1、专题专题 14 功和功率功和功率 考点一考点一 功及其计算功及其计算 1. （2020 安徽铜陵市 八年级期末） 放在水平地面上的一物块， 受到方向不变的水平推力 F 的 作用，F 的大小与时间 t 的关系和物块速度 v 与时间 t 的关系如下左图和右图所示。已知 物块运动时受到的摩擦力是重力的 0.4 倍，取 g10N/kg。由此两图线可以知道下列结论错 误的是（ ） A物块的质量为 m0.5kg，物块运动时受到的摩擦力为 f=2N B物块在 4s-6s 时间内水平推力做功为 16J C物块 0-2s 时间内在 1N 的水平推力作用下，处于静止状态 D物块 2s-4s 时间内的平均速度大小为
2、 4m/s 2 （2020 安徽芜湖市 九年级月考）如图所示，甲物块质量为 2 m，乙物块的质量为 m。用 同样大小的力F将物体甲和乙向右拉动相同的距离s， 在此过程中， 甲物体做匀速直线运动， 乙物体做加速直线运动。由此判断正确的是（ ） A力 F 对甲做的功小于力 F 对乙做的功 B力 F 对甲做的功大于力 F 对乙做的功 C力 F 对甲做的功等于力 F 对乙做的功 D力 F 对甲做功比对乙做功慢 3 （2020 安徽芜湖市 九年级月考）如图所示的四个过程，所描述的力对物体没有做功的是 （ ） A 在水平路面上匀速前进时提水桶的力 B 站在向上运动的电梯上的人提箱子的力 C 鸡蛋升高过程举
3、鸡蛋的力 D 车前进时人拉车的力 4 （2020 安徽九年级其他模拟）如图所示，光滑斜面 ABAC，沿斜面 AB 和 AC 分别将同 一重物从它们的底部拉到顶部，所需拉力分别为 F1和 F2，所做的功分别为 W1和 W2，则 AF1F2，W1=W2 BF1F2，W1W2 CF1F2，W1W2 DF1F2，W1=W2 5 （2020 安徽亳州市 九年级月考）图是一张出租车发票中的部分信息，假如这辆出租车 是在平直 公路上匀速行驶，发动机牵引力的大小为 3 103N。求： (1)该车的牵引力做的功； (2)该车的牵引力做功的功率。 6 （2020 安徽淮南市 九年级月考） 某公交汽车以天然气为燃料
4、， 该车在平直公路上以 15m/s 的速度匀速行驶 10min，消耗的天然气为 4.5m3，汽车发动机提供的牵引力为 6000N。已知 天然气的热值是 4 107J/m3，试求： (1)汽车发动机做的功是多少 J? (2)所消耗的天然气完全燃烧所放出的热量是多少 J? (3)发动机工作时将天然气完全燃烧获得的内能转化为机械能的效率是多大? 7 （2020 安徽淮南市 九年级月考）一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速为 360r/min，在做功 冲程中活塞受到燃气的平均压强为 1.5 106Pa，活塞的横截面积是 S=1.2 10-2m2，行程是 L=0.3m。 (1)该柴油机在一次做功冲程中能做多少
5、功？ (2)该柴油机的功率为多大？ (3)若该柴油机将内能转化为机械能的效率为 30%，已知柴油的燃烧值是 4.3 107J/kg，则该 柴油机每工作 10min 须燃烧柴油多少 kg？（结果保留两位小数） 8 （2020 安徽合肥市 九年级期中）合肥地铁的开通大大缓解了城市公交运输的压力。某学 校实践活动小组的同学收集到某市地铁机车和公交车在甲、 乙区间内运行的相关数据如下表。 型号 地铁机车 地铁电力机车 功率 103kW 平均速度 60km/h 牵引力 5 104 N 额定载客 量 500 人 型号 公交汽车 燃油热值 4 107J/kg 平均速度 18km/h 牵引力 3000 N 额
6、定载客 量 40 人 问：(1)该型号地铁机车从甲站运行到相距 2.4km 的乙站，一趟需要多少小时？ (2)若机车这段时间共消耗电能 1.44 108J，该机车的效率是多少？（保留一位小数） (3)公交车每行驶一千米消耗燃油 0.3kg，公交车热机的效率是多少？ 9 （2020 芜湖市南瑞实验学校九年级月考）如图所示，在垃圾分类清理过程中，用 150kW 的铲车开足马力工作。若铲车用 5s 匀速推进了 3m，然后将 1.5t 的垃圾举高 3m 装车运走， 整个过程是连续的，若柴油发动机的热机效率为 34.5%。(q柴=3.3 107J/kg)求： (1)在推垃圾过程，铲车受到的阻力； (2)
