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二、选择
1.(2012兰州)中考体育跳绳测试的项目中,某同学在1min内跳了180次,每次跳的高度大约为5cm。
他跳绳时的功率大约为
A.1000WB.100WC.10WD.1W
B
2.(2012黄石)如图所示,在水平拉力F的作用下,使物体沿水平面作匀速直线运动,若滑轮和绳子的质量及其摩擦均不计,已知物体与地面间的摩擦力为5N,物体运动的速度为2m/s,则拉力做功的功率大小为
A.5WB.10WC.15WD.20W
3.(2012宜昌)小明用相同的水平推力,分别使较重的A物体沿较光滑的平面移动,较轻的B物体沿较粗糙的平面移动,若在相同的时间内移动相同的距离,则下列说法正确的是
A.小明对A物体做的功多B.小明对B物体做的功多
C小明推A物体的功率小D.小明推A、B两物体时的功率相同
D
三、计算
1.(2012安顺)随着我国国力的迅速增强和捍卫国家利益的需要,我国制造航空母舰的呼声日益高涨,2010年被网友热议的话题之一就是航母“瓦良格”号,该航母极有可能成为中国所拥用的第一艘航母,小睿同学在网上找了该舰的一些参数如下:
请你解决下面问题:
(1)该舰满载时所受浮力有多大?
(2)该舰满载时舰底所受海水的压强有多大?
(3)若该舰在海上以最大航速匀速前进,则它受到的阻力是多大?
(1)F浮=G排=m排g=67000×
103kg×
10N/kg=6.7×
108N
(2)p=ρgh=1.1×
103kg/m3×
10N/kg×
10m=1.1×
105Pa
(3)由W=Fs和
得,P=Fv
∴该舰的动力
∵匀速前进
∴该舰所受阻力f=F=9.2×
106N
2.(2012兰州)某商店售货员把长大约1m的木板搭在台阶上,将冰柜沿斜面推上台阶,如果售货员沿斜面的推力为200N,台阶高度为0.4m,求:
(1)售货员推冰柜做了多少功?
(2)如果把冰柜推上台阶用了10s,那么推力做功的功率是多少?
(1)W=Fs=200N×
1m=200J
(2)P=W/t=200J/10s=20W
3.(2012安徽)一辆小汽车在平直的公路上匀速行驶,发动机的牵引力为2000N,速度为108km/h
1)求小汽车匀速行驶时受到的阻力的大小;
2)求牵引力在10min内所做的功;
3)若发动机的牵引力用F表示,小汽车的速度用υ表示,请推导牵引力的功率P=Fυ。
(1)小汽车匀速直线运动时所受阻力f=F=2000N…………………………(2分)
(2)牵引力在10min内所做的功W=Fs=Fvt=3.6×
107J……………………(2分)
(3)牵引力的功率P=W/t=Fs/t=Fv………………………………(2分)
4.(2012河北)如图21所示,重为16N的物体A在拉力F的作用下,5s内匀速运动了0.5m。
拉力F做的功随时间变化的图像如图22所示。
己知动滑轮重0.5N,物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力f为物重G的0.5倍。
求:
(1)拉力F的功率。
(2)拉力F大小。
(3)克服绳重及摩擦所做的额外功占总功的比例。
(1)由图22可知,5s内拉力F做的功为2.5J………………………(1分)
拉力的功率为:
P=
=
=0.5W…………………………………………(1分)
(2)由图21可知,绳子末端移动的距离为物体移动距离的2倍。
绳子末端的速度为:
v绳=2v物=2×
=2×
=0.2m/s…………………(1分)
由于物体匀速运动,则P=Fv
所以拉力F=
=
=2.5N……………………………………………(1分)
(3)克服绳重及摩擦所做的额外功为:
W额外=W总-W有用-W动…………(1分)
由于物体A做匀速运动,拉力F’与其受到的摩擦力f大小相等,即F’=f
则克服绳重及摩擦所做的额外功占总功的比例为:
…
5.(2012广州)重104N的汽车在水平路面匀速运动,所受阻力为920N,汽车牵引力功率为9.2kW,其汽油发动机效率为20%(汽油热值是(4.6x
J/kg)
(1)在图19表示汽车的方框上画出汽车匀速运动过程中水平方向受力示意图.
