34课时功和功率.docx

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34课时功和功率

第34课时功和功率

1．[2012·湖州]如图34－1所示，这款图钉来自一位初中生的创意，翘起部分为我们预留出施力空间。

图钉作为杠杆，其支点是（　C　）

A．A点　　　　　　　　　B．B点

C．C点D．D点

【解析】分析F的方向可知支点是C点而不是B点。

图34－2

图34－1

2．[2011·温州]如图34－2所示，为家庭手摇升降晾衣架结构图，当顺时针摇动手柄时，横梁上升。

下列滑轮属于动滑轮的是（　D　）

A．甲B．乙

C．丙D．丁

【解析】动滑轮随绳子一起运动。

3．[2012·荆州]通过荆州的汉宜铁路上运营的列车是CRH2A和谐号动车组，动车组采取8节车厢编组，在运行过程中的机车牵引功率为4800kW，时速为200km/h。

若一列从荆州站驶出的CRH2A和谐号列车在平直轨道上匀速行驶100km，则该列火车在这段时间内所做的功、机车受到的阻力分别是

（　B　）

A．8.64×109J　4.8×104N

B．8.64×109J　8.64×104N

C．4.8×109J　4.8×104N

D．4.8×109J　8.64×104N

【解析】F＝

＝

＝8.64×104N。

W＝Fs＝8.64×104N×1.0×105m＝8.64×109J。

4．[2012·大理]如图34－3所示的情景中，人对物体做功的是

（　A　）

图34－3

A．小车在拉力作用下向前运动

B．提着水桶在水平路面上匀速前进

C．小孩推车，车未动

D．踢出去的足球在地面上滚动一段距离

【解析】踢出去的足球由于惯性向前运动，在地滚动时人施加的力没有对足球做功。

5．[2012·无锡]学习了功率的知识后，小明和几位同学准备开展“比一比谁的功率大”的活动，他们设计了三套方案：

①测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度，算出爬楼的功率并进行比较；②控制爬楼的时间相同，测量出各自的体重、爬楼的高度，算出爬楼做的功并进行比较；③控制爬楼的高度相同，测量出各自的体重、爬楼的时间，算出体重和时间的比值并进行比较。

可行的是（　D　）

A．只有①B．只有①②

C．只有②③D．①②③都可以

【解析】比较功率需涉及力F的大小、运动距离s的大小，所用时间t的多少。

6．[2012·德州]如图34－4是小龙探究“杠杆平衡条件”的实验装置，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，杠杆保持平衡。

若弹簧测力计逐渐向右倾斜，仍然使杠杆保持平衡，拉力F的变化情况是（　B　）

A．变小B．变大

C．不变D．无法确定

【解析】根据杠杆平衡，F1l1＝F2l2，取钩码重力为F1，B点到转轴的距离为l1，在弹簧测力计逐渐向右倾斜时，l2减小，所以F2增大。

图34－5

图34－4

7．[2011·山西]如图34－5所示，是一种指甲刀的结构示意图，下列说法正确的是（　A　）

A．ABC是一个省力杠杆

B．D处刀刃较薄，可以增大压力

C．杠杆ABC上有粗糙的花纹，可以减小摩擦

D．指甲刀只有两个杠杆，一个省力杠杆，一个费力杠杆

【解析】以B为支点的ABC是省力杠杆，以O为支点的EOB是费力杠杆，以C为支点的ECB是费力杠杆。

8．[2012·连云港]一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离s（如图34－6所示），该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3，关于它们之间的大小关系说法正确的是（　C　）

图34－6

A．W1＜W2＜W3

B．W1＜W2＝W3

C．W1＝W2＝W3

D．W1＝W2＜W3

【解析】一个人先后用同样大小的力F使物体沿力的方向移动相同的距离s，该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3，三个功的大小都等于W＝Fs；即W1＝W2＝W3，与接触面的粗糙程度无关。

9．[2010·黄冈]如图34－7所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（　D　）

图34－7

【解析】F1＝

G，F2＝

G，F3＝2G，F4＝

G

10．[2012·绍兴]如图34－8甲所示，是小球从某高度处由静止下落h过程的路程与时间关系图，图乙中，描述重力对该球做功大小与时间关系正确的图线是

（　C　）

图34－8

【解析】小球在重力作用下向下加速运动，在下落过程中重力做功越来越快。

11．[2012·衢州]滑轮是工农业生产中常用的一种简单机械。

甲同学用定滑轮进行了如图34－9所示的三个实验。

图34－9

（1）甲同学研究的问题是使用定滑轮提升同一重物时，拉力的大小与拉力的方向是否有关。

（2）研究该问题时，弹簧测力计的操作方法可以是①②。

（填序号）

①拉着重物保持静止

②匀速向下拉动重物

③随意拉动重物

【解析】实验的变量是拉力的方向，随意拉动物体时，拉力与重力不是平衡力。

12．[2012·鸡西]在电视剧《三国》中，有这样一个情景：

一群士兵用力拉动一个杠杆，会将石块抛向敌方阵营。

它是一个__费力__杠杆。

要把石块抛出去，图34－10中作用在A点的力沿__c__（填a、b或c）方向最小。

图34－11

图34－10

13．[2012·桂林]在体育考试中，小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图34－11所示。