7、在举高过程，铲车所做的功； (3)整个过程消耗柴油多少千克？ 10 （2020 安徽芜湖市 九年级月考）如图所示，OA 为绕 O 转动的杠杆且质量分布均匀，在 杠杆的 B 处挂一重物 G ，用始终竖直向上的拉力 F 将物体提升 h 的高度后，杠杆恰好沿水 平位置旋转了 30 。若 OA=1.5m，G= 180N，杠杆重 G1=80N， 2 3 OBOA。求： （不计切 摩擦和空气阻力） (1)有用功和额外功； (2)杠杆的机械效率和拉力 F 的大小。 11 （2020 安徽芜湖市九年级期中）一小车在 100N 水平拉力的作用下，在 5s 内沿水 平方向匀速运动 15m，速度是_m/s，拉力对小
8、车做的功是_J。 12 （2020 安徽滁州市 九年级月考）一辆汽车在平直的公路上匀速行驶了 100km，消耗了 5kg 汽油，已知汽油的热值为 7 4.6 10 J/kg，如果汽油机的效率为 35%，则汽车受到的阻 力为_N。 13 （2020 安徽淮南市 九年级月考）在学校组织的户外拓展活动攀岩项目中，体重为 600N 的林老师用 3min 攀到距地面 15m 的顶端，在此过程中他克服重力做功的平均功率为 _W。 14 （2020 安徽淮南市 九年级月考）我国探月工程嫦娥五号探测器于 2020 年 11 月 24 日成 功发射， 开启我国首次地外天体采样返回之旅。 探测器质量为 8.2t，
9、 当探测器上升 1000m 时， 其重力势能增加_。 15 （2020 安徽芜湖市 九年级月考） 电动平衡车是一种时尚的代步工具， 当平衡车带着 60kg 的人沿水平路面匀速前行 1 km 时，平衡车对人做功_J。 （g 取 10 N/kg） 考点二考点二 功率及其计算功率及其计算 16 （2020 届安徽省当涂县九年级初中毕业班六校第二次联考物理试卷）建筑工地上起重机 几分钟内就把所需砖送到楼顶， 如果人直接用滑轮组来提升则需要几个小时， 其原因是 （ ） A起重机功率大，做功快 B起重机机械效率高，做功慢 C起重机功率大，做功多 D起重机机械效率高，做功多 17 （安徽省淮南市西部地区 2
10、020-2021 学年九年级 12 月联考物理试题）徐老师参加自行车 比赛，他在水平路面上 5min 匀速骑行了 3km。若车所受阻力约为人和车总重力的 0.02 倍， 已知徐老师的质量为 60kg，则他的骑行功率和下列哪个值最接近（ ） A5W B15W C150W D1500W 18 （安徽省巢湖三中 2020-2021 学年九年级（上）期末联考物理试题）下列关于功、功率 和机械效率的说法，其中正确的是（ ） A功率越大的机械，做功越快 B物体受到的力越大，做功越多 C机械效率高的机械，功率越大 D做有用功越多的机械，机械效率越高 20 （安徽省无为市 2020-2021 学年九年级（上）
11、10 月月考物理试题）如图所示，甲物块质 量为 2 m，乙物块的质量为 m。用同样大小的力 F 将物体甲和乙向右拉动相同的距离 s，在 此过程中，甲物体做匀速直线运动，乙物体做加速直线运动。由此判断正确的是（ ） A力 F 对甲做的功小于力 F 对乙做的功 B力 F 对甲做的功大于力 F 对乙做的功 C力 F 对甲做的功等于力 F 对乙做的功 D力 F 对甲做功比对乙做功慢 20 （安徽省蚌埠市局属初中 2020-2021 学年九年级（上）期中物理试题）某单缸四冲程汽 油机，飞轮每分钟转 1000 转，活塞面积是 100cm2，活塞行程是 30cm假如做功冲程中燃 气的平均压强是 5 105P
12、a， 汽油机每分钟燃烧 50g 的汽油。（汽油机的热值为 4.2 107Jkg） 。 求： (1)汽油机的功率是多大? (2)汽油机的效率是多大? 21 （安徽省淮南西部地区 2020-2021 学年九年级 10 月联考物理试题）一台单缸四冲程柴油 机的飞轮转速为 360r/min，在做功冲程中活塞受到燃气的平均压强为 1.5 106Pa，活塞的横 截面积是 S=1.2 10-2m2，行程是 L=0.3m。 (1)该柴油机在一次做功冲程中能做多少功？ (2)该柴油机的功率为多大？ (3)若该柴油机将内能转化为机械能的效率为 30%，已知柴油的燃烧值是 4.3 107J/kg，则该 柴油机每工作
