功和功率、机械能等（5个考点）-2021年中考科学（浙教版）重难点、易错点复习练习（教育机构专用）

这是一份功和功率、机械能等（5个考点）-2021年中考科学（浙教版）重难点、易错点复习练习（教育机构专用），共18页。试卷主要包含了能量的转换，利用机械能解释能量守恒定律，功与功率的计算，不做功的判断，功与功率的实验探究，二十九颗北斗导航卫星等内容，欢迎下载使用。

走进重高 物理培优11 -- 功和功率、机械能等
说明：本专题包含功与功率5个常考点，包含近几年中考真题与模拟题，通常以计算、解答题出现。功与功率是物理比较重要的基础知识，通常与力、机械或电学结合出题。
思维导图目录：
考 点 目 录
考点一、能量的转换（动能、重力势能、弹性势能等）
考点二、利用机械能解释能量守恒定律（解答与说理题）
考点三、功与功率的计算，不做功的判断
考点四、功与功率的实验探究
考点五、功、功率实际应用
习 题 集 训
考点一、能量的转换（动能、重力势能、弹性势能等）
1．[2018·呼和浩特]如图是小刚在中考体育测试中投掷铅球的过程示意图，铅球在b点离手，c点是铅球运动的最高点，d点是铅球运动的最低点，整个过程中若不计空气阻力，下列说法错误的是( B )
A．在a到d的过程中，铅球相对于地面是运动的
B．在b到d的过程中，铅球的机械能先增加后减少
C．在c到d的过程中，铅球的重力势能转化为动能
D．在a到b的过程中，小刚对铅球做了功
【解析】在a到d的过程中，铅球相对于地面有位置的变化，铅球是运动的；在b到d的过程中，由于不计空气阻力，所以铅球的机械能不变；在c到d的过程中，铅球的质量不变，高度减小，速度增大，故重力势能减小，动能增大，铅球的重力势能转化为动能；在a到b的过程中，小刚对铅球有一个推力的作用且铅球在推力作用下移动了一段距离，所以在这个阶段，小刚对铅球做了功；铅球离开手后，由于惯性继续运动，所以之后不做功。
2．(2018·成都)如图所示，小邦在国色天乡玩蹦极，不考虑空气阻力，关于他在下降过程中的能量分析，下列说法正确的是( C )
A．弹性绳绷直前，重力势能增大，动能减小
B．弹性绳绷直前，重力势能减小，动能不变
C．下降到最低点，动能最小，弹性势能最大
D．下降到最低点，重力势能最大，弹性势能最大

3．(2019·大庆)汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P0，牵引力为F0，t1时刻开始，司机减小了油门，使汽车保持恒定功率P行驶，到t2时刻，汽车又开始做匀速直线运动，速度为v，已知运动过程中汽车所受阻力f恒定不变，汽车牵引力F随时间变化的图像如图所示，则( D )
A．t1至t2时间内，汽车做加速运动
B．F0＝2f
C．t2时刻之后，汽车将保持功率P0行驶
D．v＝eq \f(1,2)v0

