2023八年级物理满分班第十二讲-功和功率教师卷

2023八年级物理总分值班第十二讲功和功率【中考知识链接】功功和功的计算：力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。功的定义：力与力在方向上移动的距离的乘积叫做功。公式：W＝FsW——功——焦耳〔J〕；F——力——牛顿〔N〕；s——在力的方向上移动的距离——米〔m〕应用公式时注意：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力。②公式中S一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。③功的单位“焦〞〔牛·米=焦〕，不要和力和力臂的乘积〔牛·米，不能写成“焦〞〕单位搞混。④千瓦时是电功单位，在力学中没有千瓦时这个单位。功的原理内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功，也就是使用任何机械都不省功。说明：功的原理对任何机械都适用。功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用机械，是因为使用机械或者可以省力，或者可以省距离，或者可以改变力的方向，它们给人类工作带来很多方便。④我们做题遇到的多是理想机械〔忽略摩擦和机械自重〕，使用理想机械时，Fs＝Gh〔使用机械所做的功等于直接用手提重物所做的功〕。在实际情况下，Fs＞Gh。功率定义：单位时间内所做的功叫做功率。物理意义：功率是表示做功快慢的物理量。某小轿车功率6.6×103W，表示：小轿车1s内做功6.6×103J。公式：P——功率——瓦特〔W〕；W——功——焦耳〔J〕；t——时间——秒〔s〕；F——力——牛顿〔N〕；v——速度——米每秒〔m/s〕单位：主单位是瓦特〔W〕，常见单位有千瓦〔kW〕和兆瓦〔MW〕：1W＝10-3kW=10-6MW机械效率和功率的区别：功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。测量人爬楼梯时的功率【实验原理】【实验器材】人体秤、卷尺、停表【需要测量的物理量】人的质量m、楼梯的高度h、爬楼梯所用时间t【知识建构】功的概念：作用在物体上的，使物体在力的方向上通过了一段，就说这个力对物体做了功。所以功包含两个必要因素：一个是，另一个是。Eg1.以下图所示的四幅图是小新提包回家的情景，小新提包的力不做功的是(B)Eg2.以下情景中，人是否对箱子做功。〔1〕人用力提放在地上的皮箱，但没有提起。〔〕〔2〕人再一次用力把箱子提起。〔〕〔3〕人用力提着皮箱站在原地不动。()(4)人提着箱子在水平地面上走了50m。〔〕〔5〕人提着箱子站在水平匀速行驶的汽车上。〔〕〔6〕人提着箱子上楼。〔〕功的计算在物理学里，把与的乘积叫做功．功=×，用公式表示就是．单位是。Eg1.一个人用50N的力治水平方向匀速推一辆重200N的车前进2m，求这个人对车做功多少？100J重力对车做功多少？0JEg2.起重机把8000N的重物竖直向上匀速提升5m后又沿水平方向匀速移动了2m，在这一过过程中钢丝绳向上的拉力对物体做功多少焦？40000J功的原理：使用任何机械都功。即使用机械时，人们所做的功，都少于不用机械时所做的功。功的原理应用：如右图所示的另一种机械——斜面，使用这样的机械有什么优点？如右图：假设斜面光滑把重G的物体沿高为h、长为l的斜面匀速推到斜面的顶端，需要施加的推力为多大？根据功的原理可得F=hG/s。Eg1.如下图，物体A在大小为20N的拉力F作用下匀速向上运动，假设50s内绳子的自由端下降lm，那么拉力F做功为20J．假设不计摩擦，那么物体A的重量为20N．Eg2.