1、专题07 功与功率的综合计算考点01：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1：（2020四川雅安）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
2、机产生的牵引力所做的功。【答案】(1)8m/s；(2)；(3)。【解析】(1)由题知，在010s内汽车通过的路程s=80m，则在010s内汽车的平均速度：.(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：.(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：.【变式11】（2018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，
3、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度 。 (2)国旗匀速上升过程中拉力做的功(3)战士双脚与地面的接触面积约 则战士对水平地面的压强：。例2：（2020四川乐山）如图
4、所示，一款新型无人驾驶电动汽车，总质量为1.5103kg，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。【答案】(1)10m/s (2)1.5103N (3)2.7106J，1.5104W。【解析】(1)汽车行驶的路程：，汽车行驶的时间：汽车匀速行驶的速度：。(2)由于汽车匀速行驶，所以汽车受到的牵引力等于阻力：(3)此过程中汽车牵引力做功：汽车牵引力做功的功率：。【变式2-1】（2019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
5、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）1.2106Pa，（2）12km (3)1.2105W.【解析】(1)货车对地面的压强P=F/S=G/S=6104N/0.05m2=1.2106Pa.(2)10min=1h/6，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=0.16104N20m/s=1.2
6、105W。考点02：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1：（2016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，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% （
7、3）104J。【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=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2：（2020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
8、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）2.4104J （2）5103N （3）5.2103J。【解析】（1）提升重物做的有用功W有=Gh=1.2104N2m=2.4104J 提升重物做的有用功为2.4104J。（2）由图可知，n=3，则绳端移动的距离s=nh=32m=6m，由=W有/W总可得W总=W有/=2.4104J/80%=3104J，绳端的拉力F=W总/S=3104/6m =5103N。（3）由W有+W额=W总可得，额外功W额=W总W有=3104J
9、 2.4104J =6103J，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= W额 W动=6103J-800J =5.2103J。【变式2-1】（2020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
10、析】（1）重物对地面的压力大小与重物的重力大小相等，即F= G=mg=20kg10N/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=2150N5m=1500J 小明所做的有用功为W有= Gh=200N5m=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
11、积；（2）求解外力做功，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03：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1：（2019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
12、.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)2.25105Pa (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=900kg10N/kg=9000N，因为S=0.04m2,所以汽车对地面的压强P=F/S=9000N/0.04m2=2.25105Pa.(2
13、)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=1.2104N,匀速行驶过程中的牵引力F牵=f=0.05G总=0.051.2104N=600N，以额定功率行驶时的速度V2=P/F牵=1.5104W/600N=25m/s.例2：【变式1-1】（20192020沧州九年级月考试题）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4.5107J/Kg，密度约为0.7103Kg/)求若轿车以100km/
14、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）4.2kg (2)1.575104W.【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=0.7103kg/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=4.2kg4.5107J/kg=1.89108J，由=W有/W总=Q有用/Q总可得：Q有用=Q总=30%1.89
15、108J=5.67107J，有用功W有=Q有所以发动机的实际功率P实=W有/t=5.67107J/3600s=1.575104W.例2：（2020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200cm2,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4.6107J/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
16、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。【答案】（1）12m/s (2）0.15kg (3)1.8105kg.【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=
17、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）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=33m=9m。（2）人的拉力做的功为W=Fs=200
18、N9m=1800J。（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%=1800J80%/3m100%=480N。2：（20202021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
19、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：（2018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
20、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）2105Pa（2）2.16107 J（3）1.6103N（4）1.92107J。【解析】（1）驾驶员与车的总质量为1.6t，对地面的压力等于重力：F=G=mg=1.6103kg10N/kg=1.6104N，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
21、压强：p=F/S=1.6 104N/0.08m2=2105Pa；（2）匀速行驶过程中驱动电机消耗的电能：W=UIt=300V60A2060s=2.16107 J；（3）汽车所受阻力为驾驶员与车总重力的0.1倍，f=0.1G=0.11.6104N=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=1.6103N；（4）匀速行驶过程中牵引力所做的功：W=Fs=Fvt=1.6103N10m/s2060s=1.92107J。4：（2020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
22、）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。【解析】（2）车对地面的压力F=G=mg=400kg10N/kg=4000N车对地面的压强 P=F/S=4000N/0.02m2=2105Pa。（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/
23、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）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。【答案】（1）5200Pa （2）80% （3）2260N。【解析】（1）货箱重为G=mg=312N10N/kg=3120N.货箱对地面的最大压强P=F/S=3120
24、N/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20182019学年下学期期末试题）随着城市建设的加快，
25、高层住宅拔地而起。但城市供水只能满足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【答案】（1）6103kg （2）1.2106J；（3）2000W。【解析】由=m/V可得，m=V=1.0103kg/m36m3=6103kg。水的重力G=mg=6103kg10N/kg=6104N ，此过程水泵对水做的功： W=Gh=6104N20m=1.2106J。所用时间t=10min=600
26、s，此过程水泵的功率：P=W/t=1.2106J/600s=2000W。7：（2020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，受到的牵引力大小为4103N。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310-7s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3108m/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
27、的距离；（3）以36km/h的速度匀速行驶时牵引力的功率。【答案】（1）1.0105Pa （2）45m (3)4104W。【解析】（1）汽车对水平地面的压力F=G=mg=1.2104N，静止时对水平地面的压强大小P=F/S=1.2104N/0.12m2=1.0105Pa。（2）此刻车头到障碍物的距离S=Vt/2=3108m/s310-7s=45m。（3）汽车的速度v=36km/h=10m/s 以36km/h的速度匀速行驶时牵引力的功率P=W/t=FV=4103N10m/s=4104W。8：（2018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.