4．[无锡中考]如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能到达的最低点，关于小石块从A点到C点运动过程的说法，正确的是( C )
A．小石块减少的重力势能全部转化为动能
B．从A点下落到B点的过程中，小石块受到重力和弹力的作用
C．从B点下落到C点的过程中，小石块的速度先增大后减小
D．小石块在C点时，受到平衡力的作用
【解析】小石块在下落过程中，在AB段，小石块只受到重力作用，重力不断改变小石块的运动状态，小石块加速下落。在BC段小石块受到橡皮筋的拉力作用，过B点后橡皮筋开始伸长(大于原长)，弹力逐渐增大，当弹力小于重力时，小石块仍处于加速状态，当弹力大于重力时，小石块减速下落。BC过程中小石块先加速后减速，减速过程是因为弹力大于重力，C点是下落的最低点，此时小石块虽然速度为0，但到达C点后小石块会立即改变运动状态向上运动，故C点时并不受平衡力的作用。
5、如图是杂技演员演出时的过程示意图，男演员从甲处用力向上起跳，落下后踩在跷跷板的 a 端，能把站在 b 端的女演员弹上乙处．由于存在阻力，故（ C ）
A．男演员的质量必须要大于女演员的质量
B．甲处男演员的势能一定要大于乙处女演员的势能
C．男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能
D ．女演员弹起时的动能与她站在乙处时的机械能相等
6．[2018·聊城]2018年2月12日13时03分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第二十八、二十九颗北斗导航卫星。如图所示的卫星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，它在大气层外运行，不受空气阻力，则下列说法正确的是( A )
A．卫星从远地点运行到近地点，重力势能减小，动能增大，机械能守恒
B．卫星从远地点运行到近地点，重力势能增大，动能减小，机械能守恒
C．卫星从近地点运行到远地点，重力势能增大，动能增大，机械能不守恒
D．卫星从近地点运行到远地点，重力势能减小，动能减小，机械能不守恒
【解析】卫星从远地点运行到近地点时，相当于高度降低，而卫星的质量不变且机械能守恒，所以重力势能减小，动能增大。
7．(2018·贵阳)如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面，一小球由A点以速度v沿轨道滚下，经另一侧等高点B后到达最高点C。下列关于小球滚动过程的分析正确的是( C )
A．整个过程只有重力在对小球做功
B．小球在A、B两点具有的动能相同
C．小球在A、B、C三点的速度大小关系是vA＞vB＞vC
D．小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能

8．[2018·广州]如图所示，甲、乙两个质量不同的小球，从相同高度静止释放，小球下落过程中经过P、Q两点，忽略空气阻力，下列说法正确的是 ( B )
A．着地瞬间两球的动能相等
B．甲球在P点和Q点的机械能相等
C．释放瞬间两球的重力势能相等
D．从释放到着地，两球所受重力做的功相等
【解析】小球下落过程中，忽略空气阻力，机械能守恒，两球的高度相等但质量不同，所以两球具有的重力势能不等，着地时两球的动能不等，下落过程中重力做的功也不等。由于机械能守恒，所以甲球在P点和Q点的机械能相等。
9．[2018·襄阳]在排球比赛中，小明把排球竖直向上抛出，排球在运动中动能E随时间t变化的图像最接近的是 ( A )
【解析】在质量一定时，小球的动能与运动速度有关，运动速度越快，动能越大。排球在向上运动过程中，先减速上升，到达最高处时速度为0，然后加速下落，所以其动能先减小到0，然后再增大。
10．[2018·临沂]如图所示，单摆中的小球在ABC间不停地往复运动，如果不考虑阻力的影响，以下说法错误的是( B )
A．小球在A、C处的势能最大
B．小球在B处只受重力作用
C．小球由A到B过程中，重力势能转化为动能
D．小球运动到C处时，如果受到的外力全部消失，将保持静止
【解析】小球的质量不变，在A、C处的高度最高，重力势能最大；小球在B处受到重力和绳子拉力的共同作用；小球由A到B过程中，不计阻力，机械能守恒。高度减小，速度增加，则重力势能减小，动能变大，重力势能转化为动能；小球运动到C处时，处于静止状态，如果受到的外力全部消失，小球仍然会静止。
11．[2018·绍兴义乌]如图，木块以一定的速度滑过A、B点，到C点滑出下落至D点。A和B、C和D之间的垂直距离均为h。若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是( C )
A．D点与A点相比，动能增加，势能减少，机械能不变
B．A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能
C．B点的动能可能等于A点的动能，但一定大于C点的动能
D．B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能
【解析】从A点到C点，木块需克服摩擦做功，故A点的机械能一定小于D点；从A点到C点和C点到D点木块下降的高度均为h，故减少的重力势能相等；A点到B点木块克服摩擦所做的功与重力势能减小量的大小关系无法确定，故A、B两点的动能大小不能确定，B点到C点高度不变，木块克服摩擦做功，动能减小；C点到D点，不计空气阻力，木块重力势能减小，动能增大，故B点动能可能等于D点动能。
考点二、利用机械能解释能量守恒定律（解答与说理题）
1．(2019·温州)小明参加科技节“掷飞机”比赛，该项目的规则是：纸飞机掷出后在空中滞留的时间越长成绩越好。查阅资料得知：纸飞机在空中滞留的时间与其形状、质量、出手速度和出手角度有关。小明认为还可能与纸飞机表面的粗糙程度有关。为了验证自己的猜想，小明准备了以下器材进行实验研究：发射器(如图)；秒表；剪刀；面积、质量大小和表面粗糙程度不同的两种纸A、B各若干张(同种纸正反面粗糙程度相同)。
(1)发射器的弹簧压缩得越短，释放后纸飞机获得的速度越大，其原因是______________。
(2)写出本实验的主要步骤。
【答案】(1)弹簧压缩得越短，弹性势能越大，纸飞机获得的动能越大，纸飞机的速度越大 (2)答题要点：自变量的设计(纸飞机表面的粗糙程度)、无关变量的控制(质量、弹簧压缩程度、发射角度、选择无风的环境)、因变量的观测(空中滞留时间的测量)、控制实验误差(多次实验求平均值)、实验结果的比较与分析。满分示例：①用剪刀将A、B两种纸裁成形状、面积大小相同的纸各若干张；②将1张A纸叠放在1张B纸上，折一纸飞机；将1张B纸叠放在1张A纸上，按相同的折法制作另一纸飞机；③选择无风的环境，将两只纸飞机分别放在发射器上，压缩弹簧到相同的位置，以相同的角度进行发射；④用秒表记录两只纸飞机滞空时间；⑤多次重复实验；⑥分别计算两只纸飞机的平均滞空时间，进行比较得出结论。
2．光滑斜面甲与水平面AB平滑连接。从斜面甲高H处静止释放小球，小球运动到B点静止，如图甲。在AB上的C点平滑拼接另一光滑斜面乙，已知AB＝3AC，如图乙。回答下列问题：
(1)如果小球从斜面甲高H处静止释放，说明小球在乙斜面到达的最大高度h与H的数量关系及理由。
(2)要使小球在乙斜面上到达的最大高度变为2h，小球应在甲斜面上多高处静止释放并说明理由。
【答案】(1)从释放点到B点静止，减少的机械能等于在AB水平面上由于摩擦而损失的机械能，因为AB＝3AC，所以在AC上损耗的机械能是AB上的三分之一，所以在乙斜面上时小球机械能比在甲斜面上时的机械能少三分之一，故上升的高度h＝eq \f(2,3)H。 (2)小球在乙斜面上升高度为2h，即eq \f(4,3)H，因为AC段上消耗的机械能与第一次相同，即消耗eq \f(H,3)高度的机械能，所以小球应在甲斜面上的释放高度是：2h＋eq \f(H,3)＝eq \f(5,3)H
3.图甲是投掷实心球的场景（不计空气阻力）。小科分析了实心球自脱手至落地的过程的能量转化过程，画出了其势能的大小随时间变化的曲线如图乙。请你在图丙中再画出此过程中实心球动能的大小随时间变化的大致曲线并标出A、B、C三点，并说明画此曲线的理由。

