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文檔簡介

第11講功和功率及其計算

類型一:功及其計算

1.做功的兩個必要的因素:一個是力作用在物體上,二是在力的作用方向上通過了

一定的距離。

2.其中不做功的三種情況,有力無距離(物體雖然受力,但是物體沒有在力的方向

上通過距離),有距離無力(物體移動了一段距離,但在此運動方向上沒有受到力

的作用)和距離垂直及物體受力沒有移動,是物體沿力方向通過的距離,物體憑

慣性運動。

【例1】如圖所示,服務員送餐時,當服務員托著餐盤在水平路面上勻速行走時,他的手對餐盤_____;

當服務員托著餐盤從一樓廚房端上二樓的餐廳時,他的手對餐盤_____O(選填“做了功”或“沒做功”)

1.(湖北孝感?中考真題)對生活中的有關(guān)物理現(xiàn)象,其說法正確的是()

A.利用斜面搬運物體,既可省力也可省功

B.建筑工地上塵土飛揚,不能說明分子在不停地作無規(guī)則運動

C.開車要系安全帶,是為了在緊急剎車時減少駕駛員的慣性

D.刮大風時窗戶有時會被向外推開,這是由于室外的大氣壓強大于室內(nèi)的大氣壓強

2.(貴州安順?統(tǒng)考中考真題)僅用8天就建成的武漢火神山醫(yī)院,彰顯的不僅是中國速度,更是戰(zhàn)勝疫情

的堅強決心。如圖所示,為了在最短的時間完成地面基礎(chǔ)建設(shè),上百臺挖掘機同時工作,其目的是增大所

有挖掘機總的()

A.機械效率B.功率C.功D.有用功

3.(湖北黃岡?統(tǒng)考中考真題)成語“水滴石穿”,比喻力量雖小,但只要堅持,功到自然成。從物理的角度

分析:①力改變了石頭的形狀;②水滴沖擊石頭時,石頭對水滴沒有作用力;③水滴加速下落過程,重力

對水滴做了功;④水滴加速下落過程,受到了平衡力的作用。完全正確的一組是

水滴石穿

A.①③B.①②C.①④D.②④

4.(2022?四川自貢?統(tǒng)考中考真題)小明同學用15N的水平推力推動重為100N的超市購物車。購物車自

靜止開始在10s內(nèi)沿水平方向前進了10m。在整個過程中推力做功為J,重力做功為

_______________Jo

5.(2022?四川攀枝花?統(tǒng)考中考真題)小麗穿上旱冰鞋,向前推墻,她會向后運動,這說明物體間力的作

用是。小麗推墻的過程,她對墻(選填“有”或“沒有”)做功。

6.(2022?山東日照?統(tǒng)考中考真題)物理課上,喜歡動手的小明幫助老師搬運實驗器材,器材所受的重力

為20N,距離講臺的水平距離兩=1.2m,距離講臺面的豎直高度麗=0.8m,如圖所示。小明先用4s的

時間在M點將器材勻速豎直搬起0.8m,再勻速直線運動5s到達講臺的N點。小明水平移動器材時,速度

大小為cm/s、對器材做的功為Jo

7.(2022?內(nèi)蒙古呼和浩特?中考真題)如圖為某盤山公路。汽車沿著公路,可以駛上高聳入云的山峰。為

什么盤山公路要修成S形呢?因為盤山公路相當于斜面,省力而安全。若從山底到山頂?shù)谋P山公路長

6000m,山高900m,一輛5t的小型貨車以恒定功率165kW,勻速沿盤山公路從山底開上山頂,用時

lOmino在貨車從山底到山頂過程中,阻力大小不變。求:

(1)貨車克服重力做的功和發(fā)動機對貨車做的功;

(2)貨車所受阻力大小。

8.(2022?山東東營.統(tǒng)考中考真題)如圖所示,某電動叉車拾升石材的情景。電動叉車將1500kg石材完成

一次最大起升高度,用時30s,其項目參數(shù)如下表。(g取10N/kg)

項目參數(shù)

額定載重(kg)1500

最大起升高度(m)3

空載行駛速度(km/h)5

空載質(zhì)量(kg)720

輪胎接地總面積(m2)0.08

(1)求石材被抬升的速度;

(2)求電機對石材做的功及做功功率;

(3)求空載的電動叉車靜止時對水平地面的壓強。

9.(2022?江蘇南通?統(tǒng)考中考真題)氫能源汽車具有零排放的環(huán)保優(yōu)勢,某款氫能源汽車總質(zhì)量為

1.5xl03kg,在水平公路上以70km/h的速度勻速行駛時受到的阻力為1.2xlO3N,行駛0.5h消耗氫0.6kg,

己如氫的熱值為L4xlC)8j/kg,g取10N/kg。求汽車:

(1)受到的重力和牽引大的大??;

(2)行駛的距離和牽引力做的功;

(3)利用氫能的效率。

10.(2022?山東濟南?統(tǒng)考中考真題)在泉城濟南,游客乘坐畫舫游船穿行其間,可以盡享“不出城郭而獲

山水之怡,身居鬧市而有林泉之致”的都市休閑意趣。如圖所示,若畫舫游船質(zhì)量為3t,從黑虎泉站出發(fā)

以3.5m/s的速度勻速行駛到泉城廣場站,所用時間約為5min,牽引力是6X1()3N。取g=10N/kg,通過

計算回答:

(1)黑虎泉站到泉城廣場站河段大約多長?

