智能车又叫轮式移动机器人
2020中考复习 物理知识点专项练习——专题十一：功和机械能(解析版)
2020中考复习物理知识点专项练习——专题十一：功和机械能考点一：功及其计算1.有人认为“推而不动”是因为推力太小造成的．如图所示，用100N的水平推力F去推一个在水平地面上重为500N的物体，物体静止不动．从力学角度分析，下列说法正确的是（）A. 推力做了功B. 物体与地面间摩擦力的大小是400 NC. 推力F与物体和地面之间的摩擦力互为作用力与反作用力D. 要想用同样大的力推动，可尝试将几根圆木垫在物体下2.速度是表示物体运动快慢的物理量，它是用路程和时间的比值来定义的，下列物理量所采用的定义方法与速度不一样的是A. 比热容B. 功率C. 热值D. 功3.小明用200N的力将一个重5N的足球踢到20m远的地方，则小明对足球做的功是A. 100JB. 200JC. 4000JD. 无法确定4.如图，用F=20N的水平推力推着重为40N的物体沿水平方向做直线运动，若推力F对物体做了40J的功，则在这一过程中（）A. 物体一定运动了2mB. 物体一定受到20N的摩擦力C. 重力做的功一定为80JD. 物体一定运动了4m5.如图，学校各教室都配置了饮水机，小芳将放置在地面上标有“16L”的一桶水安装到饮水机上，小芳所做的功最接近的是A. 60JB. 160JC. 260D. 360J6.全国第十三届运动会于2017年8月在天津市举行，如图是吉祥物“津娃”参加排球比赛．比赛过程中，跳发球是最具威力的发球方式，其动作要领可简化为“抛球、腾空、击球和落地”四个过程，其中运动员对排球做功的过程有A. 抛球和腾空B. 抛球和击球C. 腾空和击球D. 击球和落地7.在国际单位制中，功的单位是（）A. WB. NC. JD. Pa8.如图所示，对物体没有做功的力是（）A.吊车从地面吊起货物的力B. 马拉动原木的力C. 使火箭升空的力D. 小孩推车的力（车不动）9.如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块使其做直线运动，在相同水平面上两次拉动木块得到的s﹣t关系图象如图乙所示．第1、2两次弹簧测力计示数分别为F1、F2；速度分别为v1、v2；如果运动时间相同，拉力所做的功分别为W1、W2．下列判断正确的是（）A. F1＝F2；v1＜v2；W1＜W2B. F1＜F2；v1＜v2；W1＜W2C. F1＞F2；v1＞v2；W1＞W2D. F1＝F2；v1＞v2；W1＞W210.如图所示，将一块1m长的木板一端架高0.4m，用50N沿木板的拉力把一个重为100N的小铁块从底端加速拉到顶端时，木板对小铁块的摩擦力可能是（）A. 10NB. 15NC. 45ND. 55N11.下列说法正确的是（）A. 运动的物体具有的能量叫做动能B. 甲乙二人同时登山，甲先到达山顶，则甲功率大C. 功就是能，因为它们的单位相同D. 用50N的水平力拉着重100N的小车沿着水平地面前进5m，则此过程拉力做的功比重力做的功多12.如图所示，高度为L、横截面积为s的物块浮在盛水的杯内，杯内水的高度恰好为L．已知杯子的横截面积为2s，水的密度为ρ0，物块的密度为ρ0，现用外力将物块按入水底，则外力所做的功至少是（）A.316ρ0gsL2 B.14ρ0gsL2 C.516ρ0gsL2 D.18ρ0gsL213.在水平地面上并排铺有n块相同的均质砖块，如图甲，每块砖的质量为m，长为a，宽为b，厚为c．若要将这n块砖按图乙所示叠放在最左边的砖块上，则至少要给砖块做的功（）14.如图所示，在“探究使用斜面是否少做些功”的实验过程中，小丽同学所在的实验小组记录的数据如表所示．（1）小丽对数据的可靠性分析、评估时发表第_____组数据记录有误．小丽做出这种判断的依据是_____．（2）为了实验结果的准确可靠，必须沿斜面方向_____拉动小车，并在拉动的过程中读出拉力的大小．假如不是沿着斜面方向拉动小车就会使测出的拉力_____（选填：“偏大”、“偏小”或“不变”）．（3）在前面探究的基础上，小丽等同学用木块替代小车进行实验，发现计算出来的“Fs”和“Gh”差距较大．请你解释这种现象？_________15.如图甲所示，质地均匀的圆柱形金属块在细绳竖直向上拉力的作用下，从容器底部开始以恒定的速度V=0.1m/s 上升到离开水面一定的高度处，图乙是绳子拉力F 随时间t 变化的图象，不考虑液面变化，g 取10N/㎏，结合图象信息求：（1）金属块完全脱离水面后，钢丝绳的拉力3s 对物体所做的功是多少？_______ （2）金属块未露出水面前，液体对容器底的压强多大？________ （3）求金属块浸没在水中所受的浮力及金属块的密度？___________考点二：功率及其计算1.下列单位中，不属于功率的单位的是（ ） A. 伏•安B. 牛•米/秒C. 千瓦时D. 瓦2.春游时，小明和小红决定爬山比赛，他们同时出发，结果又同时到达山顶．想判断谁的功率大，还需知道的物理量是（ ） A. 山的高度B. 二人的体重C. 爬山的时间D. 二人身高3. 下列关于功率的说法中，正确的是（ ） A. 做功越多的则功率越大B. 功率越大的机械，其效率越高C. 功率越大的机械越省力D. 功率越小的机械做功不一定少4.关于功率概念的理解，下列说法中正确的是A. 功率大的机械做的功多B. 功率大的机械做功时用的时间少C. 单位时间内完成的功越多，则功率越大D. 机械功率越大，其机械效率越大5.为了迎接体育中考，很多男生加强了引体向上的训练，如果想粗略测量某位同学引体向上运动的功率时，下列物理量不需要测量的是A. 小明的质量B. 单杠的高度C. 每次身体上升的高度D. 做引体向上的时间6.功率相等的两辆汽车，在相等的时间内匀速通过的距离之比是2:1，则A. 两辆汽车的牵引力之比是1:2B. 两辆汽车的牵引力之比是2:1C. 两辆汽车所做的功之比是1:2D. 两辆汽车所做功之比是2:17.拖拉机在田野里耕地时，一般都走得很慢，这是为了A. 保证耕地质量B. 获得较大的牵引力C. 节能燃油D. 保证安全8.