理由：
①实心球脱手A点时有速度故具有一定的动能；
②A至B过程中，实心球高度增加，一部分动能转化为势能，在B时势能达到最大，动能变至最小，但由于球还在水平飞行，因此不为0；
③B至C过程中实心球高度下降，势能转化为动能，C点时势能为零，动能达到最大
考点三、功与功率的计算，不做功的判断
1．[2018·湖州]在某次演习中，解放军在海拔6000m的高空空投重达8t的新型履带式伞兵战车，如图所示。空投下来的战车在后阶段可认为与降落伞一起匀速竖直掉向地面。下列观点正确的是(g取10N/kg) ( C )
A．伞兵战车出机舱后在水平方向仍会向前运动，这是由于战车受到惯性的作用
B．后阶段匀速下降的过程中机械能守恒
C．空投战车后，若飞机仍在原高度水平飞行，则飞机的势能比空投前减小
D．伞兵战车从出机舱到地面的整个过程中，重力做功4.8×107J
【解析】伞兵战车出机舱后在水平方向仍会向前运动，这是由于战车具有惯性，而不是受到惯性的作用。后阶段匀速下降的过程中，重力势能减小，动能不变，机械能不守恒，部分能量因空气摩擦而转化为内能散失。空投战车后，若飞机仍在原高度水平飞行，飞机的总质量减小，所以势能比空投前减小。伞兵战车从出机舱到地面的整个过程中，重力做功W＝Gh＝mgh＝8000kg×10N/kg×6000m＝4.8×108J。
2．(2019·北京)如图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图。下列说法中正确的是( D )
A．从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃不做功
B．从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃不做功
C．从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃不做功
D．举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃不做功
3．[2018·杭州余杭区一模改编]如图，一个重力为10N的物块，以10m/s的速度冲上了高为5m、长为10m的光滑斜面。达到斜面顶端时，物块的速度恰好减小为0。对此过程，以下分析正确的是 ( C )
A．物块受到平行于斜面向下的摩擦力
B．物块将静止在斜面顶端
C．物块克服重力做功为50J
D．物块克服重力做功的功率为200W

