1、专题专题 07 功与功率的综合计算功与功率的综合计算 考点考点 01：力的作用效果及功与功率的综合计算：力的作用效果及功与功率的综合计算： 此考点主要是在正确分析物体受的的前题利用功与功率的计算公式对某些物理量进行正 确的计算。 一：常见求有用功的计算公式： （1）水平移动型：W=FS。 （2）竖直移动型：W=FS=Gh；或 W=Pt。 二：常见功率的计算公式：P=W/t=FV.; 例例 1： （20202020四川雅安）四川雅安）一辆汽车以恒定的功率 在平直的公路上做直线运动，其v-t图像 如图所示，在第 10s 时速度达到 15m/s，通过的路程为 80m。求 (1)在 010s 内汽车的
2、平均速度； (2)设汽车在匀速行驶过程中所受阻力不变，大小为f=4000N，则汽车匀速行驶时的功率； (3)在 010s 内汽车发动机产生的牵引力所做的功。 【变式【变式 11】 （2018 山西中考）山西中考）每天都会有许多全国各地的人民群众，来到天安门广场观看 升国旗仪式。天安门广场上的国旗，每天都会准时同太阳一起升起，25000 次零失误。这是 护卫国旗的战士们，一天一个两万步，两年一个新长征的训练缔造的奇迹。天安门广场上的 国旗总重为 175N，升旗时(如图)，国旗上升高度为 30m，所用时间为 2 分 07 秒。求解下列 问题：(1)国旗上升的平均速度是多少(保留一位小数)。 (2)
3、将国旗沿竖直方向匀速升高 30m，拉力对国旗做的功是多少。 (3)若某持枪战士总重约为 700N，估算该战士站立时对水平地面的压强。 例例 2： （20202020四川乐山）四川乐山）如图所示，一款新型无人驾驶电动汽车，总质量为 1.510 3kg， 在性能测试中，沿平直的公路匀速行驶，行驶过程中汽车受到的阻力为总重力的 0.1 倍， （g 取 10N/kg）求： (1)汽车匀速行驶的速度； (2)汽车受到的牵引力； (3)此过程中汽车牵引力所做的功和做功功率。 【变式【变式 2 2- -1 1】 （2019 承德中考模拟试题）承德中考模拟试题）一辆在水平路面上沿直线行驶的货车，行驶时所受 的
4、阻力为总车重的 0.1 倍，货车（含驾驶员）重为 6104N，货车车轮与地面的接触面积为 0.05m2,货车以 72km/h 的速度在水平路面上匀速行 （1）求货车对地面的压强。 （2）求货车行驶 10min 运动的路程。 （3）求货车的功率。 考点考点 0202：简单机械类功与功率的综合计算：简单机械类功与功率的综合计算： 此考点主要是将功与功率的计算与杠杆、滑轮组、斜面等各种简单机械整合在一起，根 据各种简单机械特点并运用功与功率的知识去求解某些物理量。 例例 1： （： （2016 河北中考）河北中考）如图所示是某建筑工地用电动机、定滑轮和斜面组成的装置，将重 为 1 600 N 的建材
5、由斜面底端匀速拉到顶端。已知斜面倾角为 30，斜面高为 4.5 m，建材 移动的速度为 0.4 m/s， 电动机的输出功率为 400 W， 斜面的效率与整个装置的效率之比1： 2=10：9。(忽略定滑轮处摩擦及绳重)求： (1)对建材做的有用功。 (2)斜面的效率。 (3)电动机做功多少。 例例 2 2：（2020 南通）南通） 如图， 塔式起重机上的滑轮组将重为 1.2 104N 的重物匀速吊起 2m 时， 滑轮组的机械效率为 80%，g 取 10N/kg。 （1）求提升重物做的有用功； （2）求绳端的拉力； （3）若动滑轮的质量为 40kg，求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。 【变式【变式 2
6、 2- -1 1】 （2020 镇江）镇江）如图 1 所示，质量为 20kg 的重物放在水平地面上，重物与地面 间的接触面积为 0.1m2。利用图 2 所示的滑轮组，小明在 20s 内将重物匀速提高 5m，他对绳 子自由端施加的拉力为 150N。不计绳重和轮轴处摩擦，g 取 10N/kg。 （1）求图 1 中重物对地面的压强； （2）在图 2 所述过程中，求 小明所做的额外功。小明做功的功率。 考点考点 0303：内燃及电动机械类功与功率的综合计算：内燃及电动机械类功与功率的综合计算： 内燃机在做功冲程将内能能转化为机械能， 用来推动车辆前进， 电动机械工作过程中将电 能转化为机械能。此考点综
