重难点15功功率（原卷版）

专项三力学重难点15功功率【重点知识梳理】15.1物体做功的条件1.作用在物体上的力。2.物体在这个力的方向上移动的距离。15.2功的计算功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。公式为：W=FS。W功，单位：焦耳（J）；F力，单位：牛（N）；S距离，单位：米（m）。15.3功率的计算1.功率：功与做功的时间之比。公式：P=W/t。P—功率，单位：瓦（W）；W功，单位：焦耳（J）；t时间，单位：秒（s）。2.功率的其它单位：千瓦（kW）1kW=1000W；兆瓦（MW）1MW=103kW=106W。【难点知识突破】15.1判断物体是否做功及其计算1.判断物体是否做功，最根本的是看做功的两个条件是否同时满足。二者同时满足，即做功，缺一不可。2.其次，可以用三种没有做功情形去排除：①有力，但在该力的方向上未移动距离（有力无距）；如举着物体不动。②有距离，无力（有距无力）；如在球场上滚动的球。③力与距离的方向垂直（垂直无功）；如提着重物水平移动，重力为做功。3.在计算做功的多少时，首先要判断该力是否做功；再统一单位进行计算。【例题分析】【例1】(2020北京8)如图所示的情境中，人对物体做功的是（）A.用力搬石头没有搬动B.人将重物从地面拉到高处C.人推一块大石头没推动D.人使箱子沿水平方向做匀速直线运动【例2】（2021连云港）小明用20N的水平推力，将重为150N的购物车沿水平地面向前推动了10m，在此过程中，推力对购物车做功___________J，支持力对购物车做功___________J。15.2功和功率的区别与联系功与功率的比较物理量定义符号计算公式国际单位常用单位物理情景联系功力与物体沿力的方向移动距离的乘积WW=FsJ(焦耳)1N.m=1J1kJ=1000J做功的多少P=W/t功率功与做功所用的时间之比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功与功率的单位容易混淆。简单的辨别方法是根据计算公式来推导。计算功的公式能推导出来的单位，就是功的单位，计算功率的公式能推导出来的单位，就是功率的单位。【例题分析】【例3】（2021宜昌）下列有关机械做功、功率、机械效率的说法，正确的是（）A．效率越高的机械，功率越大 B．做功越多的机械，功率越大C．做有用功越多的机械，效率越高 D．功率越大的机械，做功越快【巩固练习】1．（2021丽水）科技改变生活，某餐馆用智能送菜机器人（如图）替代人工送菜。（1）该机器人以1米/秒的速度运行30米将菜送到客人桌前，用时___________秒；（2）若机器人工作时牵引力恒为50牛，完成本次送菜，牵引力做功___________焦。2．（2021泸州）如图，一个箱子静止在水平地面，小聪用150N的水平拉力将箱子移动了0.4m，小聪的拉力做功为_______J。待箱子静止后，小明用80N的水平推力推这个箱子没有推动，小明的推力做功_______J，此时箱子受到地面的摩擦力为_______N。3．（2021泸州）绵泸高铁内自泸段即将建成通车，据了解泸州乘高铁经内江到成都大约需要84min。其中泸州至内江约130km，按照设计速度250km/h运行，泸州到内江列车大约需要______h。内江至成都约150km，从泸州经内江到成都全程的平均速度约为______km/h。某牵引力为9×104N的动车组在一段平直轨道上匀速行驶时速度为216km/h，则该动车组的输出功率为______W。4.（2021吉林）一辆汽车在平直的公路上匀速行驶，内通过的路程是，它的速度为______，汽车受到的牵引力为，牵引力做功的功率为______。5.（2021海南）中学生要养成文明的行为习惯，严禁高空抛物。如果一个重0.5N的鸡蛋从20m髙处自由下落，不计空气阻力，下落过程中鸡蛋的重力势能转化为______能，重力对鸡蛋所做的功为______J。6.（2021·昆明）采用功与时间比值的方法，得到“单位时间”内做的功，这样就方便比较做功的快慢了，这个比值叫做______。这种方法，实质上还是用______（选填“时间相同比较功”或“功相同比较时间”）来比较做功快慢的。7.（2021云南）自行车骑行是生活中一种环保的出行方式。如图所示，小明骑自行车出行的途中，沿直线匀速经过一段长100m的平直路面，用时20s。该过程中前后轮与地面的总接触面积为20cm2。若小明的质量为55kg，自行车重150N，骑行时受到的阻力为总重的0.03倍。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）（1）求骑行时车对水平地面的压强；（2）该压强相当于多高水柱产生的压强？（3）求骑行过程中动力做的功及功率。8.（2021昆明）“天问一号”火星探测器是中国人民的骄傲，因为它是我国首次登陆火星的探测器。着陆火星的“祝融号”，质量为，在牵引力的驱使下，匀速运动了100m，假设祝融号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，火星表面大气密度是地球表面大气密度的0.01倍，g取。求：（1）祝融号所受的阻力；（2）在这段时间内牵引力做的功；（3）同一物体在地球大气中受到的浮力与它在火星大气中受到的浮力之比。9.（2021山西）2021年5月15日，“祝融号”火星车在火星上留下了属于中国的第一道印记，如图甲所示。发射前，火星车在水平地面上进行测试时，受到的摩擦力为200N，其速度v与时间t的关系图像如图乙所示。火星车的质量为240kg，车轮与地面接触的总面积约为0.2m2（空气阻力忽略不计，g取10N/kg）求：（1）火星车静止时，对水平地面的压强。（2）火星车做匀速直线运动时，牵引力做的功。10．（2021河南）电动清扫车以其环保高效等优点，在创建卫生城市中大显身手。图为一电动清扫车正在工作时的情景。（1）电动清扫车的主要部件是电动机，其工作原理是______；清扫过程中，驾驶员相对于清扫车是______（选填“静止”或“运动”）的；（2）清扫车停在水平路面上，总质量为800kg，清扫刷与路面不接触，轮胎与路面总接触面积为0.04m2，车对路面的压强为多少？g取10N/kg；（3）清扫车完成任务后，在平直道路上以5m/s的速度匀速直线行驶，经10min到达垃圾处理站，行驶过程中车所受阻力大小恒为400N，则牵引力做的功为多少？11.（2021河北）图甲是一辆起重车的图片，起重车的质量为9.6t，有四个支撑脚，每个支撑脚的面积为0.3m2，起重时汽车轮胎离开地面。图乙是起重车吊臂上的滑轮组在某次作业中将质量为1200kg的货物匀速提升，滑轮组上钢丝绳的拉力F为5000N，货物上升过程中的st图像如图丙所示。（不考虑绳重，g取10N/kg），求：（1）提升货物过程中起重车对水平地面的压强；（2）拉力F的功率；（3）提升货物过程中滑轮组的机械效率。12．（2021安徽）如图所示，小明在单杠上做引体向上运动，每次引体向上身体上升的高度为握拳时手臂的长度。已知小明的体重为500N，握拳时手臂的长度为0.6m，完成4次引体向上所用的时间为10s。求：（1）小明完成1次引体向上所做的功；（2）10s内小明做引体向上的功率。13．（2021重庆）2020年12月8日，中尼两国共同宜布珠峰的最新高程为8848.86m。体重为500N的小海同学想一睹珠峰的雄伟魅力，从重庆坐火车经过约40h行驶了约3080km到达拉萨，然后坐汽车到达珠峰大本营。（1）求火车的平均速度；