第十一章功和机械能专题训练好.docx
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第十一章功和机械能专题训练好
1．（2013•舟山）交通已经成为许多城市发展最棘手的问题之一．如图所示的“空中列车”作为新型交通工具，能充分利用空中资源，有效减缓地面交通的拥堵．
（1）一列总质量为14吨的“空中列车”，用8个轮子悬挂在水平轨道上，每个轮子的受力面积为125厘米2，则列车对轨道的压强为多少？
（g取10牛/千克）
（2）“空中列车”以电为动力，匀速行驶时，每公里耗电约为0.5千瓦时，假设70%的电能用于克服阻力做功，则列车受到的阻力约为多少牛？
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2．（2013•重庆）电动车以其轻便、实用、环保的优点，深受人们的喜爱．已知一辆电动车的质量为40kg，速度最大可达36km/h．该电动车每次充电，能储存电能3×106 J，其中有72%的电能可以转化为机械能．假设该电动车一直行驶在平直路面上，当它以最大速度匀速行驶时，受到的阻力为30N．
（1）该电动车以最大速度匀速行驶时，电动车牵引力的功率为多大？
（2）该电动车充一次电，以最大速度匀速行驶，最多可连续行驶多长时间？
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3．（2013•镇江）一辆汽油和电力混合动力轿车，仅凭汽油动力在平直公路上以v1=90km/h匀速行驶时，输出功率P=50kW．当驾驶员看到前方55m处有超速违章拍照装置（限速70km/h）时，在保持输出功率不变的情况下，立即启动充电装置给电池充电，达到使轿车减速的目的，轿车行驶3s后，速度减为v2=70km/h，在这一段时间内，轿车的平均速度为v=72km/h，发动机输出功率的80%用于充电，充电效率为50%．轿车在上述过程中所受阻力保持不变．
（1）求轿车所受阻力的大小；
（2）通过计算判断轿车是否会因为超速而被拍照；
（3）若将上述过程充电所获电能全部用来维持90km/h匀速行驶，求轿车行驶距离．
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4．（2013•张家界）张家界某电动观光旅游车的技术参数如下表：
空车质量
1100kg
车身长度
4.0
满载人员
10人
满载时轮胎与地接触面积
0.1m2
最大车速
36km/h
平均连续行驶里程
≤75km
根据以上参数，解答下列问题：
（g取10N/kg）
（1）若乘员质量平衡为50kg，求满载时观光车和人的总重是多少N？
（2）若观光车在前进的过程中受到的阻力是2000N，汽车以最大速度匀速行驶10min，牵引力所做的功是多少？
汽车发动机的功率是多少千瓦？
（3）从环保的角度分析用电动车取代燃油汽车有什么优点？
（说出一条即可）
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5．（2013•营口）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小丽同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验．让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止．
（1）要探究动能大小与物体质量的关系应选用
两图；实验中应保证
相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是
．
（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是
．
（3）该实验是通过观察
来比较铁球动能的大小，从而得出结论的．下面的四个实例中也采用这种研究方法的是
．
A．认识电压时，我们可以用水压来类比
B．用磁感线来描述磁场
C．探究电功大小与哪些因素有关，通过重物提升的高度来判断电流做功的多少
D．保持电阻不变，改变电阻两端电压，探究电流与电压关系
（4）若水平面绝对光滑，铁球将做
运动．
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6．（2013•宜昌）小勇同学利用星期天积极参加社会实践活动，到养老院当义工，在活动中要帮助老人将3壶相同的油从一楼搬到三楼．小勇第一趟将一壶油从一楼提到三楼，用时20s；第二趟将两壶油从一楼提到三楼，用时30s．已知每壶油的质量为5kg，小勇的质量为45kg，每层楼的楼高是3m．（g=10N/kg）
