中考科学二轮复习功和功率综合计算Word文件下载.docx
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p表示压强，单位帕斯卡（简称帕，符号Pa）F表示压力，单位牛顿（N）S表示受力面积，单位平方米
强化练习
1．某跳伞运动员从飞机上跳下，沿竖直方向降落，一段时间后打开降落伞，最后安全着地。
已知运动员和跳伞设备的总重力为700牛，跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图甲所示。
（1）图甲中曲线OA段速度越来越大的原因是 。
（2）图乙是跳伞过程中部分阶段的情景及受力示意图，其中与图甲曲线中CD阶段对应的是 。
（3）计算运动员和跳伞设备的总重力在AB段所做的功。
2．三峡双线五级船闸规模举世无双，是世界上最大的船闸。
它正常蓄水位为海拔175米高程，坝下通航最低水位62米高程，船闸上下落差达113米左右，相当于40层楼房的高度。
现有一艘排水量为3000吨的轮船要由下游通过船闸到达上游，设每级闸室落差均为22米，如图所示。
g＝10N/kg，求：
（1）轮船受到的重力。
（2）阀门B上10cm2的面积上受到两侧水的压力差。
（3）将轮船由某级闸室提升到下一级闸室的过程中，浮力对轮船所做的功。
（4）分析说明轮船由下游提升到上游过程中的能量转化情况。
3．如图所示为某款质量为2.5千克的4翼“无人机”。
它可邇过无线电进行操控，在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。
（1）无人机起飞时，增大4个旋翼的转速，使吹向下方的风量增加，它就会上升，这是因为 。
（2）若该机在50秒内匀速竖直上升100米进行空中拍摄，则此过程中无人机克服自身重力做功多少焦？
（3）当该无人机静止在水平地面上时，与地面的接触面积为40厘米2，此时无人机对水平地面的压强为多少帕？
4．在公园里，常看到一些年青人玩一种平衡车，如图所示。
小阳阅读此款平衡车的说明书，主要参数如下表所示。
整车质量
10kg
最大载重
100kg
最高车速
18km/h
轮胎与地面接触总面积
4×
10﹣3m2
（1）请你估算小阳站在平衡车上时，平衡车对水平地面的压强是多少？
（2）该平衡车在平直的地面上以最高车速匀速前行40s，受到的平均阻力是小阳和平衡车总重力的0.1倍，则此过程中平衡车克服阻力做的功是多少？
5．为了解决高速公路拥堵问题，美国一家公司研制出了“会飞汽车”。
该车已获准可在美国的空中飞行、公路行驶，是第一辆空中飞行、地面行驶混合车。
以下是该车一些信息：
汽车质量
500kg
发动机最大功率
80kW
空中最大飞行速度
200km/h
最大飞行距离
800km
地面最大行驶速度
150km/h
轮胎与地面接触的总面积
0.2m2
（1）该汽车可以在具备长约760米跑道的任何普通机场起飞或降落，起飞是因为机翼上方流速 ，压强小，获得较大的升力的缘故。
（2）该汽车停在水平地面上时，对地面的压强是多少？
（3）该汽车以最大飞行速度飞行了400千米，则汽车发动机做功多少焦？
6．为了控制新型冠状病毒肺炎疫情，全国很多地方实行疫区封闭管理。
并使用无大机进行常态化安全巡查。
如图所示，是正在巡查的无人机。
无人机起飞前，放在地面上时要确保“四脚”着地；
启动后，利用遥控器可控制它运动和工作。
无人机的部分参数如表所示。
（g取10N/kg）求：
（1）无人机停放在水平地面上时对地面的压强是多少？
（2）无人机从地面以最大上升速度竖直匀速上升40s，此过程中无人机克服重力做的功是多少？
机身质量/kg
20
“四脚”着地的总面积/cm2
8
电池充满电后储存电能/J
36000
最大水平速度/（m/s）
5
机身尺寸/mm
400×
300×
200
最大上升速度/（m/s）
1.5
7．小明在卸货点用水平方向的推力把箱子推到D处，如图甲。
经过A处4秒后在B处遇到方方，方方迅速取下小箱子，1秒后在C处小明调整了推力，继续将大箱子推到D处才撤去推力。
AD段推力与时间的关系如图乙，箱子速度与时间的关系如图丙。
已知大箱子底面积为0.5平方米，质量为20千克，小箱子质量为5千克。
（1）BC段大箱子受到的摩擦力大小为 。