7、合考查热学、电学、力学的知识，将力、热、电三个知识融合在 一起进行考查。 例例 1 1： （2019 唐山路南三模）唐山路南三模）电动汽车有体积小，节能环保的特点，小刚买了一辆 E200 的 电动汽车，汽车的相关数据如下表， （g=10N/kg） 小轿车的总质量 900kg 静止时每只轮胎与地面的接触面积 100cm2 额定输出功率 15kw 匀速行驶过程中的总阻力 总重的 0.05 倍 （1）求该车静止在水平地面上时，空车对地面的压强 （2）某次小刚一家开车出行时在水平道路上匀速行驶了 9km，路上用时 10min，该行驶路 程段限速 40km/h，请你计算说明小刚爸爸是否驾车超速。 （3）
8、求载人出行时，汽车的总质量为 1200kg，若汽车以额定输出功率在公路上匀速行驶， 汽车的行驶速度多大。 （g=10N/kg） 例例 2 2： 【变式： 【变式 1 1- -1 1】 （2019201920202020 沧州九年级月考试题）沧州九年级月考试题）汽车在行驶中，由于路况和车速的不汽车在行驶中，由于路况和车速的不 同，发动机的实际功率也不同，通常行驶时，实际功率要小于它的最大功率。某型号轿车的 有关数据如下表，(某标号的汽油的热值约为 4.510 7J/Kg，密度约为 0.7103Kg/)求 若轿车以 100km/h 的速度匀速行驶 1h，求： （1）轿车消耗了多少汽油。 若轿车发动
9、机的效率为30%， 当轿车以100km/h的速度行驶时发动机的实际功率是多少W。 发动机的最大功率 90kW 百公里耗油(100km/h 匀速行驶) 6.0L 最大车速 170km/h 例例 2 2： （： （20202020 石家庄四区联考二模试题）石家庄四区联考二模试题）如图甲所示，总质量为 1200kg 的小汽车，每个轮 子与地面的接触面积为 200cm 2,甲个成年人（每个成年人的质量按 60kg 计算）上车后，在平 直的公路上做直线运动，其 Vt 图像如图乙所示，汽车 在第 200s 时已行驶了 2400m,速度 达到了 20m/s，随后匀速前进（若汽车在行驶过程中所受阻力为 900
10、N，汽车发动机的效率为 30%，汽油的热值为 4.610 7J/kg）求： （1）小汽车在前 200s 内的平均速度。 （2）小汽车匀速行驶 2.3km 消耗的汽油的质量。 （3）四人上车后，车静止在水平路面上时，车对地面的压强。 1： （2020 赤峰）赤峰）用如图所示的滑轮组将货物匀速向上提升 3m，人的拉力 F 为 200N ，这个 过程中滑轮组提升货物的机械效率为 80% ，求： （1）绳子自由端移动的距离 s； （2）人的拉力 F 做的功； （3）货物的重力。 2： （20202021 河北沧州月考试题）河北沧州月考试题） 小明家买了一辆以汽油为燃烧的小汽车， 经查阅资料， 小明了解
11、到以下信息： “该车若以 80km/h 的速度匀速行驶时，发动机的牵引力为 780N，百 公里油耗 8L/100km，已知汽油的密度 0.7103kg/ m3 ，汽油的热值为，汽油的热值为 4.6107J/kg）求： （1）8L 汽油的质量是多少 kg？ （2）完全燃烧 8L 汽油所放出的热量是多少？ （3）该车以 80km/h 的速度匀速行驶时，它的发动机效率是多少？ 3： （20182018 江苏淮安中考）江苏淮安中考）电动汽车因其节能、环保而受到人们的青睐。某品牌电动汽车， 驾驶员与车的总质量为 1.6t，车静止时轮胎与地面接触的总面积为 0.08m2汽车在平直公路 上以 10m/s 的
12、速度匀速行驶 20min，此时驱动电机的输入电压为 300V，电流为 60A，汽车 所受阻力为驾驶员与车总重力的 0.1 倍，g 取 10N/kg。求电动汽车： （1）静止在水平地面上对地面的压强。 （2）匀速行驶过程中驱动电机消耗的电能。 （3）匀速行驶过程中牵引力的大小。 （4）匀速行驶过程中牵引力所做的功。 4： （2020 盐山二中八年级期末试题）盐山二中八年级期末试题）如图所示为一辆无人驾驶清扫车，空车质量为 400kg， 它集激光雷达、摄像头、超声波雷达等传感器于一体，可自主作业。 （1）激光是一种电磁波，它在真空中的传播速度为_m/s； （2） 空车停在水平地面上， 若地面总受力