(2)游船在護城河中受到的浮力多大?

(3)這次水上航行中,牽引力對游船做了多少功?

(4)這次水上航行中,牽引力對游船做功的功率多大?

類型二:功率及其計算

1.定義

在物理學中,用功率表示物體做功快慢。物體做的功與做功所用時間之比叫做功率。

2.公式

功宓=曳尸

十時間一t推導公式為:P=Fv

3.符號的意義及單位P-—功率一瓦特(W)

W一功一焦耳(J)

t----時間一秒(s)

物理學中,功率P的單位是瓦特,簡稱瓦,符號是Wo功率常用單位KW與國際單位W的換算關(guān)

系為:1KW=1000W

【例2】小明用50N的水平推力推一個放在地面上重100N的箱子沒有推動,小明對箱子做功J,

當推力為100N時,在10秒時間內(nèi)箱子向前運動了10米,小明對箱子做功J,功率是W。

11.(2022?湖北襄陽?統(tǒng)考中考真題)神舟13號返回艙在空中高速下降到適當位置時打開降落傘,返回艙

和傘開始做減速運動,空氣阻力隨速度的減小而減小,下降一段高度后,開始勻速下降直到地面附近。以

返回艙和傘為研究對象,下列說法不正確的是()

A.減速下降過程中受力不平衡

B.減速下降過程中減少的機械能等于克服空氣阻力做功消耗的能量

C.勻速下降過程中機械能減小

D.減速下降過程中重力做功的功率小于勻速下降時重力做功的功率

12.(2022.江蘇南通?統(tǒng)考中考真題)在內(nèi)徑約為1cm的玻璃管中注水近滿,上端留一個氣泡,用橡皮塞塞

住管口,再將玻璃管翻轉(zhuǎn)后豎直放置,氣泡上升,如圖所示。測得氣泡上升40cm用時20s,則該過程中氣

泡所受浮力做功的功率最接近于()

A.2x105WB.2X10-4WC.2x10%D.2XW2W

13.(2022?山東濰坊?統(tǒng)考中考真題)圖甲所示為工人師傅乘坐吊籃在高空粉刷樓體外墻的情景,吊籃可在

電動機的作用下實現(xiàn)升降,其簡化結(jié)構(gòu)原理如圖乙所示。吊籃的質(zhì)量為40kg,兩名工人及工具的總質(zhì)量為

200kg,某次吊升過程中,吊籃在30s內(nèi)勻速上升了6m。不計滑輪重、繩重和摩擦,關(guān)于該過程的分析正

確的是()

A.吊籃的動能不變B.吊籃的機械能守恒

C.電動機對繩子的拉力為800ND.電動機拉動繩子的功率為480W

14.(2022.貴州銅仁?統(tǒng)考中考真題)冬奧會場館內(nèi),一名志愿者正在搬運一長方體器材箱,從邊線開始向

右水平移動一段距離,如圖(a)所示,他對器材的水平推力為300N,箱子運動過程中的位置(s)與時間

G)關(guān)系圖像如圖(b)所示。4s內(nèi)箱子的平均速度為m/s;4s內(nèi)志愿者克服摩擦力做功的功率為

W;若將兩個規(guī)格相同的器材箱水平并排放置,一起勻速推動,與推動一個器材箱相比,志愿者施

加的推力將(選題“增大”“不變”或“減小”);如果有一個與箱子質(zhì)量相等的物體,被天宮二號宇航員

在空間站艙內(nèi)板面上推動,推力與板面平行,物體所受摩擦力是其在地球表面的倍。(物體在空間

站所受的引力約是在地球表面的0.9倍)

15.(2022?四川攀枝花.統(tǒng)考中考真題)如圖所示的滑輪組,將一重510N的箱子在10s內(nèi)勻速提升5m,拉

力P為200N,動滑輪重50N。拉力尸的功率為W,滑輪組的機械效率為=

16.(2022?內(nèi)蒙古通遼?統(tǒng)考中考真題)如圖甲,用豎直向上的拉力凡將靜止在水平地面上的物體向上提

升。乙圖表示拉力尸的大小隨時間r的變化關(guān)系,丙圖表示物體運動速度v的大小隨時間r的變化關(guān)系。在

0?10s內(nèi)物體對地面的壓力為N;20-30S內(nèi)拉力尸做功的功率為W?

