专题05 功和功率专题计算-备战2020年中考物理必考计算精解精练(解析版)

专题05

功和功率

一、对做功公式W=Fs 的理解：

1、功的计算公式为W =F s ，其中W 表示功，单位是焦耳；F 表示力，单位牛顿；s 表示沿力的方向移动的距离，单位是米。

2、要明确是哪个力对哪个物体做功，或者是哪个施力物体对哪个受力物体做功。

3、公式中的F 是作用在物体上的力，公式中的s 是物体在力的作用下“在力的方向上通过的距离”，即注意“F ”和“s ”的同体性和同向性，否则在计算功时容易出现错误。

4、W=Fs 中的F 是使物体沿着F 方向移动s 距离过程中始终作用在物体上的力，其大小和方向是不变的。二、对做功公式t

W P =的理解：1、功率的计算公式为t

W P =，其中P 表示功率，单位是瓦特；W 表示做功的多少，单位是焦耳；t 表示时间，单位是秒。注意：P 、W 、t 必须对应于同一段时间和同一物体；t W P =

具有普遍性，不限制物体的运动状态。

三、对做功公式FV P =的理解：公式推导：FV F W P ===t s t 。题目中若出现距离，则考虑公式t W P =；若出现

速度，没有距离，则考虑公式P=Fv 。四、应用公式的注意事项：

功的

计

算

公式

解题注意事项解题步骤W=Gh ①重力计算过程中质量的单位换算；②看清题目中求的是单个物体的重力还是几个物体的重力①先确定力的大小；②再确定距离的多少；③选择适当的公式进行计算W=fs 当物体做匀速运动时根据二力平衡求解摩

擦力

功率t

W P P 、W 、t 必须对应于同一段时间和同一物

体考点一：做功公式W ＝Fs 的应用

1．（2019秋?余杭区期中）如图甲，水平地面上的物体，受到始终保持水平的推力F 的作用，其F ﹣t 和v ﹣t 的图象分别如图乙、丙所示。请回答：

（1）s 内推力对物体没有做功，因为。

（2）0～3s 内，物体所受的摩擦力是

N ；3～6s 内，物体所受的摩擦力是

N 。（3）9～12s 内，物体克服摩擦力做的功是多少？

【解析】解：

（1）由图丙可知，在0～3s 内，物体的速度为零，处于静止状态，对物体施加了力，但在力的方向上没有移动距离，推力没有做功。

（2）由图乙可知，0～3s 内物体受到的推力为3N ；由图丙可知，此时物体静止，物体受到的摩擦力与推力是一对平衡力，大小相等，f ＝F 1＝3N ；

由图乙可知，9～12s内物体受到的推力为6N；由图丙可知，此时物体匀速直线运动，物体受到的摩擦力与推力是一对平衡力，大小相等，f＝F2＝6N；

由丙图知，3～6s内，物体做加速运动，由于物体对地面的压力和接触面的粗糙程度都没有改变，摩擦力大小不变，仍为6N；

（3）由丙图知，在9～12s内，物体以v＝3m/s的速度做匀速运动，f＝F2＝6N，克服摩擦力做功：

W＝Fs＝Fvt＝6N×3m/s×3s＝54J。

2．（2019?广西二模）随着我国国力迅速增强和捍卫国家利益的需要，中国首艘航空母舰“辽宁舰”于2012年9月25日正式交接海军。若某次海试该舰推进动力功率为1.2×105kW，连续巡航10h，匀速航行360km．问：

（1）该舰匀速航行的速度为多少m/s？

（2）该舰推进动力做的功为多少？

（3）若该舰在海上水平匀速直线航行，它受到的阻力是多大？

【解析】解：

（1）已知时间t＝10h＝36000s，距离s＝360km＝360000m

该舰匀速航行的速度：

v＝＝＝10m/s；

（2）已知功率P＝1.2×105kW＝1.2×108W，

由P＝可得该舰推进动力做的功：

W＝Pt＝1.2×108W×36000s＝4.32×1012J；

（3）由W＝Fs可得推动力：

F＝＝＝1.2×107N，

因为该舰在海上匀速前进，所以受的推动力和阻力是一对平衡力，大小相等，所以该舰受的阻力为：

f＝F＝1.2×107N。

考点二：做功公式W＝Gh的应用

3．（2019?绍兴模拟）如图所示为某款质量为2.5千克的4翼“无人机”。它可邇过无线电进行操控，在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。

（1）无人机起飞时，增大4个旋翼的转速，使吹向下方的风量增加，它就会上升，

这是因为。

（2）若该机在50秒内匀速竖直上升100米进行空中拍摄，则此过程中无人机克服自身重力做功多少焦？

（3）当该无人机静止在水平地面上时，与地面的接触面积为40厘米2，此时无人机对水平地面的压强为多少帕？

【解析】解：

（1）增大四个旋翼的转速，使吹向下方的风量增加，无人机就会上升，这是因为力的作用是相互的；

（2）无人机的重力：G＝mg＝2.5kg×10N/kg＝25N，

克服重力做的功：W＝Gh＝25N×100m＝2500J。

（3）无人机静止在水平地面上时对地面的压力：F＝G＝25N，

则压强：p＝＝＝6.25×103Pa。

4．（2018?成都）成都正在大力发展包括无人机在内的高新技术产业，快递行业的一些公司积极尝试无人机送货，如图所示。一架无人机载着货物沿竖直方向匀速上升5m，该货物质量为3.6kg、体枳为2.4×10﹣3m3．g取10N/kg。

求：（1）货物的密度；（2）提升货物所做的功。

【解析】解：（1）货物的密度：

ρ＝＝＝1.5×103kg/m3；

（2）提升货物所做的功：

W＝Gh＝mgh＝3.6kg×10N/kg×5m＝180J。

考点三：功率公式P=W/t的应用

5．（2018?岳阳）“沙场点兵，扬我军威”。2017年8月1日，习近平总书记在朱日和军事基地乘坐检阅车对三军将士进行检阅。某检阅车质量为2400kg，在600s内沿水平方向匀速前进了3000m，牵引力大小为2000N．求

（1）检阅车的重力（g＝10N/kg）

（2）检阅车的速度

（3）牵引力的功率

【解析】解：

（1）检阅车的重力：

G＝mg＝2400kg×10N/kg＝24000N；

（2）检阅车的速度：

v＝＝＝5m/s；

（3）牵引力的功率：

P＝＝＝Fv＝2000N×5m/s＝10000W＝10kW。

6．（2018?德州）我国首款大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600如图所示，该飞机蓄满水后总质量53.5t。为检测飞机性能，先后进行了模拟灭火和水面滑行测试。在灭火测试中：飞机盘悬在火场上方150m处，将所蓄水分次投下，每次投水200kg，用时20s 到达地面。在水面滑行测试中：飞机在水平面上以10m/s的速度沿直线匀速滑行了60s，若飞机发动机牵引力的总功率始终保持2.5×106W．（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）

求

（1）飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积；

（2）每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率；

（3）飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力。