（1）第一趟小勇做了多少有用功？
小勇做功的总功率是多少？
（2）比较小勇两趟做功效率的高低，并说明理由．
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7．（2013•温州）汽车作为一种交通工具在国内已普及．专家提示：
汽车轮胎内的气压（胎压）会影响刹车距离．为确保安全，需经常检查胎压．某汽车技术员为了研究胎压对刹车距离的影响，用同一汽车在晴天和雨天环境下，在车速为60千米/时刹车，测试结果如图所示：
（1）汽车质量为1500千克，有4个轮胎，停在水平地面上时，每个轮胎与地面的接触面积为0.025米2．请计算此时汽车对地面的压强．（ g取10牛/千克）
（2）根据测试结果，可以得出在两种环境下胎压对刹车距离的影响是
．
（3）胎压对刹车距离的影响主要是胎压不同导致地面对轮胎的阻力不同．该技术员在雨天环境下，对标准胎压的汽车进行测试时，若在刹车过程中汽车受到地面的平均阻力为3000牛，试计算在刹车过程中，汽车克服地面阻力做功多少焦？
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8．（2013•泰州）如图所示是一辆新型坦克，其质量为20t，发动机的额定功率为1000kw，每条履带与水平地面的接触面积为2m2．g取10N/kg，求：
（1）坦克的重力．
（2）坦克静止时对水平地面的压强；
（3）坦克以额定功率行驶10min，发动机所做的功．
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9．（2013•庆阳）电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力．下表是某电动自行车主要技术参数．
（1）行驶过程中轮胎与地面的总接触面积为0.01m2，当一质量为50Kg的中学生骑着该电动自行车在平直的公路上行驶时，地面受到的压强约为多大？
（取g=10N/kg）
（2）若蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功，电动自行车在平直公路上匀速行驶时受到的平均阻力为40N，蓄电池充满一次电最多能连续行驶多远？
（3）从环保的角度，与摩托车相比，电动自行车有什么优缺点？
（各举一条）
整车
整车质量
40kg
最高车速
≤30km/h
蓄电池
最大噪音
≤62dB
蓄电容量
0.576kw•h
电动机
额定电压
48V
额定功率
240W
11．（2013•南昌）如图，快速发展的南昌为缓解城市交通压力，正在兴建地铁、地铁站台的设计方案，进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡．从能量利用的角度看，这种设计的优点是什么？
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12．（2013•辽阳）如图所示的是“探究影响重力势能大小因素”的实验过程．（容器中装有沙子，A和B为实心铁块，A的质量比B小）．
（1）由
两图可探究重力势能的大小与质量的关系，结论是：
当
一定时，质量越大，重力势能越大．
（2）由甲丙两图
（填“能”或“不能”）探究重力势能的大小与高度的关系：
理由是
．
（3）本实验是通过观察
来判断重力势能大小的，这也是物理探究过程中较常用的
法，利用本实验装置还可探究
．
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13．（2013•金华）压路机是一种利用碾轮的碾压作用，使土壤、路基垫层和路面铺砌层压实的工程机械，广泛用于筑路、筑堤和筑坝等工程．某型号压路机质量为3×104千克，发动机的额定功率为120千瓦，g取10牛/千克．求：
（1）如图所示该压路机在沥青路面辗压时，压路机对水平路面的压强为2×105帕，压路机对水平路面的压力为多少牛？
压路机与路面的接触面积为多少米2？
（2）该压路机发动机正常工作，压路机在沥青路面上行驶500秒，发动机所做的功为多少焦？
（3）该压路机发动机正常工作，压路机在水平地面以4米/秒的速度匀速直线行驶，则压路机的牵引力为多少牛？
压路机受到的阻力为多少牛？
