2026届中考物理一轮复习 力学:功率 知识点专练(含解析)

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2026届中考物理一轮复习 力学:功率 知识点专练(含解析)

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2026届中考物理一轮复习 力学:功率 知识点专练
【知识点1】功率的定义及意义
1、下列的说法中,正确的是(  )
A.在相同的时间内做的功越多,功率就越大
B.在相同的时间内做的功越多,机械效率越高
C.功率大的机器,做的功一定多
D.功率大的机器,机械效率一定高
2、甲、乙两台热机,甲的效率比乙的低,其含义是(  )
A.甲热机消耗的燃料多
B.甲热机比乙热机做功少
C.做相同的有用功,甲损失的能量比乙损失的多
D.甲热机的功率比乙热机的小
3、甲、乙两台塔吊机器的功率分别为P甲=25kW和P乙=40kW。则下列判断正确的是(  )
A.乙一定比甲做功快
B.乙一定比甲做功多
C.相同时间内两机器做功一样多
D.做同样多的功,甲所用时间更少
4、下列说法中正确的是(  )
A.机械效率高的机械,做功就越多
B.功率大的机械,做功就越多
C.功率小的机械,其机械效率越低
D.功率大的机械,做功就越快
5、(2025·长沙)如图,大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼,在这个过程中,下列说法正确的是(  )
A.小孩对砖做功更多
B.小孩对砖做功更快
C.大人对砖做功更多
D.大人对砖做功更快
6、如图,用大小相等的拉力F,分别沿斜面和水平面拉木箱,拉力方向和运动方向始终一致,运动时间tab>tcd,运动距离sab=scd,比较两种情况,下列说法正确的是(  )
A.cd段支持力对物体做了功
B.ab段拉力做功与cd段一样多
C.ab段拉力做功比cd段快
D.ab段与cd段的拉力功率一样大
7、关于功率、机械效率,下列说法正确的是(  )
A.做功越多的机械、其功率就越大
B.越省力的机械,其功率就越小
C.做功越慢的机械,其机械效率就越低
D.有用功与总功的比值越大的机械,其机械效率就越高
8、(2025·肇庆封开县一模)甲机械的功率比乙机械大,表示两机械在做功时(  )
A.甲做功多 B.甲更省力 C.甲做功快 D.甲用时少
【知识点2】功率的计算
1、如图甲,粗糙程度不变的水平地面上,物体受到水平向右拉力。拉力大小随时间变化的关系如图乙所示,物体运动速度随时间变化的关系如图丙所示。下列说法正确的是( )
A. 4~6s,物体运动路程为18m
B. 4~6s,拉力F的功率为12W
C. 时,物体受到摩擦力大于2N
D. 拉力为6N时,物体做匀速直线运动
2、甲、乙两辆功率相同的汽车,在同一公路上行驶,两车都经过M点开始计时,每经过相同时间,记录车的位置,如图所示。从M到N的这段路中(  )
A.乙车做的功较多
B.甲、乙两车做的功一样多
C.甲车的牵引力较大
D.乙车的牵引力较大
3、(2021桂林)如图所示,小桂和小林一起坐在秋千凳上荡秋千,他们的重力分别是 G 、G ,且 G A.W >W B.W =W C.P

4、(2018·广州)如图所示,OQ是水平地面,物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q,OP段拉力F1为300 N,F1做的功为W1,功率为P1;PQ段拉力F2为200 N,F2做的功为W2,功率为P2,则(  )
A.W1>W2 B.W1<W2 C.P1>P2 D.P1<P2
5、如图所示,一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力,将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为,功率的大小分别为,关于它们之间的大小关系说法正确的是(  )
A.  
B.  
C.  
D.  
6、如图,水平向右的力F1和竖直向上的力F2大小相等,分别沿水平、竖直方向拉不同的物体,两物体运动的距离sAB=sCD,运动时间tABA.CD段的功较多
B.AB段与CD段的功一样多
C.CD段的功率大
D.AB段与CD段的功率一样大
7、下列几个事例中描述正确的是(  )
A.氢气球在升空过程中,体积会逐渐变小
B.在液体内部某一深度处,液体向下的压强大于向上的压强
C.体重不同的两个人同时间内从一楼登上三楼,体重大的人做功的功率较大
D.摩擦力的大小跟压力和接触面积的大小有关
8、某举重运动员在2 s内将放置在水平地面上质量为100 kg的杠铃举过头顶。由此可估算该运动员从地面到举过头顶的过程中对杠铃做功的功率可能是(  )
A.200 W B.500 W C.1 000 W D.1 500 W
9、大人与小孩比赛从一楼登上五楼,比比谁的功率大,为此,需要测量一些物理量:①五楼地面到一楼地面的高度;②从一楼到达五楼所用的时间;③大人与小孩的质量或体重;④一楼到五楼楼梯的长度。上述物理量中必须测量的量是(  )
A.①② B.②③ C.①④ D.①③
10、(2025·达州)如图所示,A、B两个粗糙程度相同的物体以甲、乙两种不同的方式叠放在同一水平地面上,分别用水平方向的拉力F甲和F乙使A、B一起向右运动,甲运动的s-t图象和乙运动的v-t图象分别如图丙、丁所示,已知F甲=10 N,下列说法正确的是(  )
A.F甲<F乙
B.甲、乙两图中A、B之间的摩擦力均为10 N
C.拉力F甲与拉力F乙的功率相等
D.甲、乙两图中地面受到的摩擦力相等
11、如图所示,物块在大小为F的拉力作用下,在时间t内沿拉力方向移动的距离为s,则此过程中拉力对物块做的功为___________,功率为___________。(均用题中所给字母表示)
12、如图所示,用10N的推力将桌面上重20N的物体以0.6m/s的速度由A处水平推动1m到达B处后,撤去推力。物体由于惯性继续向前运动了0.2m,最后掉到地面C处。在此过程中,推力对物体做功    J,推力做功的功率是    W,重力对物体做功   J。
13、如图所示,工人师傅用平行于斜面向上的推力,把重为的木箱从斜面底端推到顶端,用时。已知斜面长、高,木箱受到斜面的摩擦力为其重力的,则推力的平均功率为 。
14、(2025天津)第七届世界智能大会于 2023年5月18日在天津开幕,大会上展示了可穿戴的“外骨骼”机器人.参观者戴上该设备,轻松地将50kg的物体匀速举高 1m,用时2s,此过程中对物体做功 ___J,功率为 W.(g取10 N/kg)
15、某小组同学研究发动机做功快慢与哪些因素有关,他们分别观察了做匀速直线运动的轿车、卡车和大客车三组发动机的做功快慢,发现每组的做功快慢不同,且第一组做功最慢,第二组其次,第三组最快。实验中有关数据分别如下表所示。
(1)分析比较实验序号1和7或2和8或3和9的数据和相关条件,可得出初步的结论是:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)分析比较实验序号______________________的数据和相关条件,可得出的初步结论是:当发动机的牵引力相同时,汽车的速度越大,则发动机做功越快。
(3)请进一步综合分析三组数据和相关条件,并归纳得出结论:
分析比较第一组或第二组或第三组中的数据和观察到的现象,还可初步得出结论:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
16、(2025·十堰)如图甲是中国海军十堰舰停泊在港湾时的情景,相关参数如下表。执行任务过程中,该舰以恒定最大推进功率航行。求:(g取10 N/kg)
(1)十堰舰满载停泊在港湾时所受浮力大小;
(2)若十堰舰从静止出发,加速航行0.96 km时达到最大航速,图乙是本次航行的v-t图象,求加速阶段的平均速度;
(3)十堰舰以最大航速水平匀速直线航行时,所受阻力大小。
17、(2025·肇庆封开县一模)我国自主研发的“蛟龙4500”深海潜水器的质量是2×104 kg,长度为8米,高为3.5米,宽度为3米。潜水器被轮船上的机械牵引出水面时的情景如图所示。潜水器离开水面沿竖直方向匀速上升12米。(g取10 N/kg)问:
(1)牵引机械对潜水器的拉力有多大?
