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文檔簡(jiǎn)介
中考物理復(fù)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)+典型考題詳解:功和功率
一、功
1.功:如果一個(gè)力作用在物體上,物體在這個(gè)力的方向上移動(dòng)一段距離,就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做
了功,用符號(hào)w表示
2.做功的兩個(gè)因素:一是作用在物體上的力,二是物體在力的方向上通過(guò)的距離。
在下列三種情況下,力對(duì)物體沒(méi)有做功:
不做功的情
分析事例
況
物體在運(yùn)動(dòng)方向上沒(méi)有受到力的作用,足球離開(kāi)腳后在水平面上滾
有距離無(wú)力由于慣性通過(guò)一段距離,也就是沒(méi)有力動(dòng)了一段距離,人對(duì)足球沒(méi)
做功,也稱為“不勞無(wú)功”有做功
有力作用在物體上,但物體沒(méi)動(dòng),即物小朋友用力但沒(méi)有搬起石
有力無(wú)距離
體沒(méi)有通過(guò)距離,也叫“勞而無(wú)功”頭,對(duì)石頭沒(méi)有做功
提水桶,水桶水平移動(dòng)了一
力與距離的物體受到了力的作用,也通過(guò)了一段距
段距離,豎直提桶的力不做
方向垂直離,但通過(guò)的距離與受力的方向垂直
功
2.功的計(jì)算
(1)力學(xué)里規(guī)定:功等于力跟物體在力的方向上通過(guò)的距離的乘積。
(2)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,單位牛頓;s表示沿
力的方向移動(dòng)的距離,單位是米。
公式解題注意事項(xiàng)解題步驟
①重力計(jì)算過(guò)程中質(zhì)量的單位換算;
功的W=Gh②看清題目中求的是單個(gè)物體的重力①先確定力的大?。?/p>
計(jì)算還是幾個(gè)物體的重力②再確定距離的多少;
③選擇適當(dāng)?shù)墓竭M(jìn)行
當(dāng)物體做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)根據(jù)二力平衡求計(jì)算
W=fs
解摩擦力
1.隨著云時(shí)代的來(lái)臨,大數(shù)據(jù)也吸引了越來(lái)越多的關(guān)注。同學(xué)們?cè)诔踔形锢韺W(xué)習(xí)的過(guò)程中,
也接觸到了許多數(shù)據(jù)。下列符合生活實(shí)際的是()
A.分子的尺度約為1mm
B.此時(shí)考場(chǎng)的大氣壓約為lOOOPa
C.將兩個(gè)雞蛋舉高1m做功約10J
D.一名初中生以正常速度爬樓梯的功率約為100W
【答案】D
【詳解】A.分子的量度單位為10mm,即O.lnm,故A不符合實(shí)際;
B.考場(chǎng)的大氣壓接近一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,約1.0xl05pa,故B不符合實(shí)際;
C.兩個(gè)雞蛋重力約1N,舉高1m做功
l/l/=G/?=lNxlm=lJ
故C不符合實(shí)際;
D.一初中生以正常速度從一樓登上三樓所做功為
W=Gh=mgh=50kgxl0N/kgx6m=3000J
一初中生以正常速度從一樓登上三樓用時(shí)間約30s,爬樓梯的功率約為功率
W_3000J_
Pt30s100W
故D符合實(shí)際。
故選D。
2.下列生活實(shí)例中,人對(duì)物體施加的力做功的有()
甲:箱子在推力作用乙:提看小桶在水平路丙:用盡全力搬石?。何矬w在繩子作用
下前進(jìn)了一段距離面勻速前行一段距離頭,搬而未起下升高一段距離
A.甲和乙B.甲和丁C.乙和丙D.丙和丁
【答案】B
【詳解】做功的兩個(gè)必要因素:一是作用在物體上的力;二是物體在力的方向上通過(guò)一段距
離,二者缺一不可。
甲中,箱子在推力的作用下向前運(yùn)動(dòng)了一段距離,有力作用在箱子上,箱子在力的方向上通
過(guò)了距離,所以推力對(duì)物體做了功;
乙中,提著小桶在水平路上前行,人給小桶一個(gè)向上的力,而小桶沿水平方向移動(dòng),小桶向
上沒(méi)有移動(dòng)距離,人對(duì)小桶沒(méi)有做功;
丙中,用盡全力搬石頭,但未搬動(dòng),有力作用在物體上,但沒(méi)有移動(dòng)距離,不做功;
