2020年中考物理 考點(diǎn)總動員 考點(diǎn)16 功和功率(含解析)
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1、 考點(diǎn)16 功和功率 【知識回顧】 考點(diǎn)一、功 1.功的定義:一個力作用在物體上,使物體在 力的方向上通過一段 距離 ,這個力就對物體做了功。 2.功的兩個必要條件:① 有力作用在物體上;② 物體在力的方向上通過了距離。 3.不做功的三種情況:有力無距離;有距離無力、力和距離垂直。 4.功的公式:功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。公式:。 5.功的單位:國際單位制中,功的單位是:焦耳,符號是J,1J= 1N·m 。 6.功的公式的應(yīng)用:①分清哪個力對物體做功,計算時F就是這個力;②公式中S一定是在力的方向上通過的距離,強(qiáng)調(diào)對應(yīng);③功的單位“焦”(牛·米 =
2、焦),不是力和力臂的乘積(?!っ祝Ρ蹎挝徊荒軐懗伞敖埂保?。 考點(diǎn)二、功率 1.定義:單位時間里完成的功;或說成:單位時間內(nèi)力作做的功。 2.功率的物理意義:功率是表示力做功快慢的物理量;即單位時間內(nèi)完成的功。 3.公式:。 4.單位:在國際單位制中,功率單位是瓦特,符號是 W 。常用單位還有千瓦(kW)、馬力。 換算關(guān)系:。 5.功率公式的解釋:(1)物體在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做勻速直線運(yùn)動,則拉力做功的功率等于力與物體速度的乘積,即。 (2)利用該公式時要注意:拉力F必須是恒力,且物體運(yùn)動的速度應(yīng)不變;v的單位必須用m/s,這樣算出的功率單位才是W;速度v
3、跟拉力F必須對應(yīng),即v必須是受到拉力的物體在拉力的方向上移動的速度。 【考點(diǎn)梳理】 考點(diǎn)一、功 功、功率和機(jī)械能是初中物理重點(diǎn)內(nèi)容,也是中考試卷中分值高、考查形式多樣、問題變化較多的內(nèi)容,所以做好本部分的專題復(fù)習(xí)尤為重要。從近幾年的中考試題來看,對于“功”主要考查學(xué)生對概念的理解和掌握程度,主要內(nèi)容有:功概念的認(rèn)識以及簡單計算,能解釋生活中做功例子等。 功在中考中常見題型是選擇題和計算型填空題,均屬于基礎(chǔ)題型,試題難度以中等為主;難度較高主要集中判斷物體(力)做功,通過對功的計算考查學(xué)生對功的理解程度。 考點(diǎn)二、功率 功、功率和機(jī)械能是初中物理重點(diǎn)內(nèi)容,也是中考試卷中分值高、考查形
4、式多樣、問題變化較多的內(nèi)容,所以做好本部分的專題復(fù)習(xí)尤為重要。從近幾年的中考試題來看,對于“功率”主要考查學(xué)生對功率概念的理解和掌握程度,主要內(nèi)容有:功率概念的認(rèn)識以及簡單計算,能進(jìn)行功率的計算并利用功率解釋生活中例子等。 功率在中考中出現(xiàn)概率很高并經(jīng)常與功的概念結(jié)合出現(xiàn)。考題主要題型以填空題、選擇題和計算題為主,常見題型是選擇題和計算型填空題,均屬于基礎(chǔ)題型,試題難度以中等為主;難度較高主要集中在判斷物體(力)做功功率并與效率結(jié)合在一起的題目,通過對功率的計算考查學(xué)生對功率概念的理解程度。 考點(diǎn)一、功 【典例一】(2019·海南)用大小相同的力F,作用在質(zhì)量不同的物體上,使它們分別
5、在同一水平面上沿力的方向移動相同的距離s(如圖所示),F(xiàn)所做的功分別為W1和W2,則( )。 A. B. C. D. 【答案】B。 【解析】根據(jù)功的計算公式,得,??梢姡蕬?yīng)選B。 【舉一反三】 1.(2019·武威)“節(jié)能減排,低碳生活”旨在倡導(dǎo)節(jié)約能源和減少二氧化碳排放。李明同學(xué)堅持騎自行車上下學(xué),他的質(zhì)量為50kg,所騎自行車質(zhì)量為15kg。(g=10N/kg)求: (1)若他在平直公路上5min內(nèi)勻速行駛了1500m,則這段時間他騎行的速度是多大? (2)若他騎行時的牽引力恒為60N,則他騎行這5min內(nèi)克服阻力做了多少功? (3
