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2024年物理二轮中考总复习71个重难点亮点专题专炼（全国通用）
第四篇 力学知识体系必考重点亮点难点专题
专题41 机械功与功率综合难题计算问题
一、选择题
1. 一个木块放在粗糙程度相同的水平地面上，如果对木块施加的水平拉力为F，如图甲所示；F的
大小与时间t的关系如图乙所示；木块的运动速度v与时间t的关系如图丙所示。以下说法正确的
是（ ）
A. 当t=1s时，木块受到的摩擦力是0
B. 当t在2~4s内，木块做匀速直线运动，受到的摩擦力为5N
C. 当t在4~6s内，拉力F的功率为6W
D. 当t在2~6s内，木块的机械能保持不变
【答案】C
【解析】A．由图乙可知，物体在t=1s时受到的拉力为1N，由图丙可知此时物体处于静止状态，所以受到
的摩擦力等于拉力为1N，故A错误；
B．由图乙可知，物体在4~6s内受到的拉力为3N，由图丙可知4~6s内物体做匀速运动直线运动，在
4~6s内受到的摩擦力等于此时的拉力为3N；由图乙可知在2~4s内，物体做加速直线运动，接触面粗糙
程度、受到的压力不变，所以在2~4s内受到的摩擦力为3N。故B错误；
C．由图乙可知，物体在4~6s内受到的拉力为3N，由图丙可知4~6s内物体做速度为2m/s的匀速运动
直线运动，此时拉力的功率
故C正确；
D．在2~6s内，木块受到拉力和摩擦力的作用，机械能在不断变化，故D错误。
2. 如图甲所示，用弹簧测力计水平拉一木块，使它在水平长木板上做匀速直线运动，图乙是它运动的
路程随时间变化的两段图象，下列说法正确的是（ ）
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A. 图甲中木块受到的拉力为3.8N
B. 木块在AB段和BC段受到的滑动摩擦力之比为1∶2
C. AB段和BC段拉力做功的功率之比为2∶1
D. AB段和BC段木块速度之比为1∶2
【答案】C
【解析】A．图甲中木块受到的拉力为2.2N，故A错误；
B．木块在AB段和BC段受到的滑动摩擦力没有发生变化，故B错误；
CD．AB段和BC段的速度之比为2∶1，拉力相等，由P=Fv可知，拉力做功的功率之比为2∶1故C正确，
D错误。
3. （2023湖北随州）在上周的自主复习中物理课代表建议大家“回归课本”，如图是课本上的原图，
针对图中情境增加条件拓展科学思维：小强用100N的力斜向上拉着总重为500N的小车使小车在水平
路面上匀速前进了10m用了10s。下列说法中正确的是（ ）
A. 这一过程中地面对小车的摩擦力一定是100N
B. 这一过程中100N的拉力对小车做的功一定是1000J
C. 这一过程中小车的速度为1m/s
D. 这一过程中小车对地面的压力一定等于500N
【答案】C
【解析】AD．小车在拉力的作用下，匀速直线运动，小车受到的斜向上的拉力、竖直向下的重力、竖直向
上的支持力及沿水平方向的摩擦力的作用，这几个力是平衡力。因为拉力是斜向上的，所以摩擦力的
大小不等于拉力，不等于100N，支持力与重力也不等，不等于500N，故AD错误；
B．拉力的方向斜向上，在拉力的方向移动10m的距离时，拉力所做的功为
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但移动的距离10m不是在力的方向上，所以拉力所做的功不等于1000J，故B错误；
C．小车的速度
故C正确。故选C。
4.（2023湖南株洲）某建筑工地上，一台起重机将两种材料同时从地面竖直匀速起吊送至两个不同 的
高度，整个过程中起重机提升材料所做的功W与提升高度h的关系如图所示。由图可知（g=10N/kg）（
）
A. 两种材料总质量为1.5t B. 两种材料总质量为3t
C. 吊到40m高处的材料质量为1t D. 吊到40m高处的材料质量为1.5t
【答案】BC
【解析】AB．由图示知，上升高度为10m时，提升材料所做的功
据W=Gh知，两种材料的总重力
两种材料的总质量
故A不符合题意，B符合题意；
CD．吊到40m的材料单独升高的高度为
此段高度提升材料所做的功
吊到40m高处的材料重力
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其质量
故C符合题意，D不符合题意。
故选BC。
5. （2023湖南株洲）投出的铅球在空中飞行，它在整个运动过程中的动能E 与距离地面的高度h的关