17.(2022?山東淄博?統(tǒng)考中考真題)我國生產(chǎn)的無人機世界領(lǐng)先,種類繁多,應用廣泛。如圖所示是一架

已經(jīng)裝載上10kg防疫物資的無人機,若該無人機自身質(zhì)量為30kg,它有4條支撐腿,每條支撐腿與地面

的接觸面積為25cmz(g取10N/kg)請解答下列問題:

(1)防疫物資所受的重力;

(2)圖中靜止在水平地面上的無人機對地面的壓強(旋翼未轉(zhuǎn)動);

(3)起飛后,無人機在30s內(nèi)勻速豎直上升60m,此過程中無人機對防疫物資做功的功率。

18.(2022?遼寧丹東?統(tǒng)考中考真題)新能源汽車以其環(huán)保和節(jié)能逐漸獲得人們的青睞。某新能源汽車質(zhì)量

為1400kg,靜止在水平地面上時,車輪與地面總接觸面積為O.ln?。當汽車在平直公路上以20m/s的速度

勻速行駛7min,行駛過程中受到的阻力為1000N。求:

(1)汽車靜止時對水平地面的壓強;

(2)在上述行駛過程中,汽車通過的路程;

(3)在上述行駛過程中,汽車發(fā)動機的功率。

19.(2022?遼寧?統(tǒng)考中考真題)新能源汽車正逐步取代傳統(tǒng)燃油車。如圖是一款無人駕駛智能電動車。電

動車靜止在水平地面上,對地面的壓強為1.2xl()5pa,車胎與地面接觸總面積為lOOOcn?,最高時速可達

180km/h,此時車的功率為90kW。^4.6xlO7J/kg,g取10N/kg)。求:

(1)電動車的質(zhì)量;

(2)若電動車以最高時速在平直公路上進行測試,勻速行駛時所受的阻力;

(3)在(2)的條件下,車的電動機效率為90%,勻速行駛4.6km,消耗的電能相當于完全燃燒多少千克

的汽油所釋放的能量。

20.(2022?貴州黔西?統(tǒng)考中考真題)某電動汽車的一些性能參數(shù)如表所示。載上總質(zhì)量為210kg的司乘人

員后,汽車輪胎與地面的總接觸面積為6.4dm2,若電動機以50kW功率驅(qū)動汽車在平直道路上以90km/h

的速度勻速行駛25km,驅(qū)動效率為80%。求:

性能參數(shù)

整車質(zhì)量1390kg

最高時速130km/h

續(xù)駛里程150?200km

電動機最大功率70kW

電池容量45kW-h

(1)載上司乘人員后,汽車靜止時輪胎對水平地面的壓強。

(2)電動機在這段時間內(nèi)所做的功。

(3)汽車在這段道路上行駛時受到的阻力。

第11講功和功率及其計算

類型一:功及其計算

1.做功的兩個必要的因素:一個是力作用在物體上,二是在力的作用

方向上通過了一定的距離。

2.其中不做功的三種情況,有力無距離(物體雖然受力,但是物體沒

有在力的方向上通過距離),有距離無力(物體移動了一段距離,但在

此運動方向上沒有受到力的作用)和距離垂直及物體受力沒有移動,

是物體沿力方向通過的距離,物體憑慣性運動。

【例1】如圖所示,服務員送餐時,當服務員托著餐盤在水平路面上勻速行走時,他的手

對餐盤______;當服務員托著餐盤從一樓廚房端上二樓的餐廳時,他的手對餐盤______O

(選填“做了功”或“沒做功”)

【答案】沒做功做了功

【詳解】[1]⑵服務員托著餐盤在水平路面上勻速行走時,對餐盤有豎直向上的力,移動的

方向為水平方向,所以不做功;服務員托著餐盤時,對餐盤有豎直向上的力,從一樓廚房

端上二樓的餐廳時,餐盤在力的方向上通過了一定距離,所以他對餐盤做了功。

1.(湖北孝感?中考真題)對生活中的有關(guān)物理現(xiàn)象,其說法正確的是()

A.利用斜面搬運物體,既可省力也可省功

B.建筑工地上塵土飛揚,不能說明分子在不停地作無規(guī)則運動

C.開車要系安全帶,是為了在緊急剎車時減少駕駛員的慣性

D.刮大風時窗戶有時會被向外推開,這是由于室外的大氣壓強大于室內(nèi)的大氣壓強

【答案】B

【詳解】A.利用斜面搬運物體,可以省力,但使用任何機械都不能省功,故A錯誤;

B.建筑工地上塵土飛揚,塵土雖然很小,但與分子相比還屬于宏觀的物體,不能說明分子

在不停地作無規(guī)則運動,故B正確;

C.開車要系安全帶,是為了在緊急剎車時減少慣性的危害,但不能減小慣性,故C錯

誤;

D.刮大風時窗戶有時會被向外推開,這是由于室外的空氣流速大,壓強小,所以室外的大

氣壓強小于室內(nèi)的大氣壓強,故D錯誤;

故選B.