如甲图所示，小明用弹簧测力计水平拉木块，使它先后两次沿水平木板滑动相同的距离，乙图是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象．下列说法错误的是A. 两次木块都做匀速直线运动B. 两次木块受到的摩擦力一样大C. 两次拉力对木块做的功一样多D. 两次拉力对木块做功的功率一样大9.“五一“假期，小林和爸爸一起去登红山，小林用了15min登到山顶，爸爸用了20min登上了山顶，爸爸的体重是小林的1.5倍，则小林与爸爸的登山功率之比为A. 9：8B. 8：9C. 1：2D. 2：110.甲、乙两辆汽车在水平公路上行驶，它们的牵引力F甲∶F乙＝3∶1，速度V甲∶V乙＝4∶1，车重G甲∶G＝2∶1，则在相等时间内牵引力做的功W甲∶W乙为乙A. 3∶1B. 6∶1C. 12∶1D. 24∶111.已知雨滴在空中竖直下落时所受空气阻力与速度大小的二次方成正比，且不同质量的雨滴所受空气阻力与速度大小的二次方的比值相同．现有两滴质量分别为m1和m2的雨滴从空中竖直下落，在落到地面之前都已做匀速直线运动，那么在两滴雨滴落地之前做匀速直线运动的过程中，其重力的功率之比为（）A. m1：m2B. ：C. ：D. ：12.学习了功率的知识后，小科和几位同学准备做“估测上楼时的功率”的活动：（1）他需要的测量工具分别是：测量身体质量m的磅秤、测量爬楼的高度h的_______和测量时间t的_______（填写测量器材）．（2）利用所测物理量计算功率的表达式是P=______．（用上述符号表达）（3）测得小科的质量是50kg，他从一楼登上三楼（每层楼高3m）用了20s的时间，则小明登楼的功率是_______W（g取10N/kg）．13.无人驾驶汽车是智能汽车的一种，也称为轮式移动机器人，主要依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶．如图所示，一款质量为2t的无人驾驶汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶了20min，无人驾驶汽车在这个过程中的功率为4×104W．求在这段时间内（g取10N/kg）：（1）无人驾驶汽车对平直公路的压力；（2）无人驾驶汽车行驶的距离；（3）无人驾驶汽车的牵引力．考点三：机械能的转化与守恒1.关于能的概念，下列说法中错误的是A. 一个物体能够做功越多，这个物体具有的能量越多B. 动能、势能及机械能的单位都是焦耳C. 用线悬挂着的静止的小球没有做功，所以小球没有能D. 甲物体的速度比乙物体的速度大，但甲物体具有的动能不一定比乙物体多2.据悉，2017深圳国际马拉松赛将于12月3日上午在宝安进行．当马拉松运动员加速冲刺时，运动员的（）A. 动能增大B. 惯性增大C. 所受重力增大D. 运动状态不变3.篮球场上，运动员练习投篮，篮球划过一条漂亮的弧线落入篮筐，球的轨迹如图中虚线所示，从篮球出手到落入篮筐的过程中，篮球的重力势能A. 一直增大B. 一直减小C. 先减小后增大D. 先增大后减小4. 2017年4月20日，我国首艘货运飞船“天舟一号”在海南文昌航天发射中心由长征七号遥二运载火箭发射升空，并于4月27日成功完成与“天宫二号”的首次推进剂在轨补加实验．则下列说法正确的是（）A. “天舟一号”加速上升时，其机械能总量保持不变B. “天舟一号”加速上升时，其惯性逐渐增大C. “天舟一号”给“天宫二号”进行推进剂补加时，它们处于相对静止状态D. “天宫二号”在轨运行时，处于平衡状态5.下列实例中，机械能守恒的是（）A. 电梯匀速上升B. 小孩从斜面匀速下滑C. 降落伞在空中减速下降D. 离弦的箭在空中飞行（不计空气阻力）6.下列关于能量转化的说法正确的是A. 汽车匀速上坡时，动能转化为重力势能B. 燃料燃烧过程中化学能主要转化为内能C. 太阳能电池将太阳能转化为光能D. 电风扇正常工作时，电能主要转化为内能7.如图是“天宫一号”飞行器运行轨道的示意图；若“天宫一号”飞行器沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒，则它从远地点向近地点运行的过程中动能________，重力势能________（填“变大”、“变小”或“不变”），在近地点时速度最_____．8.以同样速度行驶的大卡车和小轿车，_____的动能大，所以在同样的道路上，不同车型的限制车速是不同的，大卡车的最大行驶速度应比小轿车_____（填“大”或“小”）．9.极限跳伞是一项惊险的体育运动．如图，跳伞员从3600m高空跳下，一段时间后打开降落伞，开始做减速运动．下落过程中，其重力势能将_______ (选填"增大“、“减小"或"不变")．减速下降时，跳伞员及降落伞所受的阻力_______(选填"大于”、“等于"或”小于")他们的重力．若跳伞员看到地面"迎面扑来“，则他是以_______为参照物的．10. 下列情况中的物体具有什么形式的机械能？（1）在海面上行驶的船具有．（2）被拉伸的橡皮筋具有．（3）被拦河坝挡住的上游河水具有．（4）站在下行电梯里的乘客具有．11.如图是皮球落地后弹跳过程中，每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片．A、B是同一高度的两点，则A点的重力势能 B点的重力势能（大于/小于/等于）；A点的机械能 B点的机械能（大于/小于/等于）；A点的速度 B点的速度（大于/小于/等于）．12.我国计划于今年发射神舟十一号载人飞船和天宫二号空间实验室，长征五号和长征七号运载火箭也将进行首飞．飞船在升空过程中，它的机械能_____（选填“增大”或“减小”）；在穿越大气层时，飞船克服摩擦，将部分机械能转化为_____.2020中考复习物理知识点专项练习——专题十一：功和机械能参考答案考点一：功及其计算1.有人认为“推而不动”是因为推力太小造成的．如图所示，用100N的水平推力F去推一个在水平地面上重为500N的物体，物体静止不动．从力学角度分析，下列说法正确的是（）A. 