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人教版中考物理二轮复习专题专练——力学的综合计算（含压强、功、功率及效率）（20）附解析
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这是一份人教版中考物理二轮复习专题专练——力学的综合计算（含压强、功、功率及效率）（20）附解析，共29页。试卷主要包含了计算题等内容，欢迎下载使用。
人教版中考物理二轮复习专题专练——力学的综合计算（含压强、功、功率及效率）（20）附解析
一、计算题
1．某品牌家用汽车满载时的质量为1.15t，静止时车轮与水平地面的总接触面积为0.2m2，它在平直路面上匀速行驶36km，期间受到的阻力为车总重的0.1倍，汽车发动机的效率为40%，求：
（1）汽车满载静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？
（2）匀速行驶过程中牵引力所做的功是多少？
（3）汽油的热值为q＝4.6×107J/kg，这段时间内消耗汽油的质量是多少？
2．如图所示是我国自行设计研制的大型水陆两栖飞机AG600全状态新构型灭火机，具备强大的灭火救援能力，是国家应急救援体系建设必备的重大航空装备。若该飞机以288km/h 的速度水平匀速直线航行96km，消耗航空燃油1600kg，飞机发动机的功率为2.4×107W。（航空燃油的热值为4×107J/kg）求：
（1）飞机在水平航行过程中发动机做的功是多少？
（2）消耗的航空燃油完全燃烧放出多少热量？
（3）发动机的效率是多少？
3．如图所示是我国自主研发的无人驾驶电动运输车。这辆车的质量为1440kg，轮胎与地面的总接触面积为0.12m2，充满电后可储存电能30kW·h，其中有80%的电能可转化为汽车的机械能。某次该车在平直路面上以36km/h的速度匀速行驶，所受的阻力为800N。（g取10N/kg，q燃油=4×107J/kg）求：
（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？
（2）该车充满电后在平直路面上匀速行驶时，可以行驶多少小时？
（3）该车充满电后储存的电能相当于完全燃烧多少千克的燃油放出的热量？
4．新能源汽车正逐步取代传统燃油车。如图是一款无人驾驶智能电动车。电动车静止在水平地面上，对地面的压强为1.2×105Pa，车胎与地面接触总面积为1000cm2，最高时速可达180km/h，此时车的功率为90kW。（q汽油=4.6×107J/kg，g取10N/kg）。求：
（1）电动车的质量；
（2）若电动车以最高时速在平直公路上进行测试，匀速行驶时所受的阻力；
（3）在（2）的条件下，车的电动机效率为90%，匀速行驶4.6km，消耗的电能相当于完全燃烧多少千克的汽油所释放的能量。
5．为改善城市空气质量，很多城市用雾炮车洒水除尘。如图为一台正在水平路面上洒水的雾炮车，车内水箱底部出水口面积为50cm2。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，柴油的热值取4.0×107J/kg）求：
（1）洒水前水箱中水深1m，出水口所受压力；
（2）洒水前雾炮车以10m/s的速度在水平路面上做匀速直线运动，发动机的功率为80kW，此时雾炮车受到的阻力；
（3）雾炮车以80kW的功率匀速行驶20min，若柴油机效率为40%，需要消耗柴油的质量。
6．如图所示，是最新一款无人驾驶汽车。该车以20m/s的速度在一段平直的公路上的速行了8km，消耗汽油1.2kg。汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，求：（q汽油=4.5×107J/kg）
（1）该汽车发动机做的有用功是多少?
（2）该汽车的输出功率为多少
（3）该汽车在以此速度行驶的过程中，受到的阻力多大?
7．如图所示为一款以汽油机为动力的小型多功能田园翻地机。其自重为60kg，静止在水平地面上时，与地接触面积为150cm2。汽油机的输出功率为1kW，在水平地面上匀速翻地时的速度为1.8km/h，（取q汽油﹦4×107J/kg，g﹦10N/kg）求：
（1）静止在水平地面上时，对地面的压强是多大？
（2）匀速翻地时翻地机受到的阻力是多大？
（3）若翻地工作时机汽油机的工作效率是25℅，翻地机每前进10km消耗多少kg汽油？
8．现如今人们的生活越来越便捷，美食外卖成了时尚生活的标签。如图是一个外卖小哥骑着一辆摩托车，正在送外卖的情景。摩托车牵引力的功率为25kW。他要把外卖从新玛特送到3km远的某住宅区，若整个行程以18km/h速度匀速行驶。求：
（1）他送外卖的过程需要多少分钟？
（2）在这个过程中摩托车的牵引力做了多少焦耳的功？
（3）若这个过程中摩托车消耗1kg汽油，则摩托车发动机的效率为多少？（q汽油=4.5×107J/kg，结果保留整数）
9．如图所示是一辆满载防疫物资的货车，质量为30t，静止时对水平地面的压强为3×105Pa。货车以15m/s的速度在平直公路上匀速行驶9km，消耗柴油10kg，发动机的输出功率为225kW。（g取10N/kg，柴油的热值q=4.0×107J/kg）求：
（1）货车车轮与水平地面接触的总面积是多少？
（2）货车受到的阻力是多少？
（3）货车发动机的效率是多少？
10．如图所示是我国国产某型号水陆两栖坦克，总质量是30t，每条履带着陆时面积是2m2，该坦克在水平地面匀速行驶时，所受阻力是自重的0.1倍。（g取10N/kg，q柴油=4×107J/kg）。求：
（1）该坦克静止在水平地面时，对地面的压强是多少？
（2）该坦克在水平地面上以54km/h的速度匀速行驶时，柴油发动机的功率多大？
（3）该坦克在水平地面上匀速行驶时，若柴油发动机的效率是40%，则行驶10km消耗柴油的质量是多少？
11．随着科技的发展，无人驾驶技术日趋成熟。如图所示是利用5G网络实现远程驾驶的纯电动汽车，其质量为1.8t，车轮与路面接触的总面积为750cm2，该车在水平路面上匀速直线行驶12km，用时10min，这一过程中汽车发动机的功率恒为24kW。（汽油热值q=4.5×107J/kg，g取10N/kg）求：
（1）该车静止在水平路面上对路面的压强是多少？
（2）在这过程中汽车受到的阻力是多少？
（3）该车百公里消耗电能1.8×108J，若这些能量完全由燃烧汽油来获得，相当于完全燃烧汽油多少千克？
12．最近几年我国大力发展新能源汽车。一辆质量为1.68t的氢燃料新能源汽车行驶在一段斜坡路上，从坡底以18km/h的速度匀速行驶2min到达高为100m的坡顶，行驶过程中汽车的输出功率保持56kW不变。求：（g取10N/kg，氢的热值为平 1.4×108J/kg ）
（1）汽车的牵引力是多大？
（2）斜坡的机械效率是多大？
（3）若汽车发动机的热机效率为50%，则全程共消耗多少克氢燃料？
13．如图所示是一款工地常用的吊车，它的自重为8t，由柴油机提供动力，吊车轮胎与地面的总接触面积为5×103cm2，若该吊车将2t的货物，以1m/s的速度匀速提升到20m高处。求：（g=10N/kg，柴油热值取4.0×107J/kg）
（1）吊车吊起货物匀速上升时，对水平路面的压强；
（2）吊车吊起货物过程中，对货物做功的功率；
（3）吊车吊起货物时的效率为10%，完成这一工作消耗的柴油为多少kg？
14．如图是国产最小排量的汽车，空车质量为0.9t。若该车以108km/h的速度沿水平路面匀速直线行驶时的输出功率为60kW。（g=10N/kg）
（1）若该车静止在水平路面上时，轮胎与路面接触的总面积为450cm2，车对水平路面的压强是多少？
（2）该车以108km/h的速度水平匀速直线行驶时，所受阻力是多少？
（3）若该车发动机的效率为40%，以60kW的输出功率行驶10min，消耗多少千克的汽油？（汽油的热值取4.0×107J/kg）
15．如图所示是警察骑两轮电动平衡车在天安门广场巡逻的情景。警用两轮电动平衡车的质量为40kg，每个车轮与水平地面的接触面积为30cm2，额定电压60V，最大电功率1200W。（g取10N/kg，q汽油＝4.6×107J/kg）求：
（1）若车胎能承受的最大压强为4×105Pa，该车在水平地面时的最大载重质量是多少kg？
（2）若该车以最大功率行驶时的速度为10m/s，所受到的阻力为96N，该电动平衡车的效率是多大？
（3）若电动车以920W的电功率行驶10min所耗的电能全部由燃烧汽油来获得，则需要消耗多少千克汽油？
16．新能源电气混合公交车已经在我市“登陆”。如图所示，公交车满载时总质量为8t，输出功率为72kW（g取10N/kg，天然气的热值q=4×107J/m3）
（1）公交车在10min内行驶了9km，求行驶的平均速度。
（2）满载的公交车静止在水平地面，对地面的压强是2×105Pa，求轮胎与地面接触面积。
（3）发动机的效率为40%，公交车匀速行驶10min，需要完全燃烧多少天然气。
17．如图是一款新型智能送餐机器人，空载质量30kg，轮子与地面接触总面积1cm2。（g取10N/kg，汽油的执值取4×107J/kg）求：
（1）机器人空载时对水平地面的压强是多少？
（2）某次送餐过程中，机器人以0.8m/s的速度匀速直线移动，若它在运动过程中所受阻力为50N，则在1min内驱动力对机器人所做的功是多少？
（3）如果做这些功用燃烧汽油来供给，完全燃烧放出内能转化机械能的效率为30%，则做这些功需要消耗多少汽油？
18．如图所示的是草坪修剪机及相关说明书，它底盘刀具的动力靠汽油机提供。若修剪机正常工作时，刀具每秒钟通过的距离为23m，匀速运动时受到的平均阻力为20N，在一次修剪过程中，所用时间为5000s，耗油2kg（g=10N/kg， q汽油=4.6×107J/kg）。求：
修剪机的总质量
20kg
四个轮子与地面的接触面积
20cm2
生产日期
2014年12月29日
（1）使用前修剪机静止时对水平地面的压强；
（2）修剪机克服阻力做功的功率；
（3）汽油机的效率。
19．如图所示为天然气环保公交车。该车自身质量为1.5t，满载乘客40人。公交车发动机输出功率为150kW，最高车速为72km/h。求：
（1）若公交车满载乘客，每名乘客质量为50kg，公交车满载时车轮与地面的总接触面积700cm2。公交车满载乘客静止在水平地面上对地面的压强是多少？
（2）若公交车以最高车速匀速直线行驶，所受阻力是多？
（3）若发动机工作效率为30%，5min消耗天然气的体积是多少？（天然气的热值为4×107J/m3）
20．小东家的小汽车质量为1.2t，车轮与水平地面接触总面积为300cm2。小丽家开车去旅游，若汽车以90km/h的速度在水平地面匀速直线行驶，发动机在这段时间内的功率为20kW。（取q汽油﹦4.5×107J/kg，g取10N/kg）求：
（1）汽车静止在水平地面上，对水平地面的压强。
（2）汽车此次行驶时，受到的阻力。
（3）此次共行驶15min，若汽油机的效率为25%，消耗汽油的质量。
21．为了保障学生人身安全，已有大批校车投入使用。如图为某中学专用校车，其空车质量为4000kg，静止时轮胎与地面接触的总面积为 0.2m2 。这辆校车在某段平直公路上匀速行驶4km，用时5min，消耗柴油1L，所受到的阻力为 1.8×103N （柴油热值 3×107J/kg ，柴油的密度为 0.8×103kg/m3 ，g取10N/kg）求：
（1）这辆校车空车静止在水平路面上时，对路面的压强是多少？
（2）这段路程内发动机做功的功率是多少？
（3）校车所使用的柴油机的效率是多少？
22．如图所示是国产水陆两栖坦克，总重3×105N，它的发动机是一台新型内燃机，两条履带与地面接触的总面积为5 m2，某次执行任务时，该坦克在平直公路上匀速行驶1200m，用时2min，发动机牵引力的功率保持600 kW 恒定不变，发动机消耗了4.5 kg 的燃料。（q燃料=4.0×107J/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10 N/kg）
（1）该坦克要从水平冰面上经过，冰层能承受的最大压强为7×104Pa，请计算说明坦克能否安全通过？
（2）执行任务过程坦克受到的阻力是多大？
（3）此时发动机的效率是多大？
23．如图所示是一辆5G无人驾驶汽车，质量为1.2t，车轮与水平地面总接触面积为0.1m2。某次测试中它以20m/s的速度在平直公路上匀速行驶10km，发动机的输出功率为27.6kW。（g取10N/kg）求：
（1）汽车静止在水平地面时，对地面的压强是多少?
