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 1．一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？ 2．双轮电动平衡车越来越受到人们的喜爱。如图，质量为50kg的小红驾驶平衡车在平直的路而上匀速行驶，受到的阻力是总重的0.1倍，5min通过的路程为900m，已知平衡车的质量为10kg，每只轮胎与地面的接触面积为10cm2，g取10N/kg。求： （1）平衡车的速度； （2）平衡车受到的牵引力； （3）平衡车受到的牵引力做功的功率； （4）小红驾驶平衡车时，车对地面的压强。    3．在一段平直的公路上，有相距为1.7km的A、B两点，现甲车以10m/s的速度从A点往B点匀速出发，20s后乙车以15m/s的速度从B点往A点匀速出发，当甲、乙两车相遇时，求： (1)甲车运动的时间； (2)甲车离A点的距离； (3)若此过程中乙车受到的阻力为1000N，乙车牵引力所做的功。 4．如图甲所示是我国某汽车生产厂家生产的一款新型汽车，在平直水平的公路上对该汽车进行测试的图象如图乙所示。已知汽车的质量为2t，单个轮胎与地面的接触面积为200cm2，在进行测试时发动机的功率恒定不变，汽车从静止加速到30m/s的过程中行驶的路程是150m。已知汽车在匀速行驶的过程中所受阻力为5000N。求：（g取10N/kg，不计空气阻力） (1)汽车静止停在水平路面时对路面的压强； (2)在10s~20s内汽车发动机的功率； (3)0~20s内汽车发动机所做的功。 5．骨骼、肌肉和关节构成了人体的运动系统，最基本的运动都是肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的，其模型就是杠杆。如图所示是踮脚时的示意图，人体的重力为阻力F2，小腿肌肉施加的拉力为动力F1。重500N的同学在1min内完成50个双脚同时踮起动作，每次踮脚过程中阻力作用点A上升高度是0.06m。求： （1）一次踮脚过程中克服重力所做的功； （2）1min内小腿肌肉施加的拉力做功的功率。 6．长安汽车重庆国际马拉松赛在重庆市南滨路举行，长安汽车为比赛提供的轿车整车质量为1600kg，轿车共有4个轮子，每个轮胎与地面的接触面积为200cm2。轿车在水平路段匀速行驶的过程中，1秒钟跑了25米远，所受的阻力是车自重的0.1倍。 求： （1）该车静止时对水平地面的压强； （2）该车发动机的输出功率。 7．如图甲所示，有一底面积为0.01m2，质量为3kg的正方体物块，在拉力F的作用下在水平面上做直线运动。拉力随时间变化、速度随时间变化图象分别如图乙、丙所示，已知物块在2～4s的运动距离为2m。求： （1）物块静止时对水平面的压强； （2）在2～4s物块受到的摩擦力； （3）在前6s内，拉力F做的功。 8．近年来，房车自驾游渐渐的成为旅游的新趋势。这种旅游方式能让游客真正的回归自然、亲近自然，在旅途中享受自由，我国制造的“长城”房车（如图所示）的总质量为3×103kg，轮胎与地面接触的总面积为0.2m2，在一段平直的路上匀速行驶了56km，受到的阻力为车重的0.1倍。求：（g取10N/kg） （1）房车静止时对地面的压强是多少？ （2）该房车牵引力所做的功是多少？ （3）将该房车改装成由汽油发动机与电动机同时提供动力，其功率分别为40kW和60kW，该房车以72km/h的速度匀速行驶，求此时该房车的牵引力。 9．科学技术发展迅速，智能机器人已经在很多领域得到了应用。如图所示，一款物流机器人正在进行智能配送测试，该机器人在某平直道路上匀速行驶了400m，用时100s，已知其所受阻力为120N。 (1)这段时间内牵引力做的功是多少? (2)这段时间内牵引力做功的功率是多少? 10．中国已成为机器人与智能装备产业全球最大应用市场。如图所示是送餐机器人工作时的情景，某次送餐时，机器人1min内在水平路面匀速直线移动20m，送餐机器人总质量60kg，与地面接触的总面积为，牵引力功率恒为90W。求： （1）机器人送餐时所受的总重力； （2）机器人对水平地面的压强； （3）机器人所受的阻力。 11．如图是某型号水陆两用观光车，总质量是12t，在陆地上行驶最大速度为120km/h，以最大速度匀速行驶时受到的阻力为6000N，该车静止在水平地面上时，六个车轮着地总面积为0.24m2，求观光车：（g取10N/kg） （1）在水上航行时，受到的浮力； （2）在陆地上静止时，它对水平地面的压强； （3）在平直的陆地上以最大速度匀速行驶3km的过程中，牵引力做的功。 12．姜堰区环保局为了保持城市的清洁，环卫洒水车常在主干道进行洒水保洁。