【解析】物块在光滑斜面上运动，不受摩擦力作用，到达顶端后也不可能静止在斜面顶端。物块克服重力做功W＝Gh＝10N×5m＝50J。假设物块上滑的平均速度10m/s，上滑所用时间t＝s/v＝10m/10m/s＝1s，所以物块克服重力做功的功率P＝W/t＝50J/1s＝50W，实际物块做减速运动，上滑所用时间大于1s，则物体克服重力做功的功率应小于50W。
4．(2018·连云港)如图所示，一物块从光滑斜面上A点由静止滑下，B为斜面AC的中点，设物块在AB段重力做功为W1，重力的功率为P1；在BC段重力做功为W2，重力的功率为P2，则下列关系正确的是( C )
A．W1＞W2，P1＞P2 B．W1＝W2，P1＝P2
C．W1＝W2，P1＜P2 D．W1＜W2，P1＜P2

5．下列有关对物体做功的说法，正确的是( D )
A．足球被踢后在场地飞行20m的距离，运动员对足球做的功等于踢力乘以20m的距离
B．小丽背着50N的书包走了200m的路程，则小丽对书包做功为10000J
C．小明用力推箱子虽然没有推动，但小明对箱子做了功
D．物体沿斜坡滑下过程中，摩擦力所做的功等于摩擦力乘以斜坡长度
【解析】足球被踢出后，运动员对足球已没有力的作用，所以不做功；小丽背着书包走路，对书包的力的方向与距离垂直，所以不做功；箱子没有移动，因此小明不做功。
6．(2018·绍兴、义乌)如图，木块以一定的速度滑过A、B点，到C点滑出下落至D点。A和B、C和D之间的垂直距离均为h。若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是( C )
A．D点与A点相比，动能增加，势能减少，机械能不变
B．A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能
C．B点的动能可能等于A点的动能，但一定大于C点的动能
D．B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能
7．如图所示，小华同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央，她针对此过程提出了如下的猜想。你认为合理的是( C )
A．文具盒所受重力对它做了功
B．文具盒所受支持力对它做了功
C．文具盒所受的推力F对它做了功
D．在此过程中没有力对文具盒做功
【解析】重力与支持力的方向与文具盒的移动方向垂直，都不做功。文具盒在推力F作用下沿F的方向移动了距离，所以推力F对文具盒做功。
8．[2018·广州]如图所示，OQ是水平地面，物体在水平拉力作用下，从O匀速直线运动到Q。OP段拉力F1为300N，F1做的功为W1，功率为P1；PQ段拉力F2为200N，F2做的功为W2，功率为P2。则( C )
A．W1＞W2 B．W1＜W2 C．P1＞P2 D．P1＜P2
【解析】W1＝300N×4m＝1200J；W2＝200N×6m＝1200J，所以W1＝W2。从O匀速直线运动到Q，即两段路程的速度相同，而P＝Fv，当速度相同时，功率与拉力成正比，所以P1＞P2。
9．(2018·随州)都市生活离不开电梯，如图，将电梯简化为“钢绳拉着电梯厢在竖直导轨上运动”模型。小刚同学乘坐电梯从一楼到五楼，电梯厢和人的总质量为500kg，电梯上行受到轨道摩擦力为500N，钢绳对电梯厢的拉力用T表示。电梯(底面)在A点(一楼地面)到B点(二楼地面)过程中速度在增加，用时4s；在B点到D点(四楼地面)过程中匀速运动，用时4s；在D点到E点(五楼地面)过程中速度逐渐减小，用时4s。若每层楼高3m，g取10N/kg，下列说法正确的是( C )
A．电梯从A点到B点过程中，钢绳拉力T做功1.65×104J
B．电梯从B点到C点过程中，钢绳拉力T做功的功率4.125×103W
C．电梯从C点到D点过程中，钢绳拉力T做功的功率8.25×103W
D．电梯从D点到E点过程中，钢绳拉力T＝5.5×103N

