专题13 功和功率专题计算-备战2021年中考物理必考计算精解精练

专题13 功和功率 1、 对做功公式W=Fs的理解： 1、功的计算公式为W=Fs，其中W表示功，单位是焦耳；F表示力，单位牛顿；s表示沿力的方向移动的距离，单位是米。 2、要明确是哪个力对哪个物体做功，或者是哪个施力物体对哪个受力物体做功。 3、公式中的F是作用在物体上的力，公式中的s是物体在力的作用下“在力的方向上通过的距离”，即注意“F”和“s”的同体性和同向性，否则在计算功时容易出现错误。 4、W=Fs中的F是使物体沿着F方向移动s距离过程中始终作用在物体上的力，其大小和方向是不变的。 2、 对做功公式 的理解： 1、功率的计算公式为 ，其中P表示功率，单位是瓦特；W表示做功的多少，单位是焦耳；t表示时间，单位是秒。 注意：P、W、t必须对应于同一段时间和同一物体； 具有普遍性，不限制物体的运动状态。 3、 对做功公式 的理解： 公式推导： 。题目中若出现距离，则考虑公式 ；若出现速度，没有距离，则考虑公式P=Fv。 四、应用公式的注意事项： 功的 计算 公式 解题注意事项 解题步骤 W=Gh ①重力计算过程中质量的单位换算； ②看清题目中求的是单个物体的重力还是几个物体的重力 ①先确定力的大小； ②再确定距离的多少； ③选择适当的公式进行计算 W=fs 当物体做匀速运动时根据二力平衡求解摩擦力 功率 P、W、t必须对应于同一段时间和同一物体 1．在平直公路上某轿车以30m/s的速度做匀速直线运动，恒定的牵引力为3×103N，在20s的时间内，求： （1）牵引力所做的功； （2）牵引力做功的功率。 【答案】（1）1.8×106J；（2）9×104W 【解析】 （1）由题意可知，某轿车以30m/s的速度做匀速直线运动，运动了20s，则移动的距离 恒定的牵引力为3×103N，则牵引力所做的功 牵引力所做的功是1.8×106J。 （2）牵引力所做的功是1.8×106J，需要的时间是20s，则根据 可知，牵引力做功的功率 牵引力做功的功率是9×104W。 答：（1）牵引力所做的功是1.8×106J； （2）牵引力做功的功率是9×104W。 2．2021年，数据显示，30%的中国消费者每个月点6～10次外卖。若电瓶车自身质量150kg，静止时总着地面积为220cm2，电瓶车牵引力的功率为21kW，某次订单体重为70kg的骑手要把外卖从火车站送到实验学校。所需时间为5min，求： （1）在这个过程中电瓶车对地面的压强； （2）在这个过程中电瓶车克服阻力做的功。 【答案】（1）1×105Pa；（2）6.3×106J 【解析】 解：（1）电瓶车对地面的压力为 F=G总=m总g=(m车+m人)g=(150kg+70kg)×10N/kg=2200N 电瓶车对地面的压强为 p= 1×105Pa （2）这个过程中电瓶车克服阻力做的功为 W=Pt=21×103W×5×60s=6.3×106J 答：（1）在这个过程中电瓶车对地面的压强为1×105Pa； （2）在这个过程中电瓶车克服阻力做的功为6.3×106J。 3．如图甲所示，这是一辆太阳能玩具车，该玩具车的质量为0.3kg，车轮与地面的总接触面积为20cm2。在阳光的照射下，小车从静止开始沿直线运动，运动过程中速度v与时间t的关系如图乙所示，设运动过程中玩具车的功率始终不变，受到的阻力恒为3N。求： （1）太阳能玩具车静止在水平地面时对地面的压强； （2）太阳能玩具车的功率； （3）在0~5s时间内，太阳能玩具车做的功。 【答案】（1）1.47×103Pa；（2）12W；（3）60J 【解析】 （1）玩具车的重力 G＝mg＝0.3kg×9.8N/kg＝2.94N 由于玩具车静止在水平面上，对水平面的压力等于车的重力，即2.94N，玩具车静止时，对水平地面产生的压强 （2）玩具车在运动过程中的功率始终不变，在t≥5s，玩具车做匀速直线运动，车所受的牵引力与阻力平衡，即牵引力为 F牵＝f＝3N 由图乙可知，玩具车运动的速度v＝4m/s，玩具车的功率 P＝F牵v＝3N×4m/s＝12W （3）由于0≤t≤5s时，车的功率不变，玩具车所做的功 W＝Pt＝12W×5s＝60J 答：（1）玩具车静止时，对水平地面产生的压强为1.47×103Pa； （2）玩具车的功率为12W； （3）在0~5s时间内，玩具车所做的功为60J。 4．一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车，行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍，货车（含驾驶员）空载时重为2.5×104N。 （1）求货车空载行驶40km时牵引力做的功。 （2）当货车以90kW的额定功率、90km/h的速度匀速行驶时，求货车最多可装载多重的货物？ 【答案】（1）1×108J；（2）1.1×104N 【解析】 解：（1）货