專(zhuān)題04機(jī)械功和功率的綜合(常考)計(jì)算(原卷版+解析)

2023年中考物理三輪復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算壓軸及創(chuàng)新題精準(zhǔn)練的41個(gè)專(zhuān)題突破(全國(guó)通用)第二部分新課標(biāo)16類(lèi)中考重點(diǎn)計(jì)算壓軸難題專(zhuān)題04機(jī)械功和功率的綜合（?？迹┯?jì)算（共14道題）1.（2022江蘇連云港）2022年北京冬奧會(huì)上智能設(shè)備廣泛應(yīng)用，一款智能送餐機(jī)器人的重力是，如果機(jī)器人在水平路面上以的速度沿直線勻速運(yùn)動(dòng)，它所受到的阻力為。機(jī)器人的重力做功J，牽引力對(duì)機(jī)器人做功J。2.（2022甘肅金昌）小勇放學(xué)后，背著重40N的書(shū)包沿水平路面走了200m，用時(shí)3min，又用1min爬上了大約9m高的四樓回到了家，小勇的重力為600N。則他在回家過(guò)程中對(duì)書(shū)包所做的功為J，他所做總功的功率是_W。3.（2022甘肅蘭州）如圖所示，物塊在水平拉力（大小未知）的作用下，在水平直線軌道上運(yùn)動(dòng)，其中。已知物塊在段和段分別以和的速度勻速運(yùn)動(dòng)，且在段、段所受摩擦力分別為和，則該物塊通過(guò)段和段所用的時(shí)間之比為_(kāi)，拉力在段做功的功率為W。4.（2022深圳）一校車(chē)質(zhì)量為30t，車(chē)輪與地面總接觸面積為0.5m2，水平勻速行駛時(shí)校車(chē)受到的阻力為重力的0.03倍，校車(chē)勻速行駛200米，問(wèn)：（1）求車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)；（2）校車(chē)2小時(shí)內(nèi)行駛了150km，問(wèn)平均速度超不超過(guò)限速（限速80km/h）；（3）整個(gè)過(guò)程牽引力做功多少？5.（2022安徽）在一次跳傘表演中，運(yùn)動(dòng)員在的時(shí)間內(nèi)豎直向下勻速降落了。若運(yùn)動(dòng)員和降落傘作為整體受到的重力為，求這個(gè)整體在該過(guò)程中：（1）所受阻力的大小；（2）所受重力做功的功率。6.爸爸給小林買(mǎi)了一部電動(dòng)平衡車(chē)。小林從家騎該電動(dòng)平衡車(chē)以的速度勻速行駛，用到達(dá)了市民廣場(chǎng)。小林的質(zhì)量為，g取，求：(1)小林家到市民廣場(chǎng)的距離是多少？(2)小林在市民廣場(chǎng)水平路面上騎行時(shí)，車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少？(3)若騎行平衡車(chē)時(shí)所受阻力為人和車(chē)總重的0.1倍，則小林在市民廣場(chǎng)中以最高速度騎行時(shí)，平衡車(chē)動(dòng)力的功率是多少？平衡車(chē)參數(shù)材質(zhì)鎂合金高彈性車(chē)架凈重（含電池組）最高車(chē)速充電時(shí)間約4小時(shí)輪胎個(gè)數(shù)2輪胎總觸地面積7.（2022黑龍江牡雞）如圖所示工人師傅正在用叉車(chē)搬運(yùn)貨物，現(xiàn)將質(zhì)量為1t的貨物勻速提高1.5m用時(shí)5s。試求：（1）貨物上升的速度是多少?（2）貨物所受到重力是多少?（3）叉車(chē)提升貨物時(shí)對(duì)貨物所做的功是多少?（4）叉車(chē)提升貨物的功率是多少?8.（2022四川成都）小楊同學(xué)品學(xué)兼優(yōu)，全面發(fā)展，熱愛(ài)勞動(dòng)，周末，他從超市采購(gòu)歸來(lái)，手提一袋大米，站在勻速豎直上升的電梯內(nèi)。（1）若小楊及所帶物品的總重為700N，在電梯上升10m的過(guò)程中，求電梯對(duì)他的支持力做的功；（2）若這袋大米總質(zhì)量為5kg，手的受力面積為2cm2，g取10N/kg，求他的手受到的壓強(qiáng)。9.（2022四川內(nèi)江）車(chē)速過(guò)快是造成交通事故的重要原因之一，為限制車(chē)速，常常在下坡路段設(shè)置減速帶。