2025年中考物理专题训练——功和功率的综合计算

2025年中考物理专题训练——功和功率的综合计算 一、计算题 1．如图所示，重为450N的同学在做仰卧起坐运动。若该仰卧起坐同学上半身的重力约为全身的40%，她在1min内做了50个仰卧起坐，每次仰卧起坐上半身重心上升的高度均为0.3m。求： (1)她做一个仰卧起坐克服重力做的功； (2)她在1min内克服重力做功的功率。 2．北京冬奥会示范运营1000多辆氢燃料电池车，如图所示，该车排放物是水，不产生任何污染物。假设某国产氢燃料电池车总质量为5t，在某次测试中该车匀速行驶时受到的阻力是车总重力的0.02倍，在3min内行驶了2.7km的路程（不考虑氢能源燃料消耗对车质量的影响）。求该测试过程中氢燃料电池车： （1）行驶的平均速度为多少m/s； （2）牵引力的平均功率。 3．质量1.2t功率为90kW的汽车在平直的公路上以108km/h的速度匀速行驶，求： （1）汽车匀速行驶10min所通过的路程： （2）汽车牵引力在10min内所做的功． 4．公交车匀速行驶时受到的阻力大小恒为公交车总重（13.5t）的0.1倍，若公交车匀速行驶的速度为54km/h，计算匀速行驶时牵引力对公交车做功的功率。 5．我国首款大型水陆两栖飞机如图所示，该飞机蓄满水后总质量60吨，为检测飞机性能， 先后进行了模拟灭火和水面滑行测试。在灭火测试中：飞机盘悬在火场上方200m处，将所蓄水分次投下，每次投水200kg，用时20s到达地面。在水面滑行测试中：飞机在水平面上以10m/s的速度沿直线匀速滑行了60s，若飞机发动机牵引力的总功率始终保持2.5×106W。（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）求： （1）飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积； （2）每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率； （3）飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力。 6．如图所示是我国自主研发的极地漫游机器人，质量为5 t，装有四条三角形履带，每条履带与水平地面的接触面积约为1 000 cm2．试计算：（g取10 N/kg） （1）机器人静止时对水平路面的压力和压强； （2）机器人在某水平路段沿直线匀速行驶480 m耗时2 min，求机器人行驶的平均速度； （3）若在上述过程中该机器人受到水平方向的阻力为自重的0.1倍，求牵引力在此路段所做的功． 7．雪地摩托车是冬奥会上有用的交通工具，如图为一款雪地摩托车，空车质量为90kg，g=10N/kg。求： （1）雪地车载着质量为50kg的人静止在水平地面上，雪地车与地面接触的总面积为20dm2，雪地车对地面的压强是多少？ （2）雪地车在0.5h内在水平地面匀速直线行驶18km，输出功率为8kW，求雪地车在0.5h内所做的功和它所受阻力的大小？ 8．如图所示，小强沿着斜坡进行晨跑。已知小强体重500N，单只脚与地面的接触面积为125cm2，他用50 s的时间跑完长为200 m、高为10 m的斜坡。求： (1)小强的平均速度是多少？ (2)小强克服重力做功的功率是多少？ (3)小强晨跑结束后双脚站在水平地面上，对地面的压强是多少？ 9．2022北京冬奥会离我们越来越近，中国冰雪健儿进入了积极备战状态。如图为中国跳台滑雪历史上第一个打进冬奥会的女子运动员常馨月的训练场景，她从高的跳台上起步，在空中滑翔时速度能达，降落于着陆坡后，继续滑行至水平停止区结束动作。若她的质量为，滑雪装备的质量共计，滑雪板总接地面积约为，。请你计算： （1）从起步到着陆，重力对她和装备所做的功； （2）常馨月站在水平停止区结束动作时对地面的压强。 10．如图是“厦金机械”发明的世界最大吨位叉装机，为2024年2月1日开始实施的“全国应急救援装备团体标准”代表产品。若叉装机自重57t，叉载43t的货物，轮胎与地面接触的总面积为2m2，以1m/s的速度在水平路面上匀速行驶100s，求： （1）叉装机行驶的路程。 （2）叉装机对地面的压强。 （3）匀速行驶时，叉装机牵引力的功率为100kW，则叉装机受到的阻力有多大? 11．如图所示的智能配送机器人已实现了无接触配送，其部分信息如下表所示。求：　 空载车身净重 200kg 车载电源电压 12V 最大承载量 100kg 车轮与地面的总接触面积 0.02m2 摄像头 8个 最高行驶速度 20km/h (1)配送机器人以最高速度行驶40km所需的时间； (2)配送机器人满载时的总重力；（g取10N/kg） (3)配送机器人满载时对地面的压强； (4)满载的配送机器人以18km/h的速度匀速直线行驶时，所受阻力为总重的0.02倍，求其牵引力的功率。 12．如图所示，一位质量为48kg的同学乘电梯上楼，每只脚与电梯接触的面积均为0.015m2。电梯向上匀速运动时，2s内上升的高度为4m。g取10N/kg。求： （1）电梯静止时，该同学对电梯的压强； （2）在2s内，电梯对该同学做功的功率。 13．如图所示是我市部分中小学投入使用的新型安全校车，这种校车的性能完全符合校车12项安全标准．中考期间，××中学的学生乘坐这种新型安全校车到9km外的考点参加考试，校车行驶了15min后安全到达考点。求： （1）校车在送考过程中的平均速度； （2）若校车和学生总质量为9000kg，车轮与地面的接触总面积为0.15m2，求校车对水平路面的压强； （3）若校车以12m/s的速度在一段平直路面是匀速行驶，校车受到的牵引力是4500N，求校车发动机牵引力的功率。 14．共享单车为我们保护地球环境，实现绿色出行提供了便利．图是小阳同学骑共享单车上学时，在某段水平路面上行驶时的路程随时间变化的图象．若小阳与自行车的总质量为 90kg，受到的阻力是总重力的 0.05 倍，单车每个车轮行驶时与地面的接触面积为90cm2．（g 取 10N/kg）求：小阳在该段路程行驶过程中 （1）骑行的速度； （2）车对地面的压强； （3）骑车功率． 15．一辆使用汽油为燃料的小汽车，发动机的效率为25％，汽油的热值q=4.6×107J／kg．发动机的实际功率为20 kW．求小汽车它以72km／h的速度在水平路面上匀速行驶时，行驶的距离为100km，消耗汽油的质量．（结果保留一位小数） 16．一辆重型卡车匀速行驶时发动机的功率为2×105W，速度为20m/s，汽车行驶3600s，求： (1)发动机所做的功是多少？ (2)卡车的牵引力是多少？ 17．如图所示，工人用滑轮组提升重200N的物体，所用的拉力为125N，物体在5s内匀速上升2m。求： (1)绳子自由端移动的速度； (2)拉力的功率； (3)滑轮组的机械效率。 18．为了提高快递配送效率，可使用如图所示的物流机器人完成最后三公里的快速智能配送。已知空载时该物流机器人质量为600kg。某次为配送总质量为100kg的货物，机器人在平直的道路上以18km/h的速度匀速行驶了1200m，所受阻力是其总重力的0.02倍。求： （1）配送货物时物流机器人受到的牵引力； （2）配送货物时物流机器人牵引力做功的功率。（g=10N/kg） 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．(1)54J (2)45W 【详解】（1）该同学上半身的重力 G上=40%G=40%×450N=180N 做一次仰卧起坐克服重力做的功 W=G上h=180N×0.3m=54J （2）做了50个仰卧起坐克服重力做的功 W总=50W=50×54J=2700J 功率为 2．（1）15m/s；（2）15000W 【详解】解：（1）电池车行驶的平均速度 （2）电池车匀速行驶，所受的牵引力等于阻力，所以 F=f=0.02G=0.02mg=0.02×5×103kg×10N/kg=1000N 牵引力的平均功率 P=Fv=1000N×15m/s=15000W 答：（1）行驶的平均速度为15m/s； （2）牵引力的平均功率为15000W。 3．（1）18km；（2）5.4×107J． 