點睛:注意慣性的理解,慣性是物體的基本屬性,與物體的運動狀態(tài)無關(guān),與質(zhì)量大小有

關(guān),且慣性不是力,不能說成:受到慣性作用,而應該描述成:具有慣性.

2.(貴州安順?統(tǒng)考中考真題)僅用8天就建成的武漢火神山醫(yī)院,彰顯的不僅是中國速

度,更是戰(zhàn)勝疫情的堅強決心。如圖所示,為了在最短的時間完成地面基礎(chǔ)建設(shè),上百臺

挖掘機同時工作,其目的是增大所有挖掘機總的()

A.機械效率B,功率C.功D.有用功

【答案】B

【詳解】建成一所醫(yī)院所做的有用功是相同的,為了減小做功的時間(縮短工期),根據(jù)

P=:可知,需要增大挖掘機的功率,所以,上百臺挖掘機同時工作,其目的是增大所有挖

掘機總的功率,故B正確,ACD錯誤。

故選B。

3.(湖北黃岡?統(tǒng)考中考真題)成語“水滴石穿”,比喻力量雖小,但只要堅持,功到自然成

。從物理的角度分析:①力改變了石頭的形狀;②水滴沖擊石頭時,石頭對水滴沒有作用

力;③水滴加速下落過程,重力對水滴做了功;④水滴加速下落過程,受到了平衡力的作

用。完全正確的一組是

水滴石穿

A.①③B.①②C.①④D.②④

【答案】A

【詳解】①水滴石穿,水由于重力而下降作用在石頭上,石頭的形狀逐漸改變,故①正

確;

②力的作用是相互的,水滴沖擊石頭時,石頭對水滴也有相互作用的力,故②錯誤;

③水滴加速下落過程,重力的方向豎直向下,水滴下降的方向豎直向下,所以,重力對水

滴做了功,故③正確;

④水滴下降的過程中,重力大于空氣的阻力,做加速下落運動,受到的是非平衡力的影

響,故④錯誤。

故選Ao

4.(2022?四川自貢?統(tǒng)考中考真題)小明同學用15N的水平推力推動重為100N的超市購物

車。購物車自靜止開始在10s內(nèi)沿水平方向前進了10m。在整個過程中推力做功為

J,重力做功為Jo

【答案】1500

【詳解】口]推力的方向水平向前,推車水平方向移動的距離為10m,由卬=Fs可知,在

整個過程中推力做功

W=Fs=15Nx10m=150J

⑵當一個力作用在物體上,并使物體在力的方向上通過了一段距離,力學中就說這個力對

物體做了功。重力的方向為豎直向下,但推車未在豎直方向上移動距離,故重力沒做功,

其大小為0。

5.(2022.四川攀枝花?統(tǒng)考中考真題)小麗穿上旱冰鞋,向前推墻,她會向后運動,這說明

物體間力的作用是。小麗推墻的過程,她對墻(選填“有”或“沒有”)做功。

【答案】相互的沒有

【詳解】[1]小麗穿上旱冰鞋,向前推墻,給墻施加向前的推力,由于力的作用是相互的,

墻也會對她施加向后的反作用力,使她向后運動。

⑵小麗推墻的過程,她對墻施加向前的力,但墻沒有在力的方向上移動距離,所以她對墻

沒有做功。

6.(2022?山東日照?統(tǒng)考中考真題)物理課上,喜歡動手的小明幫助老師搬運實驗器材,器

材所受的重力為20N,距離講臺的水平距離。M=1.2m,距離講臺面的豎直高度。N=

0.8m,如圖所示。小明先用4s的時間在M點將器材勻速豎直搬起0.8m,再勻速直線運動5s

到達講臺的N點。小明水平移動器材時,速度大小為cm/s、對器材做的功為

【答案】240

【詳解】[1]小明水平移動器材時運動的距離

s=1.2m=120cm

速度大小為

s120cm

v=-=--------=24cm/s

⑵小明水平移動器材時,小明對器材的作用力豎直向上,器材在力的方向上沒有移動距

離,因此小明水平移動器材時不對器材做功,故對器材做的功為0。

7.(2022?內(nèi)蒙古呼和浩特?中考真題)如圖為某盤山公路。汽車沿著公路,可以駛上高聳入

云的山峰。為什么盤山公路要修成S形呢?因為盤山公路相當于斜面,省力而安全。若從

山底到山頂?shù)谋P山公路長6000m,山高900m,一輛5t的小型貨車以恒定功率165kW,勻

速沿盤山公路從山底開上山頂,用時lOmino在貨車從山底到山頂過程中,阻力大小不

變。求:

(1)貨車克服重力做的功和發(fā)動機對貨車做的功;

(2)貨車所受阻力大小。

【答案】(1)4.5X107J,9.9X107J;(2)9000N

【詳解】解:(1)貨車的重力為

G=mg=5x103kgx10N/kg=5x104N

貨車克服重力做的功

iy=G/i=5xl04Nx900m=4.5xl07J

由P=/得,發(fā)動機對貨車做的功

W'=Pt=165x103Wx10x60s=9.9x107J

(2)汽車克服阻力做的功

W陌=iy'M=9.9xl07j-4.5xl07j=5.4xl()7j

由卬=尸5得,貨車所受阻力大小為

答:(1)貨車克服重力做的功為4.5X107J,發(fā)動機對貨車做的功為9.9X107J;

(2)貨車所受阻力大小為9000N。

8.(2022?山東東營?統(tǒng)考中考真題)如圖所示,某電動叉車拾升石材的情景。電動叉車將

1500kg石材完成一次最大起升高度,用時30s,其項目參數(shù)如下表。(g取10N/kg)

項目參數(shù)

額定載重(kg)1500

最大起升高度(m)3

空載行駛速度(km/h)5

空載質(zhì)量(kg)720

輪胎接地總面積(m2)0.08

(1)求石材被抬升的速度;

(2)求電機對石材做的功及做功功率;

(3)求空載的電動叉車靜止時對水平地面的壓強。

【答案】(1)0.1m/s;(2)4.5x104J,1.5x103W;(3)9x104Pa

【詳解】解:(1)根據(jù)速度的計算公式可得,石材被抬升的速度為

s3m

v=-=――=0.1m/s

t30s

(2)由重力的計算公式可得,石材的重力為

G=mg=15OOkgx1ON/kg=1.5x104N

根據(jù)功的計算公式可得,電機對石材做的功為

W=Gh=1.5x104Nx3m=4.5x104J

由功率的計算公式可得,電機對石材做功功率為

--------=1.5x

(3)由題意可知,空載叉車靜止時,其對地面的壓力與受到的重力大小相等,空載叉車對

地面的壓力為

F=G'=m'g=720kgX10N/kg=7.2X103N

根據(jù)壓強的計算公式可得,空載的電動叉車靜止時對水平地面的壓強為

答:(1)石材被抬升的速度為0.1m/s;

(2)電機對石材做的功為4.5x10打及做功功率為1.5x103W;

(3)空載的電動叉車靜止時對水平地面的壓強為9x104Pao

9.(2022?江蘇南通?統(tǒng)考中考真題)氫能源汽車具有零排放的環(huán)保優(yōu)勢,某款氫能源汽車總

質(zhì)量為1.5xlO3kg,在水平公路上以70km/h的速度勻速行駛時受到的阻力為1.2X1()3N,行

駛0.5h消耗氫0.6kg,已如氫的熱值為1.4xl()8j/kg,g取10N/kg。求汽車:

(1)受到的重力和牽引大的大?。?/p>

(2)行駛的距離和牽引力做的功;

(3)利用氫能的效率。

【答案】(1)1.5X104N,1.2X103N;(2)3.5x104m,4.2X107J;(3)50%

【詳解】解:(1)汽車受到的重力

G=mg=1.5x103kgx1ON/kg=1.5xlO4N

因為勻速行駛,根據(jù)二力平衡原理,汽車受到的牽引力

F牽=f=1.2xlO3N

(2)汽車行駛的距離為

s=vt=70km/hx0.5h=35km=3.5x104m

牽引力做的功為

W=F牽s=1.2xl03Nx3.5xl04m=4.2xl07J

(3)氫完全燃燒所產(chǎn)生的熱量

Q=mq=0.6kgxl.4xl08J/kg=8.4xl07J

汽車利用氫能的效率

W4.2x107J

7/=—x100%=—~x100%=50%

Q8.4x107J

答:(1)汽車受到的重力為1.5X104N,汽車受到的牽引力為1.2X103N;

(2)汽車行駛的距離為3.5x104m,牽引力做的功為4.2X107J;

(3)汽車利用氫能的效率為50%。

10.(2022?山東濟南?統(tǒng)考中考真題)在泉城濟南,游客乘坐畫舫游船穿行其間,可以盡享

“不出城郭而獲山水之怡,身居鬧市而有林泉之致”的都市休閑意趣。如圖所示,若畫舫游

船質(zhì)量為3t,從黑虎泉站出發(fā)以3.5m/s的速度勻速行駛到泉城廣場站,所用時間約為

5min,牽引力是6X1()3N。取g=10N/kg,通過計算回答:

(1)黑虎泉站到泉城廣場站河段大約多長?

(2)游船在護城河中受到的浮力多大?