若实心球重20N，从最高点到落地点的过程中，球下降的高度为2.7m，用时约0.75s。

则球下降过程中重力做功为__54__J，功率为__72__W。

14．[2012·吉林]如图34－12所示，工人利用定滑轮将重500N的物体匀速提升4m，在此过程中做功是__2000__J；使用定滑轮可以改变力的__方向__。

图34－12

　图34－13

15．[2012·无锡]如图34－13所示是列车上常用的手推车，车内货物均匀摆放。

车前行时，需经过障碍物。

当车的前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆，若手推车和货物总重200N，动力臂和阻力臂之比为2∶3，则售货员作用在扶把上的动力为__300__N，当后轮遇到障碍物A时，售货员竖直向上提扶把，这时支点是__B__（选填“A”、“B”或“C”）点，这种情况下，手推车可以视为省力杠杆（选填“省力”或“费力”）。

16．[2011·济宁]一个重200N的物体在水平拉力作用下匀速前进了25m，拉力撤消后，物体由于惯性又前进了10m。

若拉力做的功为500J，则拉力的大小为__20__N。

17．[2013·中考预测题]如图34－14所示，杆秤秤砣的质量为0.1千克，杆秤的质量忽略不计。

若杆秤水平静止时，被测物和秤砣到秤纽的距离分别为0.05米、0.2米，则被测物的质量为__0.4__千克。

若秤砣有缺损时，则杆秤所示的质量值大于（选填“小于”、“等于”或“大于”）被测物的真实质量值。

图34－14

【解析】根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2，0.1kg·g×0.2m＝m·g×0.05m　m＝0.4kg

若秤砣有缺损时，则实际质量值比测量值小。

18．[2012·宁波]如图34－15所示，用简单机械使重力都为150N的物体处于静止状态，不计摩擦、机械自重及绳重，已知OB＝2OA。

图34－15

（1）F1、F2、F3从大到小的顺序为__F2>F1>F3__；

（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2m，用时10s，求拉力F3的功率。

【答案】

（2）300N　（3）30W

【解析】

（2）F2×OA＝G×OB

F2＝

G＝150N×2＝300N

（3）W＝Fs＝Gh＝150N×2m＝300J

P＝

＝

＝30W

19．[2012·泉州]如图34－16所示为测量用滑轮组提升重物所做功的实验装置，钩码和动滑轮总重6N。

（1）实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，由图中可知拉力大小为__2__N，将弹簧测力计向上移动15cm,则钩码上升的高度为__5__cm。

（2）取下2个钩码，再做实验，此时滑轮组的机械效率将减小（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

