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功和功率练习题含答案
功和功率
八、计算题(本题包含24小题,每题?
分,共?
分)
79.(05南宁市)一辆轿车在水平路面上匀速直线行驶,轿车上的速度表如图所示。
求:
⑴轿车行驶的速度是多少米/秒?
⑵在2min内轿车行驶的路程是多少千米?
⑶若轿车发动机提供的牵引力为F=1600N,则轿车通过上述路程牵引力做的功为多少焦?
80.(04长沙)2004年5月27日上午9时,长沙黑石铺湘江大桥正式竣工,黑石铺大桥东起开心区大托铺,与107国道相接,西至城县苹塘镇与319国道相连,使长常高速公路与京珠高速公路连在一起,大桥全长3068m,一辆质量为2.0×103kg的小汽车,从桥东匀速至桥西所用时间为200s,所受的阻力是2.0×103N,问:
(1)小汽车从桥东到桥西行驶的速度是多大?
(2)小汽车引力所做的功是多大?
(3)小汽车此时的功率是多大?
81.(04四川)某电梯公寓楼高约40m,完成此建筑物需要浇制钢筋混凝土1×104m3,还需要使用其他建筑材料3.5×104t,混凝土密度为2.5×103kg/m3,取g=10N/kg。
求:
(1)已知自来水密度为1×103kgm/m3,若要从地面向楼顶提供自来水,加压设备至少需给水施加多大的压强?
(2)若每天要把120m3的水从地面送到楼顶,每天至少应对水做多少功?
(3)测量表明,该楼的地基所承受的压强不得超过1.2×106Pa,若房基与地面的接触面积为1×103m2,则此大楼另外添加的装饰材料、各种设备等物资及进入大楼的人员的总质量不得超过多少?
82.(00北京东城区)如图所示,物体A的质量为50kg,当力F为100N时,物体A恰能匀速前进,若物体A前进0.5m所用的时间为10s,(不计绳和滑轮重)求:
(1)物体A受到的重力.
(2)物体A受到的摩擦力.
(3)力F做的功.(4)力F做功的功率.
83.(05莆田市)一块水田面积为2400m2要灌平均0.1m深的水。
不计水渗透的损失,求:
(1)所灌水的体积。
(2)所灌水的质量。
(3)若这些水是用水泵(抽水机)从距水田2m深的水渠中抽上来的,水泵至少要做多少功?
(4)若水泵的功率为2.4kw,抽这些水要用多长时间?
(ρ水=1.0x103kg/m3,g=10N/kg)
84.(04福州)前不久,闽江口发生一起两船相撞事故,致使一货船沉入几十米深的江底。
假设沉船上有一只体积为0.02m3,重为500N的密闭保险箱。
现用绳子将保险箱从江底匀速向上拉,在50s内提升了10m(未露出水面),此过程中:
(不计水的阻力,g取10N/kg)
(1)保险箱受到水的浮力和绳子的拉力各多大?
(2)保险箱上升的速度多大?
(3)拉力做了多少功?
85.一个边长为10cm,密度为0.44×l03kg/m3.的正方体木块漂浮在水面上,将它匀速压入水中,经过的竖直距离为5m,压力做了多少功?
(g=9.8N/kg)
86.用如图所示的滑轮组捞起一块重2548N的花岗岩石块做了31360J的功,该处湖深是多少?
(ρ石=2.6×103kg/m3)
87.(05镇江市)如图所示,物体G所受到的重力大小为40N.
(1)在拉力F1的作用下使物体沿竖直方向匀速提高0.5m,求拉力F1在这一过程中对物体所做的功.
(2)若将该物体放在倾角为300的光滑斜面上,用平行于斜面的拉力F2使物体沿斜面匀速向上移动1m,此时拉力F2的大小恰为20N,求拉力F2在这一过程中对物体所做的功.
(3)比较上述两种情况,你能得出什么结论?
88.(00海南省中考)用1台功率为30千瓦的电动机带动水泵抽水供给高出水面30米的水箱,已知水箱的容积为60米3,抽水装置的机械效率为60%.求:
①水箱充满水后,水箱内水的质量.
②需要多少时间才能把空水箱注满水.(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10牛/千克)
89.(04南通)一辆轿车在平直的高速公路上匀速行驶1.8km,轿车上的速度表如图所示,在此过程中
⑴轿车速度为多少km/h?
合多少m/s?
⑵若轿车发动机的功率为40kW,则该车行驶中所受阻力多大?
⑶若轿车消耗汽油0.25kg,其发动机的效率多大?
