第2章 专题特训五 功和功率-【通成学典】2026-2027学年九年级上册科学拔尖特训(浙教版·新教材)

第2章能的转化与能量守恒 专题特训五 功和功率 一■■■类型一功和功率的大小判断、功与能的关系■■ 1.下列关于做功和能量的关系，说法正确的是 A.一个物体没有做功，它一定不具有能量 B.一个物体具有能量，说明它正在做功 C.物体做功的过程就是能量转化的过程 D.物体已经做的功越多，具有的能越多 2.[2025绍兴二模]如图甲所示，水平拉力F1作用在物体A上，使其沿水平面以速度v1向右做匀 速直线运动；如图乙所示，在A上放置物体B,水平拉力F2作用在A上，使两物体一起以速度 o2向右做匀速直线运动。F1和F2作用时间均为t,忽略空气阻力。下列判断中，正确的是() Av1一定小于w2 B.F,一定小于F。 C.F1做的功一定小于F2做的功 D.F1的功率一定小于F2的功率 人直轨道 A 。甲球 甲 弧形轨道Q子球 (第2题图)》 (第3题图) 3.舒境自然科普[2025嘉兴期中]在中国科技馆的展厅里，摆着一个叫作“最速降线”的展品，如 图所示，两个并排轨道的起点高度一样，终点高度也一样；一个是倾斜的直轨道，另一个是向下弯 曲的弧形轨道。将甲、乙两个完全相同的小球同时分别从直轨道和弧形轨道的起点释放，弧形轨 道上的乙球先到达终点。若不计一切摩擦阻力，则关于两小球从起，点至终点的运动过程，下列说 法中正确的是 () A.乙球的重力势能先变小后变大 B.甲球的机械能大于乙球的机械能 C.重力对甲球做的功大于重力对乙球做的功 D.重力对甲球做功的功率小于重力对乙球做功的功率 雪香画画 类型二功和功率的图像信息题■■雪 4.[2025杭州上城段考]如图甲所示，重为8N的铁块吸附在竖直放置的足够长的磁性平板上，在 竖直向上的拉力F的作用下铁块沿直线竖直向上运动，铁块受到的摩擦力为2N。铁块运动过 程中速度的大小随时间t变化的图像如图乙所示。下列说法中，正确的是 （) t/s (第4题图) A.磁性平板对铁块的吸引力等于8N B.0一2s内铁块做匀速直线运动 C.2~6s内拉力F做的功是120J D.2~6s内拉力F的功率是40W 37 特训科学（浙教版）九年级上 5.[2025杭州拱墅期中]现有30捆书籍，每捆书籍的质量都为5kg。小启想尽 快将它们搬上10高的四楼教室。如图所示为小启可以提供的用于搬运物 60 40 体的功率与被搬运物体质量的关系图像。由图可知，若用最少的时间将这批~ 20 书籍搬到教室，每次搬运的书籍的质量应是 kg,每次上楼对书做的 102030 功是 J,除去小启搬起、放下以及下楼的时间，小启搬完这批书最少 m/kg 需要 min。(g取l0N/kg) (第5题图) 一丽■类型三功和功率的计算■■ 6.科技成就[2025衢州期中]科技赋能迎新！浙大机器狗成“最强搬运工”。 2025年8月22日，浙大紫金港校区迎来本科新生报到日，校园里出现的特殊“搬 运工”—机器狗，成为众人眼中的焦点。其中一款机器狗（如图）堪称“大力士”， 这款质量约55kg的机器狗，最大载重质量达85kg。 (第6题图)》 (1)若该机器狗的牵引力为200N,将行李箱水平移动65m用时13s,求机器狗此时的功率。 (2)机器狗除了能在平地上行走外，它还能进行负重登楼，若该机器狗满负荷运载，将行李箱从 一楼运到五楼，求该过程机器狗克服重力所做的功。（每层楼高3.5m,g取10N/kg) 7.「2025金华期中]小金买了一辆按新国标生产的电动自行车（如图），部分参数如表所示。已知小 金的质量是60kg,假定电动自行车在行驶过程中受到的阻力始终为总重的。则：(g取10NVkg) 项目 参数 最高车速/(km·hl) 25 整车质量/kg 40 (第7题图) 电动自行车最大功率/W 400 (1)小金在水平公路上骑电动自行车，匀速直线行驶10km的过程中，克服阻力做了多少功？ (2)若小金骑行过程中电动自行车以最大功率输出，匀速直线行驶时的车速为多少？ 38 >“答案与解析”见D17动能转化为重力势能，动能减小：，时刻，水平方向速度不 为0，动能不为0：t2~t3时间段，小球的重力势能转化为动 能，动能增大：不计空气阻力，轨道光滑，所以B点到C点 所增加的重力势能在C点到A点过程中全部转化为动能， t3时刻动能大小等于t,时刻的动能大小 (第10题图) 方法归纳 分析能量转化或转移的过程 在能量转化或转移的过程中，遵循能量守恒定律。 