图34－17

图34－16

20．[2012·宜宾]如图34－17所示，用F为30N的拉力，通过滑轮组拉着重为300N的物体，在水平面上以0.5m/s的速度向左做匀速直线运动。

则物体受到的摩擦力大小为__90__N，拉力F的功率为__45__W。

（不计绳和滑轮的重力以及滑轮轴承和滑轮与绳子之间的摩擦力）

【解析】滑轮组有三段绳子与动滑轮相连，n＝3，由于不计绳和滑轮的重力以及滑轮轴承和滑轮与绳子之间的摩擦力，则F＝

f，据此得物体受到的摩擦力；绳自由端移动的距离为物体移动距离的三倍，则绳自由端移动的速度为物体移动速度的三倍。

21．[2011·桂林]如图34－18所示，小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：

杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。

（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉。

此时，应把杠杆两端的平衡螺母向左__（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态。

这样做的好处是：

便于在杠杆上直接测量力臂。

（2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码，杠杆恰好在原位置平衡。

于是小明便得出了杠杆的平衡条件为：

__F1__l1＝__F2__l2__。

他这样得出的结论是否合理？

不合理；为什么？

结论具有偶然性（结论没有普遍性）。

　图34－19

图34－18

（3）实验结束后，小明提出了新的探究问题：

“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？

”于是小组同学利用如图34－19所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。

其原因是：

杠杆自重的影响。

图34－20

22．[2012·宁夏]如图34－20所示是某同学做俯卧撑时的示意图，他的质量为56kg。

身体可视为杠杆，O点为支点，A点为重心。

（g＝10N/kg）

（1）该同学所受重力是多少？

（2）在图中画出该同学所受重力的示意图，并画出重力的力臂l1。

（3）若OB＝1.0m，BC＝0.4m，求地面对双手支持力的大小。

【答案】

（1）560N　

（2）重力方向竖直向下，图略　（3）400N

【解析】

（1）G＝mg＝56kg×10N/kg＝560N

（3）OC＝OB＋BC＝1.0m＋0.4m＝1.4m

根据杠杆的平衡条件

G·OB＝F·OC

F＝

＝

＝400N

23．[2012·鸡西]为了在中考的体育测试中取得好成绩，小雨同学每天都进行体育锻炼。

（1）他先沿着200m长的跑道慢跑锻炼，从6：

00到6：

10共跑了12圈。

他的平均速度大约是多少？

（2）慢跑结束后他开始跳绳。

如果小雨的质量是60kg，他每次起跳高度约是5cm，那么他每跳一次需克服重力做功大约多少焦？

（3）在中考的“1分钟跳绳”测试中，小雨同学跳了160次，而小明同学跳了100次。

试问：

测试中，成绩好的同学做功一定多吗？

说出你的理由。

【答案】

（1）4m/s　

（2）30J　（3）相同时间内做功多少与重力大小、跳起高度、次数有关。

而本题中只明确了次数关系，重力和高度的关系都不明确，无法得出明确结论，所以得分高的同学，做功不一定多。

【解析】

（1）t＝10min＝600s

v＝

＝

＝4m/s

（2）G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N

W＝Fs＝Gh＝600N×5×10－2m＝30J

24．[2012·北京]小刚利用滑轮组及相关器材进行实验，记录的实验数据如下表所示。

请根据表中数据归纳出拉力与重力的关系：

__F＝0.1N＋0.4G__。

G/N

2

3

4

5

6

7

8

F/N

0.9

1.3

1.7

2.1

2.5

2.9

3.3

【解析】本题难点在于找到一次函数的斜率，斜率k＝

＝0.4。

25．[2012·连云港]连云港某厂家生产的一种软饮料上面贴有“低热量”的标签，并且标签上标明“每100mL产生2.0×103J的热量”。

某同学喝了300mL这种饮料后，获得的热量为__6000__J。

他想用沿台阶登山的方式来消耗此次摄入的热量，如果该同学的质量为50.0kg，为了达到此目标，他需要匀速登上__12__m高的台阶。

（g取10N/kg）

【解析】

（1）喝300mL这种饮料获得的热量：

Q＝2.0×103J×3＝6000J

（2）W＝Q＝6000J，而W＝Gh＝mgh

6000J＝50.0kg×10N/kg×h，h＝12m

26．[2012·内江]如图34－21所示，是某商店里使用的一种放在水平桌面上的案秤示意图。

它的工作原理与天平相同，不过两臂长度不等。

现将游码放在秤秆的“零刻度线”处，把被测物体放在左边的秤盘中，当该砝码盘上的槽码的质量为m1时，秤杆处于平衡状态；如果将被测物体和槽码对调位置，发现当左边的秤盘中槽码的质量为m2时，秤杆又处于平衡状态。

那么，被测物体的质量为__

__。

图34－21

【解析】设被测物体的质量为m，

当把被测物体放在左边的秤盘中，由杠杆平衡可得：

mgL1＝m1gL2，∴

＝

如果将被测物体和槽码对调位置，①由杠杆平衡可得：

m2gL1＝mgL2，∴

＝

②

由①②可得：

＝

，∴m＝

27．[2012·哈尔滨]同学们共同研究滑轮的特点：

图34－22

（1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如甲图所示，据此可证明：

使用定滑轮__在改变动力方向时，不会改变拉力的大小（或“能改变动力方向，但不能省力”）。

（2）他们研究动滑轮特点时，用动滑轮匀速竖直提升重物，如乙图所示。

据此可知，使用动滑轮可以省力，但不能改变动力方向。

（3）他们组装了滑轮组，发现使用滑轮组提升重物时能省力，于是他们想：

利用滑轮组提升重物能否省功呢？

为此，他们进行的实验如丙图所示。

请根据丙图信息。

写出分析数据的具体过程，并回答他们的问题。

【答案】W1＝Gh＝2N×0.1m＝0.2J

W2＝Fs＝0.8N×0.3m＝0.24J

所以使用滑轮组不能省功

28．[2011·大连]水平地面上有一个重为4000N的箱子，箱子的底面积为4m2。

现用起重机把箱子吊到3m高的位置，所用时间为10s，起重臂下的钢丝绳是绕在一个动滑轮上的，如图34－23所示。

钢丝绳上的拉力为2500N。

试求：

（1）起重机起吊前，箱子对地面的压强是多少？

（2）起重机起吊该箱子时，对箱子克服重力做的功是多少？

拉力做功多少？

（3）钢丝绳上拉力的功率是多少？

图34－23

【答案】

（1）1000Pa　

（2）12000J　15000J　（3）1500W

【解析】

（1）p＝

＝

＝

＝1000Pa

（2）W有用＝F1h＝Gh＝4000N×3m＝12000J

W总＝F2s＝F2·2h＝2500N×2×3m＝15000J

（3）P＝

＝

＝1500W

29．[2012·河北]如图34－24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34－25所示。

已知动滑轮重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0.25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。

图34－25

图34－24

【答案】

（1）0.5W　

（2）2.5N　（3）1/10

【解析】

（1）由图可知，5s内拉力F做的功为2.5J

拉力的功率为：

P＝

＝

＝0.5W

（2）由图可知，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，由于物体匀速运动，则P＝Fv

所以拉力F＝

＝

＝2.5N

（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

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，

＝

＝

＝