2023年中考物理高频考点突破——功率的计算

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2023年中考物理高频考点突破——功率的计算1．在一次跳伞表演中，运动员在的时间内竖直向下匀速降落了。若运动员和降落伞作为整体受到的重力为，求这个整体在该过程中：（1）所受阻力的大小；（2）所受重力做功的功率。    2．如图所示，小宸用沿斜面向上的力F＝100N，在10s内把木箱推到2m高处。斜面长4m。求：(1)小宸所做的功；(2)小宸做功的功率。    3．如图所示，水平地面上一个重为50N的物体,在大小为10N的水平拉力下作用下,向左做匀速直线运动，在5s的时间内通过的距离为2m.求物体运动过程中（1）所受摩擦力的大小;（2）拉力F做功的功率．    4．“五一”假期，小明一家驱车外出旅游．当汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时，汽车受到的阻力是整车重的0.08倍，效率为40％．已知汽车整车质量为1375kg，油箱容积为50L．（汽油热值q=3.3×107J/L，g=10N/kg)（1）这时汽车牵引力做功的功率是多少？（2）该车加一满箱汽油，按照以上速度最多可以匀速直线行驶多远的路程？      5．工人师傅要将质量100kg的木箱搬到1.5m高的车厢里，他将一块5m长的长板搁在地面与车厢之间构成斜面，然后站在车上用400N的拉力在10s内将物体从斜面底端匀速拉到车厢里，如图所示，（g＝10N/kg）求：（1）工人所做的有用功；（2）工人做功的功率；（3）斜面的机械效率．    6．跳伞是一项极具挑战的运动，现在越来越受到人们的喜爱．在某次跳伞训练过程中，一体重为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图所示，经15s下落210m后，开始做匀速直线运动直至落地，整个过程用时30s，求在这个过程中：（1）运动员下落的总路程；（2）整个下降过程重力做的功；（3）匀速下降时重力做功的功率．    7．图是一款新研发的微型机器人，它可拖动比自身重大很多的物体．机器人质量是1.2×10-2kg，它静止在水平地面上时，与地面的接触面积是1×10-4m2，求：（1）它受到的重力是多少？（g取10 N/kg）（2）静止时，它对水平地面的压强是多少？（3）若它用120 N的水平拉力在10 s内匀速拖动重物前进1m，则拉力的功率是多少？    8．小强用如图所示装置在10s内将重为450N的货物匀速提升2m，此过程中拉力F的功率为120W．求：（1）提升装置所做的有用功；（2）拉力F做的功；（3）该滑轮组的机械效率． 9．如图,使用杠杆提升重物,拉力F竖直向下,重物匀速缓慢上升,相关数据如下表:求物重G/N拉力F/N时间t/sA端上升的竖直距离h/mB端下降的竖直距离s/m2005000.50.40.2 （1）拉力所做的功（2）拉力做功的功率（3）此过程中,该杠杆的机械效率      10．一辆厢式小货车某次运货，满载后总质量是5.0×103kg，在平直的公路上匀速行驶100km，耗油10kg，货车受到的阻力是总重力的0.05倍，发动机的牵引功率是50kW(油的热值是5.0×107J/kg，g=10N/kg)，求:(1)货车受到的牵引力；(2)货车匀速行驶的速度；(3)货车发动机的效率．      11．“沙场点兵，扬我军威”，2017年8月1日，习近平总书记在朱日和军事基地乘坐检阅车对三军将士进行检阅。某检阅车质量为2400kg，在600s内沿水平方向匀速前进了3000m，牵引力为2000N。求： (1)检阅车的重力；(2)检阅车的速度；(3)检阅车的功率。    12．学校机器人兴趣小组进行“精准吊装”实验，7块长短不一的长方体木块均平放在水平地面上，机器人将木块按长度从大到小依次吊装并对称叠放．已知木块的密度相同，高度均为h=0.2m，宽度均为b=0.2m，不同序号木块的质量如下表，其中m=12kg，g取10N/kg．（1）已知1号木块的长度a=1.2m，求未叠放时1号木块对地面的压强；（2）如图，把2号木块吊装到1号木块的上面，求此过程中克服重力所做的功；（3）机器人完成全部吊装叠放用时6min，求整个过程克服木块重力做功的功率．       