13、 10min 须燃烧柴油多少 kg？（结果保留两位小数） 22 （安徽省淮南西部地区 2020-2021 学年九年级 10 月联考物理试题）参加今年国庆阅兵的 运 20 是我国自主发展的大型运输机， 它的发动机是一种热机， 通过航空煤油在气室中燃烧， 从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力，若运 20 在高空中飞行时在恒定的水 平推力 F 作用下，以 720km/h 的速度沿水平方向匀速航行 1h，需要燃烧航空煤油 4800kg， 已知飞机发动提供的机械功率是 3.2 107W，航空煤油的热值为 4 107J/kg。则在这 1h 内： (1)发动机获得的水平推力 F 是多大? (2)该
14、飞机发动机的热机效率是多大 23 （安徽合肥市蜀山区五十中 2020-2021 学年九年级（上）期中物理试题）如图甲所示， 是一辆太阳能玩具车，在阳光的照射下，小车从静止开始沿直线运动，运动过程中速度 v 与时间 t 的关系如图乙所示，设运动过程中玩具车的功率始终不变，受到的阻力恒为 3N。 已知小车上太阳能电池板的面积为 5cm2，辐射功率 P（1s 内 1m2面积上接收到的太阳能） 为 6 104J/（m2s） ，求： (1)太阳能玩具车运动的功率； (2)在 05s 时间内，太阳能玩具车做的功； (3)太阳能玩具车太阳能转化机械能的效率？ 24 （安徽省合肥市初级中学 2020-2021
15、 学年九年级 10 月阶段教学质量评价物理试题）2020 年 7 月，由于杭埠河、丰乐河已达到历史最高水位，为了居民安全，合肥市三河镇镇区居民 进行撤离，汽车在撤离的过程中发挥了重要作用。汽车在行驶中由于路况和车速的不同，发 动机（汽车的发动机实际上是一个热机）的实际功率也不同，通常情况下实际功率要小于它 的最大功率。如表是某型号公交车的相关数据： 发动机最大功率 P=30kW 百公里油(100km/h 匀速行驶) 5L（某标号汽油） 最大车速 170km/h （某标号汽油的密度约为 0.8 103kg/m3，热值约为 4.5 107J/kg）若该轿车以 100km/h 的速度 匀速 100k
16、m，行驶时轿车发动机的效率是 30%，求该过程中： (1)汽车消耗的汽油完全燃烧放出的热量； (2)发动机的实际功率。 25 （安徽省淮南市西部地区 2020-2021 学年九年级 12 月联考物理试题）在学校组织的户外 拓展活动攀岩项目中，体重为 600N 的林老师用 3min 攀到距地面 15m 的顶端，在此过程中 他克服重力做功的平均功率为_W。 26 （安徽合肥市蜀山区五十中 2020-2021 学年九年级（上）期中物理试题）某单缸四冲程 内燃机，在 1min 内曲轴转动 2400 圈，做功冲程推动活塞一次做功 1500J，该内燃机工作时 的功率是_W。 27 （安徽省淮南市西部地区
17、2020-2021 学年九年级（上）第二次联考物理试题）国庆节， 杨老师和徐老师骑着相同的自行车郊游。已知杨老师和徐老师的质量分别为 60kg 和 68kg， 若他们同步匀速前进，则_老师骑车的功率较大。 28 （安徽省无为市 2020-2021 学年九年级（上）10 月月考物理试题）甲、乙两辆完全相同 的汽车在同一水平地面上做匀速直线运动，它们的 s一t 图像如图所示，则两车的功率之比 P甲 P乙=_ _。 29 （安徽省无为市 2020-2021 学年九年级（上）10 月月考物理试题）学校大课间组织学生 跳绳， 在 1min 内小健和小强同学分别跳绳 180 次和 200 次。 若小健与小
18、强的体重比为 65， 每次起跳的高度比为 54，则跳绳时小健与小强克服重力做功的平均功率之比为_。 30 （安徽合肥庐阳区四十五中 2020-2021 学年九年级 10 月月考物理试题）汽油机工作时的 四个冲程中，若某单缸四冲程汽油机飞轮转动的速度是 3600r/min，则该汽油机每秒对外做 功_次。若一次做功 300J，则汽油机做功的功率_W。 专题专题 14 功和功率功和功率 考点一考点一 功及其计算功及其计算 1. （2020 安徽铜陵市 八年级期末） 放在水平地面上的一物块， 受到方向不变的水平推力 F 的 作用，F 的大小与时间 t 的关系和物块速度 v 与时间 t 的关系如下左图和
