,与物体运动状态无关;当物体做匀速直线运动时,推力与滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等;计算推力做功时,需先确定物体运动的路程,再利用功的公式计算。
【解析】1. 求第2s时的摩擦力:由图丙可知,3~5s内木箱做匀速直线运动,处于平衡状态,推力与滑动摩擦力大小相等;由图乙可知,3~5s内推力F=200N,根据二力平衡,滑动摩擦力f=F=200N。第2s时,木箱做加速运动,但木箱对地面的压力和接触面粗糙程度均不变,因此滑动摩擦力大小不变,仍为200N。
2. 求3~5s内推力做的功:由图丙可知,3~5s内木箱的速度v=1.0m/s,运动时间t=5s-3s=2s,根据v=s/t,可得木箱运动的路程s=vt=1.0m/s×2s=2m;推力F=200N,根据功的公式W=Fs,可得推力做的功W=200N×2m=400J。
【答案】200;400
【知识点】滑动摩擦力、二力平衡、功的计算
【点评】本题结合F-t和v-t图像考查力学知识,核心是理解滑动摩擦力的影响因素,以及匀速直线运动时二力平衡的应用,计算功时需准确获取运动路程,属于基础力学综合题。
【难度系数】0.6
【解析】1. 求第2s时的摩擦力:由图丙可知,3~5s内木箱做匀速直线运动,处于平衡状态,推力与滑动摩擦力大小相等;由图乙可知,3~5s内推力F=200N,根据二力平衡,滑动摩擦力f=F=200N。第2s时,木箱做加速运动,但木箱对地面的压力和接触面粗糙程度均不变,因此滑动摩擦力大小不变,仍为200N。
2. 求3~5s内推力做的功:由图丙可知,3~5s内木箱的速度v=1.0m/s,运动时间t=5s-3s=2s,根据v=s/t,可得木箱运动的路程s=vt=1.0m/s×2s=2m;推力F=200N,根据功的公式W=Fs,可得推力做的功W=200N×2m=400J。
【答案】200;400
【知识点】滑动摩擦力、二力平衡、功的计算
【点评】本题结合F-t和v-t图像考查力学知识,核心是理解滑动摩擦力的影响因素,以及匀速直线运动时二力平衡的应用,计算功时需准确获取运动路程,属于基础力学综合题。
【难度系数】0.6
6 如图所示为某款无人驾驶物流配送车,具备自动驾驶能力,空车质量为300 kg,它匀速行驶时与地面的摩擦力为其重力的0.1,最高速度为15 km/h,可实现到用户手中的最后五千米配送。(g取10 N/kg)
(1)无人驾驶物流配送车空车的重力是多少?
(2)无人驾驶物流配送车以最高速度行驶五千米需要多少分钟?
(3)无人驾驶物流配送车空车在平直公路上以10 km/h的速度匀速行驶6 min,求此阶段牵引力做的功。

(1)无人驾驶物流配送车空车的重力是多少?
(2)无人驾驶物流配送车以最高速度行驶五千米需要多少分钟?
(3)无人驾驶物流配送车空车在平直公路上以10 km/h的速度匀速行驶6 min,求此阶段牵引力做的功。
答案
6 解:(1)无人驾驶物流配送车空车的重力
$G=mg=300\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=3\ 000\ \mathrm{N}$。
(2)由$v=\frac{s}{t}$得,无人驾驶物流配送车以最高速度行驶五千米需要的时间$t=\frac{s}{v}=\frac{5\ \mathrm{km}}{15\ \mathrm{km/h}}=\frac{1}{3}\ \mathrm{h}=20\ \mathrm{min}$。
(3)无人驾驶物流配送车空车在平直公路上以10 km/h的速度匀速行驶6 min,行驶的路程$s'=v't'=10\ \mathrm{km/h}×\frac{6}{60}\ \mathrm{h}=1\ \mathrm{km}$,
无人驾驶物流配送车匀速直线运动时,牵引力和阻力是一对平衡力,牵引力$F=f=0.1G=0.1×3\ 000\ \mathrm{N}=300\ \mathrm{N}$,
此阶段牵引力做的功$W=Fs'=300\ \mathrm{N}×1\ 000\ \mathrm{m}=3×10^5\ \mathrm{J}$。
$G=mg=300\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=3\ 000\ \mathrm{N}$。
(2)由$v=\frac{s}{t}$得,无人驾驶物流配送车以最高速度行驶五千米需要的时间$t=\frac{s}{v}=\frac{5\ \mathrm{km}}{15\ \mathrm{km/h}}=\frac{1}{3}\ \mathrm{h}=20\ \mathrm{min}$。
(3)无人驾驶物流配送车空车在平直公路上以10 km/h的速度匀速行驶6 min,行驶的路程$s'=v't'=10\ \mathrm{km/h}×\frac{6}{60}\ \mathrm{h}=1\ \mathrm{km}$,