13．近年来，智能机器人进入百家姓，如图所示是，质量为4kg的清洁机器人某次工作时，在4s内沿水平直线运动了2m，此过程机器人所提供的牵引力为50N，求：（1）机器人所受的重力；（2）牵引力所做的功；（3）牵引力的功率。   14．如图甲所示，正方体石料在钢丝绳拉力作用下，从水面上方以恒定不变的速度缓慢下降，直至没入水中。图乙是钢丝绳拉力F随时间t变化的图像。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）求：（1）石料全部没入水中时受到的浮力；（2）石料的体积；（3）石料浸没后钢丝绳拉力的功率。      15．如图所示是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。若该飞机以270km/h的速度匀速直线航行20min，消耗航空燃油1.35t，飞机发动机的功率为2.25×107W。（航空燃油的热值为4×107J/kg）求：（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少？（2）飞机在航行过程中的阻力是多少？（3）发动机的效率是多少？   16．如图所示，工人师傅用滑轮组将重为500N的物体在30s内匀速提升到6m高的楼上，已知动滑轮重为100N，不计绳重及摩擦。求：（1）拉力F；（2）拉力的功率；（3）滑轮组的机械效率。（计算结果保留一位小数）        17．某建筑工人用300N的拉力，在25s内将重力为800N的水泥利用滑轮组匀速提高4m，如图所示。若不计摩擦和绳重，请你完成下列计算：（1）动滑轮的重力；（2）工人做功的功率；（3）该装置的机械效率。  18．如图甲，宜昌市某中学学生在课外实践活动中对滑轮组进行了探究。他们自制滑轮组的简化图如图乙所示，小华利用此滑轮组用时10s将小军匀速提升了50cm，称得小军的质量为54kg，动滑轮组的质量为6kg。g=10N/kg，不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦，求：（1）小华的拉力是多少？（2）小华拉力的功率是多少？（3）此过程中滑轮组的机械效率是多少？      19．随着国家发展改革委员会对《济南市城市轨道交通第二期建设规划（2020~2025年）》的批复，我市地铁建设步入快车道。如图为济南地铁建设某工地，工人在20s内用塔吊将质量为2500kg的混凝土预制件匀速提升了6m。若这个混凝土预制件的密度为2.2×103kg/m3。g取10N/kg，通过计算回答：（1）它受到的重力是多少牛？（2）它的体积是多少米3？（3）在提升它的过程中，塔吊对它做了多少焦的功？（4）塔吊对它做功的功率是多少瓦？    20．2021年5月22日，“祝融号”火星车安全到达火星表面。“祝融号”相较于国外的火星车移动能力更强大，设计也更复杂。它的质量为240kg，采用主动悬架，6车轮独立驱动、独立转向，在火星的水平面上静止时，每个轮子与火星的接触面积为160cm2。在某次观测时，“祝融号”先用50s时间将车体重心升高1m，然后用1h的时间在一段平直火星面AB上匀速直线行驶了36m，这两个过程共消耗了1.24×104J的电能，“祝融号”将电能转化为机械能的效率为60%。已知物体在火星表面上的重力是地球表面上的，地球表面上g取10N/kg。求：（1）“祝融号”在AB段上运动的速度； （2）“祝融号”静止时，对水平火星表面的压强；（3）车体重心升高1m的过程中，电流做功的平均功率；（4）“祝融号”在AB面上匀速直线行驶时所受的阻力。
参考答案：1．（1）1000N；（2）6000W【详解】解：（1）有题可知，运动员在做匀速直线运动，故受到的阻力与重力是一对平衡力，故阻力为（2）重力做的功为所受重力做功的功率为答：（1）所受阻力的大小1000N；（2）所受重力做功的功率为6000W。2．(1)400J；(2)40W【详解】(1)小宸所做的功W=Fs=100N×4m=400J(2)小宸做功的功率=40W答：(1)小宸所做的功为400J；(2)小宸做功的功率为40W。3．（1）10N （2）4W【详解】（1）用10N的水平拉力，拉着物体向左做匀速直线运动，物体处于平衡状态，则地面对物体的摩擦力与拉力是一对平衡力，大小相等，故f=F=10N；（2）拉力F做的功：=10N×2m=20J，拉力F做功的功率：．