19、右图所示。已知 物块运动时受到的摩擦力是重力的 0.4 倍，取 g10N/kg。由此两图线可以知道下列结论错 误的是（ ） A物块的质量为 m0.5kg，物块运动时受到的摩擦力为 f=2N B物块在 4s-6s 时间内水平推力做功为 16J C物块 0-2s 时间内在 1N 的水平推力作用下，处于静止状态 D物块 2s-4s 时间内的平均速度大小为 4m/s 【答案】D 【解析】 A由图像可知物块在 4s6s 做匀速直线运动，此时受力平衡，摩擦力等于推力为 2N，物块 运动时受到的摩擦力是重力的 0.4 倍，因此可得 2N 0.4 = 0.5kg 0.4 10N/kg f G m gg 故 A
20、 正确，不符合题意； B物块在 4s-6s 时间内移动的距离为 4m/s 2s=8msvt 水平推力做功为 =2N 8m=16JWFs 故 B 正确，不符合题意； C由图像可知在 02s 内物体运动速度为零，处于静止状态，此时推力为 1N，故 C 正确， 不符合题意； D根据 vt 图像面积法，可求得物块 2s-4s 时间内运动的路程为 2s 4m/s =4m 2 s 平均速度为 4m = 2m/s 2s s v t 故 D 错误，符合题意。 故选 D。 2 （2020 安徽芜湖市 九年级月考）如图所示，甲物块质量为 2 m，乙物块的质量为 m。用 同样大小的力F将物体甲和乙向右拉动相同的距离
21、s， 在此过程中， 甲物体做匀速直线运动， 乙物体做加速直线运动。由此判断正确的是（ ） A力 F 对甲做的功小于力 F 对乙做的功 B力 F 对甲做的功大于力 F 对乙做的功 C力 F 对甲做的功等于力 F 对乙做的功 D力 F 对甲做功比对乙做功慢 【答案】C 【解析】 ABC做功的两个必要因素是作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离，根据功 的计算公式WFs可知，当拉力 F 和物体移动的距离 s 相等时，力对两物体做的功相等， 故 AB 错误，C 正确。 D题中未说明做功时间或物体运动速度，无法比较做功快慢，故 D 错误。 故选 C。 3 （2020 安徽芜湖市 九年级月考）如图所
22、示的四个过程，所描述的力对物体没有做功的是 （ ） A 在水平路面上匀速前进时提水桶的力 B 站在向上运动的电梯上的人提箱子的力 C 鸡蛋升高过程举鸡蛋的力 D 车前进时人拉车的力 【答案】A 【解析】 A在水平路面上匀速前进时提水桶的力是向上的，此时没有沿着力移动距离，即力对物体 没有做功，故 A 符合题意； B站在向上运动的电梯上的人提箱子的力方向是向上的，且沿着向上的方向运动了一段距 离，所以对箱子做了功，故 B 不符合题意； C鸡蛋升高过程举鸡蛋的力方向是向上的，且沿着向上的方向运动了一段距离，所以对鸡 蛋做了功，故 C 不符合题意； D车前进时人拉车的力是向前的，且向前运动了一段距离
23、，所以力对车做了功，故 D 不符 合题意。 故选 A。 4 （2020 安徽九年级其他模拟）如图所示，光滑斜面 ABAC，沿斜面 AB 和 AC 分别将同 一重物从它们的底部拉到顶部，所需拉力分别为 F1和 F2，所做的功分别为 W1和 W2，则 AF1F2，W1=W2 BF1F2，W1W2 CF1F2，W1W2 DF1F2，W1=W2 【答案】A 【解析】 根据功的原理可知：斜面越长越省力，斜面 ABAC，所以斜面 AB 更省力，即 F1F2；同 一重物的重力不变，高度相等，由 W=Gh 得到克服重力做的功相等，斜面光滑说明摩擦力 为 0，由功的原理可知 Fs=Gh，所以拉力做的功相等，即
24、W1=W2故 A 符合题意，BCD 不 符合题意。 故选 A。 5 （2020 安徽亳州市 九年级月考）图是一张出租车发票中的部分信息，假如这辆出租车 是在平直 公路上匀速行驶，发动机牵引力的大小为 3 103N。求： (1)该车的牵引力做的功； (2)该车的牵引力做功的功率。 【答案】(1) 7 1.26 10 J；(2) 4 2.1 10 W 【解析】 (1)该车的牵引力做的功为 337 3 10 N4.2 10 m1.26 10 JWFs (2)出租车运动的时间为 21 18:15 18:0510min10 60s600sttt 该车的牵引力做功的功率为 7 4 1.26 10 J 2.