已知洒水车自重5t，满载时装水10t，在某水平直线路段匀速行驶，其受到的摩擦力是其总重力的0.1倍，当汽车满载且未洒水时，g取10N/kg。求： （1）洒水车与水共重多少N？ （2）洒水车在3min内行驶1200m，洒水车牵引力做功的功率。 13．桑塔纳2000轿车的质量是1.6t，它以108km/h的速度在水平路面上匀速行驶10min，轿车受到的阻力是车重的0.1倍，求轿车在这段时间内：（g=10N/kg） ⑴发动机牵引力；  ⑵发动机所做的功； ⑶发动机的功率． 14．某建筑工地用的打桩机示意图，如图所示，卷扬机把重锤提升到一定高度，释放后重锤自由下落将桩打入地下。已知重锤的质量为400kg，g取10N/kg；求 （1）卷扬机把重锤匀速提起的过程中，重锤的动能与重力势能如何变化； （2）若卷扬机把重锤匀速提高5m，则钢丝绳对重锤的拉力所做的功是多少； （3）若卷扬机把重锤匀速提高5m用时5s，则钢丝绳对重锤的拉力的功率。 15．一辆小轿车以15m/s的速度在水平公路匀速行驶，受到的阻力是1200N，小轿车沿水平路面匀速行驶300m驶上一个斜坡。设行驶过程中小轿车的功率始终保持不变。求： （1）在水平路面行驶时小轿车牵引力所做的功； （2）行驶过程中小轿车的功率； （3）要使小轿车上坡时的牵引力增大为水平路面时的1.5倍，其行驶速度应为多少？ 16．如图所示是小东同学骑着某重为120N的助力车，在平直路面上由静止开始做直线运动的v-t图像，全程共运动8min，在第5min时刚好到达全路程的中点，g取10N/kg，则： （1）若助力车在匀速运动过程中，动力的功率恒为2kW，则助力车匀速运动时，动力做功多少？ （2）0~8min助力车通过的路程是多少？ （3）在全程运动的时间内，助力车受到的平均动力为车和小东总重的0.25倍，全程动力做的总功为5.4×105J，那么，小东的质量为多少？ 17．雪地摩托车是一款冬季越野装备，配有履带和滑雪板．下表是某款雪地摩托车的主要参数： （1）履带和滑雪板都做得很宽是为了 ． （2）雪地摩托车停放在水平雪地上时，对雪地的压强为多少?． （3）当雪地摩托车在额定输出功率下以最高时速匀速行驶时，受到路面的阻力为多少？（不计空气阻力） 净重 180kg 额定输出功率 15kw 最高车速 50km/h 每块滑雪板与地面接触面积 0.15m2 履带与地面总接触面积 0.6m2 18．“擦窗机器人”的质量为 2kg，它的“腹部”有吸盘．如图所示，当擦窗机器人的真空 泵将吸盘内的空气向外抽出时，它能牢牢地吸在竖直玻璃上．（g 取 10N/kg，1 标准大气压约为 1.0×105Pa） （1）吸盘与玻璃的接触面积为12cm2，若吸盘在此面积上对玻璃的压强为 2.0×104Pa，则此时 吸盘对玻璃的压力是多大？ （2）擦窗机器人以0.1m/s 的速度匀速竖直向下运动8s，它所受重力做的功是多少？重力做功的功率是多大？ 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 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．(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。 2．（1）3m/s；（2）60N；（3）180W；（4）3×105Pa 【详解】解：（1）平衡车的速度 （2）平衡车受到的阻力 f=0.1G=0.1m总g=0.1×(50kg+10kg)×10N/kg=60N 平衡车做匀速直线运动，平衡车受到的牵引力 F=f=60N （3）平衡车受到牵引力做功 W=Fs=60N×900m=5.4×104J 平衡车受到牵引力做功功率 （4）平衡车对地面压力 F压=G=m总g=(50kg+10kg)×10N/kg=600N 平衡车与地面接触面积 S=2×10cm2=2×10-3m2 小红驾驶平衡车时，车对地面的压强 答：（1）平衡车的速度为3m/s； （2）平衡车受到的牵引力为60N； （3）平衡车受到的牵引力做功的功率为180W； （4）小红驾驶平衡车时，车对地面的压强为3×105Pa。 3．(1)80s；(2)800m；(3)9×105J 【分析】(1)根据可表示出两车相遇时各自运动的路程，再由两车的总路程即可求出甲车运动的时间； (2)根据求出甲车运动的路程； (3)知道阻力的大小，汽车做匀速运动时阻力等于牵引力；利用W=Fs求出租车牵引力做的功。 【详解】解：(1)设甲车运动的时间为t，依题意可得 ， 由已知可得 解得：。 (2)根据可得，甲车运动的路程，即甲车离A点的距离 (3)汽车做匀速运动时牵引力等于阻力 F=f=3000N 乙车运动的路程 乙车牵引力所做的功 答：(1)甲车运动的时间为80s；(2)甲车离A点的距离是800m；(3)若此过程中乙车受到的阻力为1000N，乙车牵引力所做的功是9×105J。 