推力做了功B. 物体与地面间摩擦力的大小是400 NC. 推力F与物体和地面之间的摩擦力互为作用力与反作用力D. 要想用同样大的力推动，可尝试将几根圆木垫在物体下【答案】D【解析】解：A、用水平推力推水平地面上的物体，没有推动，物体在力的方向上没有通过一段距离，推力没有做功，故A错误；B、物体处于平衡状态，受平衡力，平衡力大小相等，故摩擦力大小为100 N，故B错误；C、摩擦力与水平推力为一对平衡力，作用在同一物体上，不是相互作用力（作用在两个物体上），故C错误；D、垫上几根圆木将滑动摩擦变为滚动摩擦，可使物体受到的摩擦力变小，故D正确．故选D．2.速度是表示物体运动快慢的物理量，它是用路程和时间的比值来定义的，下列物理量所采用的定义方法与速度不一样的是A. 比热容B. 功率C. 热值D. 功【答案】D【解析】比热容是物质本身的属性，只与物质的种类和状态有关，不是用比值来定义的；功率表示做功的快慢的物理量，它是用功和时间的比值来定义的；热值是物质本身的属性，只与物质的种类有关；功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积，不是用比值来定义的；故应选B．3.小明用200N的力将一个重5N的足球踢到20m远的地方，则小明对足球做的功是A. 100JB. 200JC. 4000JD. 无法确定【答案】D【解析】功等于力与物体在力的方向上通过距离的乘积，小明用200N的力将一个重5N的足球踢到20m远的地方，球受到小明的踢力为200N但不知球在力的作用下移动距离，离开小明的脚后，由于惯性球继续向前运动，但此时球不在受到小明对球施加的力，故小明对足球做的功是无法确定的，答案选D．4.如图，用F=20N的水平推力推着重为40N的物体沿水平方向做直线运动，若推力F对物体做了40J的功，则在这一过程中（）A. 物体一定运动了2mB. 物体一定受到20N的摩擦力C. 重力做的功一定为80JD. 物体一定运动了4m【答案】A【解析】根据W=Fs可得，物体沿水平方向运动的距离：s=W/F=40J/20N=2m，故A正确，D错误；用F=20N的水平推力推着重为40N的物体沿水平方向做直线运动，没有说是匀速直线运动，故摩擦力不一定是20N，故B错误；物体在重力的方向没有移动距离，故重力做的功为0，故C错误；故应选A．5.如图，学校各教室都配置了饮水机，小芳将放置在地面上标有“16L”的一桶水安装到饮水机上，小芳所做的功最接近的是A. 60JB. 160JC. 260D. 360J【答案】B【解析】水的体积为：V＝16L＝0.016m3；水的质量为：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.016m3＝16kg；其重力为：G＝mg ＝16kg×10N/kg＝160N；饮水机的高度约为：h＝1m；故做功为：W＝Gh＝160N×1m＝160J；故ACD错误；B 正确；故选B.6.全国第十三届运动会于2017年8月在天津市举行，如图是吉祥物“津娃”参加排球比赛．比赛过程中，跳发球是最具威力的发球方式，其动作要领可简化为“抛球、腾空、击球和落地”四个过程，其中运动员对排球做功的过程有A. 抛球和腾空B. 抛球和击球C. 腾空和击球D. 击球和落地【答案】B【解析】抛球时，人对球有力，且在力的方向上有距离，故运动员对排球做功；腾空时，人与排球间没有力的作用，故运动员对排球没有做功；击球时，人对排球施加向下的力，且排球运动方向向下，故运动员对排球做功；落地时，人与排球间没有力的作用，故运动员对排球没有做功．故选B.7.在国际单位制中，功的单位是（）A. WB. NC. JD. Pa【答案】C【解析】在国际单位制中，A. 瓦特(W)是功率的单位，不符合题意；B. 牛顿(N)是力的单位，不符合题意；C. 焦耳(J)是功和能量的单位，符合题意；D. 帕斯卡(Pa)是压强的单位，不符合题意．故选C．8.如图所示，对物体没有做功的力是（）A.吊车从地面吊起货物的力B. 马拉动原木的力C. 使火箭升空的力D. 小孩推车的力（车不动）【答案】D【解析】A. 吊车从地面吊起货物，吊车给货物一个向上的力，货物向上移动了距离，吊车给货物的力对货物做功．不符合题意．B. 马拉原木时，马给原木一个向前的力，原木向前移动了距离，马给原木的力对原木做功．不符合题意．C. 使火箭升空的力向上，火箭向上移动了距离，使火箭升空的力对火箭做功．不符合题意．D. 小孩推车时，小孩给车一个向前的力，车向前没有移动距离，小孩的推力没有做功．符合题意．故选D.9.如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块使其做直线运动，在相同水平面上两次拉动木块得到的s﹣t关系图象如图乙所示．第1、2两次弹簧测力计示数分别为F1、F2；速度分别为v1、v2；如果运动时间相同，拉力所做的功分别为W1、W2．下列判断正确的是（）A. F1＝F2；v1＜v2；W1＜W2B. F1＜F2；v1＜v2；W1＜W2C. F1＞F2；v1＞v2；W1＞W2D. F1＝F2；v1＞v2；W1＞W2【答案】A【解析】由图乙可知,木块两次都做匀速直线运动,同一木块放在同一水平面上,压力不变、接触面的粗糙程度不变,所以两次木块受到的滑动摩擦力相等,则两次对应的弹簧测力计示数相等,即F1＝F2；由图乙可知,相同时间内第1次木块运动的距离较小,则第1次木块的运动速度小于第2次木块的运动速度,即v1<v2；由前面分析可知,两次木块受到的拉力相等,运动时间相同时第1次木块运动的距离较小,由W＝Fs可知,第1次拉力所做的功较少,即W1<W2；综上所述，BCD错误，A正确．故选A．10.如图所示，将一块1m长的木板一端架高0.4m，用50N沿木板的拉力把一个重为100N的小铁块从底端加速拉到顶端时，木板对小铁块的摩擦力可能是（）A. 10NB. 15NC. 45ND. 55N【答案】A【解析】有用功：W有用＝Gh＝100N×0.4m＝40J，总功：W总＝Fs＝50N×1m＝50J，则额外功：W额外＝W总-W有用＝50J-40J＝10J，克服摩擦力所做的功为额外功，由公式W＝Fs＝fs得，木板对小铁块的摩擦力为f＝10J1mWL额＝＝10N．