4．（1）（2）600km【详解】（1）汽车牵引力做功的功率是：P=FV=0.08GV=1100N×30m/s=33000W；（2）一满箱汽油完全燃烧放出的热量为：Q放=qm=3.3×107×50=1.65×109J，因为η=W/Q，所以对汽车做的功为：W=ηQ=1.65×109×40%=6.6×108J，而W=FS ，所以汽车可以行驶的路程为：S=W/F=6.6×108/1100=6×105m=600km． 5．（1）1500J（2）200W（3）75%【分析】（1）知道木箱的重力和斜面的高度，根据W＝Gh求出克服重力做的有用功；（2）已知拉力F与斜面长，利用W＝Fs计算总功，根据公式计算功率；（3）知道有用功和总功，根据机械效率公式求出机械效率．【详解】（1）木箱的重力G＝mg＝100kg×10N/kg＝1000N，工人师傅对木箱做的有用功：W有用＝Gh＝1000N×1.5m＝1500J；（2）拉力做的总功 W总＝Fs＝400N×5m＝2000J．拉力做功的功率为．（3）斜面的机械效率：．【点睛】本题考查了学生对机械效率公式、有用功、总功的理解和运用，因条件已给出，难度不大．6．（1）300m；（2）1.5J；（3）3.【分析】根据图象中的体现形状，分析物体的运动状态，再根据速度公式v=、功的公式W=Fs=Gh、功率公式P=Fv，代入数值可求路程、功和功率.【详解】(1)由题可知,运动员在0−15s下落的路程为=210m，由图象可知，15s后运动员以6m/s的速度做匀速直线运动，则运动员在15−30s通过的路程为：=v=6m/s×15s=90m；运动员通过的总路程为：s= =210m+90m=300m；(2)运动员下落的高度为：h=s=300m；重力做的功：W=Gh=500N×300m=1.5×J；(3)匀速下降时，重力做功的功率：P=Fv=Gv=500N×6m/s=3×W；答案为：(1)运动员下落的总路程为300m；(2)重力做的功为1.5×J；(3)匀速下降时重力做功的功率为3×W.7．（1）0.12N （2）1.2×103Pa （3）12W【详解】解：(1)微型机器人的重力G=mg=1.2×10﹣2kg×10N/kg=0.12N(2)机器人静止时，它对水平地面的压力F=G=0.12N对水平地面的压强p===1.2×103Pa (3)拉力做的功W=Fs=120N×1m=120J拉力的功率：P===12W答：(1)机器人受到的重力是0.12N；(2)静止时，它对水平地面的压强是1200Pa；(3)拉力的功率是12W。 8．（1）900J（2）1200J（3）75%【详解】（1）提升装置所做的有用功：W有用＝Gh＝450 N×2 m＝900J；（2）根据P可得拉力F做的功：W总＝Pt＝120W×10s＝1200J；（3）滑轮组的机械效率：η100%＝75%．答：（1）提升装置所做的有用功是900J；（2）拉力F做的功是1200J；（3）该滑轮组的机械效率是75%．9．（1）100J（2）200W（3）80%【详解】（1）拉力所做的功:W拉=Fs=500N×0.2m=100J（2）拉力做功的功率：（3）此过程中拉力做的有用功为：该杠杆的机械效率:10．（1）2500N；（2）20m/s；50%【详解】（1）因为货车匀速行驶，二力平衡，所以 ；（2）货车匀速行驶的速度 ；（3）货车发动机的效率11．(1)24000N；(2)5m/s；(3)104W【详解】解：(1)由于检阅车质量是m=2400kg，所以，检阅车的重力是G=mg=2400kg×10N/kg=24000N(2)由于检阅车在600s内沿水平方向匀速前进了3000m，所以检阅车的速度是v===5m/s(3)根据题意知道，牵引力的功率是P =Fv=2000N×5m/s=10000W12．见解析所示【详解】(1)G1=m1g=2mg=2,S1=ab=1.2m，P===1000Pa（2）G2=mg=,   W2=G2h=120N； （3）吊装k号木块克服重力做功Wk=Gk(k-1)h=mgh=24J，吊装每一块木块克服重力做功相等；W=6Wk=6,P==0.4W．13．