專題18功和機(jī)械能計(jì)算題型-2020年八年級物理暑假攻略之34個核心素養(yǎng)特色專題

1、專題十八 功和功率計(jì)算題型【考點(diǎn)梳理】一、對做功公式w=fs的理解：1.功的計(jì)算公式為w=fs，其中w表示功，單位是焦耳；f表示力，單位n；s表示沿力的方向移動的距離，單位是m。2.公式中的f是作用在物體上的力，公式中的s是物體在力的作用下“在力的方向上通過的距離”，即注意“f”和“s”的同體性和同向性，否則在計(jì)算功時容易出現(xiàn)錯誤。二、對做功公式的理解：功率的計(jì)算公式為，其中p表示功率，單位是瓦特；w表示做功的多少，單位是焦耳；t表示時間，單位是秒。注意：p、w、t必須對應(yīng)于同一段時間和同一物體；具有普遍性，不限制物體的運(yùn)動狀態(tài)。三、對做功公式的理解：公式推導(dǎo)：。題目中若出現(xiàn)距離，則考慮公式；

2、若出現(xiàn)速度，沒有距離，則考慮公式p=fv?！镜淅p析】命題點(diǎn)一：做功公式wfs的應(yīng)用1.“千百年夢想成真，十五年玉汝于成”，上天入地，騰云駕霧，曾是巫文化中神仙大咖才有的曠世絕技，承載這世人對對飛天夢的原始想象。2019年8月16日，巫山神女機(jī)場正式通航，回想艱苦奮斗的激情歲月：立項(xiàng)選址、建設(shè)、試飛、驗(yàn)收，三峽人民的“飛天夢”一步一步變成現(xiàn)實(shí)，實(shí)踐證明，只要路走對了，就不怕遙遠(yuǎn)；只要有夢想，就一定能實(shí)現(xiàn)。已知圖中的汽車在裝載完成后重力為105n，當(dāng)汽車在水平路面勻速運(yùn)動，所受阻力為重力的五分之一，汽車牽引力功率為92kw，請你運(yùn)算汽車運(yùn)動100s以內(nèi)時：(1)汽車所受的阻力有多大？(2)牽引力

3、做了多少功？(3)汽車通過的距離多長？ 【答案】(1)0.2105n；(2)9.2106j；(3)460m。命題點(diǎn)二：做功公式wgh的應(yīng)用2.某建筑工地上的起重機(jī)將重達(dá)1104牛的鋼筋水泥板勻速提升到樓頂，已知提升的高度為10米，所用時間為50秒，求:(1)起重機(jī)的繩索對鋼筋水泥板的拉力f;(2)起重機(jī)的繩索對鋼筋水泥板所做的功w;【答案】(1)1n (2)1j 命題點(diǎn)三：功率公式p=w/t的應(yīng)用3.（2018岳陽）“沙場點(diǎn)兵，揚(yáng)我軍威”。2017年8月1日，習(xí)近平總書記在朱日和軍事基地乘坐檢閱車對三軍將士進(jìn)行檢閱。某檢閱車質(zhì)量為2400kg，在600s內(nèi)沿水平方向勻速前進(jìn)了3000m，牽引力

4、大小為2000n.求（1）檢閱車的重力（g10n/kg）；（2）檢閱車的速度；（3）牽引力的功率?！窘馕觥拷猓海?）檢閱車的重力gmg2400kg10n/kg24000n；（2）檢閱車的速度：v5m/s；（3）牽引力的功率：pfv2000n5m/s10000w10kw。命題點(diǎn)四：功率公式pfv的應(yīng)用4.（2020福建一模）星期天，小劉騎電動自行車以18km/h的速度在通港大道上勻速行駛了6000m，電動自行車牽引力的功率為150w.求：（1）小劉在通港大道上行駛的時間；（2）電動自行車的牽引力；（3）電動自行車在這段時間內(nèi)牽引力所做的功?！窘馕觥拷猓海?）v18km/h5m/s，由v得小劉在通

