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功和功率
功和功率
一、选择题
1.一个人用动滑轮提升一个重物,若用的力是100牛,重物在0.5秒内匀速上升0.6米,不计滑轮重,则人对动滑轮做功的功率是()
A.300瓦 B.240瓦 C.120瓦 D.100瓦
2.下列叙述中正确的是()
A.人造地球卫星进入轨道后做匀速圆周运动时,重力对卫星做功
B.图1中连线P被烧断后,弹簧的弹力对N做功,墙壁对M的弹力没有对M做功
C.汽车加速时,随车运动的车箱地板上的物体所受的静摩擦力对物体做功
D.放在唱机转盘上的物块随转盘匀速旋转时,转盘的静摩擦力对物块做功
3.使用杠杆、定滑轮、动滑轮、轮轴等简单机械,将同一重物匀速提升h。
若机械的摩擦和自重均不计,下列说法中正确的是()
A.因为使用定滑轮不能省力,所以使用定滑轮比使用杠杆做功多
B.因为使用动滑轮要费距离,所以使用动滑轮比使用定滑轮做功多
C.因为使用动滑轮要费距离,所以使用动滑轮比使用杠杆做功多
D.使用它们做的功一样多
4.不计摩擦,将一动滑轮改为定滑轮使用,这样一定能()
A.提高机械效率 B.提高功率
C.改变用力方向 D.节省力
5.跟用手直接做功相比,使用滑轮组做功可以()
A.省力和改变力的方向
B.省力和省功
C.省力和提高机械效率
D.省力和省距离
6.两辆汽车均在水平路面上匀速行驶,在相等的时间内通过的路程之比为2:
1。
如果它们的发动机的输出功率相等,则()
A.两车牵引力之比为1:
2
B.两车牵引力之比为2:
1
C.两车做功之比为1:
2
D.两车做功之比为1:
1
7.如图2所示的两个滑轮组,每个轮的质量都相等。
用它们提升等重的物体时,作用在两个滑轮组上的动力分别为F1和F2,两个滑轮组的机械效率分别为η1和η2。
若不计摩擦,则下列判断中正确的是()
A.一定是F1>F2 B.一定是F1 C.一定是η1>η2 D.一定是η1<η2 8.用100牛的拉力沿一斜面向上拉重400牛的物体,刚好可使其沿斜面匀速上滑。 如此斜面的机械效率为80%,则斜面的高与长之比为() A.4: 1 B.5: 1 C.1: 5 D.以上都不对 9.用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图3所示的a、b两个滑轮组,用其提起相同的重物G。 如不计滑轮与轴的摩擦,则() A.a滑轮组较省力,机械效率也较高 B.b滑轮组较省力,机械效率也较高 C.两滑轮组的省力程度不同,但机械效率相同 D.两滑轮组的省力程度不同,机械效率也不同 10.如图4所示,直径为d的圆筒上绕着绳子,某同学用恒力F拉着绳的自由端使圆筒在地上滚动,则他使圆筒滚动一周所做的功是() A.πdF B.2πdF C.4πdF D.0 二、填空题 11.如图5所示,物体A的质量为5千克。 在拉力F的作用下,物体A以0.3米/秒的速度在水平面上作匀速直线运动,弹簧秤的示数为10牛。 不计摩擦,则 (1)拉力F为__________牛; (2)在10秒钟内拉力做功__________焦;(3)拉力的功率是__________瓦。 12.斜面长5米、高1米。 现将重600牛的物体沿斜面由底端拉到顶端,机械效率是75%,所用时间是8秒,则拉力做功的功率是__________瓦。 13.以恒力F推物体,使它在粗糙水平面上移动一段距离,力F所做的功为W1,平均功率为P1;以相同的恒力推该物体,使它在光滑水平面上移动相同的距离,此时力F所做的功为W2,平均功率为P2。 比较它们的大小,应有W1______W2,P1_____P2(填“>”、“=”或“<”)。 14.两个斜面,其高度比h1: h2=1: 2,长度比S1: S2=2: 3。 不计摩擦,将同一物体分别沿两斜面匀速推上去,则所需推力之比F1: F2=__________。 15.汽车的功率是36千瓦,当它行驶的速度是20米/秒时,汽车的牵引力是__________牛;当汽车的牵引力是1200牛时,则10分钟内汽车行驶的路程是__________千米。 16.如图6所示,人用手拉住绳端A点,用力F=40牛,使甲、乙两车做相向的匀速运动。 在5秒内,甲车移动了0.4米,乙车移动了0.2米。 则甲车受到的摩擦阻力是__________,乙车受到的摩擦阻力是__________;A点的速度是__________,人拉绳做的功是__________。 17.