丁中,物體在繩子的作用下沿力的方向升高一段距離,力對(duì)物體做了功。
綜上,ACD不符合題意,B符合題意。
故選Bo
3.某工人在水平地面上,用50N的水平推力推動(dòng)重為100N的物體,使它沿水平方向移動(dòng)
3m,該過(guò)程中重力所做的功是J,水平推力所做的功是J。
【答案】0150
【詳解】口]物體在水平地面上移動(dòng)3m,沒(méi)有在重力的方向上移動(dòng)距離,所以重力不做功,
即重力所做的功為0。
⑵水平推力所做的功W=Fs=50Nx3m=150J
4.該飛機(jī)有〃=14個(gè)輪子,滿載靜止在水平跑道上時(shí)每個(gè)輪子與地面的接觸面積約為
S0=0.3m1疫情期間,該飛機(jī)執(zhí)行一次飛行任務(wù),滿載著抗疫物資從成都飛抵武漢,已知
起飛質(zhì)量6=210t,飛行高度/?=800m,飛行距離s=1080km,飛行時(shí)間f=100min。g取
10N/kg,求:
(1)飛機(jī)滿載靜止在水平跑道上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)p;
(2)飛機(jī)飛行過(guò)程中的平均速度也
(3)飛機(jī)升空過(guò)程克服重力做的功
59
【答案】(1)5xlOPa.(2)i80m/s;(3)l-68xlOJ
【詳解】解:(1)飛機(jī)的總重力
G=mg=21OxlO3kgxlON/kg=2.1xlO6N
飛機(jī)滿載靜止在水平跑道上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)
(2)匕機(jī)K行過(guò)程中的平均速度
(3)飛機(jī)升空過(guò)程克服重力做的功
W=G/?=2.1xlO6Nx8OOm=1.68xlO9J
答:(1)飛機(jī)滿載靜止在水平跑道上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)是5xlO'Pa;
(2)飛機(jī)飛行過(guò)程中的平均速度是180m/s;
(3)飛機(jī)升空過(guò)程克服重力做的功是1.68X109J?
二、功率
1.定義:功和做功時(shí)間之比叫做功率。
2.物理意義:表示做功快慢的物理量。
3.公式:,。
4.單位:主單位W,常用單位kW,換算:lkW=103w。
5.功率的計(jì)算
功率的計(jì)算公式為7,其中P表示功率,單位是瓦特;W表示做功的多少,單位是焦
pn—_W_—_F_s—rV
耳;t表示時(shí)間,單位是秒。公式推導(dǎo):tto
注意:P、IV、t必須對(duì)應(yīng)于同一段時(shí)間和同一物體;/具有普遍性,不限制物體的運(yùn)
P=—
動(dòng)狀態(tài),題目中若出現(xiàn)距離,則考慮公式,/;若出現(xiàn)速度,沒(méi)有距離,則考慮公
式P=Fv。
例題
1.如圖甲所示,一物塊放在水平面上,用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉動(dòng),兩次拉動(dòng)物塊得到
的5-t圖像如圖乙所示,對(duì)應(yīng)的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)分別為8和F2,兩次拉力的功率分別為々
和P2,下列說(shuō)法正確的是()
A.月B.々〈鳥(niǎo)C.片>鳥(niǎo)D.片=鳥(niǎo)
【答案】C
【詳解】根據(jù)5-t圖像可知,兩次均做勻速直線運(yùn)動(dòng),在水平方向上,物體在拉力、滑動(dòng)摩
擦力二力作用下平衡,且滑動(dòng)摩擦力只與壓力、接觸面粗糙度有關(guān),所以兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)的拉力
大小相同,則彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F]和F2相同;相同的時(shí)間,第1次運(yùn)動(dòng)的距離大于第2次,
則第1次的速度較大,根據(jù)可知片故ABD錯(cuò)誤,C正確。
故選Co
2.小華同學(xué)用80N的水平推力,推放在水平地面上重500N的物體,使其作勻速直線運(yùn)動(dòng)。
若該物體在10s內(nèi)移動(dòng)5m,則在此過(guò)程中它的速度為m/s,小華做的功是J,功
率是W<.
