第11.4节 功率(高效培优·讲义)物理新教材苏科版九年级上册
2026-07-05
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 四、功率 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 功率及其计算 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.94 MB |
| 发布时间 | 2026-07-05 |
| 更新时间 | 2026-07-05 |
| 作者 | 理化课代表精品中心 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2026-07-05 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58637788.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
本讲义聚焦初中物理“功率”核心知识点,系统梳理功率的概念(单位时间做功,表示做功快慢)、公式(定义式P=W/t、推导式P=Fv)、单位换算及与功的区别联系,构建从概念理解到计算应用再到实验测量(如登楼梯测功率)的完整学习支架。
资料亮点在于通过“避坑指南”对比辨析功与功率,培养科学思维;分层设计P=W/t和P=Fv计算练习,强化物理观念;实验设计(如测功率步骤)提升科学探究能力。课中辅助教师系统教学,课后真题及三阶练习助力学生查漏补缺。
内容正文:
第11.4节 功率
目录
01 本节导航·目标清单
02 教材精研·内容全解
考点01 功率的概念
考点02 功率的计算
03 避坑指南·解题通法
角度01 功率的定义及意义
角度02 功和功率的区别和联系
角度03 利用公式P=W/t计算功率
角度04 利用公式 P=Fv计算功率
角度05 功率的估算
角度06 比较功率的大小
角度07 功率的测量
04 真题闯关·溯源演练
05 课后三阶·精准练习
目标导航
方法指导
1.理解功率的物理意义,区分功与功率的概念,熟记功率定义式(P=W/t)。
2.掌握功率单位换算,推导(P=Fv)推导式并用于计算。
3.会设计实验测量人上楼、拉动物体的功率。
4.能结合简单机械,综合计算机械做功的功率。
1.通过比值定义法,理解功率表示做功快慢,与做功总量无关。
2.分层练习基础功率计算、利用速度推导式快速求解运动物体功率。
3.梳理测功率实验步骤:测重力/拉力、路程、时间,规范记录数据。
4.结合滑轮、斜面题型,整合功、功率两步计算流程。
知识导图
考点01 功率的概念
1、功率:物体在单位时间内所做的功叫功率,在物理学中用字母 表示。
(1)意义:物理学中,用功率来表示物体做功的 。
(2)公式:功率=功/时间,即。
(3)单位:国际单位:瓦(W),1W=1J/s;常用单位:千瓦(kW),1kW= W。
2、功率的种类
(1)平均功率:物体做变速运动时,力在不同的时间段内做功快慢不同,平均功率可表示力在某段时间内做功的平均快慢程度。
(2)瞬时功率:物体做变速运动时,力在某时刻做功的快慢。
3、做功快慢比较
(1)在时间相同的情况下,比较做功多少,所做的功越多,做功越 。
(2)在做功相同的情况下,比较时间长短,时间越长,做功越 。
(3)比较做功与时间的比值,比值越大,做功越 。
【深化点拨】
1.功与功率的辨析
(1)两者物理意义不同:功率表示力做功的快慢,而功表示力做功的多少。
(2)两者的概念不同:功率等于物体单位时间内所做功的多少,而功等于力和物体在力的方向上通过距离的乘积。
(3)两者的决定因素不同:功率由功和时间决定,而功由力和物体在力的方向上通过的距离决定。
(4)两者的计算公式不同:功率的计算公式是,而功的计算公式是W=Fs。
(5)两者的单位不同:功率的单位是瓦特,而功单位是焦。
(6)熟记功率的基本概念,同时要注意区分功率与功的区别,功率是表示做功快慢的物理量,做功快慢和做功多少是不同的。
2.功率的解题方法点拨
(1)判断做功快慢应采用控制变量法,控制做功多少或者时间长短一定。
(2)功率的比较大小分为定性比较,定量比较。如果是定量比较大小,需要利用功率公式计算出功率的大小之后在进行比较。
1.关于功率,下列说法正确的是( )
A.功率越大,做功越多 B.功率越大,做功越快
C.做功时间越长,功率越小 D.功率是表示做功多少的物理量
2.以下不属于功率单位的是( )
A.W B.J/s C.N·m/s D.J·s
3.功率是表示做功__________的物理量;小明想通过登楼梯来估测自己的功率,为此,他必须测量的物理量有自身的质量、登楼的高度,还需要测量登楼的__________。
【功与功率的比较】
对比项目
功
功率
公式
W=Fs
、P=Fv
物理意义
衡量能量转化的多少
表示做功的快慢
单位
焦耳(J)
瓦特(W)
影响因素
力、物体在力方向上移动的距离
做功多少、做功时间
联系
(1),功率等于单位时间内做的功。
(2)做功多,功率不一定大;功率大,做功不一定多(要看时间)。
考点02 功率的计算
1、功率的公式: (其中P表示功率,W表示功,t表示时间)。
(1)功率的定义式是指平均功率,即在t时间内的平均功率,而不是某一时刻的瞬时功率。
(2)功率的定义式可以变形为:W=Pt和,可分别用于求功和时间。当P一定时,W与t成正比,则;当W一定时,P与t成反比,则;当t一定时,W与P成正比,则。
2、计算功率的另一个公式: ,即物体在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动,则拉力F所做的功的功率可表示为Fv。(其中F表示物体所受的拉力,v表示物体运动的速度)。
a.推导:由,联立W=Fs,得==Fv。
由该公式可知:在功率P一定时,力F与速度v成反比。
b.应用:当汽车上坡时,司机采取换挡的办法,减小速度,以获得较大的牵引力。
【深化点拨】
1.利用公式P=Fv时要注意以下几点
(1)拉力F必须是恒力,且物体运动的速度应不变。
(2)计算时,v的单位必须用m/s,这样算出的功率单位才是w。
(3)速度v跟拉力F必须对应,即v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度。在解决一些有关运动物体的功率问题时,应用此公式解题会更简便。
2.功、功率的图像问题的解题思路点拨
(1)理解功、功率图像的变化情况,认清楚横坐标和纵坐标的准确含义,根据图像的变化推出整个物理过程,尤其注意图像中的各个特殊点对应的状态,比如起点、终点、和图像发生变化的拐点。
(2)根据功、功率图像还原相应场景动态过程,并在整个过程的特殊状态进行分析和计算。
(3)观察图像的一般方法“看两轴抓三点”,即看准横坐标、纵坐标分别表示的物理量及单位,抓住起点、终点和拐点。
1.秋天的山峰,层林虽未曾尽染,却金桂飘香。秋季社会实践活动时,体重500N的小明登上海拔300m山顶,共用时50分钟,则他登山的功率最接近于( )
A.5W B.50W C. D.
2.如图;小明用30N的水平推力F,将重力为100N的超市购物车沿水平方向推动了10m,所用的时间为20s,在此过程中,购物车的重力所做的功为________J,小明对购物车做的功为________J,他做功的功率为________W。
3.一架小型客机从大安机场起飞至黔江机场,若某一过程中客机以150m/s的速度在空中水平匀速直线航行了1min,客机获得的水平推力为。求:
(1)该过程中客机行驶的路程;
(2)该过程中客机水平推力的功率。
功率的综合应用及解题步骤
1.功率概念辨析:必须分清“多”与“快”
(1)核心规则:功(W)表示做功的多少;功率(P)表示做功的快慢。
(2)操作方法:
看定义:功率是单位时间内做的功,公式 。
比大小:做功多,功率不一定大(如果时间很长);时间短,功率不一定大(如果做功很少);只有的比值大,功率才大。
记单位:国际单位是瓦特(W),1kW=1000W,1MW=106W。
(3)易错示范
错误示范:认为机器做功越多,功率就越大。(错在忽略了时间因素)
正确理解:功率大说明这台机器“干活利索”,不代表它干的总活(功)一定多。比如起重机功率大,但如果只工作1秒,做的功可能不如老牛拉车工作1小时做的功多。
2.功率的计算:两套公式各司其职
(1)核心规则:根据已知条件选择公式。
定义式:(适用于任何运动状态,求平均功率)。
推导式: P=Fv(适用于力 F与速度 v方向一致的情况)。
(2)操作方法:
用时:先算出总功 W(注意 W=Fs或 W=Gh),再除以总时间t。
用 P=Fv时:若 v是平均速度,算出的是平均功率;若 v是瞬时速度,算出的是瞬时功率。
特别注意:这里的 FF 必须是牵引力,而不是合力或阻力(除非匀速直线运动时牵引力等于阻力)。
3.机车启动问题:抓住“不变量”
(1)核心规则:汽车发动机通常有一个额定功率(最大功率),且行驶中常受恒定阻力。
(2)操作方法:
恒定功率启动:
过程: P不变 →速度v增加→牵引力 减小→加速度减小。
结果:做加速度减小的加速运动,直到 F=f时,速度达到最大 ,之后做匀速运动。
恒定加速度启动:
过程:a不变→牵引力 F不变 →速度v增加→功率 P=Fv增加。
转折:当P达到额定功率后,不能再维持恒定加速度,转为恒定功率启动模式。
(3)避坑指南
误区:认为汽车只要油门踩到底,牵引力就不变。
真相:油门踩到底意味着功率达到额定功率 P额。此时如果速度还在增加,牵引力必然减小。只有在速度达到最大值时,牵引力才最小(等于阻力)。
角度01 功率的定义及意义
1.体育课上,小明和同学进行爬楼比赛,关于他们做功的功率,下列说法正确的是( )
A.小明爬楼做的功越多,功率就一定越大 B.同学爬楼的功率越大,做的功就一定越多
C.做功越快的同学,功率一定越大 D.爬楼用时越长的同学,功率一定越大
2.甲、乙两台机器,甲的功率比乙的大。下列说法正确的是( )
A.甲做的功一定比乙多 B.甲做功一定比乙快
C.甲做功的时间一定比乙少 D.做相同的功,甲用的时间一定比乙多
3.龙骨水车由水槽、刮板、木链、木齿轮、脚踏等组成,如图所示。其中刮板的面积越大,水车旋转一周提升的水就越多,对水所做的功越_________(填“多”或“少”),当工人踩动脚踏的速度加快时,提升水的功率会变________(填“大”或“小”)。
角度02 功和功率的区别和联系
4.下列关于功和功率的说法中,正确的是( )
A.做功越多,功率越大 B.做功时间越短,功率越大
C.功率越大,做功越快 D.功率小的机械一定比功率大的机械做功少
5.功率是表示物体___________的物理量,功率大的机械做功__________快,做功__________多(后两空选填“一定”或“不一定”)。
角度03 利用公式P=W/t计算功率
6.双杠屈臂伸主要锻炼胸部肌肉的力量,它的动作过程为:双手分别握杠,两臂支撑在双杠上,肘关节慢慢弯屈,同时肩关节伸屈,使身体逐渐下降至最低位置,稍停片刻,两臂用力撑起至还原。若一名普通中学生在30 s内完成12次屈臂伸,如图所示,该过程中中学生克服重力做功的平均功率约为( )
A.60 W B.160 W C.10 W D.220 W
7.一辆5G无人驾驶新能源电动汽车,整车质量为1200kg,在平直公路匀速行驶时牵引力为。某次在平直公路测试中,牵引力做的功为,功率为,则汽车行驶的时间是_______s,路程是_______km;在行驶中汽车受到地面支持力做的功为_______J。
8.如图所示是“雪龙2”号破冰船在破冰航行的情景,该船满载时的总质量,破冰时船头的一部分压在冰面上,利用巨大的压强使冰层破裂。海水的密度为,。求:
(1)水下5m深处海水产生的压强是多少?
