2023年中考物理考前20天终极冲刺(知识点+中考回顾+名师押题):功和功率
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1、功和功率掌握做功的两个必要条件;掌握不做功的三种情况;区分功和功率的差别;掌握功和功率的计算方法【知识网络】【考点梳理】知识点一:功1.做功的两个必要因素:(1)作用在物体上的力;(2)物体在力的方向上通过的距离。2.不做功的三种情况(1)物体受力,但物体没有在力的方向上通过距离。此情况叫“劳而无功”。(2)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(如物体因惯性而运动)。此情况叫“不劳无功”。(3)物体既受到力,又通过一段距离,但两者方向互相垂直(如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动)。此情况叫“垂直无功”。3.功的计算:(1)公式:一般式 WFs ;常用式 WGh(克服重力做功)
2、或Wf阻s(克服摩擦阻力做功)。(2)单位:焦耳(J)4.注意事项:(1)F与s的方向应在同一直线上(初中要求)(比如一个人提着一重物G,从山脚顺着“之”字形的山路爬到山顶,此时人克服重力做功所移动的距离并不是山路的长,而是从山脚到山顶的高)(2)做功的多少,由WFs决定,而与物体的运动形式无关。考点诠释:1.判断物体做功的依据:做功的两个必要因素,重点抓住力作用在物体上是否有“成效”。2.在分析做功情况时还应注意以下几点:(1)当物体的受力方向与运动方向不垂直时,这个力就要做功。(2)一个物体同时受几个力的作用时,有一些力做了功,有些力没有做功。因此,讲做功必须指出是哪一个力对哪一个物体做功
3、。(3)什么叫物体克服阻力做功:若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力F的作用,我们通常说物体克服阻力F做了功。比如:物体在竖直向上运动h的过程中,物体克服重力做功,功的大小为WGh;再如:物体在水平方向上向前运动s,物体克服摩擦力做功,功的大小为Wfs。知识点二:功率1.物理意义:表示物体做功的快慢。2.定义:物体在单位时间内所做的功。3.计算式:, P 表示功率,W 表示功,t 表示时间,使用公式计算功率时,必须注意W 和t的对应关系。W 为在t时间内所做的功,而t为做W 这么多的功所用的时间。4.推导式:,式中F为做功的力而v为速度。5.单位:瓦(W)考点诠释:1.注意区别功与功率。
4、功率与功是两个不同的物理量,“功”表示做功的“多少”,而“功率”则表示做功的“快慢”,“多少”与“快慢”的意义不一样。只有在做功时间相同时,做功多的就做功快。否则,做功多,不一定做功就快,即“功率”不一定就大。也就是说:功率与功和时间两个因素有关。2.由PW/t变形为PFv可知:功率一定时,力F与速度v成反比。真题回眸 1(2022山东潍坊统考中考真题)如图所示,某同学用锤子敲击钉子,将钉子钉入木板中,下列分析正确的是()A钉尖很尖锐是为了减小压强B钉入木板后的钉子没有惯性C敲击过程中钉子对锤子无作用力D敲击过程中锤子对钉子做功【答案】D【详解】A钉尖很尖锐,是在压力一定时,通过减小受力面积来
5、增大压强,故A错误;B一切物体都有惯性,钉入木板后的钉子有惯性,故B错误;C敲击过程中,锤子对钉子有作用力,由力的作用相互性可知,钉子对锤子也有作用力,故C错误;D敲击过程中锤子对钉子有力的作用,钉子在力的方向上通过一定的距离,锤子对钉子做功,故D正确。故选D。2(2022山东威海统考中考真题)如图所示,为了把两件相同货物搬运到汽车上,工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面,用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面的底端匀速推到顶端,另一件货物用同样的方法沿斜面搬运。下列说法正确的是()A沿斜面推动更省力B沿斜面推动,工人克服货物重力做的功更多C无论利用哪个斜面,工人克服货物重力做功的功率一
6、定相同D沿斜面推动货物的过程中,货物的机械能增大【答案】D【详解】AAB、CD两个斜面的高度相同,CD斜面比较长,沿CD斜面推动更省力,故A错误;BCAB、CD两个斜面的高度相同,货物的重力相同,由W=Gh可知克服货物重力做的功相同,两件货物推到顶端的时间未知,由可知工人克服货物重力做功的功率不一定相同,故BC错误;D沿斜面推动货物的过程中,速度不变,质量不变,动能不变,高度增大,重力势能增大,机械能等于动能和势能之和,所以货物的机械能增大,故D正确。故选D。3(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