13、面积为 200cm2 ， 则车对地面的压强为多少帕？ （g 取 10N/kg） 5:（2020 邯郸一模）邯郸一模）如图所示，一个质量为 312kg，底面积为 0.6m2的货箱静止在水平地面 上，用电动机通过滑轮组在 10s 内将货箱匀速提升了 2m，提升过程中，电动机的输出功率 为 780W，求（不计绳重和摩擦，g=10N/kg),(1)货箱对地面的最大压强。 （2）滑轮组的机械效率。 （3）如果要匀速提起 600kg 的货物，电动机对绳子的拉力。 6： （山东济南章丘（山东济南章丘 20182019 学年下学期期末试题）学年下学期期末试题）随着城市建设的加快，高层住宅拔地 而起。但城市供水
14、只能满足 16 层，6 层以上需要利用水泵进行二次加压，先把水存到楼 顶水箱，再对整栋楼供水。如果水泵把体积为 6m3的水送到 20m 高的楼顶水箱，所用时间 为 10min。取 g=10N/kg通过计算回答： （1）体积为 6m3的水的质量； （2）此过程水泵对水做的功； （3）此过程水泵的功率 7： （： （2020 连云港）连云港）随着科技的发展，无人驾驶汽车已进入人们的生活。无人驾驶汽车通过 车载激光雷达摄像头等传感器实现自动驾驶。 一质量为 1.2t 的无人驾驶汽车， 静止时四个轮 子与地面的总接触面积为 0.12m2，在平直道路上以 36km/h 的速度匀速行驶，受到的牵引力 大小
15、为 4 103N。某时刻车头上的激光雷达向正前方的固定障碍物发射一束激光信号，经 3 10-7s 激光雷达接收到障碍物反射回的信号（该时间内汽车行驶的距离忽略不计） 。已知光 速为 3 108m/s，g 取 10N/kg。求该汽车。 （1）静止时对水平地面的压强大小； （2）此刻车头到障碍物的距离； （3）以 36km/h 的速度匀速行驶时牵引力的功率。 8： （2018 山东德州中考）山东德州中考）我国首款大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600 如图 24 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
16、，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 2.5106W。(水=1.0103kg/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。 9:（2020 宜昌中考）宜昌中考）为了解决乡村快递的交通问题，某快递公司采用无人机将包裹送达每 个村子的派送员，自动卸货后随即返航，继续其它的配送。某次派送包裹的质量为 12kg， 飞行高度
17、为 120m，10min 内水平飞行里程为 6.5km。 （1）该次派送无人机水平飞行的平均 速度是多少 km/h. (2) 无人机提着包裹从地面匀速上升到 120m 高度的过程中，拉力对包裹做的功是多少 （g=10N/kg)。 10： （2018 唐山路北三模）唐山路北三模）如图 15 甲所示是使用汽车打捞水中重物的示意图，汽车通过定 滑轮牵引水下一个质量均匀分布的正方体重物，在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度 V=0.1m/s 向右运动，图 15 乙是此过程中汽车拉力 F 随时间 t 变化的图像，设 t=0 时汽车开 始提升重物，忽略水的阻力和滑轮的摩擦，g=10N/kg，求: （1）水库
18、的深度. （2）重物的密度 . （3）整个打捞过程中汽车的最小功率。 11： （： （2020 株洲）株洲）在水平地面上有一物体 A。 （1） 如图甲所示， 用轻弹簧测力计水平向右匀速地拉物体 A， 测力计的示数放大后如图乙， 可读得为_N，物体所受地面给它的滑动摩擦力的大小与弹簧测力计的示数_ （填“相等”或“不相等”） ； （2）若我们只有一个量程为 2.5N 的轻弹簧测力计，则可把方案改为如图丙所示。物体 A 用轻绳与一轻滑轮相连，轻滑轮上还绕着另一根轻绳，该轻绳一端 B 固定在竖直墙上，另 一端 C 用弹簧测力计水平向左匀速地拉着物体 A 运动（不计滑轮的摩擦） 。此时弹簧测力计 的示
19、数等于轻绳 D 对物体 A 的拉力大小的_（填“一半”或“一倍”或“两倍”） ； （3）图丙中，若物体 A 向左匀速运动的距离为 1m，则此过程中轻绳 D 对物体 A 的拉力做 的功为_J。结合所学的动滑轮的有关知识，可知弹簧测力计对绳的端点 C 做的功与 轻绳 D 拉物体 A 做的功_ （填“相等”或“不相等”） 。 12： （2019 攀枝花中考试题）攀枝花中考试题）如图所示，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重为 G=9 104N 的货物 A 沿斜面向上匀速运动，货物 A 的速度为 V=2m/s，经过 t=10s,货物 A 竖直 升高 h=10m，已知对绳子的拉力 F 的功率 P=12