10．(2019·威海)如图是一款健身拉力器原理图，斜面的倾角为30°，重500N的物块与固定在斜面底端的弹簧相连，小明通过定滑轮拉着物块沿斜面向上匀速运动2m的过程中(此过程弹簧始终处于被拉伸状态)，小明对绳的拉力所做的功为1000J，克服弹簧拉力做功300J，则克服物块重力做的功为___500___J，物块与斜面之间摩擦力的大小为__100__N。(忽略绳重、滑轮与轴的摩擦)
11．(2019·温州)为了解火箭升空过程中的相关运动状况，兴趣小组制作了一模型火箭，重为8牛(不包含燃料)，发射后获取模型火箭的飞行高度与时间的关系，如图所示。
(1)模型火箭燃料耗尽后仍能向上飞行一段距离，这是因为模型火箭具有___________。
(2)图中标注的A、B、C三个位置中，模型火箭的重力势能最小的是________。
(3)模型火箭从最高点B下落到地面，重力做功的功率是________瓦。
【答案】(1)惯性(2)C (3)70
12．(2019·绍兴)某工厂发货传输分拣线示意如图，等间距排列的相同货物先被传送带匀速运送到工作台，在工作台AB上匀速下滑时被扫描，后滑至水平工作台BC，最后在C点静止时被机械手臂取走进行分类。传送带与AB、AB与BC都平滑连接，AB与BC材料相同，且长度均为1米，空气阻力忽略不计。
(1)若货物对AB的压力小于对BC的压力，则货物在AB上减小的机械能____小于___(填“大于”、“等于”或“小于”)在BC上减小的机械能。
(2)若机械手臂每隔3秒钟取走一件货物，传送带运动的速度为0.8米/秒，为防止货物的碰撞与堆积，货物之间的距离d至少为___2.4___米。
考点四、功与功率的实验探究
1．[2017·鄂尔多斯]小夏同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想。
猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二：物体的重力势能与物体的下落高度有关
猜想三：物体的重力势能与物体的运动路径有关

