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期末冲刺阶段重点专题抢分突击战:涉及运用P=FV计算综合功率问题---2025-2026学年九年级物理上学期苏科版
姓名:___________班级:___________考号:___________
1.压路机,以机械本身的重力作用广泛用于各种路面的压实作业,使被碾压层产生永久变形而密实,如图所示是一台双轮压路机,其质量为5500kg。在一次压路作业中,压路机在水平路面上匀速行驶5min通过了120m的路程,行驶过程中受到的平均阻力是其重力的0.4倍。求:(g取10N/kg)
(1)压路机在这次压路作业中运动的速度;
(2)压路机静止在水平路面上时,与地面的接触面积为200cm2,该压路机对路面的压强;
(3)压路机在这次压路作业中牵引力做的功和功率。
2.如图是武汉号驱逐舰,它是052B型导弹驱逐舰。其满载时的排水量约为,以20m/s的速度匀速直线航行时,受到的阻力是自身总重力的0.01倍。海水密度近似取,g取10N/kg。求:
(1)在水面下3m深处的舰底受到的海水压强。
(2)驱逐舰满载时受到的浮力。
(3)驱逐舰满载时排开海水的体积。
(4)驱逐舰满载时以20m/s的速度匀速直线航行的功率。
3.2025年4月19日,全球首个人形机器人半程马拉松在北京开跑。天工Ultra机器人以2h40min挑战21km赛道夺得冠军。天工Ultra机器人的质量为55kg,匀速运动时受到的阻力为重力的0.1倍。(g取10N/kg)
(1)求机器人受到的重力;
(2)求比赛过程中机器人克服阻力做功;
(3)若机器人在某一段公路上以7.2km/h的速度匀速奔跑,求此时机器人动力做功的功率。
4.如图所示,为2025年“九三阅兵”中飞行的我国自行研制的歼-20战斗机。若该战斗机以2倍声速(取声速为)匀速直线飞行10min。发动机的功率为。求:
(1)发动机10min内所做的功是多少?
(2)战斗机在飞行过程中所受的阻力是多少?
5.为了保护环境和自然风光,某景区内使用电动观光车运送游客。某型号观光车的部分技术参数如下表所示。(g取10N/kg)
整车装备质量
950kg
最大承重量
1000kg
最大行驶速度
40km/h
充电电压
220V
(1)若该观光车满载时轮胎与地面的接触总面积为0.12m2,则满载的观光车静止时对水平地面的压强是多少?
(2)该车在一段水平路面上沿直线匀速行驶3000m用了5min,若该车受到的平均阻力为500N,此过程中牵引力所做的功是多大?
(3)若该车在某段平直的路面上匀速行驶一段时间时受到的阻力为500N,输出的总功率为4500W,则观光车在这段路程中的速度是多大?
6.一辆载货卡车连同货物的总质量m=5×103kg。卡车在平直公路上做匀速直线运动,若卡车受到的阻力是重力的0.1倍,1min内行驶了1200m。g取10N/kg,求:
(1)卡车受到的牵引力大小;
(2)卡车在1min内牵引力做功是多少;
(3)卡车行驶30分钟后,卡车输出的功率是多少?
7.如图所示,某工程队在一次施工作业中,以恒定速度沿竖直方向将质量为kg的圆柱形实心工件从深水中吊起至距水面某一高度。不计水的阻力,根据绳子作用在工件上端的拉力F的功率P随工件上升高度h变化的图象(如图乙)。求:
(1)工件上升的速度;
(2)工件完全浸没在水中时,所受的浮力;
(3)工件的体积。
8.如图是目前一些学校为中小学生提供的校车,方便学生的上下学同时也保证了学生的安全。小明同学家距离学校,他乘校车到学校用时.问:
(1)校车从小明家到学校的平均速度是多少?
(2)若校车和人的总质量为,当校车静止时与水平地面的总接触面积为,此时校车对地面压强是多少?