20、0kw，不计绳、滑轮的质量和摩擦，求： （1）t 时间内汽车对绳的拉力所做的功； （2）汽车对绳的拉力大小； （3）斜面的机械效率。 13： （： （2020 东莞）东莞）最近，我国航天科技集团公司研发的新型彩虹太阳能无人机成功完成临近 空间试飞， 这种“大气层内飞行卫星”是将弹道导弹和微型无人机结合起来的一种新型侦察设 备（如图所示） 。新型彩虹太阳能无人机采用太阳能作为动力源，它具备超长航时的特点。 若这款太阳能无人机携带仪器后总重力为 2000N， 停放时轮子与地面总的接触面积为 0.05m ， 在 7 分钟内上升到极限高度 21km，则： （1）停放在水平地面时，无人机对地面的压强是多
21、少？ （2）无人机上升过程中的平均速度为多少？ （3）升空过程中，7 分钟内无人机克服重力做了多少功？ 14:（2020.广东）广东）某轿车在平下公路上行驶的 45s 内，其速度 V 与 t，动力 F 与时间 t 的关 系图像分别如图甲、乙所示，已知前 10s 汽车运动的路程为 100m，求： （1）前 10s 轿车运动的平均速度。 （2）轿车在匀速直线运动阶段通过的路程。 （3）动力 F 做的总功。 15： （20202021 河北盐山实验中学九年级第一学期期末试题）河北盐山实验中学九年级第一学期期末试题）由于春季干旱，农民需用水 泵抽水灌溉农田，有一水泵名牌如下表所示：求： 水泵连续正常工
22、作 5h，所做的有用功是多少。 此水泵总功率。 若此水泵用一柴油机带动，假设柴油完全燃烧放出的内能有 45%转化为水泵轴的机械能， 则每小时消耗多少柴油。(柴油的热值为 410 7J/kg，g=10N/kg) 型号 8B13 质量 111kg 扬程 12m 流量 300m 3/h 效率 80% 出厂日期 2017 年 6 月 专题专题 07 功与功率的综合计算功与功率的综合计算 考点考点 01：力的作用效果及功与功率的综合计算：力的作用效果及功与功率的综合计算： 此考点主要是在正确分析物体受的的前题利用功与功率的计算公式对某些物理量进行正 确的计算。 一：常见求有用功的计算公式： （1）水平移
23、动型：W=FS。 （2）竖直移动型：W=FS=Gh；或 W=Pt。 二：常见功率的计算公式：P=W/t=FV.; 例例 1： （20202020四川雅安）四川雅安）一辆汽车以恒定的功率 在平直的公路上做直线运动，其v-t图像 如图所示，在第 10s 时速度达到 15m/s，通过的路程为 80m。求 (1)在 010s 内汽车的平均速度； (2)设汽车在匀速行驶过程中所受阻力不变，大小为f=4000N，则汽车匀速行驶时的功率； (3)在 010s 内汽车发动机产生的牵引力所做的功。 【答案】(1)8m/s；(2) 4 6 10 W；(3) 5 6 10 J。 【解析】(1)由题知，在 010s
24、内汽车通过的路程s=80m，则在 010s 内汽车的平均速度： 80m 8m/s 10s s v t . (2)由图可知，10s 后汽车做匀速直线运动，速度v=15m/s，此时汽车受到的牵引力和阻力是 一对平衡力，大小相等，则牵引力：F=f=4000N，汽车行驶时的功率为： 4 4000N 15m/s6 10 W W PFv t . (3)因为汽车的功率不变，所以在 010s 内汽车发动机产生的牵引力所做的功： 45 6 10 W 10s6 10 JWPt. 【变式【变式 11】 （2018 山西中考）山西中考）每天都会有许多全国各地的人民群众，来到天安门广场观看 升国旗仪式。天安门广场上的国
25、旗，每天都会准时同太阳一起升起，25000 次零失误。这是 护卫国旗的战士们，一天一个两万步，两年一个新长征的训练缔造的奇迹。天安门广场上的 国旗总重为 175N，升旗时(如图)，国旗上升高度为 30m，所用时间为 2 分 07 秒。求解下列 问题：(1)国旗上升的平均速度是多少(保留一位小数)。 (2)将国旗沿竖直方向匀速升高 30m，拉力对国旗做的功是多少。 (3)若某持枪战士总重约为 700N，估算该战士站立时对水平地面的压强。 【答案】 （1）0.2m/s (2)5250J (3)10000Pa. 【解析】(1)国旗上升的时间为 2 分 07 秒，即t =127s ，则国旗上升的平均速