25、1 10 W 600s W P t 答：(1)该车的牵引力做的功为 7 1.26 10 J； (2)该车的牵引力做功的功率为 4 2.1 10 W。 6 （2020 安徽淮南市 九年级月考） 某公交汽车以天然气为燃料， 该车在平直公路上以 15m/s 的速度匀速行驶 10min，消耗的天然气为 4.5m3，汽车发动机提供的牵引力为 6000N。已知 天然气的热值是 4 107J/m3，试求： (1)汽车发动机做的功是多少 J? (2)所消耗的天然气完全燃烧所放出的热量是多少 J? (3)发动机工作时将天然气完全燃烧获得的内能转化为机械能的效率是多大? 【答案】(1) 5.4 107J；(2)
26、1.8 108J；(3) 30% 【解析】 (1)汽车发动机做的功为 WFsFvt6000N 15m/s 10 60s5.4 107J (2)天然气完全燃烧所放出的热量是 Q放qV4 107J/m3 4.5m31.8 108J (3)发动机的热效率为 7 8 5.4 10 J = 1.8 10 J W Q 放 30% 答：(1)汽车发动机做的功是 5.4 107J； (2)所消耗的天然气完全燃烧所放出的热量是 1.8 108J； (3)发动机工作时将天然气完全燃烧获得的内能转化为机械能的效率是 30%。 7 （2020 安徽淮南市 九年级月考）一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速为 360r/min
27、，在做功 冲程中活塞受到燃气的平均压强为 1.5 106Pa，活塞的横截面积是 S=1.2 10-2m2，行程是 L=0.3m。 (1)该柴油机在一次做功冲程中能做多少功？ (2)该柴油机的功率为多大？ (3)若该柴油机将内能转化为机械能的效率为 30%，已知柴油的燃烧值是 4.3 107J/kg，则该 柴油机每工作 10min 须燃烧柴油多少 kg？（结果保留两位小数） 【答案】(1) 3 5.4 10 J (2) 1.62 4 10 W (3) 0.75kg 【解析】 (1)燃气对活塞的压力为 F=pS=1.5 622 10 Pa 1.2 10 m =1.8 4 10 N 做功冲程中压力做
28、的功为 W=Fs=1.8 43 10 N 0.3m5.4 10 J (2)柴油机的飞轮转速为 360r/min， 飞轮转两周完成四个冲程， 对活塞做功一次， 则飞轮 1min 内做功的次数为 n= 360 2 =180 该汽油机的功率为 P= W t 总 = nW t = 3 180 5.4 10 J 60s =1.62 4 10 W (3)根据题意可知 30%QPt 放 即 4.3 7 10 J/kgm 4 30%1.62 10 W 10 60s 可得 m0.75kg 答：(1)该柴油机在一次做功冲程中能做 3 5.4 10 J功； (2)该柴油机的功率为 1.62 4 10 W； (3)若
29、该柴油机将内能转化为机械能的效率为 30%，已知柴油的燃烧值是 4.3 107J/kg，则该 柴油机每工作 10min 须燃烧柴油 0.75kg。 8 （2020 安徽合肥市 九年级期中）合肥地铁的开通大大缓解了城市公交运输的压力。某学 校实践活动小组的同学收集到某市地铁机车和公交车在甲、 乙区间内运行的相关数据如下表。 型号 地铁机车 地铁电力机车 功率 103kW 平均速度 60km/h 牵引力 5 104 N 额定载客 量 500 人 型号 公交汽车 燃油热值 4 107J/kg 平均速度 18km/h 牵引力 3000 N 额定载客 量 40 人 问：(1)该型号地铁机车从甲站运行到相
30、距 2.4km 的乙站，一趟需要多少小时？ (2)若机车这段时间共消耗电能 1.44 108J，该机车的效率是多少？（保留一位小数） (3)公交车每行驶一千米消耗燃油 0.3kg，公交车热机的效率是多少？ 【答案】(1)0.04h；(2)83.3%；(3)25% 【解析】 (1)该型号地铁机车的平均速度为 60km/h，则从甲站运行到相距 2.4km 的乙站，一趟需要多 少的时间为 2.4km 0.04h 60km/h s t v (2)该机车匀速运动时做的有用功为 48 2400m 1.2 110 N0 J5WFs 有用 则该机车的效率是 8 8 1.2 10 J 100%83.3% 1.4