(3)若校车以的速度在水平地面上匀速行驶一段距离,校车受到的阻力是车和人总重力的0.1倍,此时该校车牵引力的功率是多少?
9.如图所示,装载车和收割机以相同速度同向运动。装载车空载时质量为5×103kg,车轮与地面总接触面积为0.5m2,车受到的阻力为车总重力的(g取10N/kg,收割开始时装载车为空载状态,设装载车始终在水平地面上)
(1)装载车空载静止在水平地面时,对地面的压强是多少?
(2)装载车载够2.5t粮食后,收割机停止工作,此时装载车匀速行驶时所受的牵引力是多大?
(3)装载车载够2.5t粮食后,装载车以90kW的功率输出,此时装载车匀速行驶的速度是多少?
10.2024年10月1日,亚运会田径比赛进入第三日。赛场上,几只忙碌的电子狗很是吸引眼球。如图所示。一次“机器狗”负重后的总质量为14kg,往返一次需要移动120m,其四只脚与水平地面接触的总面积为在水平地面上工作时,该机器人匀速直线移动的速度为1.2m/s,所受阻力是机器人重力的0.05倍(g取10N/kg)求:
(1)“机器狗”负重后,往返一次所需要的时间?
(2)“机器狗”负重后在水平地面上匀速直线移动60m,牵引力所做的功?
(3)“机器狗”在水平地面上匀速直线移动60m,“机器狗”的牵引力做功的功率?
11.高速铁路的广泛应用使人们的出行更加便捷。“五一”期间,李莉与家人乘坐“和谐号”高铁从宜宾到成都游玩。如图是他们乘坐的“和谐号”高铁,下表是它的部分参数。(g取10N/kg)求:
满载时总质量
1000t
车轮与铁轨接触总面积
0.8m2
最高时速
360km/h
(1)“和谐号”高铁满载时受到的重力;
(2)“和谐号”高铁满载静止在水平铁轨上时,它对铁轨的压强;
(3)当高铁在水平轨道上以最高时速做匀速直线运动时,所受阻力是满载时重力的0.01倍,此过程中列车牵引力的功率是多少?
(4)已知从成都到宜宾的距离为245km,若某次从宜宾开往成都的高铁时速为196km/h,同一时间从成都开往宜宾的高铁时速为204km/h,两列高铁恰好同时到达宜宾到成都之间的内江高铁站,则宜宾高铁站到内江高铁站的距离是多少km?
12.节能减排,绿色出行,新能源汽车已成为汽车发展的方向。小睿家新购置了一台国产仰望U8四轮电动汽车,如图所示,该款汽车既能在陆地上行驶,又能像船一样在水中涉水航行。该车满载时的总质量是4t,静止在水平地面上时,单个车轮与地面接触面积为0.05m2,g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3。求:
(1)该车满载静止在水平地面上时,它对水平地面的压强是多少?
(2)该车满载在水中航行时,排开水的体积是多少?
(3)该车在水中以3.6km/h的速度匀速直线航行5min,此时发动机输出功率为2kW,汽车航行过程中受到的阻力是多少?
13.一辆质量2t的汽车,在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动,经15s运动200m恰好达到最大速度,接着匀速运动25s关闭发动机,滑行100m停下。其v-t图象如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍,求:
(1)汽车受到的重力;
(2)整个过程中发动机做的功;
(3)汽车的最大速度v最大;
(4)全程中汽车的平均速度v。
14.如图所示是中国99A式坦克是自行研制的第三代主战坦克,车身的重力为6×106N。假如在一场演习中,坦克在水平公路上以20m/s的速度匀速行驶,行驶144km到达目的地,在行驶过程中坦克受到的阻力是车重的0.05倍。求:
(1)坦克在行驶过程中受到的阻力;
(2)在该演习中坦克牵引力做的功;
(3)在该演习中坦克牵引力的功率。
15.如图所示是小强手机中的运动软件记录某次跑步的信息。图中“配速”是指运动1km所用的时间。表示1km的配速是05'20'':指运动1km用时5min20s。
(1)小强跑步1km的平均速度是多少?