26、度 30m 0.2m/s 127s s v t 。 (2)国旗匀速上升过程中拉力做的功175N 30m5250JWFsGh (3)战士双脚与地面的接触面积约 22 7 10 mS 则战士对水平地面的压强： 4 22 700N 1 10 Pa 7 10 m GF p SS 人 。 例例 2： （20202020四川乐山）四川乐山）如图所示，一款新型无人驾驶电动汽车，总质量为 1.510 3kg， 在性能测试中，沿平直的公路匀速行驶，行驶过程中汽车受到的阻力为总重力的 0.1 倍， （g 取 10N/kg）求： (1)汽车匀速行驶的速度； (2)汽车受到的牵引力； (3)此过程中汽车牵引力所做的功
27、和做功功率。 【答案】(1)10m/s (2)1.510 3N (3)2.7106J，1.5104W。 【解析】(1)汽车行驶的路程： 3 1.8 10 ms ，汽车行驶的时间：3min180st 汽车匀速行驶的速度： 3 1.8 10 m 10m/s 180s s v t 。 (2)由于汽车匀速行驶，所以汽车受到的牵引力等于阻力： 33 =0.10.1 1.5 10 kg 10N/kg1.5 10 NFFmg 阻牵引 (3)此过程中汽车牵引力做功： 336 1.5 10 N 1.8 10 m2.7 10 JWFS 汽车牵引力做功的功率： 6 4 2.7 10 J 1.5 10 180s W
28、W p t 。 【变式【变式 2 2- -1 1】 （2019 承德中考模拟试题）承德中考模拟试题）一辆在水平路面上沿直线行驶的货车，行驶时所受 的阻力为总车重的 0.1 倍，货车（含驾驶员）重为 6104N，货车车轮与地面的接触面积为 0.05m2,货车以 72km/h 的速度在水平路面上匀速行 （1）求货车对地面的压强。 （2）求货车行驶 10min 运动的路程。 （3）求货车的功率。 【答案】 （1）1.210 6Pa， （2）12km (3)1.2105W. 【解析】(1)货车对地面的压强 P=F/S=G/S=610 4N/0.05m2=1.2106Pa. (2)10min=1h/6，
29、货车行驶 10min 运动的路程 S=Vt=72km/h(1/6)h=12km. (3)72km/h=20m/s，货车的功率 P=FV=fV=0.1GV=0.1610 4N20m/s=1.2105W。 考点考点 0202：简单机械类功与功率的综合计算：简单机械类功与功率的综合计算： 此考点主要是将功与功率的计算与杠杆、滑轮组、斜面等各种简单机械整合在一起，根 据各种简单机械特点并运用功与功率的知识去求解某些物理量。 例例 1： （： （2016 河北中考）河北中考）如图所示是某建筑工地用电动机、定滑轮和斜面组成的装置，将重 为 1 600 N 的建材由斜面底端匀速拉到顶端。已知斜面倾角为 30
30、，斜面高为 4.5 m，建材 移动的速度为 0.4 m/s， 电动机的输出功率为 400 W， 斜面的效率与整个装置的效率之比1： 2=10：9。(忽略定滑轮处摩擦及绳重)求： (1)对建材做的有用功。 (2)斜面的效率。 (3)电动机做功多少。 【答案】 （1）7200J （2）80% （3）10 4J。 【解析】 （1）由题意利用图中装置对建材做的有用功 W有=G物h=1600N4.5m=7200J. (2) 由题意， 电动机的输出功率为 400 W， 根据 P=W/t=FV 可得： 电动机对绳子产生的拉力： F=P/V=400W/0.4m/s=1000N； 则斜面的机械效率1=W有/W总
31、=W有/FS= （7200J/100N24.5m） 100%=80%。 （3）根据题意斜面的效率与整个装置的效率之比1：2=10：9 可得整个装置的机械效率 2=（9/10）1=72%；则电动机消耗的电能 W=W有/2=7200J/0.72=104J。 例例 2 2：（2020 南通）南通） 如图， 塔式起重机上的滑轮组将重为 1.2 104N 的重物匀速吊起 2m 时， 滑轮组的机械效率为 80%，g 取 10N/kg。 （1）求提升重物做的有用功； （2）求绳端的拉力； （3）若动滑轮的质量为 40kg，求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。 【答案】 （1）2.4 104J （2）5 103N