(3)這次水上航行中,牽引力對游船做了多少功?

(4)這次水上航行中,牽引力對游船做功的功率多大?

【答案】(1)1050m;(2)3X104N;(3)6.3x106J;(4)2.1x104W

【詳解】解:(1)所用時間約為

t=5min=300s

由公式u="得,黑虎泉站到泉城廣場站河段的長度

s=vt=3.5m/sx300s=1050m

(2)畫舫游船質(zhì)量為

m=3t=3000kg

畫舫游船重力為

G=mg=3000kgxlON/kg=3x104N

因為游船漂浮在水中,根據(jù)漂浮條件得,游船在護城河中受到的浮力

/浮=G=3x104N

(3)牽引力對游船做的功

W=Fs=6x103Nx1050m=6.3x106J

(4)牽引力對游船做功的功率

答:(1)黑虎泉站到泉城廣場站河段長1050m;

(2)游船在護城河中受到的浮力是3x1()4N;

(3)這次水上航行中,牽引力對游船做功是6.3X106J;

(4)這次水上航行中,牽引力對游船做功的功率是2.1x

類型二:功率及其計算

1.定義

在物理學中,用功率表示物體做功快慢。物體做的功與做功所用時間之比叫做

功率。

2.公式

功率=曳尸=竺

十時間-t推導公式為:P=Fv

3.符號的意義及單位P--功率一瓦特(W)

W一功一焦耳(J)

t----時間一秒(s)

物理學中,功率P的單位是瓦特,簡稱瓦,符號是Wo功率常用單位KW與國際單

位W的換算關(guān)系為:1KW=1000W

【例2】小明用50N的水平推力推一個放在地面上重100N的箱子沒有推動,小明對箱子

做功J,當推力為100N時,在10秒時間內(nèi)箱子向前運動了10米,小明對箱子做功

J,功率是W0

【答案】01000100

【詳解】[1]小明用50N的水平推力推一個放在地面上重100N的箱子沒有推動,箱子在推

力的方向上沒有移動距離,沒有對箱子做功,因此小明對箱子做功為0。

⑵當推力為100N時,在10秒時間內(nèi)箱子向前運動了10米,小明對箱子做的功

勿=Fs=100Nx10m=1000J

[3]做功的功率為

11.(2022?湖北襄陽?統(tǒng)考中考真題)神舟13號返回艙在空中高速下降到適當位置時打開降

落傘,返回艙和傘開始做減速運動,空氣阻力隨速度的減小而減小,下降一段高度后,開

始勻速下降直到地面附近。以返回艙和傘為研究對象,下列說法不正確的是()

A.減速下降過程中受力不平衡

B.減速下降過程中減少的機械能等于克服空氣阻力做功消耗的能量

C.勻速下降過程中機械能減小

D.減速下降過程中重力做功的功率小于勻速下降時重力做功的功率

【答案】D

【詳解】A.減速下降過程中,返回艙和傘處于非平衡狀態(tài),所以它受力不平衡,故A正

確,不符合題意;

B.減速下降的過程中,要克服空氣阻力做功,則減少的機械能等于克服空氣阻力做功消

耗的能量,故B正確,不符合題意;

C.返回艙和傘勻速下降的過程中,質(zhì)量不變,速度不變,但高度減小,則動能不變,重

力勢能減少,則機械能總量減少,故C正確,不符合題意;

D.返回艙和傘的重力大小不變,由題意可知返回艙和傘減速下降時的速度大于勻速下降

時的速度,根據(jù)公式

WGh

P=——=——=Gv

tt

可知,減速下降中重力做功的功率大于勻速下降中重力做功的功率,故D錯誤,符合題

后、o

故選Do

12.(2022.江蘇南通?統(tǒng)考中考真題)在內(nèi)徑約為1cm的玻璃管中注水近滿,上端留一個氣

泡,用橡皮塞塞住管口,再將玻璃管翻轉(zhuǎn)后豎直放置,氣泡上升,如圖所示。測得氣泡上

升40cm用時20s,則該過程中氣泡所受浮力做功的功率最接近于()