故选A．11.下列说法正确的是（）A. 运动的物体具有的能量叫做动能B. 甲乙二人同时登山，甲先到达山顶，则甲的功率大C. 功就是能，因为它们的单位相同D. 用50N的水平力拉着重100N的小车沿着水平地面前进5m，则此过程拉力做的功比重力做的功多【答案】D【解析】物体由于运动而具有的叫作动能，故A错误；甲乙二人同时登山，甲先到达山顶，表明甲用的时间少，虽然上升的高度相同，当不能确定甲乙二人的重力大小，就无法比较做功的大小，从而无法判定功率的大小，故B错误；功和能是两个不同的物理量，功是过程量，能使状态量，所以不能说能就是功，功就是能，虽然单位相同，但物理意义不同，故C错误；用50N的水平力拉着重100N的小车沿着水平地面前进5m，拉力做了功，而重力没有做功，故则此过程拉力做的功比重力做的功多，故D正确；故应选D．12.如图所示，高度为L、横截面积为s的物块浮在盛水的杯内，杯内水的高度恰好为L．已知杯子的横截面积为2s，水的密度为ρ0，物块的密度为ρ0，现用外力将物块按入水底，则外力所做的功至少是（）A.316ρ0gsL2 B.14ρ0gsL2 C.516ρ0gsL2 D.18ρ0gsL2【答案】A 【解析】物块重心降低12L,物块重力做功W1＝12ρ0gSL12L＝14ρ0gSL2；设用外力将物块按入水底后,杯内水的高度为L′，则2SL′＝2SL+S 12L,解得L′＝54L，在末状态,水面高出物块上表面14L,这相当于原来初状态图示中物块下面的那部分水全部升至末态的物块之上,这部分水(ρ0×0.5LS)升高了(1.125−0.25)L＝0.875L，其重力势能增加△W＝ρ0×0.5LSg×0.875L,减去物块减小的重力势能W1＝12ρ0×SL×2L，即为外力至少做的功W＝△W−W1＝ρ0×0.5LSg×0.875L−12ρ0×SLg×3216L＝ρgSL2故选A.13.在水平地面上并排铺有n块相同的均质砖块，如图甲，每块砖的质量为m，长为a，宽为b，厚为c．若要将这n块砖按图乙所示叠放在最左边的砖块上，则至少要给砖块做的功（）【答案】A【解析】利用W＝Gh，求出对每一块砖所做的功，∵第一块砖提升高度为：h1＝0，第二块砖提升高度为：h2＝c，第三块砖提升高度为：h3＝2c，… ,第n块砖提升高度为：h n＝（n-1）c，∴对第一块砖所做的功为：W1＝Gh1＝mg×0＝0，对第二块砖所做的功为：W2＝Gh2＝mg×c＝mgc，对第三块砖所做的功为：W3＝Gh3＝mg×2c＝2mgc，…,对第n块砖所做的功为：W n＝Gh n＝mg×（n-1）c＝（n-1）mgc，∴W总＝W1+W2+W3+…+W n＝0+mgc+mg2c+…+（n-1）mgc＝〔1+2+…+（n-1）〕mgc＝n n12-（）mgc.14.如图所示，在“探究使用斜面是否少做些功”的实验过程中，小丽同学所在的实验小组记录的数据如表所示．（1）小丽对数据的可靠性分析、评估时发表第_____组数据记录有误．小丽做出这种判断的依据是_____．（2）为了实验结果的准确可靠，必须沿斜面方向_____拉动小车，并在拉动的过程中读出拉力的大小．假如不是沿着斜面方向拉动小车就会使测出的拉力_____（选填：“偏大”、“偏小”或“不变”）．（3）在前面探究的基础上，小丽等同学用木块替代小车进行实验，发现计算出来的“Fs”和“Gh”差距较大．请你解释这种现象？_________【答案】 (1). 3 (2). 沿着斜面将物体拉上去所做的功，比直接将物体升高做的功要少 (3). 匀速 (4). 偏大 (5). 见解析【解析】(1)由表中实验数据可知，第三组实验数据中，有用功Gh大于总功Fs，这是不可能的，因此第三组实验数据错误；(2)为了实验结果的准确可靠，必须沿斜面方向匀速拉动小车；假如不是沿着斜面方向拉动小车就会使测出的拉力偏大；(3)若用木块替代小车进行实验，此时木块与斜面的摩擦力为滑动摩擦力，所以用斜面时拉力做的功明显大于直接克服物体的重力做的功．15.如图甲所示，质地均匀的圆柱形金属块在细绳竖直向上拉力的作用下，从容器底部开始以恒定的速度V=0.1m/s上升到离开水面一定的高度处，图乙是绳子拉力F随时间t变化的图象，不考虑液面变化，g取10N/㎏，结合图象信息求：（1）金属块完全脱离水面后，钢丝绳的拉力3s 对物体所做的功是多少？_______ （2）金属块未露出水面前，液体对容器底的压强多大？________ （3）求金属块浸没在水中所受的浮力及金属块的密度？___________【答案】(1)由图象乙读出金属块完全脱离水面后钢丝绳的拉力F ＝G ＝54N ，由v ＝st得钢丝绳的拉力3s 移动距离：s ＝vt ＝0.1m/s ⨯3s ＝0.3m ，钢丝绳的拉力3s 对物体所做的功：W ＝Fs ＝54N ⨯0.3m ＝16.2J ；(2)由图乙可知,金属块未露出水面前在水中运动的时间t ′＝2s ，金属块向上移动的距离：s ′＝vt ′＝0.1m/s ⨯2s ＝0.2m ，由图乙BC 段可知，金属块露出水面所用时间t ″＝2s ，则金属块的高度：h ＝s ″＝vt ″＝0.1m/s ⨯2s ＝0.2m ，所以水的深度：H ＝h +s ′＝0.2m +0.2m ＝0.4m 对容器底的压强p ＝ρgH ＝1⨯103kg/m 3⨯10N/kg ⨯0.4m ＝4000Pa ，(3)由图象乙可知,金属块的重力G ＝54N,金属块浸没在水中时的拉力F ′＝34N ，金属块浸没在水中所受的浮力F 浮＝G −F ′＝54N −34N ＝20N ；由F 浮＝ρ水gV 排得金属块的体积：V ＝V 排＝320Ng 1103kg /m 10N /kgF 浮水＝ρ⨯⨯ ＝2×10−3m 3，由G ＝mg ＝ρVg 得金属块的密度：ρ＝3354N Vg 210m 10N /kgG -⨯⨯＝ ＝2.7⨯103kg/m 3 考点二：功率及其计算1.下列单位中，不属于功率的单位的是（ ） A. 