32、（3）5.2 103J。 【解析】 （1）提升重物做的有用功 W有=Gh=1.2 104N 2m=2.4 104J 提升重物做的有用功为 2.4 104J。 （2） 由图可知， n=3， 则绳端移动的距离 s=nh=3 2m=6m， 由 =W有/W总 可得 W总=W有/=2.4 104J/80%=3 104J，绳端的拉力 F=W总/S=3104/6m =5 103N。 （3）由 W有+W额=W总可得，额外功 W额=W总W有=3 104J 2.4104J =6 103J，克服动滑轮 重力所做的额外功 W动=G动h=m动gh=40kg 10N/kg 2m=800J，克服摩擦和钢丝绳重所 做的功 W
33、= W额 W动=6 103J-800J =5.2 103J。 【变式【变式 2 2- -1 1】 （2020 镇江）镇江）如图 1 所示，质量为 20kg 的重物放在水平地面上，重物与地面 间的接触面积为 0.1m2。利用图 2 所示的滑轮组，小明在 20s 内将重物匀速提高 5m，他对绳 子自由端施加的拉力为 150N。不计绳重和轮轴处摩擦，g 取 10N/kg。 （1）求图 1 中重物对地面的压强； （2）在图 2 所述过程中，求 小明所做的额外功。小明做功的功率。 【答案】 （1）2000Pa （2）500J，75W。 【解析】（1） 重物对地面的压力大小与重物的重力大小相等， 即F=
34、G=mg=20kg 10N/kg =200N 根据压强公式可得重物对地面的压强为 P=F/S=2000Pa。 （2）由图可知，动滑轮组中的 n=2，则小明所做的总功为 W总=nFh=2 150N 5m=1500J 小明所做的有用功为 W有= Gh=200N 5m=1000J，则小明所做的额外功为 W额=W总-W有 =1500J-1000J=500J，根据功率公式，可知小明做功的功率为 P=W总/t=1500J/20s=75W。 【名师点睛】 （1）处在水平面上的物体，物体对桌面的压力等于重力，结合压强的定义式 p=F/S 求解物体产生的压强，其中 F 是压力，S 是受力面积； （2）求解外力做
35、功，利用外力 大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即 W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时 间即为功率。 考点考点 0303：内燃及电动机械类功与功率的综合计算：内燃及电动机械类功与功率的综合计算： 内燃机在做功冲程将内能能转化为机械能， 用来推动车辆前进， 电动机械工作过程中将电 能转化为机械能。此考点综合考查热学、电学、力学的知识，将力、热、电三个知识融合在 一起进行考查。 例例 1 1： （2019 唐山路南三模）唐山路南三模）电动汽车有体积小，节能环保的特点，小刚买了一辆 E200 的 电动汽车，汽车的相关数据如下表， （g=10N/kg） 小轿车的总质量 900kg 静止时每
36、只轮胎与地面的接触面积 100cm2 额定输出功率 15kw 匀速行驶过程中的总阻力 总重的 0.05 倍 （1）求该车静止在水平地面上时，空车对地面的压强 （2）某次小刚一家开车出行时在水平道路上匀速行驶了 9km，路上用时 10min，该行驶路 程段限速 40km/h，请你计算说明小刚爸爸是否驾车超速。 （3）求载人出行时，汽车的总质量为 1200kg，若汽车以额定输出功率在公路上匀速行驶， 汽车的行驶速度多大。 （g=10N/kg） 【答案】(1)2.2510 5Pa (2)54km/h40km/h 所以超速。 （3）25m/s 【解析】 （1）空车时对地面的压力 F=G=mg=900k
37、g10N/kg=9000N，因为 S=0.04m 2,所以汽车 对地面的压强 P=F/S=9000N/0.04m 2=2.25105Pa. (2)汽车的行驶速度 V=S/t=9km/（1/6h）=54km/h40km/h 所以超速. (3)汽车载人时的总重 G总=m总g=1200kg10N/kg=1.210 4N,匀速行驶过程中的牵引力 F 牵 =f=0.05G总=0.05 1.2 10 4N=600N ， 以 额 定 功 率 行 驶 时 的 速 度 V 2=P/F牵=1.5 10 4W/600N=25m/s. 例例 2 2： 【变式： 【变式 1 1- -1 1】 （201920192020