（2）汽车前进过程中受到的阻力是多少?
（3）若发动机的效率为30%，完成此次测试至少需要消耗多少kg汽油?（q汽油取4.6×107J/kg）
24．如图所示为一款国产无人驾驶汽车上路进行测试行驶，该款车以10m/s的速度在一段平直的公路上匀速行驶了3分钟，消耗汽油0.16kg．已知汽油的热值为4.6×107J/kg，该款汽车的发动机效率为30%，在此过程中，求：
（1）若该车消耗的汽油完全燃烧，放出的热量全部被水吸收，可以使多少千克20℃水温度升高到100℃？
（2）该汽车发动机做的有用功是多少？输出功率是多少？
（3）该车匀速行驶时，牵引力是多大？
25．科技小组设计了一款消毒机器人，如图所示。使用前对机器人进行测试:将储液箱中装满消毒液，关闭喷洒装置并使机器人在水平地面上做匀速直线运动，相关数据如下表。（消毒液密度ρ取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求
设备参数
空载质量/kg
50
储液箱容积/L
20
履带着地总面积/m2
0.2
测试数据
行驶时间/min
1
行驶路程/m
60
行驶功率/W
120
（1）装满消毒液的机器人受到的总重力。
（2）装满消毒液的机器人静止时对水平地面的压强。
（3）该次测试中消毒机器人在行驶时所受的牵引力。
答案解析部分
1．【答案】（1）解：汽车满载时的重力为G=mg=1.15×103kg×10N/kg=1.15×104N
所以汽车满载静止在水平地面上时，对地面的压力为F=G=1.15×104N
即汽车对地面的压强为p=FS=1.15×104N0.2m2=5.75×104Pa
答：汽车满载静止在水平地面上时，对地面的压强是5.75×104Pa。
（2）解：因汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以汽车的牵引力为F′=f=0.1G=0.1×1.15×104N=1.15×103N
所以匀速行驶过程中牵引力所做的功为W=F′s=1.15×103N×36×103m=4.14×107J
答：匀速行驶过程中牵引力所做的功是4.14×107J。
（3）解：根据η=WQ吸×100%可得，消耗汽油完全燃烧释放的热量为Q放=Wη=4.14×107J40%=1.035×108N
再根据Q放=mq可得，这段时间内消耗汽油的质量为m′=Q放q=1.035×108J4.6×107J/kg=2.25kg
答：这段时间内消耗汽油的质量是2.25kg。
【解析】【分析】（1）根据公式F=G=mg及p=FS，可求出压强；
（2）根据公式W=F′s及二力平衡条件，可求出牵引力所做的功 ；
（3）根据公式η=WQ放及m=Q放q，可求出汽油的质量。
2．【答案】（1）解：飞机以288km/h 的速度水平匀速直线航行96km，飞行的时间 t=sv=96km288km/ℎ=13ℎ=1200s
飞机发动机的功率为 2.4×107W ，则飞机在水平航行过程中发动机做的功 W=Pt=2.4×107W×1200s=2.88×1010J
答：飞机在水平航行过程中发动机做的功是 2.88×1010J
（2）解：航空燃油的热值为 4×107J/kg ，消耗航空燃油1600kg，则消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量 Q放=mq=1600kg×4×107J/kg=6.4×1010J
答：消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是 6.4×1010J
（3）解：发动机的效率 η=WQ放=2.88×1010J6.4×1010J×100%=45%
答：发动机的效率是45%。
【解析】【分析】（1）根据公式t=sv及W=Pt，可求出功；
（2）根据公式Q=mq，可求出放出的热量；
（3）根据公式η=WQ，可求出效率。
3．【答案】（1）解：该车静止在水平地面上时，对地面的压力为F压=G=mg=1440kg×10N/kg=14400N
对地面的压强是p=F压S=14400N0.12m2=1.2×105Pa
答：该车静止在水平地面上时，对地面的压强是1.2×105Pa；
（2）解：该车充满电后转化的机械能为W=W电η=30kW·h×80%=24kW·h=24×3.6×106J=8.64×107J
该车匀速行驶，处于平衡状态，所受的阻力为800N。根据二力平衡可知，牵引力为F=f=800N
该车能运动的路程为s=WF=8.64×107J800N=1.08×105m=108km
行驶的时间是t=sv=108km36kmℎ=3ℎ
答：该车充满电后在平直路面上匀速行驶时，可以行驶3小时
（3）解：该车充满电后储存的电能为W电=30kW·h=30×3.6×106J=1.08×108J
相当于完全燃烧燃油的质量是m'=Qq燃油=W电q燃油=1.08×108J4×107Jkg=2.7kg
答：该车充满电后储存的电能相当于完全燃烧2.7千克的燃油放出的热量。
【解析】【分析】（1）根据公式F压=G=mg及p=FS，可求出压强；
（2）根据公式 W=W电η及p=FS、t=sv，可求出时间；
（3）根据公式Q=mq，可求出质量。
4．【答案】（1）解：静止在水平地面上的电动车对地面的压力等于其重力大小，由公式 p=FS 可得，电动车的重力G=F=pS=1.2×105Pa×1000×10-4m2=1.2×104N
电动车的质量 m=Gg=1.2×104N10N/kg=1.2×103kg
答：电动车的质量是1.2×103kg；
（2）解：由题意可知，电动车的最高时速v=180km/h=50m/s
由公式P=Fv可得，电动车以最高时速匀速行驶时，所受的阻力 f=F=Pv=90×103W50m/s=1.8×103N
答：电动车以最高时速匀速行驶时所受的阻力为1.8×103N；
（3）解：电动车以最高时速匀速行驶4.6km时，牵引力做的功W有用=Fs=1.8×103N×4.6×103m=8.28×106J
已知车的电动机效率为90%，则由公式 η=W有用W总 可得，电动车以最高时速匀速行驶4.6km所消耗的电能 W总=W有用η=8.28×106J90%=9.2×106J
若这些电能由完全燃烧的汽油提供，需要汽油的质量 m=Q放q=W总q=9.2×106J4.6×107J/kg=0.2kg
答：消耗的电能相当于完全燃烧0.2千克的汽油所释放的能量。
【解析】【分析】（1）根据公式G=F=pS及G=mg，可求出质量；
（2）根据公式P=Fv及二力平衡知识，可求出阻力；
（3）根据公式W有用=Fs及η=W有W总、Q=mq，可求出消耗汽油的质量。
5．【答案】（1）解：出水口面积为50cm2=5×10−3m2压强为P=ρ水gℎ=1×103kg/m3×10N/kg×1m=1×104Pa
则受到的压力为F=Ps=1×104Pa×5×10−3m2=50N
答：出水口所受压力为50N；
（2）解：发动机的功率为80kW=80000W
牵引力为F=Pv=80000W10m/s=8000N
汽车做匀速直线运动，受到的阻力等于牵引力为8000N。
答：雾炮车受到的阻力为8000N；
（3）解：行驶的时间为20min=1200s
发动机做功为W=Pt=80000W×1200s=9.6×107J
则柴油产生的热量为Q=Wη=9.6×107J40%=2.4×108J
需要柴油的质量为m=Qq=2.4×108J4×107J/kg=6kg
答：需要消耗汽油6kg。
【解析】【分析】（1）根据公式p＝ρgh及 ，可求出出水口所受压力；
（2）根据公式P＝Fv， 汽车做匀速直线运动，受到的阻力等于牵引力，可求出雾炮车受到的阻力 ；
（3）根据公式η=QW及Q=mq，可求出需要柴油的质量 ；
6．【答案】（1）解：汽油完全燃烧放出的热量为Q放=mq=1.2kg×4.5×107J/kg=5.4×107J
发动机的有用功W=ηQ放=30%×5.4×107J=1.62×107J
答：该汽车发动机做的有用功是1.62×107J；
（2）解：汽车走的路程为8km=8000m
汽车运动的时间t=sv=8000m20m/s=400s
汽车的输出功率P=Wt=1.62×107J400s=4.05×104W
答：该汽车的输出功率为4.05×104W；
（3）解：由P=Fv得F=Pv=4.05×104W20m/s=2025N
由于汽车是匀速行驶的，可得二力平衡f=F=2025N
答：受到的阻力2025N。
【解析】【分析】（1）利用Q放=mq求汽油完全燃烧放出的热量，再利用效率公式η=WQ放 可求出牵引力做的有用功。
（2）利用t=sv求出汽车运动的时间，利用P=Wt即可求出该汽车的输出功率。
（3）求出了汽车的输出功率P，已知汽车的速度v，根据P=Fv求汽车受到的牵引力；又知道汽车在平直的公路上匀速行驶，根据二力平衡条件求出匀速行驶时汽车受到的阻力。
7．【答案】（1）解：已知该翻地机质量为60kg，且静止在水平地面上，则翻地机对地面的压力为F=G=mg=60kg×10N/kg=600N
翻地机对地面的压强为p=FS=600N150×10−4m2=4×104Pa
答：静止在水平地面上时，对地面的压强为4×104Pa；
（2）解：由于该翻地机在水平地面上做匀速直线运动，则翻地机翻地时受到的阻力为f=F牵=Pv=1000W1.83.6m/s=2000N
答：匀速翻地时翻地机受到的阻力为2000N；
（3）解：翻地机前进10km做的功为W=F牵s=2000N×1.0×104m=2×107J
已知翻地机的工作效率时25%，则汽油完全燃烧释放的内能为Q放=Wη=2×107J25%=8×107J
需要消耗的汽油质量为m=Q放q=8×107J4×107J/kg=2kg
答：翻地机每前进10km需要消耗2kg汽油。
【解析】【分析】（1）利用p=FS求得翻地机对地面的压强。
（2）利用P=Fv求得匀速翻地时翻地机受到的阻力。
（3）先利用W=Fs求得翻地机前进10km做的功，进一步利用Q放=Wη求得汽油完全燃烧释放的内能，再利用Q=mq求得需要消耗的汽油质量。
8．【答案】（1）解：由题意可知，整个行程的距离大小s=3km=3000m
整个行程的速度大小v=18km/ℎ=5m/s
由速度的推导公式t=sv可知，他送外卖的过程需要时间t=sv=3000m5m/s=600s=10min
他送外卖的过程需要时间为10min。
答：他送外卖的过程需要时间为10min
（2）解：由题意可知，摩托车牵引力的功率为25kW=25000W，整个行程以18km/h=5m/s速度匀速行驶，根据P=Fv可知，在这个过程中摩托车的牵引力大小F=Pv=25000W5m/s=5000N
在牵引力的作用下，移动的距离为3000m，在这个过程中摩托车的牵引力做的功为
W=Fs=5000N×3000m=1.5×107J
在这个过程中摩托车的牵引力做的功为1.5×107J。
答：在这个过程中摩托车的牵引力做的功为1.5×107J；
（3）解：由题意可知，这个过程中摩托车消耗1kg汽油，q汽油=4.5×107J/kg，则这个过程放出的能量Q放=q汽油m=4.5×107J/kg×1kg=4.5×107J
这个过程放出的能量为4.5×107J；由（2）解析可知道，在这个过程中摩托车的牵引力做的功为1.5×107J，则摩托车发动机的效率η=WQ放×100%=1.5×107J4.5×107J×100%≈33%
摩托车发动机的效率约为33%。
答：若这个过程中摩托车消耗1kg汽油，则摩托车发动机的效率约为33%。
【解析】【分析】（1）根据t=sv可求时间。
（2）由W=Pt可求摩托车的牵引力做的功。
（3）先根据Q放=mq求出1kg汽油燃烧放出的热量，再根据η=WQ放×100%可得摩托车发动机的效率。
9．【答案】（1）解：货车的质量m=30t=3×104kg
货车受到的重力G=mg=3×104kg×10N/kg=3×105N
货车静止在水平地面上，对地面的压力大小等于它所受的重力，即F压=G=3×105N
货车车轮与水平地面接触的总面积S=F压p=3×105N3×105Pa=1m2
答：货车车轮与水平地面接触的总面积是1m2
（2）解：发动机的输出功率P=225kW=2.25×105W
由P=Wt=Fst=Fv
得牵引力F=Pv=2.25×105W15m/s=1.5×104N
由于货车做匀速直线运动，牵引力和阻力是平衡力，所以阻力f=F=1.5×104N
答：货车受到的阻力是1.5×104N；
（3）解：货车匀速行驶的路程s=9km=9×103m
牵引力做功W=Fs=1.5×104N×9×103m=1.35×108J
放出的热量Q放=mq=10kg×4×107J/kg=4×108J
发动机的效率η=WQ放=1.35×108J4.0×108J=33.75%
答：货车发动机的效率是33.75%。
【解析】【分析】（1）根据物体的质量计算重力，利用压力和压强的比值， 计算受力面积；