如下图，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升，将杠杆拉到图中虚线位置，测力计的示数F为1.0N；钩码总重G为3.ON，钩码上升高度h为0.1m，假设不计杠杆自身的重量，拉力所做的功为0.3J．功率：功率的定义是什么？它是一个什么样的物理量？功率的计算公式是，其中表示功率，表示功，表示时间。功率的单位是，简称，用什么符号表示。5W=J/s；2kw=w；3MW=W。〔1M=106〕1、功率是表示物体__的物理量．一个50N的力在作用某物体时，力方向上移动速度是40cm／s，那么这个力的功率是____．举重运发动把2000N的杠铃在2s内举高1．8m后又在空中保持4S，那么该运发动前2s的功率是____W，后4S的功率是____W．2、用40kW的拖拉机去犁地2h的工作量，假设改用平均功率为500W的牛去犁地，那么需要____h．3、春游时两个体重相同的学生分别沿缓坡和陡坡爬上同一座山，结果同时到达山顶，那么两人爬山过程中所做的功和功率的大小关系是[]A．爬缓坡的做功和功率都较小B．爬缓坡的功率较小，但做功相等．C．两人做的功、功率都相等D．爬缓坡的做功较小，功率相等F图194F图19A.重力做的功是500JB.拉力大小为100NC.拉力大小为120ND.拉力做的功为100J5、重300N的物体，沿水平面运动时受到阻力是物重的0．02倍．当它在外力作用下以10cm／s匀速运动0.5min，那么在此过程中外力做功____J，外力的功率是____W．6、甲、乙两汽车在公路上匀速行驶．如果它们的功率相同，行驶速度之比V甲：V乙＝2：1，在相同的时间内，甲、乙两车牵引力做功之比为7、起重机以0．2m／s的速度将一个重2000N的货物匀速提高10m，起重机的功率是W，合kW．8、体育课上同学们进行爬杆比赛，质量为50kg的程坚同学以0．8m／s的速度匀速爬直立的杆，在爬杆过程中，他受到的摩擦力为N，爬杆的功率是W．(取g=10N／kg)9、某矿井在36m深处每小时要涌出200m3的水，为了不让矿井中积水，要用水泵把涌出的水抽出地面．求：(1)水泵每小时做的功．(2)这台水泵的功率至少是多大?(取g=10N／kg)【课堂练习】1．一只2N的苹果从4m高的树上落到地面上，重力对它做了8J的功。2．某人用力推车，车仍然静止，那么人做的功等于0J。汽车刹车后速度降低，是阻力对汽车做了功。3．某同学提着30N的书包在水平路上匀速行走了60m，他在这个过程中对书包做了0J的功；后来他又走到8m高的楼上，他在上楼的过程中，对书包做了240J的功。4．狗拉着400kg雪撬，在1min匀速前进了480m，做了1.2×104J的功。狗拉雪橇的水平拉力为25N。5．一辆汽车九高速公路上以30m/s速度匀速行驶，受到的阻力是2000N，这辆车在1min做的功是3600000J。6.足球运发动用500N的力将重3N的足球踢出后，足球在草地上滚动了10m，那么运发动踢力做功为〔C〕A．5000JB．30JC．0JD．条件缺乏，无法确定7.一个人用同样大小的力拉木箱，分别在光滑和粗糙的两种平面上前进相同的距离，关于拉力所做的功，以下说法中正确的是〔C〕A.在粗糙地面上做功多B.在光滑地面上做功较多C.两次做功一样多D.条件不够，无法比拟两次做功的多少8.使用机械(A)A．可以省力或省距离，但不能省功B．可以省力，同时也可以省功C．可以省距离，同时也可以省功、D．只有在费力的情况时才能省功9.如下图，小明利用动滑轮将重物G提升的高度为h，所做的功为W1，小军直接用手将重物G提升相同的高度h，所做的功为W2，假设不计动滑轮的重量和摩擦力，那么(B)A．Wl>W2B．Wl=W2C．W1<W2D．无法比拟W1、W2的大小10.