k
系如图所示。已知铅球出手高度h为2m，铅球落到地面时重力势能为零，不计空气阻力，由图可知，铅
球出手时其重力势能为（ ）
A. 80J B. 100J C. 180J D. 280J
【答案】A
【解析】由题可知，因为不计空气阻力，机械能守恒，铅球运动过程中只有重力势能和动能的相互转化，
若铅球落到地面时重力势能为零，则动能为最大值280J。由图可知，当铅球到最高点时，即距离地面
2.5米时，动能为180J，则重力势能最大值为100J；已知铅球出手高度为2m，所以其重力势能小于
100J。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
6. 物体在同一水平面上做匀速直线运动，当物体运动路程与时间的关系图象如图甲时，受到的水平
推力为 ；当物体运动的速度与时间的关系图象如图乙时，受到的水平推力为 。两次推力的功率分
别为 、 。则 和 分别为（ ）
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A. ， B. ， C. ， D. ，
【答案】D
【解析】物体在同一水平面上做匀速直线运动，物体受到平衡力作用，推力等于摩擦力。由于摩擦力的
大小与压力大小和接触面粗糙程度有关，两次压力相同，接触面粗糙程度相同，故两次水平推力大小
相等，即F∶F=1∶1，由甲乙两图可得v=3m/s，v=5m/s；根据
1 2 1 2
可得
故选D。
7．如图所示，水平地面G点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平方向5N的拉力F．物体经过E点
开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置，物体在EG段做匀速直线运动，则：（ ）
A．物体在EF段的速度大于GH段的速度
B．物体在GK段受到的摩擦力等于5N
C．拉力F在EF段所做的功大于在GH段所做的功
D．拉力F在EF段的功率小于在GK段的功率
【答案】D．
【解析】（1）根据图象提供的信息，由速度公式v= 解题；
（2）摩擦力的大小与压力及接触面的粗糙程度有关，据此分析；
（3）根据功的两个要素，由W=Fs解析；
（4）分析图象，根据P= = 判断．
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A．由图和题意可知，物体在EF段和GH段通过的路程相同，但所用时间t =2t ，由v= 可知，物体在
EF GH
EF段的速度小于GH段的速度，故A错误；
B．由图可知，物体在GK段做变速运动，故物体在GK段所受的摩擦力不等于拉力，即不等于5N；故B错
误；
C．由图可知，s =s ，所用的拉力相同即F=5N，由W=Fs可知，所做的功相同，故C错误；
EF GH
D．由图和题意可知，s ＜s ，所用时间t和拉力F均相同，由P= = 可知，拉力F在EF段的功率小
EF GK
于在GK段的功率，故D正确．
8.如图所示是某一型号的汽车，其质量为6000kg，轮胎与地面接触面积为4×250cm2，在一段平直公路
上用1小时匀速行驶了108km，车受到的阻力为车重的0.2倍．g取10N/kg. 则下列结论错误的是 （
）
A.该汽车的行驶速度108km/h
B.该汽车对地面的压强6×105P
a
C.该汽车在1小时内牵引力所做的功6.0×108J
D.车受到的阻力为1.2×104N
【答案】C
【解析】（1）根据速度公式v=s/t可求汽车的行驶速度为：
v=s/t=108km/1h=108km/h，所以选项A结论正确；
（2）汽车对地面压力F=G=mg=6×103kg×10N/kg=6×104N
地面受力面积已知，S=4×250cm2=0.1 m2
根据压强公式P=F/S可求汽车对地面的压强为
P=F/S=6×104N/0.1m2=6×105P
a
所以选项B结论正确；
（3）汽车匀速行驶，牵引力等于阻力，即牵引力F =f=0.2G=1.2×104N
牵
行驶的路程已知s=108km，
根据公式W=Fs可求汽车牵引力所做的功为：
W=F s=1.2×104N×108×103m=1．296×109J，所以选项C结论错误；
牵
（4）汽车匀速行驶，车受到的阻力等于牵引力。F =f=0.2G=1.2×104N，选项D结论正确。
牵
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经过上述分析求解，可以得出本题答案是C