6、)若他騎行時自行車兩輪與地面總的接觸面積為25cm2,則他騎行時自行車對地面的壓強(qiáng)為多少? 【解析】(1)他騎行的速度是:v===5m/s。 (2)他在平直公路上5min內(nèi)勻速行駛,受力平衡,則阻力f=F=60N, 所以他騎行這5min內(nèi)克服阻力做的功:W=fs=60N×1500m=9×104J。 (3)騎行過程中地面受到的壓力為:F壓=G總=(m人+m車)g=(50kg+15kg)×10N/kg=650N, 則他騎行時自行車對地面的壓強(qiáng)為:p==2.6×105Pa。 答:(1)這段時間他騎行的速度是5m/s;(2)若他騎行時的牽引力恒為60N,則他騎行這5min內(nèi)克服阻力做了9×
7、104J功;(3)若他騎行時自行車兩輪與地面總的接觸面積為25cm2,則他騎行時自行車對地面的壓強(qiáng)為2.6×105Pa。 2.(2017?黃岡)滑板車是深受小朋友們喜愛的玩具,使用時一只腳站在滑板上,另一只腳蹬地,滑板車就能載著人前進(jìn)。蹬地時人對車 (選填“做功”或“不做功”);蹬地的腳離地后,人和車由于 一起繼續(xù)向前滑行,滑行時以人為參照物,滑板車是 ?。ㄟx填“運(yùn)動”或“靜止”)的。 【答案】做功、慣性、靜止。 【解析】滑板車使用時一只腳站在滑板上,另一只腳蹬地,滑板車就能載著人前進(jìn),有力有距離,所以蹬地時人對車做功;蹬地的腳離地后,人和車由于具有慣性,仍要保持原來
8、的運(yùn)動狀態(tài),所以會一起繼續(xù)向前滑行;滑行時以人為參照物,滑板車與人之間的位置沒有變化,所以是滑板車是靜止的。 故答案為:做功、慣性、靜止。 3.(2019·邵陽)一物體在水平拉力F的作用下,沿力的方向以0.2m/s的速度勻速運(yùn)動了4s,拉力F大小為5N,4s內(nèi)拉力F做的功為( )。 A.1J B.3J C.2J D.4J 【答案】D。 【解析】由v可得,物體移動的距離s=vt=0.2m/s×4s=0.8m, 拉力F做的功W=Fs=5N×0.8m=4J。故選D。 考點(diǎn)二、功率 【典例二】(2019·邵陽)參加今年邵陽市初中畢業(yè)學(xué)業(yè)考試的王小鵬同學(xué)聽到考試預(yù)備
9、鈴響了,考室還在四樓呀!一口氣從一樓跑到四樓考室,所用時間為30秒。他上樓過程克服自身重力做功的功率最接近( )。 A.1.5W B.15W C.150W D.1500W 【答案】C。 【解析】王小鵬同學(xué)的體重約為500N,一層樓高約為3m,從一樓跑到四樓上升了三層樓的高度約9m,所用時間為30s;則克服自己重力做功的功率約為:P=150W。故選C。 【舉一反三】 1.(2019·綿陽)如圖所示,斜面長20m、高10m,固定在水平地面上。一位同學(xué)用平行于斜面向上40N的拉力,在20s內(nèi)把重60N的物體沿斜面向上勻速拉動了10m。在此過程中( )。 A.斜面
10、的機(jī)械效率是66.7%; B.斜面的機(jī)械效率是75%; C.該同學(xué)對物體做功的功率是10W; D.該同學(xué)對物體做功的功率是30W 【答案】B。 【解析】由題知,斜面長20m、高10m,則物體沿斜面向上勻速運(yùn)動s=10m時,物體升高h(yuǎn)=5m; (1)拉力F做的總功:W總=Fs=40N×10m=400J; 拉力做的有用功:W有用=Gh=60N×5m=300J; 斜面的機(jī)械效率:; (2)該同學(xué)對物體做功的功率:。故選B。 2.(2019·邵陽)參加今年邵陽市初中畢業(yè)學(xué)業(yè)考試的王小鵬同學(xué)聽到考試預(yù)備鈴響了,考室還在四樓呀!一口氣從一樓跑到四樓考室,所用時間為30秒。他上樓過程克服