【答案】0.540040
【詳解】[1]物體的速度
丫=上==0.5m/s
t10s
⑵小華做的功
W=Fs=80Nx5m=400J
[3]小華的功率
「上=幽=4?
t10s
3.無(wú)為高鐵站站房面積約3500平方米,無(wú)為站的站房南北長(zhǎng)72米,東西寬49.8米,高
23米,站房高峰每小時(shí)客流量按1380人標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。某列車(chē)以60m/s的速度勻速行駛100s,
行駛中受到的阻力為1X105N,這一勻速行駛過(guò)程中列車(chē)克服阻力做功的功率為Wo
&處有:
1E要
【答案】6xl06
【詳解】列車(chē)以v=60m/s勻速行駛,行駛中受到的阻力為
/=lxlO5N
此過(guò)程列車(chē)克服阻力做功的功率為
56
P=IK=A=/v=lxlONx60m/s=6xlOW
一、單選題
1.某同學(xué)把裝有20個(gè)雞蛋的塑料袋從1樓提到3樓,他提雞蛋的力做的功最接近
于()
A.6JB.30JC.60JD.90J
【答案】C
【詳解】一個(gè)雞蛋的質(zhì)量約為50g,20個(gè)雞蛋的質(zhì)量約為加=20?50g=1000g=lkg
20個(gè)雞蛋的重約為G=,"g=l峨kg=10N
1樓到3樓的高度為6m,把裝有20個(gè)雞蛋的塑料袋從1樓提到3樓,他提雞蛋的力做的功
約為W=G/i=10N?6m=60J
故選Co
2.人體攝入過(guò)多的能量會(huì)轉(zhuǎn)化為脂肪引起肥胖,某品牌可樂(lè)的營(yíng)養(yǎng)成分表如下,質(zhì)量為60kg
的小丁喝了一罐該品牌可樂(lè)后,想通過(guò)爬樓梯的方式來(lái)消耗此次攝入的能量,g取10N/kg,
為了達(dá)到目標(biāo),他需要爬樓梯的高度最接近()
項(xiàng)II每罐
能量594千焦
蛋白質(zhì)0克
脂肪0克
碳水化合物35.0克
---糖35.0克
鈉39.6毫克
A.10000mB.1000mC.100mD.60m
【答案】B
【詳解】由可樂(lè)的營(yíng)養(yǎng)成分表可知,一罐可樂(lè)能量為Q=594000J;小丁受到的重力為
G=n?g=60kgxl0N/kg=600N
又有W=Gh可得,爬樓梯消耗的能量
W=Q=600Nx力=594000J
解得h=990m,所以他需要爬樓梯的高度最接近1000m。
故選B。
3.撐桿跳是使用撐桿做一系列動(dòng)作使人體越過(guò)一定高度的田徑項(xiàng)目,它可依次分解為如圖
所示幾個(gè)連續(xù)的過(guò)程。身高1.9m、體重80kg的運(yùn)動(dòng)員,在一次撐桿跳訓(xùn)練中的成績(jī)是5m,
則他克服重力做的功最接近(運(yùn)動(dòng)員起跳前重心高約1m)()
A.1600JB.2400JC.3200JD.4000J
【答案】C
【詳解】運(yùn)動(dòng)員撐桿跳訓(xùn)練中的成績(jī)是5m,其重心升高到5m高度處;該運(yùn)動(dòng)員身高1.9m,
重心的高度約為1m,故跳過(guò)5m的高度時(shí),克服重力做功為
W=G/?=mgAh=80kgxl0N/kgx(5-l)m=3200J
故ABD不符合題意;C符合題意。
故選Co
4.下列有關(guān)中學(xué)生的估測(cè)符合實(shí)際的是()
A.眨眼一次的時(shí)間約為3s
B.正常步行的速度約為1.4km/h
C.游泳時(shí)受到的浮力約為500N
D.完成一次引體向上做的功約為2000J
【答案】C
【詳解】A.眨一次眼的時(shí)間約是十分之一秒,故A不符合題意;
B.正常步行的速度約為lm/s,合3.6km/h,故B不符合題意;