(2)若小强跑动的动力为30N,小强跑步的功率是多少?
16.如图甲是我国设计并制造的无人驾驶汽车,汽车(包括司乘人员)的质量为1.2t,在水平路面上以恒定功率做直线运动的 v-t图象如图乙,在前 10s汽车通过的路程为 100m(取)。求:
(1)汽车经过一段路段时,此处规定汽车对地面的压强不得超过,则汽车与地面接触的总面积最少为多少 ?
(2)如汽车匀速行驶过程中所受阻力大小为车重的0.02 倍,求在这个过程中汽车受到的牵引力?
(3)汽车在0~10s内牵引力做的功?
17.“雪龙”号极地考察破冰船是我国最大的极地考察船,破冰船自身排水量为10000吨,雪龙号在普通海域最大航速为10m/s,在1m厚冰层海域破冰最大航速为3.6km/h,所受阻力为1.5×107N,雪龙号在两种海域航行时,牵引力的功率相等,请你计算:
(1)“雪龙”号在1m厚冰川以最大航速匀速20min,克服阻力所做的功多少?
(2)“雪龙”号在普通海域以最大航速匀速行驶牵引力的大小是多少?
(3)“雪龙”号补给了100吨的物资后,排开海水的体积增加了多少?
18.总部位于湖南省长沙市岳麓区的某股份有限公司,是一家持续创新的全球化企业。如图是这个公司生产的高空作业平台,它重心低,运行高效。(取)求:
(1)作业平台以的速度在平直的路面上匀速行驶10s,它行驶的路程;
(2)作业平台用的支持力将货物竖直缓慢举高20m,支持力对货物所做的功;
(3)质量为315kg的作业平台上装有85kg的货物,静止在水平地面上时,车轮与地面的总接触面积为,此时作业平台对水平地面的压强;
(4)作业平台若以的速度行驶过程中受到的阻力为货物和平台总重力的0.2倍,则牵引力做功的功率。
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《期末冲刺阶段重点专题抢分突击战:涉及运用P=FV计算综合功率问题
---2025-2026学年九年级物理上学期苏科版》参考答案
1.(1)0.4m/s
(2)
(3),
【详解】(1)压路机在这次压路作业中运动的速度
(2)压路机对水平路面的压力为
该压路机对路面的压强
(3)压路机行驶过程中受到的平均阻力是其重力的0.4倍,则阻力为
压力机匀速行驶,处于平衡状态,受到的牵引力与阻力是一对平衡力,二者大小相等,则牵引力为
压路机在这次压路作业中牵引力做的功
牵引力做功的功率为
2.(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)舰底受到的海水压强为。
(2)已知满载时排水量。根据阿基米德原理,驱逐舰受到的浮力等于它排开的海水的重力,驱逐舰满载时受到的浮力。
(3)驱逐舰满载时排开海水的体积为。
(4)驱逐舰满载时漂浮在水面上,根据物体漂浮条件,其总重力。驱逐舰受到的阻力。因为驱逐舰匀速直线航行,所以它处于平衡状态,其牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,牵引力。根据,驱逐舰的功率。
3.(1)550N
(2)1.155×106 J
(3)110W
【详解】(1)根据重力计算公式G = mg,代入数据可得,机器人受到的重力G = mg = 55kg × 10N/kg = 550N
(2)机器人运动时受到的阻力f = 0.1G = 0.1 × 550N = 55N
机器人匀速运动,其动力F与阻力f是一对平衡力,大小相等,即 F = f = 55N
机器人克服阻力做的功W = Fs = 55N × 21×103m = 1.155×106 J
(3)速度v = 7.2km/h = 2m/s
机器人匀速奔跑时,其动力F与阻力f是一对平衡力,大小相等,即F = f = 55N
根据功率计算公式P = Fv,机器人动力做功的功率P = Fv = 55N × 2m/s = 110W
