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第十二天 专题突破四 功、功率、
简单机械的相关计算
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1.“歼20”是由成都飞机设计研究所设计、成都飞机工业公司制造的中国第五代隐身重型歼击机。由网络查询得到下列数据。其中,最大飞行速度为2.8马赫,表示“歼20”的最大飞行速度是空气中声速的2.8倍。
(1)若空气中的声速取340m/s,求“歼20”以2马赫的速度飞行10min运动的路程。
(2)如图所示,空载的“歼20”停在水平地面上,若轮胎与地面接触的总面积为0.4m2,求地面受到的压强。(g取10N/kg)
功、功率的相关计算
类型1
计 算 题
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8年级 · 物理(RJ)
解:(1)根据题意可得,“歼20”的飞行速度:
v=2马赫=2v声=2×340m/s=680m/s,
根据v=可得,“歼20”飞行10min运动的路程:
s=vt=680m/s×10×60s=4.08×105m=408km;
(2)空载的“歼20”停在水平地面上时,对地面的压力:
F压=G=mg=17×103kg×10N/kg=1.7×105N,
则对地面产生的压强:
计 算 题
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8年级 · 物理(RJ)
2.为解决乡村快递派送的交通不便问题,某快递公司采用无人机(如图所示)将包裹送达每个村子,自动卸货后随即返航,继续其他配送。无人机自重160N,无人机脚架与水平地面接触面积为0.01m2。某次派送包裹质量12kg,飞行高度120m,10min内水平飞行里程6.5km。(g取10N/kg)求
(1)该次派送无人机水平飞行的平均速度;
(2)无人机提着包裹从地面匀速上升到120m高度的过程中,拉力对包裹做的功;
(3)当无人机载着包裹降落在水平地面上时,对地面产生的压强。
计 算 题
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8年级 · 物理(RJ)
解:(1)该次派送无人机水平飞行的平均速度:
(2)包裹的重力:
G货物=m货物g=12kg×10N/kg=120N,
则该无人机匀速上升过程中拉力对包裹做的功:
W=F拉h=G货物h=120N×120m=1.44×104J;
计 算 题
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(3)当无人机载着包裹降落在水平地面上时,对地面的压力:
F=G无人机+G货物=160N+120N=280N,
则此时无人机对地面产生的压强:
计 算 题
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3.火神山医院的修建,再一次体现出了“中国速度”,从方案设计到建成交付仅用10天。如图甲所示,载重汽车装完沙石后总质量为20t,以额定功率80kW从静止开始运动,经15s运动100m恰好达到最大速度,接着匀速运动25s关闭发动机,滑行50m停下,vt图象如图乙所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍。(g取10N/kg)求:
(1)全程中汽车所受阻力大小;
(2)整个过程中发动机做的功;
(3)汽车的最大速度。
甲
乙
计 算 题
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解:
(1)全程中汽车所受阻力:
f=0.2G=0.2mg=0.2×20×103kg×10N/kg=4×104N;
(2)整个过程中发动机做功的时间:t=40s,由P=可得,整个过程中发动机做的功:W=Pt=80×103W×40s=3.2×106J;
计 算 题
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8年级 · 物理(RJ)
(3)因汽车匀速运动时速度最大,且受到的阻力和牵引力是一对平衡力,二力大小相等,所以,由P=Fv可得,
汽车的最大速度:
计 算 题
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8年级 · 物理(RJ)
4.图甲是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔,其示意图如图乙所示。轻质杠杆的支点O距左端l1=0.5m,距右端l2=0.2m。在杠杆左端用绳子悬挂质量为2kg的物体A,右端挂边长为0.1m的正方体B,杠杆在水平位置平衡时,正方体B对地面的压力为20N。(g取10N/kg)求:
(1)此时杠杆左端所受拉力大小;
(2)正方体B的密度;
(3)若该处为松软的泥地,能承受的最大压强为4×103Pa,为使杠杆仍在水平位置平衡,物体A的重力至少为多少?
计 算 题
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8年级 · 物理(RJ)
解:(1)A受到的重力:GA=mAg=2kg×10N/kg=20N,A受力平衡,绳子对A的拉力大小等于A受到的重力:F1=GA=20N;
(2)由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,右端所受的拉力大小:
F支=F压=20N,B受力平衡:GB