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14．（2013•揭阳）如图所示是中国渔政310海监船赴钓鱼岛进行维权．海监船满载排水量2580t，长108m，宽14m，船底深6m，续航力6000海里，最大航速可达每小时22海里（约40km/h）．（海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）满载时，海监船受到的浮力有多大？
（2）海监船以18km/h的速度匀速航行10小时，巡航的路程为多少km？
若巡航时海水阻力为1.0×106N，则这一过程中船的推进力所做的功为多少？
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15．（2013•呼和浩特）2012年9月25号“辽宁号”航空母舰正式交付使用，该航空母舰长304米，宽70.5米，最高航速32节，标准排水量5.7万吨，满载排水量6.75万吨，安装四台蒸气轮发动机驱动，总计20万马力．以20节航行，续航能力可达12000海里（1海里=1852米；1马力=735瓦特；1节=1海里/小时）．求：
（1）满载时航空母舰受到的重力；
（2）航母以20节速度航行，最长行驶时间；
（3）航母以最高速度航行时，动力多大；
（4）航母以20节速度和航母以30节速度航行，行驶相同距离消耗能量多的是
（选填“以20节航行”、“以30节航行”或“一样多”）．
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16．（2013•黑龙江）电动自行车以其环保、快捷、轻便的优势，成为家庭常用的交通工具．如图所示的这辆电动自行车自身重力为600N，在水平公路上匀速直线行驶了4.8千米用了10分钟，行驶时受到的阻力是40N．
（1）求该车在这段时间内行驶的速度是多少米/秒？
牵引力做功是多少？
（2）若该车每个车轮与地面的接触面积为0.01m2，车胎能承受的最大压强为2×105Pa，求该车的最大载重量是多少牛？
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17．（2013•菏泽）火车进站时仍具有较大的动能，要使火车停下来需要刹车，造成能量的损失．小红想：
怎么样才能让火车到车站时把动量转化为其它形式的能量先储存起来，这样火车就可以不刹车而停下来；当火车开动时，再将这些能量转化加以利用，从而避免能量的浪费．请你根据小红的思路，在上面的框中简单画出你设计的火车站台（用于停靠火车的平台）
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18．（2013•贵港）如图所示是探究物体动能大小与物体的质量、速度关系的示意图．
（1）在探究动能与物体质量的关系时，要保持小球的
相同，让质量不同的小球从斜面的
（选填“相同”或“不同”）高度滚下．
（2）物理研究方法有许多，本实验运用了两种研究方法：
一是
法；二是转换法．就本题来说：
用
来表示小球动能大小的方法就是转换法．
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19．（2013•广安）2013年4月20日，四川芦山发生了里氏7.0级地震，灾区人民的生活和生产受到很大影响．地震发生后，通往灾区的道路被垮塌的山体阻断，当务之急是打通生命通道．各救援队在第一时间赶赴现场对垮塌的道路进行抢通，确保通往灾区的交通畅通．在此过程中，推土机发挥了重要作用．现有一履带式推土机，其发动机额定功率为150kW，质量为1.5×104kg，每条履带与地面的接触面积为1.5m2．求：
（1）推土机对水平地面的压强（g取10N/kg）；
（2）当推土机以额定功率进行推土作业时，在平直的场地上以5.4km/h的速度匀速前进了15m，推土机所做的功是多少？
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20．（2013•抚顺）2013年2月1日，义昌大桥由于运输爆竹的货车爆炸而发生坍塌，很多车辆没能及时停下而坠桥，其中多数是大型货车，造成了多人伤亡，请你对下面的问题进行解释：
（1）速度相同时为什么大货车比小汽车不容易不停下来，而坠落桥下？
（2）货车向下坠落时机械能如何转化？
10．（2013•南通）我国“辽宁”号航空母舰满载时的排水量m=6.8×107kg，它以54km/h的速度匀速航行，受到的阻力f=1.0×107N，取海水密度ρ=1.0×103kg/m3，g=10N/kg，求：