4.(1)6.12×1010J
(2)1.5×105N
【详解】(1)已知发动机的功率,飞行时间
根据功率的计算公式,可得发动机做的功为
(2)战斗机的飞行速度
根据功率与牵引力、速度的关系式,可得发动机的牵引力为
因为战斗机做匀速直线飞行,处于平衡状态,所以其在水平方向上受到的牵引力与空气阻力是一对平衡力,大小相等。因此,战斗机所受的阻力f等于牵引力F,即战斗机在飞行过程中所受的阻力为
5.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)观光车满载时对地面的压力为
满载的观光车静止时对水平地面的压强是
(2)因观光车匀速行驶,所以牵引力
牵引力所做的功是
(3)观光车匀速行驶时,牵引力
根据得,观光车在这段路程中的速度是
6.(1)5×103N
(2)6×106J
(3)1×105W
【详解】(1)卡车的重力为
卡车在平直公路上做匀速直线运动,卡车受到的牵引力与阻力是一对平衡力,则牵引力为
(2)卡车牵引力做功是
(3)卡车的速度为
根据
可知,卡车输出的功率是
7.(1)0.5m/s
(2)
(3)
【详解】(1)由题可知,工件的质量
工件的重力
从图像可以看出,当工件上升高度时,工件已完全离开水面,此时拉力的功率恒定为。由于工件匀速上升,拉力与工件的重力大小相等,所以根据可得工件上升的速度
(2)由图乙可知,工件完全浸没在水中时的功率
此时,绳子的拉力为
工件在水中匀速上升,受力平衡,则有
所以工件所受的浮力为
(3)根据阿基米德原理,工件完全浸没在水中时工件排开水的体积等于其自身的体积。根据阿基米德原理,可得工件的体积
8.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)已知路程,;根据平均速度的计算公式 。
(2)已知校车和人的总质量,总接触面积;
校车静止在水平地面上,对地面的压力等于其总重力,设;
;根据压强的计算公式。
(3)已知校车匀速行驶的速度,校车受到的阻力是车和人总重力的0.1倍;
车和人的总重力;校车受到的阻力;
因为校车在水平地面上匀速行驶,所以牵引力牵与阻力是一对平衡力,大小相等;;
根据功率的计算公式,可得。
9.(1)1×105Pa
(2)1.5×104N
(3)6m/s
【详解】(1)装载车空载静止在水平地面时,对地面的压力F=G车=m车g=5×103kg×10N/kg=5×104N
装载车对地面的压强
(2)粮食的质量m粮=2.5t=2.5×103kg
装载车和粮食的总质量m总=m车+m粮=5×103kg+2.5×103kg=7.5×103kg
装载车和粮食的总重力G总=m总g=7.5×103kg×10N/kg=7.5×104N
装载车受到的阻力
因为装载车匀速行驶,所以它处于平衡状态,牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,所以,牵引力F牵=f=1.5×104N
(3)装载车的功率P=90kW= 9×104W
根据功率公式P=Fv可得,装载车匀速行驶的速度
10.(1)100s
(2)420J
(3)8.4W
【详解】(1)“机器狗”负重后,往返一次所需要的时间
(2)“机器狗”负重后的总重力G=mg=14kg×10N/kg=140N
根据题意,机器人所受阻力f = 0.05G=0.05×140N=7N
因为“机器狗”在水平地面上匀速直线移动,所以它处于平衡状态,牵引力F与阻力f是一对平衡力,大小相等,F=f= 7N
牵引力所做的功W=Fs'=7N×60m= 420J
(3)已知“机器狗”的牵引力F=7N,匀速移动的速度v=1.2m/s,由
则牵引力做功的功率P=Fv=7N×1.2m/s = 8.4W
11.(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)“和谐号”高铁满载时受到的重力