(2)“雪龙2”号破冰船受到的浮力是多少?
(3)当破冰船以功率为、平均航行速度为20节(1节约为)的航速匀速航行144km时,破冰船牵引力所做的功是多少?
9.重力灯是一款利用重力进行发电的环保灯,如图所示是其简化图。若将质量为20kg的沙袋悬挂在高处,随着沙袋的缓慢下落,灯就能发光。沙袋下落了0.45m,用时5min。求解下列问题:(g取10N/kg)
(1)沙袋在下落过程中受到的重力。
(2)沙袋重力做的功。
(3)沙袋重力做功的功率。
角度04 利用公式 P=Fv计算功率
10.物块在水平拉力F(大小未知)的作用下,在水平直线轨道上运动(如图),其中段和段的轨道材质不同,其中。已知物块在段和段分别以和的速度匀速运动,且在段所受摩擦力为2N,则以下判断正确的是( )
A.该物块在段的运动时间比段大 B.该物块通过段的平均速度为
C.物块在段所受摩擦力比段大 D.拉力F在段做功的功率为10W
11.如图甲所示,水平地面上的一个物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系及物体的速度v与时间t的关系如图乙所示,则0~3s内推力F对物体做的功为________J,3~6s内物体所受摩擦力大小为________N,6~9s内推力F对物体所做功的功率为________W。
12.如图所示是一辆无人配送车。若该无人配送车装满快递后的总质量为600 kg,在某小区的平直道路上以1.5 m/s的速度匀速行驶,此过程中受到的阻力是车重的0.1倍。求:(g取10 N/kg)
(1)配送车受到的牵引力是多少?
(2)配送车牵引力的功率是多少?
13.今年1月我国某科技公司发布的人形机器人在深圳湾地标建筑前与跑步者同框竞跑的视频刷爆网络。如图所示,该型号机器人质量为40 kg,静止站立时双脚对地的接触面积为0.004 m2。当它在水平地面上匀速跑步时,受到的阻力为其重力的0.2倍,某次以2 m/s的速度匀速跑了10 min。g取10 N/kg,求:
(1)机器人10 min运动的距离;
(2)机器人双脚静止站立时对地面的压强;
(3)此次跑步过程中机器人牵引力做功的功率。
角度05 功率的估算
14.生活中处处是物理,留心观察皆学问。对需测量的物理量进行评估,是科学探究的基本技能之一。下列估测正确的是( )
A.一个指甲盖上受到的大气压力大约为500N
B.一个篮球静止在地面上,地面对该篮球的支持力约为5N
C.人正常骑自行车的功率约为700W
D.将一本掉在地上的八下物理课本捡起放到课桌上所做的功约为200J
15.如图,某次拓展训练中,在安全保护措施的前提下中学生小明沿直杆匀速下滑,在4s的时间内通过AB段。下列关于小明所受重力在AB段做功的功率最接近的是( )
A.100W B.400W C.800W D.1000W
16.如图所示,在2025世界人形机器人运动会的100米短跑项目中,某参赛机器人以匀速直线运动的方式跑完全程,用时,该过程中机器人受到的牵引力为。则机器人在比赛过程中,水平地面对机器人的支持力_______(选填“做功”或“不做功”),牵引力做的功为_______J,牵引力做功的功率为_______。
角度06 比较功率的大小
17.某同学每天通过上下楼的方式坚持锻炼。某天锻炼过程中,该同学两次匀速从一楼爬到六楼,且第一次比第二次用时短。关于两次爬楼的过程,下列说法正确的是( )
A.第一次爬楼做的功更大 B.第二次爬楼做的功更大
C.第一次爬楼的功率更大 D.第二次爬楼的功率更大
18.如图所示,用大小相等的力,在相同的时间内,将质量不同的物体在粗糙程度不同的平面上,分别沿着力的方向,移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为、,功率的大小分别为、,关于它们之间的大小关系说法正确的是( )
A. B. C. D.
19.一定质量的物体在水平拉力的作用下沿同一水平面(粗糙程度相同)做直线运动,其路程(s)-时间(t)关系如图所示,0~12s拉力做的功为,12~24s拉力做的功为,0~12s拉力做功的功率为,12~24s拉力做功的功率为,则为_________,_________。(选填“>”、“=”和“<”)
角度07 功率的测量
20.测量小滕同学引体向上时的功率时,选取的待测物理量组合最合理的是( )
①人体的质量m
②单杠的高度H
③每次身体上升的高度h
④n次引体向上的总时间T
⑤引体向上的次数n
⑥做1次引体向上的时间t
A.①②⑥ B.①③④⑤ C.①③⑤⑥ D.①②④⑤
21.“1分钟跳绳”是多地体育测试的自选项目之一,小南想估测自己跳绳时的功率(不计绳重),将下列步骤补充完整。
(1)测量自己的___________;需要什么测量仪器___________;
(2)估测自己每次跳起的平均高度h;需要什么测量仪器___________;
(3)用___________测量跳n次绳所用的时间t;
(4)小南跳绳的功率P=___________。(用物理量符号表示)
(5)若要比较小南和其他同学跳绳的功率大小,(设跳起的平均高度相同)则___________。
A.跳绳快的功率一定大
B.跳绳的快慢相同时,体重大的功率大
C.体重相同时,跳的个数越多的功率越大
D.体重相同时,跳的时间越长的功率越大
(6)小南要想提高跳绳测试的成绩,请你从物理学角度为他提出一条合理的建议:___________。
22.请根据所学知识回答下列问题。
(1)图为探究压力作用效果的实验。将同一木块分别平放、竖放在海绵上,以此探究______对压力作用效果的影响。请举出一个生活中增大压强的实例:______;
(2)跳绳是初中毕业生体育测试的项目之一,小明同学想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力做功的平均功率(不计绳重)。将下列步骤补充完整。
①用体重秤测量自己的______(填物理量及其符号);
②估测自己每次跳起的平均高度;
③测量跳次绳所用的时间;
④小明跳绳的功率______(用物理量符号表示);
⑤若要比较小明和其他同学跳绳的功率大小(设跳起的平均高度相同),则______(填字母)。
A.跳绳快的功率一定大
B.跳绳的快慢相同时,体重越大的功率越大
C.体重相同时,跳的次数越多的功率越大
D.体重相同时,跳的时间越长的功率越大
【例1】(2026·黑龙江·中考真题)如图是某科技公司研发的G1人形机器人,它在2026年春晚舞台上大放光彩。当它在某段水平地面上匀速直线前进时,所受牵引力恒为机器人重力的0.2倍,若它的质量为50 kg,两只脚与水平地面的总接触面积是。求该机器人:
(1)双脚站立时对水平地面的压强;
(2)以的速度在该路段匀速直线前进100 s时,牵引力所做的功;
(3)在该路段牵引力做功的功率。
【深化点拨】
(1)重力与压力的关系:水平地面上静止或匀速运动的物体,对地面的压力大小等于自身重力,可通过质量先求出重力,得到压力。
(2)固体压强基础考点:压强由压力和接触面积共同决定,计算时使用双脚与地面总的接触面积,不能单算一只脚的面积。
(3)二力平衡受力分析:机器人水平匀速直线运动,水平方向牵引力和摩擦力平衡,题目给出牵引力与重力的比例关系,用来直接求解牵引力大小。
(4)速度路程基础运动规律:已知运动速度与时间,可求出物体运动的路程,是计算做功的前置条件。
(5)功与功率的综合考点:力做功需要满足力和沿力方向移动距离两个条件;功率表示做功快慢,可结合功与运动时间进行求解。
(6)多板块综合计算题型:一道题串联重力、固体压强、匀速运动、功、功率多个力学模块,以人形机器人为生活情境,综合考查力学计算完整逻辑。
【变式1-1】(2026·四川内江·中考真题)用20N的水平推力,在2s内使重为100N的物体在水平桌面上沿直线移动1m。下列关于各力做功和功率的结论,正确的是( )
A.重力做功为20J B.推力的功率为20W
C.推力做功为20J D.支持力的功率为20W
【变式1-2】(2026·四川广元·中考真题)建筑工地上,工人师傅们常用滑轮组提升建筑材料。如图所示,工人师傅用150 N的拉力F将建筑材料在20 s内竖直匀速提升4 m,则建筑材料的平均速度大小为________m/s,拉力F的功率为________W。
【变式1-3】(2026·江苏苏州·中考真题)学校食堂工作人员用手推车将午餐箱沿水平路面送达各班级,已知推车和餐箱总重240N,车轮与地面总接触面积为。求:
(1)手推车静止时(如图),车轮对地面的压强。
(2)工作人员用20N的水平推力,使车子在30s内沿推力方向移动30m,该过程中推力所做的功和功率。
【变式1-4】(2026·甘肃武威·中考真题)周末,小艾同学参加社区关爱残疾人志愿活动,为行动不便的李爷爷送去一款自动爬楼梯轮椅,这款轮椅装有特殊履带和平衡装置,能够平稳上下台阶,解决上下楼梯的困难。已知轮椅质量为,静止时与水平地面的总接触面积为,取,则:
(1)轮椅静止在水平地面上时,对地面的压强是多大?
