湖南省长沙市中考物理分类汇编第讲功和机械能课时功功率含解析

第九讲功和机械能
课时1 功功率
命题点功、功率的计算
1. (2011长沙25题3分)如图所示，一个质量为45 kg的人，在10 s内连续5次跳上每级高度为0.2 m的台阶，则此人在这段时间内的功率是(g取
10 N/kg) ( )
第1题图
A. 450 W
B. 45 W
C. 4.5 W
D. 4 500 W
2. (2013长沙31题4分)2013年长沙体育中考，男生新设引体向上项目．如图是引体向上的示意图，小云同学在半分钟内做了12个规范的引体向上．已知小云的质量为60 kg，每次引体向上他能将自身重心提高0.4 m，则小云每做一次引体向上所做的功为________J，整个过程中的平均功率为________W．(g取10 N/kg)
第2题图
3. [2016长沙38(2)(3)题4分]某海上蹦极挑战者的质量为50 kg，下落的高度为45 m，所用时间为5 s，g取10 N/kg，求：
(2)重力对挑战者所做的功．
(3)重力做功的功率．
4. [2015长沙38(2)题3分]扫地机器人是智能家用电器的一种，正逐渐进入我们的生活．如图所示，是一款集自动清扫技术和人工智能设计于一体的地面清扫机器人．小王在室内运动场上试用中发现，该机器人在1 min内沿直线匀速清扫的距离为18 m，若它在运动中所
受阻力为105 N，问：
(2)此过程中机器人的水平推力所做的功及功率分别为多大？
第4题图
考向拓展
1. [2009长沙38(2)题3分]在我市书院南路道路改扩建工程中，推土机发挥了重要作用．如图是某型号履带式推土机，其发动机的额定功率为150 kW，质量为
2.0×104 kg，履带与地面的总接触面积为2.5 m2(取g＝10 N/kg)．求：
(2)若推土机在平直场地上以额定功率作业，在其以1.5 m/s的速度匀速前进10 m的过程中，它受到的阻力及阻力所做的功．
考向拓展1图
2. (2017益阳)跳伞是一项极具挑战的运动，现在越来越受到人们的喜爱．在某次跳伞训练过程中，一个体重为500 N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，经过15 s下落210 m后，开始做匀速直线运动直至落地，整个过程用时30 s，其速度与时间的关系如下图所示．求在这个过程中：
(1)运动员下落的平均速度．
(2)重力做的功．
(3)匀速下降时重力做功的功率．
考向拓展2图
3. 共享单车致力于解决出行问题，为人们提供便捷经济、绿色低碳、更高效率的共享单车服务．如图所示，小健骑着共享单车在一段平直的公路上匀速行驶了300 m ，用时1 min ，若共享单车的质量为20 kg ，受到的阻力为20 N ，与地面的总接触面积为3×10－3
m 2
，小健的质量为55 kg.(g ＝10 N/kg)
(1)在下图中画出小健骑共享单车匀速前行时，小健受到的重力示意图． (2)骑车时地面受到的压强． (3)小健骑行时的功率．
考向拓展3图 答案
1. B 【解析】人在10 s 内向上跳的高度是1 m ，他克服重力做功W ＝Gh ＝mgh ＝45 kg×10
N/kg×1 m＝450 J ，他的功率P ＝W t ＝
450 J
10 s
＝45 W ．故选B.
2. 240 96 【解析】题目已知小云的质量和每次引体向上将身体抬高的高度，则可知一次引体向上做功为W ＝Gh ＝mgh ＝60 kg×10 N/kg×0.4 m＝240 J ；小云在半分钟内做了12
次引体向上，故其平均功率为P ＝Wn t ＝240 J ×12
30 s
＝96 W.
3. 解：(1)挑战者的重力是G ＝mg ＝50 kg×10 N/kg＝500 N 重力对挑战者所做的功为
W ＝Gh ＝500 N×45 m＝2.25×104 J
(2)重力做功的功率P ＝W t ＝2.25×104 J 5 s
＝4.5×103
W
4. 解：机器人匀速直线清扫，水平推力等于阻力，即F ＝105 N 则机器人水平推力做功W ＝Fs ＝105 N×18 m ＝1 890 J
机器人的功率P ＝W t ＝
1 890 J
60 s
＝ 31.5 W
5. 解：由题意知推土机的工作时间t ＝s v ＝
10 m 1.5 m/s ＝20
3
s ，则推土机所做的功为W ＝Pt ＝
150×103
W ×
203
s ＝1×106
J ，由于推土机匀速运动，故推土机受到的阻力F f ＝F 牵
＝W s
＝
1×106
J 10 m ＝1×105 N ，阻力做的功W ′＝F f s ＝1×105 N ×10 m ＝1×106
J 【考向拓展】
1. 解：(1)后15 s 内运动的距离s 2＝v 2t 2＝6 m/s×15 s＝90 m 30 s 内的路程s ＝s 1＋s 2＝210 m ＋90 m ＝300 m
运动员下落的平均速度为v ＝s t ＝
300 m
30 s
＝10 m/s
(2)重力做的功W ＝Gh ＝500 N×300 m＝1.5×105
J (3)匀速下降时F ＝G ＝500 N 重力做功的功率
P ＝Fv ＝Gv ＝500 N×6 m/s＝3 000 W
或者P ＝W t ＝
Fs t ＝500 N ×90 m
15 s
＝3 000 W 2. 解：(1)如答图所示
考向拓展2答图
(2)根据压强公式，骑行时地面受到的压强为p ＝
F S ＝（m 车＋m 人）g S
＝（20 kg ＋55 kg ）×10 N/kg 3×10－3 m
2
＝2.5×105
Pa (3)由于小健在平直公路上匀速行驶，则牵引力大小等于受到的阻力，即F ＝f ＝20 N ，小健骑行时的功率
P ＝W t ＝Fs t ＝20 N ×300 m 60 s
＝100 W。