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第11讲 功和功率-中考物理重点核心知识点专题讲练(全国通用)
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第11讲 功和功率及其计算
类型一:功及其计算
1.做功的两个必要的因素:一个是力作用在物体上,二是在力的作用方向上通过了一定的距离。
2.其中不做功的三种情况,有力无距离(物体虽然受力,但是物体没有在力的方向上通过距离),有距离无力(物体移动了一段距离,但在此运动方向上没有受到力的作用)和距离垂直及物体受力没有移动,是物体沿力方向通过的距离,物体凭惯性运动。
【例1】如图所示,服务员送餐时,当服务员托着餐盘在水平路面上匀速行走时,他的手对餐盘______;当服务员托着餐盘从一楼厨房端上二楼的餐厅时,他的手对餐盘______。(选填“做了功”或“没做功”)
1.(湖北孝感·中考真题)对生活中的有关物理现象,其说法正确的是
A.利用斜面搬运物体,既可省力也可省功
B.建筑工地上尘土飞扬,不能说明分子在不停地作无规则运动
C.开车要系安全带,是为了在紧急刹车时减少驾驶员的惯性
D.刮大风时窗户有时会被向外推开,这是由于室外的大气压强大于室内的大气压强
2.(贵州安顺·统考中考真题)仅用8天就建成的武汉火神山医院,彰显的不仅是中国速度,更是战胜疫情的坚强决心。如图所示,为了在最短的时间完成地面基础建设,上百台挖掘机同时工作,其目的是增大所有挖掘机总的( )
A.机械效率 B.功率 C.功 D.有用功
3.(湖北黄冈·统考中考真题)成语“水滴石穿”,比喻力量虽小,但只要坚持,功到自然成。从物理的角度分析∶①力改变了石头的形状;②水滴冲击石头时,石头对水滴没有作用力;③水滴加速下落过程,重力对水滴做了功;④水滴加速下落过程,受到了平衡力的作用。完全正确的一组是
A.①③ B.①② C.①④ D.②④
4.(2022·四川自贡·统考中考真题)小明同学用15N的水平推力推动重为100N的超市购物车。购物车自静止开始在10s内沿水平方向前进了10m。在整个过程中推力做功为___________J,重力做功为___________J。
5.(2022·四川攀枝花·统考中考真题)小丽穿上旱冰鞋,向前推墙,她会向后运动,这说明物体间力的作用是______。小丽推墙的过程,她对墙______(选填“有”或“没有”)做功。
6.(2022·山东日照·统考中考真题)物理课上,喜欢动手的小明帮助老师搬运实验器材,器材所受的重力为,距离讲台的水平距离,距离讲台面的竖直高度,如图所示。小明先用的时间在M点将器材匀速竖直搬起,再匀速直线运动到达讲台的N点。小明水平移动器材时,速度大小为___________、对器材做的功为___________J。
7.(2022·内蒙古呼和浩特·中考真题)如图为某盘山公路。汽车沿着公路,可以驶上高耸入云的山峰。为什么盘山公路要修成S形呢?因为盘山公路相当于斜面,省力而安全。若从山底到山顶的盘山公路长6000m,山高900m,一辆5t的小型货车以恒定功率165kW,匀速沿盘山公路从山底开上山顶,用时10min。在货车从山底到山顶过程中,阻力大小不变。求:
(1)货车克服重力做的功和发动机对货车做的功;
(2)货车所受阻力大小。
8.(2022·山东东营·统考中考真题)如图所示,某电动叉车拾升石材的情景。电动叉车将石材完成一次最大起升高度,用时,其项目参数如下表。(g取)
项目 | 参数 |
额定载重() | 1500 |
最大起升高度(m) | 3 |
空载行驶速度() | 5 |
空载质量() | 720 |
轮胎接地总面积() | 0.08 |
(1)求石材被抬升的速度;
(2)求电机对石材做的功及做功功率;
(3)求空载的电动叉车静止时对水平地面的压强。
9.(2022·江苏南通·统考中考真题)氢能源汽车具有零排放的环保优势,某款氢能源汽车总质量为1.5×103kg,在水平公路上以70km/h的速度匀速行驶时受到的阻力为1.2×103N,行驶0.5h消耗氢0.6kg,已如氢的热值为1.4×108J/kg,g取10N/kg。求汽车:
(1)受到的重力和牵引大的大小;
(2)行驶的距离和牵引力做的功;
(3)利用氢能的效率。
10.(2022·山东济南·统考中考真题)在泉城济南,游客乘坐画舫游船穿行其间,可以尽享“不出城郭而获山水之怡,身居闹市而有林泉之致”的都市休闲意趣。如图所示,若画舫游船质量为3t,从黑虎泉站出发以的速度匀速行驶到泉城广场站,所用时间约为,牵引力是。取,通过计算回答:
(1)黑虎泉站到泉城广场站河段大约多长?
(2)游船在护城河中受到的浮力多大?
(3)这次水上航行中,牵引力对游船做了多少功?
(4)这次水上航行中,牵引力对游船做功的功率多大?