5、港大道上行駛的時間：t1200s20min；（2）由pfv可得電動自行車的牽引力：f30n；（3）由p可得，電動自行車在這段時間內(nèi)牽引力所做的功：wpt150w1200s1.8105j。精選習(xí)題1.（2019棗莊）媽媽與小明進(jìn)行爬山比賽，他們選擇的起點(diǎn)、路徑和終點(diǎn)都相同，全程設(shè)為勻速運(yùn)動，媽媽的體重是小明的2倍，媽媽所用的時間是小明的3倍，若媽媽克服自身重力做功為w1、功率為p1，小明克服自身重力做功為w2、功率為p2，則下列關(guān)系正確的是（）a.w1：w2=2：1 p1：p2=6：1 b.w1：w2=2：3 p1：p2=2：1c.w1：w2=2：1 p1：p2=3：2 d.w1：w2=2：1

6、p1：p2=2：32.（2018德州）如圖甲所示，放在水平地面上的物體，受到方向不變的水平拉力f的作用，其ft和vt圖象分別如圖乙、丙所示，下列說法正確的是（）a.當(dāng)t=2s時，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，摩擦力是0 b.當(dāng)t=3s時，物體受到摩擦力是7nc.46s內(nèi)，拉力f做的功是20j d.24s內(nèi)，物體的機(jī)械能保持不變3.（2019畢節(jié)）如圖甲所示，建筑工人用滑輪組提升重為285n的水泥桶，動滑輪重為15n，不計(jì)滑輪與軸之間的摩擦及繩重。工人在將水泥桶勻速向上拉的過程中，水泥桶上升的高度h隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示。由此可知（ ）a.水泥桶勻速上升的速度為3m/sb.010s內(nèi)建筑工人對繩的拉力

7、做的功為900jc.08s內(nèi)建筑工人對水泥桶做的功為684jd.建筑工人對繩的拉力的功率為30w4.（2019曲靖）某一型號的汽車，其質(zhì)量為6000kg，輪胎與地面接觸面積為4250cm2，在一段平直公路上用1小時勻速行駛了108km，車受到的阻力為車重的0.2倍.g取10n/kg. 則下列結(jié)論錯誤的是（ ）a.該汽車的行駛速度108km/h b.該汽車對地面的壓強(qiáng)6105pac.該汽車在1小時內(nèi)牽引力所做的功6.0108j d.車受到的阻力為1.2104n 5.（2019山西）小明利用“3d”打印機(jī)，打印出和自己大小一樣的“自己”模型，但質(zhì)量只有自己的1/10，這個模型的密度是小明密度的。小

8、明把模型從一樓搬到二樓教室克服模型重力做功 j。6.（2019四川南充）將物體a放在水平面上，在水平拉力f1作用下，以v14m/s的速度向右勻速運(yùn)動，在同一水平面上，物體a受到水平拉力f2作用時，以v26m/s的速度向右勻速運(yùn)動兩次移動的距離相同，則兩次拉力做功w1w2（填“”、“”或“”），兩次拉力的功率p1p2（填“”、“”或“”）。7.（2019山東德州）我國首款大型水陸兩棲飛機(jī)“鯤龍”ag600如圖所示，該飛機(jī)蓄滿水后總質(zhì)量53.5t。為檢測飛機(jī)性能，先后進(jìn)行了模擬滅火和水面滑行測試。在滅火測試中：飛機(jī)盤懸在火場上方150m處，將所蓄水分次投下，每次投水200kg，用時20s到達(dá)地面。

9、在水面滑行測試中：飛機(jī)在水平面上以10m/s的速度沿直線勻速滑行了60s，若飛機(jī)發(fā)動機(jī)牽引力的總功率始終保持2.5106w.（水=1.0103kg/m3，g=10n/kg）求：（1）飛機(jī)蓄滿水靜止在水面上時排開水的體積；（2）每次投下的水在下落過程中重力做功的平均功率；（3）飛機(jī)在水面沿直線勻速滑行時，飛機(jī)所受的牽引力。8.（2019福建）航天迷小偉利用自降落傘模擬返回艙的降落過程。將帶有降落傘的重物從高處釋放，速度增大至10m/s時打開降落傘，重物開始減速下落。重物從釋放到落地共用時4s，其vt圖象如圖所示，落地前最后2s重物的運(yùn)動可視為勻速運(yùn)動。打開降落傘后，降落傘和重物受到的空氣阻力f與