(2)求汽车运动100s内
①发动机对汽车的牵引力多大?
②牵引力做了多少功?
③汽车通过的距离多长?
④发动机消耗汽油质量是多少?
(2)
①920N②920000J③1000m④0.1kg
6.(2012陕西)图示为某型号压路机,其部分参数如下表,其中,振动频率30Hz是指压路机在施工中钢轮1秒钟压路30次。
(g取10N/kg)
(1)压路机静止时对水平路面的压力是_____________N;
钢轮的质量大、与地面____________小,对地面的压强大。
(2)压路机以2.5km/h的速度在路面上匀速行驶6min,通过的路程是多少?
(3)若钢轮的激振力为大小不变垂直作用在路面上的力,振动的振幅为钢轮每次下压路面的距离,则以表中较大激振力和较大振幅工作1min,激振力对路面所做的功是多少?
功率是多大?
【答案】
(1)1.8×
105接触面积
(2)6min内通过的路程
(3)钢轮1min压路的次数n=30/s×
60s=1800
钢轮振动一次做的功W=Fs=320×
103N×
2×
10-3m=640J
1min做功W总=nW=1800×
640J=1.152×
106J
7.(2012成都)(6分)图27所示为小刚设计的滑轮组装置。
其中滑块A置于表面粗糙程度各处相同的水平面上,动滑轮重G=10N,重物B的重力GB可改变。
右下表是小刚在某次使用该装置时记录的一些数据。
若不计绳重及绳与滑轮间的摩擦,跨过滑轮的绳或竖直或水平,A距水平面上的定滑轮、B距水平面均足够远。
(1)在4~6s内,水平绳对A的拉力做的功。
(2)在2~4s内,重力GB做功的功率。
(3)在0~2s和2~4s两段时间内,A受到的摩擦力大小。
解:
(1)在4~6s内,GB=27N,A和B均做匀速运动,A向左滑行的距离s3=4m
A受水平绳的拉力F3=(GB+G)/2=18.5N……………………………………(1分)
WF3=F3s3=74J……………………………………………………………………(1分)
(2)在2~4s内,重力GB=50N,A向左滑行的距离s2=2m
B下降的距离h2=s2/2=1m
WGB=GBh2=50J…………………………………………………………………………(1分)
功率P=WGB/t2=25W………………………………………………………………(1分)
(3)在0~2s内,A和B均静止,GB=20N,水平绳的拉力F1=(GB+G)/2=15N
A在水平方向受拉力和静摩擦力作用,由力的平衡条件得f1=F1=15N…………(1分)
在4~6s内,由力的平衡条件得f3=F3=18.5N
由题意,A在2~6s内所受滑动摩擦力大小不变
所以A在2~4s内所受滑动摩擦力大小f2=f3=18.5N………………………………(1分)
8.(2012达州)人们利用如图20所示的滑轮组将浸没在河底的实心物体A打捞上来,物体A的密度为9.0×
103Kg/m3,体积为100dm3。
在5000N的拉力F作用下,物体A在2s内匀速竖直上升2m(物体未露出水面),不计水的阻力,g=10N/Kg。
(1)物体A受到的浮力。
(2)拉力F做功的功率。
(3)滑轮组的机械效率。
(1)物体A受到的浮力F浮为:
F浮=ρ水gV排
=1.0×
103Kg/m3×
10N/Kg×
100×
10-3m3
103N--------------------------------------(2分)
(2)拉力F移动的距离S为:
S=2h=2×
2m=4m
拉力F所做的总功W总为:
W总=FS=5000N×
4m=2.0×
104J-----------------------------------(3分)
则拉力F做功的功率P为:
P=W总/t=2.0×
104J/2s=1.0×
104W----------------------------------(4分)
(3)物体A的重力G为:
G=ρ物gV物
=9.0×
103N--------------------------(5分)
滑轮组的机械效率η为:
η=W有/W总×
100%
=(G-F浮)h/FS×
=(G-F浮)/2F×
=(9.0×
103N-1.0×
103N)/2×
5000N×
100%=80%-----------(6分)
备注:
采用其它方法求解,只要正确同样给分。
9.(2012凉山)工人师傅用如图所示的滑轮组,在10s内把900N的货物匀速提高2m,在此过程中,拉力所做的功是2400J。
(1)拉力F移动的距离。
(2)工人师傅所做有用功的功率。
(1)∵n=4h=2m
∴S=4h=4×
2m=8m
(2)∵G=900Nh=2mt=10s
∴P有用=
=180W
(3)∵W有=1800JW总=2400J
∴η=
=75%
10.(2012黄石)为了迎接黄石市第二届矿冶文化节和第三届国际乒乓节,某庆典公司正在调试载人热气球。
已知载人热气球球内热气的体积为200m³
,球内热气的密度为0.29kg/m³
,球外空气的密度为1.29kg/m³
,球壳、吊篮及其装备的总质量为120kg,吊篮里的人的质量为58kg,g=10N/kg。
(1)要使热气球和人能够静止在空中,需要在吊篮里加入多少质量的配重?