(2)质量为60 kg的李爷爷乘坐轮椅在水平路面上匀速前进,行驶中受到的阻力为总重力的0.1倍,则此时受到的牵引力是多大?
(3)李爷爷乘坐轮椅从水平地面运动到高为的二楼,用时。此过程中,李爷爷和轮椅克服总重力做功的功率是多大?
⚡基础速刷
1.(2025·四川宜宾·中考真题)在物理学中,把路程与时间之比叫做速度。下列物理量采用该方法定义的是( )
A.长度 B.温度 C.功率 D.功
2.(2025·四川泸州·中考真题)物理学界常用科学家的名字来命名物理量的单位,以示对科学家卓越贡献的纪念。以下与物理量单位对应正确的是( )
A.电流的单位——阿基米德——A B.力的单位——牛顿——N
C.频率的单位——赫兹——H D.动能的单位——瓦特——W
3.估测是物理学习中一种非常重要的能力,下列估测符合实际的是( )
A.现在考室内的大气压约为 B.家用小汽车发动机最大功率约为100 W
C.物理作业本重约30 N D.将一个鸡蛋举高1 m所做的功约为0.5 J
4.小明和小红分别将同样重的一批书从一楼搬到二楼,小明比小红更快到达二楼。在这个过程中,下列说法正确的是( )
A.小明对书做功更多 B.小红对书做功更多
C.小明对书做功更快 D.小红对书做功更快
5.举重是我国的优势体育项目。一位身高180cm的运动员和一位身高160cm的运动员,在挺举项目中用相同时间把同样重的杠铃举起,如果他们对杠铃所做的功W1___________W2,功率P1___________P2。(均选填“<”“=”或“>”)
6.某餐馆用智能机器人(如图)替代人工送菜。该机器人水平匀速前进20m,将重16N的菜盘送到客人桌前,用时25s,若机器人工作时牵引力恒为20N,完成本次送菜,牵引力做功____________J,牵引力做功的功率为____________W,此过程中机器人对菜盘做功为____________J。
7.(2025·湖南长沙·中考真题)无人机送快递为市民的生活带来了极大的便利。在某次取货途中,无人机载着空货箱竖直匀速上升36m用时30s。不计空气阻力,g取10N/kg。
(1)无人机上升时,以地面为参照物,它是______的;
(2)无人机竖直匀速上升时的速度为______m/s;
(3)在取货点,工作人员将快递放入货箱,无人机再次升空,竖直匀速上升30m用时30s。已知无人机配备的货箱质量为1kg,取货前后两次匀速升空过程中无人机对货箱拉力做功的功率之比为1∶2,放入货箱的快递质量为______kg。
8.(2025·山东济南·中考真题)蒸汽机发明以后,为了衡量蒸汽机做功的快慢,人们把蒸汽机与马匹进行比较,于是“马力”应运而生,后来“马力”作为功率的单位经常应用在工程技术领域。当蒸汽机抬高重物做的功时,蒸汽机做功的功率就是1“马力”。请用功率的公式计算回答,1“马力”等于多少瓦?
9.(2025·上海·中考真题)某机器用5×104牛的力在100秒时间内将某物体提升8米,求此过程中拉力所做的功W和功率P。
10.(2025·甘肃·中考真题)学校航模社团用无人机进行学科实践,已知无人机整机质量为2kg。
(1)小高想要测量操场长度,他让无人机从操场一端以2m/s的速度水平匀速直线飞行到另一端,发现用时1分30秒,请问他测得的操场长度为多少?
(2)小飞想了解无人机上升过程中的输出功率,他让无人机匀速直线上升80m,发现用时20秒,请问此过程中他测得的无人机的输出功率是多少?(空气阻力不计,g取10N/kg)
🚀能力跃升
11.(2026·湖南·中考真题)同样把几百块砖从地面运送到房顶,工人搬运需要几个小时,用起重机搬运只需要几分钟。对比两个过程,下列说法正确的是( )
A.起重机对砖做的功多 B.工人对砖做的功多
C.起重机对砖做功的功率大 D.工人对砖做功的功率大
12.(2025·四川攀枝花·中考真题)手握两枚鸡蛋,用时1s将其匀速举高1m,手对鸡蛋做功的功率约为( )
A.0.1W B.1W C.10W D.1kW
13.(2025·四川凉山·中考真题)甲、乙两车同时同地在水平路面上向北沿直线行驶,它们的s-t图像如图所示。已知甲车总重,若甲车0~8s内的牵引力大小恒为,则( )
A.乙车速度大小为10m/s
B.0~6s内,以甲车为参照物,乙车向北运动
C.0~6s内,甲车重力做功为
D.0~6s内,甲车牵引力功率为
14.(2025·云南·中考真题)《天工开物》中记载了我国古代的井上施工装置,其简化模型如图所示,O为支点,,M端用绳子悬挂重200N的物体,在N端用竖直向下的拉力在1s内使物体缓慢上升了0.5m,忽略杠杆和绳的自重,下列说法正确的是( )
A.该杠杆是费力杠杆
B.杠杆在水平位置平衡时N端受到的拉力大小为400N
C.M端绳子拉力对物体做功为100J
D.M端绳子拉力对物体做功的功率为50W
15.(2026·江苏连云港·中考真题)小明用的水平推力使木箱在水平地面上内匀速前进。木箱所受的摩擦力是______N,推力对木箱做功的功率是_____W。当水平推力增大到30N时,木箱所受的摩擦力是______N,水平方向所受的合力是________N。
16.(2025·四川巴中·中考真题)阅读以下内容,回答问题:
某同学的体测成绩表
项目
立定跳远
长跑(1000米)
一分钟跳绳
……
成绩
230cm
250s
180个
……
(1)该同学完成这次长跑测试的平均速度为______。
(2)若该同学受到的重力是500N,每次跳绳跳离地面的平均高度为4cm,则一分钟内克服重力做功的功率为______W。
17.(2025·四川宜宾·中考真题)某款重力为2N的电动玩具小车,以的功率在水平路面上匀速运动,此过程中所受摩擦阻力恒为0.6N,则匀速运动时的速度___________;现在小车以相同功率在斜面上匀速运动4m的路程,对应上升2m的高度,此过程中所受摩擦阻力恒为0.5N,则玩具小车所用时间___________s。
18.(2025·新疆·中考真题)2025年4月24日,神舟二十号飞船与中国空间站核心舱成功完成对接。
(1)神舟二十号飞船和中国空间站核心舱对接成一个整体后,以神舟二十号飞船为参照物,中国空间站核心舱是______(选填“运动”或“静止”)的;空间站绕地球做匀速圆周运动的过程中,空间站______(选填“具有”或“没有”)惯性,地球对空间站的万有引力改变了空间站运行的______(选填“快慢”或“方向”)。
(2)航天员在空间站核心舱内面对面交流时,声音通常是通过______(选填“空气”或“电磁波”)传播的。航天员所穿航天服的手掌部分有橡胶颗粒,其目的是为了______(选填“增大”或“减小”)抓取物体时的摩擦。中国空间站用霍尔发动机来微调飞行姿态,已知每台霍尔发动机产生的推力为0.08N,空间站运行的速度为7.7km/s,当霍尔发动机产生的推力方向与空间站运行的方向相同时,每台霍尔发动机推力的功率为______W。
19.(2026·四川凉山·中考真题)2026年5月,我国建造的全球首艘2.4万箱甲醇双燃料集装箱船“东方智慧”轮正式完工,标志着我国在超大型清洁能源船舶领域取得重大突破。这艘“东方智慧”轮,总长399.9米,型宽61.3米,最多可装载24168个标准集装箱,各项性能指标都是全球同类船型的标杆。“东方智慧”轮某次匀速航行时,总重为23万吨,吃水深度为15 m,推进器功率为,阻力为总重的0.1倍。()求:
(1)船受到的浮力;
(2)船最底部受到水的压强;
(3)船航行20小时行驶的距离。
20.(2026·云南·中考真题)米轨联古今,古村展新颜。某米轨小火车在一段平直轨道上匀速行驶2000m所用的时间为,行驶过程中受到的牵引力为。求:
(1)小火车在该路段行驶的速度;
(2)小火车在该路段行驶过程中牵引力做的功;
(3)小火车在该路段行驶过程中牵引力做功的功率。
🌟思维挑战
21.跳绳是一项高效的有氧运动,具有增强心肺功能。提高身体的协调性和平衡能力的作用。一名体重为的同学跳绳时,重心上升的高度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.下降过程中,该同学所受的重力不做功
B.该同学1min内跳绳225次
C.该同学跳绳一次克服自身所受的重力做的功为
D.该同学跳绳的平均功率为
22.如图,用大小为F的推力推动物体在水平地面上做直线运动,当物体运动的路程和时间图像如图甲所示时,受到的水平推力为;当物体运动的速度和时间图像如图乙所示时,受到的水平推力为。两次推力的功率分别为、。下列说法正确的是( )