4．(1) (2) (3) 【详解】（1）汽车静止时对地面的压力为 汽车静止停在水平路面上对路面的压强为 （2）由图乙可知，10s~20s内汽车做匀速直线运动，速度大小为30m/s，处于平衡状态，所受阻力与发动机牵引力相同，为 则在10s~20s内汽车发动机的功率为 （3）发动机的功率恒定不变，由可知，0~20s内汽车发动机做的功为 5．（1）30J；（2）25W 【详解】解：（1）一次踮脚过程中克服重力所做的功为 W=Gh=500N×0.06m=30J （2）小腿肌肉施加的拉力做功等于踮脚过程中克服重力做功，在1min内小腿肌肉施加的拉力做功的总功为 W总=50×30J=1500J 在1min内小腿肌肉施加的拉力做功的功率为 答：（1）一次踮脚过程中克服重力所做的功为30J； （2）1min内小腿肌肉施加的拉力做功的功率为25W。 6．（1）2×105Pa；（2）4×104W 【详解】解：（1）轿车的重力 G=mg=1600kg×10N/kg=1.6×104N 该车静止时对水平地面的压力 F=G=1.6×104N 受力面积 S=200cm2×4=800cm2=8×10-2m2 该车静止时对水平地面的压强 （2）因轿车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，发动机的牵引力 F′=f=0.1G=0.1×1.6×104N=1.6×103N 汽车1秒钟跑了25米远，则汽车的速度 根据 可知，该车发动机的输出功率 P=F′v=1.6×103N×25m/s=4×104W 答：（1）该车静止时对水平地面的压强为2×105Pa； （2）该车发动机的输出功率为4×104W。 7．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）物块对水平面压力 物块对水平面的压强 （2）由图象可知物块在4～6s做匀速直线运动，摩擦力f与拉力F大小相等，即 物块运动过程压力和接触面粗糙程度不变，摩擦力不变。所以2～4s物块受到的摩擦力 （3）0～2s物块处于静止状态拉力不做功，已知物块在2～4s运动的距离，2～4s拉力F做的功 物块在4～6s内运动的距离 4～6s拉力F做的功 前6s拉力F做的功 答：（1）物块静止时对水平面的压强是； （2）在2～4s物块受到的摩擦力是6N； （3）在前6s内，拉力F做的功是42J。 8．（1）1.5×105Pa；（2）1.68×108J；（3）5000N 【详解】解：（1）房车静止时对地面的压力是 F=G=mg=3×103kg×10N/kg＝3×104N 房车静止时对地面的压强 （2） 在平直公路上匀速行驶时，牵引力等于阻力为 F牵=f=0.1G=0.1×3×104N=3×103N 该房车牵引力所做的功 W=F牵s=3×103N×56×103m=1.68×108J （3）房车以72km/h行驶时的总功率 P=40kW+60kW=100kW=105W 房车此时的速度 v′=72km/h=20m/s 根据P=Fv可知此时该房车的牵引力   答：（1）房车静止时对地面的压强是1.5×105Pa； （2）该房车牵引力所做的功是1.68×108J； （3）此时该房车的牵引力是5000N。 9．(1) (2)480W 【详解】（1）因为机器人在某平直道路上匀速行驶，所以牵引力 这段时间内牵引力做的功 （2）这段时间内牵引力做功的功率 10．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）送餐机器人的总重力为 （2）机器人对水平地面的压力为 机器人对地面的压强为 （3）由可知，牵引力做的功为 由可知，牵引力为 因为机器人做匀速直线运动，所以，由二力平衡条件可知，机器人所受的阻力为 答：（1）机器人送餐时所受的总重力600N； （2）机器人对水平地面的压强6×104Pa； （3）机器人所受的阻力270N。 11．（1）1.2×105N ；（2）5×105 Pa；（3）1.8×107 J 【详解】解：（1）大水上航行时，处于漂浮状态，浮力等于重力 F浮=G=mg=12000kg×10N/kg=1.2×105N （2）在陆地上静止时，对地面的压力等于重力，所以它对水平地面的压强 （3）当匀速行驶时，牵引力等于阻力，最大速度匀速行驶时的牵引力为6000N，所以牵引力做的功为 W=Fs=6000N×3000m=1.8×107 J 答：（1）在水上航行时，受到的浮力是1.2×105N； （2）在陆地上静止时，它对水平地面的压强是； （3）在平直的陆地上以最大速度匀速行驶3km的过程中，牵引力做的功是1.8×107 J。 12．