如下图，为方便残疾人上下台阶，一些公共场所设计了专用通道(斜面)，沿通道上台阶和直接上台阶相比拟，可以(填“省力"或“省功’’)．11.工人利用如下图的斜面把木箱推到离地面0.5m高的平台上，木箱自质量为40kg，工人沿着斜面向上推木箱的力为75N，斜面长为4m求：(1)推力做的功；300J(2)工人克服重力做的功；200J(3)比拟计算结果，你能得出什幺结论，12.如图，小明同学将同一物体分别沿倾角不同的光滑斜面推上同一高度，那么小明做功〔D〕A．沿AD推力做功较多B．沿BD推力做功较多C．沿CD推力做功较多D．沿AD、BD、CD推力做功一样多13.如下图，重为100N的物体在水平方向上匀速直线运动3米，弹簧秤示数为5N(不计绳与滑轮的摩擦)．求：(1)作用在滑轮上的水平拉力F=10．(2)拉力F做的功．15J【2023中考真题汇编】一、填空1.〔2023连云港〕连云港某厂家生产的一种软饮料上面贴有“低热量〞的标签，并且标签上标明“每100mL产生2.0×l03J的热量〞。某同学喝了300mL这种饮料后，获得的热量为J。他想用沿台阶登山的方式来消耗此次摄入的热量，如果该同学的质量为50.0kg，为了到达此日标，他需要匀速登上m高的台阶。〔g取10N/kg〕6000122.〔2023衡阳〕在水平地面上，用50N的水平拉力拉重力为100N的小车，使小车沿水平方向前进5m，那么在此过程中，拉力所做的功等于250J，重力所做的功等于0J。3．〔2023泸州〕如图甲所示，一块质量为0.2kg的铁块被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，在竖直向上拉力F=3N的作用下向上运动，铁块运动的速度v与时间t的关系图像如图乙所示。那么铁块受到的摩擦力为1N，0—6s内拉力F做的功是3.6J。〔取g=10N/kg〕4.〔2023义乌〕2023年10月，年设计作业量50万标箱的“义乌港〞一期建成并投入使用。“义乌港〞二期工程也已经开工建设，建成后将到达年出口110万标箱的处理能力。〔1〕20尺柜规格的集装箱长5.69米，假设将110万个20尺柜规格的集装箱首尾相连，你以1.1米／秒的速度通过这些集装箱需要66天〔结果保存整数〕。〔2〕起重机将一只质量为8吨的集装箱从地面吊到高为1.2米的货车上，至少需对集装箱做功96000焦。〔g取10牛/千克〕5.〔2023吉林〕如图6所示，工人利用定滑轮将重500N的物体匀速提升4m，在此过程中有用功是2000J；使用定滑轮可以改变力的方向。6.〔2023玉林〕如图9所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，己知AB>AC，如果拉力做的功分别为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2,那么W1=W2，P1<P27.〔2023·龙东〕小明将放在水平桌面上重为3N的物理课本，水平匀速拉动0.5m。所用的水平拉力为1N，那么课本重力做功0＿J，水平拉力做功＿0.5J8．〔2023天津〕用弹簧测力计水平拉着重为8N的木块，在水平长木板沿直线匀速移动0.5m，如下图，木块受到的摩擦力是2.4N，木块所受的重力做功0J．250013.62000方向=<00.52.40二、选择1．〔2023北京〕水平桌面上的文具盒在水平方向的拉力作用下，沿拉力的方向移动一段距离。那么以下判断正确的是A．文具盒所受重力做了功 B．文具盒所受支持力做了功C．文具盒所受拉力做了功 D．没有力对文具盒做功2.〔2023济宁〕一位同学沿教学楼的楼梯从一楼匀速上到三楼，该同学上楼做的功最接近A．30000JB．3000JC．300JD．30J3.