(由于热气的体积远大于其它部分的体积,故只考虑热气所受的浮力)
(2)若气球静止于离地h=10m的空中,人需要沿着绳子下滑到地面。
如果人以相对于地的速度v1=2m/s匀速下滑,根据反冲运动知识可知,人在下滑过程中,气球会以v2的速度上升,设人的质量为m,气球的总质量(包括热空气、球壳、吊篮以及装备和配重)为M,则他们的关系满足mv1=Mv2,若在人着陆时,绳子的末端刚好接触地面,求绳子的长度。
(3)气球在上浮的过程中,空气的浮力是否对气球做了功?
如果没有做功,请说明理由,如果做了功,求浮力做功的功率。
(1)(4
分)
由F浮=G气+G人+G吊篮+G配重得m
配重
=22kg
(2)(6分)Mg=G气+G吊篮+G配重得M=200kg
由mv1=Mv2得v2=0.58m/s(2分)
(2分)气球上浮的距离s2=v
2t=2.9m(1分)绳长l=s1+s2=12.9
m
(1分)
(3)(2分)F浮=ρ空气Vg=25
80Np=
F浮v2=1496.4w
11.(2012内江)如图所示,是某建筑工地上常用的塔式起重机示意图。
在15s的时间内,起重机将质量为0.5t的水泥板竖直地从1楼匀速提升到了5楼,如果每层楼的高度是3m,ɡ=10N/Kg,那么:
(1)起重机提升水泥板做的功是多少?
(2)起重机的电动机输出的功率至少是多少?
(1)一楼到五楼的高度为12m,所以起重机所做的功为:
W=Gh=mgh=500kg×
12m=6×
104J…………………………(3分)
(2)起重机做功的功率为:
P=W/t=6×
104J/15s=4000J……………(3分)
12.(2012苏州)建筑工地上,工人用如图所示的装置将重为230N的建材从地面匀速送到6m高处,所用拉力为125N,时间为20s.求:
(1)工人做的有用功;
(2)工人做的总功;
(3)此过程中该装置的机械效率;
(4)工人做功的功率.
(1)1380J
(2)1500J(3)92%(4)75W
13.(2012宁波)如图所示,用简单机械使重力都为150牛的物体处于静止状态,不计摩擦、机械自重及绳重,已知OB=2OA
(1)F1、F2、F3从大到小的顺序为;
(2)求图乙中F2的大小;
(3)利用图丙的机械,小科把此物体匀速提高2米,用时10秒,求拉力F3的功率。
(1)F2F1F3……………………………………………………(2分)
(2)F2×
LOA=G×
LOB…………………………………………(1分)
F2=
×
G=150N×
2=300N…………………………………(1分)
(3)W=FS=Gh=150N×
2m=300J………………………………(1分)
P=W/t=300J/10s=30W…………………………………………(1分)
14.(2012茂名)如图13所示,工人通过滑轮组使重600N的箱子以0.4m/s的速度从地面升到12m高的五楼上。
(1)若箱子平放时与楼板的接触面积为0.15m2,箱子对楼板的压强为多少?
(2)工人吊起箱子过程中做的有用功是多少?
(3)若滑轮组的机械效率为80%,则工人做功的功率为多少?