10、速度v滿足關(guān)系f=kv2，k為定值。降落傘和重物的總質(zhì)量為7.5kg，g取10n/kg：求：（1）落地前最后2s降落傘和重物的總重力的功率；（2）剛開始減速時降落傘和重物受到的合外力大小。 9.（2019廣西南寧）如圖是一款新研發(fā)的機(jī)器人。若機(jī)器人重為15n，與地面的接觸面積是1103m2，牽引力大小是i0n、機(jī)器人在水平地面上沿直線行走l0m，用時100s。求：（1）機(jī)器人行走的平均速度；（2）機(jī)器人牽引力做的功；（3）機(jī)器人靜止時對水平面的壓強(qiáng)。10.（2019湖北荊門）一輛質(zhì)量2t的汽車，在平直公路上以額定功率80kw從靜止開始運(yùn)動，經(jīng)l5s運(yùn)動200m恰好達(dá)到最大速度，接著勻速運(yùn)動25

11、s關(guān)閉發(fā)動機(jī)，滑行100m停下。其t圖象如圖所示。已知汽車在運(yùn)動過程中受到的阻力恰為車重的0.2倍，求：（1）整個過程中發(fā)動機(jī)做的功；（2）汽車的最大速度最大（3）全程中汽車的平均速度。11.（2019重慶）某一轎車載著乘客在水平公路上勻速直線行駛1 min所通過的路程為720 m.已知轎車總質(zhì)量m 600 kg.受到的阻力f大小恒為轎車總重的0.1倍，輪胎與路面接觸的總面積s310-2m2.求：(1)轎車行駛的速度大小.(2)轎車對路面產(chǎn)生的壓強(qiáng).(3)牽引力對轎車做功的功率.12.（2019沈陽）如圖甲是某種型號的轎車，車的質(zhì)量為600kg。一次該車在一段平直的公路上勻速行駛，遇到車速監(jiān)控

12、檢測點(diǎn)。檢測點(diǎn)的距離傳感器從向車發(fā)出超聲波信號到接收到信號共用了0.6s。在連接距離傳感器的計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的該車運(yùn)動的st圖像如圖乙所示（g=10n/kg,超聲波在空氣中傳播速度為340m/s）。求： 甲 乙（1）該小轎車空載時對地面的壓力。（2）超聲波信號遇到小車時，小車與檢測監(jiān)控點(diǎn)的距離。（3）若小車在運(yùn)動中所受阻力大小為3000n，則小車在20s內(nèi)牽引力所做的功。13.（2019安徽合肥）如圖，水平地面上一個重為50n的物體，在大小為10n的水平拉力下作用下，向左做勻速直線運(yùn)動，在5s的時間內(nèi)通過的距離為2m。求物體運(yùn)動過程中： （1）所受摩擦力的大??； （2）拉力f做功的功率。 14

13、.（2019四川內(nèi)江）發(fā)生意外的民航客機(jī)緊急著陸后，打開緊急出口，狹長的氣裝會自動充氣，生成一條連接出口與地面的斜面，如圖所示，人員可沿著斜面滑行到地上。機(jī)艙口下沿距地面高度為3m，氣囊長為6m。一個質(zhì)量為50kg的人沿氣囊從出口處下滑到地面的平均速度為4m/s，g10n/kg。求：（1）他從出口滑到地面，需要的時間是多少？（2）他從出口滑到地面，重力做功是多少？參考答案1.【答案】d【解析】（1）爬山比賽過程中，兩人爬山的高度相同，根據(jù)w=gh求出做功之比；（2）根據(jù)p=求出功率之比。由題可知，媽媽與小明爬山的高度相同，媽媽的體重是小明的2倍，媽媽所用的時間是小明的3倍，由w=gh可得，媽媽

14、和小明克服重力做功之比：=；由p=可得，媽媽和小明克服重力做功的功率之比：=，故d正確。2.【答案】c【解析】（1）當(dāng)物體靜止時，靜摩擦力與推力二力平衡，大小相等；（2）當(dāng)物體運(yùn)動時，動摩擦力是不受推力大小影響的，只有勻速直線運(yùn)動時，摩擦力與推力二力平衡，大小相等，當(dāng)物體受到的推力變大或變小時，摩擦力都不變。（3）根據(jù)圖丙得出物體的速度，然后利用速度公式計(jì)算物體通過的距離，根據(jù)圖乙讀出拉力大小，再利用公的計(jì)算公式計(jì)算做的功；（4）影響動能的影響因素是物體的質(zhì)量和物體運(yùn)動的速度，影響重力勢能的因素是物體的質(zhì)量和物體的高度，其中動能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。在分析各個能量的變化時，根據(jù)各自的影響因素進(jìn)行