7、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()A2105WB2104WC2103WD2102W【答案】B【详解】玻璃管的内径约为1cm,则玻璃管的半径约为0.5cm;气泡的形状近似为球形,则气泡的体积由于气泡浸没在水中,故气泡排开水的体积气泡在水中受到的浮力气泡上升距离s=40cm=0.4m气泡所受浮力做的功气泡所受浮力做功的功率故气泡所受浮力做功的功率最接近于2104W,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。4(2022山东枣庄统考中考真题)物体在同一水平面上做匀速直线运动,当物体运动路程与时间的关系图象如图甲时,受到的水平推力为;当物体运动的速
8、度与时间的关系图象如图乙时,受到的水平推力为。两次推力的功率分别为、。则和分别为()A,B,C,D,【答案】D【详解】物体在同一水平面上做匀速直线运动,物体受到平衡力作用,推力等于摩擦力。由于摩擦力的大小与压力大小和接触面粗糙程度有关,两次压力相同,接触面粗糙程度相同,故两次水平推力大小相等,即F1F2=11,由甲乙两图可得v1=3m/s,v2=5m/s;根据可得故选D。5(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
9、平移动器材时,速度大小为_、对器材做的功为_J。【答案】 24 0【详解】1小明水平移动器材时运动的距离速度大小为2小明水平移动器材时,小明对器材的作用力竖直向上,器材在力的方向上没有移动距离,因此小明水平移动器材时不对器材做功,故对器材做的功为0。6(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,
10、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)【答案】 0.5 150 增大 0.9【详解】1由图可知,4s内箱子的平均速度2水平推力为300N,4s内志愿者克服摩擦力做功的功率P=Fv=300N0.5m/s=150W3将两个规格相同的器材箱水平并排放置,器材箱对水平面的压力增大,滑动摩擦力的大小与压力大小与接触面粗糙程度有关,接触面粗糙程度不变,压力大小变大,所以滑动摩擦力变大,匀速运动时
11、,滑动摩擦力的大小等于推力大小,所以推力大小增大。4由题意可知,物体在空间站所受的引力约是在地球表面的0.9倍,所以物体在空间站受到的重力为地球上受到重力的0.9倍,即物体对水平面的压力大小为地球上的0.9倍,则物体所受摩擦力是其在地球表面的0.9倍。7(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010s内物体对地面的压力为_N;2030s内拉力F做功的功率为_W。【答案】 30 500【详解】1由图可知,第20s之后,物体竖直向上做匀速直线运动,物体处
12、于平衡状态,重力等于拉力为50N,则在010s内物体对地面的压力为F压=G-F=50N-20N=30N2由图可知,2030s内物体的速度为10m/s,拉力F做功的功率为p=Fv=50N10m/s=500W8(2022甘肃兰州统考中考真题)如图所示,物块在水平拉力(大小未知)的作用下,在水平直线轨道上运动,其中。已知物块在段和段分别以和的速度匀速运动,且在段、段所受摩擦力分别为和,则该物块通过段和段所用的时间之比为 _,拉力在段做功的功率为 _。【答案】 21 2【详解】1 由速度公式可得,该物块通过AB段所用时间通过CD段所用时间则该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为2物块在AB段做匀速直
13、线运动,处于平衡状态,所受的拉力根据,可知拉力F在AB段做功的功率9(2022黑龙江齐齐哈尔统考中考真题)如图甲所示,放在水平地面上的物体在水平推力F的作用下做直线运动。当水平推力为F1时,物体运动的路程与时间关系如图乙所示:当水平推力为F2时,物体运动的速度与时间关系如图丙所示。则F1_ F2,若两次推力的功率分别为P1、P2,则P1_ P2(两空均选填 “大于”、“等于”或“小于”)【答案】 等于 小于【详解】1由图乙可知,物体做匀速直线运动,速度大小为由图丙可知,物体仍做匀速直线运动,速度大小为 v2=5m/s,物体在水平地面上做匀速直线运动时,所受推力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,即
14、F=f,虽然v1v2,但由于接触面的粗糙程度和压力大小不变,故同一物体所受滑动摩擦力大小不变,则F1=F2。2已知v1v2,由,可得,两次推力的功率关系为P1P2。10(2022贵州毕节统考中考真题)图甲是“测量水平运动物体所受滑动摩擦力”的实验装置图,小宇用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,弹簧测力计的示数如图乙,木块在01s做加速运动,在13s以速度0.2m/s做匀速直线运动。(1)在01s内木块受到的滑动摩擦力为_N;(2)在13s内,拉力的功率为_W;(3)3s钟后,物体不受拉力,也不会立即停止运动,是因为物体具有_。【答案】 0.5 0.1 惯性【详解】(1)1木块在13s以速度0.2m