（1）航行2h通过的路程；
（2）航母受到的浮力和排开海水的体积；
（3）航母航行2h推进力做的功．
21．（2013•抚顺）如图所示是探究“动能大小与哪些因素有关”的实验，请补全下面实验过程：
（1）在探究动能大小与物体质量关系时，应使小球的质量
（选填“相同”或“不同”），到达斜面底端时的
相同；
（2）如图1、2所示，质量为m的小球与质量为2m的大球，从同一斜面的同一高度由静止释放，观察到大球将木块推出的距离较远，由此可得到的结论是：
当速度相同时，质量越大，
．图1中木块被推动时所受摩擦力大小
（选填“大于”、“小于”或“等于”）图2中木块被推动时所受摩擦力大小；
（3）在探究动能大小与物体运动速度的关系时，应将
图与
图比较，其中
图中木块被推动的距离较远．
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22．（2013•鄂州）鄂州是一座具有悠久历史和灿烂文化的城市，三国时期吴王孙权在此建都，以武而昌，当时称此地为武昌．“千年往事人何在，遗迹犹存说仲谋．”目前国内最大的孙权雕像矗立在鄂州江滩孙权广场，如图所示，该雕像用花岗岩雕刻而成，总高11.8m，质量150t，底座与地面的接触面积是30m2．求：
（1）雕像对地面的压强是多少？
（2）在搬运过程中，起重机在30s内将该雕像匀速竖直提高了2m，则起重机的拉力对雕像所做的功和功率分别是多少？
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23．（2013•东营）按照规定，我国载货车辆的轮胎对地面的压强应控制在7×105Pa以内．某型号货车部分参数如表所示．司机师傅在执行一次运输任务时，开着装满沙子的货车在一段平直的公路上匀速行驶8km，所用时间是6min，该路段限速60km/h（取g=10N/kg，ρ沙=2.5×103kg/m3）．
自重
5×104N
车轮个数
10
每个轮胎触地面积
3×10-2m2
车厢容积
10m3
（1）车厢内所装沙子的质量是多少？
（2）货车的速度为多少km/h？
（3）货车轮胎对地面的压强是多少？
（4）货车在这段公路上行驶时所受阻力为车重的 0.03倍，这段时间内货车牵引力所做的功和功率分别是多大？
（5）根据以上计算，请指出该车存在的一条违规行为并说出其危害．
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24．（2013•滨州）校车安全备受社会关注，国家出台了《校车安全管理条例》．我市无棣县是教育部指定的全国校车运行试点单位之一，装备的专用校车的部分技术参数如表所示．（g=10N/kg）
（1）每位同学上车后都要养成系扎安全带的习惯，这是为了防止在汽车行驶过程中
（选填“突然加速”或“紧急刹车”）时由于惯性造成的伤害；
（2）每辆校车上都配备紧急逃生锤，遇到突发紧急情况时，学生可以用逃生锤打破玻璃安全逃生．为了更容易打破玻璃，应选择图中
车辆规格尺寸（mm）
9870×2430×3010
整车装备质量（kg）
5400
标准座位数（个）
50
经济油耗/百公里（L）
≤16.9
配备轮胎数（个）
7（含备用胎1个）
设计最高时速（km/h）
80
（3）若每个轮胎与地面的接触面积为0.05m2，则该校车空载静止在水平地面上时对地面的压强是多大？
（4）初中学业考试期间，某学校学生乘坐该校车到考点参加考试，校车以60km/h的速度在水平路面上匀速行驶了20min后安全到达考点．已知校车受到的阻力为5000N，求校车牵引力所做的功是多少？
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25．（2013•本溪）如图所示，为了学生的安全我省购置了一批“大鼻子”校车，校车满员时人和车的总质量为1.0×104kg．车轮的总着地面积为0.25m2．校车以36km/h的速度在平直公路上匀速直线行驶10min，所受阻力是总重力的0.01倍．请计算：
（g=10N/kg）
（1）满员的校车静止在水平地面上时对地面的压强．
（2）校车在这10min内行驶的路程．
（3）满员的校车在这10min内牵引力做的功及其功率．