(2)牵引机械对潜水器所做的功是多少?
(3)假如牵引机械提升时间为2分钟,牵引机械的功率应为多少?
18、(2025·苏州)如图甲所示,重500 N、底面积为0.2 m2的箱子放在水平地面上。现用一块直木板将该箱子匀速拉上平台(图乙)。已知拉力为350 N,箱子沿板移动了2 m,升高1 m,用时20 s。求:
(1)箱子对水平地面的压强;
(2)上移过程中拉力做功的功率;
(3)箱子克服木板摩擦力所做的功。
19、如图甲所示,我国自主研制的R20000-720型全球最大塔式起重机,拥有性能超强、技术先进、专利众多等特点,是塔机制造史上一次重要的突破。该塔机最大起重量为720t,最大起升高度为400m。
(1)请在图乙中画出物体沿竖直方向匀速上升过程中受力的示意图。
(2)若塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m,拉力做的功是多少?
(3)若塔机在(2)过程中所用时间为200s,拉力做功的功率是多少?
20、(2025 东营)2023年5月,世界智能大会在天津成功举办,将进一步推动我国人工智能技术的研发和应用.图甲为某款智能机器人,质量为30 kg,底部轮与地面接触总面积为150 cm ,它在某次引领接待工作中沿直线行走的速度随时间变化的图像如图乙所示.(g取10 N/kg)
(1)求智能机器人静止在水平地面上时,对地面产生的压强.
(2)求智能机器人在0~6 s内行走的距离和0~10 s内的平均速度.
(3)在0~6 s内,智能机器人受到的水平阻力为重力的0.05倍,求此段时间内智能机器人牵引力做功的功率.
【知识点3】功率的相关图像
1、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F1;当物体运动的速度与时间的关系图象如图乙时,受到的水平推力为F2。两次推力的功率分别为P1、P2。则F1∶F2和P1∶P2分别为(  )
A.3∶5 9∶25
B.3∶5 1∶1
C.3∶5 3∶5
D.1∶1 3∶5
2、如题图1所示,分别用水平拉力、拉物体甲、乙,使甲、乙在水平面上做直线运动,如题2图是、所做的功—路程图象,如题3图是物体甲、乙的路程—时间图象,甲、乙所受的摩擦力分别为、,、所做的功率是、。则下列说法正确的是(  )
A. B. C. D.
3、如图1的物体在同一水平地面先后做直线运动。当物体运动的路程和时间图象如图2时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度和时间图象如图3时,受到的水平推力为F2,两次推力的功率分别为P1、P2。则下列关系正确的是(  )
A.F1F2 D.P1>P2
4、如图甲所示,放在粗糙程度不变的水平地面上的物体,用方向不变的力F向右推物体,物体的运动速度随时间的变化关系如图丙所示,0~2s推力做功为 _____J;2~4s物体受到的推力 (选填“等于”“大于”或“小于”)摩擦力;第5s时,推力的功率为 W。
5、(2025·广东一模)如图为一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动的速度—时间图象,汽车行驶过程中所受阻力f=4 500 N恒定不变。在0~10 s内汽车通过的路程为130 m,则在0~10 s内汽车的平均速度为________ m/s,发动机功率为______ W,牵引力所做的功是________ J。
6、如图甲所示,用水平推力F推水平地面上的木箱,推力F的大小随时间t变化关系如图乙所示,木箱的v—t图象如图丙所示。由图可知,第5s时,物体受到的滑动摩擦力为    N,9~12s内推力F做功的功率是    W。
7、一物块重2.5N,在拉力F的作用下从底部沿斜面匀速运动到如图1所示的位置,用时6s。此过程F做的功W和时间t的关系图象如图2所示,物块运动的速度和时间的关系图象如图3所示。求:
(1)F所做的功的功率是多少?
(2)F的大小是多少?
(3)斜面的机械效率是多少?(保留一位小数)
8、如图甲所示是一款集自动清洁技术和人性智能设计于一体的地面清洁机器人,该机器人的质量为3kg,与水平地面的接触面积为0.01m2。机器人在水平地面运动时,所受阻力与速度关系如图乙所示,若该机器人在30s内沿直线匀速清扫地面的距离为6m,求:(g取10N/kg)
(1)该机器人对水平地面压强;
(2)该机器人清扫地面的速度;
(3)该机器人工作时动力的功率。
9、周末,重为550N小海同学沿情侣路骑行,其路程与时间关系图像如图甲所示,小海所骑的单车如图乙所示,单车质量为20kg,g取10N/kg。试计算:
(1)整个过程中小海的平均速度;
(2)单车与地面的接触总面积为1.5×10﹣2m2,求骑行过程中单车对水平路面的压强;
(3)若骑行过程中受到的阻力为总重力的0.02倍,求小海前5min的骑行功率。
10、如图甲所示是某种升降电梯的工作原理图,它由轿厢、对重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成。电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力,连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近,轿厢与对重的运动方向始终相反。对重的重量为4000N,空轿厢的重量为5000N,额定载重量是10000N。某次电梯满载上升时的v﹣t图象如图乙所示。不计钢丝绳重力和一切摩擦。求:
(1)电梯匀速上升的速度和高度各是多少?
(2)电梯匀速运动阶段,对重的重力做功是多少?
(3)电梯匀速运动时,电动机钢丝绳对轿厢的拉力是多少?这个拉力的功率是多少?
