福建省2020年中考物理一轮复习 基础考点一遍过 第13讲 机械与人 命题点2 功 功率课件

目录面对面“过”考点1福建近3年中考真题精讲练2命题点2功功率功和机械能机械能及其守恒功率功动能势能定义定义做功的两要素功的计算公式公式物理意义重力势能弹性势能概念影响因素概念影响因素概念影响因素动能和势能统称为机械能机械能的转化机械能守恒不做功的三种情况：踢出去的足球；搬而未起；人提水桶水平前进面对面“过”考点考点梳理功[2018.33，2017.32(2)]考点11.定义：物理学中把力和物体在___________上移动距离的乘积叫做机械功，简称功．2.做功的两个必要因素：a.作用在物体上的________；b.物体在力的方向上移动了________．力的方向力距离返回思维导图3.不做功的三种情况示意图缺力无功缺距离无功力与距离垂直无功特点物体不受力，因惯性而运动物体受力，但静止有力有距离，但力的方向与物体移动的方向垂直举例踢出去的足球，人没有对足球做功举着杠铃原地不动，人对杠铃没有做功提着水桶水平前进，提水桶的力没有对水桶做功返回思维导图4.公式：W＝________W表示功，单位是（简称），符号是________F表示力，单位是Ns表示在力的方向上移动的距离，单位必须为m5.常考功的估测值将地面上的物理课本捡起来放在桌子上，人对课本做的功约为2J；从地上拿起一个鸡蛋，缓缓举过头顶，大约做功1J；人从一楼走到二楼做功约为1800J.Fs焦耳焦J返回思维导图功率[2019.31(1)，2018B卷.31(1)]考点21.定义：把一段时间内做的功与做功所用时间的________叫做功率．2.物理意义：表示物体做功________的物理量，它在数值上等于________________内所做的功．3.公式：P＝______W表示某个力做的______，单位是JP表示这个力做功的______，单位是______（简称____），符号是______t表示做这些功所用的时间，单位是s单位换算：1kW＝________W.推导公式：P＝(适用于匀速直线运动)FvtFstW比快慢单位时间功功率瓦特瓦W1000Wt返回思维导图福建近3年中考真题精讲练判断物体是否做功类型1拓展训练1.(2019龙东)如图所示，力对物体做功的是()C功、功率的理解及判断类型2拓展训练2.(2019株洲)甲、乙、丙、丁四个同学进行攀岩比赛，他们做的功W与时间t的关系如图所示．若规定做功最快的获胜，则最后胜出的一定是()A.甲B.乙C.丙D.丁第2题图A3.(2019河池)甲、乙两位同学同时爬上20m的高楼，甲用时40s，乙用时50s．若m甲m乙则下列说法正确的是()A.以甲为参照物，乙是静止的B.甲爬楼的速度较大C.乙爬楼做的功较多D.乙爬楼的功率较大4.(2019南充)将物体A放在水平面上，在水平拉力F1作用下，以v1＝4m/s的速度向右匀速运动，在同一水平面上，物体A受到水平拉力F2作用时，以v2＝6m/s的速度向右匀速运动，两次移动的距离相同，则两次拉力做功W1______W2(选填“＞”“＜”或“＝”)，两次拉力的功率P1______P2(选填“＞”“＜”或“＝”)B＝功、功率的相关计算类型3考向1与交通工具有关的计算(2017.32)5.(2017福建32题6分)一辆汽车为50km长的新建大桥进行通车测试，如图所示．汽车总质量为1.5t，以100km/h的速度匀速通过大桥，受到的阻力是总重的0.08倍，全程消耗了4kg的汽油．g取10N/kg，求汽车通过大桥：(1)所需的时间；(2)牵引力所做的功；(3)汽油机的效率．