A.推动物体运动的过程中,物体不受摩擦力B.用大小为的推力推动物体时,物体处于静止状态
C. D.
23.汽车在平直公路上以速度 v0匀速行驶,发动机功率为P0,快进入闹市区时,司机在 t1时刻减小了油门,使汽车的功率保持一个较小的恒定功率P 继续行驶,设汽车行驶过程中所受阻力大小不变,汽车的牵引力F随时间t变化的图像如图所示。则减小了油门后,汽车所受阻力大小为 ___________(选填“F0”或“0.5F0”);汽车再次匀速运动时的速度大小为 ___________(选填“2v0”或“0.5v0” ) ;
24.某科研小组设计的高空作业装置如图所示,该装置固定于15m高的楼顶,主要由悬挂装置和提升装置两部分组成。悬挂装置由支架AD和杠杆BC构成,CO∶OB=2∶3。配重E通过绳子竖直拉着杠杆B端,其质量为100kg,底面积为200cm2。安装在杠杆C端的提升装置由定滑轮、动滑轮、吊篮及与之固定在一起的电动机Q构成。电动机Q和吊篮的总质量为10kg,定滑轮和动滑轮的质量相等。利用遥控装置可控制电动机拉动绳子H端,通过滑轮组使吊篮升降,电动机提供的功率恒为P。当提升装置空载悬空静止时,配重E对楼顶的压强p0=4×104Pa。科研人员将质量为m1的物体装入吊篮,启动电动机,当吊篮匀速上升时,绳子H端的拉力为F1,配重B对楼顶的压强为p1,滑轮组的机械效率为η1。物体被运送到楼顶卸下后,科研人员又将质量为m2的物体装到吊篮里运回地面。吊篮匀速下降时,绳子H端的拉力为F2,配重E对楼顶的压强为p2,吊篮经过30s从楼顶到达地面。已知p1∶p2=1∶2,F1∶F2=5∶3,不计杠杆重、绳重及摩擦。求:
(1)动滑轮重力;
(2)m1;
(3)电动机的功率P。
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第11.4节 功率
目录
01 本节导航·目标清单
02 教材精研·内容全解
考点01 功率的概念
考点02 功率的计算
03 避坑指南·解题通法
角度01 功率的定义及意义
角度02 功和功率的区别和联系
角度03 利用公式P=W/t计算功率
角度04 利用公式 P=Fv计算功率
角度05 功率的估算
角度06 比较功率的大小
角度07 功率的测量
04 真题闯关·溯源演练
05 课后三阶·精准练习
目标导航
方法指导
1.理解功率的物理意义,区分功与功率的概念,熟记功率定义式(P=W/t)。
2.掌握功率单位换算,推导(P=Fv)推导式并用于计算。
3.会设计实验测量人上楼、拉动物体的功率。
4.能结合简单机械,综合计算机械做功的功率。
1.通过比值定义法,理解功率表示做功快慢,与做功总量无关。
2.分层练习基础功率计算、利用速度推导式快速求解运动物体功率。
3.梳理测功率实验步骤:测重力/拉力、路程、时间,规范记录数据。
4.结合滑轮、斜面题型,整合功、功率两步计算流程。
知识导图
考点01 功率的概念
1、功率:物体在单位时间内所做的功叫功率,在物理学中用字母P表示。
(1)意义:物理学中,用功率来表示物体做功的快慢。
(2)公式:功率=功/时间,即。
(3)单位:国际单位:瓦(W),1W=1J/s;常用单位:千瓦(kW),1kW=103W。
2、功率的种类
(1)平均功率:物体做变速运动时,力在不同的时间段内做功快慢不同,平均功率可表示力在某段时间内做功的平均快慢程度。
(2)瞬时功率:物体做变速运动时,力在某时刻做功的快慢。
3、做功快慢比较
(1)在时间相同的情况下,比较做功多少,所做的功越多,做功越快。
(2)在做功相同的情况下,比较时间长短,时间越长,做功越慢。
(3)比较做功与时间的比值,比值越大,做功越快。
【深化点拨】
1.功与功率的辨析
(1)两者物理意义不同:功率表示力做功的快慢,而功表示力做功的多少。
(2)两者的概念不同:功率等于物体单位时间内所做功的多少,而功等于力和物体在力的方向上通过距离的乘积。
(3)两者的决定因素不同:功率由功和时间决定,而功由力和物体在力的方向上通过的距离决定。
(4)两者的计算公式不同:功率的计算公式是,而功的计算公式是W=Fs。
(5)两者的单位不同:功率的单位是瓦特,而功单位是焦。
(6)熟记功率的基本概念,同时要注意区分功率与功的区别,功率是表示做功快慢的物理量,做功快慢和做功多少是不同的。
2.功率的解题方法点拨
(1)判断做功快慢应采用控制变量法,控制做功多少或者时间长短一定。
(2)功率的比较大小分为定性比较,定量比较。如果是定量比较大小,需要利用功率公式计算出功率的大小之后在进行比较。
1.关于功率,下列说法正确的是( )
A.功率越大,做功越多 B.功率越大,做功越快
C.做功时间越长,功率越小 D.功率是表示做功多少的物理量
【答案】B
【详解】A.由可知,做功多少由功率、时间两个量共同决定;仅功率大,若做功时间极短,总功不一定多。故A错误;
B.功率是表示物体做功快慢的物理量,功率数值越大,单位时间内完成的功越多,做功越快,故B正确;
C.由,功率由功和时间共同决定;若做功量很多,即使时间长,功率也可能更大。故C错误;
D.表示做功多少的物理量是功();功率描述的是做功的快慢,故D错误。
故选B。
2.以下不属于功率单位的是( )
A.W B.J/s C.N·m/s D.J·s
【答案】D
【详解】A.功率是描述做功快慢的物理量,功率的单位是瓦特,符号为W,故A不符合题意;
B.功率是做功多少与时间之比,其复合单位为J/s,故B不符合题意;
C.根据可知,N·m/s是功率的单位,故C不符合题意;
D.J·s,表示能量与时间的乘积,与功率无关,故D符合题意。
故选D。
3.功率是表示做功__________的物理量;小明想通过登楼梯来估测自己的功率,为此,他必须测量的物理量有自身的质量、登楼的高度,还需要测量登楼的__________。
【答案】 快慢 时间
【详解】[1]功率是表示做功快慢的物理量。
[2]根据功率的计算公式可知,需要测量的物理量有自身的质量、登楼的高度,登楼所用时间。所以还需要测量登楼的时间。
【功与功率的比较】
对比项目
功
功率
公式
W=Fs
、P=Fv
物理意义
衡量能量转化的多少
表示做功的快慢
单位
焦耳(J)
瓦特(W)
影响因素
力、物体在力方向上移动的距离
做功多少、做功时间
联系
(1),功率等于单位时间内做的功。
(2)做功多,功率不一定大;功率大,做功不一定多(要看时间)。
考点02 功率的计算
1、功率的公式:(其中P表示功率,W表示功,t表示时间)。
(1)功率的定义式是指平均功率,即在t时间内的平均功率,而不是某一时刻的瞬时功率。
(2)功率的定义式可以变形为:W=Pt和,可分别用于求功和时间。当P一定时,W与t成正比,则;当W一定时,P与t成反比,则;当t一定时,W与P成正比,则。
2、计算功率的另一个公式:P=Fv,即物体在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动,则拉力F所做的功的功率可表示为Fv。(其中F表示物体所受的拉力,v表示物体运动的速度)。
a.推导:由,联立W=Fs,得==Fv。
由该公式可知:在功率P一定时,力F与速度v成反比。
b.应用:当汽车上坡时,司机采取换挡的办法,减小速度,以获得较大的牵引力。
【深化点拨】
1.利用公式P=Fv时要注意以下几点
(1)拉力F必须是恒力,且物体运动的速度应不变。
(2)计算时,v的单位必须用m/s,这样算出的功率单位才是w。
(3)速度v跟拉力F必须对应,即v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度。在解决一些有关运动物体的功率问题时,应用此公式解题会更简便。
2.功、功率的图像问题的解题思路点拨
(1)理解功、功率图像的变化情况,认清楚横坐标和纵坐标的准确含义,根据图像的变化推出整个物理过程,尤其注意图像中的各个特殊点对应的状态,比如起点、终点、和图像发生变化的拐点。
(2)根据功、功率图像还原相应场景动态过程,并在整个过程的特殊状态进行分析和计算。
(3)观察图像的一般方法“看两轴抓三点”,即看准横坐标、纵坐标分别表示的物理量及单位,抓住起点、终点和拐点。
1.秋天的山峰,层林虽未曾尽染,却金桂飘香。秋季社会实践活动时,体重500N的小明登上海拔300m山顶,共用时50分钟,则他登山的功率最接近于( )
A.5W B.50W C. D.
【答案】B
【详解】他登山的功率为
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2.如图;小明用30N的水平推力F,将重力为100N的超市购物车沿水平方向推动了10m,所用的时间为20s,在此过程中,购物车的重力所做的功为________J,小明对购物车做的功为________J,他做功的功率为________W。
【答案】 0 300 15
【详解】[1]购物车在水平方向上移动10m,重力的方向竖直向上,购物车没有在重力的方向上移动距离,所以购物车的重力不做功。
[2][3]小明对购物车做功为
小明做功的功率
3.一架小型客机从大安机场起飞至黔江机场,若某一过程中客机以150m/s的速度在空中水平匀速直线航行了1min,客机获得的水平推力为。求:
(1)该过程中客机行驶的路程;
(2)该过程中客机水平推力的功率。
【详解】(1)由题意得,客机行驶速度,行驶时间,所以过程中客机行驶的路程
(2)由题意得,客机受到的水平推力,该过程中其功率
功率的综合应用及解题步骤
