重難點15功功率（原卷版）

專項三力學(xué)重難點15功功率【重點知識梳理】15.1物體做功的條件1.作用在物體上的力。2.物體在這個力的方向上移動的距離。15.2功的計算功等于力與物體在力的方向上移動的距離的乘積。公式為：W=FS。W功，單位：焦耳（J）；F力，單位：牛（N）；S距離，單位：米（m）。15.3功率的計算1.功率：功與做功的時間之比。公式：P=W/t。P—功率，單位：瓦（W）；W功，單位：焦耳（J）；t時間，單位：秒（s）。2.功率的其它單位：千瓦（kW）1kW=1000W；兆瓦（MW）1MW=103kW=106W?！倦y點知識突破】15.1判斷物體是否做功及其計算1.判斷物體是否做功，最根本的是看做功的兩個條件是否同時滿足。二者同時滿足，即做功，缺一不可。2.其次，可以用三種沒有做功情形去排除：①有力，但在該力的方向上未移動距離（有力無距）；如舉著物體不動。②有距離，無力（有距無力）；如在球場上滾動的球。③力與距離的方向垂直（垂直無功）；如提著重物水平移動，重力為做功。3.在計算做功的多少時，首先要判斷該力是否做功；再統(tǒng)一單位進行計算?！纠}分析】【例1】(2020北京8)如圖所示的情境中，人對物體做功的是（）A.用力搬石頭沒有搬動B.人將重物從地面拉到高處C.人推一塊大石頭沒推動D.人使箱子沿水平方向做勻速直線運動【例2】（2021連云港）小明用20N的水平推力，將重為150N的購物車沿水平地面向前推動了10m，在此過程中，推力對購物車做功___________J，支持力對購物車做功___________J。15.2功和功率的區(qū)別與聯(lián)系功與功率的比較物理量定義符號計算公式國際單位常用單位物理情景聯(lián)系功力與物體沿力的方向移動距離的乘積WW=FsJ(焦耳)1N.m=1J1kJ=1000J做功的多少P=W/t功率功與做功所用的時間之比PP=w/tW(瓦特)1J/s=1w1kw=1000w1Mw=106w做功的快慢2.注意：①做功越多，功率不一定越大；做功越快，做功不一定越多。②功與功率的單位容易混淆。簡單的辨別方法是根據(jù)計算公式來推導(dǎo)。計算功的公式能推導(dǎo)出來的單位，就是功的單位，計算功率的公式能推導(dǎo)出來的單位，就是功率的單位?！纠}分析】【例3】（2021宜昌）下列有關(guān)機械做功、功率、機械效率的說法，正確的是（）A．效率越高的機械，功率越大 B．做功越多的機械，功率越大C．做有用功越多的機械，效率越高 D．功率越大的機械，做功越快【鞏固練習(xí)】1．（2021麗水）科技改變生活，某餐館用智能送菜機器人（如圖）替代人工送菜。（1）該機器人以1米/秒的速度運行30米將菜送到客人桌前，用時___________秒；（2）若機器人工作時牽引力恒為50牛，完成本次送菜，牽引力做功___________焦。2．（2021瀘州）如圖，一個箱子靜止在水平地面，小聰用150N的水平拉力將箱子移動了0.4m，小聰?shù)睦ψ龉開______J。待箱子靜止后，小明用80N的水平推力推這個箱子沒有推動，小明的推力做功_______J，此時箱子受到地面的摩擦力為_______N。3．（2021瀘州）綿瀘高鐵內(nèi)自瀘段即將建成通車，據(jù)了解瀘州乘高鐵經(jīng)內(nèi)江到成都大約需要84min。其中瀘州至內(nèi)江約130km，按照設(shè)計速度250km/h運行，瀘州到內(nèi)江列車大約需要______h。內(nèi)江至成都約150km，從瀘州經(jīng)內(nèi)江到成都全程的平均速度約為______km/h。某牽引力為9×104N的動車組在一段平直軌道上勻速行駛時速度為216km/h，則該動車組的輸出功率為______W。4.（2021吉林）一輛汽車在平直的公路上勻速行駛，內(nèi)通過的路程是，它的速度為______，汽車受到的牽引力為，牽引力做功的功率為______。5.（2021海南）中學(xué)生要養(yǎng)成文明的行為習(xí)慣，嚴(yán)禁高空拋物。