伏•安 B. 牛•米/秒C. 千瓦时D. 瓦【答案】C 【解析】A. 由电功率的计算公式P＝UI可知，伏是电压的单位，安是电流的单位，伏安就是瓦，是电功率的单位，不符合题意；B. 由功的计算公式W＝Fs可知，牛⋅米是功的单位，即焦耳，秒是时间的单位，所以牛⋅米/秒是功率的单位，不符合题意；C. 由电功的计算公式W＝Pt可知，千瓦是功率的单位，小时是时间的单位，千瓦时是电功的单位，符合题意；D. 在国际单位制中，功率的单位是瓦，不符合题意．故选C.2.春游时，小明和小红决定爬山比赛，他们同时出发，结果又同时到达山顶．想判断谁的功率大，还需知道的物理量是（）A. 山的高度B. 二人的体重C. 爬山的时间D. 二人身高【答案】B【解析】爬上比赛，克服人的重力做功，爬山功率P＝GhWt t＝，他们同时出发，结果又同时到达山顶，说明登山时间是相同的，要比较功率还要知道二人的体重．故选B.3. 下列关于功率的说法中，正确的是（）A. 做功越多的则功率越大B. 功率越大的机械，其效率越高C. 功率越大的机械越省力D. 功率越小的机械做功不一定少【答案】D【解析】解：A、功率的大小同时取决于做功多少和所用时间．没有涉及到做功时间，所以做功越多的则功率不一定越大，故A不正确；B、机械的功率越大，表示机械做功越快，但有用功与总功的比例不一定高，故B说法不正确；C、机械省力不省力与功率没有关系，故C说法不正确；D、机械做功的多少与功率和所用时间有关，功率小，做功时间不一定短，所以的机械做功不一定少，故D 正确．故选D．4.关于功率概念的理解，下列说法中正确的是A. 功率大的机械做的功多B. 功率大的机械做功时用的时间少C. 单位时间内完成的功越多，则功率越大D. 机械功率越大，其机械效率越大【答案】C【解析】A、由公式PWt=可得W Pt=,所以做功的多少不仅与功率有关还与时间有关,故A错误;B、由公式PWt=可得tWP=,所以做功时用的时间不仅与功率有关还与功有关,故B错误;C、物体单位时间内所做的功叫功率,所以单位时间内完成的功越多,则功率越大,所以C选项是正确的;D、机械功率越大,说明机械做功越快,机械效率是指有用功与总功的比值,两者没有必然的联系,故D错误;所以C选项是正确的.5.为了迎接体育中考，很多男生加强了引体向上的训练，如果想粗略测量某位同学引体向上运动的功率时，下列物理量不需要测量的是A. 小明的质量B. 单杠的高度C. 每次身体上升的高度D. 做引体向上的时间【答案】B【解析】。
智能小车本科毕业论文
随着社会各行各业的迅速发展，根据人类的需求出现了各种各样的智能机器人、智能车。
智能小车又称为移动式机器人，是一个多种高新技术的集成体，它融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等许多学科的知识，伴着我国科学技术的进步，智能化和自动化技术越来越普及，各种高科技也广泛应用于智能车等制造领域，使智能车越来越多样化。
根据不同的需求便出现了各种功能的智能小车。
本设计是以AT89C52单片机为核心的智能车的设计，系统主要由红外检测模块、单片机最小系统模块、电机控制模块、电源模块组成。
其中电源模块由四节1.5V电池组成，经过7805稳压电路输出5V的稳定电压；红外检测模块包括两只红外反射式对管TCRT5000；最小系统模块主要包括AT89C52单片机和其外围电路；电机模块包括两个减速直流电机及其附属减速箱和两个电机驱动控制芯片L298N。
软件部分由C语言编程，实现对各部分的处理和控制。
该智能车可以实现自动避障、避障的功能。
整个系统结构简单，运行高效。
关键词：智能小车避障 AT89C52 L298N电机驱动With the rapid development of all sectors of society, based on human needs emergence of a variety of intelligent robots, intelligent vehicles. Smart car, also known as mobile robots, is a multi-tech integrated body, which combines mechanical, electronics, sensors, computer hardware, software, artificial intelligence, and many other disciplines of knowledge, accompanied by China's scientific and technological progress, intelligent and automation technology is becoming increasingly popular, is also widely used in various high-tech smart car and other manufacturing fields, make the smart car more and more diverse. Depending on the needs of the various functions will appear smart car.The design is based on AT89C52 microcontroller as the core of the intelligent vehicle design, the system mainly consists of infrared detection module, the smallest single-chip system module, motor control module, power module. Wherein the power supply module consists of four 1.5V batteries composed after 7805 5V regulator