28、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，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。【答案】（1）53.5m3 (2)1.5104W （3）2.5105N.【解析】（1）因为AG600蓄满水后静止在水面上
29、，所以飞机受到浮力等于重力，即F浮=G=mg=53.5103kg10N/kg=5.35105N,由F浮=水gV排可得，排开水的体积：V排=F浮/水g=5.35105N/1103kg/m310N/kg=53.5m3.(2)每次投下的水在下落过程中重力做功：W=Gh=mgh=200kg10N/kg150m=3105J,重力做功的平均功率P=W/t=3105J/20s=1.5104W .(3)飞机发动机牵引力的总功率始终保持2.5106W，因为P=W/t=FV，所以飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力：F=P总/V=2.5106W/10m/s=2.5105N.9:（2020宜昌中考）为了解决
30、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)。【答案】（1）39km/h (2）1.44104J。【解析】（1）无人机水平飞行的平均速度V=S/t=6.5km/(10/60)h=39km/h。（2） 拉力对包裹做的功W=Gh=mgh=12kg10N/kg120m=）1.44104J。10：（20
31、18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）水库的深度. （2）重物的密度 .（3）整个打捞过程中汽车的最小功率。【答案】(1)4m (2)4.5103kg/m3 (3)3.5103W.【解析】(1)由图像可知，水库水深h=0.1m/s40s=4m.(2)由图像可知，正方体的边长L=Vt2=0.1m/s10s=1m,重物的重力G=4.5
32、104N，重物的质量m=G/g=4.5104N/10N/kg=4.5103kg，V=L3=1m3则=m/v=4.5103kg/1m3=4.5103kg/m3.(3)当重物出水前拉力最小，此过程中功率最小，出水前重物受到的浮力F浮=gV排=1.0103kg./m310N/kg1m3=1.0104N,重物出水前最小拉力F=GF浮=4.5104N1.0104N=3.5104N，所以整个打捞过程中汽车的最小功率P=FV=3.5104N0.1m/s=3.5103W.11：（2020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
33、，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”
34、）。【答案】（1）4.6；相等（2）一半（3）4.6；相等。【解析】(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，测力计的分度值为0.2N，则其示数为4.6N。根据二力平衡条件，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相等。(2)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）；滑轮组的n=2，此时弹簧测力计的示数等于轻绳D对物体A的拉力大小的一半。(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W=FS=4.
35、6N1m=4.6J.，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做的功为W=（F/n ）ns=FS =W，即与轻绳D拉物体A做的功相等。12：（2019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=9104N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=120kw，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。【答案】（1）1.2106J （2）20000N （3）75%。【解析】（1）由W=Pt可得10s内汽
36、车对绳的拉力所做的功W=Pt=1.2105W10s=1.2106J.(2)贷物匀速直线运动时，10s内移动的距离s=Vt=2m/s10s=20m.，根据W=FS可得汽车对绳的拉力大小F=W/S=1.2106J/60m=20000N.(3)由图知，滑轮组对绳子的拉力F拉=3F车=320000N=60000N，斜面做的有用功W有=Gh=9104N10m=9105J,斜面做的总功W有=F拉h=60000N20m=1.2106J,则斜面的机械效率=（W有/W总）100%=(9105J/1.2106J) 100%=75%.13：（2020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
37、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？【答案】（1）4104Pa. （2）50m/s (3)4.2107J.【解析】（1）无人机对地面的压力F=G=2000N，则无人机对地面的压强P=F/S=2000N
38、/0.05m2=4104Pa.。（2）无人机上升过程中的平均速度V=S/t=2.1104m/760s=50m/s。（3）7分钟内无人机克服重力做功。14:（2020.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。【答案】（1）10m/s (2）700m (3）1.1106J。【解析】（1）前10s轿车运动的平均速度V=S1/t1=100m/10s=10m/s。（3） 根据V=S/t可知，轿车在匀速直线运动阶
39、段通过的路程：S2=V2t2=20m/s(45s10s)=700m。（4） 动力F做的总功W=W1+W2=F1S1+F2S2=4000N100m+1000N700m=1.1106J。15：（20202021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4107J/kg，g=10N/kg)型号8B13质量111kg扬程12m流量300m3/h效率80%出厂日期201
40、7年6月【答案】（1）1.8108J （2）12.5kw (3)2.5kg.【解析】(1)5小时的抽水量，由=m/V则m水=V=1.0103kg/m3(300m3/h)5h=1.5106kg，抽水机做的有用功W有=Gh=m水gh=1.5106kg10N/kg12m=1.8108J;(2)由=W有/W总得W总=W有/=1.8108J/80%=2.25108J, P=W总/t=2.25108J/53600s=12500W=12.5kw.(3)水泵1小时做的功W2=Pt=12500W3600s=4.5107J,因W2=Q放45%=4107J/kgm45%=4.5107J可得：每小时消耗的柴油m=2.5kg.