如圖所示是有減速帶的斜坡示意圖，在傾角為的斜坡上有7個(gè)減速帶，相鄰兩個(gè)減速帶間的距離均為50m?，F(xiàn)有一輛質(zhì)量為1.2t的小汽車(chē)，從斜坡上離減速帶有一定距離的某處開(kāi)始下滑，由于減速帶、小汽車(chē)制動(dòng)等因素的影響，使得小汽車(chē)通過(guò)相鄰減速帶間的平均速度均為10m/s。（小汽車(chē)的長(zhǎng)度不計(jì)，減速帶的寬度不計(jì)，g=10N/kg）則：（1）小汽車(chē)從第1個(gè)減速帶行駛到第7個(gè)減速帶所用的時(shí)間是多少？（2）小汽車(chē)從第1個(gè)減速帶行駛到第7個(gè)減速帶的過(guò)程中，重力做的功為多少？10.（2022上海）用大小為5牛的水平方向的拉力F使重力為20牛的物體在10秒內(nèi)勻速運(yùn)動(dòng)10米，求這段時(shí)間里物體拉力F做的功W和功率P。11.（2022遼寧營(yíng)口）隨著科技發(fā)展，有些餐廳利用機(jī)器人送餐。某次送餐時(shí)，機(jī)器人與食物的總質(zhì)量為30kg，輪子與水平地面的接觸面積為1×10-3m2，機(jī)器人受到的阻力為30N。求：（1）靜止時(shí)機(jī)器人對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；（g取10N/kg）（2）機(jī)器人水平勻速運(yùn)動(dòng)36m，用時(shí)1min，牽引力做功的功率是多少？12.（2022四川重慶）“共建衛(wèi)生城市，構(gòu)建美好家園”，如圖所示是“霧炮車(chē)”噴灑水霧以減少揚(yáng)塵的情段。某次噴酒完后，該車(chē)在的牽引力作用下，勻速通過(guò)200m的平直道路用時(shí)20s。求：（1）此過(guò)程中該車(chē)的速度；（2）此過(guò)程中該車(chē)牽引力的功率。13.（2022甘肅金昌）綠色環(huán)保已成為人們生活中重要的理念。電動(dòng)汽車(chē)是一種節(jié)能環(huán)保的交通工具，某電動(dòng)汽車(chē)部分參數(shù)如下。若某次車(chē)滿載時(shí)，車(chē)和人的總質(zhì)量為1.8噸，四個(gè)車(chē)輪與水平地面接觸面積分別為50cm2（g=10N/kg）。求：（1）滿載時(shí)汽車(chē)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；（2）若汽車(chē)以108km/h的速度在平直高速公路勻速行駛20分鐘，行駛的距離是多少；（3）若汽車(chē)在額定功率下沿平直公路以10m/s的速度勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)效率為80%，則汽車(chē)在行駛過(guò)程中受到的阻力大小。額定乘客人數(shù)5電動(dòng)機(jī)額定電壓500V電動(dòng)機(jī)額定功率100kW電池容量500Ah14.（2022貴州黔東南州）據(jù)新華社報(bào)道，5月31日上午，貴陽(yáng)至黃平高速公路全線通車(chē)。貴黃高速的通車(chē)，將極大地方便沿線群眾出行，提升貴陽(yáng)市、黔南州、黔東南州至長(zhǎng)江三角洲、長(zhǎng)株潭城市群通道運(yùn)輸能力，對(duì)完善全省高速公路網(wǎng)絡(luò)、推動(dòng)沿線資源開(kāi)發(fā)、振興鄉(xiāng)村經(jīng)濟(jì)提供強(qiáng)有力的交通支撐。貴黃高速主線全長(zhǎng)120.6公里，設(shè)計(jì)時(shí)速100公里。周末，小明與他爸爸從黃平開(kāi)著小汽車(chē)到貴陽(yáng)游玩，人和車(chē)的總質(zhì)量為1.5t，四輪與地面接觸總面積為200cm2。若小汽車(chē)在行駛過(guò)程中受到的阻力是人和車(chē)總重力的0.04倍（取g=10N/kg），求：（1）因車(chē)發(fā)生故障，當(dāng)車(chē)停在水平應(yīng)急道上（人未下車(chē)）時(shí)，車(chē)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；（2）若該車(chē)在某平直路段以72km/h的速度勻速行駛了25s，此過(guò)程小汽車(chē)牽引力的功率。