circuit output stable voltage; infrared detector module includes two infrared reflective of the tube TCRT5000; minimum system module includes AT89C52 microcontroller and its peripheral circuits; motor module includes two DC motors and its subsidiary reducer gearbox and two motor drive control chip L298N. Software part by the C programming language, to achieve the various parts of the processing and control. The smart car can automatically avoid obstacles, obstacle avoidance function. The whole system is simple, efficient operation.Key words:Intelligent car Obstacle avoidance Remote control AT89C52目录目录 (i)前言 (1)1绪论 (2)1.1 智能小车的研究现状及发展趋势 (2)1.1.1 智能小车的研究现状 (2)1.1.2 智能小车的发展趋势 (2)1.2 本文的结构 (3)2 系统总体方案设计 (5)2.1 系统各部分设计方案 (5)2.1.1 单片机型号的选定 (5)2.1.2 直流电机驱动芯片的选定 (6)2.1.3 红外对管的选定 (8)2.2 总体方案设计 (9)2.3 智能小车的基本介绍 (9)2.3.1 智能小车的基本结构 (10)2.3.2智能小车的基本功能及原理 (10)3硬件设计 (11)3.1系统硬件结构图 (11)3.2 单片机主控单元的设计 (11)3.2.1 单片机引脚说明 (11)3.2.2 AT89C52最小系统设计 (16)3.3红外检测单元设计 (17)3.4 电机驱动单元设计 (21)3.5 系统总体原理图 (22)3.6 硬件抗干扰设计 (23)3.6.1 电源干扰的抑制 (23)3.6.2 信号通道干扰的抑制 (23)4系统软件设计 (25)4.1主程序设计 (26)4.2 红外检测模块程序设计 (27)4.3 电机驱动模块程序设计 (28)4.4 系统软件抗干扰设计 (29)5系统仿真 (31)5.1系统在proteus的仿真 (31)5.2仿真总结与问题补充 (31)5.2.1仿真总结 (32)5.2.2问题补充 (32)结论 (33)致谢................................................................................ 错误!未定义书签。
轮式移动机器人研究综述
参考内容
内容摘要
随着科技的快速发展，轮式移动机器人已经成为现代机器人研究的一个重要 领域。作为一种可以在地面或者水面上自由移动的自动化设备，轮式移动机器人 被广泛应用于生产制造、物流运输、医疗健康、航空航天、服务娱乐等各个领域。 本次演示将对轮式移动机器人的研究历史、现状以及未来的发展趋势进行综述。
轮式移动机器人研究综述
目录
01 摘要
03
轮式移动机器人技术 综述
02 引言
04
轮式移动机器人市场 前景综述
目录
05 轮式移动机器人应用 案例综述
07 参考内容
06 结论
摘要
摘要
轮式移动机器人因其具有移动灵活、适应复杂环境的能力而受到广泛。本次 演示对轮式移动机器人的研究现状、发展趋势和未来应用进行综述，涉及的关键 字包括：轮式移动机器人、研究现状、发展趋势、未来应用、机械臂、电子控制 系统、传感器等。
轮式移动机器人应用案例综述
轮式移动机器人应用案例综述
1、医疗领域：在医疗领域，轮式移动机器人已经得到了广泛应用。例如，国 内某医院采用了菜鸟物流机器人的配送服务，实现了药品、标本和资料的快速送 达，提高了医疗工作效率。此外，还有利用轮式移动机器人进行手术操作、病人 照护和药物配送等应用案例。
轮式移动机器人应用案例综述
2、电子控制系统：电子控制系统是轮式移动机器人的核心部件，用于实现对 其运动轨迹、速度和姿态等的高效控制。目前，研究者们正在致力于开发更加高 效、稳定的电子控制系统，并采用先进的控制算法以提高机器人的运动性能和稳 定性。
轮式移动机器人技术综述
3、传感器：传感器在轮式移动机器人中起着至关重要的作用，用于感知周围 环境、判断自身状态以及实现自主导航。目前，研究者们正在研究新型传感器技 术，以提高机器人的感知能力和适应能力。例如，利用激光雷达技术实现精确的 环境建模和避障；同时，研究多种传感器的融合方法，以提高机器人的感知能力 和鲁棒性。
轮式移动机器人动力学建模与运动控制技术
WMR具有结构简单、控制方便、运动灵活、维护容易等优点，但也存在一些局限性，如对环境的适应性、运动稳定性、导航精度等方面的问题。
轮式移动机器人的定义与特点特点定义军事应用用于生产线上的物料运输、仓库管理等，也可用于执行一些危险或者高强度任务，如核辐射环境下的作业。
工业应用医疗应用第一代WMR第二代WMR第三代WMRLagrange方程控制理论牛顿-Euler方程动力学建模的基本原理车轮模型机器人模型控制系统模型030201轮式移动机器人的动力学模型仿真环境模型验证性能评估动力学模型的仿真与分析开环控制开环控制是指没有反馈环节的控制，通过输入控制信号直接驱动机器人运动。
反馈控制理论反馈控制理论是运动控制的基本原理，通过比较期望输出与实际输出之间的误差，调整控制输入以减小误差。
闭环控制闭环控制是指具有反馈环节的控制，通过比较实际输出与期望输出的误差，调整控制输入以减小误差。