一轮轴的效率是80%,对它施加1000牛的力可以匀速提升4×103牛的重物,则轮半径和轴半径之比R: r=__________。 18.利用斜面把重物匀速推上汽车,如果斜面长与高之比为10: 3,物重为500牛,不计摩擦,推力应为__________牛。 如果实际推力需要250牛,那么物体与斜面之间的摩擦力为__________牛,斜面的机械效率是__________。 19.一辆重5×104牛的汽车,以10米/秒的速度在一条平直公路上匀速行驶2000米。 已知在这段路程中汽车发动机的功率是3×104瓦,则汽车在这段路上所做的功为__________;汽车受到的阻力大小为__________。 20.如图7所示,GA=GB=20牛,每个滑轮重1牛,用手拉住绳子的自由端使重物在空中保持静止。 则拉力FA=__________牛,FB=__________牛。 如果使物体匀速上升0.5米,则此人所做的WA=__________焦,WB=__________焦(不计摩擦)。 21.在“测定滑轮组的机械效率”实验中。 (1)需要的器材,除滑轮、铁架台、细绳、钩码和弹簧秤外还应有__________。 (2)在提升钩码时,应使弹簧秤拉着绳的自由端在竖直方向上作__________运动。 (3)若用同一滑轮组提升钩码,当钩码增加时,滑轮组的机械效率将__________。 (4)若组成滑轮组的每个滑轮都相同,提升相同的钩码,滑轮组的动滑轮个数增加,机械效率将____________________。 (本题第3、4小题填“变大”、“变小”或“不变”。 ) 22.如图8所示,一辆小车在与斜面平行的拉力作用下,沿斜面匀速地由底端运动到顶端。 已知: 小车质量为m,斜面长为L,高为h,拉力的功率为P,斜面的机械效率为η。 则拉力做的有用功为__________;小车运动过程中的速度为__________。 23.吊车的质量为20千克,人的质量为60千克。 如图9-9(a)所示,人站在地上,通过滑轮组用吊车匀速提起质量为60千克的重物,滑轮组的效率为80%,则人拉绳的力为__________牛。 如图9(b)所示,人站在空吊车上,要通过滑轮组匀速拉起吊车,滑轮组的效率仍为80%,则人拉绳的力为__________牛,此时人对吊车的压力为__________牛。 三、计算题 24.用滑轮组匀速提升重2000牛的物体,作用在绳子自由端的拉力大小为625牛,拉力做功为12500焦,滑轮组的机械效率为80%,不计摩擦和绳重。 (1)求重物上升的高度; (2)如果使用这个滑轮组匀速提升重3500牛的物体,求作用在绳子自由端的拉力。 25.如图10所示,用一滑轮组拉着重8×104牛的汽车沿水平方向匀速移动,汽车所受的阻力为车重的0.03倍,此滑轮组的机械效率为80%。 (1)求拉力F为多少牛? (2)若汽车移动的速度为0.2米/秒,1分钟内拉力F所做的功(滑轮和绳的自重不计,且绳足够长)。 参考答案 一、选择题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B BC D AC A AD D C C B 提示: 7.设每个动滑轮重G′,物重为G。 则: , 。 仅由此还不能确定哪个大。 , 可以推出η1<η2 9.与第7题类似,推导出拉力和机械效率的表达式进行比较。 10.圆筒滚动一周,人要拉着绳子运动两周绳长的距离。 二、填空题 11. (1)20 (2)30(3)3 12.100 13.=,< 14.3: 4 15.1800,18 16,120牛,80牛,0.32米/秒,64焦 17.5: 1 18.150,100,60% 19.6×106焦,3×103牛 20.5.75,6.33,11.5,9.5 21. (1)刻度尺, (2)匀速,(3)变大,(4)变小, 22.mgh, 23.327,245,343 提示: 20.由图1可知: 27=GA+G′,T=10.5牛,2FA=T+G′,FA=5.75牛,物A上升0.5米,人要拉起2米长的绳子,所以WA=FAS=11.5焦。 用类似的方法可求FB,WB。 23.因为题目所给的是滑轮组的效率,所以提起吊车做的功应属有用功。 在图2由 可得拉力 牛,在图3中共有4根绳子承担总重, 牛,人对吊车的压力N=G-Fb=343牛。 三、计算题 24. (1)5米, (2)1000牛 25. (1)1000牛, (2)3.6×104焦 提示: 24. (1)由 可得 米 (2)根据第一种情况的条件求出: 承担动滑轮及物体总重力的绳子根数 ,额外功W额=W总-W有=12500焦-2000牛×5米=2500焦。 