(2)“和谐号”高铁满载静止在水平铁轨上时,它对铁轨的压力等于自身的重力,即
它对铁轨的压强
(3)高铁的行驶速度
因为列车匀速直线运动,列车受到的牵引力和阻力是一对平衡力,故
由公式可得,
(4)设宜宾到内江的距离为s,则成都到内江的距离为,由题意可知,两列高铁同时出发,同时到达内江,则它们行驶的时间相同,故有
,解得,即宜宾到内江的距离为120.05km。
12.(1)2×105 Pa
(2)4m³
(3)2×103 N
【详解】(1)汽车满载时对水平地面的压力
汽车与地面的总接触面积(受力面积)
汽车对水平地面的压强
(2)该车满载在水中航行时,处于漂浮状态,所受浮力
由得排开水的体积
(3)汽车航行速度
发动机输出功率
由功率公式 得牵引力
因为汽车在水中匀速直线航行,所以它处于平衡状态,受到的牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,所以,汽车航行过程中受到的阻力
13.(1)N
(2)J
(3)20m/s
(4)16m/s
【详解】(1)根据重力公式,可得汽车受到的重力
(2)由题意可知,发动机工作时间
根据功的计算公式,可得发动机做的功
(3)由图分析可知,当汽车达到最大速度时,做匀速直线运动,此时处于平衡状态,即汽车的牵引力F与所受阻力f大小相等。根据题意,汽车受到的阻力f是车重的0.2倍,即汽车的牵引力
根据功率公式,可得汽车的最大速度
(4)由v-t图像可知,全程的总时间
全程的总路程s总由三段组成:第一段(0~15s)加速运动的路程
第二段(15~40s)匀速运动的路程
第三段(40~50s)减速滑行的路程
则汽车的总路程
全程的平均速度
14.(1)3×105N
(2)4.32×1010J
(3)6×106W
【详解】(1)坦克在行驶过程中受到的阻力
(2)坦克在水平公路上匀速行驶,处于平衡状态,牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等。坦克牵引力
演习中坦克牵引力做的功
(3)根据得,演习中坦克牵引力的功率
15.(1)3.125m/s
(2)93.75W
【详解】(1)根据题意可知,小强跑步的路程
所用时间
小强跑步的平均速度为
(2)已知小强跑动的动力为30N,则小强跑步的功率为
16.(1)400cm2
(2)240N
(3)1.8×105J
【详解】(1)由题知,汽车的质量
故汽车的重力
汽车在水平路面上行驶,对地面的压力等于其重力,即
根据压强公式可得,汽车与地面的最小接触面积
(2)由图乙可知,汽车在10s后做匀速直线运动。汽车所受的阻力
因为汽车做匀速直线运动,所以处于平衡状态,受到的牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,故汽车受到的牵引力
(3)由图乙可知,汽车匀速行驶时的速度 ,因为汽车以恒定功率行驶,故
故在0~10s内牵引力做的功
17.(1)1.8×1010 J
(2)1.5×106 N
(3)111 m3
【详解】(1)航行路程为
因为是匀速行驶,所以
克服阻力所做的功为
(2)冰层里的最大航速为
“雪龙”号的功率为
在普通海域以最大航速匀速行驶时牵引力的大小是
(3)因为“雪龙”号始终漂浮,所以始终,补给物资后,“雪龙”号增加的浮力为
“雪龙”号排开海水的体积增加值为
18.(1)20m
(2)
(3)
(4)1600W
【详解】(1)根据可得,作业平台行驶的路程
(2)支持力对货物所做的功
(3)作业平台和货物的总质量
作业平台静止在水平地面上,对地面的压力
作业平台对水平地面的压强
(4)因为作业平台匀速行驶,牵引力
牵引力做功的功率为
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