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专题九 简单机械 功和功率
导向一 中考高频题
1.如图所示,用大小相等的拉力F1、F2、F3使同一物体分别沿着水平面、斜面和竖直方向移动相同的距离s,拉力F1、F2、F3所做的功分别是W1、W2、W3.下列判断正确的是
( )
A.W1>W2>W3
B.W1<W2<W3
C.W1=W2<W3
D.W1=W2=W3
解析 在三种情况下,F的大小是相等的,s的大小也是相等的,由W=Fs可知,做的功一定相等.
答案 D
2.如图所示,一人用大小为100 N的力F向右拉绳子,使甲乙两小船向中间靠拢.若在20 s内甲船向右运动了8 m,乙船向左运动了10 m,绳子对乙船的拉力为80 N.试计算:
(1)绳子对乙所做的功;
(2)人做功的功率.
解析 (1)绳子的拉力对乙船所做的功:W乙=F乙s乙=80 N×10 m=800 J.(2)乙船向左移动了10 m,这10 m绳子被人拉过去,同时甲船向右移动了8 m,人必须把2段8 m的绳子都拉过去,故人的拉力共移动了s人=10 m+2×8 m=26 m.人所做的功W人=Fs人=100 N×26 m=2 600 J,人做功的功率:P==130 W.=
答案 (1)800 J (2)130 W
3.如图所示的盘山公路可看成是斜面,一辆客车在盘山公路上行驶,假如客车质量为7 t,向上行驶过程中牵引力保持3×104 N不变.行驶了4 km的路程时,客车升高了600 m.在此期间
求:(1)牵引力所做的功.
(2)盘山公路的机械效率.
解析 (1)牵引力做的功:
W总=Fs=3×104 N×4 000 m=1.2×108 J;
(2)汽车做的有用功:
W有=Gh=7 000 kg×10 N/kg×600 m=4.2×107 J;
盘山路的机械效率:η=×100%=35%.×100%=
答案 (1)1.2×108 J (2)35%
导向二 新情景题
4.乒乓球、保龄球等表面都是光滑的,为什么高尔夫球的表面上布满小坑呢?经有关科学家研究发现:两个等大的球,一个表面布满小坑,另一个光滑,在空中高速飞行时,表面布满小坑的球受到的空气阻力较小.现将质量与体积均相等的两个小球A(表面布满小坑)与B(表面光滑)分别利用细绳悬挂在等臂杠杆的两端,使杠杆水平平衡,如图所示.当从两球正下方同时以相同速度(足够大)的风对准它们竖直向上吹时,则下列的说法中正确的是
( )
A.杠杆左端下降
B.杠杆右端下降
C.杠杆仍然在水平方向处于平衡状态
D.无法判断杠杆的转动情况
解析 由题意知:风向上吹相当于小球向下运动,所以小球受到的阻力向上,对小球进行受力分析,小球受三个力作用,向下的重力,向上的拉力和阻力,表面布满小坑的球阻力小,但是两球重力一样,所以表面布满小坑的球拉力大,也就是对杠杆的拉力大.而它们原先处于平衡状态,所以,杠杆左端下降.
答案 A
5.(原创)如图甲所示的是现在比较流行的胶棉拖把,只需要用力在A处向上拉动即可把海绵里的水挤干,非常方便、卫生.这里拉杆ABC是____________(选填“省力”、“等臂”或“费力”)杠杆.如图乙所示,海绵被折叠、压扁,说明力可以改变物体的__________.
解析 (1)如图,在使用拉杆ABC时,C点是支点,AC是动力臂,BC是阻力臂,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;(2)在力的作用下海绵的形状发生了改变,这说明力改变了物体的形状.
答案 省力 形状
6.(原创)2014年2月12日17时19分在新疆维吾尔自治区和田地区于田县附近发生了7.0级左右地震,在抗震救灾中,挖崛机起了很大的作用(如图所示).挖崛机在挖崛时速度都非常慢,这主要是为了
( )
A.保证挖崛的质量
B.获得较大的挖崛动力
C.可以节约燃料
D.保证挖崛安全
解析 由P==Fv知,在机器的功率一定的条件下,速度越小,产生的动力就越大.=
答案 B
7.如图所示,是由瑞士公司Rinspeed研发制造,世界首款“水陆两栖”的敞篷概念车SQuba,也是全球首款潜水跑车.在陆地上SQuba最高时速可达126 km/h,它还能够潜入10 m深的水下,在水下的最高时速为3 km/h.SQuba轻巧的车身由纳米碳纤维构成,整车质量仅有920 kg,潜入水下时,乘客利用车携带的压缩空气装置,可以正常呼吸(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg).求:
(1)SQuba受到的重力;
(2)当汽车底部位于水下10 m深处时,水对汽车底部的压强;
(3)当体重为80 kg的驾驶员,驾驶SQuba在陆地上以最高速度匀速行驶时,汽车所受阻力为车重的0.2倍,则10 min内汽车牵引力所做功的功率.
解析 (1)汽车受的重力:
G=mg=920 kg×10 N/kg=9 200 N;
(2)水