(q汽油=4.6×107J/kg)
90.(03青海省)站在地面上的人用滑轮组把重960牛的货物由地面匀速提升到4米的高处,所用的时间是8秒,人作用在绳子自由端的拉力为600牛.(不计摩擦和绳重)
①依据题意在图中画出绳子的绕法.
②请根据已知条件设疑并解答.(至少求出4个物理量)
91.(05河北课改区)一台起重机将质量为420kg的货物提高了5m,如果额外功是9000J。
求:
(l)起重机做的有用功和总功;
(2)在此过程中起重机的机械效率。
(取g=10N/kg)
92.(04福建宁德)如图所示,一个工人用滑轮组提起600N的货物,所用的拉力是250N,绳自由端被拉下3m,求滑轮组的额外功和机械效率.
93.(04广州课程标准)张明同学用如图所示的滑轮组做"测滑轮组的机械效率"的实验时,拉线的绕法如图所示。
每个钩码重均为0.5N,将钩码匀速向上提升20cm,弹簧测力计移动的距离为60cm,弹簧测力计的示数为1N,问:
⑴在实验过程中,对钩码做的有用功是多少?
⑵滑轮组的机械效率是多少?
⑶为什么总功总是大于有用功?
94.(05芜湖市)工人用一个动滑轮,将质量为20kg的货物竖直提高了2m。
己知该动滑轮的机械效率为80%,求工人的拉力。
小明解此题的思路是:
因为使用动滑轮省一半力,所以F=G/2=mg/2;又因为此滑轮的机械效率η=F/F′,故所求拉力F′=F/η,即得。
请判断小明的思路是否正确?
若正确,请按其思路代入数据,解出此题;若不正确,请指出错在那里?
然后写出你认为正确的解题过程,并求出拉力。
(取g=10N/kg)
95.(04重庆北碚)建筑工地上工人利用滑轮组使2000N重物匀速升高5m所用的时间是50s。
如果工人做的功是12500J。
⑴工人做功的功率是多少?
⑵滑轮组的机械效率是多少?
96.(02南京)用如图所示的滑轮组在10s内将重物提升了10m,绳子自由端的拉力大小为200N,滑轮组的机械效率为85%,不计摩擦,求:
(1)拉力的功率;
(2)物体的重力;
(3)动滑轮的重.
97.(05德阳课改区)如图所示是德什大桥工地上一台起重机吊臂上的滑轮组,它在50s内将重为2.4×104N的钢材匀速提高10m。
已知拉力F为104N。
则这个过程中:
(1)拉力F做了多少功?
拉力F的功率多大?
(2)滑轮组的机械效率多大?
(3)题中少了哪两个数据仍能求出滑轮组的机械?
98.(03淄博)一辆汽车不小心开进了泥潭中,司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出,如图所示,若车重为8×104N,汽车受到的阻力为车重的0.03倍,滑轮组机械效率为80%,问:
(1)该司机至少需要用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出?
(2)若拉动汽车时,汽车前进的速度为0.2m/s,则司机做功的功率是多少?
99.(04辽宁本溪)一质量为6kg的石块,沉在装水的容器底部,某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起1m,但石块没有露出水面,如图所示,已知绳的自由端拉力为25N。
求石块在上升过程中
(1)石块受到的浮力为多少?
(2)绳的自由端拉力做功为多少?
(3)动滑轮的机械效率为多少?
(ρ石=3×103kg/m3、g=10N/kg)
100.用如图所示的滑轮组(绳重及摩擦不计)将重79N的铁块匀速提升2m,拉力F做功200J,求:
(1)滑轮组的机械效率.
(2)若将铁块浸没水中,仍用该滑轮组将其在水中匀速提升2m(不计水的阻力),则此时滑轮组的机械效率是多少?
(P铁=7.9×103kg/m3,g=10N/kg)
101.(04南宁)如图所示,某打捞队的工人用滑轮组把底面积为0.02m2、高为2m的实心圆柱体从水下提起,已知圆柱体的密度为2.0×103kg/m3,水的密度为1.0×103kg/m3,滑轮组的机械效率是70%.(g取10N/kg,滑轮和绳子的重力忽略不计)
求:
(1)圆柱体在水中所受的浮力.
(2)若圆柱体从H=16m深处被缓慢地匀速提起,到刚露出水面时,绳子自由端拉力F所做的功.
(3)如果绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为400N,则物体被提到露出水面多高时,绳子恰好被拉断?