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26．（2012•镇江）电动自行车骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力．张老师骑着电动自行车，沿着公园的水平道路匀速行驶，在30min内，电动车行驶了9km，此时车上电动机的工作电压为32V，工作电流为4 A．
（1）若该车和人共重1000N，行驶时轮胎与地面的接触面积共为2.5×10-3m2．那么车对地面的压强多大？
（2）若车在行驶过程中所受阻力为20N，则这段路程内该车克服阻力所做的功为多少？
（3）该电动车的效率是多少？
（保留一位小数）
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27．（2012•仙桃）江汉平原的首座大型水利枢纽--国家“南水北调”重点工程兴隆水利枢纽将于明年正式完工，工程的建成将给汉江流域的开发带来重大的发展机遇．正在建设之中的大坝位于潜江市高石碑和天门市多宝之间的汉江河道上，主要由船闸、电站等组成．
（1）一艘排水量为1000t的轮船停泊在汉江中，求该船满载时所受水的浮力？
（2）该船通过船闸从上游驶往下游，当前水面情况如图所示．为使船通过，船闸的各闸门、阀门需按程序启闭．则船在通过船闸的过程中，船闸最先打开的是
，最后打开的是
（选填“A”、“B”、“C”或“D”）．
（3）若水从30m高处流下冲击水轮机，每日流经水轮机的水的体积为V=1.8×107m3，水的势能转化为电能的效率为65%，该电站每日的发电量为多少kW•h？
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28．（2012•厦门）2012年4月5日开始实施的《校车安全管理条例》第三十五条规定，载有学生的校车在普通公路上行驶的最高速度不得超过60km/h．如图是一款智慧校车，整车的质量是6600kg．智慧校车超过限定速度时，系统会发出超速语音报警，并强制控制车辆行驶速度，保证安全行车．
（1）若空载时校车车轮与路面的总接触面积是0.2m2，此时校车对水平路面的压强是多大？
（2）该校车在普通公路沿水平方向匀速行驶时，受到的阻力是3000N，校车在4min内最多可做多少功？
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29．（2012•潍坊）研究性学习在潍坊各校广泛开展，小红对家中的电热水壶进行了认真的观察与研究，她察看了如下所示的电热水壶说明书上的有关数据，并测出了容量刻度线到壶底的高度为16cm，然后加水至容量刻线后，放到加热座上，加热座面积与壶底面积相同，她提出了以下几个问题，请你给予解答（壶壁厚度不计，ρ水=1.0×103kg/m3，取g=10N/kg）
（1）水对壶底的压力是多大？
（2）壶对加热座的压强是多大？
（3）为把壶中开水倒入暖瓶中，小红需将壶慢慢提高20cm，求小红要做多少功？
品牌
乐力透
型号
KE-180CD
是否调温
不可调
额定功率
1500W
电源电压
220V
重量
0.6kg
容量
1.8L
壶底面积
200cm2
品质
优
产地
江南
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30．（2012•泰安）如图所示是某型号的电动巡逻车，其主要技术参数如表所示．已知该电动巡逻车在水平路面上匀速行驶时所受的阻力为人车总重的0.04倍，电动机能把80%的电能用来牵引巡逻车克服阻力做功．总质量为120kg的两名巡警乘坐该车，在水平路面上以额定功率匀速行驶10min．求：
整车装备质量
680kg
电动机额定功率
3kW
额定工作压
48V
最高时速
30km/h
（1）电动机消耗了多少电能？
（2）巡逻车通过了多少路程？
（3）若轮胎与地面的总接触面积是8×10-2m2，巡逻车停止时，人和车对地面的压强是多大？
（g=10N/kg）
31．（2012•沈阳）某滑雪运动员穿上滑雪板后的质量为64kg，每只滑雪板与地面的接触面积为0.25m2．该运动员从20m长、10m高的斜坡滑下，用时4s，取g=10N/kg．求：
（1）运动员穿上滑雪板站在水平地面上时，对地面的压强．
（2）运动员从斜坡顶端滑到底部的过程中，重力做功的功率．
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32．（2012•深圳）如图某索道最高处到最低处全长3000m，上下高度差为600m，吊车与钢索的总接触面积为0.01m2，吊车承载两人后的总重力为2500N．