11、如图甲所示是我国生产的一款纯电动汽车,在平直的公路上对该汽车进行测试的v﹣t图像如图乙所示,发动机的功率恒定不变,汽车从静止加速到30m/s的过程行驶的路程是150m,在匀速行驶的过程中所受牵引力为5000N。(g=10m/s2)求:
(1)汽车在10~20s内行驶的路程;
(2)汽车在10~20s汽车发动机的功率。
【知识点4】功率在实际中的应用
1、随着生活水平的提高,汽车已经进入百姓家庭,它给我们的生活提供了便利,促进了社会的发展。汽车应用了许多物理知识,请你解答:
(1)汽油机是汽车的“心脏”,其中 冲程将机械能转化为内能。
(2)当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时发动机的效率将 (选填“升高”“不变”或“降低”)。
(3)汽车发动机在工作时:发动机的温度会升得很高,通常在发动机外装有水套,汽车发动机用水作为冷却剂的主要原因是 。
(4)汽车在爬坡时,驾驶员的操作总是加大油门同时将变速器换为低挡。加大油门是使发动机发挥最大的功率,换为低挡是为了减慢车速,那么,在爬坡时减慢车速的目的是 。
(5)某台汽油机飞轮的转速为2400r/min,在1s内,汽油机完成 个工作循环,对外做功 次。
2、如图甲所示的地面清洁机器人,质量为3kg,要求对水平地面压强不超过3000Pa,机器人在水平地面运动时,所受推力与速度关系如图乙所示。(g取10N/kg)。求:
(1)该机器人所提供的水平推力为300N时,匀速直线运动2s能通过多远路程?
(2)该机器人与水平地面的接触面积至少多少m2?
(3)该机器人在水平地面上以0.5m/s速度匀速直线运动时,水平推力的功率是多大?
3、某班同学进行登楼比赛,看谁做功快。甲乙同学记录自己两次从一楼跑到确定的楼层所用的时间,并填入下面表格中,然后将有关的物理量也记录在下面的表格中。
(1)第3次实验乙同学做的功 J。分析比较实验次数 ,可以得出的初步结论是:当做功所用时间相同时,做功越多,做功越快;
(2)分析比较实验次数1和2,可以得出的初步结论是 ;
(3)分析比较实验次数2与3,若要比较甲乙两位同学做功的快慢,则可以比较 来确定哪位同学做功快。因此为了比较做功快慢,还应在表格中添加栏目是 ;
(4)分析比较以上实验数据,可以得出登楼做功最快的学生是 (选填“甲”或“乙”)。我们所学过的物理量中,类似于这种表示“快慢”的物理量有 (写出一个)。
【知识点5】功率的公式、单位及推导式
1、功率的国际单位:   ,符号:   ;常用单位还有千瓦(kW),1W=1J/s。物理意义:表示物体做功    的物理量。
2、某中国自主品牌汽车以高端质量、高度安全、全面舒适作为开发理念深受国人喜爱,该款汽车的相关数据如下表。在某次性能测试中,质量为70kg的测试员驾驶该汽车沿平直公路匀速直线行驶,在180s内汽车匀速行驶了3600m,匀速行驶过程中的总阻力为总重的(g取10N/kg)
(1)求该车空车静止在水平地面上时对地面的压强;
(2)求性能测试过程中汽车牵引力做功的功率;
(3)某次小晋一家开小汽车出行时在水平高速公路上匀速行驶了20km,用时12min,该行驶路段限速标志如图乙,请计算说明是否超速。
3、如图所示,智慧安防机器人可以在园区、社区等场合自主巡逻。安防机器人的质量为80kg,车轮与水平地面接触的总面积为0.01m2。按照设定程序,安防机器人以0.6m/s的速度在园区的平直路面上匀速直线行驶,行驶过程中所受阻力为车重的。求解下列问题:(g取10N/kg)
(1)安防机器人静止时对水平地面的压强。
(2)安防机器人匀速直线行驶1min,牵引力做功的功率。
2026届中考物理一轮复习 力学:功率 知识点专练(参考答案)
【知识点1】功率的定义及意义
1、下列的说法中,正确的是(  )
A.在相同的时间内做的功越多,功率就越大
B.在相同的时间内做的功越多,机械效率越高
C.功率大的机器,做的功一定多
D.功率大的机器,机械效率一定高
【答案】A
【解析】功率是物体做功快慢的物理量,相同时内做功越多,功率越大,故A正确;
机械效率是有用功与总功的比值,那么在相同的时间内做的功多不代表机械效率就大,故B错误;
W=Pt知,功率大的机器,做功时间不知,做的功不一定就多,故C错误;
功率的大小与机械效率没有联系,功率不会影响机械效率的大小,故D错误。
2、甲、乙两台热机,甲的效率比乙的低,其含义是(  )
A.甲热机消耗的燃料多
B.甲热机比乙热机做功少
C.做相同的有用功,甲损失的能量比乙损失的多
D.甲热机的功率比乙热机的小
【答案】C
【解析】效率高说明有用功占总功的比值高,与有用功或总功无关,与功率没有直接关系,故A、B、D错误;
做相同的有用功时,甲做的总功多,即甲损失的能量比乙损失的多,说明甲消耗的油多,甲的效率低,故C符合题意。
3、甲、乙两台塔吊机器的功率分别为P甲=25kW和P乙=40kW。则下列判断正确的是(  )
A.乙一定比甲做功快
B.乙一定比甲做功多
C.相同时间内两机器做功一样多
D.做同样多的功,甲所用时间更少
【答案】A
【解析】ABCD、功率是表示做功快慢的物理量,功率大说明做功快,或者是相同的时间内做功多,而不能说明做功的多和少,做同样多的功,乙所用时间更少,故A正确,BCD错误。
4、下列说法中正确的是(  )
A.机械效率高的机械,做功就越多
B.功率大的机械,做功就越多
C.功率小的机械,其机械效率越低
D.功率大的机械,做功就越快
【答案】D
【解析】机械效率表示有用功在总功中所占的比例,机械效率与机械做功无关,故A错误;