【分析】（1）已知速度和时间，利用s＝vt计算车通过的路程； （2）已知牵引力的功率和行驶时间，可以得到牵引力做的功，即W＝Pt； 【详解】（1）由v可得，汽车通过的路程为：搜索s＝vt＝108km/hh18km. (2) 汽车牵引力所做的功:W＝Pt＝901000W1060s5.4J. 4．2.025×105W 【详解】解：已知公交车质量，则公交车的重力为 则公交车匀速行驶时受到的阻力为 由二力平衡条件可知公交车的牵引力为 公交车匀速行驶的速度为 则匀速行驶时牵引力对公交车做功的功率为 答：匀速行驶时牵引力对公交车做功的功率为。 5．（1）60m3；（2）2×104W；（3）2.5×105N 【详解】解：（1）飞机蓄满水后总质量 m=60t=6×104kg 因为飞机蓄满水静止在水面上时，处于漂浮状态，受到的浮力等于自身总重力，即 根据可得飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积 （2）根据G=mg以及W=Fs可得每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率 （3）根据可得飞机在水面沿直线匀速滑行时所受的牵引力 答：（1）飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积是60m3； （2）每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率是2×104W； （3）飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力是2.5×105N。 6．（1）5×104N（2）1.25×105Pa（3）4m/s（4）2.4×106J 【详解】（1）机器人的质量m=5t=5×103kg， 机器人静止时对水平路面的压力： F=G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N； 受力面积S=1000cm2×4=4000cm2=0.4m2， 机器人静止时对水平路面的压强： p===1.25105Pa (2)由题知s=480m,t=2min=120s 机器人行驶的平均速度： v===4m/s （3）因为该机器人在某水平路段匀速直线行驶， 所以牵引力F=f=0.1G=0.1×=5×104N=5×103N； 牵引力在此路段所做的功： W=Fs=5×103N×480m=2.4×106J． 7．（1）7×103Pa；（2）800N 【详解】解：（1）雪地车的总质量 m=90kg+50kg=140kg 雪地车的总重 G=mg=140kg×10N/kg=1400N 静止时对水平地面的压力 F=G=1400N 静止时对水平地面的压强 （2）该车以8kW的输出功率行驶0.5h所做的功 W=Pt=8×103W×0.5×3600s=1.44×107J 根据W=Fs得，牵引力 雪地车做匀速直线运动，所受阻力与牵引力是一对平衡力，所以 f=F牵=800N 答：（1）雪地车对地面的压强是7×103Pa； （2）雪地车在0.5h内所做的功为1.44×107J，它所受的阻力为800N。 8．(1) 4m/s；(2) 100W；(3) 2×104Pa 【详解】(1)小强的平均速度是 (2)体重 F=G=500N 小强克服重力做功 W=Fs=Gh=500N×10m=5000J 做功的功率为 (3)∵双脚站立在水平地路面上时，受力面积为 S=2×125cm2=250cm2=2.5×10−2m2 对地面的压强是 9．（1）；（2） 【详解】（1）从起步到落地，重力对她和装备所做的功 （2）常馨月站在水平停止区时对地面的压力 常馨月站在水平停止区时对地面的压强 答：（1）从起步到着陆，重力对她和装备所做的功是； （2）常馨月站在水平停止区结束动作时对地面的压强是。 10．