（2）AB段大箱子对地面的压强为 。
（3）CD段小明推力所做的功为 。
8．“绿色出行，低碳生活”的理念深入人心，公共自行车已经真正融入到义乌人民的生活中。
一位市民骑着一辆公共自行车在某段平直的水平路面上由静止开始运动，共用时12s已知该市民质量为60kg，自行车质量为10kg，车轮与地面的总接触面积是2×
10﹣3m2，
（1）请问该市民骑自行车在水平地面行驶时，对地面的压强为多大？
（2）在7～12s内，自行车克服摩擦阻力做了多少功？
（3）请在图丙中，画出0﹣﹣12秒内自行车所受的摩擦力随时间t变化的图线。
9．如图所示，一个内底面积为100cm2的柱形容器中盛有深度为60cm的水，水底有一块底面积为50cm2，高6cm的长方体铝块。
现用一电动机以恒定不变的输出功率把铝块提出水面并继续提升一段距离。
已知铝块浸没在水中时上升速度恒为0.27m/s。
铝的密度为2.7×
103kg/m3，g取10N/kg，铝块提升过程中受到的阻力、绳子自重和摩擦等都不计。
求：
（1）铝块的重力。
（2）把铝块提升到上表面与水面相平所需的时间。
（3）电动机输出功率的大小。
（4）铝块完全露出水面后匀速上升的速度。
（5）铝块从浸没于水中到完全露出水面，水对容器底部压强的减小值。
10．一辆质量为2000kg的小汽车在水平路面上以20m/s的速度做匀速直线行驶，如果这辆汽车受到的阻力是车重的0.02倍，求：
（g取10N/kg）
（1）该汽车的重力为多少N？
（2）该汽车受到的牵引力又是多大？
（3）5min内通过的路程是多少？
（4）这段时间内牵引力所做的功和功率各是多少？
11．近年来，不少衡阳市民热衷于自行车健身。
中学生小张也是一个自行车爱好者，他的爱车是一辆山地自行车，小张的质量为50kg，某天他在衡州大道匀速骑行6km，耗时10min，若该路段阻力为总重力的0.025倍，部分数据见下表，求：
（g＝10N/kg）
车架材料
碳纤维
车架材料体积/cm3
2500
整车质量/kg
10
（1）自行车整车的重力是多少？
（2）他的骑行速度和功率。
12．晾衣架（如图）给日常生活带来许多方便，转动手摇器能使横杆上升或下降。
（1）安装在天花板上虚线框内的简单机械应是 。
（2）使用一段时间后，对手摇器的转轴添加润滑剂，目的是 。
（3）将挂在晾衣架上重为20牛的衣服升高1.5米，至少对衣服做多少功？
（4）由于使用不当，造成晾衣架右侧钢丝绳受损，最多只能承受15牛的力，左侧钢丝绳能正常使用。
晾衣架的横杆上有11个小孔，相邻两孔间的距离均为20厘米。
现准备将重为20牛的一件衣服挂到水平横杆的小孔进行晾晒，通过计算说明挂在哪些编号的小孔，右侧钢丝绳会断裂（横杆、衣架和钢丝绳等自重不计）。
13．一辆汽车，在平直公路上以额定功率60kW从静止开始运动，经15s运动200m恰好达到最大速度，接着匀速运动20s关闭发动机，滑行22.5m停下。
其v﹣t图象如图所示。
已知汽车在运动过程中受到的阻力始终不变为2000N。
（1）整个过程中发动机所做的功的大小；
（2）汽车运动的最大速度v；
（3）整个过程汽车运动的距离。
14．如图甲所示，水平放置的方形容器里有一个重为8N、边长为10cm的立方体物块M，M与容器底部不密合。
以5mL/s的恒定水流向容器内注水，容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示。
请解答下列问题：
（1）当t＝140s时，物块M在水中处于 （填“沉底““悬浮”或“漂浮”）状态。
（2）当t＝140s时，水对容器底部的压力大小是多少？
（3）图乙中a的值是多少？
（4）在0﹣40s和40s﹣140s两个阶段，浮力对物体做功分别是多少？
15．2019年10月15日，我国首艘自主建造的极地科学考察破冰船“雪龙2”号从深圳启航首航南极，与“雪龙”号一起展开“双龙探极”，开启中国极地考察新格局。
“雪龙2”号长122.5m，宽22.3m，满载时总质量为1.4×
104t，吃水7.85m。
在冰厚1.5m加雪厚0.2m的环境中可以以3.6km/h的速度匀速破冰航行。
若破冰时船受到的阻力为1.5×
107N，海水的密度为1.0×
103kg/m3，g取10N/kg，求“雪龙2”号：
（1）满载时漂浮在海面上时受到的浮力。