1.功率概念辨析:必须分清“多”与“快”
(1)核心规则:功(W)表示做功的多少;功率(P)表示做功的快慢。
(2)操作方法:
看定义:功率是单位时间内做的功,公式 。
比大小:做功多,功率不一定大(如果时间很长);时间短,功率不一定大(如果做功很少);只有的比值大,功率才大。
记单位:国际单位是瓦特(W),1kW=1000W,1MW=106W。
(3)易错示范
错误示范:认为机器做功越多,功率就越大。(错在忽略了时间因素)
正确理解:功率大说明这台机器“干活利索”,不代表它干的总活(功)一定多。比如起重机功率大,但如果只工作1秒,做的功可能不如老牛拉车工作1小时做的功多。
2.功率的计算:两套公式各司其职
(1)核心规则:根据已知条件选择公式。
定义式:(适用于任何运动状态,求平均功率)。
推导式: P=Fv(适用于力 F与速度 v方向一致的情况)。
(2)操作方法:
用时:先算出总功 W(注意 W=Fs或 W=Gh),再除以总时间t。
用 P=Fv时:若 v是平均速度,算出的是平均功率;若 v是瞬时速度,算出的是瞬时功率。
特别注意:这里的 FF 必须是牵引力,而不是合力或阻力(除非匀速直线运动时牵引力等于阻力)。
3.机车启动问题:抓住“不变量”
(1)核心规则:汽车发动机通常有一个额定功率(最大功率),且行驶中常受恒定阻力。
(2)操作方法:
恒定功率启动:
过程: P不变 →速度v增加→牵引力 减小→加速度减小。
结果:做加速度减小的加速运动,直到 F=f时,速度达到最大 ,之后做匀速运动。
恒定加速度启动:
过程:a不变→牵引力 F不变 →速度v增加→功率 P=Fv增加。
转折:当P达到额定功率后,不能再维持恒定加速度,转为恒定功率启动模式。
(3)避坑指南
误区:认为汽车只要油门踩到底,牵引力就不变。
真相:油门踩到底意味着功率达到额定功率 P额。此时如果速度还在增加,牵引力必然减小。只有在速度达到最大值时,牵引力才最小(等于阻力)。
角度01 功率的定义及意义
1.体育课上,小明和同学进行爬楼比赛,关于他们做功的功率,下列说法正确的是( )
A.小明爬楼做的功越多,功率就一定越大
B.同学爬楼的功率越大,做的功就一定越多
C.做功越快的同学,功率一定越大
D.爬楼用时越长的同学,功率一定越大
【答案】C
【详解】AD.根据功率的公式,功率的大小由做功的多少、做功时间的长短共同决定,只通过做功的多少或者做功时间的长短无法确定功率的大小,故AD错误;
B. 根据功的推导式,做功的多少由功率的大小、做功时间的长短共同决定,只通过功率的大小无法确定做功的多少,故B错误;
C. 功率表示做功的快慢,做功越快,功率一定越大,故C正确。
故选C。
2.甲、乙两台机器,甲的功率比乙的大。下列说法正确的是( )
A.甲做的功一定比乙多 B.甲做功一定比乙快
C.甲做功的时间一定比乙少 D.做相同的功,甲用的时间一定比乙多
【答案】B
【详解】功率是表示物体做功快慢的物理量,功率的大小等于单位时间内所做的功。
A.功率大仅说明做功快,但做功多少还与时间有关。若甲做功时间短,甲做的功可能比乙少,故A错误;
B.功率的物理意义就是描述做功快慢,甲的功率比乙大,说明甲做功一定比乙快,故B正确;
C.做功时间取决于功和功率。若甲做的功远多于乙,即使甲功率大,其做功时间也可能比乙长,故C错误;
D.做相同的功时,功率越大,所用时间越短。甲功率大,故做相同的功甲用的时间一定比乙少,故D错误。
故选B。
3.龙骨水车由水槽、刮板、木链、木齿轮、脚踏等组成,如图所示。其中刮板的面积越大,水车旋转一周提升的水就越多,对水所做的功越_________(填“多”或“少”),当工人踩动脚踏的速度加快时,提升水的功率会变________(填“大”或“小”)。
【答案】 多 大
【详解】[1]当刮板的面积越大,水车旋转一周提升的水就越多,即水的重力G越大。在提升高度h不变的情况下,根据,重力G越大,对水所做的功W就越多。
[2]当工人踩动脚踏的速度加快时,完成相同的功W所需的时间t会减少。根据功率,在功W不变的情况下,时间t减少,功率P就会变大。
角度02 功和功率的区别和联系
4.下列关于功和功率的说法中,正确的是( )
A.做功越多,功率越大 B.做功时间越短,功率越大
C.功率越大,做功越快 D.功率小的机械一定比功率大的机械做功少
【答案】C
【详解】A.功率是描述物体做功快慢的物理量,是做功的多少与时间之比,做功越多,但是做功的时间未知,故功率的大小无法确定,A错误;
B.做功时间越短,由于做功的多少未知,故功率大小未知,B错误;
C.功率是描述物体做功快慢的物理量,功率越大,表示做功越快,单位时间内做的功越多,故C正确;
D.由于做功的时间未知,功率小的机械做的功未必比功率大的机械做功少,故D错误。
故选C。
5.功率是表示物体___________的物理量,功率大的机械做功__________快,做功__________多(后两空选填“一定”或“不一定”)。
【答案】 做功快慢 一定 不一定
【详解】[1][2]把物体单位时间内做的功定义为功率,它表示物体做功的快慢;功率越大的机械做功越快,功率越小的机械做功越慢。
[3]由可知,物体做的功与功率和时间都有关,功率大,若做功时间短,那物体做的功不一定多。
角度03 利用公式P=W/t计算功率
6.双杠屈臂伸主要锻炼胸部肌肉的力量,它的动作过程为:双手分别握杠,两臂支撑在双杠上,肘关节慢慢弯屈,同时肩关节伸屈,使身体逐渐下降至最低位置,稍停片刻,两臂用力撑起至还原。若一名普通中学生在30 s内完成12次屈臂伸,如图所示,该过程中中学生克服重力做功的平均功率约为( )
A.60 W B.160 W C.10 W D.220 W
【答案】A
【详解】普通中学生质量约为,重力约为
完成一次屈臂伸,身体重心上升的高度约为完成1次屈臂伸克服重力做功
12次屈臂伸的总功
功率
故选A。
7.一辆5G无人驾驶新能源电动汽车,整车质量为1200kg,在平直公路匀速行驶时牵引力为。某次在平直公路测试中,牵引力做的功为,功率为,则汽车行驶的时间是_______s,路程是_______km;在行驶中汽车受到地面支持力做的功为_______J。
【答案】 600 6 0
【详解】根据功率公式可得,汽车行驶的时间
根据可得,汽车行驶的路程
汽车受到的支持力竖直向上,而汽车在水平方向运动,支持力方向上的位移,故支持力做的功。
8.如图所示是“雪龙2”号破冰船在破冰航行的情景,该船满载时的总质量,破冰时船头的一部分压在冰面上,利用巨大的压强使冰层破裂。海水的密度为,。求:
(1)水下5m深处海水产生的压强是多少?
(2)“雪龙2”号破冰船受到的浮力是多少?
(3)当破冰船以功率为、平均航行速度为20节(1节约为)的航速匀速航行144km时,破冰船牵引力所做的功是多少?
【详解】(1)水下5m深处海水产生的压强
(2)“雪龙2”号破冰船的重力
其漂浮在海上,浮力大小等于重力,则它受到的浮力
(3)“雪龙2”号破冰船的速度为
根据得,航行时间为
功率为
根据得,航行144km破冰船牵引力所做的功为
9.重力灯是一款利用重力进行发电的环保灯,如图所示是其简化图。若将质量为20kg的沙袋悬挂在高处,随着沙袋的缓慢下落,灯就能发光。沙袋下落了0.45m,用时5min。求解下列问题:(g取10N/kg)
(1)沙袋在下落过程中受到的重力。
(2)沙袋重力做的功。
(3)沙袋重力做功的功率。
【详解】(1)沙袋在下落过程中受到的重力
(2)沙袋重力做的功
(3)下落时间,沙袋重力做功的功率
角度04 利用公式 P=Fv计算功率
10.物块在水平拉力F(大小未知)的作用下,在水平直线轨道上运动(如图),其中段和段的轨道材质不同,其中。已知物块在段和段分别以和的速度匀速运动,且在段所受摩擦力为2N,则以下判断正确的是( )
A.该物块在段的运动时间比段大 B.该物块通过段的平均速度为
C.物块在段所受摩擦力比段大 D.拉力F在段做功的功率为10W
【答案】D
【详解】A.AB段运动时间
BC段运动时间
BC段运动时间比AB段小,故A错误;
B.AC段总路程
总时间
AC段平均速度
故B错误;
C.滑动摩擦力与接触面粗糙程度有关,AB、BC段轨道材质不同,故两段滑动摩擦力大小必然不同;物块在两段均做匀速直线运动,仅能说明对应段拉力与该段摩擦力大小相等,无法推出AB段摩擦力大于BC段摩擦力,故C错误;
D.BC段匀速运动,,功率公式
故D正确。
故选D。
11.如图甲所示,水平地面上的一个物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系及物体的速度v与时间t的关系如图乙所示,则0~3s内推力F对物体做的功为________J,3~6s内物体所受摩擦力大小为________N,6~9s内推力F对物体所做功的功率为________W。
【答案】 0 4 8
【详解】由图像可知,内物体速度为,物体保持静止,移动的距离,根据功的公式,推力做功为;
内物体做匀速直线运动,处于平衡状态,推力与滑动摩擦力大小相等;由图像可知,此时推力,因此滑动摩擦力
内物体做加速运动,物体对地面的压力、接触面粗糙程度都不变,滑动摩擦力大小不变,因此摩擦力仍为;
内,推力,物体速度,得功率
12.如图所示是一辆无人配送车。若该无人配送车装满快递后的总质量为600 kg,在某小区的平直道路上以1.5 m/s的速度匀速行驶,此过程中受到的阻力是车重的0.1倍。求:(g取10 N/kg)
(1)配送车受到的牵引力是多少?
(2)配送车牵引力的功率是多少?