功率表示做功的快慢,又W=Pt,因时间未知,故功率大的机械做功不一定多,故B错误;
功率小的机械做功慢,但机械效率与功率无关,机械效率情况无法确定,故C错误;
功率大的机械,做功就越快,故D正确。
5、(2025·长沙)如图,大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼,在这个过程中,下列说法正确的是(  )
A.小孩对砖做功更多
B.小孩对砖做功更快
C.大人对砖做功更多
D.大人对砖做功更快
【答案】D
【解析】两人分别将5块完全相同的砖从一楼运到二楼,砖的总重力相同,砖上升的高度相同,根据公式W=Gh可知,大人和小孩对砖所做的功相同;运砖时小孩用的时间比大人多,大人和小孩对砖所做的功相同,根据公式P=可知,大人对砖做功的功率一定比小孩对砖做功的功率大,大人对砖做功更快,故选D。
6、如图,用大小相等的拉力F,分别沿斜面和水平面拉木箱,拉力方向和运动方向始终一致,运动时间tab>tcd,运动距离sab=scd,比较两种情况,下列说法正确的是(  )
A.cd段支持力对物体做了功
B.ab段拉力做功与cd段一样多
C.ab段拉力做功比cd段快
D.ab段与cd段的拉力功率一样大
【答案】B
【解析】支持力方向是竖直向上的,物体沿cd段水平运动,故沿支持力方向距离为零,所以支持力不做功,故A错误;
由题F1=F2,sab=scd,由W=Fs可知拉力所做的功相同,故B正确;
由P=知,由于tab>tcd, ab段拉力功率小于cd段拉力功率,即cd段拉力做功快故C、D错误。
7、关于功率、机械效率,下列说法正确的是(  )
A.做功越多的机械、其功率就越大
B.越省力的机械,其功率就越小
C.做功越慢的机械,其机械效率就越低
D.有用功与总功的比值越大的机械,其机械效率就越高
【答案】D
【解析】由P= 可知功率等于功与时间的比值,与功或时间都无关,故A错误;
功率表示做功的快慢程度,与机械是否省力无关,故B错误;
机械效率等于有用功与总功的比值,与做功的快慢无关,故C错误;
机械效率等于有用功与总功的比值,有用功与总功的比值越大的机械,机械效率就越高,故D正确。
故选D。
8、(2025·肇庆封开县一模)甲机械的功率比乙机械大,表示两机械在做功时(  )
A.甲做功多 B.甲更省力 C.甲做功快 D.甲用时少
【答案】C
【解析】由W=Pt可知,功率大的机械做功不一定多,功率是表示物体做功快慢的物理量,功率大的机械做功快,是否省力与功率大小无关;由t=可知,功率大的机械用的时间不一定少,故选C。
【知识点2】功率的计算
1、如图甲,粗糙程度不变的水平地面上,物体受到水平向右拉力。拉力大小随时间变化的关系如图乙所示,物体运动速度随时间变化的关系如图丙所示。下列说法正确的是( )
A. 4~6s,物体运动路程为18m
B. 4~6s,拉力F的功率为12W
C. 时,物体受到摩擦力大于2N
D. 拉力为6N时,物体做匀速直线运动
【答案】B
【解析】由丙图可知,4~6s物体做匀速直线运动,速度为,物体运动路程为
故A错误;
4~6s物体做匀速直线运动,速度为,拉力的大小为4N,根据可知,拉力F的功率为
故B正确;
时,物体静止不动,受力平衡,物体受到摩擦力等于拉力为2N,故C错误;
由图可知,在2~4s拉力为6N,物体速度不断增大,做加速运动,故D错误。
2、甲、乙两辆功率相同的汽车,在同一公路上行驶,两车都经过M点开始计时,每经过相同时间,记录车的位置,如图所示。从M到N的这段路中(  )
A.乙车做的功较多
B.甲、乙两车做的功一样多
C.甲车的牵引力较大
D.乙车的牵引力较大
【答案】C
【解析】因为两车的输出功率相同,从M到N甲车所用的时间比乙车多,所以由W=Pt可得,甲车做的功比乙车多;由v=可得,从M到N甲、乙两车移动距离相同,甲车所用时间比乙车多,所以v甲3、(2021桂林)如图所示,小桂和小林一起坐在秋千凳上荡秋千,他们的重力分别是 G 、G ,且 G A.W >W B.W =W C.P

【答案】C
【解析】小桂的重力做的功 W =G h ,
小林的重力做的功W =G h ,
因为他们下降的高度h =h ,且 G 所以 W 小桂重力做功的功率P =
小林重力做功的功率因为下落时间t =t ,所以P

4、(2018·广州)如图所示,OQ是水平地面,物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q,OP段拉力F1为300 N,F1做的功为W1,功率为P1;PQ段拉力F2为200 N,F2做的功为W2,功率为P2,则(  )
A.W1>W2 B.W1<W2 C.P1>P2 D.P1<P2
【答案】C
【解析】由题图知,OP段的路程s1=4 m,PQ段的路程s2=6 m,OP段拉力F1做的功为:W1=F1s1=300 N×4 m=1 200 J,PQ段拉力F2做的功为:W2=F2s2=200 N×6 m=1 200 J,比较可知,W1=W2;物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q,所以,物体在OP段和PQ段速度相同,又因为F1>F2,所以根据P===Fv可知,P1>P2,故选C。
5、如图所示,一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力,将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为,功率的大小分别为,关于它们之间的大小关系说法正确的是(  )
A.  
B.  
C.  
D.  