（2）根据功率和速度的比值， 计算力的大小；
（3）利用力和距离的乘积，计算做功多少；根据燃料的质量和热值的乘积，计算热量，利用功和热量的比值， 计算热机效率。
10．【答案】（1）解：坦克静止在水平地面时对地面的压力F=G=mg=30t×10N/kg=30×103kg×10N/kg=3×105N
对地面的压强 p=FS=3×105N2×2m2=7.5×104Pa
答：该坦克静止在水平地面时，对地面的压强是7.5×104Pa；
（2）解：因坦克在水平地面上以54km/h的速度匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，柴油机的牵引力F′=f=0.1G=0.1×3×105N=3×104N
坦克行驶的速度v=54km/h=15m/s
柴油机的功率P=F′v=3×104N×15m/s=4.5×105W
答：该坦克在水平地面上以54km/h的速度匀速行驶时，柴油发动机的功率是4.5×105W；
（3）解：行驶10km牵引力做的功W=F′s=3×104N×10×103m=3×108J
消耗的柴油完全燃烧释放的热量 Q放=Wη=3×108J40%=7.5×108J
消耗柴油的质量 m柴=Q放q=7.5×108J4×108Jkg=18.75kg
答：该坦克在水平地面上匀速行驶时，若柴油发动机的效率是40%，则行驶10km消耗柴油的质量是18.75kg。
【解析】【分析】（1）根据物体的质量计算重力，利用压力和受力面积的比值，计算压强；
（2）根据摩擦力和重力关系，计算摩擦力；根据力和速度的乘积，计算功率大小；
（3）根据力和距离的乘积计算做功多少，根据功和热机效率的比值，计算总热，结合燃料的热值，计算燃料的质量。
11．【答案】（1）解：汽车静止在水平地面上时，对地面的压力F压=G=mg=1.8×103kg×10N/kg=1.8×104N
对地面的压强 p=F压S=1.8×104N750×10−4m2=2.4×105Pa
答：汽车静止在水平地面上时，对地面的压强为2.4×105Pa；
（2）汽车在该路段的速度 v=st=12000m10×60s=20m/s
由 P=Wt=Fst=Fv
可得汽车的牵引力 F=Pv=24×103W20m/s=1200N
因汽车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，所以，在这一过程中汽车受到的阻力f=F=1200N
答：在这一过程中汽车受到的阻力为1200N；
（3）由题意知Q放=W总=1.8×108J
根据Q=mq可得，汽油的质量 m=Q放q=1.8×108J4.5×107J/kg=4kg
答：该车百公里消耗电能1.8×108J，若这些能量完全由燃烧汽油来获得，相当于完全燃烧汽油4kg。
【解析】【分析】（1）结合物体的质量，利用公式G=mg求解物体的重力；处在水平面上的物体，物体对地面的压力等于重力，结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强，其中F是压力，S是受力面积；
（2）求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率，除以汽车运动的速度即为牵引力大小；
（3）牵引力做功为有用功，除以加热效率为总功，即为燃料释放的热量，除以燃料的热值即为燃料的质量。
12．【答案】（1）解：由 P=Wt=Fst=Fv
知道，汽车的牵引力是 F=Pv=56kW18km/ℎ=56000W5m/s=11200N
答：汽车的牵引力是11200N；
（2）解：上坡过程牵引力做的总功 W总=Pt=56kW×2×60s=6.72×106J
此过程做的有用功 W有用=mgℎ=1.68×103kg×10N/kg×100m=1.68×106J
斜坡的机械效率是 η=W有W总×100%=1.68×106J6.72×106J×100%=25%
答：斜坡的机械效率是25%；
（3）解：若汽车发动机的热机效率为50%，则氢燃料燃烧释放的能量 Q=W总η=6.72×106J50%=1.34×107J
由 Q放=mq 知道，全程共消耗氢燃料的质量 m=Q放q=1.34×107J1.4×108J/kg≈0.096kg=96g
答：若汽车发动机的热机效率为50%，则全程共消耗96克氢燃料。
【解析】【分析】（1）根据功率和速度的比值，可以计算力的大小；
（2）根据功率和时间的乘积计算功的大小；根据物体的重力和高度计算有用功大小；有用功和总功的比值计算机械效率；
（3）根据总功和热机效率的比值计算总热，结合热值计算消耗的燃料。
13．【答案】（1）解：吊车吊起货物匀速上升时，对水平路面的压力F=G总=m总g=(8×103kg+2×103kg)×10N/kg=105N
吊车吊起货物匀速上升时，对水平路面的压强p=FS=105N5×103×10−4m2=2×105Pa
答：吊车吊起货物匀速上升时，对水平路面的压强是2×105Pa；
（2）解：吊车吊起货物过程中，对货物做功的功率P=Wt=Fst=Fv=Gv=mgv=2×103kg×10N/kg×1m/s=2×104W
答：吊车吊起货物过程中，对货物做功的功率是2×104W
（3）解：有用功W=Gh=mgh=2×103kg×10N/kg×20m=4×105J
柴油完全燃烧放出的热量Q放=Wη=4×105J10%=4×106J
消耗的柴油的质量m=Q放q=4×106J4.0×107J/kg=0.1kg
答：吊车吊起货物时的效率为10%，完成这一工作消耗的柴油为0.1kg。
【解析】【分析】（1）利用p= FS求出对水平路面的压强。
（2）吊车吊起货物过程中，根据P= Wt=Fst=Fv=Gv=mgv求出对货物做功的功率。
（3）根据W=Gh=mgh求出吊车吊起货物时所做的有用功，利用η= W有Q放×100%求出消耗的柴油完全燃烧释放的热量，再根据Q放=mq求出完成这一工作消耗柴油的质量。
14．【答案】（1）解：若该车静止再水平路面上，此时该车所受的重力为G车=m车g=0.9×103kg×10N/kg=9×103N
由于车静止时，重力大小等于地面压力大小，故其压力大小为F=G
则该车对水平路面的压强为p=FS=9×103N0.045m3=2×105Pa
答：车静止时对水平路面的压强为2×105Pa；
（2）解：由于该车水平匀速直线行驶，故该车的牵引力F牵等于该车所受阻力f，由P=Fv，108km/h=30m/s
可得，该车所受牵引力为F牵=Pv=6×104W30m/s=2×103N
故该车所受阻力为f=F牵=2×103N
答：受到的阻力为2×103N；
（3）解：由P=Wt
可得，该车发动机所做的功为W=Pt=60×103W×10×60s=3.6×107J
由η=WQ放×100%
可得，汽油完全燃烧放出的热量为Q放=Wη=3.6×107J40%=9×107J
由Q=mq
可得，消耗汽油的质量为m=Q放q=9×107J4×107J/kg=2.25kg
答：消耗2.25kg的柴油。
【解析】【分析】（1）利用p= FS求出对水平路面的压强。
（2）汽车匀速直线行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据P=Fv求出牵引力即可得出汽车受到的阻力。
（3）根据W=Pt求出汽车发动机做的功，利用 η=WQ放×100%求出汽油完全燃烧释放的热量，最后根据Q放=mq求出消耗汽油的质量。
15．【答案】（1）解：车胎受力面积为S＝2×30cm2＝60cm2＝0.006m2
由p=FS可得，车对地面的压力F＝pS＝4×105Pa×0.006m2＝2400N
因为在水平地面上，则G＝F＝2400N
总质量为m=Gg=2400N10N/kg=240kg
该车的最大载重量m物＝m﹣m车＝240kg﹣40kg＝200kg
答：该车在水平地面时的最大载重量是200kg；
（2）解：两轮电动平衡车匀速行驶时，受平衡力作用，则牵引力F′＝f＝96N
两轮电动平衡车的机械功率P机械=Wt=Fst=F′v＝96N×10m/s＝960W
两轮电动平衡车的效率η=W有用W总×100%=P机械tP电t=P机械P电=960W1200W×100%=80%
答：该电动平衡车的效率是80%；
（3）解：由P=Wt可得，电动车消耗的电能W＝P电′t＝920W×10×60s＝5.52×105J
由Q放＝W和Q放＝mq可得m′=Wq=5.52×105J4.6×107J/kg=1.2×10﹣2kg
答：需要消1.2×10-2kg的汽油。
【解析】【分析】（1）用F=pS求出车对地面的最大压力，车对地面的压力等于最大载物的重力和平衡车的重力之和；根据G=mg求出平衡车重力，可得最大载物的重力，进而求出最大载重质量。
（2）根据二力平衡条件求出牵引力的大小，利用P机械=F′v算出机械功率，根据 η=W有用W总×100%=P机械tP电t=P机械P电求出两轮电动平衡车的效率。
（3）先根据W=Pt求出电动车消耗的电能，然后根据Q放=W和Q放=mq求出消耗汽油的质量。
16．【答案】（1）解：汽车行驶的速度为v=st=9×103m10×60s=15m/s=54km/ℎ
答：行驶的平均速度为15m/s，或54km/h；
（2）解：公交车对地面的压力为F=G=mg=8×103kg×10N/kg=8×104N
则轮胎与地面接触的总面积S=Fp=8×104N2×105Pa=0.4m2
答：轮胎与地面接触面积为0.4m2；
（3）解：汽车做的功为W=Pt=7.2×104W×600s=4.32×107J
天然气放出的热量为Q放=Wη=4.32×107J40%=1.08×108J
需要完全燃烧的天然气体积为V=Q放q=1.08×108J4×107J/m3=2.7m3
答：需要完全燃烧的天然气体积为2.7m3。
【解析】【分析】（1）根据v=st算出公交车的速度。
（2）公交车满载时静止在水平地面上，对地面的压力等于其重力，利用G=mg求出，然后利用p=FS计算受力面积，即轮胎与地面接触的总面积。
（3）根据W=Pt算出公交车做的功。根据公式η=WQ求出燃料燃烧放出的总能量。根据Q=qV计算需要完全燃烧的天然气体积。
17．【答案】（1）解：机器人空载时对地面的压力F=G=mg=30kg×10N/kg=300N
S=1cm2=1×10−4m2
对地面的压强p=FS=300N1×10−4m2=3×106Pa
答：机器人空载时对水平地面的压强是3×106Pa；
（2）解：机器人匀速直线行驶，驱动力F′=f=50N
t=1min=60s，由v=st得
s=vt=0.8m/s×60s=48m
驱动力对机器人所做的功W=F′s=50N×48m=2400J
答：在1min内驱动力对机器人所做的功是2400J；
（3）解：燃烧汽油放出的热量Q放=Wη=2400J30%=8000J
需要消耗的汽油m=Q放q=8000J4×107J/kg=2×10−4kg
答：做这些功需要消耗2×104kg汽油。
【解析】【分析】（1）根据F=G=mg=得出机器人空载时对地面的压力，根据p=FS得出对地面的压强。
（2）因机器人匀速直线移动时处于平衡状态，驱动力和所受的阻力是一对平衡力，根据F′=f得出机器人的驱动力，由v=st可得在1min内机器人运动的距离s，根据W=F′s得出在1min内驱动力对机器人所做的功。
（3）完全燃烧汽油放出能量转化机械能的效率为30%，根据Q放=Wη得出完全燃烧放出能量根据Q放=mq得出做这些功需要消耗汽油的质量。
18．【答案】（1）解：修剪机受到的重力G=mg=20kg×10N/kg=200N
修剪机静止时对水平地面的压强p=FS=GS=200N20×10−4m2=1×105Pa
答：使用前修剪机静止时对水平地面的压强为1×105Pa；
（2）解：修剪机匀速行驶的速度v=st=23m1s=23m/s
修剪机克服阻力做功的功率P=fv=20N×23m/s=460W
答：修剪机克服阻力做功的功率为460W；
（3）解：修剪机匀速行驶受到的牵引力等于阻力，即F牵引力=f=20N
由v=st可得，修剪机5000s行驶的路程s'=vt'=23m/s×5000s=115000 m
则修剪机5000s内做的功W=F牵引力s'=20N×115000m=2.3×106J
0.2kg汽油完全燃烧放出的热量Q=mq=0.2kg×4.6×107J/kg=9.2×106J
汽油机的效率η=WQ×100%=2.3×106J9.2×106J×100%=25%
答：汽油机的效率为25%。
【解析】【分析】（1）利用p=FS求得修剪机静止时对水平地面的压强。
（2）先求出修剪机匀速运动的速度，根据P=fv求出修剪机克服阻力做功的功率。
（3）由W=Pt求修剪机80min做的功，根据Q=mq求0.2kg汽油完全燃烧放出的热量，根据效率公式η=WQ×100%求汽油机的效率。
19．【答案】（1）解：公交车满载乘客时的总质量m总=m车+m人=1500kg+50kg×40=3500kg