11、自身重力做功的功率最接近( )。 A.1.5W B.15W C.150W D.1500W 【答案】C。 【解析】王小鵬同學(xué)的體重約為500N,一層樓高約為3m,從一樓跑到四樓上升了三層樓的高度約9m,所用時間為30s; 則克服自己重力做功的功率約為:P150W。故選C。 3.(2017·廣東)媽媽與小明進(jìn)行爬山比賽,他們選擇的起點(diǎn)、路徑和終點(diǎn)都相同,全程設(shè)為勻速運(yùn)動,媽媽的體重是小明的2倍,媽媽所用的時間是小明的3倍,若媽媽克服重力做功為W1、功率為P1,小明克服自身重力做功為W2、功率為P2,則下列關(guān)系正確的是( )。 A.W1:W2=1:1 B.W1:
12、W2=2:3 C.P1:P2=1:1 D.P1:P2=2:3 【答案】D。 【解析】由題意可知,媽媽的重力與小明的重力之比是:,他們所用時間之比為:;根據(jù)功的公式:(h是高度),得到:,;根據(jù)功率公式:,得到:,。 故,,;由此可見正確答案是D。 故答案是D。 一、 選擇題 1.(2019·貴港市覃塘區(qū)中考一模)如圖所示,小球甲在O點(diǎn)從靜止開始下落,先后經(jīng)過A、B兩點(diǎn)。已知OA=AB.小球乙在P點(diǎn)從靜止開始下落,先后經(jīng)過C、D兩點(diǎn),已知小球乙經(jīng)過PC段所用的時間與經(jīng)過CD段所用的時間相等。則下列說法正確的是( ?。? A.小球甲在下落過程中速度越來越大是由于有重力
13、作用; B.小球甲通過OA段重力做功快,通過AB段重力做功慢; C.小球乙在下落過程中動能變大,勢能變?。? D.小球乙通過PC段重力做功慢,通過CD段重力做功快 【答案】ACD。 【解析】A、空中的小球受到重力的作用,小球甲在下落過程中速度越來越大,是由于重力改變了它的運(yùn)動狀態(tài);故A正確; B、小球甲的重力不變,通過的距離OA=AB,根據(jù)W=Gh可知,小球甲通過OA段和AB段重力做的功相同; 由題意可知,小球在OA段的平均速度小于在AB段的平均速度,OA和AB的距離相等,所以在OA段所用時間大于在AB段所用的時間, 根據(jù)P=可知,小球甲通過OA段重力做功慢,通過AB段重力做功快
14、。故B錯誤; C、小球乙在下落過程中質(zhì)量不變,速度變大,高度減小,所以其動能變大,勢能變小。故C正確; D、小球乙的重力不變,由圖知,通過的距離PC<CD,根據(jù)W=Gh可知,小球乙通過PC段重力做功少,通過CD段重力做功多,已知小球乙經(jīng)過PC段所用的時間與經(jīng)過CD段所用的時間相等,根據(jù)P=可知,小球乙通過PC段重力做功慢,通過CD段重力做功快。故D正確。故選ACD。 2.(2019·隨州市中考模擬)為了將放置在水平地面上重為100N的物體提升一定高度,設(shè)置了圖(1)所示的滑輪組裝置。當(dāng)用圖(2)甲所示隨時間變化的豎直向下的拉力F拉繩時,物體的速度v和物體上升的高度h隨時間變化的關(guān)系分別如
15、圖乙和丙所示。(不計繩重和繩與輪之間的摩擦)下列計算結(jié)果正確的是( ?。? A. 0-1s內(nèi),地面對物體的支持力是100N; B. 1s-2s內(nèi),拉力F做的功是187.5J; C. 2s-3s內(nèi),拉力F的功率是10W; D. 2s-3s內(nèi),滑輪組的機(jī)械效率是62.5% 【答案】B。 【解析】(1)由圖乙可知,在0~1s內(nèi),拉力F=30N.取動滑輪和重物為研究對象,受到向下的重力G和G動,向上的支持力F支,及三根繩子向上的拉力F′作用,處于靜止?fàn)顟B(tài); 地面對重物的支持力F支=G-F′=G-3F拉+G動=100N-3×30N+G動=G動+10N;故A錯誤; (2)由圖可知在2~
16、3s內(nèi),重物做勻速運(yùn)動,v3=2.50m/s,拉力F3=40N, 因?yàn)閺膭踊喩现苯右龅睦K子股數(shù)(承擔(dān)物重的繩子股數(shù))n=3, 所以拉力F的作用點(diǎn)下降的速度v3′=3v3=3×2.50m/s=7.5m/s, 拉力做功功率(總功率):P總=F3V3′=40N×7.5m/s=300W,故C錯誤; 滑輪組的機(jī)械效率:η=×100%=×100%=×100%≈83.33%,故D錯誤; (3)在1~2s內(nèi),拉力F2=50N,重物上升高度h2=1.25m, 拉力F的作用點(diǎn)下降的距離s2=3h2=3×1.25m=3.75m, 拉力做的功:W=F2S2=50N×3.75m=187.5J;故B正確
