2023年中考物理二轮专题复习 功和功率计算题（含答案）
1．已知物体的重力势能表达式为EP=mgh，动能表达式为EK= mv2；其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg．如图所示，将一质量为0.4kg的物体从距离地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度抛出．不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒．求：
（1）物体被抛出时的重力势能EP和动能EK1；
（2）物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W；
（3）物体落地前瞬间的动能EK2．
2．周末，小强骑着山地自行车与同学去郊游。小强的质量为70kg。如图所示为他所用山地自行车，其相关数据见下表：
车架材料 碳纤维
车架材料体积V/cm 2500
车架质量m1/kg 4.5
整车质量m2/kg 10
单轮接触面积S/cm2 4
（1）求碳纤维车架的密度；
（2）小强在骑游时，山地自行车对水平地面的压强；
（3）小强在某路段匀速骑行6km，耗时10min，若该路段阻力为总重力的0.02倍，求他的骑行功率。
3．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∶
①小明所做的额外功。
②小明做功的功率。
4．爸爸给小林买了一部电动平衡车，车身净重（含电池），轮胎总触地面积为，最高时速.小林的质量为，g取，求：
（1）小林在水平路面上骑行时，车对地面的压强。
（2）若骑行平衡车时所受阻力为人和车总重的0.1倍，则小林以最高速度匀速骑行时，平衡车动力的功率是多少？
5．一家用小汽车沿着长为 5400m 的平直公路匀速行驶，当它从起点行驶到终点时耗时 300s，汽车受到的阻力为2000N。求：
（1）汽车的行驶速度；
（2）汽车发动机牵引力做功的功率。
6．如图所示，用一个动滑轮使重 的物体在 内匀速升高 ，绳子自由端所用的拉力 为 。求：
（1）绳子自由端移动的速度；
（2）拉力 做的功。
7．用大小为5牛的水平方向的拉力 F 使重力为 20 牛的物体在 10 秒内匀速运动 10 米，求这段时间里物体拉力 F做的功 W 和功率 P。
8．如图所示，用力F匀速提起重为20牛的物体A，不计摩擦．若物体A在10秒内上升4米，求此过程中拉力F做的功和功率．
9．如图所示是我国自主研发的极地漫游机器人，质量为5×103kg，装有四条三角形履带，每条履带与水平地面的接触面积约为0.1m2．设该机器人在某水平路段沿直线匀速行驶480m耗时120s，该过程中机器人受到水平方向的牵引力为2×103N．取g＝10N/kg，求：
（1）该过程机器人行驶的速度是多少？
（2）机器人静止时对水平路面的压强是多少？
（3）牵引力在此过程中所做的功是多少？
10． 2019年，我国航天事业取得了世界瞩目的又一项成就——“玉兔二号”月球车成功登陆月球背面，如图，“玉兔二号”在月球表面的最高时速可达0.1m/s。“玉兔二号”在月球上重力为200N，匀速行驶时所受阻力是车重的0.05倍，若“玉兔二号”车轮与地面的总接触面积为400cm2。
则：
（1）当“玉兔二号”静止在月球水平表面上时，它对地面的压强为多少？
（2）当“玉兔二号”以最高时速匀速行驶时，牵引力的功率为多少？
11．物体在20牛的竖直拉力作用下沿拉力方向做匀速直线运动，10秒内前进了20 米。求此过程中拉力所做的功 W 和拉力的功率P。
12．车速过快是造成交通事故的重要原因之一，为限制车速，常常在下坡路段设置减速带。如图所示是有减速带的斜坡示意图，在倾角为的斜坡上有7个减速带，相邻两个减速带间的距离均为50m。现有一辆质量为1.2t的小汽车，从斜坡上离减速带有一定距离的某处开始下滑，由于减速带、小汽车制动等因素的影响，使得小汽车通过相邻减速带间的平均速度均为10m/s。（小汽车的长度不计，减速带的宽度不计，g=10N/kg）则：
（1）小汽车从第1个减速带行驶到第7个减速带所用的时间是多少？
（2）小汽车从第1个减速带行驶到第7个减速带的过程中，重力做的功为多少？
13．如图所示，小禹用力向下拉动绕在滑轮组的绳子的自由端，使绳端向下移动，重物以0.1m/s的速度匀速上升了0.5m。已知：滑轮组的机械效率为80%，重物重为1200N，小明重600N。求：
（1）拉力对物体所做的功是多少？
（2）小禹做功的功率是多少？
14．如图是我国救援直升机实施救援的情景。若2人质量共150千克，在拉力作用下匀速向上运动，已知拉力的功率为1470瓦，问：
（1）拉力多大？
（2）拉力在20秒内做功多少？
（3）被救人员20秒内向上移动多少距离？
15．独库峡谷的玻璃桥总长18 m，净宽3 m，桥面到谷底落差达120 m。桥面由若干块透明夹胶双层钢化玻璃铺设而成，造型简洁美观。走在玻璃桥上，新奇的9 D体验，环绕式的声光电效果，将惊险刺激展现的淋满尽致。
