《2025年学霸题中题九年级物理上册苏科版》

16. 一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车,行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍,货车(含驾驶员)空载时重为$2.5×10^{4}$N.
(1)求货车以36 km/h的速度空载匀速行驶时,10 s内货车牵引力做的功.
(2)当货车以90 kW的额定功率、90 km/h的速度匀速行驶时,货车最多可装载多重的货物?

答案：
(1)$2.5×10^{5}\ \text{J}$
(2)$1.1×10^{4}\ \text{N}$
解析:
(1)货车的速度$v=36\ \text{km/h}=10\ \text{m/s}$,10 s货车行驶的距离$s=vt=10\ \text{m/s}×10\ \text{s}=100\ \text{m}$,货车行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍,则货车受到的阻力大小$f=0.1G=0.1×2.5×10^{4}\ \text{N}=2.5×10^{3}\ \text{N}$,货车匀速直线行驶时,受到的阻力大小等于牵引力大小,所以10 s内货车牵引力做的功$W=Fs=fs=2.5×10^{3}\ \text{N}×100\ \text{m}=2.5×10^{5}\ \text{J}$.
(2)货车功率$P=9×10^{4}\ \text{W}$,此时货车的速度$v'=90\ \text{km/h}=25\ \text{m/s}$,由$P=Fv$得,此时牵引力$F'=\frac{P}{v'}=\frac{9×10^{4}\ \text{W}}{25\ \text{m/s}}=3600\ \text{N}$,因为汽车匀速行驶,所以此时阻力$f'=F'=3600\ \text{N}$,因为$f'=0.1G_{\text{总}}$,所以$G_{\text{总}}=\frac{f'}{0.1}=\frac{3600\ \text{N}}{0.1}=3.6×10^{4}\ \text{N}$,装载货物的最大重力$G_{\text{货物}}=G_{\text{总}}-G_{\text{空车}}=3.6×10^{4}\ \text{N}-2.5×10^{4}\ \text{N}=1.1×10^{4}\ \text{N}$.

17. 核心素养 物理观念 (2024·苏州草桥中学期中)动力检测时,汽车在专用的测量装置上全力加速,仪器记录车轮转速v与车轮驱动力F大小,再通过计算得出车辆在不同车速下的输出功率,某汽车在速度$v_{1}\sim v_{2}$区间内车轮驱动力F与车速v的关系如图所示.则该速度区间内,车辆功率P与车速v关系的图像可能是(C)

答案： C 解析:由 F-v 图像可知,F 与 v 的关系式为$F=kv+b$(其中$k＜0$),由$P=\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}=Fv$可知,P 与 v 的关系式为$P=Fv=(kv+b)× v=kv^{2}+bv$(其中$k＜0$).由数学知识可知,P 与 v 关系的图像为开口方向向下的抛物线,故 C 符合题意.

18. (2024·无锡经开区一模)汽车在平直公路上以速度$v_{0}$匀速行驶,发动机功率为$P_{0}$,快进入闹市区时,司机在$t_{1}$时刻减小了油门,使汽车的功率保持一个较小的恒定功率P继续行驶,设汽车行驶过程中所受阻力大小不变,汽车的牵引力F随时间t变化的图像如图所示.则减小了油门后,汽车所受阻力大小为$F_{0}$;汽车将做先减速再匀速直线运动;汽车将保持的较小恒定功率P为$0.5P_{0}$,汽车再次匀速运动时的速度大小为$0.5v_{0}$.

答案： $F_{0}$ 先减速再匀速 $0.5P_{0}$ $0.5v_{0}$ 解析:由题意知,$t_{1}$时刻之前,汽车在平直公路上以速度$v_{0}$匀速行驶,则汽车处于平衡状态,所受牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,由图像可知,此时所受阻力为$F_{0}$.减小了油门后,汽车行驶过程中所受阻力大小不变,则汽车所受的阻力仍为$F_{0}$.由图像可知,$t_{1}$时刻之后,牵引力由$0.5F_{0}$慢慢增大为$F_{0}$,而阻力不变,则在牵引力慢慢增大时,由于牵引力小于阻力,故汽车先减速,到最后牵引力变为$F_{0}$与阻力相等时,汽车匀速.司机在$t_{1}$时刻前,发动机功率为$P_{0}$,司机在$t_{1}$时刻减小了油门,牵引力变为了原来的一半,松油门瞬间,速度不变,故功率变为了原来的一半后,保持不变,故为$0.5P_{0}$.汽车再次匀速运动时,牵引力变为了$F_{0}$,则此时速度大小为$v'=\frac{P'}{F'}=\frac{0.5P_{0}}{F_{0}}=0.5v_{0}$.