点评：压强的计算，需要确定压力、面积。要注意面积的计算与单位，其中压力的确定是难点。正确判断
物体间的压力，进行受力分析是关键；物体间接触部分的面积，一般与较小的物体面积相同。
二、填空题
1. 宽握距引体向上要求：两手用宽握距正握（掌心向前）单杠，略宽于肩，两脚离地，两臂自然下垂伸
直，用力将身体往上拉起，下巴超过单杠时稍作停顿，然后回复完全下垂，即为完成1次，小明同学体
重600N，正握单杠且两臂自然下垂伸直时，下巴与单杠的高度差是0.4m，他在某次测试中， 1min内完
成了10次引体向上，则他完成1次引体向上至少做功_______J， 整个测试过程中做功的平均功率最
小是______W。
【答案】 240 40
【解析】完成1次引体向上至少做功
1min内完成了10次引体向上，整个测试过程中做功
整个测试过程中做功的的平均功率最小是
2. 如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其F﹣t和v﹣t图像分
别如图乙、丙所示，则在t＝3s时，物体受到的摩擦力为 N；在第4s到第6s内，拉力F对物体所
做的功为 J。
【答案】4；16。
【解析】由v﹣t图像可知，4s～6s内物体以v＝2m/s的速度做匀速直线运动，由F﹣t图像可知，4s～
6s内物体受到的拉力F＝5N，因物体做匀速直线运动时，受到的摩擦力和拉力是一对平衡力，二力大
小相等，所以，滑动摩擦力的大小为4N；
由v﹣t图像可知，2s～4s内物体做匀加速直线运动，因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和
压力的大小有关，与速度无关，所以，当t＝3s时，物体受到的摩擦力是4N；
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由v＝ 可得，在4～6s过程中物体运动的距离：s＝vt＝2m/s×2s＝4m，
拉力对物体做的功：W＝Fs＝4N×4m＝16J。
3. （2023辽宁锦州）如图所示，重100N的物体A在水平拉力F的作用下以0.1m/s的速度匀速运动
10s，弹簧测力计的示数为20N，滑轮组的机械效率为80%。则拉力F所做的功是_________J，拉力F的
功率是_________W，物体A受到的摩擦力是_________N。（不计绳重和滑轮重）
【答案】 40 4 32
【解析】不计绳重和滑轮重，由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2，绳子自由端移动的距离
.
s =2s =2v t=2×01m/s×10s=2m
绳 物 物
弹簧测力计的示数为20N，拉力就是20N，拉力做功为
W =Fs =20N×2m=40J
总 绳
拉力做功的功率
由
得到物体与地面间的滑动摩擦力
f=η×2F=80%×2×20N=32N
4. （2023广东省广州市）物体A重5N，如图1，A在水平拉力F 作用下，在水平面从M匀速直线运动到
1
N用时3s；如图2，在A上放置一个钩码，A在水平拉力F 作用下，在另一水平面从Р匀速直线运动到
2
Q用时2s。
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（1）在MN，PQ段，A的速度分别为v、v，A所受摩擦力分别为f、f，则v______v，f____f；（均选填
1 2 1 2 1 2 1 2
“>”“=”“<”）
（2）A从M运动到N，F 做的功为______J、功率为______W，A所受重力做的功为______J。
1
【答案】（1）＜ ＞ （2） 0.3 0.1 0
【解析】（1）在MN段，A的速度为
在PQ段，A的速度为
则 。
A在水平拉力F 作用下做匀速直线运动，由二力平衡可知
1
A在水平拉力F 作用下做匀速直线运动，由二力平衡可知
2
则 。
（2）F 做的功为
1
F 的功率为
1
A只在水平方向运动发生距离，竖直方向没有发生距离，所以A所受重力做的功为0J。
5.（2023黑龙江哈尔滨）如图所示，物体静止在水平桌面上，现用50N的水平推力，使其在桌面上移动
了0.2m的距离，说明推力可以改变物体的______（选填“运动状态”或“形状”），推力做功
______J。
【答案】 运动状态 10
【解析】物体在水平推力的作用下由静止开始运动，运动状态发生改变，说明力可以改变物体的运动状