31、4 10 J W W 有用 总 (3)公交车每行驶一千米消耗燃油 0.3kg，燃油放出的热量为 77 0.3kg 4 10 J/kg1.2 10 JQmq 油放 公交车匀速运动时做的有用功为 6 3000N 1000m3 10 JWFs 有用 则公交车热机的效率是 6 7 3 10 J 100%25% 1.2 10 J W Q 有用 放 答：(1)该型号地铁机车从甲站运行到相距 2.4km 的乙站一趟需要 0.04h； (2)该机车的效率是 83.3%； (3)公交车热机的效率是 25%。 9 （2020 芜湖市南瑞实验学校九年级月考）如图所示，在垃圾分类清理过程中，用 150kW 的铲车开足
32、马力工作。若铲车用 5s 匀速推进了 3m，然后将 1.5t 的垃圾举高 3m 装车运走， 整个过程是连续的，若柴油发动机的热机效率为 34.5%。(q柴=3.3 107J/kg)求： (1)在推垃圾过程，铲车受到的阻力； (2)在举高过程，铲车所做的功； (3)整个过程消耗柴油多少千克？ 【答案】(1)2.5 105N；(2)4.5 104J；(3)0.07kg 【解析】 (1)由sv t 得 3m =0.6m/s 5s s v t 铲车受到的阻力 3 5 150 10 W =2.5 10 N 0.6m/s P fF v (2)举高过程中，铲车所做的功为 34 1 1.5 10 kg 10N
33、/kg 3m=4.5 10 JWGhmgh (3)铲车匀速前进时做功 55 2 2.5 10 N 3m=7.5 10 JWFs 铲车整个过程做的总功 W=W1+W2=4.5 104+7.5 105J=7.95 105J 设柴油燃烧放出的热量为Q，则 34.5%QW 则 5 6 7.95 10 J 2.3 10 J 34.5%0.345 W Q 由Q mq 得柴油的质量 6 7 2.3 10 J 0.07kg 3.3 10 J/kg Q m q 答：(1)在推垃圾过程，铲车受到的阻力 2.5 105N； (2)在举高过程，铲车所做的功 4.5 104J； (3)整个过程消耗柴油 0.07kg。
34、10 （2020 安徽芜湖市 九年级月考）如图所示，OA 为绕 O 转动的杠杆且质量分布均匀，在 杠杆的 B 处挂一重物 G ，用始终竖直向上的拉力 F 将物体提升 h 的高度后，杠杆恰好沿水 平位置旋转了 30 。若 OA=1.5m，G= 180N，杠杆重 G1=80N， 2 3 OBOA。求： （不计切 摩擦和空气阻力） (1)有用功和额外功； (2)杠杆的机械效率和拉力 F 的大小。 【答案】(1)90J，30J；(2)75%，160N 【解析】 (1)由图可知，物体提升 h 的高度后，悬挂位置不变，则物体的上升的高度 1.5m 1212 sin30 22 0 3 m 3 .5OhBAO
35、 则物体克服重力做的有用功 180N 0.5m90JWGh 有 杠杆上升的高度 1.51111 m 222 1 4 5m 2 .OAh 则杠杆克服自重做的额外功 1 1.5 80Nm30J 4 W G h 额 (2)杠杆的机械效率 100%100 90 %1 J 9 00%75 J30J % 0 WW WWW 有有 总有额 杠杆的总功 90J30J120JWWW 总有额 由 W=Fs 可得杠杆 A 处的拉力 120J 160N 1 sin30 1.5m 2 W F OA 总 答：(1)有用功和额外功分别是 90J、30J； (2)杠杆的机械效率和拉力 F 的大小分别是 75%、160N。 11
36、 （2020 安徽芜湖市 九年级期中）一小车在 100N 水平拉力的作用下，在 5s 内沿水平方 向匀速运动 15m，速度是_m/s，拉力对小车做的功是_J。 【答案】3 1500 【解析】 1小车前进的速度 v s t 15m 5s 3m/s 2拉力对小车做的功为 WFs100N 15m1500J 12 （2020 安徽滁州市 九年级月考）一辆汽车在平直的公路上匀速行驶了 100km，消耗了 5kg 汽油，已知汽油的热值为 7 4.6 10 J/kg，如果汽油机的效率为 35%，则汽车受到的阻 力为_N。 【答案】805 【解析】 燃烧 5kg 汽油放出的热量 Q放=mq=5kg 4.6 1
37、07J/kg=2.3 108J 而汽油机的效率为 35%，则燃烧汽油所做的有用功 87 2.335%810 J10.05JWQ 有放 而汽车做匀速直线运动，则汽车受到的牵引力与阻力是一对平衡力，据 W=Fs 知，汽车受到 的阻力 7 3 8.05 10 J 805N 100 10 m W fF s 13 （2020 安徽淮南市 九年级月考）在学校组织的户外拓展活动攀岩项目中，体重为 600N 的林老师用 3min 攀到距地面 15m 的顶端，在此过程中他克服重力做功的平均功率为 _W。 【答案】50 【解析】 林老师的体重 G=600N，林老师克服重力做的功为 W=Gh=600N 15m=90