为此小夏设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处静止释放，其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计)。
实验数据如表：
(1)本实验中，采用的研究问题的方法是__控制变量法(或转换法)__(写出一种方法即可)。
(2)本实验中，铅球的重力势能大小是通过__铅球陷入沙中的深度__来反映的。
(3)为验证猜想二，应比较__①③__(填实验序号)，得到的结论：当物体质量相同时，__物体所处的高度越高，重力势能越大__。
(4)比较③④，得到的结论是__物体的重力势能与物体的运动路径无关__。
(5)经进一步实验和分析，小夏大胆给出重力势能(Ep)的表达式“Ep＝mgh”，并去办公室询问了老师，得以证实，小夏高兴不已，回到教室后，根据学过的知识又算出了各小球落到沙表面时的动能，其中B球的动能为__2__J(忽略空气阻力，g＝10N/kg)。
【解析】(1)该实验中控制其他条件不变，分别只改变了铅球的质量、下落高度和运动路径，运用了控制变量法；同时用铅球陷入沙中的深度来反映重力势能的大小，运用了转换法。(3)比较A、C两球，质量和运动路径相同，C球下落高度大于A球下落高度，发现C球陷入沙中的深度更大，由此可得出结论：当物体质量相同时，物体所处的高度越高，重力势能越大。(4)比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，发现两球陷入沙中的深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体的运动路径无关。 (5)根据Ep＝mgh及机械能守恒可得，B球落到沙表面时的动能Ek＝Ep＝mgh＝0.4kg×10N/kg×0.5m＝2J。
考点五、功、功率实际应用
1．[2018·内江]步行是一种简易方便的健身运动，人正常步行时，步距(指步行一步的距离)变化不大，步距还可作为身体上的一把“尺子”。小东测出自己的步距为0.5m，他正常步行1min走了180步。小东根据自己的腿长和步距画出了如图所示的步行示意图，对步行时重心的变化进行了分析，当两脚一前一后着地时重心降低，而单脚着地迈步时重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。(已知小东的腿长是65cm，质量是50kg，g取10N/kg)求：
(1)小东正常步行的速度是多少？
(2)小东每走一步克服重力所做的功是多少？
(3)小东正常步行克服重力做功的功率是多少？
【答案】(1)小东正常步行的速度v＝s/t＝180×0.5m/60s＝1.5m/s。
(2)小东每走一步身体重心的高度差h＝65cm－eq \r(（65cm）2－（25cm）2)＝5cm＝0.05m，
小东的体重G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，
小东每走一步克服重力所做的功W＝Gh＝500N×0.05m＝25J。
(3)小东正常步行克服重力做功的功率P＝W/t＝180×25J/60s＝75W。
2．(2019·金华、义乌、丽水)2019年4月15日起正式实施电动自行车新国家标准，小金买了一辆按新国标生产的电动自行车，部分参数如表所示。已知小金的质量为60千克，假定电动自行车在水平骑行过程中受到的阻力始终为总重的0.08倍。
(1)车轮上刻花纹的目的是___________。
(2)小金在水平地面骑行时，车轮与地面的总接触面积为50厘米2，则骑行的电动自行车对地面产生的压强为多少帕？
(3)小金在水平公路上骑电动自行车，匀速行驶10千米过程中克服阻力做了多少功？
(4)若小金骑行过程中电动车以最大的功率输出，匀速行驶时的车速为多少？
【答案】(1)增大摩擦
(2)F＝G＝mg＝(40kg＋60kg)×10N/kg＝1000N，p＝F/S＝G/S＝1000N/(50×10－4m2)＝2×105Pa
(3)W＝Fs＝fs＝0.08Gs＝100kg×10N/kg×0.08×10000m＝8×105J (4)v＝s/t＝W/(Ft)＝P/F＝400W/80N＝5m/s
3．[2018·绍兴义乌]2018年3月28日绍兴风情旅游新干线开通试运行。“鉴湖号”城际列车从绍兴站驶出开往上虞站，两站相距40km，列车运营速度120km/h。
(1)列车从绍兴站出发至少需要__20__min到达上虞站。
(2)在图中旅行箱和拉杆构成的杠杆中，能表示拉力F的力臂是__l1__。
(3)列车牵引总功率为5152kW，表示的意义是__列车每秒钟做功5152kJ__，并计算列车以运营速度匀速直线运行时所受水平阻力大小(用科学记数法表示，保留两位小数)。
【答案】 (3)根据P＝eq \f(W,t)＝eq \f(Fs,t)＝Fv，
v＝120km/h≈33.33m/s，
F＝eq \f(P,v)＝eq \f(5152×103W,33.33m/s)≈1.55×105N，
由于列车匀速运动，则f＝F＝1.55×105N。
4．[2017·安徽]已知物体的重力势能表达式为Ep＝mgh，动能表达式为Ek＝eq \f(1,2)mv2；其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg。如图所示，将一质量为0.4kg的物体从距离地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度抛出。不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒。求：
(1)物体被抛出时的重力势能Ep和动能Ek1。
(2)物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W。
(3)物体落地前瞬间的动能Ek2。

【答案】(1)物体的重力势能Ep＝mgh＝0.4kg×10N/kg×1.5m＝6J；
动能Ek1＝eq \f(1,2)mv2＝eq \f(1,2)×0.4kg×(2m/s)2＝0.8J。
(2)物体从被抛出至落地的过程中，其重力所做的功W＝Gh＝mgh＝0.4kg× 10N/kg×1.5m＝6J。
(3)物体下落时高度减小，速度增大，所以重力势能转化为动能，落地时高度为0，重力势能全部转化为动能，所以物体落地前瞬间的动能Ek2＝Ek1＋Ep＝0.8J＋6J＝6.8J。实验序号
铅球代号
铅球质量(g)
下落高度(m)
陷入沙中的深度(m)
①
A
200
0.5
0.1
②
B
400
0.5
0.25
③
C
200
1
0.2
④
D
200
1
0.2
项目
参数
最高车速(km/h)
25
整车质量(kg)
40
电动自行车最大功率(W)
400