公交车满载乘客时的总重力G=m总g=3500kg×10N/kg=35000N
又F=G
公交车满载乘客静止在水平地面上对地面的压强p=FS=35000N0.07m2=5×105Pa
答：公交车满载乘客静止在水平地面上对地面的压强是5×105Pa；
（2）解：公交车最高车速为v=72km/ℎ=20m/s
由P=Wt=Fst=Fv
得f=F牵=Pv=150000W20m/s=7500N
答：若公交车以最高车速匀速直线行驶，所受阻力是7500N
（3）解：公交车发动机5min做功W机=Pt=1.5×105W×300s=4.5×107J
天然气燃烧放出的热量Q放=W机η=4.5×107J30%=1.5×108J
消耗天然气的体积V=Q放q=1.5×108J4×107J/m3=3.75m3
答：若发动机工作效率为30%，5min消耗天然气的体积是3.75m3。
【解析】【分析】（1）公交车满载乘客静止在水平地面上时对地面的压力等于车和人的总重力，利用G=mg求出，然后利用p=FS计算压强。
（2）利用P=Fv求出牵引力，然后利用二力平衡条件得出阻力。
（3）利用P=Wt求出有用功，利用η=WQ放求出放出的热量，然后利用Q放=qV计算消耗天然气的体积。
20．【答案】（1）解：汽车对水平地面的压力为 F=G=mg=1.2×103kg×10N/kg =1.2×104N
对水平地面的压强为 p=FS=1.2×104N300×10−4m2=4×105Pa
答：汽车静止在水平地面上，对水平地面的压强4×105 Pa
（2）解：汽车的速度为 v=90km/ℎ=25m/s
发动机的功率为 P=20kW=2×104W
根据 P=Fv 可知，汽车牵引力为 F=Pv=2×104W25m/s=8×102N
因为汽车做匀速直线运动，则阻力为 f=F=8×102N
答：汽车此次行驶时，受到的阻力8×102N；
（3）解：牵引力做的功为 W=Pt=2×104W×15×60s=1.8×107J
由 η=WQ放×100% 可知，汽油完全燃烧放出的热量为 Q放=Wη=1.8×107J25%=7.2×107J
根据 Q放=mq 可知，消耗汽油的质量为 m=Q放q=7.2×107J4.5×107J/kg=1.6kg
答：消耗汽油的质量为1.6kg。
【解析】【分析】（1）结合物体的质量，利用公式G=mg求解物体的重力；处在水平面上的物体，物体对桌面的压力等于重力，结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强，其中F是压力，S是受力面积；
（2）利用汽车功率除以速度即为牵引力，汽车匀速运动，水平受力平衡，牵引力等于阻力；
（3）发动机做功为有用功，除以热机效率为总功，即为燃料释放的热量，除以燃料的热值即为燃料的质量。
21．【答案】（1）解：这辆校车空车静止在水平路面上时，对路面的压力 F=G=mg=4000kg×10N/kg=4×104N
这辆校车空车静止在水平路面上时，对路面的压强 p=FS=4×104N0.2m2=2×105Pa
答：校车空车静止在水平路面上时，对路面的压强是 2×105Pa
（2）解：汽车沿直线匀速行驶，牵引力和阻力是平衡力，牵引力 F=f=1.8×103N
发动机做功 W机＝Fs＝1.8×103N×4×103m＝7.2×106J
发动机做功的功率 P=Wt=7.2×106J5×60s=2.4×104W
答：发动机做功的功率是 2.4×104W ；
（3）解：由 ρ=mV 得消耗柴油的质量 m=ρV=0.8×103kg/m3×10−3m3=0.8kg
这些柴油完全燃烧放出的热量为 Q=mq=0.8kg×3×107J/kg=2.4×107J
校车所使用的柴油机的效率 η=W机Q=7.2×106J2.4×107J=30%
答：校车所使用的柴油机的效率是30%。
【解析】【分析】（1）结合物体的质量，利用公式G=mg求解物体的重力；处在水平面上的物体，物体对桌面的压力等于重力，结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强，其中F是压力，S是受力面积；
（2）求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率；
（3）发动机做功为有用功，释放的热量为总功，利用发动机做功除以燃料燃烧释放的热量即为热机效率。
22．【答案】（1）解：坦克对水平冰面的压强p=FS=GS=3×105N5m2=6×104Pa＜7×104 Pa
能安全通过。
答：坦克能安全通过；
（2）解：坦克的速度v=st=1200m2×60s=10m/s
功率P=Wt=Fst=Fv
坦克受到的牵引力F=Pv=600×103W10m/s=6×104N
坦克匀速行驶，牵引力和阻力是平衡力，阻力为f=F=6×104 N
答：坦克受到的阻力是6×104 N；
（3）解：有用功W有用=Pt=600×103W×2×60s=7.2×107J
燃料燃烧放出的热量Q放=mq燃料=4.5 kg×4.0×107 J/kg=1.8×108J
发动机的效率η=W有用Q放=7.2×107J1.8×108J=40%
答：发动机的效率是40%。
【解析】【分析】（1）根据压力和受力面积的比值， 计算压强；
（2）根据路程和时间的比值， 计算速度；利用功率和速度的比值，计算物体受到的力；
（3）根据功率和时间的乘积，计算做功多少；根据燃料的热值和质量的乘积，计算热量；根据物体做的功和热量的比值， 计算热机效率。
23．【答案】（1）解：汽车质量为m=1.2t=1.2×103kg
汽车静止在水平地面时，对地面的压力F=G=mg=1.2×103kg×10N/kg=1.2×104N
汽车静止在水平地面时，对地面的压强p=FS=1.2×104N0.1m2=1.2×105Pa
答：汽车静止在水平地面时，对地面的压强是1.2×105Pa
（2）解：发动机的输出功率P=27.6kW=2.76×104W
发动机的牵引力F=Pv=2.76×104W20m/s=1.38×103N
由于汽车做匀速直线运动，所以汽车前进过程中受到的阻力f=F=1.38×103N
答：汽车前进过程中受到的阻力是1.38×103N
（3）解：方法一：
汽车以20m/s的速度在平直公路上匀速行驶10km所用的时间t=sv=10000m20m/s=500s
发动机做的功W=Pt=2.76×104W×500s=1.38×107J
所燃烧汽油放出的热量Q放=Wη=1.38×107J30%=4.6×107J
所燃烧汽油的质量m=Q放q=4.6×107J4.6×107J/kg=1kg
方法二：发动机做的功W=Fs=1.38×103N×10000m=1.38×107J
所燃烧汽油放出的热量Q放=Wη=1.38×107J30%=4.6×107J
所燃烧汽油的质量m=Q放q=4.6×107J4.6×107J/kg=1kg
答：若发动机的效率为30%，完成此次测试至少需要消耗1kg汽油。
【解析】【分析】（1）压路机静止时对水平地面的压力和自身的重力相等，根据F=G=mg求出其大小，根据p=FS求出对水平地面的压强。
（2）根据P=Fv求出牵引力的大小，压路机匀速前进时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据f=F求出阻力的大小。
（3）根据W=Fs求出压路机做的功，根据η=WQ放×100%求出柴油完全燃烧释放的热量，利用Q放=mq求出消耗柴油的质量。
24．【答案】（1）解：汽油完全燃烧放出的热量： Q放＝mq＝0.16kg×4.6×107J/kg＝7.36×106J；因为Q吸＝Q放，所以水的质量： m水＝Q吸c水·t水＝7.36×106J4.2×103J/（kg·℃）＝21.9kg
（2）解：由η＝WQ放可得汽车发动机做的有用功： W＝ηQ放＝30%×7.36×106J＝2.2×106J；汽车的输出功率： P＝Wt＝2.2×106J3×60s＝1.2×104W
（3）解：由P＝Fv可得汽车匀速行驶时的牵引力：F＝Pv＝1.2×104W10m/s＝1.2×103N
【解析】【分析】（1）根据燃料的质量和热值的乘积计算热量，利用热量和物体的比热容、温度差的比值， 计算物体的质量；
（2）根据热效率和总热计算汽油机的有用功，根据功和实际的比值， 计算功率；
（3）根据功率和速度的比值， 计算拉力的大小。
25．【答案】（1）解：消毒液的质量m液=ρV=1.0×103kg/m3×20×10-3m3=20kg
消毒液和车的总重力G总=(m车+m液)g=(50kg+20kg)×10N/kg=700N
答：装满消毒液的机器人受到的总重力是700N
（2）解：装满消毒液的机器人静止时对水平地面的压强 p=FS=GS=700N0.2m2 =3500Pa
答：装满消毒液的机器人静止时对水平地面的压强是3500Pa
（3）解：机器人做的功W=Pt=120W×60s=7200J
该次测试中消毒机器人在行驶时所受的牵引力 F牵=Ws=7200J60m =120N
答：该次测试中消毒机器人在行驶时所受的牵引力是120N。
【解析】【分析】（1）重力是由于地球对物体的吸引而产生的力，方向竖直向下，重力大小与质量的关系为G=mg；
（2）处在水平面上的物体，物体对桌面的压力等于重力，结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强，其中F是压力，S是受力面积；
（3）结合机器人的功率和工作时间求解做功，利用做功除以路程即为牵引力大小。
人教版中考物理二轮复习专题专练——力学的综合计算（含压强、功、功率及效率）（20）附解析
一、计算题
1．某品牌家用汽车满载时的质量为1.15t，静止时车轮与水平地面的总接触面积为0.2m2，它在平直路面上匀速行驶36km，期间受到的阻力为车总重的0.1倍，汽车发动机的效率为40%，求：
（1）汽车满载静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？
（2）匀速行驶过程中牵引力所做的功是多少？
（3）汽油的热值为q＝4.6×107J/kg，这段时间内消耗汽油的质量是多少？
2．如图所示是我国自行设计研制的大型水陆两栖飞机AG600全状态新构型灭火机，具备强大的灭火救援能力，是国家应急救援体系建设必备的重大航空装备。若该飞机以288km/h 的速度水平匀速直线航行96km，消耗航空燃油1600kg，飞机发动机的功率为2.4×107W。（航空燃油的热值为4×107J/kg）求：
（1）飞机在水平航行过程中发动机做的功是多少？
（2）消耗的航空燃油完全燃烧放出多少热量？
（3）发动机的效率是多少？
3．如图所示是我国自主研发的无人驾驶电动运输车。这辆车的质量为1440kg，轮胎与地面的总接触面积为0.12m2，充满电后可储存电能30kW·h，其中有80%的电能可转化为汽车的机械能。某次该车在平直路面上以36km/h的速度匀速行驶，所受的阻力为800N。（g取10N/kg，q燃油=4×107J/kg）求：
（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？
（2）该车充满电后在平直路面上匀速行驶时，可以行驶多少小时？
（3）该车充满电后储存的电能相当于完全燃烧多少千克的燃油放出的热量？
4．新能源汽车正逐步取代传统燃油车。如图是一款无人驾驶智能电动车。电动车静止在水平地面上，对地面的压强为1.2×105Pa，车胎与地面接触总面积为1000cm2，最高时速可达180km/h，此时车的功率为90kW。（q汽油=4.6×107J/kg，g取10N/kg）。求：
（1）电动车的质量；
（2）若电动车以最高时速在平直公路上进行测试，匀速行驶时所受的阻力；
（3）在（2）的条件下，车的电动机效率为90%，匀速行驶4.6km，消耗的电能相当于完全燃烧多少千克的汽油所释放的能量。
5．为改善城市空气质量，很多城市用雾炮车洒水除尘。如图为一台正在水平路面上洒水的雾炮车，车内水箱底部出水口面积为50cm2。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，柴油的热值取4.0×107J/kg）求：
（1）洒水前水箱中水深1m，出水口所受压力；
（2）洒水前雾炮车以10m/s的速度在水平路面上做匀速直线运动，发动机的功率为80kW，此时雾炮车受到的阻力；
（3）雾炮车以80kW的功率匀速行驶20min，若柴油机效率为40%，需要消耗柴油的质量。
6．如图所示，是最新一款无人驾驶汽车。该车以20m/s的速度在一段平直的公路上的速行了8km，消耗汽油1.2kg。汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，求：（q汽油=4.5×107J/kg）
（1）该汽车发动机做的有用功是多少?