（1）40N （2）100J  （3）25W【详解】解：（1）机器人所受的重力 G=mg=4kg×10N/kg=40N（2）牵引力所做的功W=Fs=50N×2m=100J（3）牵引力的功率P=答：（1）机器人所受的重力为40N；（2）牵引力所做的功为100J；（3）牵引力的功率为25W。14．（1）1.0×104N；（2）1m3；（3）150W【详解】解：（1）由图像可知，在空气中受到的拉力，即石料的重力F1=2.5×104N ，浸没在水中受到的拉力F2=1.5×104N，则石料全部浸没水中受到的浮力F浮=F1-F2=2.5×104N-1.5×104N=1.0×104N（2）根据F浮=G排=ρ液V排g可知，石料的体积（3）石料边长为1m，由图可知200s至300s之间石料下降1m，石料运动的速度石料浸没后钢丝绳拉力的功率答：（1）石料全部没入水中时受到的浮力为1.0×104N；（2）石料的体积为1m3；（3）拉力的功率为150W。15．（1）5.4×1010J；（2）3×105N；（3）50%【详解】解：（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量Q放=mq=1.35×103kg×4×107J/kg=5.4×1010J（2）飞机航行20min牵引力做功W=Pt=2.25×107W×20×60s=2.7×1010J飞机运动的路程飞机受到的牵引力 因为飞机做匀速直线运动，受到牵引力和阻力是平衡力，所以飞机受到的阻力f=F=3×105N（3）发动机的效率答：（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是5.4×1010J；（2）飞机在航行过程中的阻力是3×105N；（3）发动机的效率是50%。16．（1）200N；（2）120W；（3）83.3%【详解】解：（1）由可知，拉力F为（2）物体的速度为绳子的速度为由可知，拉力的功率为（3）由可知，滑轮组的机械效率为答：（1）拉力F为200N；（2）拉力的功率为120W；（3）滑轮组的机械效率为83.3%。17．（1）100N；（2）144W；（3）89%【详解】解：（1）由图可知，绳子的有效股数n=3，不计摩擦和绳重，动滑轮的重力G动=3F-G=3×300N-800N=100N（2）当水泥提升4m时，绳子自由端所移动的距离s=3×4m=12m工人做的总功W总=Fs=300N×12m=3600J工人做功的功率 （3）有用功W有=Gh=800N×4m=3200J该装置的机械效率 答：（1）动滑轮的重力是100N；（2）工人做功的功率是144W；（3）该装置的机械效率是89%。18．（1）100N；（2）30W；（3）90%【详解】解：（1）由图乙可知，与动滑轮连接的绳子有6段，则小华的拉力（2）绳子自由端移动的距离s=6h=6×50cm=300cm=3m拉力做的总功W总=Fs=100N×3m=300J拉力的功率（3）小华做的有用功滑轮组的机械效率答：（1）小华的拉力是100N；（2）小华拉力的功率是30W；（3）此过程中滑轮组的机械效率是90%。19．（1）25000N；（2）1.14m3；（3）1.5×105J；（4）7500W【详解】解：（1）混凝土受到的重力G=mg=2500kg×10N/kg=25000N（2）混凝土的体积（3）塔吊对混凝土所做的功W=Gh=25000N×6m=1.5×105J（4）塔吊对混凝土做功的功率答：（1）它受到的重力是25000N；（2）它的体积是1.14m3；（3）在提升它的过程中，塔吊对它的做了1.5×105J的功；（4）塔吊对它做功的功率是7500W。20．（1）0.01m/s；（2）1×104Pa；（3）32W；（4）180N【详解】解：（1）“祝融号”在AB段上运动的速度（2）“祝融号”在地球表面的重力“祝融号”对火星表面的压力“祝融号”与火星表面的接触面积“祝融号”静止时，对水平火星表面的压强（3）车体重心升高1m的过程中，克服车的重力做功W1=G火星h=960N×1m=960J电流做功电流做功的平均功率（4）祝融号”在AB面上匀速直线行驶时阻力做的功“祝融号”在AB面上匀速直线行驶时所受的阻力答：（1）“祝融号”在AB段上运动的速度为0.01m/s； （2）“祝融号”静止时，对水平火星表面的压强为1×104Pa；（3）车体重心升高1m的过程中，电流做功的平均功率为32W；（4）“祝融号”在AB面上匀速直线行驶时所受的阻力为180N。