C.人體重約500N,人密度與水相當(dāng),可認(rèn)為懸浮在水中,浮力與重力相等,因此游泳時(shí)受
到的浮力約為500N,故C符合題意;
D.人體重約500N,完成一次引體向上,上升高度為手臂長(zhǎng),約0.6m,因此做的功約為
W=mgh=500Nx0.6m=300J
故D不符合題意。
故選C。
5.一物體在拉力的作用下沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng),物體在前5s內(nèi)加速行駛了30m,后5
秒內(nèi)以10m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),若物體在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中所受的阻力大小始終為20N,
通過(guò)計(jì)算可知()
A.前5s內(nèi),物體的平均速度為5m/sB.前5s內(nèi),物體的拉力等于阻力為20N
C.后5s內(nèi),拉力做的功為1000JD.后5s內(nèi),拉力做功的功率為:LOOW
【答案】C
【詳解】A.前5s內(nèi),物體的平均速度
s.30m/.
v.=—=------=6m/s
1%5s
故A不符合題意;
B.前5s內(nèi),物體做的是加速運(yùn)動(dòng),不是處于平衡狀態(tài),則物體在水平方向所受的拉力與阻
力不是一對(duì)平衡,它們的大小不等,則阻力的大小不等于20N,故B不符合題意;
C.后5s內(nèi),物體移動(dòng)的距離
S2=v2t2=10m/sx5s=50m
拉力所做的功
W=Fs2=20Nx50m=1000J
D.后5s內(nèi),拉力做功的功率
P=Fv2=20Nxl0m/s=200W
故D不符合題意。
故選C?
6.高仿真渦噴(指發(fā)動(dòng)機(jī)類型)航模飛機(jī)(圖甲)的表演極具觀賞性。這種航模飛機(jī)需在
跑道上加速滑行一段距離,獲得足夠的升力后才能起飛。已知航模飛機(jī)在起飛離地前,平直
跑道對(duì)它的支持力F文與滑行距離5的關(guān)系如圖乙所示。發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的推力為300N,滑行中
獲得的升力為F#=c/,式中比例系數(shù)c=7.5N?s2/m2,v是航模飛機(jī)的滑行速度。g取10N/kg,
根據(jù)圖像解答下列問(wèn)題:
甲乙
(1)航模飛機(jī)的質(zhì)量為kg,起飛過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)做的功為J;
(2)航模飛機(jī)起飛離地時(shí)獲得的升力為N,速度為m/s;
(3)根據(jù)航模飛機(jī)在豎直方向的受力和圖乙的解析式,推導(dǎo)其滑行距離S與滑行速度v之
間的關(guān)系式。
s=—v2
【答案】108900010801224
【詳解】(1)[1]根據(jù)圖乙可知,當(dāng)飛機(jī)靜止時(shí),所受重力與支持力平衡,大小相等,即
G=F丈o=lO8ON
飛機(jī)的質(zhì)量為
G1080N
=108kg
m=10N/kg
⑵根據(jù)圖乙可知,飛機(jī)起飛前的滑行的距離為5=30m,飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)做的功為
W=B=300Nx30m=9000J
(2)⑶飛機(jī)剛好離地時(shí),獲得的升力大小等于飛機(jī)的重力,即
Fz?=G=1080N
⑷由
F片cv2
可得,飛機(jī)的速度為
1080N
v==12m/s
7.5N-s2/m2