分析动能大小的变化需要从影响动能大小因素的角度 出发。在物体上升的过程中，动能转化为重力势能，但 只要物体有运动速度，动能就不为0。 专题特训五功和功率 1.C一个物体具有能量，说明它具有做功的本领，但并不 说明它一定正在做功，故A、B错误；物体做功的过程是消 耗能量的过程，也是将能量从一种形式转化为其他形式能 的过程，故C正确：物体具有的能量越多，它能够做的功越 多；只有物体能够做的功越多，才能说明它做功的能力强， 因此它具有的能就越大，故D错误 2.B匀速直线运动的速度与拉力大小无关，题目未提供 速度关系的任何信息，因此无法确定速度的大小关系，故A 错误；物体做匀速直线运动时，根据平衡条件可知，拉力大 小等于摩擦力的大小，摩擦力与接触面的粗糙程度和压力 有关，图乙中的压力大于图甲中的压力而接触面的粗糙程 度相同，则图乙中的摩擦力大于图甲中的摩擦力，所以F? 大于F1,故B正确：因无法判断速度的大小关系，便不能确 定路程的关系，故不能确定功的大小关系，故C错误：功率 等于功除以时间，不能确定功的大小关系，也就不能确定 功率的大小关系，故D错误。 3.D由题意可知，两球重力相同，最初的高度相同；下降 过程中乙球的高度不断减小，速度越来越快，则乙球的重 力势能一直减小，动能一直增大，故A错误；两球的质量相 同，初始高度相同，则重力势能相同，最初都静止，动能相 同，所以两球最初的机械能相同：若不计一切摩擦阻力，在 下滑的过程中没有机械能的损失，所以甲球的机械能等于 乙球的机械能，故B错误；两球的重力相同，起点高度一 样，终点高度也一样，则两球下落的高度相同，由W=G 可知，到最低，点时两球重力所做的功相同，故C错误；下降 过程中，乙先到达终点，则乙的运动时间短，两球的重力所 做的功相同，根据P=W_G可知，重力对乙球做功的功 t t 0 率比重力对甲球做功的功率大，故D正确。 4.C题干中未提及磁性平板对铁块的吸引力相关信息， 无法得出磁性平板对铁块的吸引力等于8N,故A错误；由 图乙可知，0一2s内铁块的速度随时间的增大而增大，所以 铁块做加速直线运动，故B错误；由图乙可知，2~6s内铁 块做匀速直线运动，速度v=3m/s,根据v=三可得2~6s t 内铁块运动的距离s=t=3m/s×(6s一2s)=12m:因为 铁块做匀速直线运动，处于平衡状态，在竖直方向上，拉力 F、重力G和摩擦力f满足F=G十f,已知G=8N,f= 2N,则拉力F=8N+2N=10N;根据功的计算公式W= Fs可得2~6s内拉力F做的功W=Fs=10N×12m= 120J,故C正确：根据功率的计算公式P=W可得26s 内拉力F的功率P=W=120】=30W,故D错误。 t 6s-2s 5.1515005 〔解析)由图像可知：当搬运质量为15kg的物体时，人用于 搬运物体的功率（输出）最大，其值为50W;30捆书籍的总 重是一定的，搬运的高度一定(h=10m),所以搬运书籍需 要做的总功是一定的：为了以最少的时间将这批书籍搬到 教室，应要求人始终在最大功率（输出）状态下工作，所以， 每次应搬运质量为15kg的书籍：每次搬运的书籍的重力 G=mg=15kg×10N/kg=150N;每次上楼对书做的功 (克服书的重力做功)W=Gh=150N×10m=1500J: 30捆书的总质量m总=30×5kg=150kg,每次应搬运质量 5kg的书籍，搬运的次数”=5k10,搬运的总功 W急=nW=10×1500J=15000J,要求搬运时间最短，身 体所提供的功率应最大，由图像可知最大功率P=50W, 最短时间t= we_15000=300s=5min 50W 6.1)机器狗的功率P=W_庄=20NX65m-100W tt 13s (2)该过程机器狗克服重力所做的功W=Fs=Gh= (55kg+85kg)×10N/kg×4×3.5m=19600J 2 7.(1)匀速直线行驶过程中，受到的阻力f一云G= 0.08×(m车+m人)g=0.08X(40kg+60kg)×10N/kg= 80N,行驶10km克服阻力做的功W=fs=80NX10× 103m=8×105J(2)匀速直线行驶时，车的牵引力等于 阻力，据P=”_=F得，以最大功率输出时，车速 f80N=5m/s 第2节物体的内能 第1课时内能及其改变 1.C内能的大小与温度、状态、质量等因素有关，在不确 17