38、2020 沧州九年级月考试题）沧州九年级月考试题）汽车在行驶中，由于路况和车速的不汽车在行驶中，由于路况和车速的不 同，发动机的实际功率也不同，通常行驶时，实际功率要小于它的最大功率。某型号轿车的 有关数据如下表，(某标号的汽油的热值约为 4.510 7J/Kg，密度约为 0.7103Kg/)求 若轿车以 100km/h 的速度匀速行驶 1h，求： （1）轿车消耗了多少汽油。 若轿车发动机的效率为30%， 当轿车以100km/h的速度行驶时发动机的实际功率是多少W。 发动机的最大功率 90kW 百公里耗油(100km/h 匀速行驶) 6.0L 最大车速 170km/h 【答案】 （1）4.2k
39、g (2)1.57510 4W. 【解析】 （1）由=m/v 则若轿车以 100km/h 的速度匀速行驶 1h，则轿车消耗的汽油 m水= V=0.710 3kg/m3610-3m3=4.2kg. (2)汽车运行的时间t=1h消耗的汽油产生的总热量Q=mq=4.2kg4.510 7J/kg=1.89108J， 由=W有/W总=Q有用/Q总可得：Q有用=Q总=30%1.8910 8J=5.67107J，有用功 W 有=Q有所以 发动机的实际功率P实=W有/t=5.6710 7J/3600s=1.575104W. 例例 2 2： （： （20202020 石家庄四区联考二模试题）石家庄四区联考二模试
40、题）如图甲所示，总质量为 1200kg 的小汽车，每个轮 子与地面的接触面积为 200cm 2,甲个成年人（每个成年人的质量按 60kg 计算）上车后，在平 直的公路上做直线运动，其 Vt 图像如图乙所示，汽车 在第 200s 时已行驶了 2400m,速度 达到了 20m/s，随后匀速前进（若汽车在行驶过程中所受阻力为 900N，汽车发动机的效率为 30%，汽油的热值为 4.610 7J/kg）求： （1）小汽车在前 200s 内的平均速度。 （4）小汽车匀速行驶 2.3km 消耗的汽油的质量。 （5）四人上车后，车静止在水平路面上时，车对地面的压强。 【答案】 （1）12m/s (2）0.1
41、5kg (3)1.810 5kg. 【解析】 （1）小汽车在前 200s 内的平均速度 V=S/t=2400m/200s=12m/s。 （2）因为汽车在平直公路上匀速行驶， 所以汽车所受的牵引力 F=f=900N， 汽车行驶的距离 S=2.3km=2300m，则小汽车发动机所做的功 W=FS=900N2300m=2.07106J；由=W/Q 可 得：汽油完全燃烧放出的热量 Q=W/=2.07106J/30%=6.9106J，由 Q=mq 可得：消耗的 汽油的最小质量 m=Q/q=6.9106J/4.6107J/kg=0.15kg。 （3）四人上车后，车静止在水平地面上时，车对地面的压力 F=G
42、总=（1200kg+60kg) 10N/kg=1.44104N，则车对地面的压强 P=F/S=1.44104N/420010-4m2=1.8105Pa。 1： （2020 赤峰）赤峰）用如图所示的滑轮组将货物匀速向上提升 3m，人的拉力 F 为 200N ，这个 过程中滑轮组提升货物的机械效率为 80% ，求： （1）绳子自由端移动的距离 s； （2）人的拉力 F 做的功； （3）货物的重力。 【答案】 （1）9m (2）1800J （3）480N。 【解析】 （1）由图可知有 3 股绳，绳子自由端移动的距离为 s=nh=3 3m=9m。 （2）人的拉力做的功为 W=Fs=200N 9m=18
43、00J。 （3）由滑轮组提升货物的机械效率为 80%，可得=（W有/W总 ）100%=Gh/W100%可 导出推导出货物的重力为 G=W/h100%=1800J 80%/3m100%=480N。 2： （20202021 河北沧州月考试题）河北沧州月考试题） 小明家买了一辆以汽油为燃烧的小汽车， 经查阅资料， 小明了解到以下信息： “该车若以 80km/h 的速度匀速行驶时，发动机的牵引力为 780N，百 公里油耗 8L/100km，已知汽油的密度 0.7103kg/ m3 ，汽油的热值为，汽油的热值为 4.6107J/kg）求： （1）8L 汽油的质量是多少 kg？ （2）完全燃烧 8L 汽
44、油所放出的热量是多少？ （3）该车以 80km/h 的速度匀速行驶时，它的发动机效率是多少？ 【答案】 （1）5.6kg (2)2.576108J； （3）30.28%。 【解析】 （1）根据 m=V=0.7103kg/ m3810-3m3=5.6kg 。 (2）根据 Q放=mq=5.6kg4.6107J/kg=2.576108J。 （3）发动机牵引力做的有用功 W=FS=780N80000m=6.24107J ,W总=2.576108J.所以发 动机效率 =W/Q=（6.24107J/2.576108J）100%=30.28%。 3： （20182018 江苏淮安中考）江苏淮安中考）电动汽车