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态。
由题意可知，推力F的大小为50N，物体在水平推力的作用下移动的距离为s=0.2m，故可得推力所做的
功为
W=Fs=50N×0.2m=10J
6. （2023天津）第七届世界智能大会于2023年5月18日在天津开幕，大会上展示了可穿戴的“外骨
骼”机器人。参观者戴上该设备，轻松地将50kg的物体匀速举高1m，用时2s，此过程中对物体做功
______J，功率为______W。（g取10Nkg）
【答案】 500 250
【解析】将50kg的物体匀速举高1m，此过程中对物体做功
对物体做功用时2s，则功率
7. （2023四川德阳）无人机在现在的生产生活中有着广泛的应用。如图所示是一款新型智能航拍无人
机，机身总质量2kg，小李操作该无人机先以1.2m/s的速度沿竖直方向匀速上升48m，接着又以2m/s
的速度沿水平方向匀速飞行80m，无人机在上升过程中需要克服重力做功______J，在整个飞行过程中
克服重力做功的功率为______W。
【答案】 960 12
【解析】无人机在上升过程中需要克服重力做功
W=Gh=mgh=2kg×10N/kg×48m=960J
整个飞行过程中用的总时间为
无人机沿水平方向匀速飞行，重力方向竖直向下，没有在重力的方向上通过一定的距离，没有克服重
力做功，整个飞行过程中克服重力做功的功率为
8. （2023黑龙江牡鸡）在水平地面上，小明沿水平方向推重400N的木箱做直线运动，木箱速度随时间
变化的图像如图所示。已知在4s~8s内木箱受到的推力恒为150N，在这段时间（4s~8s）内，木箱受到的
推力的功率是________W，8s-10s内木箱受到的摩擦力是________N（忽略空气阻力）。
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【答案】 150 150
【解析】（1）由图可知，在4~8s内，推力F=150N；由图可知这段时间内木箱做匀速直线运动，且v=1m/s，
则推力做工的功率为
由图可知，在4~8s内，木箱做匀速直线运动，忽略空气阻力，木箱受到的推力和摩擦力是一对平衡力，
大小相等，则木箱受到的摩擦力
f=F=150N
由图可知，木箱在8s~10s内做减速运动，由于压力大小，接触面粗糙程度不变，则木箱受到滑动摩擦
力大小不变，还是150N。
9. 如图甲，用竖直向上的拉力F，将静止在水平地面上的物体向上提升。乙图表示拉力F的大小随时
间t的变化关系，丙图表示物体运动速度v的大小随时间t的变化关系。在0～10s内物体对地面的压
力为______N；20～30s内拉力F做功的功率为_______W。
【答案】 30 500
【解析】由图可知，第20s之后，物体竖直向上做匀速直线运动，物体处于平衡状态，重力等于拉力为
50N，则在0～10s内物体对地面的压力为
F =G-F=50N-20N=30N
压
由图可知，20～30s内物体的速度为10m/s，拉力F做功的功率为
p=Fv=50N×10m/s=500W
三、综合应用题
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1.（2023甘肃威武） 随着人们生活水平的提高，房车旅游受到了大众的青睐，某公司推出了如图所示
的小型房车，小林和父母参观车展时试驾了该车，该车在平直公路上以54km/h的速度匀速行驶了
3600m，已知车轮与水平地面总接触面积为0.4m2，试驾时车和人总质量为4×103kg，阻力是车重的0.1
倍。（假定汽车静止时对地面的压力大小等于汽车总重力，汽车匀速行驶时牵引力等于阻力，g取
10N/kg。）求：
（1）该房车匀速行驶了多长时间？
（2）该房车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？
（3）该房车匀速行驶时牵引力做功的功率是多大？
【答案】（1）240s；（2）1×105Pa；（3）6×104W
【解析】（1）由题意可知，试驾的路程为s=3600m，试驾时的速度为
v=54km/h=15m/s
故由 可得，试驾所用的时间为
（2）房车的总质量为m=4×103kg，故房车的重力为
G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N
由 可得，房车对地面的压强为
（3）由题意可得，房车所受阻力为