38、00J 林老师做功的平均功率为 9000J 50W 180s W P t 14 （2020 安徽淮南市 九年级月考）我国探月工程嫦娥五号探测器于 2020 年 11 月 24 日成 功发射， 开启我国首次地外天体采样返回之旅。 探测器质量为 8.2t， 当探测器上升 1000m 时， 其重力势能增加_。 【答案】8.2 107J 【解析】 重力势能增加量 E=W=Gh=mgh=8.2 103kg 10N/kg 1000m=8.2 107J 15 （2020 安徽芜湖市 九年级月考） 电动平衡车是一种时尚的代步工具， 当平衡车带着 60kg 的人沿水平路面匀速前行 1 km 时，平衡车对人做功_
39、J。 （g 取 10 N/kg） 【答案】0 【解析】 平衡车带着人沿水平路面匀速前行时，平衡车给人一个摩擦力，但是人相对平衡车静止，没 有距离的移动，所以平衡车对人不做功，为 0J。 考点二考点二 功率及其计算功率及其计算 16 （2020 届安徽省当涂县九年级初中毕业班六校第二次联考物理试卷）建筑工地上起重机 几分钟内就把所需砖送到楼顶， 如果人直接用滑轮组来提升则需要几个小时， 其原因是 （ ） A起重机功率大，做功快 B起重机机械效率高，做功慢 C起重机功率大，做功多 D起重机机械效率高，做功多 【答案】A 【解析】 AC 起重机和人用滑轮把相同的砖都运到楼顶， 起重机和人对砖做功相同
40、， 起重机用时少， 做功快，功率大，故 C 不符合题意，A 符合题意； B起重机和人做的有用功相同，起重机做的额外功多，有用功与总功的比值小，机械效率 低，故 B 不符合题意； D起重机和人做的有用功相同，起重机做的额外功多，有用功与总功的比值小，机械效率 低，起重机和人用滑轮把相同的砖都运到楼顶，做功相同，故 D 不符合题意。 故选 A。 17 （安徽省淮南市西部地区 2020-2021 学年九年级 12 月联考物理试题）徐老师参加自行车 比赛，他在水平路面上 5min 匀速骑行了 3km。若车所受阻力约为人和车总重力的 0.02 倍， 已知徐老师的质量为 60kg，则他的骑行功率和下列哪个
41、值最接近（ ） A5W B15W C150W D1500W 【答案】C 【解析】 徐老师的质量为 60kg，整车质量约为 20kg，人与车的总重力 60kg20kg10N/kg=800NGm g 总 匀速骑行驶受到的阻力 0.020.02 800N=16NfG 骑自行车克服阻力所做的功 34 16N 3 10 m4.8 10 JWfs 骑行时做功的功率 4 4.8 10 J 160W 5 60s W P t 160W 和 150W 最接近，故选 C。 18 （安徽省巢湖三中 2020-2021 学年九年级（上）期末联考物理试题）下列关于功、功率 和机械效率的说法，其中正确的是（ ） A功率越大
42、的机械，做功越快 B物体受到的力越大，做功越多 C机械效率高的机械，功率越大 D做有用功越多的机械，机械效率越高 【答案】A 【解析】 A功率是表示做功快慢的物理量，功率越大的机械，做功越快，故 A 正确； B功与力的大小及在力的方向上通过的路程有关，物体受到的力越大，做功不一定越多， 故 B 错误； C机械效率与功率的概念不同，二者没有必然联系，故 C 错误； D做有用功占比越多的机械，机械效率才越高，故 D 错误。 故选 A。 20 （安徽省无为市 2020-2021 学年九年级（上）10 月月考物理试题）如图所示，甲物块质 量为 2 m，乙物块的质量为 m。用同样大小的力 F 将物体甲和
43、乙向右拉动相同的距离 s，在 此过程中，甲物体做匀速直线运动，乙物体做加速直线运动。由此判断正确的是（ ） A力 F 对甲做的功小于力 F 对乙做的功 B力 F 对甲做的功大于力 F 对乙做的功 C力 F 对甲做的功等于力 F 对乙做的功 D力 F 对甲做功比对乙做功慢 【答案】C 【解析】 ABC做功的两个必要因素是作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离，根据功 的计算公式WFs可知，当拉力 F 和物体移动的距离 s 相等时，力对两物体做的功相等， 故 AB 错误，C 正确。 D题中未说明做功时间或物体运动速度，无法比较做功快慢，故 D 错误。 故选 C。 20 （安徽省蚌埠市局属初中