（1）求此吊车在水平索道上静止时钢索承受的压强．
（2）求此吊车从索道最高处运行到最低处重力所做的功．
（3）当此吊车从索道最高处以2m/s的速度匀速运行到最低处，求总重力的功率．
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33．（2012•山西）下表是某型号载重汽车的部分参数（g=10N/kg）．
自重
15t
车轮个数
10
每个车轮与地面的接触面积
0.04m2
（1）按照我国道路交通标准，载重车辆的轮胎对地面的压强不得超过7×105Pa，则该汽车最多可以装运重物多少t？
（假设轮胎与地面的接触面积不变）
（2）若汽车以54km/h的速度匀速行驶，所受阻力为5000N．求汽车在1min内克服阻力做功是多少？
（3）请你运用所学物理知识，说明为什么要治理超载？
（写出一条即可）
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34．（2012•泉州）质量为50kg的何勇同学，在一次爬杆比赛中，用12s爬到了5m高的杆顶：
（1）何勇受到的重力是多少？
（2）何勇爬杆过程中做了多少功？
功率多大？
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35．（2012•莆田）秀屿港是“世界不多，中国少有”的天然良港，港口便利的交通条件为运输节约了成本，有效推进我市的经济腾飞．（g取10N/kg）
（1）港口码头的门机塔吊一次吊起4.0×104kg的货物，该货物的重力是多大？
（2）若将4.0×104kg的货物匀速竖直吊起10m，用时100s，则塔吊对货物做了多少功？
塔吊对货物做功的功率是多大？
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36．（2012•南平）如图是小宇同学在水平地面上玩滑板时的情景．他的滑板重30N，与地面的总接触面积为8×10-4m2，当体重为450N的小宇站在滑板上向前滑行时，受到的平均阻力为50N，在10s内滑行了20m．求：
（1）他站在滑板上静止时共同对水平地面的压强；
（2）克服平均阻力所做的功；
（3）平均阻力的功率．
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37．（2012•南宁）2012年年底，南宁到广州的高速铁路将开通，全程约为570km，只需3h．若全程为平直轨道，动车组以5×105N的牵引力做匀速直线运动，求：
（1）动车组运动的速度；
（2）动车组受到的阻力；
（3）牵引力在全程做的功．
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38．（2012•内江）如图所示，是某建筑工地上常用的塔式起重机示意图．在15s的时间内，起重机将质量为0.5t的水泥板竖直地从1楼匀速提升到了5楼，如果每层楼的高度是3m，ɡ=10N/Kg，那么：
（1）起重机提升水泥板做的功是多少？
（2）起重机的电动机输出的功率至少是多少？
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39．（2012•娄底）为应对菲律宾对我国领土“黄岩岛”的不断挑衅，中国“向阳红06”海监船已启程赴南海维权，如图所示．“向阳红06”船总长91米、船宽14.7米、船底深7.6米，满载排水量4900吨，最大航速13.5节（约25km/h），续航力15000海里，是一艘装备精良的现代化综合海监船．（海水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）满载时，“向阳红06”船受到的浮力有多大？
（2）若船底某处距海面的深度为6m，则该处受到海水的压强是多少？
（3）“向阳红06”船在某处执行任务时，以18km/h的速度匀速航行6小时，巡航的路程为多少km？
若巡航时海水阻力为1.0×106牛顿，则这一过程中船的推进力所做的功为多少？
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40．（2012•娄底）如图所示，是探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验：
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