【答案】C
【解析】由题知,同一个人先后两次用同样的力,分别将不同质量的物体沿力的方向移动相同的距离,根据W=Fs可知,拉力的大小相同,在力的方向上移动的距离相同,则拉力做功相同,即
W1 =W2
由题知,做功用时间相同,根据可知,两次做功的功率相同,即
P1 =P2
故A、B、D错误,C正确。
6、如图,水平向右的力F1和竖直向上的力F2大小相等,分别沿水平、竖直方向拉不同的物体,两物体运动的距离sAB=sCD,运动时间tABA.CD段的功较多
B.AB段与CD段的功一样多
C.CD段的功率大
D.AB段与CD段的功率一样大
【答案】B
【解析】F1和F2大小相等,且物体运动的距离sAB=sCD,根据W=Fs可知两种情况下拉力所做的功一样多,故A不符合题意,B符合题意;
已知运动时间tAB7、下列几个事例中描述正确的是(  )
A.氢气球在升空过程中,体积会逐渐变小
B.在液体内部某一深度处,液体向下的压强大于向上的压强
C.体重不同的两个人同时间内从一楼登上三楼,体重大的人做功的功率较大
D.摩擦力的大小跟压力和接触面积的大小有关
【答案】C
【解析】由于大气压随高度增加而降低,氢气球在升空过程中气球内部压强大于外部大气压,故体积会渐渐变大,到达一定高度会自动破裂,故A错误;
液体内部同一深度处液体向各个方向的压强相等,故B错误;
由W=Gh可知,体重不同的两个人经过的高度相同,体重大的克服重力所做的功较多;又由可知,在爬楼时间相同时,因体重大的人做功多则功率较大,故C正确;
滑动摩擦力的大小跟压力和接触面的粗糙程度有关,与接触面积无关,故D错误。
8、某举重运动员在2 s内将放置在水平地面上质量为100 kg的杠铃举过头顶。由此可估算该运动员从地面到举过头顶的过程中对杠铃做功的功率可能是(  )
A.200 W B.500 W C.1 000 W D.1 500 W
【答案】C
【解析】杠铃重力G=mg=100 kg×10 N/kg=1 000 N,运动员把杠铃举过头顶的高度大约为h=2 m,对杠铃做的功:W=Gh=1 000 N×2 m=2 000 J,运动员对杠铃做功的功率:P===1 000 W,故选C。
9、大人与小孩比赛从一楼登上五楼,比比谁的功率大,为此,需要测量一些物理量:①五楼地面到一楼地面的高度;②从一楼到达五楼所用的时间;③大人与小孩的质量或体重;④一楼到五楼楼梯的长度。上述物理量中必须测量的量是(  )
A.①② B.②③ C.①④ D.①③
【答案】B
【解析】登楼是克服自身重力在竖直方向上做功,功率的计算公式为:P===;大人与小孩上楼的高度相同,故不需要测量楼高,需要测量的物理量是:从一楼到达五楼所用的时间,大人与小孩的质量或体重,故选②③,B正确。
10、(2025·达州)如图所示,A、B两个粗糙程度相同的物体以甲、乙两种不同的方式叠放在同一水平地面上,分别用水平方向的拉力F甲和F乙使A、B一起向右运动,甲运动的s-t图象和乙运动的v-t图象分别如图丙、丁所示,已知F甲=10 N,下列说法正确的是(  )
A.F甲<F乙
B.甲、乙两图中A、B之间的摩擦力均为10 N
C.拉力F甲与拉力F乙的功率相等
D.甲、乙两图中地面受到的摩擦力相等
【答案】D
【解析】由题图丙、丁可知,甲、乙中A、B整体在水平方向上做匀速直线运动,则整体在水平方向上受力平衡,受到的摩擦力等于拉力;甲、乙中A、B整体对水平地面的压力相同,接触面的粗糙程度相同,所以受到的摩擦力大小相同,则拉力大小相同,即F甲=F乙,故A错误,D正确;题图甲中A、B一起向右做匀速直线运动,A和B之间没有发生相对滑动,也没有发生相对滑动的趋势,所以A、B之间的摩擦力为0 N;题图乙中,B向右做匀速直线运动,B受到的摩擦力等于拉力,拉力为10 N,所以摩擦力为10 N,由于物体间力的作用是相互的,所以A、B之间的摩擦力为10 N,故B错误;根据题图丙可知,甲中物体运动的速度为v===3 m/s;根据题图丁可知,乙中物体的运动速度为6 m/s;由于两种情况下的拉力相同,根据P===Fv可知,拉力F甲与拉力F乙的功率不相等,故C错误。
11、如图所示,物块在大小为F的拉力作用下,在时间t内沿拉力方向移动的距离为s,则此过程中拉力对物块做的功为___________,功率为___________。(均用题中所给字母表示)
【答案】 Fs
【解析】功等于力与力的方向上的乘积,故则此过程中拉力对物块做的功为
W=Fs
根据功率计算公式得
12、如图所示,用10N的推力将桌面上重20N的物体以0.6m/s的速度由A处水平推动1m到达B处后,撤去推力。物体由于惯性继续向前运动了0.2m,最后掉到地面C处。在此过程中,推力对物体做功    J,推力做功的功率是    W,重力对物体做功   J。
【答案】10;6;16。
【解析】此过程中,推力对物体做功为W=Fs=10Ν×1m=10J;
推力做功的功率是PFv=10Ν×0.6m/s=6W
重力对物体做功W=Gh=20Ν×0.8m=16J。
13、如图所示,工人师傅用平行于斜面向上的推力,把重为的木箱从斜面底端推到顶端,用时。已知斜面长、高,木箱受到斜面的摩擦力为其重力的,则推力的平均功率为 。
【答案】24
14、(2025天津)第七届世界智能大会于 2023年5月18日在天津开幕,大会上展示了可穿戴的“外骨骼”机器人.参观者戴上该设备,轻松地将50kg的物体匀速举高 1m,用时2s,此过程中对物体做功 ___J,功率为 W.(g取10 N/kg)
【答案】500 250
15、某小组同学研究发动机做功快慢与哪些因素有关,他们分别观察了做匀速直线运动的轿车、卡车和大客车三组发动机的做功快慢,发现每组的做功快慢不同,且第一组做功最慢,第二组其次,第三组最快。实验中有关数据分别如下表所示。
(1)分析比较实验序号1和7或2和8或3和9的数据和相关条件,可得出初步的结论是:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)分析比较实验序号______________________的数据和相关条件,可得出的初步结论是:当发动机的牵引力相同时,汽车的速度越大,则发动机做功越快。
(3)请进一步综合分析三组数据和相关条件,并归纳得出结论:
分析比较第一组或第二组或第三组中的数据和观察到的现象,还可初步得出结论:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】(1)当汽车运动的速度相同时,牵引力越大,做功越快 (2)4和7或5和8或6和9 (3)当发动机牵引力和汽车运动速度的乘积相同时,发动机做功快慢相同(或当发动机牵引力和汽车运动速度的乘积越大时,发动机做功越快)
【解析】(1)分析比较实验序号1和7或2和8或3和9的数据和相关条件,可得出初步的结论是:当汽车的运动速度相同时,发动机牵引力越大,则发动机做功越快。
(2)分析比较实验序号4和7或5和8或6和9的数据和相关条件,可得出的初步结论是:当发动机的牵引力相同时,汽车的速度越大,则发动机做功越快。
(3)分析比较表一或表二或表三中的数据和观察到的现象,P=Fv=5.4×103 N× m/s=3.6×103 N× m/s=2.7×103 N× m/s=90×103 W;可初步得出:当发动机牵引力和汽车运动速度的乘积相同时,发动机做功快慢相同;P1=5.4×103 N× m/s=90×103 W,P2=7.2×103 N× m/s=108×103 W,
P3=7.2×103 N× m/s=120×103 W,可初步得出:当发动机牵引力和汽车运动速度的乘积越大时,发动机做功越快。
16、(2025·十堰)如图甲是中国海军十堰舰停泊在港湾时的情景,相关参数如下表。执行任务过程中,该舰以恒定最大推进功率航行。求:(g取10 N/kg)
(1)十堰舰满载停泊在港湾时所受浮力大小;
(2)若十堰舰从静止出发,加速航行0.96 km时达到最大航速,图乙是本次航行的v-t图象,求加速阶段的平均速度;
(3)十堰舰以最大航速水平匀速直线航行时,所受阻力大小。
【答案】(1)十堰舰满载停泊在港湾时所受浮力大小为1.22×107 N;
(2)加速阶段的平均速度为8 m/s;
(3)十堰舰以最大航速水平匀速直线航行时,十堰舰所受阻力大小为105 N。
【解析】(1)十堰舰满载停泊在港湾时,处于漂浮状态,浮力等于重力,则所受浮力大小为:
F浮=G排=m排g=1 220×103 kg×10 N/kg=1.22×107 N;
(2)由题图乙知十堰舰到达最大航速的时间为120 s,则加速阶段的平均速度为:
v===8 m/s;
(3)根据P===Fv得十堰舰以最大航速水平匀速直线航行时的牵引力为:
F===105 N,
由于十堰舰匀速行驶,所以其受到的阻力等于牵引力,即f=F=105 N。
17、(2025·肇庆封开县一模)我国自主研发的“蛟龙4500”深海潜水器的质量是2×104 kg,长度为8米,高为3.5米,宽度为3米。潜水器被轮船上的机械牵引出水面时的情景如图所示。潜水器离开水面沿竖直方向匀速上升12米。(g取10 N/kg)问:
(1)牵引机械对潜水器的拉力有多大?