,

A.2XW5WB.2X10-4WC.2XW3WD.2XW2W

【答案】B

【詳解】玻璃管的內(nèi)徑約為1cm,則玻璃管的半徑約為0.5cm;氣泡的形狀近似為球形,

則氣泡的體積

44311

V=工兀廠3=兀(0.5cm)=-7icm3=-nX10-6m3

3366

由于氣泡浸沒在水中,故氣泡排開水的體積

1

1P=兀x10-6m3

氣泡在水中受到的浮力

尸浮=。水94;1x103kg/m3x10N/kgx;兀x10-6m3=^7ix10-2N

氣泡上升距離

s=40cm=0.4m

氣泡所受浮力做的功

11

W=F渾s=:兀x10-27Nx0.4m=—7ixIO-72J

仔615

氣泡所受浮力做功的功率

W士兀X10-2J1

P=—=12----=—71x10-3W?1x10-4W

t20s30

故氣泡所受浮力做功的功率最接近于2x10-4W,故ACD不符合題意,B符合題意。

故選B。

13.(2022?山東濰坊?統(tǒng)考中考真題)圖甲所示為工人師傅乘坐吊籃在高空粉刷樓體外墻的

情景,吊籃可在電動機的作用下實現(xiàn)升降,其簡化結(jié)構(gòu)原理如圖乙所示。吊籃的質(zhì)量為

40kg,兩名工人及工具的總質(zhì)量為200kg,某次吊升過程中,吊籃在30s內(nèi)勻速上升了

6m。不計滑輪重、繩重和摩擦,關(guān)于該過程的分析正確的是()

。電動機|

A.吊籃的動能不變B.吊籃的機械能守恒

C.電動機對繩子的拉力為800ND.電動機拉動繩子的功率為480W

【答案】AD

【詳解】AB.吊籃勻速上升的過程,質(zhì)量不變,速度不變,高度升高,所以動能不變,重

力勢能變大,機械能變大,機械能不守恒,故A正確,B錯誤;

C.由圖示知,承重繩子為4根。不計滑輪重、繩重及摩擦時,電動機對繩子的拉力

111

F=—G=—m^g=—x(40kg+200kg)xlON/kg=600N

故C錯誤;

D.繩子在30s內(nèi)移動的距離

s=4h=4x6m=24m

繩子移動的速度

s24m

v=-=――=0.8m/s

t30s

電動機拉動繩子的功率

P=Fv=600Nx0.8m/s=480W

故D正確。

故選ADo

14.(2022.貴州銅仁?統(tǒng)考中考真題)冬奧會場館內(nèi),一名志愿者正在搬運一長方體器材

箱,從邊線開始向右水平移動一段距離,如圖(a)所示,他對器材的水平推力為300N,

箱子運動過程中的位置(s)與時間G)關(guān)系圖像如圖(b)所示。4s內(nèi)箱子的平均速度為

—m/s;4s內(nèi)志愿者克服摩擦力做功的功率為W;若將兩個規(guī)格相同的器材箱水平

并排放置,一起勻速推動,與推動一個器材箱相比,志愿者施加的推力將(選題“增

大,,,,不變,,或,,減小,,);如果有一個與箱子質(zhì)量相等的物體,被天宮二號宇航員在空間站艙

內(nèi)板面上推動,推力與板面平行,物體所受摩擦力是其在地球表面的倍。(物體在空

間站所受的引力約是在地球表面的0.9倍)

【答案】0.5150

增大0.9

【詳解】⑴由圖可知,4s內(nèi)箱子的平均速度

s7m—5m

v=-=-----------=0.5m/s

⑵水平推力為300N,4s內(nèi)志愿者克服摩擦力做功的功率

P=Fv=300Nx0.5m/s=150W

[3]將兩個規(guī)格相同的器材箱水平并排放置,器材箱對水平面的壓力增大,滑動摩擦力的大

小與壓力大小與接觸面粗糙程度有關(guān),接觸面粗糙程度不變,壓力大小變大,所以滑動摩

擦力變大,勻速運動時,滑動摩擦力的大小等于推力大小,所以推力大小增大。

⑷由題意可知,物體在空間站所受的引力約是在地球表面的0.9倍,所以物體在空間站受

到的重力為地球上受到重力的0.9倍,即物體對水平面的壓力大小為地球上的0.9倍,則物

體所受摩擦力是其在地球表面的0.9倍。

15.(2022?四川攀枝花?統(tǒng)考中考真題)如圖所示的滑輪組,將一重510N的箱子在10s內(nèi)

勻速提升5m,拉力/為200N,動滑輪重50N。拉力/的功率為W,滑輪組的機械

效率為=

【答案】30085%

【詳解】口]箱子在10s內(nèi)勻速提升5m,所以箱子運動的速度

h5m

"箱=E=-=05m/s

由圖可知,動滑輪上的繩子段數(shù)是3段,則繩端移動速度

v=Jif箱=3x0.5m/s=1.5m/s

拉力F的功率

WFh

P=—=—=Fv=200Nx1.5m/s=300W

⑵有用功

“有=Gh=510Nx5m=2550J

總功

W=Fs=Fnh=200Nx3x5m=3000J

滑輪組的機械效率

作有25501

片4X1OO%=砌X1OO%=85%

16.(2022?內(nèi)蒙古通遼?統(tǒng)考中考真題)如圖甲,用豎直向上的拉力F,將靜止在水平地面

上的物體向上提升。乙圖表示拉力廠的大小隨時間f的變化關(guān)系,丙圖表示物體運動速度v

的大小隨時間f的變化關(guān)系。在。?10s內(nèi)物體對地面的壓力為N;20?30s內(nèi)