〔2023内江〕如下图，以下实例所例举的几个力中，没有对物体做功的力是〔D〕4.〔2023潍坊〕在如以下图所示的四种情境中，人对物体做功的是BB运发动举着杠铃不动A工人推车前进D同学抱着书不动C两人没有推动石头5.〔2023茂名〕如图5所示，小明用水平力推车而车未动，以下说法中正确的是A．小明推力不做功B．车不受摩擦力C．小明推力小于车受到的摩擦力D．地面对车的支持力与车受到的重力是一对平衡力6．〔2023连云港〕一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离S〔如下图〕，该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3，关于它们之间的大小关系说法正确的是光滑水平面光滑水平面粗糙水平面粗糙斜面A．W1＜W2＜W3B．W1＜W2＝W3C．W1＝W2＝W3D．W1＝W2＜W37.〔2023南通〕手抛鸡蛋的杂技演员抛出的鸡蛋从最高处到最低处重力做功大概是JB.2JC.20JD.200J8.〔2023包头〕如图10所示，边长为、密度均匀的正方体物块静止于河岸边，在BB/边上施加一个力F使其绕DD/边转动掉落于河水中，它漂浮时露出水面的高度为，水的密度为，那么以下说法中正确的是A.物块的密度为B.物块的重力为C.物块漂浮在水面时底面受水的压强为D.为了使物块掉落于河水中，力F至少是9.〔2023绍兴〕如图甲，是小球从某高度处由静止下落h过程的路程与时间关系图，图乙中，描述重力对该球做功大小与时间关系正确的图线是(D)第2题图第2题图10．〔2023义乌〕排球是义乌市学业考试体育测试的工程之一。如图是某同学排球考试时的场景。以下分析正确的是A．排球离开手后还能继续向上运动是由于受到惯性的作用B．在击打排球过程中人没有对排球做功C．手击打排球的力大于排球对手的作用力D．排球上升到最高点时受力不平衡11．〔2023泉州〕以下几种现象中，没有对物体做功的是D图7图712.〔2023大理〕如图2所示的情景中，人对物体做功的是：CA.小车在拉力作用下向前运动B.提着水桶在水平路面上匀速前进C.小孩推车，车未动D.踢出去的足球在地面上滚动一段距离13．(2023荆州)今年是奥运年，暑假里我们可以坐在家中观看奥运比赛直播。奥运选手中也不乏荆州运动健儿，公安县举重运发动田源就是奥运冠军的有力争夺者。右图是世界冠军田源比赛时的图片。以下有关她比赛的一些说法，你认为正确的是GA．她在抓举时把杠铃从地上举到头顶的过程中没有做功B．她在挺举时把杠铃举过头顶稳稳地停留了3秒钟，在停留过程中她做了功C．她把杠铃稳稳举起停留在空中时，人对杠铃的支持力和杠铃的重力是一对平衡力D．她站在世界冠军的领奖台上，受到的重力与支持力是一对相互作用力14．(2023)汉宜铁路上运营的列车是CRH2A和谐号动车组。CRH2A和谐号列车采取8节车厢编组，在运行过程中的机车牵引功率为4800KW，时速为200km/h。假设一列从荆州站驶出的CRH2A和谐号列车在平直轨道上匀速行驶100km，那么该列火车在这段时间内所做的功、机车受到的阻力分别是A．8.64×109J 4.8×104NB．8.64×109J 8.64×104NC．4.8×109J 4.8×104ND．4.8×109J 8.64×104N三、计算1．〔2023河南〕步行不仅是一种简易的健身运动，而且还能方便地对一些长度进行估测。〔1〕人正常步行时，步距变化不大，因此，步距可作为身体上的一把“尺子〞。为了使这把“尺子〞更可靠，请你说出一种测量步距的方法。〔2〕小华测出自己的步距为0.5m，他从教学楼的一端走到另一端，共走了84步，那么教学楼的长度是多少米？如果这个过程用时35s，那么他的步行速度是多少？