17、。故選B。 3.(2019·武漢市武昌區(qū)中考一模)用彈簧測力計兩次水平拉同一木塊,使它在同一水平木板上做勻速直線運(yùn)動,圖乙是它運(yùn)動的路程隨時間變化的圖象,下列說法正確的是( )。 A. 圖甲中木塊受到的拉力為3.2N; B. 木塊第一次和第二次速度之比為1:2; C. 木塊兩次受到滑動摩擦力之比為1:1; D. 相同時間內(nèi)拉力兩次對木塊做功之比為1:1 【答案】C。 【解析】A、從圖甲知,彈簧測力計的分度值為0.2N,彈簧測力計的示數(shù)為3.4N,即圖甲中木塊受到的拉力為3.4N,故A錯誤; B、從圖乙可知,木塊兩次都做勻速直線運(yùn)動,第一次10s運(yùn)動路程為50m,第二次10
18、s運(yùn)動路程為25m;因?yàn)闀r間一定,速度與路程成正比,即木塊第一次和第二次速度之比為50m:25m=2:1,故B錯誤; C、兩次接觸面的粗糙程度相同、壓力相同,摩擦力相同,即木塊兩次受到滑動摩擦力之比為1:1,故C正確; D、從圖乙可知,木塊兩次都做勻速直線運(yùn)動,而做勻速直線運(yùn)動的物體受平衡力作用,所以兩次木塊受到的拉力和摩擦力相等,因?yàn)槟Σ亮ο嗤?,故拉力也相同;由B可知相同時間內(nèi)的路程之比為s1:s2=2:1,根據(jù)W=Fs可得W1:W2=2:1,故D錯誤。故選C。 4.(2019·巴中市巴州區(qū)中考一模)小明同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計出判斷小車運(yùn)動狀態(tài)的裝置,其工作原理如圖甲所示,將壓敏電阻
19、和一塊擋板固定在絕緣小車上,中間放置一個光滑絕緣小球,小車始終在平直的軌道上向右運(yùn)動。壓敏電阻R的阻值隨所受的壓力增大而減小。小車在整個運(yùn)動的過程中,電流表的示數(shù)隨時間的變化情況如圖乙所示。已知電源電壓為6V,電阻R0為5Ω,小車在0~10s內(nèi)作勻速直線運(yùn)動,速度為0.5m/s.則在下列說法中錯誤的是( ?。?。 A. 小車在內(nèi)通過的路程是4m; B. 小車在內(nèi)的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生了變化; C. 小車作勻速直線運(yùn)動時,壓敏電阻R的阻值是; D. 小車在內(nèi),當(dāng)電路中電流最大時壓敏電阻所消耗的功率是4W 【答案】D。 【解析】A、由于小車在0~10s內(nèi)做勻速直線運(yùn)動, 由v=得,小車在0
20、~8s內(nèi)通過的路程:s=vt=0.5m/s×8s=4m,故A正確; B、在10~20s內(nèi),電流I均勻變大,說明壓敏電阻R的阻值變小,壓力變大, 小車做加速運(yùn)動,即小車的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生了變化,故B正確; C、小車作勻速直線運(yùn)動時,電路中的電流I=0.4A, 由I=得,電路總電阻:R總===15Ω, 則壓敏電阻R的阻值:R=R總-R0=15Ω-5Ω=10Ω,故C正確; D、小車在0~20s內(nèi),電路中最大電流I最大=1.0A, 由I=得,電阻R0兩端的電壓:U0=I最大R0=1.0A×5Ω=5V, 壓敏電阻R兩端的電壓:U壓敏=U-U0=6V-5V=1V, 則壓敏電阻所消耗的功率:P
21、=U壓敏I最大=1V×1.0A=1W,故D錯誤。故選D。 5.(2017?岳陽)如圖,小明沿水平地面推箱子,但箱子沒有移動,此過程( )。 A. 小明對箱子沒有做功; B. 重力對箱子做了功; C.小明對箱子的推力大于地面對箱子的阻力; D. 箱子所受的重力與箱子對地面的壓力是一對平衡力 【答案】A。 【解析】做功包括兩個必要的條件:一是有力作用在物體上,二是物體在力的方向通過了一段距離;小明對箱子用了力且箱子在力的方向上移動了距離,所以小明做了功,故A正確。 箱子在重力的方向上沒有移動距離,所以重力不做功,故B錯。 箱子處于靜止?fàn)顟B(tài),在水平方向上受力平衡,所以小明對