（2）满载时船底2m2的面积受到的海水压力。
（3）以3.6km/h的速度连续破冰10h牵引力做的功。
16．2019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（如图），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）车轮上刻花纹的目的是 ；
（2）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？
（3）小金在水平公路上骑电动自行车，匀速行驶10千米过程中克服阻力做了多少功？
（4）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？
17．2016年的网红非“共享单车“莫属，共享单车只需用手机扫“二维码”即可骑走，给人们带来了极大方便。
其相关数据见右表：
铝合金
单轮接触面积/cm2
4
（1）共享单车的车轮制成凹凸的花纹，是为了通过增大接触面的 来增大摩擦。
（2）计算质量为50kg的李明骑行时共享单车对地面的压强；
（3）若李明10min内在某路段匀速骑行6km．该路段阻力为总重力的0.02倍，求李明骑行此路段时动力所做的功；
（4）求李明骑行此路段时的功率。
18．如图是浙江大学机器人研究团队研发的名为“绝影”的四足机器狗，它能稳健地爬陡坡，它的出现，让我国四足机器人技术达到国际一流水平。
机器狗质量为70千克，每只脚与地面接触面积为50平方厘米。
（1）以行走的机器狗为参照物，旁边的台阶是 （选填“静止”或“运动”）的。
（2）机器狗行走时（两脚着地），它对地面的压强为多少帕？
（3）机器狗爬上3米高的陡坡时，克服自身重力做功为多少焦？
参考答案
（1）图甲中曲线OA段速度越来越大的原因是 运动员和跳伞设备的总重力大于阻力 。
（2）图乙是跳伞过程中部分阶段的情景及受力示意图，其中与图甲曲线中CD阶段对应的是 ③ 。
【解答】解：
（1）由图甲可知，跳伞运动员在AB段处于加速降落过程中，此时运动员和跳伞设备受到的重力大于空气阻力；
（2）①图中降落伞打开，运动员受到的阻力大于重力，运动员处于减速降落过程，应该是图甲曲线中BC阶段，故①不符合题意；
②图中运动员已经着陆，运动员的速度为0，与图甲曲线中CD阶段不符，故②不符合题意；
③图中降落伞打开，运动员受到的阻力等于重力，运动员处于匀速降落过程，是图甲曲线中CD阶段，故③符合题意；
④图中降落伞未打开，运动员受到的阻力等于重力，运动员处于匀速降落过程，应该是图甲曲线中AB阶段，故④不符合题意；
（3）由图甲可知，运动员在AB段的速度为v＝50m/s，时间为t＝40s﹣20s＝20s，
由速度公式得，运动员在AB段下降的高度：
h＝s＝vt＝50m/s×
20s＝1000m，
则运动员和跳伞设备的总重力在AB段所做的功为：
W＝Gs＝700N×
1000m＝7×
105J。
故答案为：
（1）运动员和跳伞设备的总重力大于阻力；
（2）③；
（3）运动员和跳伞设备总重力在AB段所做的功为7×
（1）轮船排开水的重：
G排＝m排g＝3×
106kg×
10N/kg＝3×
107N，
轮船受到的重力：
G＝F浮＝G排＝3×
107N；
（2）阀门B上的压强差：
△p＝ρgh＝1×
103kg/m3×
10N/kg×
22m＝2.2×
105Pa；
由p＝
可得，阀门B上10cm2的面积上受到两侧水的压力差：
△F＝△pS＝2.2×
105Pa×
10×
10﹣4m2＝220N；
（3）此过程浮力对船做的功：
W＝F浮h＝3×
107N×
22m＝6.6×
108J；
（4）轮船在提升的过程中，上游有大量的水进入闸室，水的重力势能减小，轮船的重力势能增大。
答：
（1）轮船受到的重力是3×
（2）阀门B上10cm2的面积上受到两侧水的压力差是220N；
（3）将轮船由某级闸室提升到下一级闸室的过程中，浮力对轮船所做的功是6.6×
（1）无人机起飞时，增大4个旋翼的转速，使吹向下方的风量增加，它就会上升，这是因为 力的作用是相互的 。
（1）增大四个旋翼的转速，使吹向下方的风量增加，无人机就会上升，这是因为力的作用是相互的；
（2）无人机的重力：
G＝mg＝2.5kg×
10N/kg＝25N，