(q汽油＝4.6×107J/kg，结果保留1位小数)第5题图解：(1)汽车通过大桥所需时间t＝＝0.5h(2)汽车阻力f＝0.08G＝0.08mg＝0.08×1500kg×10N/kg＝1200N因为汽车做匀速直线运动，所以F＝f＝1200N牵引力做的功W＝Fs＝1200N×50000m＝6×107J(3)Q＝mq汽油＝4kg×4.6×107J/kg＝1.84×108J则汽油机的效率η＝≈32.6%50km100km/hsv78610J100%100%1.8410JWQ拓展训练6.(2019通辽)我国自主研发的某品牌汽车进行技术测试，已知该车在某段长1.2km的水平路面做匀速直线运动，用时40s，汽车在行驶过程中受到的阻力为4000N，汽车在此过程中发动机热机效率为48%，汽油的热值q＝4.6×107J/kg.在该段测试过程中：(1)汽车的功率为多少？(2)燃烧了多少汽油？(计算结果保留两位小数)解：(1)W＝Fs＝fs＝4000N×1.2×103m＝4.8×106JP＝＝1.2×105W(2)Q放＝＝1×107Jm＝≈0.22kg64.810J40sWt6610J48%W77110J4.610J/kgQq放7.(2019南平5月质检)如图甲是我国63A型水陆两栖坦克，它的主要参数如下表．在一次行驶中，从某一时刻开始，该坦克水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图乙所示，坦克的运动速度v随时间t的变化关系如图丙所示．求：(1)坦克漂浮时受到的浮力；(2)坦克静止在水平地面时对地面的压强；(3)坦克从第40s到60s内牵引力所做的功．型号ZTS－63A总质量22t发动机最大功率420kW水上最大速度14km/h陆地最大速度57km/h履带着地总面积4m2第7题图甲解：(1)由坦克漂浮知，浮力等于重力F浮＝G＝mg＝22×103kg×10N/kg＝2.2×105N(2)坦克静止在水平地面上时，压力等于重力p＝＝5.5×104Pa(3)第40s到60s内运动的距离s＝vt＝10m/s×20s＝200mW＝Fs＝1.6×104N×200m＝3.2×106J522.210N4mFGSS考向2与其他背景有关的计算[2019.31(1)，2018A卷.33，2018B卷.31、33]8.(2018福建B卷31题6分)航天迷小伟利用自制降落伞模拟返回舱的降落过程．将带有降落伞的重物从高处释放，速度增大至10m/s时打开降落伞，重物开始减速下落．重物从释放到落地共用时4s，其v－t图像如图所示，落地前最后2s重物的运动可视为匀速运动．打开降落伞后，降落伞和重物受到的空气阻力f与速度v满足关系f＝kv2，k为定值．降落伞和重物的总质量为7.5kg，g取10N/kg.求：(1)落地前最后2s降落伞和重物的总重力的功率；(2)刚开始减速时降落伞和重物受到的合外力大小．第8题图解：(1)G＝mg＝7.5kg×10N/kg＝75Nh＝vt＝5m/s×2s＝10mW＝Gh＝75N×10m＝750JP＝＝375W(2)匀速下落时f1＝kv2＝G＝75Nk＝＝3N·s2/m2刚开始减速时f2＝kv22＝3N·s2/m2×(10m/s)2＝300N降落伞和重物受到的合外力大小F＝f2－G＝300N－75N＝225N750J2sWt122175N(5m/s)fv9.(2018福建A卷33题8分)学校机器人兴趣小组进行“精准吊装”试验.7块长短不一的长方体木块均平放在水平地面上，机器人将木块按长度从大到小依次吊装并对称叠放．已知木块的密度相同，高度均为h＝0.2m，宽度均为b＝0.2m，不同序号木块的质量如下表，其中m＝12kg.g取10N/kg.序号1234567质量2mm2m3m4m5m6m第9题图(1)已知1号木块的长度a＝1.2m，求未叠放时1号木块对地面的压强；(2)如图所示，把2号木块吊装到1号木块的上面，求此过程克服木块重力所做的功；(3)机器人完成全部吊装叠放用时6min，求整个过程克服木块重力做功的功率．