【详解】(1)配送车的总重力
根据题意,配送车受到的阻力
配送车匀速行驶,牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,因此牵引力
(2)配送车牵引力的功率
13.今年1月我国某科技公司发布的人形机器人在深圳湾地标建筑前与跑步者同框竞跑的视频刷爆网络。如图所示,该型号机器人质量为40 kg,静止站立时双脚对地的接触面积为0.004 m2。当它在水平地面上匀速跑步时,受到的阻力为其重力的0.2倍,某次以2 m/s的速度匀速跑了10 min。g取10 N/kg,求:
(1)机器人10 min运动的距离;
(2)机器人双脚静止站立时对地面的压强;
(3)此次跑步过程中机器人牵引力做功的功率。
【详解】(1)运动时间
机器人10min运动的距离
(2)机器人重力
机器人静止在水平地面上,对地面的压力等于自身重力,即
机器人双脚静止站立时对地面的压强
(3)由题意得机器人受到的阻力
机器人匀速跑步,水平方向牵引力与阻力是一对平衡力,因此牵引力
跑步过程中机器人牵引力做功的功率
角度05 功率的估算
14.生活中处处是物理,留心观察皆学问。对需测量的物理量进行评估,是科学探究的基本技能之一。下列估测正确的是( )
A.一个指甲盖上受到的大气压力大约为500N
B.一个篮球静止在地面上,地面对该篮球的支持力约为5N
C.人正常骑自行车的功率约为700W
D.将一本掉在地上的八下物理课本捡起放到课桌上所做的功约为200J
【答案】B
【详解】A.一个指甲盖的面积约为 ,大气压约为 ,受到的压力约为
故A错误;
B.一个篮球的质量约为 ,重力约为
静止时受平衡力,支持力等于重力,故B正确;
C.人正常骑自行车的功率约为 ,故C错误;
D.一本物理课本重约 ,课桌高约 ,做功
故D错误。
故选B。
15.如图,某次拓展训练中,在安全保护措施的前提下中学生小明沿直杆匀速下滑,在4s的时间内通过AB段。下列关于小明所受重力在AB段做功的功率最接近的是( )
A.100W B.400W C.800W D.1000W
【答案】B
【详解】中学生小明身高约为1.6m,则AB段长度约为3.5m。小明所受重力约为500N,则小明所受重力在AB段做功约为
则小明所受重力在AB段做功的功率约为,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
16.如图所示,在2025世界人形机器人运动会的100米短跑项目中,某参赛机器人以匀速直线运动的方式跑完全程,用时,该过程中机器人受到的牵引力为。则机器人在比赛过程中,水平地面对机器人的支持力_______(选填“做功”或“不做功”),牵引力做的功为_______J,牵引力做功的功率为_______。
【答案】 不做功 8000 320
【详解】机器人在比赛过程中,水平地面对机器人的支持力向上,机器人在水平地面对机器人支持力的方向上没有移动距离,所以水平地面对机器人的支持力没有做功;牵引力在这段时间内对机器人做的功为
牵引力做功的功率为
角度06 比较功率的大小
17.某同学每天通过上下楼的方式坚持锻炼。某天锻炼过程中,该同学两次匀速从一楼爬到六楼,且第一次比第二次用时短。关于两次爬楼的过程,下列说法正确的是( )
A.第一次爬楼做的功更大 B.第二次爬楼做的功更大
C.第一次爬楼的功率更大 D.第二次爬楼的功率更大
【答案】C
【详解】AB.根据功的计算公式,两次爬楼时该同学的重力不变,上升的高度相同,因此两次做的功相等,故AB错误;
CD.根据功率的计算公式,两次做的功相同,第一次用时比第二次用时短,所以,故C正确,D错误。
故选C。
18.如图所示,用大小相等的力,在相同的时间内,将质量不同的物体在粗糙程度不同的平面上,分别沿着力的方向,移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为、,功率的大小分别为、,关于它们之间的大小关系说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】两次用的力大小相等,物体在力的作用下移动的距离相同,根据可知,该力在此过程中所做功的大小关系为;两次做功用的时间相同,根据可知两次做功的功率大小关系为。故选C。
19.一定质量的物体在水平拉力的作用下沿同一水平面(粗糙程度相同)做直线运动,其路程(s)-时间(t)关系如图所示,0~12s拉力做的功为,12~24s拉力做的功为,0~12s拉力做功的功率为,12~24s拉力做功的功率为,则为_________,_________。(选填“>”、“=”和“<”)
【答案】 > >
【详解】 同一物体沿粗糙程度相同的水平面运动,物体对水平面的压力和接触面粗糙程度都不变,因此滑动摩擦力不变,两个阶段的图像都是倾斜直线,说明物体都做匀速直线运动,拉力,因此两段拉力大小相等, 从图像可得,0∼12s物体运动路程,12∼24s物体运动路程,即,根据功的公式W=Fs,因此;
两段运动时间都是,由可得。
角度07 功率的测量
20.测量小滕同学引体向上时的功率时,选取的待测物理量组合最合理的是( )
①人体的质量m
②单杠的高度H
③每次身体上升的高度h
④n次引体向上的总时间T
⑤引体向上的次数n
⑥做1次引体向上的时间t
A.①②⑥ B.①③④⑤ C.①③⑤⑥ D.①②④⑤
【答案】B
【详解】功率的计算公式为,其中功,m为人的质量,每次身体上升的高度h,因人做一次引体向上所用时间是不同的,故应记下n次引体向上的总时间T和引体向上的次数n,综上待测物理量组合最合理的是①③④⑤,故B符合题意。
故选B。
21.“1分钟跳绳”是多地体育测试的自选项目之一,小南想估测自己跳绳时的功率(不计绳重),将下列步骤补充完整。
(1)测量自己的___________;需要什么测量仪器___________;
(2)估测自己每次跳起的平均高度h;需要什么测量仪器___________;
(3)用___________测量跳n次绳所用的时间t;
(4)小南跳绳的功率P=___________。(用物理量符号表示)
(5)若要比较小南和其他同学跳绳的功率大小,(设跳起的平均高度相同)则___________。
A.跳绳快的功率一定大
B.跳绳的快慢相同时,体重大的功率大
C.体重相同时,跳的个数越多的功率越大
D.体重相同时,跳的时间越长的功率越大
(6)小南要想提高跳绳测试的成绩,请你从物理学角度为他提出一条合理的建议:___________。
【答案】(1) 质量 体重秤/磅秤
(2)刻度尺
(3)秒表/停表
(4)
(5)B
(6)降低每次跳起的高度/减轻自身体重
【详解】【小题1】跳绳时克服自身重力做功,结合功率公式推导分析知,跳n次的总功为
功率
首先需要测量自身质量,用体重秤或磅秤测量。
【小题2】跳起高度是长度,用刻度尺测量。
【小题3】时间用秒表或停表测量。
【小题4】功率表达式为。
【小题5】已知跳起平均高度h相同,整理功率得
A. 跳绳快仅说明单位时间跳的次数多,体重未知,功率不一定大,故A错误;
B.跳绳快慢相同即单位时间跳的次数相同,h相同、体重大则功率一定大,故B正确;
C.只说总次数多,未控制时间,无法比较功率,故C错误;
D.体重相同时,时间长但跳的总次数未知,功率不一定大,故D错误。
【小题6】提高跳绳成绩即相同时间跳更多次数,从物理角度,降低每次跳起高度,可减少每次做功,就能在相同时间内跳更多次;或减轻体重,同样合理。
22.请根据所学知识回答下列问题。
(1)图为探究压力作用效果的实验。将同一木块分别平放、竖放在海绵上,以此探究______对压力作用效果的影响。请举出一个生活中增大压强的实例:______;
(2)跳绳是初中毕业生体育测试的项目之一,小明同学想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力做功的平均功率(不计绳重)。将下列步骤补充完整。
①用体重秤测量自己的______(填物理量及其符号);
②估测自己每次跳起的平均高度;
③测量跳次绳所用的时间;
④小明跳绳的功率______(用物理量符号表示);
⑤若要比较小明和其他同学跳绳的功率大小(设跳起的平均高度相同),则______(填字母)。
A.跳绳快的功率一定大
B.跳绳的快慢相同时,体重越大的功率越大
C.体重相同时,跳的次数越多的功率越大
D.体重相同时,跳的时间越长的功率越大
【答案】(1) 受力面积 菜刀刀刃磨得很薄是在压力一定时通过减小受力面积来增大压强
(2) 质量 B
【详解】(1)将同一木块分别平放、竖放在海绵上,压力不变,受力面积改变,根据控制变量法,探究的是受力面积对压力作用效果的影响。
菜刀刀刃磨得很薄是在压力一定时通过减小受力面积来增大压强。
(2)跳绳时克服自身重力做功,根据可知要用体重秤测量自己的质量。小明跳绳的功率为
A.起跳的高度相同,跳绳快的相同时间内跳的次数多,但不知道体重的大小,根据,无法比较功率的大小,故A不符合题意;
B.起跳的高度相同,跳绳的快慢相同,相同时间内跳的次数相同,根据,体重大的功率大,故B符合题意;
C.体重相同,起跳的高度相同,跳的次数越多,克服重力做功越多,但不知道时间,无法判定功率的大小,故C不符合题意;
D.体重相同,起跳的高度相同,由于不知道跳绳的次数无法判定做功的大小,所以跳的时间越长的功率不一定越大,故D不符合题意。
故选B。
【例1】(2026·黑龙江·中考真题)如图是某科技公司研发的G1人形机器人,它在2026年春晚舞台上大放光彩。当它在某段水平地面上匀速直线前进时,所受牵引力恒为机器人重力的0.2倍,若它的质量为50 kg,两只脚与水平地面的总接触面积是。求该机器人:
(1)双脚站立时对水平地面的压强;
(2)以的速度在该路段匀速直线前进100 s时,牵引力所做的功;
(3)在该路段牵引力做功的功率。
【详解】(1)机器人的重力
水平地面上,机器人对地面的压力等于自身重力
机器人双脚站立时对水平地面的压强
(2)机器人100s运动的路程
由题意得牵引力
牵引力所做的功
(3)牵引力做功的功率
【深化点拨】
(1)重力与压力的关系:水平地面上静止或匀速运动的物体,对地面的压力大小等于自身重力,可通过质量先求出重力,得到压力。
(2)固体压强基础考点:压强由压力和接触面积共同决定,计算时使用双脚与地面总的接触面积,不能单算一只脚的面积。
(3)二力平衡受力分析:机器人水平匀速直线运动,水平方向牵引力和摩擦力平衡,题目给出牵引力与重力的比例关系,用来直接求解牵引力大小。
(4)速度路程基础运动规律:已知运动速度与时间,可求出物体运动的路程,是计算做功的前置条件。
(5)功与功率的综合考点:力做功需要满足力和沿力方向移动距离两个条件;功率表示做功快慢,可结合功与运动时间进行求解。
(6)多板块综合计算题型:一道题串联重力、固体压强、匀速运动、功、功率多个力学模块,以人形机器人为生活情境,综合考查力学计算完整逻辑。
【变式1-1】(2026·四川内江·中考真题)用20N的水平推力,在2s内使重为100N的物体在水平桌面上沿直线移动1m。下列关于各力做功和功率的结论,正确的是( )
A.重力做功为20J B.推力的功率为20W
C.推力做功为20J D.支持力的功率为20W
【答案】C
【详解】AD.重力竖直向下、支持力竖直向上,物体沿水平方向移动,在重力和支持力的方向上没有移动距离,因此重力、支持力做功都为0,功率也为0,故AD错误;
BC.推力做功
推力的功率,故选C。
【变式1-2】(2026·四川广元·中考真题)建筑工地上,工人师傅们常用滑轮组提升建筑材料。如图所示,工人师傅用150 N的拉力F将建筑材料在20 s内竖直匀速提升4 m,则建筑材料的平均速度大小为________m/s,拉力F的功率为________W。
【答案】 0.2 90
【详解】建筑材料的平均速度大小为
由图可知,动滑轮上承担物重的绳子段数
因此拉力移动的距离
拉力做的总功
拉力的功率
【变式1-3】(2026·江苏苏州·中考真题)学校食堂工作人员用手推车将午餐箱沿水平路面送达各班级,已知推车和餐箱总重240N,车轮与地面总接触面积为。求:
(1)手推车静止时(如图),车轮对地面的压强。
(2)工作人员用20N的水平推力,使车子在30s内沿推力方向移动30m,该过程中推力所做的功和功率。
【详解】(1)已知推车和餐箱总重,力的作用是相互的,因此车和箱对水平面的压力,车轮对地面的压强
(2)推力所做的功
推力的功率
【变式1-4】(2026·甘肃武威·中考真题)周末,小艾同学参加社区关爱残疾人志愿活动,为行动不便的李爷爷送去一款自动爬楼梯轮椅,这款轮椅装有特殊履带和平衡装置,能够平稳上下台阶,解决上下楼梯的困难。已知轮椅质量为,静止时与水平地面的总接触面积为,取,则:
(1)轮椅静止在水平地面上时,对地面的压强是多大?