运动控制的基本原理PID控制算法模糊控制算法神经网络控制算法轮式移动机器人的运动控制算法1 2 3硬件实现软件实现优化算法运动控制的实现与优化路径规划的基本原理路径规划的基本概念路径规划的分类路径规划的基本步骤轮式移动机器人的路径规划方法基于规则的路径规划方法基于规则的路径规划方法是一种常见的路径规划方法，它根据预先设定的规则来寻找路径。
其中比较常用的有A*算法和Dijkstra算法等。
这些算法都具有较高的效率和可靠性，但是需要预先设定规则，对于复杂的环境适应性较差。
基于学习的路径规划方法基于学习的路径规划方法是一种通过学习来寻找最优路径的方法。
它通过对大量的数据进行学习，从中提取出有用的特征，并利用这些特征来寻找最优的路径。
其中比较常用的有强化学习、深度学习等。
这些算法具有较高的自适应性，但是对于大规模的环境和复杂的环境适应性较差。
基于决策树的路径规划方法基于强化学习的路径规划方法决策算法在轮式移动机器人中的应用03姿态与平衡控制01传感器融合技术02障碍物识别与避障地图构建与定位通过SLAM（同时定位与地图构建）技术构建环境地图，实现精准定位。
汽车自动驾驶基础知识
汽车自动驾驶基础知识
自动驾驶技术，是一种通过车载电脑系统实现无人驾驶的智能汽车系统，又称无人驾驶汽车、电脑驾驶汽车、轮式移动机器人。
以下是关于汽车自动驾驶的基础知识：
1、驾驶辅助
系统根据环境信息执行转向和加减速中的一项操作，其他驾驶操作都由人完成。
2、部分自动驾驶
系统根据环境信息执行转向和加减速操作，其他驾驶操作都由人完成。
3、有条件自动驾驶
系统完成所有驾驶操作，根据系统请求，驾驶员需要提供适当的干预。
4、高度自动驾驶
系统完成所有驾驶操作，特定环境下系统会向驾驶员提出响应请求，驾驶员可以对系统请求不进行响应。
5、完全自动驾驶
系统可以完成驾驶员能够完成的所有道路环境下的操作，不需要驾驶员介入。
无人驾驶汽车国内外研究概况
无人驾驶汽车国内外研究概况无人驾驶车辆，又称为无人车、自主车、智能车辆、室外轮式移动机器人等，涉及认知科学、涉及认知科学、人工智能、人工智能、人工智能、机器人技术与车辆工程等交叉学科，机器人技术与车辆工程等交叉学科，机器人技术与车辆工程等交叉学科，是各种新兴技术是各种新兴技术的综合试验床与理想载体，也是当今前沿科技的重要发展方向。
它既包括理论方法与关键技术的突破，也涉及到大量的工程与试验问题，其重大研究意义不仅体现在所包含的核心科学问题上，同时又反映在其重大应用前景与战略价值上，社会关注度极高。
从二十世纪的50年代起，美英德等西方国家已经开始了无人驾驶汽车的研究工作，并且在无人车的控制和商用化方面取得了一定的进展。
在汽车工业非常发达的德国，各大汽车公司都资助或联合了高等院校以开发可在普通道路上行驶的无人车。
目前，欧盟已经开启了一个名为CyberCars 的无人车项目，以推动无人车的研究和各国间的信息共享。
在二十世纪的80年代，我国部分大学开始了无人驾驶汽车的研究工作，但是虽然起步较晚且投入不足，但也取到了一定的成果。
目前从事这方面研究工作的主要是国防科技大学、军事交通学院以及清华大学等科研院所。
1 国外无人驾驶车辆研究现状1.1 美国美国于上世纪50年代开始对无人驾驶车辆进行研究，在1980年左右其技术得到高速发展。
上世纪八十年代，美国陆军开始与国防高级研究计划局（DARPA ）进行合作，开展了自主地面车辆开展了自主地面车辆（（A VL ）项目。
1995年由卡耐基梅隆大学研制的Navlab-V 智能车，完成了横穿美国东西部的无人驾驶试验。
美国国防部门在上世纪九十年代末开始进行DEMO 系列无人驾驶车辆的研制，总共研制出了十代DEMO 无人车。
从2004年开始到2007年，美国国防高级研究计划局（DARPA ）举办了3次无人驾驶车辆比赛，主要为了考察在复杂环境下无人驾驶车辆的自主行驶能力。
2004年3月在美国西部的莫哈维沙漠月在美国西部的莫哈维沙漠（（Mojave Desert ）举办了首届DARPA 挑战赛——崎岖地形大挑战。
AGV介绍
• 定位(localization): 机器人必须知 道自己在 环境中位置。
• 建图(mapping): 机器人必须记录 环境中特 征的位置（如果知道自 己的位置）
• SLAM： 机器人在定位的同时建 立环境地图
• 其基本原理是运过概率统计的方 法，通过多特征匹配来达到定位 和减少定位误差的。
• Sk表示传感器测试获取数据，Mk-1表示 第K-1时刻的局部地图，Rk表示K时刻机 器人的位姿。
• 激光导引
• 激光导引有两种模式：一种是在 AGV行驶路径的周围安装位置精确 的激光发射板，AGV通过发射激光 束，同时采集由反射板反射的激光 束，来确定其当前的位置和方向， 并通过连续的三角几何运算来实现 AGV的导引。
激光头 探测反光板 测定角度和距离
反光板 安装在墙上或设备上 扁平或圆形
• 另一种是基于二维码的图像识别方法， 利用摄像头扫描地面二维码，通过扫 码定位技术实现路径导航。
关于SLAM的认识
• SLAM指的是机器人在自身位置不确定的条件下,在完全未知环境中创建地图,同 时利用地图进行自主定位和导航。
• SLAM问题可以描述为: 机器人在未知环境中从一个未知位置开始移动,在移动 过程中根据位置估计和传感器数据进行自身定位,同时建造增量式地图。
Sk：传感器测量
一致性检查， 局部估测模型Mk-1
定位
创建 地图
Rk
Mk
南江机器人的IAGV
麦克纳姆轮
• 麦克纳姆轮是瑞典麦克纳姆公司的专利。这种全方位移动方式是基于一个有许 多位于机轮周边的轮轴的中心轮的原理上，这些成角度的周边轮轴把一部分的 机轮转向力转化到一个机轮法向力上面。
• 依靠各自机轮的方向和速度，这些力的最终合成在任何要求的方向上产生一个 合力矢量从而保证了这个平台在最终的合力矢量的方向上能自由地移动，而不 改变机轮自身的方向。在它的轮缘上斜向分布着许多小滚子，故轮子可以横向 滑移。小滚子的母线很特殊，当轮子绕着固定的轮心轴转动时，各个小滚子的 包络线为圆柱面，所以该轮能够连续地向前滚动。麦克纳姆轮结构紧凑，运动 灵活，是很成功的一种全方位轮。有4个这种新型轮子进行组合，可以更灵活方 便的实现全方位移动功能。