（2）该汽车的输出功率为多少
（3）该汽车在以此速度行驶的过程中，受到的阻力多大?
7．如图所示为一款以汽油机为动力的小型多功能田园翻地机。其自重为60kg，静止在水平地面上时，与地接触面积为150cm2。汽油机的输出功率为1kW，在水平地面上匀速翻地时的速度为1.8km/h，（取q汽油﹦4×107J/kg，g﹦10N/kg）求：
（1）静止在水平地面上时，对地面的压强是多大？
（2）匀速翻地时翻地机受到的阻力是多大？
（3）若翻地工作时机汽油机的工作效率是25℅，翻地机每前进10km消耗多少kg汽油？
8．现如今人们的生活越来越便捷，美食外卖成了时尚生活的标签。如图是一个外卖小哥骑着一辆摩托车，正在送外卖的情景。摩托车牵引力的功率为25kW。他要把外卖从新玛特送到3km远的某住宅区，若整个行程以18km/h速度匀速行驶。求：
（1）他送外卖的过程需要多少分钟？
（2）在这个过程中摩托车的牵引力做了多少焦耳的功？
（3）若这个过程中摩托车消耗1kg汽油，则摩托车发动机的效率为多少？（q汽油=4.5×107J/kg，结果保留整数）
9．如图所示是一辆满载防疫物资的货车，质量为30t，静止时对水平地面的压强为3×105Pa。货车以15m/s的速度在平直公路上匀速行驶9km，消耗柴油10kg，发动机的输出功率为225kW。（g取10N/kg，柴油的热值q=4.0×107J/kg）求：
（1）货车车轮与水平地面接触的总面积是多少？
（2）货车受到的阻力是多少？
（3）货车发动机的效率是多少？
10．如图所示是我国国产某型号水陆两栖坦克，总质量是30t，每条履带着陆时面积是2m2，该坦克在水平地面匀速行驶时，所受阻力是自重的0.1倍。（g取10N/kg，q柴油=4×107J/kg）。求：
（1）该坦克静止在水平地面时，对地面的压强是多少？
（2）该坦克在水平地面上以54km/h的速度匀速行驶时，柴油发动机的功率多大？
（3）该坦克在水平地面上匀速行驶时，若柴油发动机的效率是40%，则行驶10km消耗柴油的质量是多少？
11．随着科技的发展，无人驾驶技术日趋成熟。如图所示是利用5G网络实现远程驾驶的纯电动汽车，其质量为1.8t，车轮与路面接触的总面积为750cm2，该车在水平路面上匀速直线行驶12km，用时10min，这一过程中汽车发动机的功率恒为24kW。（汽油热值q=4.5×107J/kg，g取10N/kg）求：
（1）该车静止在水平路面上对路面的压强是多少？
（2）在这过程中汽车受到的阻力是多少？
（3）该车百公里消耗电能1.8×108J，若这些能量完全由燃烧汽油来获得，相当于完全燃烧汽油多少千克？
12．最近几年我国大力发展新能源汽车。一辆质量为1.68t的氢燃料新能源汽车行驶在一段斜坡路上，从坡底以18km/h的速度匀速行驶2min到达高为100m的坡顶，行驶过程中汽车的输出功率保持56kW不变。求：（g取10N/kg，氢的热值为平 1.4×108J/kg ）
（1）汽车的牵引力是多大？
（2）斜坡的机械效率是多大？
（3）若汽车发动机的热机效率为50%，则全程共消耗多少克氢燃料？
13．如图所示是一款工地常用的吊车，它的自重为8t，由柴油机提供动力，吊车轮胎与地面的总接触面积为5×103cm2，若该吊车将2t的货物，以1m/s的速度匀速提升到20m高处。求：（g=10N/kg，柴油热值取4.0×107J/kg）
（1）吊车吊起货物匀速上升时，对水平路面的压强；
（2）吊车吊起货物过程中，对货物做功的功率；
（3）吊车吊起货物时的效率为10%，完成这一工作消耗的柴油为多少kg？
14．如图是国产最小排量的汽车，空车质量为0.9t。若该车以108km/h的速度沿水平路面匀速直线行驶时的输出功率为60kW。（g=10N/kg）
（1）若该车静止在水平路面上时，轮胎与路面接触的总面积为450cm2，车对水平路面的压强是多少？
（2）该车以108km/h的速度水平匀速直线行驶时，所受阻力是多少？
（3）若该车发动机的效率为40%，以60kW的输出功率行驶10min，消耗多少千克的汽油？（汽油的热值取4.0×107J/kg）
15．如图所示是警察骑两轮电动平衡车在天安门广场巡逻的情景。警用两轮电动平衡车的质量为40kg，每个车轮与水平地面的接触面积为30cm2，额定电压60V，最大电功率1200W。（g取10N/kg，q汽油＝4.6×107J/kg）求：
（1）若车胎能承受的最大压强为4×105Pa，该车在水平地面时的最大载重质量是多少kg？
（2）若该车以最大功率行驶时的速度为10m/s，所受到的阻力为96N，该电动平衡车的效率是多大？
（3）若电动车以920W的电功率行驶10min所耗的电能全部由燃烧汽油来获得，则需要消耗多少千克汽油？
16．新能源电气混合公交车已经在我市“登陆”。如图所示，公交车满载时总质量为8t，输出功率为72kW（g取10N/kg，天然气的热值q=4×107J/m3）
（1）公交车在10min内行驶了9km，求行驶的平均速度。
（2）满载的公交车静止在水平地面，对地面的压强是2×105Pa，求轮胎与地面接触面积。
（3）发动机的效率为40%，公交车匀速行驶10min，需要完全燃烧多少天然气。
17．如图是一款新型智能送餐机器人，空载质量30kg，轮子与地面接触总面积1cm2。（g取10N/kg，汽油的执值取4×107J/kg）求：
（1）机器人空载时对水平地面的压强是多少？
（2）某次送餐过程中，机器人以0.8m/s的速度匀速直线移动，若它在运动过程中所受阻力为50N，则在1min内驱动力对机器人所做的功是多少？
（3）如果做这些功用燃烧汽油来供给，完全燃烧放出内能转化机械能的效率为30%，则做这些功需要消耗多少汽油？
18．如图所示的是草坪修剪机及相关说明书，它底盘刀具的动力靠汽油机提供。若修剪机正常工作时，刀具每秒钟通过的距离为23m，匀速运动时受到的平均阻力为20N，在一次修剪过程中，所用时间为5000s，耗油2kg（g=10N/kg， q汽油=4.6×107J/kg）。求：
修剪机的总质量
20kg
四个轮子与地面的接触面积
20cm2
生产日期
2014年12月29日
（1）使用前修剪机静止时对水平地面的压强；
（2）修剪机克服阻力做功的功率；
（3）汽油机的效率。
19．如图所示为天然气环保公交车。该车自身质量为1.5t，满载乘客40人。公交车发动机输出功率为150kW，最高车速为72km/h。求：
（1）若公交车满载乘客，每名乘客质量为50kg，公交车满载时车轮与地面的总接触面积700cm2。公交车满载乘客静止在水平地面上对地面的压强是多少？
（2）若公交车以最高车速匀速直线行驶，所受阻力是多？
（3）若发动机工作效率为30%，5min消耗天然气的体积是多少？（天然气的热值为4×107J/m3）
20．小东家的小汽车质量为1.2t，车轮与水平地面接触总面积为300cm2。小丽家开车去旅游，若汽车以90km/h的速度在水平地面匀速直线行驶，发动机在这段时间内的功率为20kW。（取q汽油﹦4.5×107J/kg，g取10N/kg）求：
（1）汽车静止在水平地面上，对水平地面的压强。
（2）汽车此次行驶时，受到的阻力。
（3）此次共行驶15min，若汽油机的效率为25%，消耗汽油的质量。
21．为了保障学生人身安全，已有大批校车投入使用。如图为某中学专用校车，其空车质量为4000kg，静止时轮胎与地面接触的总面积为 0.2m2 。这辆校车在某段平直公路上匀速行驶4km，用时5min，消耗柴油1L，所受到的阻力为 1.8×103N （柴油热值 3×107J/kg ，柴油的密度为 0.8×103kg/m3 ，g取10N/kg）求：
（1）这辆校车空车静止在水平路面上时，对路面的压强是多少？
（2）这段路程内发动机做功的功率是多少？
（3）校车所使用的柴油机的效率是多少？
22．如图所示是国产水陆两栖坦克，总重3×105N，它的发动机是一台新型内燃机，两条履带与地面接触的总面积为5 m2，某次执行任务时，该坦克在平直公路上匀速行驶1200m，用时2min，发动机牵引力的功率保持600 kW 恒定不变，发动机消耗了4.5 kg 的燃料。（q燃料=4.0×107J/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10 N/kg）
（1）该坦克要从水平冰面上经过，冰层能承受的最大压强为7×104Pa，请计算说明坦克能否安全通过？
（2）执行任务过程坦克受到的阻力是多大？
（3）此时发动机的效率是多大？
23．如图所示是一辆5G无人驾驶汽车，质量为1.2t，车轮与水平地面总接触面积为0.1m2。某次测试中它以20m/s的速度在平直公路上匀速行驶10km，发动机的输出功率为27.6kW。（g取10N/kg）求：
（1）汽车静止在水平地面时，对地面的压强是多少?