动滑轮重 牛 由于不计摩擦和绳重,所以当匀速提升3500牛重物时,所需拉力 牛。 (2)机械效率和功 配合功和能 一、选择题 1.以下各种说法中正确的是() A.骑自行车与步行在平直公路上通过同样的距离时,骑自行车只省力不省功 B.骑自行车与步行在平直公路上通过同样的距离时,骑自行车既省力又省功 C.盘山公路修成环绕山坡的路线,车辆在其上行驶可以提高机械效率 D.盘山公路修成环绕山坡的路线,车辆在其上行驶可以省力 2.在平直公路上以一般速度行驶的自行车所受的阻力为车与人总重的0.02倍,则骑车人的功率最接近于() A.100瓦 B.1瓦 C.1千瓦 D.10千瓦 3.甲、乙两同学进行爬杆比赛,甲用9秒钟、乙用10秒钟都爬上杆顶(杆长相同),甲、乙两人的体重之比是5: 6,则甲、乙两人爬杆的功率之比是() A.3: 4 B.4: 3 C.25: 27 D.27: 25 4.如图1所示,用力F通过滑轮组提高重物.下述几种方法中能够提高机械效率的是() A.改变绳子的缠绕方法 B.增加重物提高高度 C.减少重物提高高度 D.增加重物的重量 5.如图2所示,沿着长度为L的斜面把一个物体匀速地拉到一定的高度h.如果在物体与斜面之间涂上润滑剂,产生的效果是() A.更省力 B.有用功增加 C.有用功减少 D.机械效率增大 6.用拖拉机进行深耕时,总比在道路上行驶时的速度慢,这是为了() A.提高传动机械的效率 B.增大拖拉机的牵引力 C.节省燃料 D.提高柴油机的的功率 7.如图3所示,斜面的长与高之比为 通过一个滑轮把重900牛的重物沿斜面从底端匀速拉地拉到顶端,如果滑轮本身的质量和所有的摩擦都可忽略,则() A.作用在绳端的拉力是300牛 B.作用在绳端的拉力是150牛 C.整个系统在机械效率是100% D.整个系统的机械效率小于100% 8.某人用10牛的拉力,沿斜面将重为16牛的物体匀速地拉上长为4米、高为2米的斜面顶端.该斜面的机械效率η及斜面对物体的摩擦力f大小分别为() A.η=0.5,f=8牛 B.η=0.5,f=2牛 C.η=0.8,f=8牛 D.η=0.8,f=2牛 9.如图4所示,将一物体分别沿着光滑斜面AO和BO匀速拉到顶端O点,已知AO A.F1>F2,W1=W2 B.F1>F2,W1>W2 C.F1=F2,W1=W2 D.F1 10.功率相等的两汽车,在相等的时间内通过的路程之比为2: 1,则() A.两汽车的牵引力之比为1: 2 B.两汽车的牵引力之比为2: 1 C.两汽车做功之比为1: 2 D.两汽车做功之比为2: 1 11.如图5所示,在测定滑轮组的机械效率的实验中,需要计算动力F移动的距离,下面的计算方法哪些是错误的? () A.测量a点的提升距离 B.测量重物G上升的高度h,再乘以3 C.就是重物G上升的高度 D.测量动滑轮上升的高度,再乘以2 12.水平力F1作用在某物体上,该物体以水平速度v1匀速移动距离s1.水平力F2作用在另一物体上,使该物体以水平速度v2匀速移动距离s2.设F2=2F1, F1所做的功为W1,功率为P1,F2所做的功为W2,功率为P2,则下列结论中正确的是() A.W1>W2 B.W1=W2 C.P1>P2 D.P1 二、填空题(每小题4分,共40分) 13.用图6所示的装置测滑轮组的机械效率.已知物体的质量m=200克,用力拉测力计,使物体处于______________状态时,由测力计读出的拉力才符合实验的要求(填上“静止”、“匀速上升”或“匀速下降”). 做实验时,拉动测力计使物体匀速上升50厘米,测力计的读数是1: 2牛,则外力对滑轮组做的功是_________焦,滑轮组做的有用功是_________焦,滑轮组的机械效率是__________. 14.已知斜面长L=5米,高h=1米,现将重600牛的物体沿斜面由底端拉到顶端,机械效率是75%,用的时间是8秒,则拉力做功的功率是__________瓦. 15.如图7所示,分别用甲、乙两个滑轮组匀速吊起重物G1和G2,已知甲滑轮组的机械效率为0.75,乙滑轮组的机械效率为0.9,又知 那么物重 =___________. 16.已知斜面长为L,高为h,现用力F沿着斜面把物重为G的物体从斜面的底端匀速拉到顶端,物体所受的摩擦力为f,则斜面的机械效率η=___________. 17.一斜面长为l,高为h,用一个平行于斜面的力把重为G的物体从斜面底端匀速地拉到顶端,拉力所做的功为W,则斜面和物体间的摩擦力为f=______________. 