22、箱子的推力等于地面對箱子的阻力,故C錯。 重力和壓力和方向是相同的,它們不是平衡力,故D錯;應(yīng)選A。 6.(2017·長春)一位同學(xué)正在進(jìn)行投擲實(shí)心球的訓(xùn)練,以下情境中,他對球做功的是( )。 A.手拿球靜止;B.手托球水平勻速直線運(yùn)動; C.將球舉起; D.拋出后的球在空中繼續(xù)運(yùn)動 【答案】C。 【解析】A、手拿球靜止,有力,但球沒有在力的方向上移動距離,故沒有做功,故A錯誤。 B、手托球水平勻速直線運(yùn)動,有力,但球沒有在力的方向上移動距離,故沒有做功,故B錯誤。 C、將球舉起,有力作用在球上,球在力的方向上通過了一定的距離,故有力做功,故C正確。 D、球飛出去,球由
23、于慣性向前運(yùn)動,有距離,但沒有對球施加力,沒有對球做功,故D錯誤。故選C。 7.(2017?德陽)一定質(zhì)量的物體在水平拉力的作用下沿水平面運(yùn)動,物體運(yùn)動的路程S-t時間圖象如圖所示,根據(jù)圖象,下列判斷正確的是(?。? A.物體10s時的速度大于4s時的速度; B.0-6s拉力對物體所做的功大于6-12s拉力對物體所做的功; C.0-6s拉力對物體做功的功率小于6-12s拉力對物體做功的功率; D.0-6s物體所受的拉力大于6-12s物體所受的拉力 【答案】B。 【解析】從圖象上看,0~6s和6s~12s物體以不同的速度做勻速直線運(yùn)動,而0~6s過程中通過的路程是3m,6~12
24、s的過程中通過路程為1m,因?yàn)橄嗤瑫r間內(nèi)通過的路程越多,速度越大,因此0~6s過程中的速度大于6~12s的過程中的速度,即4s時的速度大于10s時的速度,故A錯誤。 從圖中可以看出,0~6s過程中通過的距離為3m;6~12s的過程中通過的距離為1m;而拉力相同,由W=FS可知,0至6s內(nèi)鋼索拉力做的功大于6s至12s內(nèi)鋼索拉力做的功;故B正確。 由于速度發(fā)生了改變,根據(jù)P=Fv可知,由0~6s過程中的速度大于6~12s的過程中的速度,0-6s拉力對物體做功的功率大于6-12s拉力對物體做功的功率,故C錯誤。 因?yàn)槲矬w做勻速直線運(yùn)動,拉力等于阻力,0~6s物體所受的拉力等于6-12s物體所
25、受的拉力,故D錯誤。 二、填空題 8.(2017?紹興)如圖為四旋翼無人機(jī),質(zhì)量為1.2千克,下方懸掛著一個質(zhì)量為0.1千克的攝像機(jī)。在10秒內(nèi)無人機(jī)從地面豎直上升了20米,然后邊攝像邊斜向上飛行了30秒,儀表盤上顯示離地高度為36米。無人機(jī)前10秒對攝像機(jī)做功 焦,整個過程中,無人機(jī)對攝像機(jī)做功的功率為 瓦。 【答案】(1)20;(2)0.9W。 【解析】(1)前10秒對攝像機(jī)做功W=Gh=mgh=0.1kg×10N/kg×20m=20J。 (2) 整個過程無人機(jī)對攝像機(jī)做功, 功率:。 9.(2019·白銀市靖遠(yuǎn)縣中考二模)如圖甲所示,在水平
26、地面上放著一質(zhì)量為0.9kg,(材質(zhì)均勻、實(shí)心)的長方體。(取g=10N/kg) (1)若給該長方體施加一豎直向上大小為6N的拉力后,長方體所受合力為 N。 (2)如果用如圖乙所示滑輪組將該長方體在4s內(nèi)勻速提升6m,所用拉力為6N,則拉力的功率為 W,滑輪組的機(jī)械效率為 。 【答案】(1)0;(2)18;75%。 【解析】(1)物體的重力:G=mg=0.9kg×10N/kg=9N,拉力F=6N, 因?yàn)镚大于拉力F,說明物體處于靜止?fàn)顟B(tài),則長方體所受合力為0; (2)則圖象,承擔(dān)物重的繩子為兩段,則繩端移動的距離:s=2h=2×6m=12m, 則拉力做