（2）汽车前进过程中受到的阻力是多少?
（3）若发动机的效率为30%，完成此次测试至少需要消耗多少kg汽油?（q汽油取4.6×107J/kg）
24．如图所示为一款国产无人驾驶汽车上路进行测试行驶，该款车以10m/s的速度在一段平直的公路上匀速行驶了3分钟，消耗汽油0.16kg．已知汽油的热值为4.6×107J/kg，该款汽车的发动机效率为30%，在此过程中，求：
（1）若该车消耗的汽油完全燃烧，放出的热量全部被水吸收，可以使多少千克20℃水温度升高到100℃？
（2）该汽车发动机做的有用功是多少？输出功率是多少？
（3）该车匀速行驶时，牵引力是多大？
25．科技小组设计了一款消毒机器人，如图所示。使用前对机器人进行测试:将储液箱中装满消毒液，关闭喷洒装置并使机器人在水平地面上做匀速直线运动，相关数据如下表。（消毒液密度ρ取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求
设备参数
空载质量/kg
50
储液箱容积/L
20
履带着地总面积/m2
0.2
测试数据
行驶时间/min
1
行驶路程/m
60
行驶功率/W
120
（1）装满消毒液的机器人受到的总重力。
（2）装满消毒液的机器人静止时对水平地面的压强。
（3）该次测试中消毒机器人在行驶时所受的牵引力。
答案解析部分
1．【答案】（1）解：汽车满载时的重力为G=mg=1.15×103kg×10N/kg=1.15×104N
所以汽车满载静止在水平地面上时，对地面的压力为F=G=1.15×104N
即汽车对地面的压强为p=FS=1.15×104N0.2m2=5.75×104Pa
答：汽车满载静止在水平地面上时，对地面的压强是5.75×104Pa。
（2）解：因汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以汽车的牵引力为F′=f=0.1G=0.1×1.15×104N=1.15×103N
所以匀速行驶过程中牵引力所做的功为W=F′s=1.15×103N×36×103m=4.14×107J
答：匀速行驶过程中牵引力所做的功是4.14×107J。
（3）解：根据η=WQ吸×100%可得，消耗汽油完全燃烧释放的热量为Q放=Wη=4.14×107J40%=1.035×108N
再根据Q放=mq可得，这段时间内消耗汽油的质量为m′=Q放q=1.035×108J4.6×107J/kg=2.25kg
答：这段时间内消耗汽油的质量是2.25kg。
【解析】【分析】（1）根据公式F=G=mg及p=FS，可求出压强；
（2）根据公式W=F′s及二力平衡条件，可求出牵引力所做的功 ；
（3）根据公式η=WQ放及m=Q放q，可求出汽油的质量。
2．【答案】（1）解：飞机以288km/h 的速度水平匀速直线航行96km，飞行的时间 t=sv=96km288km/ℎ=13ℎ=1200s
飞机发动机的功率为 2.4×107W ，则飞机在水平航行过程中发动机做的功 W=Pt=2.4×107W×1200s=2.88×1010J
答：飞机在水平航行过程中发动机做的功是 2.88×1010J
（2）解：航空燃油的热值为 4×107J/kg ，消耗航空燃油1600kg，则消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量 Q放=mq=1600kg×4×107J/kg=6.4×1010J
答：消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是 6.4×1010J
（3）解：发动机的效率 η=WQ放=2.88×1010J6.4×1010J×100%=45%
答：发动机的效率是45%。
【解析】【分析】（1）根据公式t=sv及W=Pt，可求出功；
（2）根据公式Q=mq，可求出放出的热量；
（3）根据公式η=WQ，可求出效率。
3．【答案】（1）解：该车静止在水平地面上时，对地面的压力为F压=G=mg=1440kg×10N/kg=14400N
对地面的压强是p=F压S=14400N0.12m2=1.2×105Pa
答：该车静止在水平地面上时，对地面的压强是1.2×105Pa；
（2）解：该车充满电后转化的机械能为W=W电η=30kW·h×80%=24kW·h=24×3.6×106J=8.64×107J
该车匀速行驶，处于平衡状态，所受的阻力为800N。根据二力平衡可知，牵引力为F=f=800N
该车能运动的路程为s=WF=8.64×107J800N=1.08×105m=108km
行驶的时间是t=sv=108km36kmℎ=3ℎ
答：该车充满电后在平直路面上匀速行驶时，可以行驶3小时
（3）解：该车充满电后储存的电能为W电=30kW·h=30×3.6×106J=1.08×108J
相当于完全燃烧燃油的质量是m'=Qq燃油=W电q燃油=1.08×108J4×107Jkg=2.7kg
答：该车充满电后储存的电能相当于完全燃烧2.7千克的燃油放出的热量。
【解析】【分析】（1）根据公式F压=G=mg及p=FS，可求出压强；
（2）根据公式 W=W电η及p=FS、t=sv，可求出时间；
（3）根据公式Q=mq，可求出质量。
4．【答案】（1）解：静止在水平地面上的电动车对地面的压力等于其重力大小，由公式 p=FS 可得，电动车的重力G=F=pS=1.2×105Pa×1000×10-4m2=1.2×104N
电动车的质量 m=Gg=1.2×104N10N/kg=1.2×103kg
答：电动车的质量是1.2×103kg；
（2）解：由题意可知，电动车的最高时速v=180km/h=50m/s
由公式P=Fv可得，电动车以最高时速匀速行驶时，所受的阻力 f=F=Pv=90×103W50m/s=1.8×103N
答：电动车以最高时速匀速行驶时所受的阻力为1.8×103N；
（3）解：电动车以最高时速匀速行驶4.6km时，牵引力做的功W有用=Fs=1.8×103N×4.6×103m=8.28×106J
已知车的电动机效率为90%，则由公式 η=W有用W总 可得，电动车以最高时速匀速行驶4.6km所消耗的电能 W总=W有用η=8.28×106J90%=9.2×106J
若这些电能由完全燃烧的汽油提供，需要汽油的质量 m=Q放q=W总q=9.2×106J4.6×107J/kg=0.2kg
答：消耗的电能相当于完全燃烧0.2千克的汽油所释放的能量。
【解析】【分析】（1）根据公式G=F=pS及G=mg，可求出质量；
（2）根据公式P=Fv及二力平衡知识，可求出阻力；
（3）根据公式W有用=Fs及η=W有W总、Q=mq，可求出消耗汽油的质量。
5．【答案】（1）解：出水口面积为50cm2=5×10−3m2压强为P=ρ水gℎ=1×103kg/m3×10N/kg×1m=1×104Pa
则受到的压力为F=Ps=1×104Pa×5×10−3m2=50N
答：出水口所受压力为50N；
（2）解：发动机的功率为80kW=80000W
牵引力为F=Pv=80000W10m/s=8000N
汽车做匀速直线运动，受到的阻力等于牵引力为8000N。
答：雾炮车受到的阻力为8000N；
（3）解：行驶的时间为20min=1200s
发动机做功为W=Pt=80000W×1200s=9.6×107J
则柴油产生的热量为Q=Wη=9.6×107J40%=2.4×108J
需要柴油的质量为m=Qq=2.4×108J4×107J/kg=6kg
答：需要消耗汽油6kg。
【解析】【分析】（1）根据公式p＝ρgh及 ，可求出出水口所受压力；
（2）根据公式P＝Fv， 汽车做匀速直线运动，受到的阻力等于牵引力，可求出雾炮车受到的阻力 ；
（3）根据公式η=QW及Q=mq，可求出需要柴油的质量 ；
6．【答案】（1）解：汽油完全燃烧放出的热量为Q放=mq=1.2kg×4.5×107J/kg=5.4×107J
发动机的有用功W=ηQ放=30%×5.4×107J=1.62×107J
答：该汽车发动机做的有用功是1.62×107J；
（2）解：汽车走的路程为8km=8000m
汽车运动的时间t=sv=8000m20m/s=400s
汽车的输出功率P=Wt=1.62×107J400s=4.05×104W
答：该汽车的输出功率为4.05×104W；
（3）解：由P=Fv得F=Pv=4.05×104W20m/s=2025N
由于汽车是匀速行驶的，可得二力平衡f=F=2025N
答：受到的阻力2025N。
【解析】【分析】（1）利用Q放=mq求汽油完全燃烧放出的热量，再利用效率公式η=WQ放 可求出牵引力做的有用功。
（2）利用t=sv求出汽车运动的时间，利用P=Wt即可求出该汽车的输出功率。
（3）求出了汽车的输出功率P，已知汽车的速度v，根据P=Fv求汽车受到的牵引力；又知道汽车在平直的公路上匀速行驶，根据二力平衡条件求出匀速行驶时汽车受到的阻力。
7．【答案】（1）解：已知该翻地机质量为60kg，且静止在水平地面上，则翻地机对地面的压力为F=G=mg=60kg×10N/kg=600N
翻地机对地面的压强为p=FS=600N150×10−4m2=4×104Pa
答：静止在水平地面上时，对地面的压强为4×104Pa；
（2）解：由于该翻地机在水平地面上做匀速直线运动，则翻地机翻地时受到的阻力为f=F牵=Pv=1000W1.83.6m/s=2000N
答：匀速翻地时翻地机受到的阻力为2000N；
（3）解：翻地机前进10km做的功为W=F牵s=2000N×1.0×104m=2×107J
已知翻地机的工作效率时25%，则汽油完全燃烧释放的内能为Q放=Wη=2×107J25%=8×107J
需要消耗的汽油质量为m=Q放q=8×107J4×107J/kg=2kg
答：翻地机每前进10km需要消耗2kg汽油。
【解析】【分析】（1）利用p=FS求得翻地机对地面的压强。
（2）利用P=Fv求得匀速翻地时翻地机受到的阻力。
（3）先利用W=Fs求得翻地机前进10km做的功，进一步利用Q放=Wη求得汽油完全燃烧释放的内能，再利用Q=mq求得需要消耗的汽油质量。
8．【答案】（1）解：由题意可知，整个行程的距离大小s=3km=3000m
整个行程的速度大小v=18km/ℎ=5m/s
由速度的推导公式t=sv可知，他送外卖的过程需要时间t=sv=3000m5m/s=600s=10min
他送外卖的过程需要时间为10min。
答：他送外卖的过程需要时间为10min
（2）解：由题意可知，摩托车牵引力的功率为25kW=25000W，整个行程以18km/h=5m/s速度匀速行驶，根据P=Fv可知，在这个过程中摩托车的牵引力大小F=Pv=25000W5m/s=5000N
在牵引力的作用下，移动的距离为3000m，在这个过程中摩托车的牵引力做的功为
W=Fs=5000N×3000m=1.5×107J
在这个过程中摩托车的牵引力做的功为1.5×107J。
答：在这个过程中摩托车的牵引力做的功为1.5×107J；
（3）解：由题意可知，这个过程中摩托车消耗1kg汽油，q汽油=4.5×107J/kg，则这个过程放出的能量Q放=q汽油m=4.5×107J/kg×1kg=4.5×107J
这个过程放出的能量为4.5×107J；由（2）解析可知道，在这个过程中摩托车的牵引力做的功为1.5×107J，则摩托车发动机的效率η=WQ放×100%=1.5×107J4.5×107J×100%≈33%
摩托车发动机的效率约为33%。
答：若这个过程中摩托车消耗1kg汽油，则摩托车发动机的效率约为33%。
【解析】【分析】（1）根据t=sv可求时间。
（2）由W=Pt可求摩托车的牵引力做的功。
（3）先根据Q放=mq求出1kg汽油燃烧放出的热量，再根据η=WQ放×100%可得摩托车发动机的效率。
9．【答案】（1）解：货车的质量m=30t=3×104kg