(1)箱子对楼板的压强为:
p=
=4×
103Pa
(2)人吊起箱子时做的有用功为:
W有用=Gh=600N×
12m=7.2×
103J
(3)人做的总功是:
W总=
=9×
提升箱子所用的时间为:
t=
=30s
人做功的功率为:
=300W
15.(2012南通)有一汽车的质量是3t,在平直公路上以36km/h的速度做匀速直线运动,已知牵引力为2000N,求:
(1)求车所受的重力
(2)求汽车所受的摩擦力(3)求车的功率是多少。
(1)G=mg=3000kg×
10N/kg=3×
104N………………(2分)
(2)因为汽车做匀速直线运动,所以汽车所受的摩擦力等于牵引力,即:
f=F=2000N(3分)
(3)P=Fv=2000N×
10m/s=2×
104W
16.(2012遵义)一个正常成年人的心脏推动血液流动的功率为1.5W。
(1)该成年人一昼夜(24h)心脏对血液做了多少功?
(2)这些功可以把多少质量的水送到10m高处?
(取g=10N/kg)
(1)W=Pt=1.5W×
24×
3600s=1.296×
105J
(2)G=
=1.296×
104N
m=
103kg
17.(2012泉州)质量为50kg的何勇同学,在一次爬杆比赛中,用12s爬到了5m高的杆顶:
(1)何勇受到的重力是多少?
(2)何勇爬杆过程中做了多少功?
功率多大?
⑴G=mg=50kg×
10N/kg=500N
⑵W=FS=500N×
5m=2.5×
P=W/t=2.5×
103J/12s=208W
18.(2012大连)某坦克重力为4×
105N,履带的着地面积为5m2。
若坦克以20m/s的速度在平直的路面上匀速行驶10min,发动机的输出功率为900kW。
试求:
(1)坦克静止在水平路面时,对路面的压强是多不少?
(2)匀速行驶10min,坦克发动机所做的功是多少?
(3)匀速行驶时,坦克发动机的牵引力是多少?
⑴P=F/S=4×
105N÷
5m2=8×
104Pa
⑵W=Pt=900kW×
10min=5.4×
108J
⑶F=W/S=5.4×
108J÷
(20m/s×
10min)=4.5×
19.(2012·
沈阳)(8分)某滑雪运动员穿上滑雪板后的质量为64kg,每只滑雪板与地面的接触面积为0.25m2。
该运动员从20m长、10m高的斜坡滑下,用时4s,取g=10N/kg。
(1)运动员穿上滑雪板站在水平地面上时,对地面的压强。
(2)运动员从斜坡顶端滑到底部的过程中,重力做功的功率。
(1)
=1.28×
=1.6×
103W
20.(2012·
东营)(12分)以前,我国北方经常用辘轳将水从井里提上来,如下图所示。
辘轳的本质是可以连续转动的杠杆。
已知吊桶的质量是2kg,容积是8×
10-3m3;
井中水面到地面的高度为5m,水的密度是1.0×
103kg/m3。
不计摩擦及绳和摇柄质量。
取g=10N/kg。
(1)当人通过辘轳用20s的时间,将装满水的吊桶从水面匀速提升到地面时,人所做的有用功是多少?
人所做有用功的功率是多大?
该机械的机械效率是多少?
(2)当人通过辘轳将装半桶水(体积为4×
10-3m3)的吊桶匀速提升到地面时,该机械的机械效率是多少?
(3)根据上面的计算结果,提出改进吊桶的办法,以提高该机械的机械效率。
(4)请列举使用该机械比人直接提升吊桶的好处。
(答出两条即可)
(1)满桶水的质量m1=ρV=1.0×
103kg/m3×
8×
10-3m3=8kg
人所做的有用功W有=m1gh=8kg×
10N/kg×
5m=400J………………………(2分)
人所做有用功的功率
………………………(2分)
提升吊桶所做总功W总=Fh=(m1+m2)gh=(8kg+2kg)×
5m=500J
机械效率
…………………………………………(2分)
(2)半桶水的质量m1′=ρV′=1.0×
4×
10-3m3=4kg
所做有用W有′=m1′gh=4kg×
5m=200J
所做总功W总′=Fh=(m1′+m2)gh=(4kg+2kg)×
5m=300J
………………………………(2分)
(3)减小吊桶的质量,增大吊桶的容积。
…………………………(2分。
答对一条得1分)
(4)省力;
改变施力方向,方便用力(或“方便”);
安全。
……(2分。
答对2条即得满分)
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