《2026年易点通基础提分物理山西专版》

1. (2025·山西)小亮看到如图所示的阳光健身海报,决定每天放学回家由乘电梯改为爬楼梯。查阅资料知道,人运动所需的能量可来源于体内脂肪“燃烧”释放的化学能,1g脂肪完全“燃烧”释放的能量为3.8×10⁴J(即可看作脂肪的热值q=3.8×10⁴J/g)。若小亮的质量为60kg,家住11楼,每层楼高为3m。(g取10N/kg)
(1)求小亮所受的重力。
(2)小亮每次乘电梯从1楼到11楼回家,若电梯匀速运行,求电梯对他做的功。
(3)若小亮每次爬楼梯回家消耗脂肪的质量为5g,求脂肪完全“燃烧”放出的能量。

爬楼梯能够塑造身形

答案： 1. 解：
(1)小亮所受的重力G = mg = 60kg×10N/kg = 600N
(2)小亮随电梯做匀速直线运动，小亮所受的支持力与重力大小相等，即F = G = 600N
家住11楼，电梯上升10层的高度，小亮在支持李方向上移动的距离s = (11 - 1)×3m = 30m
电梯匀速运行时，对小亮所做的功
$W = Fs = 600N×30m = 1.8×10^{4}J $
(3)脂肪完全“燃烧”放出的能量
$Q = qm_{脂肪} = 3.8×10^{4}J/g×5g = 1.9×10^{5}J$

2. (2023·山西节选)如图所示是小伟同学在单杠上做引体向上时的情景,每次引体向上身体上升的高度为0.6m,求解下列问题。(小伟的质量为50kg,g取10N/kg)
(1)引体向上前小伟先进行了热身训练,他绕操场跑了600m用时5分钟,他热身运动的平均速度。
(2)小伟完成1次引体向上克服重力做的功。

答案： 2. 解：
(1)小伟热身运动的平均速度
$v = \frac{s}{t} = \frac{600m}{5×60s} = 2m/s $
(2)小伟受到的重力
G = mg = 50kg×10N/kg = 500N
小伟完成1次引体向上克服重力做的功
W = Fs = Gh = 500N×0.6m = 300J

3. (2022·山西节选)频闪拍摄是研究物体运动的最好方式之一。如图所示,是小亮用相机每隔0.5s曝光一次,拍摄的汽车在平直公路上行驶时的频闪照片。拍摄过程中汽车的总质量约为1.6t,所受阻力约为车重的0.3倍。搜集汽车信息得知车身长3m,静止时车轮与地面的总接触面积为0.16m²。求:拍摄过程中汽车的输出功率。(g取10N/kg)

答案： 3. 解：汽车所受的重力
$G = mg = 1.6×10^{3}kg×10N/kg = 1.6×10^{4}N $
因为汽车在平直公路上每0.5s通过的路程均为两个车长，即6m，在拍摄过程中做匀速直线运动，牵引力和受到的阻力是一对平衡力，所以汽车受到的牵引力
$F_{牵} = F_{阻} = 0.3G = 0.3×1.6×10^{4}N = 4800N $
拍摄过程中汽车的输出功率
$P = \frac{W}{t} = \frac{F_{牵}s}{t} = \frac{4800N×6m}{0.5s} = 5.76×10^{4}W$