(2)质量为60 kg的李爷爷乘坐轮椅在水平路面上匀速前进,行驶中受到的阻力为总重力的0.1倍,则此时受到的牵引力是多大?
(3)李爷爷乘坐轮椅从水平地面运动到高为的二楼,用时。此过程中,李爷爷和轮椅克服总重力做功的功率是多大?
【详解】(1)轮椅所受重力
静止在地面上时,轮椅的重力大小等于对地面的压力F,所以轮椅对地面的压强
(2)行驶中受到阻力为
匀速直线行驶时,根据二力平衡得
(3)李爷爷和轮椅克服重力做的功为
则克服重力做功的功率为
⚡基础速刷
1.(2025·四川宜宾·中考真题)在物理学中,把路程与时间之比叫做速度。下列物理量采用该方法定义的是( )
A.长度 B.温度 C.功率 D.功
【答案】C
【详解】
A.长度是基本物理量,非比值定义,故A不符合题意;
B.温度是基本物理量,非比值定义,故B不符合题意;
C.功率的定义是功与时间的比值,即 ,与速度 的定义方法相同,均采用比值法定义,故C符合题意;
D.功的定义为 ,属于乘积定义,故D不符合题意。
故选C。
2.(2025·四川泸州·中考真题)物理学界常用科学家的名字来命名物理量的单位,以示对科学家卓越贡献的纪念。以下与物理量单位对应正确的是( )
A.电流的单位——阿基米德——A
B.力的单位——牛顿——N
C.频率的单位——赫兹——H
D.动能的单位——瓦特——W
【答案】B
【详解】A.电流的单位是安培(A),由科学家安培命名,阿基米德以浮力原理闻名,与电流无关,故A错误;
B.力的单位是牛顿(N),由牛顿命名,符合物理量、科学家和符号的对应关系,故B正确;
C.频率的单位是赫兹(Hz),符号应为Hz,故C错误;
D.动能的单位是焦耳(J),属于能量单位;瓦特(W)是功率单位,故D错误。
故选B。
3.估测是物理学习中一种非常重要的能力,下列估测符合实际的是( )
A.现在考室内的大气压约为 B.家用小汽车发动机最大功率约为100 W
C.物理作业本重约30 N D.将一个鸡蛋举高1 m所做的功约为0.5 J
【答案】D
【详解】A.标准大气压约为,考场内气压接近标准大气压,远小于,故A不符合题意;
B.家用小汽车发动机功率通常为几十千瓦(级),100W远小于实际功率,故B不符合题意;
C.物理作业本总质量约100g,重力
远小于30N,故C不符合题意;
D.一个鸡蛋质量约50g,重力约
举高1m做功,故D符合题意。
故选D。
4.小明和小红分别将同样重的一批书从一楼搬到二楼,小明比小红更快到达二楼。在这个过程中,下列说法正确的是( )
A.小明对书做功更多 B.小红对书做功更多
C.小明对书做功更快 D.小红对书做功更快
【答案】C
【详解】两人搬运的书本重力和上升高度均相同,根据可知,两人对书做的功相等。又因为小明比小红用时更短,根据功率公式可知,在做功相同的情况下,用时越短功率越大,所以小明对书做功更快。故选 C。
5.举重是我国的优势体育项目。一位身高180cm的运动员和一位身高160cm的运动员,在挺举项目中用相同时间把同样重的杠铃举起,如果他们对杠铃所做的功W1___________W2,功率P1___________P2。(均选填“<”“=”或“>”)
【答案】 > >
【详解】根据功的计算公式,两人举起的杠铃重力G相同,身高180cm的运动员举起杠铃的高度大于身高160cm的运动员,因此。
根据功率的计算公式,两人举起杠铃的时间t相同,且,因此。
6.某餐馆用智能机器人(如图)替代人工送菜。该机器人水平匀速前进20m,将重16N的菜盘送到客人桌前,用时25s,若机器人工作时牵引力恒为20N,完成本次送菜,牵引力做功____________J,牵引力做功的功率为____________W,此过程中机器人对菜盘做功为____________J。
【答案】 400 16 0
【详解】完成本次送菜,牵引力做功
牵引力做功的功率为
此过程中机器人对菜盘的力向上,菜盘没有在机器人手的支持力的方向上移动距离,所以机器人对菜盘做功为0J。
7.(2025·湖南长沙·中考真题)无人机送快递为市民的生活带来了极大的便利。在某次取货途中,无人机载着空货箱竖直匀速上升36m用时30s。不计空气阻力,g取10N/kg。
(1)无人机上升时,以地面为参照物,它是______的;
(2)无人机竖直匀速上升时的速度为______m/s;
(3)在取货点,工作人员将快递放入货箱,无人机再次升空,竖直匀速上升30m用时30s。已知无人机配备的货箱质量为1kg,取货前后两次匀速升空过程中无人机对货箱拉力做功的功率之比为1∶2,放入货箱的快递质量为______kg。
【答案】(1)运动
(2)1.2
(3)1.4
【详解】(1)无人机上升时,以地面为参照物,无人机的位置发生变化,故它是运动的。
(2)无人机的上升速度
(3)取货前无人机对空货箱的拉力
拉力的功率
取货后无人机对货箱的拉力的功率
由
得
快递与货箱的总质量
快递的质量
8.(2025·山东济南·中考真题)蒸汽机发明以后,为了衡量蒸汽机做功的快慢,人们把蒸汽机与马匹进行比较,于是“马力”应运而生,后来“马力”作为功率的单位经常应用在工程技术领域。当蒸汽机抬高重物做的功时,蒸汽机做功的功率就是1“马力”。请用功率的公式计算回答,1“马力”等于多少瓦?
【详解】当蒸汽机抬高重物做的功时,蒸汽机做功的功率
则1“马力”等于735W。
9.(2025·上海·中考真题)某机器用5×104牛的力在100秒时间内将某物体提升8米,求此过程中拉力所做的功W和功率P。
【答案】4×105J,4×103W
【详解】用5×104牛的力将某物体提升8米,则拉力所做的功
用时100秒,则拉力所做的功的功率
10.(2025·甘肃·中考真题)学校航模社团用无人机进行学科实践,已知无人机整机质量为2kg。
(1)小高想要测量操场长度,他让无人机从操场一端以2m/s的速度水平匀速直线飞行到另一端,发现用时1分30秒,请问他测得的操场长度为多少?
(2)小飞想了解无人机上升过程中的输出功率,他让无人机匀速直线上升80m,发现用时20秒,请问此过程中他测得的无人机的输出功率是多少?(空气阻力不计,g取10N/kg)
【详解】(1)他测得的操场长度为
(2)无人机匀速直线上升,空气阻力不计,则无人机所受升力与重力大小相等,即
无人机匀速直线上升的速度为
则无人机的输出功率是
🚀能力跃升
11.(2026·湖南·中考真题)同样把几百块砖从地面运送到房顶,工人搬运需要几个小时,用起重机搬运只需要几分钟。对比两个过程,下列说法正确的是( )
A.起重机对砖做的功多 B.工人对砖做的功多
C.起重机对砖做功的功率大 D.工人对砖做功的功率大
【答案】C
【详解】砖的总重力G相同,提升的高度h相同,由可知,起重机对砖做的功与工人对砖做的功相等;起重机搬运砖所用的时间t更短,由可知,起重机对砖做功的功率大,故选C。
12.(2025·四川攀枝花·中考真题)手握两枚鸡蛋,用时1s将其匀速举高1m,手对鸡蛋做功的功率约为( )
A.0.1W B.1W C.10W D.1kW
【答案】B
【详解】一个鸡蛋的质量约为50g,由可得,两枚鸡蛋的重力约为
由可得,手对鸡蛋做的功约为
由可得,手对鸡蛋做功的功率约为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
13.(2025·四川凉山·中考真题)甲、乙两车同时同地在水平路面上向北沿直线行驶,它们的s-t图像如图所示。已知甲车总重,若甲车0~8s内的牵引力大小恒为,则( )
A.乙车速度大小为10m/s
B.0~6s内,以甲车为参照物,乙车向北运动
C.0~6s内,甲车重力做功为
D.0~6s内,甲车牵引力功率为
【答案】D
【详解】A.由图可知,乙车速度大小为
故A错误;
B.由图可知,甲车速度大小为
甲的速度大于乙的速度,甲、乙两车同时同地在水平路面上向北沿直线行驶,0~6s内,以甲车为参照物,乙车向南运动,故B错误;
C.0~6s内,甲车的重力的方向始终竖直向下,而甲车在竖直方向没有移动,因此不做功,故C错误;
D.若甲车0~8s内的牵引力大小恒为1.6×103N,则0~6s内,甲车牵引力的功率为P甲=F甲v甲=1.6×103N×10m/s=1.6×104W
故D正确。
故选D。
14.(2025·云南·中考真题)《天工开物》中记载了我国古代的井上施工装置,其简化模型如图所示,O为支点,,M端用绳子悬挂重200N的物体,在N端用竖直向下的拉力在1s内使物体缓慢上升了0.5m,忽略杠杆和绳的自重,下列说法正确的是( )
A.该杠杆是费力杠杆
B.杠杆在水平位置平衡时N端受到的拉力大小为400N
C.M端绳子拉力对物体做功为100J
D.M端绳子拉力对物体做功的功率为50W
【答案】C
【详解】A.由题意可知,
由于动力臂为ON,阻力臂 为OM,则动力臂大于阻力臂,根据杠杆平衡原理可知,
即动力小于阻力,所以是省力杠杆,故A错误;
B.匀速提升物体时,M端绳子拉力等于物体重力,则
根据杠杆平衡条件可得
代入数据
解得
故B错误;
C.物体上升0.5m,M端绳子拉力对物体做功为
故C正确;
D.拉力在1s内使物体缓慢上升了0.5m,则M端绳子拉力对物体做功的功率为
故D错误。
故选C。
15.(2026·江苏连云港·中考真题)小明用的水平推力使木箱在水平地面上内匀速前进。木箱所受的摩擦力是______N,推力对木箱做功的功率是_____W。当水平推力增大到30N时,木箱所受的摩擦力是______N,水平方向所受的合力是________N。
【答案】 20 10 20 10
【详解】木箱做匀速直线运动,水平方向上推力与摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡条件,二者大小相等,因此摩擦力为20N;