简要分析汽车无人驾驶技术
简要分析汽车无人驾驶技术简要分析汽车无人驾驶技术摘要：分析了当今无人驾驶汽车技术较强的公司的研究现状，并对未来的发展做了展望。
关键词：无人驾驶汽车;人工智能;发展现状;综述一.无人驾驶简介[1]互联网技术的迅速发展给汽车行业带来了崭新的变革。
无人驾驶汽车大大提高了交通系统的效率和安全性。
[2]无人驾驶汽车是智能汽车的一种，也称为轮式移动机器人，主要依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶的目的。
据汤森路透知识产权与科技最新报告显示，20XX年到20XX年间，与汽车无人驾驶技术相关的发明专利超过22，000件，并且在此过程中，部分企业已崭露头角，成为该领域的行业领导者。
二.无人驾驶技术发展历程汽车行业的发展至今也不过百余年的历史，但是从第一辆蒸汽汽车到第一辆电动汽车，再到现在火热的新能源汽车，在并不算长的发展史中，一代又一代的先驱、创始人们为汽车行业的发展做出了无与伦比的贡献。
随着时间的推移汽车的智能化和电动化，成为了目前汽车行业产业变革的两大重要趋势。
新能源汽车经过近10年的育成，产品性能和实用价值都得到了很大的提升，目前大部分的新能源汽车续航里程都可以达到300km以上。
并且由于国家对于新能源的支持，充电难的问题也在慢慢得到改善。
在新能源前景似火的关卡，新产品新科技和更加前卫大胆的想法开始出现在了人们的脑海里，最让人充满期待的，莫过于科幻电影中出现的无人驾驶汽车了。
其实对于汽车智能化在国外并不是一个新的概念，早在1983年，日本就基于导航系统做过道路-车辆通讯系统的研究，欧洲也有过类似的“普罗米修斯计划”，美国也开展了智能车路系统的计划，截止目前为止已经有不少的车企能在一定程度上实现智能无人驾驶的技术。
[3]从我国现有的技术水平来看，把新的无人驾驶融合原有车型当中才是个最恰当的发展无人驾驶汽车的有效途径。
三.无人驾驶技术现状国外无人驾驶汽车发展现状美国谷歌公司作为最先发展无人驾驶技术的公司，其研制的全自动驾驶汽车能够实现自动起动行驶与停车。
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段区。赛道上最多出现两段虚线区域。
5)
直径
0.1-0.8mm
漆包线，其中通有
20kHz
，
100
mA
的交变电流。频率范
围
20k
±
1k
，电流范围
(100
±20
mA)
。
6)
跑道中心线最小曲率半径不小于
50cm
。
7)
在三个组别的赛道
直线区
会有长度不超过
在赛道中的小S弯1)
赛道路面用专用白色
KT
基板制作，在初赛阶段时，跑道所占面积在
5m
×
7m
左右，决赛阶段时跑道面积可以增大。
赛道宽度不小于
45cm
。赛道与赛道的中心线之间的距离不小于
60cm
。
如
下图所示：
赛道中心线
距离不小于60cm
赛
道
宽
度
不
小
于
4
5
c
m
赛
道
宽
度
不
小
于
45
cm
赛道中心线
距离不小于60cm
尽管我们作了很大的努力，但是由于时间紧迫以及缺乏经验等原因，本系统仍然存在着一些问题，主要有以下几点：
1、赛车底盘以及速度检测装置的机械安装部分为人工完成，没有使用精密的检测仪器辅助安装，安装精度受限。
2、系统控制算法采用经典的PI算法。但基本参数还不是太精确，有时会出现车身抖动。
3、由于外加了MC33886驱动模块，导致在小车上出现连线过多，电路不够整洁的情况。
图6赛道颜色及边线
4)在赛道中的小S弯道上会出现虚线赛道。每段虚线赛道的长度不超过2米。小S弯道由若干段圆弧组成。圆弧的半径范围在50至60厘米，圆弧的对应的角度小于60°。虚线由长度为10厘米，宽度2.5厘米的黑线段相间10厘
5)12
1
米的路障区域。
赛道上最多出
道上会出现虚线赛道赛道路面用专用白色KT基板制作，在初赛阶段时，跑道所占面积在5m×7m左右，决赛阶段时跑道面积可以增大。
赛道宽度不小于45cm。赛道与赛道的中心线之间的距离不小于60cm。如下图所示：
1)赛道路面用专用白色KT基板制作，在初赛阶段时，跑道所占面积在5m×7m左右，决赛阶段时跑道面积可以增大。
赛道宽度不小于45cm。赛道与赛道的中心线之间的距离不小于60cm。如下图所示：
赛道中心线
距离不小于60cm
赛道宽度不
小于45cm赛道宽度不小于45
cm赛道中心线
距离不小于60cm
小S弯虚线赛道
图5赛道宽度及间距
2)铺设赛道地板颜色不作要求，它和赛道之间可以但不一定有颜色差别。3)跑道表面为白色，赛道两边有黑色线，黑线宽25mm±5，沿着赛道边缘粘贴。
小S
弯虚
线赛
道
图
5
赛道宽度及间距
2)
铺设赛道地板颜色不作要求，它和赛道之间可以但不一定有颜色差别。
3)
跑道表面为白色，
赛道两边有黑色线，
黑线宽
25m
m±5，
沿着赛道边缘粘
贴。
图
6
赛道颜色及边线
4)
在赛道中的小
S
弯道上会出现虚线赛道。每段虚线赛道的长度不超过
2
米。
小
S
弯道由若干段圆弧组成。
圆弧的半径范围在
50
至
60
厘米，
圆弧
的对应的角度小于
60
°。虚线由长度为
10
厘米，宽度
2.5
厘米的黑线段
相间
10
厘米组成。虚线赛道的规格参见下图：
12≤30°≤30
°
半
径
：
5
0
～
6
0
c
m
边缘虚线赛道长度≤2米
赛
道
宽
度
4
5
c
m
1
0
c
m
1
0
c
m
1
0
c
m
1
0
c
m
2
.
5
c
m
小S弯道的参数
虚线赛道参数
小S虚线弯道
图
7
小
S
虚线赛道
智能车又叫轮式移动机器人，是一种集环境感知、规划决策、自动行驶等功能于一体的综合系统，集中地运用到自动控制、模式识别、传感器技术、汽车电子、电气、计算机、机械等多学科，是典型的高新技术综合体.随着社会的发展智能控制已经融入到了我们的学习和生活之中，“智能车”给我们带来了很多的方便，它的应用领域扩大而且工作条件也变得多样化，因此，新的导向方式和技术得到了更广泛的研究与开发,研究它对于我们的有着重要的意义。