类型二:功率及其计算
1.定义
在物理学中,用功率表示物体做功快慢。物体做的功与做功所用时间之比叫做功率。
2.公式
推导公式为:P=Fv
3.符号的意义及单位 P---功率—瓦特(W)
W—功—焦耳(J)
t----时间—秒(s)
物理学中,功率P的单位是瓦特,简称瓦,符号是W。功率常用单位KW与国际单位W的换算关系为:1 KW=1000 W
【例2】小明用50N的水平推力推一个放在地面上重100N的箱子没有推动,小明对箱子做功______J,当推力为100N时,在10秒时间内箱子向前运动了10米,小明对箱子做功______J,功率是______W。
11.(2022·湖北襄阳·统考中考真题)神舟13号返回舱在空中高速下降到适当位置时打开降落伞,返回舱和伞开始做减速运动,空气阻力随速度的减小而减小,下降一段高度后,开始匀速下降直到地面附近。以返回舱和伞为研究对象,下列说法不正确的是( )
A.减速下降过程中受力不平衡
B.减速下降过程中减少的机械能等于克服空气阻力做功消耗的能量
C.匀速下降过程中机械能减小
D.减速下降过程中重力做功的功率小于匀速下降时重力做功的功率
12.(2022·江苏南通·统考中考真题)在内径约为1cm的玻璃管中注水近满,上端留一个气泡,用橡皮塞塞住管口,再将玻璃管翻转后竖直放置,气泡上升,如图所示。测得气泡上升40cm用时20s,则该过程中气泡所受浮力做功的功率最接近于( )
A.2×10﹣5W B.2×10﹣4W C.2×10﹣3W D.2×10﹣2W
13.(2022·山东潍坊·统考中考真题)图甲所示为工人师傅乘坐吊篮在高空粉刷楼体外墙的情景,吊篮可在电动机的作用下实现升降,其简化结构原理如图乙所示。吊篮的质量为,两名工人及工具的总质量为,某次吊升过程中,吊篮在内匀速上升了。不计滑轮重、绳重和摩擦,关于该过程的分析正确的是( )
A.吊篮的动能不变 B.吊篮的机械能守恒
C.电动机对绳子的拉力为 D.电动机拉动绳子的功率为
14.(2022·贵州铜仁·统考中考真题)冬奥会场馆内,一名志愿者正在搬运一长方体器材箱,从边线开始向右水平移动一段距离,如图(a)所示,他对器材的水平推力为300N,箱子运动过程中的位置(s)与时间(t)关系图像如图(b)所示。4s内箱子的平均速度为____ m/s;4s内志愿者克服摩擦力做功的功率为_____ W;若将两个规格相同的器材箱水平并排放置,一起匀速推动,与推动一个器材箱相比,志愿者施加的推力将______(选题“增大”“不变”或“减小”);如果有一个与箱子质量相等的物体,被天宫二号宇航员在空间站舱内板面上推动,推力与板面平行,物体所受摩擦力是其在地球表面的______倍。(物体在空间站所受的引力约是在地球表面的0.9倍)
15.(2022·四川攀枝花·统考中考真题)如图所示的滑轮组,将一重510N的箱子在10s内匀速提升5m,拉力F为200N,动滑轮重50N。拉力F的功率为______W,滑轮组的机械效率为______。
16.(2022·内蒙古通辽·统考中考真题)如图甲,用竖直向上的拉力F,将静止在水平地面上的物体向上提升。乙图表示拉力F的大小随时间t的变化关系,丙图表示物体运动速度v的大小随时间t的变化关系。在0~10s内物体对地面的压力为___________N;20~30s内拉力F做功的功率为___________W。
17.(2022·山东淄博·统考中考真题)我国生产的无人机世界领先,种类繁多,应用广泛。如图所示是一架已经装载上10kg防疫物资的无人机,若该无人机自身质量为30kg,它有4条支撑腿,每条支撑腿与地面的接触面积为25cm2.(g取10N/kg)请解答下列问题:
(1)防疫物资所受的重力;
(2)图中静止在水平地面上的无人机对地面的压强(旋翼未转动);
(3)起飞后,无人机在30s内匀速竖直上升60m,此过程中无人机对防疫物资做功的功率。
18.(2022·辽宁丹东·统考中考真题)新能源汽车以其环保和节能逐渐获得人们的青睐。某新能源汽车质量为1400kg,静止在水平地面上时,车轮与地面总接触面积为0.1m2。当汽车在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶7min,行驶过程中受到的阻力为1000N。求:
(1)汽车静止时对水平地面的压强;
(2)在上述行驶过程中,汽车通过的路程;
(3)在上述行驶过程中,汽车发动机的功率。
19.(2022·辽宁·统考中考真题)新能源汽车正逐步取代传统燃油车。如图是一款无人驾驶智能电动车。电动车静止在水平地面上,对地面的压强为1.2×105Pa,车胎与地面接触总面积为1000cm2,最高时速可达180km/h,此时车的功率为90kW。(q汽油=4.6×107J/kg,g取10N/kg)。求:
(1)电动车的质量;
(2)若电动车以最高时速在平直公路上进行测试,匀速行驶时所受的阻力;
(3)在(2)的条件下,车的电动机效率为90%,匀速行驶4.6km,消耗的电能相当于完全燃烧多少千克的汽油所释放的能量。
20.(2022·贵州黔西·统考中考真题)某电动汽车的一些性能参数如表所示。载上总质量为210kg的司乘人员后,汽车轮胎与地面的总接触面积为6.4dm2,若电动机以50kW功率驱动汽车在平直道路上以90km/h的速度匀速行驶25km,驱动效率为80%。求:
性能参数 | |
整车质量 | 1390kg |
最高时速 | 130km/h |
续驶里程 | |
电动机最大功率 | 70kW |
电池容量 | 45 |
(1)载上司乘人员后,汽车静止时轮胎对水平地面的压强。
(2)电动机在这段时间内所做的功。
(3)汽车在这段道路上行驶时受到的阻力。
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