推力对木箱做的功
推力对木箱做功的功率
摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关,当水平推力增大时,木箱对地面的压力、接触面粗糙程度均未改变,所以摩擦力大小不变,仍为20N;
水平方向上,推力为30N,摩擦力为20N,二者方向相反,可得合力为
16.(2025·四川巴中·中考真题)阅读以下内容,回答问题:
某同学的体测成绩表
项目
立定跳远
长跑(1000米)
一分钟跳绳
……
成绩
230cm
250s
180个
……
(1)该同学完成这次长跑测试的平均速度为______。
(2)若该同学受到的重力是500N,每次跳绳跳离地面的平均高度为4cm,则一分钟内克服重力做功的功率为______W。
【答案】(1)4m/s
(2)60
【详解】(1)该同学完成这次长跑测试的平均速度为
(2)跳绳一次克服重力做功
一分钟内克服重力做功
一分钟内克服重力做功的功率为
17.(2025·四川宜宾·中考真题)某款重力为2N的电动玩具小车,以的功率在水平路面上匀速运动,此过程中所受摩擦阻力恒为0.6N,则匀速运动时的速度___________;现在小车以相同功率在斜面上匀速运动4m的路程,对应上升2m的高度,此过程中所受摩擦阻力恒为0.5N,则玩具小车所用时间___________s。
【答案】 5 2
【详解】[1]重力为2N的电动玩具小车,以的功率在水平路面上匀速运动,处于平衡态,此过程中牵引力大小等于所受摩擦阻力的大小,即
由知道,匀速运动时的速度
[2]根据题意知道,在斜面上,小车摩擦阻力做功
需克服重力做功
小车在斜面上克服阻力做的做功
由 知道,玩具小车所用时间
18.(2025·新疆·中考真题)2025年4月24日,神舟二十号飞船与中国空间站核心舱成功完成对接。
(1)神舟二十号飞船和中国空间站核心舱对接成一个整体后,以神舟二十号飞船为参照物,中国空间站核心舱是______(选填“运动”或“静止”)的;空间站绕地球做匀速圆周运动的过程中,空间站______(选填“具有”或“没有”)惯性,地球对空间站的万有引力改变了空间站运行的______(选填“快慢”或“方向”)。
(2)航天员在空间站核心舱内面对面交流时,声音通常是通过______(选填“空气”或“电磁波”)传播的。航天员所穿航天服的手掌部分有橡胶颗粒,其目的是为了______(选填“增大”或“减小”)抓取物体时的摩擦。中国空间站用霍尔发动机来微调飞行姿态,已知每台霍尔发动机产生的推力为0.08N,空间站运行的速度为7.7km/s,当霍尔发动机产生的推力方向与空间站运行的方向相同时,每台霍尔发动机推力的功率为______W。
【答案】(1) 静止 具有 方向
(2) 空气 增大 616
【详解】(1)[1]神舟二十号飞船和中国空间站核心舱对接成一个整体后,以神舟二十号飞船为参照物,中国空间站核心舱相对于飞船的位置不发生变化,核心舱是静止的。
[2]惯性是物体固有属性,与运动状态无关,空间站绕地球做匀速圆周运动的过程中,空间站具有惯性。
[3]地球对空间站的万有引力指向地心,空间站的速度方向与万有引力的方向垂直,地球对空间站的万有引力改变了空间站运行的方向。
(2)[1]空间站的核心舱内有空气,航天员在空间站核心舱内面对面交流时,声音通常是通过空气传播的。
[2]航天员所穿航天服的手掌部分有橡胶颗粒,其目的是为了在压力一定时,增大抓取物体时的摩擦力。
[3]每台霍尔发动机推力的功率为
19.(2026·四川凉山·中考真题)2026年5月,我国建造的全球首艘2.4万箱甲醇双燃料集装箱船“东方智慧”轮正式完工,标志着我国在超大型清洁能源船舶领域取得重大突破。这艘“东方智慧”轮,总长399.9米,型宽61.3米,最多可装载24168个标准集装箱,各项性能指标都是全球同类船型的标杆。“东方智慧”轮某次匀速航行时,总重为23万吨,吃水深度为15 m,推进器功率为,阻力为总重的0.1倍。()求:
(1)船受到的浮力;
(2)船最底部受到水的压强;
(3)船航行20小时行驶的距离。
【详解】(1)船漂浮在海面上,受到的重力与浮力是一对平衡力,船受到的浮力
(2)船的吃水深度为,底部受到水的压强
(3)匀速航行时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以,船航行过程中动力
船航行20小时推进器做功
由可得,行驶的距离
20.(2026·云南·中考真题)米轨联古今,古村展新颜。某米轨小火车在一段平直轨道上匀速行驶2000m所用的时间为,行驶过程中受到的牵引力为。求:
(1)小火车在该路段行驶的速度;
(2)小火车在该路段行驶过程中牵引力做的功;
(3)小火车在该路段行驶过程中牵引力做功的功率。
【详解】(1)行驶的速度为
(2)牵引力做的功为
(3)牵引力做功的功率为
🌟思维挑战
21.跳绳是一项高效的有氧运动,具有增强心肺功能。提高身体的协调性和平衡能力的作用。一名体重为的同学跳绳时,重心上升的高度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.下降过程中,该同学所受的重力不做功
B.该同学1min内跳绳225次
C.该同学跳绳一次克服自身所受的重力做的功为
D.该同学跳绳的平均功率为
【答案】D
【详解】A.下降过程中,重力方向向下,该同学向下移动,因此该同学所受的重力做功,故A错误;
B.由图可知,跳1次绳的周期为,因此1min内跳绳次数为次,故B错误;
C.由图可知,跳绳时重心上升最大高度,跳一次克服重力做功
故C错误;
D.1min内克服自身所受的重力做的总功
平均功率
故D正确。
故选 D。
22.如图,用大小为F的推力推动物体在水平地面上做直线运动,当物体运动的路程和时间图像如图甲所示时,受到的水平推力为;当物体运动的速度和时间图像如图乙所示时,受到的水平推力为。两次推力的功率分别为、。下列说法正确的是( )
A.推动物体运动的过程中,物体不受摩擦力
B.用大小为的推力推动物体时,物体处于静止状态
C.
D.
【答案】D
【详解】A.推动物体运动的过程中,物体在水平方向上受推力和摩擦力作用。故A错误;
B.用大小为的推力推动物体时,由图乙可知,物体做匀速直线运动,速度保持不变。故B错误;
C.因为两次物体都是做匀速直线运动,根据二力平衡条件可知,推力都等于摩擦力,由于压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,故受到的水平推力大小关系为;故C错误;
D.由图甲可知,物体在2s时,路程为4m,根据可知,用的推力推物体时,速度为
由图乙可知,物体速度为,保持不变。由
可知,,则。故D正确。
故选D。
23.汽车在平直公路上以速度 v0匀速行驶,发动机功率为P0,快进入闹市区时,司机在 t1时刻减小了油门,使汽车的功率保持一个较小的恒定功率P 继续行驶,设汽车行驶过程中所受阻力大小不变,汽车的牵引力F随时间t变化的图像如图所示。则减小了油门后,汽车所受阻力大小为 ___________(选填“F0”或“0.5F0”);汽车再次匀速运动时的速度大小为 ___________(选填“2v0”或“0.5v0” ) ;
【答案】 F0 0.5v0
【详解】[1]汽车以速度匀速行驶时,处于平衡状态,牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等。由图像可知,匀速行驶时牵引力为,所以此时阻力
又因为汽车行驶过程中所受阻力大小不变,所以减小油门后,汽车所受阻力大小仍为。
[2]汽车原来以速度匀速行驶,发动机功率为,根据
可得
减小油门后,功率保持较小的恒定功率,由图像可知,减小油门瞬间牵引力变为,减速瞬间速度不变,此时功率
汽车再次匀速运动时,牵引力,功率,,可得此时速度
24.某科研小组设计的高空作业装置如图所示,该装置固定于15m高的楼顶,主要由悬挂装置和提升装置两部分组成。悬挂装置由支架AD和杠杆BC构成,CO∶OB=2∶3。配重E通过绳子竖直拉着杠杆B端,其质量为100kg,底面积为200cm2。安装在杠杆C端的提升装置由定滑轮、动滑轮、吊篮及与之固定在一起的电动机Q构成。电动机Q和吊篮的总质量为10kg,定滑轮和动滑轮的质量相等。利用遥控装置可控制电动机拉动绳子H端,通过滑轮组使吊篮升降,电动机提供的功率恒为P。当提升装置空载悬空静止时,配重E对楼顶的压强p0=4×104Pa。科研人员将质量为m1的物体装入吊篮,启动电动机,当吊篮匀速上升时,绳子H端的拉力为F1,配重B对楼顶的压强为p1,滑轮组的机械效率为η1。物体被运送到楼顶卸下后,科研人员又将质量为m2的物体装到吊篮里运回地面。吊篮匀速下降时,绳子H端的拉力为F2,配重E对楼顶的压强为p2,吊篮经过30s从楼顶到达地面。已知p1∶p2=1∶2,F1∶F2=5∶3,不计杠杆重、绳重及摩擦。求:
(1)动滑轮重力;
(2)m1;
(3)电动机的功率P。
【详解】(1)当提升装置空载悬空静止时,配重E的受力分析,如下图所示:
配重E的重力
底面积
空载时配重对楼顶的压力
则绳子对杠杆端拉力
根据杠杆平衡条件
代入
可得
设动滑轮重力为,定滑轮与动滑轮重力相等,则电动机和吊篮总重力
空载时端拉力等于提升装置总重
解得
(2)设物体重力,,将动滑轮和电动机、吊篮视为一个整体,由3段绳子吊着整个装置,则绳端拉力
由
得
整理得
对杠杆,装物体后,端拉力
由杠杆平衡得
配重对楼顶压力
压强比等于压力比,由
得
则
整理得
联立①②解得,
因此
(3)吊篮下降速度
绳端的速度
匀速下降时,绳子拉力
电动机功率
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