f=0.1G=0.1×4×104N=4×103N
为
房车在水平路面匀速行驶，处于受力平衡状态，故由二力平衡可得，房车所受牵引力大小
F =f=4×103N
牵
由P=Fv可得，牵引力的功率为
P=F v=4×103N×15m/s=6×104W
牵
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答：（1）该房车匀速行驶了240s；
（2）该房车静止在水平地面上时，对地面的压强为1×105Pa；
（3）该房车匀速行驶时牵引力做功的功率为6×104W。
2. 在泉城济南，游客乘坐画舫游船穿行其间，可以尽享“不出城郭而获山水之怡，身居闹市而有林泉
之致”的都市休闲意趣。如图所示，若画舫游船质量为3t，从黑虎泉站出发以 的速度匀速行
驶到泉城广场站，所用时间约为 ，牵引力是 。取 ，通过计算回答：
（1）黑虎泉站到泉城广场站河段大约多长？
（2）游船在护城河中受到的浮力多大？
（3）这次水上航行中，牵引力对游船做了多少功？
（4）这次水上航行中，牵引力对游船做功的功率多大？
【答案】（1） ；（2） ；（3） ；（4）
【解析】（1）所用时间约为
由公式 得，黑虎泉站到泉城广场站河段的长度
（2）画舫游船质量为
画舫游船重力为
因为游船漂浮在水中，根据漂浮条件得，游船在护城河中受到的浮力
（3）牵引力对游船做的功
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（4）牵引力对游船做功的功率
3. 2023年5月，世界智能大会在天津的成功举办，将进一步推动我国人工智能技术的研发和应用。图
甲为某款智能机器人，质量为30kg，底部轮与地面接触总面积为150cm2，它在某次引领接待工作中沿
直线行走的速度随时间变化的图像如图乙所示。（g取10N/kg）
（1）求智能机器人静止在水平地面上时，对地面产生的压强；
（2）求智能机器人在0~6s内行走的距离和0~10s内的平均速度；
（3）在0~6s内，智能机器人受到的水平阻力为重力的0.05倍，求此段时间内智能机器人牵引力做功的
功率。
【答案】（1）2×104Pa；（2）7.2m，1.12m/s；（3）18W
【解析】（1）智能机器人静止在水平地面上时对地面产生的压力
F=G=mg=30kg×10N/kg=300N
智能机器人静止在水平地面上时对地面产生的压强
（2）由图像可知，0~6s机器人匀速运动的速度v=1.2m/s，则在0~6s内行走的距离
1
由图像知，6~10s内物体匀速运动的速度v=1.0m/s，则在6~10s内行走的距离
2
0~10s内的平均速度
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（3）在0~6s内机器人受到的阻力
f=0.05G=0.05×300N=15N
机器人匀速直线运动时，水平方向上牵引力和阻力是一对平衡力，则此过程机器人牵引力
F'=f=15N
此段时间内牵引力做功的功率
答：（1）智能机器人对地面产生的压强为2×104Pa；
（2）智能机器人在0~6s内行走的距离为7.2m，0~10s内的平均速度为1.12m/s；
（3）在0~6s内智能机器人牵引力做功的功率为18W。
4. （2023四川德阳）电动自行车在城市生活中有着广泛的应用。某外卖员骑行如图甲所示的电动自行
车为顾客送货，假设他驾驶电动自行车的运动为匀速直线运动，行驶的路程-时间图像如图乙所示，外
卖员的质量为60kg，电动自行车及货物的总质量为55kg，电动自行车的功率为400W，电动自行车的电
能转化为机械能的效率为65%，电动自行车前后轮与地面的接触总面积为5×10-3m²。求：
（1）外卖员骑行电动自行车的速度和此时对地面的压强；
（2）电动自行车行驶过程中牵引力的大小。
【答案】（1）5m/s，2.3×105Pa；（2）52N
【解析】（1）外卖员骑行电动自行车的速度
外卖员骑行电动车，电动车对地面压力为
此时电动车对地面的压强
（2）依题意得，电动车电能转化为机械能的功率为
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由 得，电动自行车行驶过程中牵引力的大小为
答：（1）外卖员骑行电动自行车的速度和此时对地面的压强分别为5m/s，2.3×105Pa；
（2）电动自行车行驶过程中牵引力的大小52N。
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