（1）1.5×105N ；（2）1×105W 【详解】解：（1）由G=mg可得，洒水车与水受到的总重力为 （2）洒水车在某水平直线路段匀速行驶，则洒水车牵引力与洒水车和水受到的阻力，是一对平衡力，即 由题意知，洒水车在3分钟内内行驶1200m，该过程中牵引力所做的功为 由可得，洒水车牵引力做功的功率为 答：（1）洒水车与水共重1.5×105N； （2）洒水车在3分钟内行驶1200米，洒水车牵引力做功的功率为1×105W。 13．（1）1.6×103N （2）2.88×107J （3）4.8×104W 【详解】试题分析：（1）由二力平衡知识可知牵引力F=0.1G=0.1×1.6×103 kg×10N/kg=1600N （2）；通过的路程S=vt=108/3.6m/s×10×60s=18000m；发动机所做的功W=FS=16000×18000m=2.88×107J （3）功率P=FV=16000N×30m/s=4.8×104W； 考点：速度公式及其应用；二力平衡条件的应用；功和功率的计算 14．（1）重锤的动能不变，重力势能增大；（2）20000J；（3）4000W 【详解】解：（1）卷扬机把重锤匀速提起的过程中，重锤的质量不变，速度不变，高度增加，故重锤的动能不变，重力势能增大。 （2）钢丝绳对重锤的拉力等于重锤的重力，根据 可知，钢丝绳对重锤的拉力所做的功为 （3）根据 可知，钢丝绳对重锤的拉力的功率为 答：（1）卷扬机把重锤匀速提起的过程中，重锤的动能不变，重力势能增大； （2）若卷扬机把重锤匀速提高5m，则钢丝绳对重锤的拉力所做的功为20000J； （3）若卷扬机把重锤匀速提高5m用时5s，则钢丝绳对重锤的拉力的功率为4000W。 15．（1）3.6×10 5J；（2）1.8×104W；（3）10m/s 【详解】解：（1）小轿车在水平路面匀速行驶，所以牵引力 F=f=1200N 牵引力所做的功 W=Fs=1200N×300m=3.6×105J （2）小轿车在水平路面匀速行驶的时间 行驶过程中小轿车的功率为 （3）根据功率的推导公式 由于P1=P2所以F1v1=F2v2 答：（1）在水平路面行驶时小轿车牵引力所做的功为3.6×105J； （2）行驶过程中小轿车的功率为1.8×104W； （3）要使小轿车上坡时的牵引力增大为水平路面时的1.5倍，其行驶速度应为10m/s。 16．（1）3.6×105J；（2）3600m；（3）48kg 【详解】（1）由图可知，助力车匀速直线运动的时间为 t＝8min-5min＝3min＝180s 则根据可得，助力车匀速运动时，动力做的功为 W＝Pt＝2000W×180s＝3.6×105J （2）由图可知，助力车匀速直线运动的速度v＝10m/s，则根据可得，匀速运动的路程为 s1＝vt＝10m/s×(8-5)×60s＝1800m 已知在第5min时刚好到达全路程的中点，故0~8min助力车通过的路程是 s＝2×s1＝2×1800m＝3600m （3）根据W＝Fs可得，全程的平均动力为 小东和车的总重力为 已知助力车的重力为120N，小东的重力为 G人＝G-G车＝600N-120N＝480N 小东的质量为 答：（1）若助力车在匀速运动过程中，动力的功率恒为2kW，则助力车匀速运动时，动力做功3.6×105J； （2）0~8min助力车通过的路程是3600m； （3）在全程运动的时间内，助力车受到的平均动力为车和小东总重的0.25倍，全程动力做的总功为5.4×105J，那么，小东的质量为48kg。 17．（1）增大受力面积，减小压强（2）2000Pa；（3）1080N． 【详解】试题分析：（1）由压强公式可知：（压力一定时）增大受力面积，减小压强；（2）雪地摩托车有两块滑雪板，总面积为：S=0.6m2+2×0.15 m2="0.9" m2，对雪地的压强为： p=F/S=G/S=mg/S=（180kg×10N/ kg）/0.9 m2=2000Pa； （3）受到路面的阻力为：f=F=P/v=15000W/（50/3.6 m/s）=1080N． 【考点定位】压力和压强 18．（1）24N；（2）16J；2W 【详解】（1）吸盘对玻璃的压力：F=pS=2×104Pa×12×10-4m2=24N； （2）擦窗机器人的重力：G=mg=2kg×10N/kg=20N， 擦窗机器人8s下降的高度：h= vt=0.1m/s×8s=0.8m， 擦窗机器人所受重力做的功：W=Gh=20N×0.8m=16J， 擦窗机器人所受重力做功的功率：． 答： （1）吸盘对玻璃的压力是180N； （2）它所受重力做的功是16J，重力做功的功率是2W． 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 学科网（北京）股份有限公司 $$