18.在图8的滑轮组中,每个滑轮重100牛,物重360牛,不计摩擦和绳重,当把物体匀速提升2米时,动力F做功为_________焦,滑轮组的机械效率为______,为了使重物在5秒内上升2米,工人拉绳的速度应是_________. 19.如图9所示,GA=GB=20牛,每个滑轮重1牛.用手拉住绳子的自由端使重物在空中保持静止,则FA=________牛,FB=_______牛.如果使物体匀速上升0.5米,则此人所做的功: WA=______焦,WB=________焦(不计所有摩擦). 20.在图10所示的装置中,当拉力F等于1.5牛时,可使质量为2千克的物体m沿水平方向以4米/秒的速度做匀速运动.则拉力F在5秒钟内做的功为_______焦,物体与地面间的摩擦力为_______牛. 21.用图11所示的装置提升重物G=9.6牛.已知摇臂OA=0.6米,OB=15厘米,整个装置的机械效率是80%.那么当OA绕轴OO’转动一周时,重物上升H=_______;摇臂末端A至少应加_____的力才能使重物匀速上升. 22.图12是工厂或建筑工地上经常使用的差动滑轮.它由两个同轴的半径各为R和r的带齿定滑轮和动滑轮组成,用链条按图示的方法把定滑轮和动滑轮联系起来.若匀速提升重物G,不计摩擦,拉动链条的力F=________. 三、计算题(每小题6分,共12分) 23.如图13所示,用绳子把一个边长为l米,密度为ρ千克/米3的正方形金属块,从深度为h1米的水底(h1大于正方形的边长l)匀速提出水面,使金属块的底部到达高于水面h2米处为止.若水的密度为ρ水,求绳子对金属块的拉力总共需做多少功? 24.一辆重6吨的汽车匀速行驶在长1000米、高20米的坡路上,运动中除重力以外的阻力等于车重的0.06倍,求在上到坡顶的过程中: (1)发动机的牵引力; (2)额外功;(3)若车速为36千米/时,此时发动机的功率(g=10牛/千克). 机械效率和功答案 一、选择题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 B,D A C D AD B BC D A A CD BC 提示: 1.在平直的公路上骑车和步行走相同的路,克服摩擦力相差不多,就水平运动来讲做的功也差不多.但骑车的力只使人向前运动,因为骑车时人的重心不变.而走路时,重心是上下移动的,用的力不仅克服摩擦阻力,还要把人抬起来.同时,多做了竖直方向的功. 2.可以依实际情况估算一下.人车总重800牛,F=0.02G=16牛,速度v=8米/秒,则P=Fv=128瓦.选A. 4.本课中曾分析过,滑轮组提高机械效率的途径只有减小摩擦和减小绳重,滑轮重,即减小额外功.当滑轮组确定之后,就是增大有用功在总功中的比例,所以增加物重是唯一途径. 6.在拖拉机长时间工作时,应保持在额定的输出功率,以便保护机器寿命.根据公式P=Fv,P一定时,只有减低v才能增大F. 7.斜面省力为G的1/3,而一个动滑轮又可省力一半 .由于理想条件,机械效率100%. 9. (1)斜面陡,拉力大. (2)斜面光滑,没有耗散功,只是克服重力作功,增加机械能.获得相同的重力势能,做同样多的功. 二、填空题 13.匀速上升,1.2,0.98,82%14.10015. 16. 17. 18.920,78.3%,0.8米/秒19.5.75,6.33,11.5,9.520.60,321.0.314米,1牛2. 提示: 21.3H=2π×0.15,H=0.1×3.14米,F·2π×0.6×80%=GH=0.96π,F=1牛 22.F拉动定滑轮转动一周走过2πR时,动滑轮右边上升2πR,左边绳下降2πr,动滑轮上升 .F·2πR=G· 三、计算题 23.[ρ(h1+h2)-ρ水(h1- )]ι3g 金属块在水中上升(h1-ι)米做功W1=(ρι3g-ρ水ι3g)(h1-ι) 金属块拉出水面ι米的过程中做功 金属块脱离水面h2米做功W3=ρι3gh2 总功W=W1+W2+W3=[ρ(h1+h2)-ρ水(h1- )]ι3g 24. (1)4.8×103牛 (2)3.6×106焦;(3)4.8×104瓦 (1)F×1000=6×104×20+0.06×6×104×1000 F=4.8×103牛 (2)0.06×6×104×1000=3.6×106焦 (3)F·v=4.8×103×10=4.8×104瓦
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