45、因其节能、环保而受到人们的青睐。某品牌电动汽车， 驾驶员与车的总质量为 1.6t，车静止时轮胎与地面接触的总面积为 0.08m2汽车在平直公路 上以 10m/s 的速度匀速行驶 20min，此时驱动电机的输入电压为 300V，电流为 60A，汽车 所受阻力为驾驶员与车总重力的 0.1 倍，g 取 10N/kg。求电动汽车： （1）静止在水平地面上对地面的压强。 （2）匀速行驶过程中驱动电机消耗的电能。 （3）匀速行驶过程中牵引力的大小。 （4）匀速行驶过程中牵引力所做的功。 【答案】 （1）210 5Pa（2）2.16107 J（3）1.6103N（4）1.92107J。 【解析】 （1）驾驶
46、员与车的总质量为 1.6t，对地面的压力等于重力：F=G=mg=1.610 3kg 10N/kg=1.610 4N，车静止时轮胎与地面接触的总面积为 0.08m2，静止在水平地面上对地面 的压强：p=F/S=1.6 10 4N/0.08m2=2105Pa； （2）匀速行驶过程中驱动电机消耗的电能：W=UIt=300V60A2060s=2.1610 7 J； （3）汽车所受阻力为驾驶员与车总重力的 0.1 倍，f=0.1G=0.11.610 4N=1.6103N， 因做匀速直线运动，行驶过程中牵引力的大小等于阻力，故 F=f=1.610 3N； （4） 匀速行驶过程中牵引力所做的功： W=Fs=
47、Fvt=1.610 3N10m/s2060s=1.92107J。 4： （2020 盐山二中八年级期末试题）盐山二中八年级期末试题）如图所示为一辆无人驾驶清扫车，空车质量为 400kg， 它集激光雷达、摄像头、超声波雷达等传感器于一体，可自主作业。 （1）激光是一种电磁波，它在真空中的传播速度为_m/s； （2） 空车停在水平地面上， 若地面总受力面积为 200cm2 ， 则车对地面的压强为多少帕？ （g 取 10N/kg） （3）空车行驶时牵引力的功率为 810W，在 10s 内匀速行驶 12m，车受到的阻力为多少牛？ 【答案】 （1）3108m/s (2）2105Pa （3）675N。 【
48、 解 析 】 （ 2 ） 车 对 地 面 的 压 力 F=G=mg=400kg 10N/kg=4000N 车 对 地 面 的 压 强 P=F/S=4000N/0.02m2=2 105Pa。 （3）由题意车的速度 v= S/t=12m/10s=1.2m/s。空车行驶时牵引力的功率 P=W/t=FV 则车的 牵引力 F=P/V=810W/1.2m/s=675N.由于车做匀速运动，受到的牵引力和阻力是平衡力， 所以 车受到的阻力为 f=F=675N。 5:（2020 邯郸一模）邯郸一模）如图所示，一个质量为 312kg，底面积为 0.6m2的货箱静止在水平地面 上，用电动机通过滑轮组在 10s 内将
49、货箱匀速提升了 2m，提升过程中，电动机的输出功率 为 780W，求（不计绳重和摩擦，g=10N/kg),(1)货箱对地面的最大压强。 （2）滑轮组的机械效率。 （3）如果要匀速提起 600kg 的货物，电动机对绳子的拉力。 【答案】 （1）5200Pa （2）80% （3）2260N。 【 解 析 】 （ 1 ） 货 箱 重 为 G=mg=312N 10N/kg=3120N. 货 箱 对 地 面 的 最 大 压 强 P=F/S=3120N/0.6m2=5200Pa。 （3）由图可知滑轮组有 3 段绳子吊着物体，因此绳子移动的距离 S=3h=32m=6m，电动 机对绳子的拉力 F=P/V=780W/0.6m/s=1300N；滑轮组的机械效率=（W有/W总 ） 100%=Gh/Fs=100%=(3120N2m/1300N6m)100%=80%。 （4）由题意可知，拉力做的额外功是对动滑轮做的功，所以动滑轮的重力 G动=W总W有 /h=7800J6240J/2m=780N，匀速提起 600N 的货物时，电动机对绳子的拉力 F拉 =G 物+G动 /3=6000N+780N/3=2260N。 6： （山东济南章丘（山东济南章丘 20182019 学年下学期期末试题）学年下学期期末试题）随着城市