15、分析。a.由丙圖可知，前2s物體速度為零，仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，合力為零，則水平方向受到的摩擦力和拉力是一對平衡力；由乙圖可知，物體所受拉力為3n，則可知摩擦力也為3n；故a錯誤；b.在t=3s時，由乙圖可知物體受到的拉力為7n，由丙圖可知物體正在做加速運(yùn)動，此時摩擦力與拉力不平衡，物體受到的摩擦力一定不等于7n.故b錯誤；c.由丙圖可知，4s6s內(nèi)，物體做勻速直線運(yùn)動，速度為v=2m/s，則4s6s內(nèi)通過的距離s=vt=2m/s2s=4m，由圖乙知，4s6s時拉力f=5n，所以做的功為w=fs=5n4m=20j，故c正確。d.由丙圖可知，24s內(nèi)物體正在做加速運(yùn)動，其質(zhì)量不變，高度不變，速度變大，

16、則重力勢能不變，動能變大，所以物體的機(jī)械能變大。故d錯誤。3.【答案】bc【解析】（1）從圖像可以看出，10s時間，水泥桶上升的高度為3m，水泥桶勻速上升的速度為v=3m/10s=0.3m/s（2）3f=g+g動3f=g+g動=285n+15n=300n f=100n 010s拉力移動的距離為 s=3h=9m 010s內(nèi)建筑工人對繩的拉力做的功為w總=fs=100n 9m=900j （3）08s內(nèi)建筑工人對水泥桶做的功為w有=gh=285n 0.3m/s8s=684j（4）建筑工人對繩的拉力的功率為p= w總/t=900j /10s=90w4.【答案】c 【解析】（1）根據(jù)速度公式v=s/t可

17、求汽車的行駛速度為：v=s/t=108km/1h=108km/h，所以選項(xiàng)a結(jié)論正確；（2）汽車對地面壓力f=g=mg=6103kg10n/kg=6104n 地面受力面積已知，s=4250cm2=0.1 m2根據(jù)壓強(qiáng)公式p=f/s可求汽車對地面的壓強(qiáng)為p=f/s=6104n/0.1m2=6105pa所以選項(xiàng)b結(jié)論正確；（3）汽車勻速行駛，牽引力等于阻力，即牽引力f牽=f=0.2g=1.2104n行駛的路程已知s=108km，根據(jù)公式w=fs可求汽車牽引力所做的功為：w=f牽s=1.2104n108103m=1.296109j，所以選項(xiàng)c結(jié)論錯誤；（4）汽車勻速行駛，車受到的阻力等于牽引力。f牽

18、=f=0.2g=1.2104n，所以選項(xiàng)d結(jié)論正確。經(jīng)過上述分析求解，可以得出本題答案是c。5.【答案】；150?！窘馕觥浚?）和自己大小一樣的“自己”模型是與自己體積相同，質(zhì)量只有自己的，由此可知這個模型的密度；（2）估計(jì)小明的重力大約為500n，一層樓的高度大約為3m，由wgh可求得小明把模型從一樓搬到二樓教室克服模型重力做功。因?yàn)槟Ｐ秃秃妥约捍笮∫粯樱大w積v相同，已知質(zhì)量只有自己的，則這個模型的密度是小明密度的；小明的重力g500n，一層樓的高度大約為3m，則模型的重力gg500n50n，一層樓的高度h3m，把模型從一樓搬到二樓教室克服模型重力做功wgh50n3m150j。6.【答案】

19、；?！窘馕觥繉⑽矬wa放在水平面上，在水平拉力作用下，以一定的速度向右勻速運(yùn)動，在同一水平面上，壓力與接觸面的粗糙程度不變，摩擦力大小不變，根據(jù)二力平衡條件可知水平拉力都等于摩擦力，再根據(jù)wfs可求功的大小，由pfv可得功率的大小。將物體a放在水平面上，在水平拉力作用下，以一定的速度向右勻速運(yùn)動；同一物體在同一水平面上，壓力的大小與接觸面的粗糙程度均不變，則摩擦力大小不變，根據(jù)二力平衡條件可知，水平拉力都等于摩擦力，即f1f2f；兩次拉力相等，兩次移動的距離也相同，根據(jù)wfs可知，拉力做的功相等，即w1w2；兩次拉力相等，v14m/s，v26m/s，由pfv可知，兩次拉力的功率p1p2。7.【答

