备考2024年中考物理重难点精讲精练：92-热点47 功、功率及相关计算（精讲）

中考物理热点复习精讲精练热点47功、功率及相关计算（精讲）知识梳理功定义如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,就说这个力对物体做了功.做功两个必要因素(1)作用在物体上的力；(2)物体在这个力的方向上移动了一段距离。不做功的情况(1)有距离无力(2)有力无距离(3)有力有距离,但力的方向与距离垂直公式W=FsF表示力，单位是N，s表示在力的方向上移动的距离,单位是m.功的单位是焦耳,简称焦(J),1J=1N×1m=1N·m.功率定义功与做功所用时间的之比，叫功率。它在数值上等于单位时间内所做的功物理意义表示物体做功快慢的物理量公式W表示功，单位是J,t表示时间，单位是s.变形公式:W=Pt(求物体所做的功);(求做功所用的时间)单位焦耳每秒(J/s),它有一个专门的名称叫瓦特,简称瓦,符号是W.工程技术上常用千瓦(kW)推导公式(此公式只适用于做匀速直线运动的物体)典例讲解例1．下列事例中，人对物体做功的是（）A．冰壶离手后在冰面上滑行 B．背着背包在水平路面上前行 C．大力士支撑着大轮胎静止不动 D．工人将货箱从地面搬到桌【分析】做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离，二者缺一不可，据此分析判断。【解答】解：A、冰壶离手后由于惯性在冰面上滑行，不再受到人的推力，因此人不再对冰壶做功，故A不合题意；B、背着背包在水平路面上前行，人给背包的力竖直向上，与背包通过的距离垂直，所以人对背包没有做功，故B不合题意；C、大力士支撑着大轮胎静止不动，人对轮胎施加了力，但轮胎没有移动距离，所以人对轮胎没有做功，故C不合题意；D、工人将货箱从地面搬到桌上，工人对货箱施加了力，货箱在力的方向上移动了距离，所以人对货箱做了功，故D符合题意。故选：D。例2．如图甲所示，一物块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉动两次，两次均做匀速直线运动，两次拉动物块得到的s﹣t图象如图乙所示，对应的弹簧测力计示数分别为F1和F2，两次拉力的功率分别为P1和P2。下列说法正确的是（）A．P1＞P2 B．P1＜P2 C．F1＞F2 D．F1＜F2【分析】弹簧测力计拉动木块在水平面上匀速直线运动时，水平方向上木块受到拉力和滑动摩擦力作用，拉力和滑动摩擦力是一对平衡力。滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关。根据P＝Fv判断拉力的功率。【解答】解：同一木块两次在同一地面上运动，压力不变，接触面的粗糙程度不变，滑动摩擦力不变；由图中可知，木块两次都做匀速直线运动，拉力等于滑动摩擦力，滑动摩擦力相等，拉力F相等，即F1＝F2；从图象中可以判断出，第①次的运动速度v较大，根据公式P＝＝＝Fv，当拉力相等时，速度越大，拉力的功率越大，即P1＞P2。例3．小刚想粗略地测算自己在单杠上做引体向上运动时的功率，如图所示。（1）需要的测量工具：电子秤、刻度尺、。（2）请帮他设计实验步骤：①用测出小刚的质量m；②小刚吊在单杠上，用刻度尺测量人的下巴到单杠的高度h，也就是人体上升的高度；③连续完成n次引体向上，记录需要的。④计算做功的功率。（3）小刚采用表格记录数据，请帮他把表中空格补充完整，不填写数据。①②拉一次克服重力所做的功W/J拉上去的次数③④//////【分析】（1）根据P＝＝＝分析；（2）使用电子秤测量小刚的质量m；用刻度尺测量每次引体向上上升的高度h；用秒表测量连续n次引体向上动作需要的时间t；计算出小刚做引体向上运动时的功率；（3）根据G＝mg得出小刚的重力，根据W＝Gh得出做一次引体向上小刚做的功，根据做一次引体向上小刚做的功和n次计算出W总，根据P＝求出小刚做引体向上的功率。【解答】解：（1）小刚做引体向上运动时，需要克服自身重力做功，功率表达式为P＝＝＝，则除使用电子秤、刻度尺外，还需要测量时间的器材﹣﹣秒表；（2）实验步骤分别为：使用电子秤测量小刚的质量m；用刻度尺测量每次引体向上上升的高度h；用秒表测量连续n次引体向上动作需要的时间t；再计算小刚做引体向上运动时的功率；（3）根据题意知，表格中缺少的内容分别是：人的质量m/kg、人体上升的高度h/m、时间t/s、功率P/W。故答案为：（1）秒表；（2）电子秤；时间t；（3）人的质量m/kg；人体上升的高度h/m；时间t/s；功率P/W。例4．2021年5月15日，我国首个火星探测器“天问一号”在火星成功着陆，其中搭载的“祝融号”火星探测车，如图所示，其质量为240kg，在火星上受到的重力约为地球上重力的0.4倍，若“祝融号”在火星表面水平匀速直线行驶，速度为200m/h，所受阻力为车重的0.1倍。（g火＝0.4g地，g地取10N/kg）。求：（1）“祝融号”匀速行驶过程中受到的牵引力；（2）“祝融号”匀速行驶30min做的功；（3）“祝融号”匀速行驶时做功的功率。【分析】（1）根据G＝mg求“祝融号”在地球上的重力，根据在火星上受到的重力约为地球上重力的0.4倍求出“祝融号”在火星上受到的重力，根据所受阻力为车重的0.1倍求出“祝融号”在火星上受到的阻力，根据二力平衡条件求出“祝融号”匀速行驶过程中受到的牵引力；（2）根据速度公式求出“祝融号”匀速行驶30min通过的距离，根据W＝Fs求出“祝融号”匀速行驶30min做的功；（3）根据P＝求出“祝融号”匀速行驶时做功的功率。【解答】解：（1）“祝融号”在地球上的重力：G地＝mg地＝240kg×10N/kg＝2400N，由题意可知，“祝融号”在火星上受到的重力：G火＝0.4G地＝0.4×2400N＝960N，“祝融号”在火星上受到的阻力：f＝0.1G火＝0.1×960N＝96N，“祝融号”做匀速直线运动时，处于平衡状态，由二力平衡条件可知，“祝融号”匀速行驶过程中受到的牵引力：F＝f＝96N；（2）由v＝可知，“祝融号”匀速行驶30min通过的距离：s＝vt＝200m/h×30×h＝100m，则“祝融号”匀速行驶30mi