44、 2020-2021 学年九年级（上）期中物理试题）某单缸四冲程汽 油机，飞轮每分钟转 1000 转，活塞面积是 100cm2，活塞行程是 30cm假如做功冲程中燃 气的平均压强是 5 105Pa， 汽油机每分钟燃烧 50g 的汽油。（汽油机的热值为 4.2 107Jkg） 。 求： (1)汽油机的功率是多大? (2)汽油机的效率是多大? 【答案】(1)1.25 104W；(2)35.7% 【解析】 (1)由 F p S 知道，燃气对活塞的平均压力 F=PS=5 105Pa 100 10-4 m2=5000N 一次做功 W=FS=5000 N 0.3m=1500J 1min 转 1000 圈，
45、做功 500 次，所以 1min 共做功 1500 J 500=7.5 105J 所以，功率是 5 4 1.25 10 W 6 7.5 10 J 0s W P t (2)汽油机每分钟消耗燃料放出能量 Q=mq=50 10-3 kg 1.2 107J/kg =2.1 106J 故效率为 5 6 7.5 10 J 2. =100%=100%35.7% 1 10 J Q Q 吸 放 答：(1)汽油机的功率是 1.25 104W； (2)汽油机的效率是 35.7%。 21 （安徽省淮南西部地区 2020-2021 学年九年级 10 月联考物理试题）一台单缸四冲程柴油 机的飞轮转速为 360r/min，
46、在做功冲程中活塞受到燃气的平均压强为 1.5 106Pa，活塞的横 截面积是 S=1.2 10-2m2，行程是 L=0.3m。 (1)该柴油机在一次做功冲程中能做多少功？ (2)该柴油机的功率为多大？ (3)若该柴油机将内能转化为机械能的效率为 30%，已知柴油的燃烧值是 4.3 107J/kg，则该 柴油机每工作 10min 须燃烧柴油多少 kg？（结果保留两位小数） 【答案】(1) 3 5.4 10 J (2) 1.62 4 10 W (3) 0.75kg 【解析】 (1)燃气对活塞的压力为 F=pS=1.5 622 10 Pa 1.2 10 m =1.8 4 10 N 做功冲程中压力做的
47、功为 W=Fs=1.8 43 10 N 0.3m5.4 10 J (2)柴油机的飞轮转速为 360r/min， 飞轮转两周完成四个冲程， 对活塞做功一次， 则飞轮 1min 内做功的次数为 n= 360 2 =180 该汽油机的功率为 P= W t 总 = nW t = 3 180 5.4 10 J 60s =1.62 4 10 W (3)根据题意可知 30%QPt 放 即 4.3 7 10 J/kgm 4 30%1.62 10 W 10 60s 可得 m0.75kg 答：(1)该柴油机在一次做功冲程中能做 3 5.4 10 J功； (2)该柴油机的功率为 1.62 4 10 W； (3)若该
48、柴油机将内能转化为机械能的效率为 30%，已知柴油的燃烧值是 4.3 107J/kg，则该 柴油机每工作 10min 须燃烧柴油 0.75kg。 22 （安徽省淮南西部地区 2020-2021 学年九年级 10 月联考物理试题）参加今年国庆阅兵的 运 20 是我国自主发展的大型运输机， 它的发动机是一种热机， 通过航空煤油在气室中燃烧， 从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力，若运 20 在高空中飞行时在恒定的水 平推力 F 作用下，以 720km/h 的速度沿水平方向匀速航行 1h，需要燃烧航空煤油 4800kg， 已知飞机发动提供的机械功率是 3.2 107W，航空煤油的热值为 4
49、 107J/kg。则在这 1h 内： (1)发动机获得的水平推力 F 是多大? (2)该飞机发动机的热机效率是多大 【答案】(1)1.6 11 10 N；(2)60% 【解析】 (1)该飞机水平匀速飞行的速度 v=720km/h 由 P= W t = Fs t =Fv 得，发动机获得的水平推力为 F= P v = 7 3.2 10 W 200m/s =1.6 5 10 N (2)该飞机沿水平方向匀速航行 1h，则发动机做功为 W=Pt=3.2 7 10 W3600s=1.152 11 10 J 煤油完全燃烧放出的热量为 Q放=qm=4 7 10 J/kg4800kg=1.92 11 10 J 发动机的热机效率 = W Q放 = 11 11 1.152 10 J 1.92 10 J 100%=60% 答(1) 发动机获得的水平推力 F 是 1.6 5 10 N； (2) 飞机发动机的热机效率是 60%。 23 （安徽合肥市蜀山区五十中 2020-2021 学年九年级（上）期中物理试题）如图甲所示， 是一辆太阳能玩具车，在阳光的照射下，小车从静止开始沿直线运动，运动过