(3)⑸在乙中,設(shè)支持力F支與滑行距離5之間的關(guān)系為
F支=ks+b
代入數(shù)據(jù)有
1080N=kxOm+b①
0N=kx30m+b②
由①②兩式可得
k=-36,h=1080
即:支持力Fg與滑行距離s之間的關(guān)系為
F^-=(1080-36s)N
滑行過(guò)程中飛機(jī)的受力關(guān)系為
G=F〃+F支
結(jié)合關(guān)系式
F//-CV2
可得
1080N=c/+(1080-36s)N
代入c=7.5N”2/m2可得滑行距離s與滑行速度v之間的關(guān)系式為
7.如圖所示,記錄了兩輛汽車(chē)在平直的公路上行駛時(shí),在相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程。甲圖
中汽車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng),受到的阻力為1200N;乙圖中汽車(chē)做加速運(yùn)動(dòng)。求:
(1)甲圖中汽車(chē)的速度;
(2)乙圖中汽車(chē)在前30s內(nèi)的平均速度;
(3)甲圖中汽車(chē)牽引力在40s內(nèi)所做的功。
010s20s30s40s
0300m600m900tn1200m
甲
010s20s30s40s
0200m450m750m1200m
乙
【答案】(1)30m/s;(2)25m/s;(3)必?
【詳解】解:(1)甲圖中汽車(chē)的速度
s1200m”,
v=—=---------=30m/s
t40s
(2)乙圖中汽車(chē)在前30s內(nèi)的平均速度
,s'750m
v=—=---=25m/s
f30s
(3)甲圖中汽車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng),受到的阻力為1200N,則甲圖中汽車(chē)的牽引力
F=/=12(X)N
甲圖中汽車(chē)牽引力在40s內(nèi)所做的功
W=Fs=1200N41.44?10J6
答:(1)甲圖中汽車(chē)的速度為30m/s;
(2)乙圖中汽車(chē)在前30s內(nèi)的平均速度為25m/s;
(3)甲圖中汽車(chē)牽引力在40s內(nèi)所做的功為184?
8.雜技表演在我國(guó)具有悠久的歷史。如圖所示為雜技“頂竿"表演,甲站在地面上,肩上頂
著一根重為G】=50N的豎直竹竿,重為G2=550N的乙沿竹竿勻速上爬4m,然后甲頂著乙在
水平地面上緩慢直立行走2m。求在此過(guò)程中:
(1)乙受到摩擦力的大小和方向;
(2)摩擦力對(duì)乙所做的功;
(3)甲對(duì)竿和乙做的功。
乙
【答案】(1)550N,方向豎直向上;(2)2200J:(3)0
【詳解】(1)乙沿竹竿勻速上爬和乙在竹竿上靜止時(shí)均處于平衡狀態(tài),受到的摩擦力和重力
是一對(duì)平衡力,所以,乙受到摩擦力的大小
戶G2=550N
方向和重力的方向相等,即豎直向上。
(2)乙沿竹竿勻速上爬時(shí),摩擦力對(duì)乙所做的功
W/=/h=550Nx4m=2200J
甲頂著乙在水平地面上緩慢直立行走2m時(shí),豎直方向沒(méi)有移動(dòng)的距離,此過(guò)程中摩擦力對(duì)
乙所做的功為0J,所以,在此過(guò)程中摩擦力對(duì)乙所做的功為2200J。
(3)甲對(duì)竿和乙的作用力是豎直向上的,乙沿竹竿勻速上爬時(shí)甲靜止,甲頂著乙在水平地
面上緩慢直立行走2m時(shí)運(yùn)動(dòng)的方向是水平方向的,所以,在此過(guò)程中甲對(duì)竿和乙的作用力
方向上沒(méi)有移動(dòng)的距離,則
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