货车受到的重力G=mg=3×104kg×10N/kg=3×105N
货车静止在水平地面上，对地面的压力大小等于它所受的重力，即F压=G=3×105N
货车车轮与水平地面接触的总面积S=F压p=3×105N3×105Pa=1m2
答：货车车轮与水平地面接触的总面积是1m2
（2）解：发动机的输出功率P=225kW=2.25×105W
由P=Wt=Fst=Fv
得牵引力F=Pv=2.25×105W15m/s=1.5×104N
由于货车做匀速直线运动，牵引力和阻力是平衡力，所以阻力f=F=1.5×104N
答：货车受到的阻力是1.5×104N；
（3）解：货车匀速行驶的路程s=9km=9×103m
牵引力做功W=Fs=1.5×104N×9×103m=1.35×108J
放出的热量Q放=mq=10kg×4×107J/kg=4×108J
发动机的效率η=WQ放=1.35×108J4.0×108J=33.75%
答：货车发动机的效率是33.75%。
【解析】【分析】（1）根据物体的质量计算重力，利用压力和压强的比值， 计算受力面积；
（2）根据功率和速度的比值， 计算力的大小；
（3）利用力和距离的乘积，计算做功多少；根据燃料的质量和热值的乘积，计算热量，利用功和热量的比值， 计算热机效率。
10．【答案】（1）解：坦克静止在水平地面时对地面的压力F=G=mg=30t×10N/kg=30×103kg×10N/kg=3×105N
对地面的压强 p=FS=3×105N2×2m2=7.5×104Pa
答：该坦克静止在水平地面时，对地面的压强是7.5×104Pa；
（2）解：因坦克在水平地面上以54km/h的速度匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，柴油机的牵引力F′=f=0.1G=0.1×3×105N=3×104N
坦克行驶的速度v=54km/h=15m/s
柴油机的功率P=F′v=3×104N×15m/s=4.5×105W
答：该坦克在水平地面上以54km/h的速度匀速行驶时，柴油发动机的功率是4.5×105W；
（3）解：行驶10km牵引力做的功W=F′s=3×104N×10×103m=3×108J
消耗的柴油完全燃烧释放的热量 Q放=Wη=3×108J40%=7.5×108J
消耗柴油的质量 m柴=Q放q=7.5×108J4×108Jkg=18.75kg
答：该坦克在水平地面上匀速行驶时，若柴油发动机的效率是40%，则行驶10km消耗柴油的质量是18.75kg。
【解析】【分析】（1）根据物体的质量计算重力，利用压力和受力面积的比值，计算压强；
（2）根据摩擦力和重力关系，计算摩擦力；根据力和速度的乘积，计算功率大小；
（3）根据力和距离的乘积计算做功多少，根据功和热机效率的比值，计算总热，结合燃料的热值，计算燃料的质量。
11．【答案】（1）解：汽车静止在水平地面上时，对地面的压力F压=G=mg=1.8×103kg×10N/kg=1.8×104N
对地面的压强 p=F压S=1.8×104N750×10−4m2=2.4×105Pa
答：汽车静止在水平地面上时，对地面的压强为2.4×105Pa；
（2）汽车在该路段的速度 v=st=12000m10×60s=20m/s
由 P=Wt=Fst=Fv
可得汽车的牵引力 F=Pv=24×103W20m/s=1200N
因汽车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，所以，在这一过程中汽车受到的阻力f=F=1200N
答：在这一过程中汽车受到的阻力为1200N；
（3）由题意知Q放=W总=1.8×108J
根据Q=mq可得，汽油的质量 m=Q放q=1.8×108J4.5×107J/kg=4kg
答：该车百公里消耗电能1.8×108J，若这些能量完全由燃烧汽油来获得，相当于完全燃烧汽油4kg。
【解析】【分析】（1）结合物体的质量，利用公式G=mg求解物体的重力；处在水平面上的物体，物体对地面的压力等于重力，结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强，其中F是压力，S是受力面积；
（2）求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率，除以汽车运动的速度即为牵引力大小；
（3）牵引力做功为有用功，除以加热效率为总功，即为燃料释放的热量，除以燃料的热值即为燃料的质量。
12．【答案】（1）解：由 P=Wt=Fst=Fv
知道，汽车的牵引力是 F=Pv=56kW18km/ℎ=56000W5m/s=11200N
答：汽车的牵引力是11200N；
（2）解：上坡过程牵引力做的总功 W总=Pt=56kW×2×60s=6.72×106J
此过程做的有用功 W有用=mgℎ=1.68×103kg×10N/kg×100m=1.68×106J
斜坡的机械效率是 η=W有W总×100%=1.68×106J6.72×106J×100%=25%
答：斜坡的机械效率是25%；
（3）解：若汽车发动机的热机效率为50%，则氢燃料燃烧释放的能量 Q=W总η=6.72×106J50%=1.34×107J
由 Q放=mq 知道，全程共消耗氢燃料的质量 m=Q放q=1.34×107J1.4×108J/kg≈0.096kg=96g
答：若汽车发动机的热机效率为50%，则全程共消耗96克氢燃料。
【解析】【分析】（1）根据功率和速度的比值，可以计算力的大小；
（2）根据功率和时间的乘积计算功的大小；根据物体的重力和高度计算有用功大小；有用功和总功的比值计算机械效率；
（3）根据总功和热机效率的比值计算总热，结合热值计算消耗的燃料。
13．【答案】（1）解：吊车吊起货物匀速上升时，对水平路面的压力F=G总=m总g=(8×103kg+2×103kg)×10N/kg=105N
吊车吊起货物匀速上升时，对水平路面的压强p=FS=105N5×103×10−4m2=2×105Pa
答：吊车吊起货物匀速上升时，对水平路面的压强是2×105Pa；
（2）解：吊车吊起货物过程中，对货物做功的功率P=Wt=Fst=Fv=Gv=mgv=2×103kg×10N/kg×1m/s=2×104W
答：吊车吊起货物过程中，对货物做功的功率是2×104W
（3）解：有用功W=Gh=mgh=2×103kg×10N/kg×20m=4×105J
柴油完全燃烧放出的热量Q放=Wη=4×105J10%=4×106J
消耗的柴油的质量m=Q放q=4×106J4.0×107J/kg=0.1kg
答：吊车吊起货物时的效率为10%，完成这一工作消耗的柴油为0.1kg。
【解析】【分析】（1）利用p= FS求出对水平路面的压强。
（2）吊车吊起货物过程中，根据P= Wt=Fst=Fv=Gv=mgv求出对货物做功的功率。
（3）根据W=Gh=mgh求出吊车吊起货物时所做的有用功，利用η= W有Q放×100%求出消耗的柴油完全燃烧释放的热量，再根据Q放=mq求出完成这一工作消耗柴油的质量。
14．【答案】（1）解：若该车静止再水平路面上，此时该车所受的重力为G车=m车g=0.9×103kg×10N/kg=9×103N
由于车静止时，重力大小等于地面压力大小，故其压力大小为F=G
则该车对水平路面的压强为p=FS=9×103N0.045m3=2×105Pa
答：车静止时对水平路面的压强为2×105Pa；
（2）解：由于该车水平匀速直线行驶，故该车的牵引力F牵等于该车所受阻力f，由P=Fv，108km/h=30m/s
可得，该车所受牵引力为F牵=Pv=6×104W30m/s=2×103N
故该车所受阻力为f=F牵=2×103N
答：受到的阻力为2×103N；
（3）解：由P=Wt
可得，该车发动机所做的功为W=Pt=60×103W×10×60s=3.6×107J
由η=WQ放×100%
可得，汽油完全燃烧放出的热量为Q放=Wη=3.6×107J40%=9×107J
由Q=mq
可得，消耗汽油的质量为m=Q放q=9×107J4×107J/kg=2.25kg
答：消耗2.25kg的柴油。
【解析】【分析】（1）利用p= FS求出对水平路面的压强。
（2）汽车匀速直线行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据P=Fv求出牵引力即可得出汽车受到的阻力。
（3）根据W=Pt求出汽车发动机做的功，利用 η=WQ放×100%求出汽油完全燃烧释放的热量，最后根据Q放=mq求出消耗汽油的质量。
15．【答案】（1）解：车胎受力面积为S＝2×30cm2＝60cm2＝0.006m2
由p=FS可得，车对地面的压力F＝pS＝4×105Pa×0.006m2＝2400N
因为在水平地面上，则G＝F＝2400N
总质量为m=Gg=2400N10N/kg=240kg
该车的最大载重量m物＝m﹣m车＝240kg﹣40kg＝200kg
答：该车在水平地面时的最大载重量是200kg；
（2）解：两轮电动平衡车匀速行驶时，受平衡力作用，则牵引力F′＝f＝96N
两轮电动平衡车的机械功率P机械=Wt=Fst=F′v＝96N×10m/s＝960W
两轮电动平衡车的效率η=W有用W总×100%=P机械tP电t=P机械P电=960W1200W×100%=80%
答：该电动平衡车的效率是80%；
（3）解：由P=Wt可得，电动车消耗的电能W＝P电′t＝920W×10×60s＝5.52×105J
由Q放＝W和Q放＝mq可得m′=Wq=5.52×105J4.6×107J/kg=1.2×10﹣2kg
答：需要消1.2×10-2kg的汽油。
【解析】【分析】（1）用F=pS求出车对地面的最大压力，车对地面的压力等于最大载物的重力和平衡车的重力之和；根据G=mg求出平衡车重力，可得最大载物的重力，进而求出最大载重质量。
（2）根据二力平衡条件求出牵引力的大小，利用P机械=F′v算出机械功率，根据 η=W有用W总×100%=P机械tP电t=P机械P电求出两轮电动平衡车的效率。
（3）先根据W=Pt求出电动车消耗的电能，然后根据Q放=W和Q放=mq求出消耗汽油的质量。
16．【答案】（1）解：汽车行驶的速度为v=st=9×103m10×60s=15m/s=54km/ℎ
答：行驶的平均速度为15m/s，或54km/h；
（2）解：公交车对地面的压力为F=G=mg=8×103kg×10N/kg=8×104N
则轮胎与地面接触的总面积S=Fp=8×104N2×105Pa=0.4m2
答：轮胎与地面接触面积为0.4m2；
（3）解：汽车做的功为W=Pt=7.2×104W×600s=4.32×107J
天然气放出的热量为Q放=Wη=4.32×107J40%=1.08×108J
需要完全燃烧的天然气体积为V=Q放q=1.08×108J4×107J/m3=2.7m3
答：需要完全燃烧的天然气体积为2.7m3。
【解析】【分析】（1）根据v=st算出公交车的速度。
（2）公交车满载时静止在水平地面上，对地面的压力等于其重力，利用G=mg求出，然后利用p=FS计算受力面积，即轮胎与地面接触的总面积。
（3）根据W=Pt算出公交车做的功。根据公式η=WQ求出燃料燃烧放出的总能量。根据Q=qV计算需要完全燃烧的天然气体积。
17．【答案】（1）解：机器人空载时对地面的压力F=G=mg=30kg×10N/kg=300N
S=1cm2=1×10−4m2
对地面的压强p=FS=300N1×10−4m2=3×106Pa
答：机器人空载时对水平地面的压强是3×106Pa；
（2）解：机器人匀速直线行驶，驱动力F′=f=50N
t=1min=60s，由v=st得
s=vt=0.8m/s×60s=48m
驱动力对机器人所做的功W=F′s=50N×48m=2400J
答：在1min内驱动力对机器人所做的功是2400J；