27、的總功:W總=Fs=6N×12m=72J, 拉力的功率:P===18W; 有用功:W有=Gh=9N×6m=54J, 則滑輪組的機(jī)械效率為:η==×100%=75%。 故答案為:(1)0;(2)18;75%。 10.(2019·保定市蓮池區(qū)中考一模)繼“共享單車”之后又推出了“共享汽車”。如圖所示,“共享汽車”是純電動汽車,充滿電時可行駛約170公里。請回答下列問題: (1)電動汽車的使用減少了化石燃料的消耗,同時,電動汽車與傳統(tǒng)燃油汽車相比,還具有的主要優(yōu)點(diǎn)是 。 (2)若一輛電動汽車以72km/h的速度在水平路面上沿直線勻速行駛了10min,已知該轎車的質(zhì)量為1200k
28、g,行駛時所受阻力為車重的0.2倍(g取10N/kg),則牽引力為 N,此時汽車的功率為 kW。 【答案】(1)環(huán)保;效率高;噪音?。唬?)2400;48。 【解析】(1)電動車與汽油為燃料的汽車比較,它的優(yōu)點(diǎn)是清潔無污染、噪音低; (2)汽車做勻速運(yùn)動,處于平衡狀態(tài),由二力平衡條件得牽引力: F=f=0.2G=0.2mg=0.2×1200kg×10N/kg=2400N; 汽車的速度:v=72km/h=20m/s; 汽車的功率:P===Fv=2400N×20m/s=4.8×104W=48kW; 故答案為:(1)環(huán)保;效率高;噪音小;(2)2400;48。 1
29、1.(2019·德州市德城區(qū)中考二模)如圖甲所示,水平地面上的物體,受到方向不變的推力F的作用,其F﹣t和v﹣t的圖象分別如圖乙、丙所示。由圖象可知:9~12s內(nèi),推力對物體做功 J,t=5s時,物體受到的摩擦力是 N。 【答案】180;60。 【解析】(1)由丙圖知,9~12s時,物體做勻速運(yùn)動,且v=1m/s,由乙圖知,9﹣12s時的推力F=60N, 推力F做功:W=Fs=Fvt=60N×1m/s×3s=180J; (2)由丙圖知,9~12s時,物體做勻速運(yùn)動,水平方向上的摩擦力與推力F平衡,則摩擦力f=F=60N。 由丙圖知,t=5s時,物體做加速運(yùn)動,由于
30、物體對地面的壓力和接觸面的粗糙程度都沒有改變,所以摩擦力大小不變,仍為60N。 故答案為:180;60。 三、計算題 12.(2019·威海市中考最后一模)在某段平直的路上,小明騎著一輛電動自行車勻速行駛100m,用時20s,已知小明和車對地面的壓力為1200N,輪胎與地面的總接觸面積為0.05m2,電動自行車牽引力恒為60N.在這個過程中,求: (1)小明騎車的速度是多少? (2)自行車對水平地面的壓強(qiáng)是多大? (3)自行車的牽引力所做的功是多少? 【解析】(1)自行車的速度:; (2)自行車對水平地面的壓力F=1200N,S=0.05m2, 自行車對地面的壓強(qiáng):; (3
31、)牽引力做功:W=Fs=60N×100m=6000J。 答:(1)小明騎車的速度是5m/s;(2)自行車對水平地面的壓強(qiáng)是2.4×104Pa;(3)自行車的牽引力所做的功是6000J。 13.(2017·益陽)跳傘是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)的運(yùn)動,現(xiàn)在越來越受到人們的喜愛.在某次跳傘訓(xùn)練過程中,一體重為500N的運(yùn)動員從空中懸停的直升機(jī)上由靜止開始豎直跳下,其速度與時間的關(guān)系如圖所示,經(jīng)15s下落210m后,開始做勻速直線運(yùn)動直至落地,整個過程用時30s,求在這個過程中: (1)運(yùn)動員下落的平均速度; (2)重力做的功; (3)勻速下降時重力做功的功率。 【解析】(1)由題可知,運(yùn)動員在0
32、﹣15s下落的路程為s前=210m, 由圖象可知,15s后運(yùn)動員以6m/s的速度做勻速直線運(yùn)動, 則運(yùn)動員在15﹣30s通過的路程為:s后=vt后=6m/s×15s=90m; 運(yùn)動員通過的總路程為:s=s前+s后=210m+90m=300m, 總時間為t=30s,則整個過程中運(yùn)動員下落的平均速度:v′===10m/s。 (2)運(yùn)動員下落的高度為:h=s=300m; 重力做的功:W=Gh=500N×300m=1.5×105J。 (3)勻速下降時,重力做功的功率:P=Fv=Gv=500N×6m/s=3×103W。 答:(1)運(yùn)動員下落的平均速度為10m/s;(2)重力做的功為1.5