如果一個重0.5N的雞蛋從20m髙處自由下落，不計空氣阻力，下落過程中雞蛋的重力勢能轉(zhuǎn)化為______能，重力對雞蛋所做的功為______J。6.（2021·昆明）采用功與時間比值的方法，得到“單位時間”內(nèi)做的功，這樣就方便比較做功的快慢了，這個比值叫做______。這種方法，實質(zhì)上還是用______（選填“時間相同比較功”或“功相同比較時間”）來比較做功快慢的。7.（2021云南）自行車騎行是生活中一種環(huán)保的出行方式。如圖所示，小明騎自行車出行的途中，沿直線勻速經(jīng)過一段長100m的平直路面，用時20s。該過程中前后輪與地面的總接觸面積為20cm2。若小明的質(zhì)量為55kg，自行車重150N，騎行時受到的阻力為總重的0.03倍。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）（1）求騎行時車對水平地面的壓強；（2）該壓強相當(dāng)于多高水柱產(chǎn)生的壓強？（3）求騎行過程中動力做的功及功率。8.（2021昆明）“天問一號”火星探測器是中國人民的驕傲，因為它是我國首次登陸火星的探測器。著陸火星的“祝融號”，質(zhì)量為，在牽引力的驅(qū)使下，勻速運動了100m，假設(shè)祝融號在火星上受到的阻力是其在火星上所受重力的0.06倍，已知，火星表面大氣密度是地球表面大氣密度的0.01倍，g取。求：（1）祝融號所受的阻力；（2）在這段時間內(nèi)牽引力做的功；（3）同一物體在地球大氣中受到的浮力與它在火星大氣中受到的浮力之比。9.（2021山西）2021年5月15日，“祝融號”火星車在火星上留下了屬于中國的第一道印記，如圖甲所示。發(fā)射前，火星車在水平地面上進行測試時，受到的摩擦力為200N，其速度v與時間t的關(guān)系圖像如圖乙所示。火星車的質(zhì)量為240kg，車輪與地面接觸的總面積約為0.2m2（空氣阻力忽略不計，g取10N/kg）求：（1）火星車靜止時，對水平地面的壓強。（2）火星車做勻速直線運動時，牽引力做的功。10．（2021河南）電動清掃車以其環(huán)保高效等優(yōu)點，在創(chuàng)建衛(wèi)生城市中大顯身手。圖為一電動清掃車正在工作時的情景。（1）電動清掃車的主要部件是電動機，其工作原理是______；清掃過程中，駕駛員相對于清掃車是______（選填“靜止”或“運動”）的；（2）清掃車停在水平路面上，總質(zhì)量為800kg，清掃刷與路面不接觸，輪胎與路面總接觸面積為0.04m2，車對路面的壓強為多少？g取10N/kg；（3）清掃車完成任務(wù)后，在平直道路上以5m/s的速度勻速直線行駛，經(jīng)10min到達垃圾處理站，行駛過程中車所受阻力大小恒為400N，則牽引力做的功為多少？11.（2021河北）圖甲是一輛起重車的圖片，起重車的質(zhì)量為9.6t，有四個支撐腳，每個支撐腳的面積為0.3m2，起重時汽車輪胎離開地面。圖乙是起重車吊臂上的滑輪組在某次作業(yè)中將質(zhì)量為1200kg的貨物勻速提升，滑輪組上鋼絲繩的拉力F為5000N，貨物上升過程中的st圖像如圖丙所示。（不考慮繩重，g取10N/kg），求：（1）提升貨物過程中起重車對水平地面的壓強；（2）拉力F的功率；（3）提升貨物過程中滑輪組的機械效率。12．（2021安徽）如圖所示，小明在單杠上做引體向上運動，每次引體向上身體上升的高度為握拳時手臂的長度。已知小明的體重為500N，握拳時手臂的長度為0.6m，完成4次引體向上所用的時間為10s。求：（1）小明完成1次引體向上所做的功；（2）10s內(nèi)小明做引體向上的功率。13．（2021重慶）2020年12月8日，中尼兩國共同宜布珠峰的最新高程為8848.86m。體重為500N的小海同學(xué)想一睹珠峰的雄偉魅力，從重慶坐火車經(jīng)過約40h行駛了約3080km到達拉薩，然后坐汽車到達珠峰大本營。（1）求火車的平均速度；