〔3〕小华根据自己的腿长和步距画出了图16所示的步行示意图，对步行时重心的变化进行了分析，当两脚一前一后着地时重心降低，而单脚着地迈步时重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。如果小华的质量为50kg，请根据图16中小华测量的有关数据，计算他每走一步克服重力所做的功。〔g取10N/kg)〔4〕资料说明，人步行时消耗的能量大于克服重力所做的功。请你分析一下，人步行时还在哪些方面消耗能量？〔写出一条〕(1)(2分〕用刻度尺测出沿直线步行10步的距离，除以10即得步距。(4)(1分〕四肢的运动要消耗能量；身体肌肉的收缩和拉伸要消耗能量；心脏推动血液循环要消耗能量；人体向外散热要消耗能量。2．〔2023聊城〕〔8分〕在一次沉船打捞过程中，将一只铁锚从水下100m深处匀速缓慢的拉到水下10m深处，不考虑水的阻力。假设铁锚重为7900N，ρ铁=7.9×103kg/m3，ρ水=1.0×103〔1〕在100m深处，水对铁锚产生的压强。〔2〕铁锚在水中受到的浮力〔3〕在匀速拉动铁锚上升的过程，绳对铁锚的拉力及拉力做的功。〔1〕水的压强：p=ρ水gh=1.0×103×10×100Pa=106Pa……………2分〔2〕根据G=mg，得…………1分根据，得………1分V排=V=0.1m3………………1分F浮=ρ水V排g=1.0×103×0.1×10N=103N………………1分〔3〕绳的拉力：F=G-F浮=7900N-1000N=6900N………………1分拉力做功：W=Fs=6900×(100-10)J=6.21×105J……………1分3.〔2023潍坊〕某电动观光车的技术参数如下表：根据技术参数，解答以下问题：〔g取10N/kg〕〔1〕设乘员质量平均为60kg，求满载时车对水平路面的压强.空车质量1180kg车身长度3.8m满载人员12人电动机额定电压48V满载时轮胎与地接触面积4×250cm2最大车速45km/h电动机效率80%平路连续行驶里程≤80km〔2〕求观光车在水平路面上以最大速度匀速行驶5×103〔3〕假设观光车在水平路面匀速行驶时受到的阻力为2×103N，求观光车匀速行驶5×103〔4〕从环保的角度，用电动车取代了燃油汽车，电动车有什么优点？〔请具体说明，一条即可。〕〔1〕满载时车对地的压力：F=G=〔m1+m2〕g=〔1180kg+12×60kg〕×10N/kg=1.9×104N(2分)车对地的压强：P=F/s==1.9×105Pa(2分)〔2〕最大车速：v=45km/h=12.5m/s所用时间：t===400s(2分)〔3〕牵引力所做的功：W=·S=·S=2×103N×5×103m=1×107J(3分)4．〔2023·娄底〕为应对菲律宾对我国领土“黄岩岛〞的不断挑衅，中国“向阳红06”海监船已启程赴南海维权，如下图。“向阳红06”船总长91米、船宽14.7米、船底深7.6米，满载排水量4900吨，最大航速13.5节〔约25km/h〕，续航力15000海里，是一艘装备精良的现代化综合海监船。〔海水的密度为1.0×103kg/m3〔1〕满载时，“向阳红06〞船受到的浮力有多大？〔2〕假设船底某处距海面的深度为6m，那么该处受到海水的压强是多少？〔3〕“向阳红06〞船在某处执行任务时，以18km/h的速度匀速航行6小时，巡航的路程为多少km？假设巡航时海水阻力为1.0×106牛顿，那么这一过程中船的推进力所做的功为多少？解：(1)船的排水量为：m排=4900t=4.9×10“向阳红6号〞所受到的浮力为：Ｆ浮＝m排g=4.9×106Kg×10N/Kg=4.9×10(2)船底某处的压强为：P=ρgh=1×103Kg/m3×10N/Kg×6m=6×10(3)“向阳红6号“船巡航的路程为：S=Vt=18km/h×6h=108Km(2分)因为船匀速行驶,所以F推=F阻=1.6×106N船的推进力所做的功为：W=F推×S=1.0×106N×1.08×104m=1.08×105．