33、×105J;(3)勻速下降時重力做功的功率為3×103W。 14.(2017?嘉興)如圖為某款擦窗機(jī)器人,它憑借其底部的真空泵在機(jī)身和玻璃之間形成低氣壓,牢牢地吸附在豎直玻璃上。請回答: (1)當(dāng)它靜止在豎直玻璃上時,受到的摩擦力方向是 。 (2)擦窗機(jī)器人的擦試速度是4分鐘/米2,要擦完總面積為3米2的窗玻璃需要 分鐘。 (3)工作時擦窗機(jī)器人對玻璃的壓力為28牛,內(nèi)外氣壓差達(dá)到800帕,求擦窗機(jī)器人與玻璃的接觸面積至少為多少平方米? (4)擦窗機(jī)器人的總質(zhì)量為1.2千克,工作時的實(shí)際功率為80瓦,它在豎直向上擦窗過程中有0.25%的電能用于克服重力做功;若窗戶
34、足夠高,持續(xù)豎直向上擦窗20分鐘,擦窗機(jī)器人可上升的最大高度為多少米?(取g=10牛/千克) 【答案】(1)豎直向上;(2)12;(3)擦窗機(jī)器人與玻璃的接觸面積至少為0.035m2;(4)擦窗機(jī)器人可上升的最大高度為20m。 【解析】(1)擦窗機(jī)器人在豎直玻璃板上靜止時,處于平衡狀態(tài),豎直方向受到的重力和摩擦力是一對平衡力,故摩擦力的方向是豎直向上的。 (2)擦窗機(jī)器人的擦試速度是4分鐘/米2,要擦完總面積為 3 米2的窗玻璃需要的時間為:t=4分鐘/米2×3 米2=12分鐘。 (3)由得,擦窗機(jī)器人與玻璃的接觸面積為:; (4)機(jī)器人消耗的電能為:W電=P電t=80W×1200s
35、=96000J;克服重力所做的功:W′=W電η=96000J×0.25%=240J;機(jī)器人的重力為:G=mg=1.2kg×10N/kg=12N; 由W=Gh得上升的高度為:。 15.(2019·遂寧)如圖是老師設(shè)計的探究機(jī)械能轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)裝置,將一彈簧下端固定于帶槽的斜面底端,彈簧上端處于斜面A點(diǎn)處;將一小球從斜面頂端釋放,小球經(jīng)過斜面A點(diǎn)后壓縮彈簧,在斜面C點(diǎn)停止;然后在彈力的作用下小球再向上運(yùn)動到斜面的D點(diǎn),接看再向下運(yùn)動;如此往復(fù)幾次后小球在斜面的B點(diǎn)靜止,那么小球第一次下降經(jīng)過斜面的______(選填“A““B““C”“D”“O”)點(diǎn)時動能最大;小球上升時不能再回到O點(diǎn)的原因主要是小
36、球克服摩擦做功,將部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了______。 【答案】B;內(nèi)能。 【解析】(1)從O到A的過程中,小球沿斜面向下重力的分力大于沿斜面向上的摩擦力,合力沿斜面向下,小球做勻加速直線運(yùn)動; 由題意可知,小球最后在斜面的B點(diǎn)靜止,小球在該點(diǎn)受到的合力為零,則從A到B的過程中,小球沿斜面向下重力的分力大于沿斜面向上的摩擦力與彈力之和,合力沿斜面向下,小球做變加速直線運(yùn)動; 從B到C的過程中,小球沿斜面向下重力的分力小于沿斜面向上的摩擦力與彈力之和,合力沿斜面向上,小球做變減速直線運(yùn)動,直至在C點(diǎn)瞬時靜止,綜上可知,小球第一次下降經(jīng)過斜面的B點(diǎn)時速度最大,動能最大; (2)小球上升時
37、不能再回到O點(diǎn)的原因主要是小球克服摩擦做功,將部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。 故答案為:B;內(nèi)能。 16.(2017?蘇州)小華和媽媽去超市購物,她們將17kg物品放在小推車中推行,小推車在某段時間內(nèi)速度v隨時間t化的關(guān)系圖像如圖所示;已知小推車重130N,所受阻力是總重的0.15倍。(g取10N/kg) (1)在0~l0s內(nèi),水平推力 (大于/小于/等于)阻力,阻力大小為 N。 (2)10~20s內(nèi)水平推力做了多少功? (3)10~20s內(nèi)水平推力的功率多大? 【答案】(1)大于、45;(2)360J;(3)36W。 【解析】(1)由圖像可知,在0-10s