15、/s做匀速直线运动时,木块在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,由图可知,在13s内,弹簧测力计对木块的拉力等于0.5N,则木块受到的滑动摩擦力大小为0.5N。木块运动过程中,对水平面的压力大小不变,接触面粗糙程度不变,所以木块受到的滑动摩擦力不变,在01s内做加速运动,木块受到的滑动摩擦力也为0.5N。(2)2由图乙得,在13s内,木块以速度0.2m/s做匀速直线运动,拉力为0.5N,拉力功率(3)33s钟后,物体不受拉力,也不会立即停止运动,是因为物体具有惯性,会保持原来的运动状态。11(2022辽宁朝阳统考中考真题)某品牌家用汽车满载时的质量为1.15t,静止时车轮与水平地面的
16、总接触面积为0.2m2,它在平直路面上匀速行驶36km,期间受到的阻力为车总重的0.1倍,汽车发动机的效率为40%,求:(1)汽车满载静止在水平地面上时,对地面的压强是多少?(2)匀速行驶过程中牵引力所做的功是多少?(3)汽油的热值为q4.6107J/kg,这段时间内消耗汽油的质量是多少?【答案】(1)5.75104Pa;(2)4.14107J;(3)2.25kg【详解】解:(1)汽车满载时的重力为G=mg=1.15103kg10N/kg=1.15104N所以汽车满载静止在水平地面上时,对地面的压力为F=G=1.15104N即汽车对地面的压强为(2)因汽车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和
17、阻力是一对平衡力,所以汽车的牵引力为F=f=0.1G=0.11.15104N=1.15103N所以匀速行驶过程中牵引力所做的功为W=Fs=1.15103N36103m=4.14107J(3)根据可得,消耗汽油完全燃烧释放的热量为再根据Q放=mq可得,这段时间内消耗汽油的质量为答:(1)汽车满载静止在水平地面上时,对地面的压强是5.75104Pa。(2)匀速行驶过程中牵引力所做的功是4.14107J。(3)这段时间内消耗汽油的质量是2.25kg。12(2022四川宜宾统考中考真题)在平直公路上,AB段s=60km,BC段s=40km。一辆纯电动汽车甲,以速度v1=108km/h从A地匀速行驶到B
18、地,再以恒定功率P0=60kW从B地匀速行驶到C地。已知汽车甲的质量m=1500kg,其运动过程中所受阻力大小恒为自身重力的0.2倍,g取10N/kg。试问:(1)汽车甲运动过程中所受阻力的大?(2)汽车甲在BC段行驶的速度v2的大小?(3)汽车甲从A地行驶到C地的平均速度v的大小?(4)若甲车从A地出发的同时,另一辆相同电动汽车乙从C地向A地出发,并以速度v=48km/h与甲车相向匀速行驶,求甲、乙两车相遇时所用的时间t和甲、乙两车的牵引力做功之和W总?【答案】(1)3000N;(2)72km/h;(3)90km/h;(4)3108J【详解】解:(1)已知汽车甲的质量为1500kg,则汽车的
19、重力G=mg=1500kg10N/kg=15000N其运动过程中所受阻力大小恒为自身重力的0.2倍,汽车匀速运动,所受牵引力与阻力大小相等,即F=f=0.2G=0.215000N=3000N(2)根据可得汽车甲在BC段行驶的速度(3)汽车甲从A地行驶到C地的时间汽车甲从A地行驶到C地的平均速度(4)设甲、乙两车在B点相遇,则甲车行驶的时间乙车行驶的时间因为t甲t乙,所以甲、乙两车在BC段相遇,甲、乙两车相遇时所用的时间为t,根据速度公式则有(t-t甲)v2+vt=s代入数据可得,解方程可得乙两车的牵引力做功之和W总=Fs=3000N(60000m+40000m)=3108J答:(1)汽车甲运动
20、过程中所受阻力为3000N;(2)汽车甲在BC段行驶的速度v2的大小为72km/h;(3)汽车甲从A地行驶到C地的平均速度v的大小为90km/h;(4)甲、乙两车相遇时所用的时间t为2400s,甲、乙两车的牵引力做功之和为3108J。13(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。【答案】
21、(1)0.1m/s;(2),;(3)【详解】解:(1)根据速度的计算公式可得,石材被抬升的速度为(2)由重力的计算公式可得,石材的重力为G=mg=1500kg10N/kg=1.5104N根据功的计算公式可得,电机对石材做的功为由功率的计算公式可得,电机对石材做功功率为(3)由题意可知,空载叉车静止时,其对地面的压力与受到的重力大小相等,空载叉车对地面的压力为根据压强的计算公式可得,空载的电动叉车静止时对水平地面的压强为答:(1)石材被抬升的速度为0.1m/s;(2)电机对石材做的功为及做功功率为;(3)空载的电动叉车静止时对水平地面的压强为。14(2022山东济南统考中考真题)在泉城济南,游客
22、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?【答案】(1);(2);(3);(4)【详解】解:(1)所用时间约为由公式得,黑虎泉站到泉城广场站河段的长度(2)画舫游船质量为画舫游船重力为因为游船漂浮在水中,根据漂浮条件得,游船在护城河中受到的浮力(3)牵引力对游
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