无人驾驶物流配送车匀速直线运动时,牵引力和阻力是一对平衡力,牵引力$F=f=0.1G=0.1×3\ 000\ \mathrm{N}=300\ \mathrm{N}$,
此阶段牵引力做的功$W=Fs'=300\ \mathrm{N}×1\ 000\ \mathrm{m}=3×10^5\ \mathrm{J}$。
解析
【分析】
本题是力学综合计算题,需运用重力公式、速度公式、功的计算公式及二力平衡知识解题。
(1) 求空车重力,直接利用重力公式$G=mg$,代入空车质量和$g$的值即可;
(2) 求最高速度下行驶5km的时间,根据速度公式$v=\frac{s}{t}$变形为$t=\frac{s}{v}$,代入路程和最高速度,再进行小时转分钟的单位换算;
(3) 先计算以10km/h行驶6min的路程,再根据匀速运动时牵引力与阻力是平衡力,阻力$f=0.1G$得到牵引力$F=f$,最后用$W=Fs$计算牵引力做的功,注意路程单位换算为米。
【解析】
解:(1) 无人驾驶物流配送车空车的重力:
$G=mg=300\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=3000\ \mathrm{N}$;
(2) 根据速度公式$v=\frac{s}{t}$,可得行驶5km需要的时间:
$t=\frac{s}{v}=\frac{5\ \mathrm{km}}{15\ \mathrm{km/h}}=\frac{1}{3}\ \mathrm{h}=\frac{1}{3}×60\ \mathrm{min}=20\ \mathrm{min}$;
(3) 先计算行驶的时间:$t'=6\ \mathrm{min}=\frac{6}{60}\ \mathrm{h}=0.1\ \mathrm{h}$,
行驶的路程:$s'=v't'=10\ \mathrm{km/h}×0.1\ \mathrm{h}=1\ \mathrm{km}=1000\ \mathrm{m}$;
因车匀速行驶,牵引力与阻力是平衡力,故牵引力$F=f=0.1G=0.1×3000\ \mathrm{N}=300\ \mathrm{N}$;
牵引力做的功:$W=Fs'=300\ \mathrm{N}×1000\ \mathrm{m}=3×10^5\ \mathrm{J}$。
【答案】
(1) 3000 N;(2) 20 min;(3) $3×10^5$ J
【知识点】
重力计算、速度公式应用、功的计算
【点评】
本题考查力学基础公式的综合应用,涉及重力、速度、功的计算及二力平衡的应用,步骤清晰,难度适中,能有效考查学生对基础公式的掌握情况。
【难度系数】
0.7
本题是力学综合计算题,需运用重力公式、速度公式、功的计算公式及二力平衡知识解题。
(1) 求空车重力,直接利用重力公式$G=mg$,代入空车质量和$g$的值即可;
(2) 求最高速度下行驶5km的时间,根据速度公式$v=\frac{s}{t}$变形为$t=\frac{s}{v}$,代入路程和最高速度,再进行小时转分钟的单位换算;
(3) 先计算以10km/h行驶6min的路程,再根据匀速运动时牵引力与阻力是平衡力,阻力$f=0.1G$得到牵引力$F=f$,最后用$W=Fs$计算牵引力做的功,注意路程单位换算为米。
【解析】
解:(1) 无人驾驶物流配送车空车的重力:
$G=mg=300\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=3000\ \mathrm{N}$;
(2) 根据速度公式$v=\frac{s}{t}$,可得行驶5km需要的时间:
$t=\frac{s}{v}=\frac{5\ \mathrm{km}}{15\ \mathrm{km/h}}=\frac{1}{3}\ \mathrm{h}=\frac{1}{3}×60\ \mathrm{min}=20\ \mathrm{min}$;
(3) 先计算行驶的时间:$t'=6\ \mathrm{min}=\frac{6}{60}\ \mathrm{h}=0.1\ \mathrm{h}$,
行驶的路程:$s'=v't'=10\ \mathrm{km/h}×0.1\ \mathrm{h}=1\ \mathrm{km}=1000\ \mathrm{m}$;
因车匀速行驶,牵引力与阻力是平衡力,故牵引力$F=f=0.1G=0.1×3000\ \mathrm{N}=300\ \mathrm{N}$;
牵引力做的功:$W=Fs'=300\ \mathrm{N}×1000\ \mathrm{m}=3×10^5\ \mathrm{J}$。
【答案】
(1) 3000 N;(2) 20 min;(3) $3×10^5$ J
【知识点】
重力计算、速度公式应用、功的计算
【点评】
本题考查力学基础公式的综合应用,涉及重力、速度、功的计算及二力平衡的应用,步骤清晰,难度适中,能有效考查学生对基础公式的掌握情况。
【难度系数】
0.7
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