(2)牵引机械对潜水器所做的功是多少?
(3)假如牵引机械提升时间为2分钟,牵引机械的功率应为多少?
【答案】(1)牵引机械对潜水器的拉力为2×105 N;
(2)牵引机械对潜水器所做的功为2.4×106 J;
(3)假如牵引机械提升时间为2分钟,牵引机械的功率为20 000 W。
【解析】(1)潜水器离开水面沿竖直方向匀速上升时,处于平衡状态,受到的重力和拉力是一对平衡力,大小相等,即F=G=mg=2×104 kg×10 N/kg=2×105 N。
(2)牵引机械对潜水器所做的功:W=Fs=2×105 N×12 m=2.4×106 J。
(3)牵引机械的功率:P===20 000 W。
18、(2025·苏州)如图甲所示,重500 N、底面积为0.2 m2的箱子放在水平地面上。现用一块直木板将该箱子匀速拉上平台(图乙)。已知拉力为350 N,箱子沿板移动了2 m,升高1 m,用时20 s。求:
(1)箱子对水平地面的压强;
(2)上移过程中拉力做功的功率;
(3)箱子克服木板摩擦力所做的功。
【答案】(1)箱子对水平地面的压强为2.5×103 Pa;
(2)上移过程中拉力做功的功率为35 W;
(3)箱子克服木板摩擦力所做的功为200 J。
【解析】(1)箱子对水平地面的压力等于自身重力,
箱子对水平地面的压强:p====2.5×103 Pa;
(2)拉力做功:W总=Fs=350 N×2 m=700 J,
拉力做功功率:P===35 W;
(3)该过程的有用功:W有=Gh=500 N×1 m=500 J,
克服摩擦力做的功:W克=W总-W有=700 J-500 J=200 J。
19、如图甲所示,我国自主研制的R20000-720型全球最大塔式起重机,拥有性能超强、技术先进、专利众多等特点,是塔机制造史上一次重要的突破。该塔机最大起重量为720t,最大起升高度为400m。
(1)请在图乙中画出物体沿竖直方向匀速上升过程中受力的示意图。
(2)若塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m,拉力做的功是多少?
(3)若塔机在(2)过程中所用时间为200s,拉力做功的功率是多少?
【答案】解:(1)物体沿竖直方向匀速上升,物体处于平衡状态,受到的竖直向上的拉力与竖直向下的重力大小相等,受力示意图如图所示:
(2)100t的物体的重力为
塔机匀速提起货物,拉力与物体重力大小相等,即
塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m,拉力做的功为
(3)塔机在(2)过程中所用时间为200s,则拉力做功的功率为
20、(2025 东营)2023年5月,世界智能大会在天津成功举办,将进一步推动我国人工智能技术的研发和应用.图甲为某款智能机器人,质量为30 kg,底部轮与地面接触总面积为150 cm ,它在某次引领接待工作中沿直线行走的速度随时间变化的图像如图乙所示.(g取10 N/kg)
(1)求智能机器人静止在水平地面上时,对地面产生的压强.
(2)求智能机器人在0~6 s内行走的距离和0~10 s内的平均速度.
(3)在0~6 s内,智能机器人受到的水平阻力为重力的0.05倍,求此段时间内智能机器人牵引力做功的功率.
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)智能机器人静止在水平地面时,对地面的压力
智能机器人对地面的压强
(2)由题图乙可知,智能机器人在0~6s内通过的距离s =v t =1. 2 m/s×6s=7.2 m
在6~10s内通过的距离s =v t =1.0m/s×4s=4m
所以在 0~10 s内的平均速度
(3)在0~6s内,智能机器人做匀速直线运动,牵引力等于阻力,
由得智能机器人牵引力做功的功率
【知识点3】功率的相关图像
1、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F1;当物体运动的速度与时间的关系图象如图乙时,受到的水平推力为F2。两次推力的功率分别为P1、P2。则F1∶F2和P1∶P2分别为(  )
A.3∶5 9∶25
B.3∶5 1∶1
C.3∶5 3∶5
D.1∶1 3∶5
【答案】D
【解析】因为两次都是匀速直线运动,根据二力平衡条件可知,推力都等于摩擦力,摩擦力没变,故受到的水平推力为F1=F2,因此F1∶F2=1∶1,由图象甲可知,第一次物体的速度大小为:v甲===3 m/s,由图象乙可知,第二次物体的速度大小为:v乙=5 m/s,由P===Fv可得,两次推力的功率之比:====,故选D。
2、如题图1所示,分别用水平拉力、拉物体甲、乙,使甲、乙在水平面上做直线运动,如题2图是、所做的功—路程图象,如题3图是物体甲、乙的路程—时间图象,甲、乙所受的摩擦力分别为、,、所做的功率是、。则下列说法正确的是(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由图2可知,当两物体做的功相同时,乙的移动距离多,由可知水平拉力的大小关系为,故A错误;
由图3可知,当两物体的时间相同,甲运动的路程大,则,故B错误;
因为两物体都做匀速直线运动,由二力平衡条件可知,甲所受的摩擦力为;同理,乙所受的摩擦力为,由A可知,,则甲、乙所受摩擦力的大小关系为,故C错误;
,,由可知,所做功率的大小关系为,故D正确。
3、如图1的物体在同一水平地面先后做直线运动。当物体运动的路程和时间图象如图2时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度和时间图象如图3时,受到的水平推力为F2,两次推力的功率分别为P1、P2。则下列关系正确的是(  )
A.F1F2 D.P1>P2
【答案】B
【解析】由图2可知,物体运动速度
由图3可知,物体的速度v2=4m/s
物体对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,则物体受到的滑动摩擦力不变;两次都是匀速直线运动,推力和滑动摩擦力是一对平衡力,故两次受到的水平推力为F1=F2