（1）若桥面上每块玻璃长5 m，宽3 m，厚0.02 m，质量为720 kg，求这种钢化玻璃的密度是多少？
（2）设某游客的质量为60 kg，他每只鞋底与桥面的接触面积约0.02 m2，若夹胶双层钢化玻璃的承压为90 MPa（1 MPa=106 Pa），人走在上面有危险吗？通过计算加以说明。
（3）走玻璃桥要穿专用鞋套。若游客穿鞋套后摩擦阻力由重力的0.1倍变为0.2倍，则他以0.5m/s的速度匀速直线行走时的功率是多少？
16．航天迷小伟利用自制降落伞模拟返回舱的降落过程，将带有降落伞的重物从高处释放，速度增大至10m/s时打开降落伞，重物开始减速下落，重物从释放到落地共用4s，其v-t图像如图所示，落地前最后2s重物的运动可视为运动运动，打开降落伞后，降落伞和重物受到的空气阻力f与速度v满足关系式 ，k为定值，降落伞和重物的总质量为7.5kg，g取10N/kg，求：
（1）落地前最后2s降落伞和重物的总重力的功率；
（2）刚开始减速时降落伞和重物受到的合外力大小。
17．一辆质量为1200kg的小汽车，在平直的公路上以108km/h的速度匀速行驶，汽车受到的阻力为车重的0.1倍。求：
（1）汽车牵引力在5min内做的功；
（2）此时汽车的功率是多少。
18．如图所示是我国设计制造的无人驾驶轿车，该车的相关参数如下表所示。
整车质量 最高速度 以最高速度行驶时受到的水平阻力 与地面的总接触面积
2000kg 120km/h 200N 800cm
（1）轿车静止在水平路面上时，对路面的压强为多少？
（2）若轿车以最高速度沿水平直线匀速行驶30min，则牵引力所做的功为多少？
19．2019年4月15日起正式实施电动自行车新国家标准，小金买了一辆按新国标生产的电动自行车，部分参数如表所示，已知小金质量为60千克，假定电动自行车在水平骑行过程中受到的阻力始终为总重的0.08倍。
项目 参数
最高车速（千来/小时） 25
整车质量（千克） 40
电动自行车最大功率（瓦） 400
（1）小金在水平地面骑行时，车轮与地面的总接触面积为50厘米2，则骑行的电动自行车对地面产生的压强是多少帕？
（2）小金在水平公路上骑电动自行车，匀速行驶50千米过程中克服阻力做了多少功？
（3）若小金骑行过程中电动车以最大功率输出，匀速行驶时的车速为多少？
答案
1、（1）解：由题知，物体质量和被抛出时的高度和速度，
物体的重力势能：Ep=mgh=0.4kg×10N/kg×1.5m=6J；
动能EK1= mv2= ×0.4kg×（2m/s）2═0.8J
（2）解：物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功：
Gh=mgh=0.4kg×10N/kg×1.5m=6J
（3）解：物体下落时高度减小，速度增大，所以重力势能转化为动能，落地时高度为0，重力势能全部转化为动能，
所以物体落地前瞬间的动能：EK2=EK1+Ep=0.8J+6J=6.8J
2、（1）解：ρ=m1/V=4.5kg/(2.5×10-3m3)=1.8×103kg/m3
（2）解：F地=G总=(m人+m2)g=(70kg+10kg)×10N/kg=800N
P=F地/S总=80kg/(8×10-4m2)=1×106Pa
（3）解：F牵=f=0.02G总=0.02×800N=16N
P=F牵v=16N×6000m/600s=160W
3、（1）解：重物对地面的压力大小与重物的重力大小相等，即F= G=mg=20kg 10N/kg =200N
根据压强公式可得重物对地面的压强为
答：图1中重物对地面的压强为2000Pa；
（2）解：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
答：在图2所述过程中，小明所做的额外功为500J，做功的功率为75W。
4、（1）解：小林驾驶平衡车时，车对地面的压力等于人和车的总重力
车对水平地面的压强
答：小林在市民广场水平路面上骑行时，车对地面的压强是1×106Pa；
（2）解：平衡车的最大速度
因平衡车的最大速度匀速直线行驶时处于平衡状态，平衡车的动力和所受的阻力是一对平衡力，所以，平衡车的动力
平衡车动力的功率
答：平衡车动力的功率是250W。
5、（1）解：汽车行驶的速度： ；
答：汽车的行驶速度 ；
（2）解：根据二力平衡知匀速行驶时牵引力等于阻力为2000N，汽车发动机牵引力做的功： ；
汽车发动机牵引力的功率： 。
答：汽车发动机牵引力的功率 。
6、（1）解：由图知， ，当物体升高 时，绳子的自由端移动距离
绳子自由端移动的速度
答：绳子自由端移动的速度为
（2）解：拉力 做的功
答：拉力 做的功为 。
7、解：物体沿水平方向做匀速直线运动，此过程中拉力做的功W=Fs=5N×10m=50J
拉力的功率
答：这段时间内拉力做的功为50J，功率为5W
8、解：使用定滑轮不能改变力的大小，
不计摩擦，拉力等于物体重力，则物体重力F=G=20N；
拉力做功：W=Fs=20N×4m=80J，
拉力的功率：P= = =8W