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）叉装机行驶的路程为 （2）叉装机对地面的压强为 （3）叉装机受到的牵引力为 叉装机做匀速直线运动时，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，阻力大小为 答：（1）叉装机行驶的路程为； （2）叉装机对地面的压强为； （3）叉装机受到的阻力为。 11．(1)2h (2)3000N (3) (4)300W 【详解】（1）由可知，配送机器人以最高速度行驶40km所需的时间为 （2）配送机器人满载时的总重力为 （3）配送机器人满载时对地面的压强为 （4）牵引力为 配送机器人的速度为 牵引力的功率为 12．（1）1.6×104Pa；（2）960W 【详解】解：（1）电梯静止时，人对电梯的压力等于其自身重力，即 F=G=mg=48kg×10N/kg=480N 该同学对电梯的压强 （2）在2s内，电梯对该同学做功的功率 答：（1）电梯静止时，该同学对电梯的压强为1.6×104Pa； （2）在2s内，电梯对该同学做功的功率为960W。 13．（1）36km/h；（2）6×105Pa；（3）5.4×104W 【详解】解：(1)校车在送考过程中的平均速度 v=36km/h (2)校车对水平路面的压力 F=G=mg=9000kg×10N/kg=90000N 校车对水平路面的压强 p==6×105Pa (3)校车发动机牵引力的功率 P=F牵v=4500N×12m/s=5.4×104W 答：（1）校车在送考过程中的平均速度为36km/h； （2）校车对水平路面的压强6×105Pa； （3）校车发动机牵引力的功率为5.4×104W。 14．（1）5m/s（2）5×104Pa（3）225W 【详解】（1）由 s﹣t 图象可知，小阳匀速骑行，且 6s 内通过的路程为30m， 则骑行的速度： ； （2）车对地面的压力： ， 受 力 面 积 ： S=90cm2×2=180cm2=1.8×10﹣2m2，车对地面的压强： ； （3）因小阳匀速骑行时动力和受到的阻力是一对平衡力， 所 以 小 阳 匀 速 骑 行 时 的 动 力 ： F＝f＝0.05G＝0.05×900N＝45N，骑车功率：. 15．8.7 kg 【详解】解：小汽车运动时间 发动机所做的有用功W =Pt=2.0 ×104W×5000s=1.0 ×108J 由 可得，燃烧汽油放出的热量 根据Q放=mq可得，消耗汽油的质量 答：汽车消耗汽油的质量为8.7kg． 16．(1) 7.2×108J；(2) 1×104N 【详解】(1)由可得，发动机做的功 W＝Pt＝2×105W×3600s＝7.2×108J (2)由可得，汽车牵引力 答：(1)发动机做的功是7.2×108J； (2)卡车的牵引力是1×104N。 17．(1)0.8m/s；(2)100W；(3)80% 【分析】由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数， (1)求出绳子自由端移动的距离，已知时间，由速度公式可以求出速度； (2)求出拉力的功，已知拉力做功时间，由功率公式可求出拉力的功率； (3)先求出有用功，然后求出总功，最后求出滑轮组的机械效率。 【详解】解：(1)绳子自由端移动的距离 绳子自由端移动的速度 (2)有用功 总功，即拉力做的功 拉力的功率为 (3)滑轮组的机械效率为 答：(1)绳子自由端移动的速度是； (2)拉力的功率是； (3)滑轮组的机械效率是。 18．（1）140N；（2）700W 【详解】解：（1）配送货物时物流机器人的总重力 G总=(600kg+100kg)×10N/kg=7000N 由题意知，机器人匀速行驶时所受阻力是其总重力的0.02倍，根据二力平衡可知，牵引力为 F=0.02G总=0.02×7000N=140N （2）机器人匀速行驶的速度 v=18km/h=5m/s 根据P=Fv，配送货物时物流机器人牵引力做功的功率 P=Fv=140N×5m/s=700W 答：（1）配送货物时物流机器人受到的牵引力为140N； （2）配送货物时物流机器人牵引力做功的功率为700W。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$