拉力尸做功的功率為Wo

【答案】30500

【詳解】[1]由圖可知,第20s之后,物體豎直向上做勻速直線運動,物體處于平衡狀態(tài),

重力等于拉力為50N,則在0?10s內(nèi)物體對地面的壓力為

FH=G-F=50N-20N=30N

⑵由圖可知,20?30s內(nèi)物體的速度為10m/s,拉力F做功的功率為

p=Fv=50Nxl0m/s=500W

17.(2022?山東淄博?統(tǒng)考中考真題)我國生產(chǎn)的無人機世界領(lǐng)先,種類繁多,應用廣泛。

如圖所示是一架已經(jīng)裝載上10kg防疫物資的無人機,若該無人機自身質(zhì)量為30kg,它有4

條支撐腿,每條支撐腿與地面的接觸面積為25cm2-(g取10N/kg)請解答下列問題:

(1)防疫物資所受的重力;

(2)圖中靜止在水平地面上的無人機對地面的壓強(旋翼未轉(zhuǎn)動);

(3)起飛后,無人機在30s內(nèi)勻速豎直上升60m,此過程中無人機對防疫物資做功的功

率。

【答案】(1)100N;(2)4xlO4Pa;(3)200W

【詳解】解:(1)由G=ag知道,防疫物資的重力

G物資=m物資g=1Okgx10N/kg=100N

(2)由G=zng知道,無人機的重力

G無人機=m無人機g=3OkgxlON/kg=3OON

在水平地面上靜止的無人機對地面的壓力

F=G物資+G無人機=100N+300N=400N

總受力面積

S=4x25cm2=100cm2=1x10-2m2

則無人機對地面的壓強

F400N4

p=—=--------5——=4x104P;

's1X10-2m2

(3)無人機對防疫物資做的功

W=G物資h=100Nx60m=6xl03J

則此過程中無人機對防疫物資做功的功率

W6x103J

P=—==200W

t30s

答:(1)防疫物資所受的重力為100N;

(2)圖中靜止在水平地面上的無人機對地面的壓強為4xlO4Pa;

(3)此過程中無人機對防疫物資做功的功率為200W。

18.(2022.遼寧丹東?統(tǒng)考中考真題)新能源汽車以其環(huán)保和節(jié)能逐漸獲得人們的青睞。某

新能源汽車質(zhì)量為1400kg,靜止在水平地面上時,車輪與地面總接觸面積為O.ln?。當汽

車在平直公路上以20m/s的速度勻速行駛7min,行駛過程中受到的阻力為1000N。求:

(1)汽車靜止時對水平地面的壓強;

(2)在上述行駛過程中,汽車通過的路程;

(3)在上述行駛過程中,汽車發(fā)動機的功率。

【答案】(1)1.4x105Pa;(2)8400m;(3)2X104W

【詳解】解:(1)汽車靜止時對路面的壓力為

F=G=m^=1400kgx10N/kg=1.4x104N

對路面的壓強為

F1.4X104N

P=1,4x105Pa

S0.1m2

(2)由。=:可得,汽車通過的路程為

s=vt=20m/sx7x60s=8400m

(3)因為汽車勻速行駛,由二力平衡可知,牽引力為

F牽=/=1000N

汽車行駛過程中發(fā)動機的功率為

W尸牽s

P=工=^^=尸牽v=1000Nx20m/s=2x104W

答:(1)汽車靜止時對水平地面的壓強為L4xl()5pa;

(2)在上述行駛過程中,汽車通過的路程為8400m;

(3)在上述行駛過程中,汽車發(fā)動機的功率為2X104w。

19.(2022?遼寧?統(tǒng)考中考真題)新能源汽車正逐步取代傳統(tǒng)燃油車。如圖是一款無人駕駛

智能電動車。電動車靜止在水平地面上,對地面的壓強為1.2xl05pa,車胎與地面接觸總面

積為lOOOcn?,最高時速可達180km/h,此時車的功率為90kW。^4.6xlO7J/kg,g取

10N/kg)o求:

(1)電動車的質(zhì)量;

(2)若電動車以最高時速在平直公路上進行測試,勻速行駛時所受的阻力;

(3)在(2)的條件下,車的電動機效率為90%,勻速行駛4.6km,消耗的電能相當于完

全燃燒多少千克的汽油所釋放的能量。

【答案】(1)1.2x103kg;(2)1.8X103N;(3)0.2kg

【詳解】解:(1)靜止在水平地面上的電動車對地面的壓力等于其重力大小,由公式p=?

可得,電動車的重力

G=F=pS=1.2xl05Paxl000xl0-4m2=1.2xl04N

電動車的質(zhì)量

G1.2X104N°

m=-=----=1.2X103kg

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