102.(05泰安市)某人在河岸上,借助岸边的大树,利用滑轮组通过拉绳使停泊在水中的船匀速靠岸.已知滑轮组是由一个定滑轮和两个动滑轮组成的(滑轮和拉绳自重不计),船的总质量为7.92×103kg,船匀速移动时受到水的阻力是船重的0.01倍,船受到滑轮组的拉力与人拉绳子的力始终水平,若人的拉力是220N,船靠岸的速度是0.3m/s,(g=10N/kg)求:
(1)滑轮组的机械效率.
(2)人拉绳的功率.
参考答案
八、计算题(本题包含24小题)
79.解:
⑴从图中知轿车的速度为v=90km/h……………………(1分)
v=90km/h=25m/s…………………(1分)
⑵由
…………………………………(1分)
得s=vt=25m/s×2×60s=3000m=3km……………………(1分)
⑶通过这段路程牵引力对轿车所做的功W=Fs=1600N×3000m
=4.8×103J…………………(1分)
答:
略。
80.解:
(1)v=S/t=3068m/200s=15.34m/s
(2)由二力平衡条件可得F=f=2.0×103N
W=FS=2.0×103N×3068m=6.14×106J
(3)P=W/t=6.14×106J/200s=3.07×104W
81.解:
(1)
(2)
(3)设混凝土、其它建筑材料和其余部分的质量分别为m1、m2和m3,总重为G
当m3最大时,G最大,大楼对地基的压力F最大,地基承受的压强达到最大值
82.
(1)G=490N;
(2)f阻=200N;(3)WF=100J;(4)PF=10W.
83.解:
(1)V=Sh=24000m2x0.1m=240m3
(2)m=ρV=1.0xl03x240m3=2.4x105k
(3)W=Gh`=mgh`=2.4x105kgx10N/kgx2m=4.8x106J
(4)由p=w/t得t=w/p=4.8x106J/2.4x103W=2x105s
84.解:
(1)保险箱在水中所受的浮力
…(1分)
代入数据得
…(1分)
绳子的拉力大小为
……(1分)
(2)保险箱上升速度的大小为v=h/t=10m/50s=0.2m/s……(1分)
(3)拉力做的功为
………(2分)
85
86.
87.(5分)解:
(1)拉力F1做的功
(2)拉力F2做的功
W1=F1h………(1分)W2=F2S………(1分)
=40×0.5J=20×1J
=20J……(1分)=20J……(1分)
(3)结论:
使用斜面可以省力,使用斜面不能省功(1分)(只要答出其中之一就可得1分)
88.
(1)m水=6×104kg;
(2)t=1000s.
89.解:
⑴轿车的速度为90km/h…………1分
………1分
⑵由
得:
……1分
因轿车匀速运动,受力平衡
所以阻力f=F=1600N…………1分
⑶汽油燃烧释放的热量为:
………1分
牵引力做功为:
……1分
∴发动机效率为:
……1分
90.
(1)n=2根,图略;
(2)略.
91.解:
物体所爱的重力G=mg=420kg×10N/kg=4.2×103N
起重机做的有用功W有=Gh=4.2×103N×5N=2.1×104J
起重机做的总功W总=W有+W额外=2.1×104J+9000J=3.0×104J
机械效率
=
=70%
92.
93.解:
⑴
⑵
⑶因为总功等于有用功加上额外功,由于摩擦、发热等损耗不可避免,导致额外功总不为零,所以总功总是大于有用功。
94.
95.解:
⑴ P=W/t=12500J/50s=250W (2分)
⑵ W有=FS=2000N×5m=10000J(2分)
η=W有/W总=10000J/12500J=80% (2分)
96.600W、510N、90N
97.
98.
(1)750N;
(2)600W
99.解
:
---------1分
又V排=V
F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣3m3=20N----------2分
(2)W总=F·S=F·2h=25N×2m=50J-------------------1分
(3)G=mg=6kg×10N/kg=60N
又G′=G-F浮=60N-20N=40N---------------1分
W有=G′h=40N×1m=40J------------------1分
-----------1分
答:
石块受到的浮力为20N,拉力做功为50J,动滑轮的机械效率为80%
100.
102.解:
(1)设有n股绳子拉船,t时间内船行距离为S,人拉绳移动距离为L=nS
船匀速移动时,受到的拉力
F=f=0.01G=0.01mg=0.01×7.92×103kg×10N/kg=792N(1分)
滑轮组的机械效率
(1分)
因为滑轮组是由一个定滑轮和两个动滑轮组成,且人在岸上拉动,所以n=3或n=4.
若n=3时,
不可能
若n=4时,
(2分)
所以:
滑轮组的机械效率为90%
(2)人拉绳的速度:
(1分)
人拉绳的功率:
(1分)
101.
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