2023年中考物理三輪復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算壓軸及創(chuàng)新題精準(zhǔn)練的41個(gè)專(zhuān)題突破(全國(guó)通用)第二部分新課標(biāo)16類(lèi)中考重點(diǎn)計(jì)算壓軸難題專(zhuān)題04機(jī)械功和功率的綜合（?？迹┯?jì)算（共14道題）1.（2022江蘇連云港）2022年北京冬奧會(huì)上智能設(shè)備廣泛應(yīng)用，一款智能送餐機(jī)器人的重力是，如果機(jī)器人在水平路面上以的速度沿直線勻速運(yùn)動(dòng)，它所受到的阻力為。機(jī)器人的重力做功J，牽引力對(duì)機(jī)器人做功J?！敬鸢浮?3000【解析】重力的方向是豎直向下的，機(jī)器人在水平路面上運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有在重力的方向上通過(guò)一定的距離，重力沒(méi)有做功，即重力做功為零。機(jī)器人勻速直線運(yùn)動(dòng)，受到的牽引力和阻力是平衡力，由二力平衡條件得到牽引力F=f=60N牽引力對(duì)機(jī)器人做功W=Fs=60N×50m=3000J2.（2022甘肅金昌）小勇放學(xué)后，背著重40N的書(shū)包沿水平路面走了200m，用時(shí)3min，又用1min爬上了大約9m高的四樓回到了家，小勇的重力為600N。則他在回家過(guò)程中對(duì)書(shū)包所做的功為J，他所做總功的功率是_W?！敬鸢浮?6024【解析】小勇回家過(guò)程中對(duì)書(shū)包的作用力沿豎直方向，所以他背著書(shū)包在水平路面行走時(shí)，他對(duì)書(shū)包不做功，只在爬樓過(guò)程對(duì)書(shū)包做了功。所做的功上樓時(shí)，小勇不僅要克服書(shū)包的重力做功，還要克服自身重力做功?？朔陨碇亓ψ龅墓ψ龅目偣φ麄€(gè)過(guò)程所用時(shí)間所做總功的功率3.（2022甘肅蘭州）如圖所示，物塊在水平拉力（大小未知）的作用下，在水平直線軌道上運(yùn)動(dòng)，其中。已知物塊在段和段分別以和的速度勻速運(yùn)動(dòng)，且在段、段所受摩擦力分別為和，則該物塊通過(guò)段和段所用的時(shí)間之比為_(kāi)，拉力在段做功的功率為W?！敬鸢浮?∶12【解析】由速度公式可得，該物塊通過(guò)AB段所用時(shí)間通過(guò)CD段所用時(shí)間則該物塊通過(guò)AB段和CD段所用的時(shí)間之比為物塊在AB段做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，所受的拉力根據(jù)可知拉力F在AB段做功的功率4.（2022深圳）一校車(chē)質(zhì)量為30t，車(chē)輪與地面總接觸面積為0.5m2，水平勻速行駛時(shí)校車(chē)受到的阻力為重力的0.03倍，校車(chē)勻速行駛200米，問(wèn)：（1）求車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)；（2）校車(chē)2小時(shí)內(nèi)行駛了150km，問(wèn)平均速度超不超過(guò)限速（限速80km/h）；（3）整個(gè)過(guò)程牽引力做功多少？【答案】（1）6×105Pa；（2）不超過(guò)；（3）1.8×106J【解析】（1）校車(chē)質(zhì)量m=30t=3×104kg校車(chē)的重力校車(chē)對(duì)地面壓強(qiáng)（2）校車(chē)行駛的平均速度因?yàn)?5km/h小于限速80km/h，所以校車(chē)的平均速度不超過(guò)限速。（3）水平勻速行駛時(shí)校車(chē)受到的阻力為重力的0.03倍，所以牽引力整個(gè)過(guò)程牽引力做功答：（1）車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)為6×105Pa；（2）校車(chē)2小時(shí)內(nèi)行駛了150km，平均速度不超過(guò)限速；（3）整個(gè)過(guò)程牽引力做功1.8×106J。