38、時間內(nèi)小車加速運(yùn)動,所以水平推力大于阻力; 阻力大小是。 (2)10s-20s內(nèi),小車勻速運(yùn)動,則,小車速度是0.8m/s,所以小車運(yùn)動距離為:,水平推力所做的功為: (3)10s-20s內(nèi),水平推力的功率:。 17.(2019·海南)如圖所示是正在航拍的無人機(jī)。起飛前,放在地面上要確保四腳著地;啟動后,利用遙控器可控制它運(yùn)動和工作。無人機(jī)的參數(shù)如下表,求:(g取10N/kg) (1)無人機(jī)從地面飛到離地20m高處,至少要多長時間? (2)無人機(jī)從20m高處降落到地面,重力做功是多少? (3)無人機(jī)停放在水平地面上時對地面的壓強(qiáng)是多少? (4)無人機(jī)的突出問題是飛行時間短,
39、請?zhí)岢鲆粋€解決問題的合理建議。 【解析】(1)由得至少要用的時間為: (2)重力做功為: (3)無人機(jī)對地面的壓強(qiáng)為: (4)無人機(jī)飛行過程需要消耗電能來克服重力做功,所以為了減少電能的消耗,延長飛行時間,可以減小無人機(jī)的質(zhì)量?;蛘咴黾与姵貎Υ娴碾娔芤部梢匝娱L飛行時間。 18.(2019·湘潭)為解決某偏遠(yuǎn)山區(qū)的用電困難,利用當(dāng)?shù)厮Y源豐富的特點(diǎn),扶貧工作隊(duì)籌措資金為當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)了一座小型水力發(fā)電站,讓水壩的水下泄時沖動水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電,供當(dāng)?shù)鼐用裆钏?。若水?0m高處下泄,每小時下泄量為7.2×106kg,取g=10N/kg。 (1)每小時水的重力做的功W為多少? (
40、2)若水的重力做的功有80%轉(zhuǎn)化為電能,發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率P是多少? 【解析】(1)每小時下泄量為7.2×106kg,則這些水的重力:G=mg=7.2×106kg×10N/kg=7.2×107N, 每小時水的重力做的功:W=Gh=7.2×107N×10m=7.2×108J; (2)由可得,產(chǎn)生的電能:W電=80%×W=80%×7.2×108J=5.76×108J, 則發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率: 答:(1)每小時水的重力做的功W為7.2×108J;(2)若水的重力做的功有80%轉(zhuǎn)化為電能,發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率P是1.6×105W。 19.(2019·濰坊)一輛質(zhì)量為1.5×103kg的汽車陷入一泥
41、濘路段,司機(jī)師傅利用滑輪組和周圍條件,組裝成了如圖所示的拖車裝置。已知汽車通過泥濘路段需移動8m距離,汽車在泥濘路段受到的阻力為車重的0.1倍,滑輪組的機(jī)械效率為80%,g取10N/kg。 在將車勻速拖離泥濘路段過程中,求: (1)做的有用功; (2)作用在繩子自由端的拉力。 【解析】(1)汽車在泥濘路段受到的阻力:f=0.1mg=0.1×1.5×103kg×10N/kg=1.5×103N; 將車勻速拖離,由二力平衡條件可得,滑輪組對車的拉力:F拉=f=1.5×103N; 所做有用功:W有=F拉s車=1.5×103N×8m=1.2×104J, (2)由圖可知n=3,則繩子移動的距離:s繩=3s車=3×8m=24m, 由; 由W總=Fs繩可得,作用在繩子自由端的拉力:。 答:(1)做的有用功為1.2×104J;(2)作用在繩子自由端的拉力為625N。 18
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