v1故选B。
4、如图甲所示,放在粗糙程度不变的水平地面上的物体,用方向不变的力F向右推物体,物体的运动速度随时间的变化关系如图丙所示,0~2s推力做功为 _____J;2~4s物体受到的推力 (选填“等于”“大于”或“小于”)摩擦力;第5s时,推力的功率为 W。
【答案】0 大于 8
【解析】由图可知,在0~2s内,物体运动的距离为零,根据可知,推力不做功。
由图可知,由5~6s物体处于匀速直线运动状态,物体受到的摩擦力与推力二力平衡,可知滑动摩擦力为2N;2~4s推力为3N时,物体做加速运动,此过程中压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力仍为2N,故此段过程推力大于摩擦力。
第5s时,推力是2N,速度为4m/s,则推力的功率
5、(2025·广东一模)如图为一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动的速度—时间图象,汽车行驶过程中所受阻力f=4 500 N恒定不变。在0~10 s内汽车通过的路程为130 m,则在0~10 s内汽车的平均速度为________ m/s,发动机功率为______ W,牵引力所做的功是________ J。
【答案】13 9×104 9×105
【解析】由图象可知,汽车做匀速直线运动时的速度为20 m/s,当汽车做匀速直线运动时,
由二力平衡条件可知,汽车的牵引力:F=f=4 500 N,
则发动机的功率:P===Fv=4 500 N×20 m/s=9×104 W;
因为汽车的功率恒定,所以,由P=可知,在0~10 s内牵引力所做的功:W=Pt=9×104 W×10 s=9×105 J。
6、如图甲所示,用水平推力F推水平地面上的木箱,推力F的大小随时间t变化关系如图乙所示,木箱的v—t图象如图丙所示。由图可知,第5s时,物体受到的滑动摩擦力为    N,9~12s内推力F做功的功率是    W。
【答案】6;18。
【解析】从速度图象中9﹣12s得出物体匀速直线运动,从F﹣t图象中得出物体所受的推力是6N,物体匀速直线运动,推力和摩擦力是平衡力,摩擦力是6N;第5s时,物体加速运动,滑动摩擦力只与压力和接触面的粗糙程度有关,滑动摩擦力都不变,摩擦力是6N;
9~12s内推力F做功的功率:PFv=6N×3m/s=18W。
7、一物块重2.5N,在拉力F的作用下从底部沿斜面匀速运动到如图1所示的位置,用时6s。此过程F做的功W和时间t的关系图象如图2所示,物块运动的速度和时间的关系图象如图3所示。求:
(1)F所做的功的功率是多少?
(2)F的大小是多少?
(3)斜面的机械效率是多少?(保留一位小数)
【答案】(1)0.6W;(2)2N;(3)76.4%
【解析】(1)由图2可知F所做的功率
(2)由图3,拉力
(3)物体在斜面上6s运动的距离s=vt=0.3m/s×6s=1.8m
物体从底部沿斜面上升高度为1.1m,则斜面的机械效率
8、如图甲所示是一款集自动清洁技术和人性智能设计于一体的地面清洁机器人,该机器人的质量为3kg,与水平地面的接触面积为0.01m2。机器人在水平地面运动时,所受阻力与速度关系如图乙所示,若该机器人在30s内沿直线匀速清扫地面的距离为6m,求:(g取10N/kg)
(1)该机器人对水平地面压强;
(2)该机器人清扫地面的速度;
(3)该机器人工作时动力的功率。
【答案】(1)3000Pa;(2)0.2m/s;(3)14W
【解析】(1)机器人对水平地面压力
机器人对水平地面压强
(2)机器人清扫地面的速度
机器人做匀速直线运动,动力与阻力二力平衡,由图乙可知
动力的功率
9、周末,重为550N小海同学沿情侣路骑行,其路程与时间关系图像如图甲所示,小海所骑的单车如图乙所示,单车质量为20kg,g取10N/kg。试计算:
(1)整个过程中小海的平均速度;
(2)单车与地面的接触总面积为1.5×10﹣2m2,求骑行过程中单车对水平路面的压强;
(3)若骑行过程中受到的阻力为总重力的0.02倍,求小海前5min的骑行功率。
【答案】(1)整个过程中小海的平均速度是1.6m/s;
(2)单车与地面的接触总面积为1.5×10﹣2m2,骑行过程中单车对水平路面的压强是5×104Pa;
(3)若骑行过程中受到的阻力为总重力的0.02倍,小海前5min的骑行功率是75W。
【解析】(1)由图甲可知,整个过程中小梅通过的路程s=2400m,运动的时间t=25min=1500s,整个过程中小海的平均速度:v1.6m/s;
(2)车的重力:G车=m车g=20kg×10N/kg=200N,
单车对水平路面的压力:F=G车+G人=200N+550N=750N,
单车对水平路面的压强:p5×104Pa;
(3)由图甲可知,0~5min内小海骑行时做匀速直线运动,且通过的路程s1=1500m,则小海骑行的速度:v15m/s,
骑行时做匀速直线运动,牵引力和受到的阻力是一对平衡力,所以,骑行时的牵引力:F′=f=0.02(G车+G人)=0.02×(200N+550N)=15N,
前5min的骑行功率:PF′v1=15N×5m/s=75W。
10、如图甲所示是某种升降电梯的工作原理图,它由轿厢、对重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成。电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力,连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近,轿厢与对重的运动方向始终相反。对重的重量为4000N,空轿厢的重量为5000N,额定载重量是10000N。某次电梯满载上升时的v﹣t图象如图乙所示。不计钢丝绳重力和一切摩擦。求:
(1)电梯匀速上升的速度和高度各是多少?
(2)电梯匀速运动阶段,对重的重力做功是多少?
(3)电梯匀速运动时,电动机钢丝绳对轿厢的拉力是多少?这个拉力的功率是多少?