9、（1）解：该过程机器人行驶的速度：v＝ ＝ ＝4m/s；
答：该过程机器人行驶的速度是4m/s
（2）解：机器人静止时对水平路面的压力：F＝G＝mg＝5×103kg×10N/kg＝5×104N，
机器人静止时对水平路面的压强：p＝ ＝ ＝1.25×105Pa；
答：机器人静止时对水平路面的压强是1.25×105Pa
（3）解：牵引力在此过程中所做的功：W＝F′s＝2×103N×480m＝9.6×105J。
答：牵引力在此过程中所做的功是9.6×105J。
10、（1）解：玉兔二号”静止在月球水平表面上时，对地面的压力：
F压=200N，
它对地面的压强为：p= = =5000Pa
答：当“玉兔二号”静止在月球水平表面上时，它对地面的压强为5000Pa
（2）解：因“玉兔二号”匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以牵引力为：F=f=0.05G=0.05×200N=10N，
月球车行驶的速度：v=0.1m/s，
则此时该车牵引力的功率：P= = =Fv=10N×0.1m/s=1W
答：当“玉兔二号”以最高时速匀速行驶时，牵引力的功率为1W
11、解：拉力做的功：W＝Fs＝20N×20m＝400J；拉力的功率：P＝ ＝40W。
12、（1）解：小汽车通过相邻减速带的时间
由题意，小汽车通过全部减速带的时间
答：小汽车通过全部减速带的时间为30s ；
（2）解：小汽车下降的高度
小汽车重力
重力做功
答：重力做的功为1.8×106J。
13、（1）解：有用功：W有=Gh
=1200N×0.5m=600J
由 ×100%可得，W总=W有/
=600J／80％=750J
（2）解：由v= 可知，
小禹所用的时间：t= = =5s
拉力的功率：P=W总／t=750J／5s=150W
14、（1）解：因2人匀速上升时，受到的重力和拉力是一对平衡力，所以拉力
答：拉力为1470N；
（2）解：由 得，拉力在20秒内做功
答：拉力在20秒内做功为29400J；
（3）解：由 得，匀速上升的速度
由 得，被救人员20秒内向上移动的距离
答：被救人员20秒内向上移动20m距离。
15、（1）解：玻璃的体积V=5m×3m×0.02m=0.3m3
玻璃的密度=2.4×103kg/m3
答：这种钢化玻璃的密度是2.4×103kg/m3；
（2）解：游客的重力G=m'g=60kg×10N/kg=600N
游客站立在水平地面上，游客对水平地面的压力F=G=600N
游客走路时对地面的压强p人==3×104Pa
若夹胶双层钢化玻璃的承压为90MPa=9×107Pa
由于9×107Pa远远大于3.0×104Pa；所以人走在上面没危险。
答：没有危险。
（3）解：游客穿鞋套后阻力f=0.2G=0.2×600N=120N
因为匀速行走，行走时的动力F=f=120N
游客行走时的功率
答：他以0.5m/s的速度匀速直线行走时的功率是60W。
16、（1）解： ；
；
；
答：落地前最后2s降落伞和重物的总重力的功率为375W；
（2）解：匀速下落时 ；
；
刚开始减速时
降落伞和重物受到的合外力大小
答：刚开始减速时降落伞和重物受到的合外力大小225N。
17、（1）解：汽车行驶的路程为s=vt=30m/s×300s=9000m
汽车匀速直线运动，牵引力与摩擦阻力是一对平衡力，则汽车的牵引力为F=f=0.1G=0.1mg=0.1×1200kg×10N/kg=1200N
则牵引力做的功W=Fs=1200N×9000m=1.08×107J
答：牵引力做的功为1.08×107J
（2）解：汽车的功率 =36000W
答：汽车的功率为36000W。
18、（1）解：轿车对水平路面的压力为F=G=mg=2000kg×10N/kg=2×10N
轿车对水平地面的压强为
答：轿车静止在水平路面上时，对路面的压强为2.5×10Pa；
（2）解：轿车行驶的时间t=30min=0.5h
轿车行驶的路程s=vt=120km/h×0.5h=60km=6×10m
轿车沿水平直线匀速行驶时，在水平方向上受力平衡，则汽车的牵引力为F牵=f=200N
牵引力做功W=F牵s=200N×6×104m=1.2×107J
答：牵引力所做的功为1.2×107 J。
19、（1）解：电动自行车行驶时，对地面的压力F=G总=(m车+m人)g=(40kg+60kg)×10N/kg=1000N
受力面积S=50cm2=0.005m2
电动自行车行驶时对地面的压强
答：骑行的电动自行车对地面产生的压强是2×105Pa；
（2）解：因电动车在水平的路面上匀速行驶时，处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，电动车受到的牵引力F＇=f=0.08G总=0.08×1000N=80N
匀速行驶50千米过程中克服阻力做的功W=F＇s=80N×50×103m=4×106J
答：匀速行驶50千米过程中克服阻力做的功为4×106J；
（3）解：根据 知，
匀速行驶时的车速
答：匀速行驶时的车速为5m/s。