5.（2022安徽）在一次跳傘表演中，運(yùn)動(dòng)員在的時(shí)間內(nèi)豎直向下勻速降落了。若運(yùn)動(dòng)員和降落傘作為整體受到的重力為，求這個(gè)整體在該過(guò)程中：（1）所受阻力的大?。唬?）所受重力做功的功率。【答案】（1）1000N；（2）6000W【解析】（1）有題可知，運(yùn)動(dòng)員在做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故受到的阻力與重力是一對(duì)平衡力，故阻力為（2）重力做的功為所受重力做功的功率為答：（1）所受阻力的大小1000N；（2）所受重力做功的功率為6000W。6.爸爸給小林買(mǎi)了一部電動(dòng)平衡車(chē)。小林從家騎該電動(dòng)平衡車(chē)以的速度勻速行駛，用到達(dá)了市民廣場(chǎng)。小林的質(zhì)量為，g取，求：(1)小林家到市民廣場(chǎng)的距離是多少？(2)小林在市民廣場(chǎng)水平路面上騎行時(shí)，車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少？(3)若騎行平衡車(chē)時(shí)所受阻力為人和車(chē)總重的0.1倍，則小林在市民廣場(chǎng)中以最高速度騎行時(shí)，平衡車(chē)動(dòng)力的功率是多少？平衡車(chē)參數(shù)材質(zhì)鎂合金高彈性車(chē)架凈重（含電池組）最高車(chē)速充電時(shí)間約4小時(shí)輪胎個(gè)數(shù)2輪胎總觸地面積【答案】(1)3km；(2)1×106Pa；(3)250W【解析】(1)小林家到市民廣場(chǎng)的距離s=vt=12km/h×=3km(2)車(chē)對(duì)地面的壓力F=G總=(m人+m車(chē))g=(40kg+10kg)×10N/kg=500N車(chē)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)(3)平衡車(chē)的最大速度v=18km/h=5m/s因平衡車(chē)的最大速度勻速直線行駛時(shí)處于平衡狀態(tài)，平衡車(chē)的動(dòng)力和所受的阻力是一對(duì)平衡力，所以，平衡車(chē)的動(dòng)力F′=f=0.1G總=0.1×500N=50N平衡車(chē)動(dòng)力的功率P==50N×5m/s=250W7.（2022黑龍江牡雞）如圖所示工人師傅正在用叉車(chē)搬運(yùn)貨物，現(xiàn)將質(zhì)量為1t的貨物勻速提高1.5m用時(shí)5s。試求：（1）貨物上升的速度是多少?（2）貨物所受到重力是多少?（3）叉車(chē)提升貨物時(shí)對(duì)貨物所做的功是多少?（4）叉車(chē)提升貨物的功率是多少?【答案】（1）0.3m/s；（2）104N；（3）1.5×104J；（4）3×103W【解析】（1）貨物上升的速度（2）貨物所受的重力G=mg=1000kg×10N/kg=104N（3）叉車(chē)提升貨物時(shí)對(duì)貨物所做的功W=Fs=104N×1.5m=1.5×104J（4）叉車(chē)提升貨物的功率8.（2022四川成都）小楊同學(xué)品學(xué)兼優(yōu)，全面發(fā)展，熱愛(ài)勞動(dòng)，周末，他從超市采購(gòu)歸來(lái)，手提一袋大米，站在勻速豎直上升的電梯內(nèi)。（1）若小楊及所帶物品的總重為700N，在電梯上升10m的過(guò)程中，求電梯對(duì)他的支持力做的功；（2）若這袋大米總質(zhì)量為5kg，手的受力面積為2cm2，g取10N/kg，求他的手受到的壓強(qiáng)?！敬鸢浮浚?）7×103J；（2）25×105Pa【解析】（1）由題意可知，電梯對(duì)小楊的支持力F等于小楊的總重力G總，即F=G總=700N電梯上升的高度為h=10m，故由W=Fs可得，電梯對(duì)他的支持力做的功為W=Fs=G總h=700N×10m=7×103J（2）由受力分析可知，大米對(duì)手的壓力F壓大小等于大米的重力G大小，即F壓=G=mg=5kg×10N/kg=50N由可得，手受到的壓強(qiáng)為答：（1）電梯對(duì)他的支持力做的功為7×103J；（2）他的手受到的壓強(qiáng)為2.5×105Pa。9.