〔2023天津〕如下图，工人利用滑轮组将沙子从地面提升到距地面6m高的三楼，沙子的质量为50kg，装沙子的桶的质量8kg，动滑轮的质量为2kg，工人匀速拉绳子的力为300N〔忽略摩擦和绳重，g取10N/kg〕求：〔1〕工人做的总功；〔2〕工人做的额外功．解：〔1〕由图知，n=2，拉力端移动的距离S=2h=2×6m=12m，拉力做功：W总=FS=300N×12m=3600J；〔2〕∵忽略摩擦和绳重，∴W额=〔G桶+G动〕h=〔m桶+m动〕gh=〔8kg+2kg〕×10N/kg×6m=600J【2023中考真题功率集训】1.〔2023眉山〕小童同学用50N的水平推力，使放在水平桌面上重200N的物体做匀速直线运动，假设该物体在10s内移动4m，那么在此过程中，物体受到的摩擦力是N，小童做功的功率是W.50202．〔2023绵阳〕2023年“攀登中国〞全国登塔健身大赛首战于5月20日在成都开赛，数百名攀登爱好者共同挑战四川播送电视塔。来自四川烹专的封德军第一个登顶成功，他跑上208米、1580级台阶的成绩为8分23秒。如果封德军的体重为70kg，那么他登塔所做的功是J,功率是W。〔g取10N/kg，结果保存整数〕〔4〕1456002893．〔2023宜宾〕如图10所示，用F为30N的拉力，通过滑轮组拉着重为300N的物体，在水平面上以0.5m/s的速度向左做匀速直线运动。那么物体受到的摩擦力大小为N，拉力F的功率为W。〔不计绳和滑轮的重力以及滑轮轴承与绳子之间的摩擦力〕90454．〔2023桂林〕在体育考试中，小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图11所示。假设实心球重20N，从最高点到落地点的过程中，球下降的高度为2.7m，用时约0.75s。那么球下降过程中重力做功为J，功率为W。54722.7m图112.7m图11F5．〔2023连云港〕用如下图的滑轮组，将重为10N的物体以0.1m/s的速度匀速提升，拉力F=6N，拉力的功率为W，滑轮组的机械效率、假设不计绳重及摩擦，动滑轮的重力为N。1.283.3%26.〔2023兰州〕中考体育跳绳测试的工程中，某同学在1min内跳了180次，每次跳的高度大约为5cm。他跳绳时的功率大约为：A.1000WB.100WC.10WD.1WB7.〔2023黄石〕如下图，在水平拉力F的作用下，使物体沿水平面作匀速直线运动，假设滑轮和绳子的质量及其摩擦均不计，物体与地面间的摩擦力为5N，物体运动的速度为2m／s，那么拉力做功的功率大小为A.5W B.10W C.15W D.20WB8.〔2023宜昌〕小明用相同的水平推力，分别使较重的A物体沿较光滑的平面移动，较轻的B物体沿较粗糙的平面移动，假设在相同的时间内移动相同的距离，那么以下说法正确的是A.小明对A物体做的功多B.小明对B物体做的功多C小明推A物体的功率小D.小明推A、B两物体时的功率相同D9．〔2023安顺〕随着我国国力的迅速增强和保卫国家利益的需要，我国制造航空母舰的呼声日益高涨，2023年被网友热议的话题之一就是航母“瓦良格〞号，该航母极有可能成为中国所拥用的第一艘航母，小睿同学在网上找了该舰的一些参数如下：请你解决下面问题：〔1〕该舰满载时所受浮力有多大？〔2〕该舰满载时舰底所受海水的压强有多大？〔3〕假设该舰在海上以最大航速匀速前进，那么它受到的阻力是多大？〔1〕F浮=G排=m排g=67000×103kg×10N/kg=6.7×10〔2〕p=ρgh=1.1×103kg/m3×10N/kg×10m=1.1×10〔3〕由W=Fs和得，P=Fv∴该舰的动力∵匀速前进∴该舰所受阻力f