20、案】（1）飛機(jī)蓄滿水靜止在水面上時排開水的體積為53.5m3；（2）每次投下的水在下落過程中重力做功的平均功率為1.5104w；（3）飛機(jī)在水面沿直線勻速滑行時，飛機(jī)所受的牽引力為2.5105n?！窘馕觥浚?）因?yàn)閍g600蓄滿水后靜止在水面上，所以飛機(jī)受到的浮力：f浮=g=mg=53.5103kg10n/kg=5.35105n，由f浮=水gv排可得，排開水的體積：v排= f浮/水g =53.5m3；（2）每次投下的水在下落過程中重力做功：w=gh=m水gh=200kg10n/kg150m=3105j，重力做功的平均功率：p=w/t=1.5104w；（3）飛機(jī)發(fā)動機(jī)牽引力的總功率始終保持2.5

21、106w，因?yàn)閜=w/t=fv，所以，飛機(jī)在水面沿直線勻速滑行時，飛機(jī)所受的牽引力：f= p總/v =2.5106w /10m/s =2.5105n。8.【答案】（1）落地前最后2s降落傘和重物的總重力的功率為375w；（2）剛開始減速時降落傘和重物受到的合外力大小為225n?！窘馕觥浚?）降落傘和重物的總重力：g=mg=7.5kg10n/kg=75n；由圖象可知，落地前最后2s處于勻速直線運(yùn)動，速度為5m/s，落地前最后2s降落傘和重物的總重力的功率：p=w/t=fv=gv=75n5m/s=375w；（2）勻速直線下落時，處于平衡狀態(tài)，所受重力和阻力是一對平衡力，大小相等，即f=g=75n；

22、又因?yàn)閒=kv2，所以f1=kv12=g=75n，則k= f1/v12=3ns2/m2；剛開始減速時，降落傘和重物受到的阻力：f2=kv22=3ns2/m2（10m/s）2=300n；因阻力f2和重力g的方向相反，所以，剛開始減速時降落傘和重物受到的合外力大小：f=f2g=300n75n=225n。9.【答案】（1）機(jī)器人行走的平均速度為0.1m/s；（2）機(jī)器人牽引力做的功為100j；（3）機(jī)器人靜止時對水平面的壓強(qiáng)為1.5104pa?！窘馕觥浚?）機(jī)器人行走的平均速度：v=s/t=10m/100s=0.1m/s；（2）機(jī)器人牽引力做的功：w=fs=10n10m=100j；（3）機(jī)器人靜止時

23、對水平面的壓力：f=g=15n，受力面積s=1103m2，對地面的壓強(qiáng)：p=f/s=1.5104pa。10.【答案】（1）整個過程中發(fā)動機(jī)做的功為3.2106j；（2）汽車的最大速度為20m/s；（3）全程中汽車的平均速度為16m/s?！窘馕觥浚?）由題意可知，整個過程中發(fā)動機(jī)的工作時間：t=15s+25s=40s，由p=w/t可得，整個過程中發(fā)動機(jī)做的功：w=pt=80103w40s=3.2106j；（2）汽車的重力：g=mg=2000kg10n/kg=2104n，由題意和圖象可知，1540s汽車的速度最大且做勻速直線運(yùn)動，根據(jù)二力平衡條件和題意可得，汽車勻速運(yùn)動時的牽引力：f=f=0.2g

24、=0.22104n=4000n，由p=fv可得，汽車的最大速度：v最大=p/f=20m/s；（3）由v=s/t可得，勻速運(yùn)動的路程：s2=最大t2=20m/s25s=500m，由圖象可知，滑行100m用的時間t3=10s，則全程中汽車的平均速度：=s總/t總=（s1+ s2+ s3）/（t1+ t2+ t3）=（200m+ 500m+ 100m）/（15s+ 25s+ 10s）=16m/s。11.【答案】(1)轎車行駛的速度大小為12m/s.(2)轎車對路面產(chǎn)生的壓強(qiáng)為2105pa。(3)牽引力對轎車做功的功率為7200w.【解析】（1）根據(jù)公式v=s/t，求出轎車行駛的速度大小。轎車行駛的速度：；（2）根據(jù)公式g=mg，求出轎車的總重力，轎車對地面的壓力等于轎車的總重力，再根據(jù)公式p=f/s，求出轎車對路