克服重力做的功：
W＝Gh＝25N×
100m＝2500J。
（3）无人机静止在水平地面上时对地面的压力：
F＝G＝25N，
则压强：
p＝
＝6.25×
103Pa。
（1）力的作用是相互的；
（2）无人机克服自身重力做功2500J；
（3）无人机对水平地面的压强为6.25×
（1）小阳的质量约为50kg，则小阳站在平衡车上时，平衡车对水平地面的压力：
F＝G总＝（m人+m车）g＝（50kg+10kg）×
10N/kg＝600N，
所以小阳站在平衡车上时，平衡车对水平地面的压强：
＝1.5×
105Pa。
（2）最高车速v＝18km/h＝5m/s，
根据v＝
可得平衡车匀速前行40s运动的距离：
s＝vt＝5m/s×
40s＝200m，
根据题意可得，平衡车受到的阻力：
f＝0.1G总＝0.1×
600N＝60N，
所以平衡车克服阻力做的功：
W＝fs＝60N×
200m＝1.2×
104J。
（1）小阳站在平衡车上时，平衡车对水平地面的压强是1.5×
（2）此过程中平衡车克服阻力做的功是1.2×
（1）该汽车可以在具备长约760米跑道的任何普通机场起飞或降落，起飞是因为机翼上方流速 大 ，压强小，获得较大的升力的缘故。
（1）飞机在空中飞行时，机翼上方空气流速大，压强小，机翼下方空气流速小，压强大，从而产生了作用在机翼上向上的升力；
（2）已知汽车质量m＝500kg，
汽车的重力：
G＝mg＝500kg×
10N/kg＝5000N，
而在水平地面上压力等于重力，即F＝G＝5000N，
汽车对地面的压强为：
＝2.5×
104Pa。
（3）已知v＝200km/h，s＝400km，
由v＝
可得，汽车的飞行时间为：
t＝
＝2h＝7200s，
又发动机功率P＝80kW＝80000W，
所以由P＝
可得，汽车发动机做功：
W＝Pt＝80000W×
7200s＝5.76×
108J。
（1）大；
（2）该汽车停在水平地面上时，对地面的压强是2.5×
（3）汽车发动机做功5.76×
（1）无人机停放在水平地面上时对地面的压力：
F＝G＝mg＝20kg×
10N/kg＝200N，
对地面的压强：
（2）根据v＝
可得，无人机上升到高度：
h＝vt＝1.5m/s×
40s＝60m，
则无人机克服重力做的功：
W＝Gh＝200N×
60m＝1.2×
（1）无人机停放在水平地面上时对地面的压强是2.5×
（2）无人机从地面以最大上升速度竖直匀速上升40s，此过程中无人机克服重力做的功是1.2×
（1）BC段大箱子受到的摩擦力大小为 80N 。
（2）AB段大箱子对地面的压强为 500Pa 。
（3）CD段小明推力所做的功为 600J 。
（1）根据题意可知，箱子运动到B点时用时4s，从B点到C点用时1s，所以图丙中，4s～5s表示BC段的运动图象，即大箱子做加速运动；
根据题意可知，图丙中5s～10s表示CD的运动图象，即大木箱从C点到D点作匀速直线运动，由图乙可知，此时的推力为80N；
由于大箱子做匀速直线运动，所以推力与滑动摩擦力是一对平衡力，即f＝F＝80N，
又因为大木箱在BC段做加速运动时，与CD段相比，地面受到的压力和接触面的粗糙程度均相同，故BC段大木箱受到的滑动摩擦力仍等于大木箱做匀速直线运动时受到的滑动摩擦力，即为80N；
（2）AB段大箱子对地面的压力：
F压＝G总＝m总g＝（20kg+5kg）×
10N/kg＝250N；
AB段大箱子对地面的压强：
＝500Pa；
（3）根据图丙可知，大木箱做匀速直线运动时的速度：
v＝1.5m/s，
可得，CD段的路程：
sCD＝vt＝1.5m/s×
（10s﹣5s）＝7.5m，
由图乙和题意可知CD段小明的推力为80N，
则CD段小明推力所做的功：
W＝Fs＝80N×
7.5m＝600J。
（1）80N；
（2）500Pa；
（3）600J。
（1）该市民骑自行车在水平地面行驶时，对地面的压力：
F＝G总＝（m人+m车）g＝（60kg+10kg）×
10N/kg＝700N，
自行车对地面的压强：
＝3.5×
（2）在7～12s内，由图甲可知，自行车以v＝6m/s做匀速直线运动，
可得，自行车行驶的路程：
s＝vt＝6m/s×
5s＝30m，
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