（3）解：燃烧汽油放出的热量Q放=Wη=2400J30%=8000J
需要消耗的汽油m=Q放q=8000J4×107J/kg=2×10−4kg
答：做这些功需要消耗2×104kg汽油。
【解析】【分析】（1）根据F=G=mg=得出机器人空载时对地面的压力，根据p=FS得出对地面的压强。
（2）因机器人匀速直线移动时处于平衡状态，驱动力和所受的阻力是一对平衡力，根据F′=f得出机器人的驱动力，由v=st可得在1min内机器人运动的距离s，根据W=F′s得出在1min内驱动力对机器人所做的功。
（3）完全燃烧汽油放出能量转化机械能的效率为30%，根据Q放=Wη得出完全燃烧放出能量根据Q放=mq得出做这些功需要消耗汽油的质量。
18．【答案】（1）解：修剪机受到的重力G=mg=20kg×10N/kg=200N
修剪机静止时对水平地面的压强p=FS=GS=200N20×10−4m2=1×105Pa
答：使用前修剪机静止时对水平地面的压强为1×105Pa；
（2）解：修剪机匀速行驶的速度v=st=23m1s=23m/s
修剪机克服阻力做功的功率P=fv=20N×23m/s=460W
答：修剪机克服阻力做功的功率为460W；
（3）解：修剪机匀速行驶受到的牵引力等于阻力，即F牵引力=f=20N
由v=st可得，修剪机5000s行驶的路程s'=vt'=23m/s×5000s=115000 m
则修剪机5000s内做的功W=F牵引力s'=20N×115000m=2.3×106J
0.2kg汽油完全燃烧放出的热量Q=mq=0.2kg×4.6×107J/kg=9.2×106J
汽油机的效率η=WQ×100%=2.3×106J9.2×106J×100%=25%
答：汽油机的效率为25%。
【解析】【分析】（1）利用p=FS求得修剪机静止时对水平地面的压强。
（2）先求出修剪机匀速运动的速度，根据P=fv求出修剪机克服阻力做功的功率。
（3）由W=Pt求修剪机80min做的功，根据Q=mq求0.2kg汽油完全燃烧放出的热量，根据效率公式η=WQ×100%求汽油机的效率。
19．【答案】（1）解：公交车满载乘客时的总质量m总=m车+m人=1500kg+50kg×40=3500kg
公交车满载乘客时的总重力G=m总g=3500kg×10N/kg=35000N
又F=G
公交车满载乘客静止在水平地面上对地面的压强p=FS=35000N0.07m2=5×105Pa
答：公交车满载乘客静止在水平地面上对地面的压强是5×105Pa；
（2）解：公交车最高车速为v=72km/ℎ=20m/s
由P=Wt=Fst=Fv
得f=F牵=Pv=150000W20m/s=7500N
答：若公交车以最高车速匀速直线行驶，所受阻力是7500N
（3）解：公交车发动机5min做功W机=Pt=1.5×105W×300s=4.5×107J
天然气燃烧放出的热量Q放=W机η=4.5×107J30%=1.5×108J
消耗天然气的体积V=Q放q=1.5×108J4×107J/m3=3.75m3
答：若发动机工作效率为30%，5min消耗天然气的体积是3.75m3。
【解析】【分析】（1）公交车满载乘客静止在水平地面上时对地面的压力等于车和人的总重力，利用G=mg求出，然后利用p=FS计算压强。
（2）利用P=Fv求出牵引力，然后利用二力平衡条件得出阻力。
（3）利用P=Wt求出有用功，利用η=WQ放求出放出的热量，然后利用Q放=qV计算消耗天然气的体积。
20．【答案】（1）解：汽车对水平地面的压力为 F=G=mg=1.2×103kg×10N/kg =1.2×104N
对水平地面的压强为 p=FS=1.2×104N300×10−4m2=4×105Pa
答：汽车静止在水平地面上，对水平地面的压强4×105 Pa
（2）解：汽车的速度为 v=90km/ℎ=25m/s
发动机的功率为 P=20kW=2×104W
根据 P=Fv 可知，汽车牵引力为 F=Pv=2×104W25m/s=8×102N
因为汽车做匀速直线运动，则阻力为 f=F=8×102N
答：汽车此次行驶时，受到的阻力8×102N；
（3）解：牵引力做的功为 W=Pt=2×104W×15×60s=1.8×107J
由 η=WQ放×100% 可知，汽油完全燃烧放出的热量为 Q放=Wη=1.8×107J25%=7.2×107J
根据 Q放=mq 可知，消耗汽油的质量为 m=Q放q=7.2×107J4.5×107J/kg=1.6kg
答：消耗汽油的质量为1.6kg。
【解析】【分析】（1）结合物体的质量，利用公式G=mg求解物体的重力；处在水平面上的物体，物体对桌面的压力等于重力，结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强，其中F是压力，S是受力面积；
（2）利用汽车功率除以速度即为牵引力，汽车匀速运动，水平受力平衡，牵引力等于阻力；
（3）发动机做功为有用功，除以热机效率为总功，即为燃料释放的热量，除以燃料的热值即为燃料的质量。
21．【答案】（1）解：这辆校车空车静止在水平路面上时，对路面的压力 F=G=mg=4000kg×10N/kg=4×104N
这辆校车空车静止在水平路面上时，对路面的压强 p=FS=4×104N0.2m2=2×105Pa
答：校车空车静止在水平路面上时，对路面的压强是 2×105Pa
（2）解：汽车沿直线匀速行驶，牵引力和阻力是平衡力，牵引力 F=f=1.8×103N
发动机做功 W机＝Fs＝1.8×103N×4×103m＝7.2×106J
发动机做功的功率 P=Wt=7.2×106J5×60s=2.4×104W
答：发动机做功的功率是 2.4×104W ；
（3）解：由 ρ=mV 得消耗柴油的质量 m=ρV=0.8×103kg/m3×10−3m3=0.8kg
这些柴油完全燃烧放出的热量为 Q=mq=0.8kg×3×107J/kg=2.4×107J
校车所使用的柴油机的效率 η=W机Q=7.2×106J2.4×107J=30%
答：校车所使用的柴油机的效率是30%。
【解析】【分析】（1）结合物体的质量，利用公式G=mg求解物体的重力；处在水平面上的物体，物体对桌面的压力等于重力，结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强，其中F是压力，S是受力面积；
（2）求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率；
（3）发动机做功为有用功，释放的热量为总功，利用发动机做功除以燃料燃烧释放的热量即为热机效率。
22．【答案】（1）解：坦克对水平冰面的压强p=FS=GS=3×105N5m2=6×104Pa＜7×104 Pa
能安全通过。
答：坦克能安全通过；
（2）解：坦克的速度v=st=1200m2×60s=10m/s
功率P=Wt=Fst=Fv
坦克受到的牵引力F=Pv=600×103W10m/s=6×104N
坦克匀速行驶，牵引力和阻力是平衡力，阻力为f=F=6×104 N
答：坦克受到的阻力是6×104 N；
（3）解：有用功W有用=Pt=600×103W×2×60s=7.2×107J
燃料燃烧放出的热量Q放=mq燃料=4.5 kg×4.0×107 J/kg=1.8×108J
发动机的效率η=W有用Q放=7.2×107J1.8×108J=40%
答：发动机的效率是40%。
【解析】【分析】（1）根据压力和受力面积的比值， 计算压强；
（2）根据路程和时间的比值， 计算速度；利用功率和速度的比值，计算物体受到的力；
（3）根据功率和时间的乘积，计算做功多少；根据燃料的热值和质量的乘积，计算热量；根据物体做的功和热量的比值， 计算热机效率。
23．【答案】（1）解：汽车质量为m=1.2t=1.2×103kg
汽车静止在水平地面时，对地面的压力F=G=mg=1.2×103kg×10N/kg=1.2×104N
汽车静止在水平地面时，对地面的压强p=FS=1.2×104N0.1m2=1.2×105Pa
答：汽车静止在水平地面时，对地面的压强是1.2×105Pa
（2）解：发动机的输出功率P=27.6kW=2.76×104W
发动机的牵引力F=Pv=2.76×104W20m/s=1.38×103N
由于汽车做匀速直线运动，所以汽车前进过程中受到的阻力f=F=1.38×103N
答：汽车前进过程中受到的阻力是1.38×103N
（3）解：方法一：
汽车以20m/s的速度在平直公路上匀速行驶10km所用的时间t=sv=10000m20m/s=500s
发动机做的功W=Pt=2.76×104W×500s=1.38×107J
所燃烧汽油放出的热量Q放=Wη=1.38×107J30%=4.6×107J
所燃烧汽油的质量m=Q放q=4.6×107J4.6×107J/kg=1kg
方法二：发动机做的功W=Fs=1.38×103N×10000m=1.38×107J
所燃烧汽油放出的热量Q放=Wη=1.38×107J30%=4.6×107J
所燃烧汽油的质量m=Q放q=4.6×107J4.6×107J/kg=1kg
答：若发动机的效率为30%，完成此次测试至少需要消耗1kg汽油。
【解析】【分析】（1）压路机静止时对水平地面的压力和自身的重力相等，根据F=G=mg求出其大小，根据p=FS求出对水平地面的压强。
（2）根据P=Fv求出牵引力的大小，压路机匀速前进时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据f=F求出阻力的大小。
（3）根据W=Fs求出压路机做的功，根据η=WQ放×100%求出柴油完全燃烧释放的热量，利用Q放=mq求出消耗柴油的质量。
24．【答案】（1）解：汽油完全燃烧放出的热量： Q放＝mq＝0.16kg×4.6×107J/kg＝7.36×106J；因为Q吸＝Q放，所以水的质量： m水＝Q吸c水·t水＝7.36×106J4.2×103J/（kg·℃）＝21.9kg
（2）解：由η＝WQ放可得汽车发动机做的有用功： W＝ηQ放＝30%×7.36×106J＝2.2×106J；汽车的输出功率： P＝Wt＝2.2×106J3×60s＝1.2×104W
（3）解：由P＝Fv可得汽车匀速行驶时的牵引力：F＝Pv＝1.2×104W10m/s＝1.2×103N
【解析】【分析】（1）根据燃料的质量和热值的乘积计算热量，利用热量和物体的比热容、温度差的比值， 计算物体的质量；
（2）根据热效率和总热计算汽油机的有用功，根据功和实际的比值， 计算功率；
（3）根据功率和速度的比值， 计算拉力的大小。
25．【答案】（1）解：消毒液的质量m液=ρV=1.0×103kg/m3×20×10-3m3=20kg
消毒液和车的总重力G总=(m车+m液)g=(50kg+20kg)×10N/kg=700N
答：装满消毒液的机器人受到的总重力是700N
（2）解：装满消毒液的机器人静止时对水平地面的压强 p=FS=GS=700N0.2m2 =3500Pa
答：装满消毒液的机器人静止时对水平地面的压强是3500Pa
（3）解：机器人做的功W=Pt=120W×60s=7200J
该次测试中消毒机器人在行驶时所受的牵引力 F牵=Ws=7200J60m =120N
答：该次测试中消毒机器人在行驶时所受的牵引力是120N。
【解析】【分析】（1）重力是由于地球对物体的吸引而产生的力，方向竖直向下，重力大小与质量的关系为G=mg；
（2）处在水平面上的物体，物体对桌面的压力等于重力，结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强，其中F是压力，S是受力面积；
（3）结合机器人的功率和工作时间求解做功，利用做功除以路程即为牵引力大小。
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