（2022四川內(nèi)江）車(chē)速過(guò)快是造成交通事故的重要原因之一，為限制車(chē)速，常常在下坡路段設(shè)置減速帶。如圖所示是有減速帶的斜坡示意圖，在傾角為的斜坡上有7個(gè)減速帶，相鄰兩個(gè)減速帶間的距離均為50m?，F(xiàn)有一輛質(zhì)量為1.2t的小汽車(chē)，從斜坡上離減速帶有一定距離的某處開(kāi)始下滑，由于減速帶、小汽車(chē)制動(dòng)等因素的影響，使得小汽車(chē)通過(guò)相鄰減速帶間的平均速度均為10m/s。（小汽車(chē)的長(zhǎng)度不計(jì)，減速帶的寬度不計(jì)，g=10N/kg）則：（1）小汽車(chē)從第1個(gè)減速帶行駛到第7個(gè)減速帶所用的時(shí)間是多少？（2）小汽車(chē)從第1個(gè)減速帶行駛到第7個(gè)減速帶的過(guò)程中，重力做的功為多少？【答案】（1）；（2）【解析】（1）小汽車(chē)通過(guò)相鄰減速帶的時(shí)間由題意，小汽車(chē)通過(guò)全部減速帶的時(shí)間（2）小汽車(chē)下降的高度小汽車(chē)重力重力做功10.（2022上海）用大小為5牛的水平方向的拉力F使重力為20牛的物體在10秒內(nèi)勻速運(yùn)動(dòng)10米，求這段時(shí)間里物體拉力F做的功W和功率P?！敬鸢浮?0J；5W【解析】物體沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此過(guò)程中拉力做的功W=Fs=5N×10m=50J拉力的功率答：這段時(shí)間內(nèi)拉力做的功為50J，功率為5W。11.（2022遼寧營(yíng)口）隨著科技發(fā)展，有些餐廳利用機(jī)器人送餐。某次送餐時(shí)，機(jī)器人與食物的總質(zhì)量為30kg，輪子與水平地面的接觸面積為1×10-3m2，機(jī)器人受到的阻力為30N。求：（1）靜止時(shí)機(jī)器人對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；（g取10N/kg）（2）機(jī)器人水平勻速運(yùn)動(dòng)36m，用時(shí)1min，牽引力做功的功率是多少？【答案】（1）3×105Pa（2）18W【解析】（1）機(jī)器人與食物對(duì)地面壓力F=G=mg=30kg×10N/kg=300N機(jī)器人對(duì)水平地面的壓強(qiáng)（2）在地面上勻速運(yùn)動(dòng)，牽引力F1=f=30N方法（一）牽引力做功W=F1s1=30N×36m=1080J牽引力做功的功率方法（二）機(jī)器人勻速運(yùn)動(dòng)的速度由的推導(dǎo)公式求出牽引力做功的功率P=F1v=30N×0.6m/s=18W答：（1）車(chē)靜止時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)是3×105Pa；（2）車(chē)勻速行駛時(shí)的功率是18W。12.（2022四川重慶）“共建衛(wèi)生城市，構(gòu)建美好家園”，如圖所示是“霧炮車(chē)”噴灑水霧以減少揚(yáng)塵的情段。某次噴酒完后，該車(chē)在的牽引力作用下，勻速通過(guò)200m的平直道路用時(shí)20s。求：（1）此過(guò)程中該車(chē)的速度；（2）此過(guò)程中該車(chē)牽引力的功率?！敬鸢浮浚?）10m/s；（2）4×104W【解析】（1）由題意可知，根據(jù)公式可得此過(guò)程車(chē)的速度為（2）根據(jù)公式P=Fv可得，該車(chē)牽引力的功率為P=Fv=4×103N×10m/s=4×104W13.（2022甘肅金昌）綠色環(huán)保已成為人們生活中重要的理念。電動(dòng)汽車(chē)是一種節(jié)能環(huán)保的交通工具，某電動(dòng)汽車(chē)部分參數(shù)如下。若某次車(chē)滿載時(shí)，車(chē)和人的總質(zhì)量為1.8噸，四個(gè)車(chē)輪與水平地面接觸面積分別為50cm2（g=10N/kg）。求：（1）滿載時(shí)汽車(chē)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；（2）若汽車(chē)以108km/h的速度在平直高速公路勻速行駛20分