【答案】(1)2m/s,12m;(2)4.8×104J;(3)1.1×104N,2.2×104W
【解析】(1)电梯匀速上升的速度
做匀速运动的时间
电梯匀速上升的高度
(2)匀速运动阶段,对重的重力做的功
(3)电梯匀速运动时,根据力的平衡条件可知
电动机钢丝绳对轿厢的拉力
电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率
11、如图甲所示是我国生产的一款纯电动汽车,在平直的公路上对该汽车进行测试的v﹣t图像如图乙所示,发动机的功率恒定不变,汽车从静止加速到30m/s的过程行驶的路程是150m,在匀速行驶的过程中所受牵引力为5000N。(g=10m/s2)求:
(1)汽车在10~20s内行驶的路程;
(2)汽车在10~20s汽车发动机的功率。
【答案】(1)汽车在10~20s内行驶的路程为300m;
(2)汽车在10~20s汽车发动机的功率为1.5×105W。
【解析】(1)由图乙可知,10~20s汽车做匀速直线运动,速度大小为30m/s,
由v可知,汽车10~20s行驶的路程:s=vt=30m/s×(20s﹣10s)=300m;
(2)在匀速行驶的过程中所受牵引力为5000N,则10~20s汽车发动机的功率:PFv=5000N×30m/s=1.5×105W。
【知识点4】功率在实际中的应用
1、随着生活水平的提高,汽车已经进入百姓家庭,它给我们的生活提供了便利,促进了社会的发展。汽车应用了许多物理知识,请你解答:
(1)汽油机是汽车的“心脏”,其中 冲程将机械能转化为内能。
(2)当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时发动机的效率将 (选填“升高”“不变”或“降低”)。
(3)汽车发动机在工作时:发动机的温度会升得很高,通常在发动机外装有水套,汽车发动机用水作为冷却剂的主要原因是 。
(4)汽车在爬坡时,驾驶员的操作总是加大油门同时将变速器换为低挡。加大油门是使发动机发挥最大的功率,换为低挡是为了减慢车速,那么,在爬坡时减慢车速的目的是 。
(5)某台汽油机飞轮的转速为2400r/min,在1s内,汽油机完成 个工作循环,对外做功 次。
【答案】(1)压缩 (2)降低 (3)水的比热容大 (4)增大牵引力 (5)20 20
【解析】(1)在压缩冲程时,活塞压缩缸内气体,将机械能转化为内能。
(2)当汽油在发动机内燃烧不充分时,燃料的利用率下降,做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的总能量的比值会变小,发动机的效率将降低。
(3)汽车发动机用水作为冷却剂的主要原因是:和其他物质相比,相同质量的水升高相同温度时,水的比热容较大,水可以吸收较多热量。
(4)由P=Fv可知,当功率一定时,速度越小,牵引力越大,故减小速度可以增大发动机的牵引力。
(5)四冲程汽油机的飞轮转速为2400r/min,则该飞轮每秒钟转40圈;因为一个工作循环飞轮转2圈,完成四个工作冲程,做功1次,所以飞轮转40圈,共完成20个工作循环,对外共做功20次。
2、如图甲所示的地面清洁机器人,质量为3kg,要求对水平地面压强不超过3000Pa,机器人在水平地面运动时,所受推力与速度关系如图乙所示。(g取10N/kg)。求:
(1)该机器人所提供的水平推力为300N时,匀速直线运动2s能通过多远路程?
(2)该机器人与水平地面的接触面积至少多少m2?
(3)该机器人在水平地面上以0.5m/s速度匀速直线运动时,水平推力的功率是多大?
【答案】(1)1.2m;(2)0.01m2;(3)75W
【解析】(1)由图象可知,该机器人所提供的水平推力为300N时的速度v= 0.6m/s
匀速直线运动通过的路程
(2)该机器人对地面的压力
机器人与水平地面的最小接触面积
(3)由图象可知,该机器人以0.5m/s速度匀速直线运动时的推力F'= 150N
则水平推力的功率
3、某班同学进行登楼比赛,看谁做功快。甲乙同学记录自己两次从一楼跑到确定的楼层所用的时间,并填入下面表格中,然后将有关的物理量也记录在下面的表格中。
(1)第3次实验乙同学做的功 J。分析比较实验次数 ,可以得出的初步结论是:当做功所用时间相同时,做功越多,做功越快;
(2)分析比较实验次数1和2,可以得出的初步结论是 ;
(3)分析比较实验次数2与3,若要比较甲乙两位同学做功的快慢,则可以比较 来确定哪位同学做功快。因此为了比较做功快慢,还应在表格中添加栏目是 ;
(4)分析比较以上实验数据,可以得出登楼做功最快的学生是 (选填“甲”或“乙”)。我们所学过的物理量中,类似于这种表示“快慢”的物理量有 (写出一个)。
【答案】 (1) 3240 1、4 (2) 做相同的功,所用时间越少的,做功越快 做的功与所用时间的比值 (3) 功/时间 (4) 乙 速度
【知识点5】功率的公式、单位及推导式
1、功率的国际单位:   ,符号:   ;常用单位还有千瓦(kW),1W=1J/s。物理意义:表示物体做功    的物理量。
【答案】瓦特;W;快慢。
【解析】功率的国际单位:瓦特,符号W。
物理学中,功率是表示物体做功快慢的物理量。
2、某中国自主品牌汽车以高端质量、高度安全、全面舒适作为开发理念深受国人喜爱,该款汽车的相关数据如下表。在某次性能测试中,质量为70kg的测试员驾驶该汽车沿平直公路匀速直线行驶,在180s内汽车匀速行驶了3600m,匀速行驶过程中的总阻力为总重的(g取10N/kg)
(1)求该车空车静止在水平地面上时对地面的压强;
(2)求性能测试过程中汽车牵引力做功的功率;
(3)某次小晋一家开小汽车出行时在水平高速公路上匀速行驶了20km,用时12min,该行驶路段限速标志如图乙,请计算说明是否超速。
【答案】(1)该车空车静止在水平地面上时对地面的压强为2.625×105Pa;
(2)性能测试过程中汽车牵引力做功的功率为2.17×104W;
(3)未超速。
【解析】(1)空车静止在水平地面上时对地面的压力
F=G=mg=2100kg×10N/kg=2.1×104N
对地面的压强
(2)性能测试过程中,汽车的速度
匀速行驶过程中的总阻力为总重的,汽车受到的牵引力
此过程中汽车牵引力做功的功率
(3)汽车的速度
因为100km/h<120km/h,所以没超速。
3、如图所示,智慧安防机器人可以在园区、社区等场合自主巡逻。安防机器人的质量为80kg,车轮与水平地面接触的总面积为0.01m2。按照设定程序,安防机器人以0.6m/s的速度在园区的平直路面上匀速直线行驶,行驶过程中所受阻力为车重的。求解下列问题:(g取10N/kg)
(1)安防机器人静止时对水平地面的压强。
(2)安防机器人匀速直线行驶1min,牵引力做功的功率。
【答案】(1)安防机器人静止时对水平地面的压强为8×104Pa;
(2)安防机器人匀速直线行驶1min,牵引力做功的功率为120W。
【解析】(1)安防机器人静止时对水平地面的压力F=G=mg=80kg×10N/kg=800N,
安防机器人静止时对水平地面的压强;
(2)安防机器人在行驶过程中所受阻力;
因为安防机器人在平直路面上匀速直线行驶,所以安防机器人行驶过程中受到的牵引力F牵=F阻=200N,
由可得,安防机器人匀速直线行驶1min内牵引力做功的功率P=F牵v=200N×0.6m/s=120W。

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