解：(1)G1＝m1g＝2mg＝2×12kg×10N/kg＝240NS1＝ab＝1.2m×0.2m＝0.24m2p＝＝1000Pa(2)G2＝mg＝12kg×10N/kg＝120NW2＝G2h＝120N×0.2m＝24J(3)吊装k号木块克服重力做功Wk＝Gk(k－1)h＝mgh＝24J吊装每一块木块克服重力做的功相等W＝6Wk＝6×24J＝144JP＝＝0.4W211240N0.24mFGSS144J360sWt10.(2018福建B卷33题8分)学校机器人兴趣小组进行“精准吊装”试验．n块长短不一的长方体木块均平放在水平试验平台上，机器人将木块按长度从小到大依次吊装并对称叠放，如图所示．已知木块的宽度相同，高度均为h＝0.2m，密度均为ρ＝0.5×103kg/m3，长度分别为a1、a2、a3、…an，且长度之比a1∶a2∶a3∶…∶an＝1∶2∶3∶…∶n.g取10N/kg.第10题图(1)求吊装前长度为a1的木块对试验平台的压强；(2)若该平台能够承受的最大压强为pm＝1.5×104Pa，平台上最多能叠放几块木块？(3)若吊装某木块的过程中需克服木块重力做功60J，吊装下一块需做功120J，则再吊装下一块需做功多少？解：(1)设长度为a1的木块底面积为S1，则其重力G1＝m1g＝ρV1g＝ρS1hgp1＝＝ρgh＝0.5×103kg/m3×10N/kg×0.2m＝1×103Pa(2)设叠放第i块木块后，对平台的压强达到最大Fm＝(1＋2＋3＋…＋i)G1pm＝＝(1＋2＋3＋…＋i)p1＝1.5×104Pa;解得i＝5(3)吊装k号木块克服重力做的功Wk＝Gk(k－1)h＝k(k－1)G1h＝60J同理Wk＋1＝(k＋1)kG1h＝120J=2;解得k＝3再吊装下一块(第5块)克服重力做功W5;W5＝×120J＝200J111FGSS111(123)mFiGSS111(1)1120J(1)160JkkWkkGhkWkkGhk51415(51)54(41)3WGhWGh53拓展训练11.(2018宁德5月质检)如图所示，质量为60kg的同学乘电梯上楼，每只脚与电梯接触面积为150cm2.电梯从二楼匀速运动至六楼所用时间为6s，已知每层楼的楼高为3m，g取10N/kg.求此过程中：(1)电梯的平均速度；(2)该同学对电梯的压强；(3)电梯对该同学做功的功率第11题图解：(1)电梯运行的路程s＝3×4m＝12m电梯运行的平均速度v＝＝2m/s(2)该同学对电梯的压力F＝G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N该同学对电梯的压强p＝＝2×104Pa(3)电梯对该同学做功为W＝Fs＝Gh＝600N×12m＝7200J电梯对该同学做功的功率P＝＝1200W12m6sst-22600N1.510m2FS7200J6sWt12.(2019厦门5月质检)“塔吊”是修建高层建筑常见的起重设备，又名“塔式起重机”．某“塔吊”以恒定功率24kW将质量2t的重物从静止开始竖直向上提升45s，全程v－t关系如图所示，g取10N/kg.(1)求t＝30s时重物所受的拉力．(2)求整个过程重物的最大速度．(3)若重物上升的总高度为60m，则最后12s拉力的平均功率为多大？第12题图解：(1)15s～45s阶段，重物做匀速直线运动当t＝30s时，F＝G＝mg＝2×103kg×10N/kg＝2×104N(2)15s～45s阶段，重物运动速度最大，塔吊功率不变，即重物拉力功率不变由P＝＝Fv得，vm＝＝1.2m/s(3)塔吊全程对重物做的功W＝GH＝mgH＝2×103kg×10N/kg×60m＝1.2×106J最后12s：WF＝W－Pt1＝1.2×106J－2.4×104W×45s＝1.2×105JP′＝＝1×104WWt442.410W210NPF521.210J12sFWt