内容正文:
专题11 功、功率、机械效率
母题呈现
考向1 功
1.(2023•长沙)如图,大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼,在这个过程中,下列说法正确的是
A.小孩对砖做功更多 B.小孩对砖做功更快
C.大人对砖做功更多 D.大人对砖做功更快
【答案】
【解答】解:两人分别将5块完全相同的砖从一楼运到三楼,砖的总重力相同,砖上升的高度相同,根据公式可知,大人和小孩对砖所做的功相同;
运砖时上升的高度相同,小孩用的时间比大人多,大人和小孩对砖所做的功相同,根据公式可知,大人对砖做功的功率一定比小孩对砖做功的功率大,大人对砖做功更快,故正确。
故选:。
2.(2023•随州)在上周的自主复习中物理课代表建议大家“回归课本”,如图是课本上的原图,针对图中情境增加条件拓展科学思维:小强用的力斜向上拉着总重为的小车使小车在水平路面上匀速前进了用了。下列说法中正确的是
A.这一过程中地面对小车的摩擦力一定是
B.这一过程中的拉力对小车做的功一定是
C.这一过程中小车的速度为
D.这一过程中小车对地面的压力一定等于
【答案】
【解答】解:、由于拉力不是水平方向,拉力与摩擦力不是一对平衡力,大小不相等,故错误;
、若小车在水平方向拉力作用下移动,根据功的公式可知,,而小车受到斜向上的拉力,此时水平方向上的拉力不等于,因此这一过程中的拉力对小车做的功不是,故错误;
、小车在水平路面上匀速前进了用了,则这一过程中小车的速度为:
,故正确;
、小车在竖直方向受到向下的重力、斜向上的拉力和支持力的作用,根据力的合成可知,,支持力与压力是相互作用力,大小相等,因此这一过程中小车对地面的压力应该小于,故错误。
故选:。
3.(2023•山西)如图是小伟同学在单杠上做引体向上时的情景,每次引体向上身体上升的高度为,求解下列问题。(小伟的质量为,取
(1)引体向上前小伟先进行了热身训练,他绕操场跑了用时5分钟,他热身运动的平均速度。
(2)小伟完成1次引体向上克服重力做的功。
(3)小伟做完引体向上运动后,双脚稳稳地站在水平地面上,请你估算他此时对地面的压强。
【答案】(1)小伟热身运动的平均速度为;
(2)小伟完成1次引体向上克服重力做的功为;
(3)小伟双脚站在水平地面上时对地面的压强约为。
【解答】解:(1)小伟热身运动的平均速度为:
;
(2)小伟受到的重力为:
,
完成1次引体向上做的功为:
;
(3)小伟双脚站在水平地面上对地面的压力为:
,
双脚与地面的接触面积约为:
,
则对地面的压强:
。
答:(1)小伟热身运动的平均速度为;
(2)小伟完成1次引体向上克服重力做的功为;
(3)小伟双脚站在水平地面上时对地面的压强约为。
4.(2023•达州)、两个圆柱形容器按如图所示的方式放置在水平地面上,容器的厚度忽略不计,容器自重,底面积为,装有深度为的水,容器底面积为。取,
(1)求容器中水的重力。
(2)从容器中抽出质量为的水倒入容器,容器对容器底部刚好无压力,求的值。
(3)在(2)小题的基础上,向容器另外加入水(水不溢出),当容器静止时,求容器中的水对容器所做的功。
【答案】(1)容器中水的重力为;
(2)的值为;
(3)容器中的水对容器所做的功为。
【解答】解:(1)容器中水的体积,
水的质量,
容器中水的重力;
(2)从容器中抽出质量为的水倒入容器,容器对容器底部刚好无压力,刚好漂浮于容器水中,
此时容器受到中水的浮力和的整体重力相等,即;
将质量为的水倒入容器,容器水面上升高度为:,
容器在中受到水的浮力
容器中剩余水的重力
由得:
解得;
(3)在(2)小题的基础上,容器对容器底部刚好无压力,刚好漂浮于容器水中
向容器另外加入水(水不溢出)时,中液面上升高度,
所以物体重心比之前重心升高的高度为
容器在倒出质量为的水后,重力为,
容器中的水对容器所做的功。
故答案为:(1)容器中水的重力为;
(2)的值为;
(3)容器中的水对容器所做的功为。
5.(2023•长沙)如图,小明用一个动滑轮和几个相同的杠铃片自制了一个健身器,已知动滑轮的质量为,每个杠铃片的质量为。不计绳重和摩擦,取,小明通过握杆竖直向上匀速拉动绳子提升杠铃片的过程中,求:
(1)杠铃片在内上升,杠铃片的速度;
(2)动滑轮下挂着两个杠铃片,握杆对绳子拉力的大小;
(3)动滑轮下挂着四个杠铃片,杠铃片上升了,在此过程中握杆对绳子的拉力做的功。
【答案】(1)杠铃片在内上升,杠铃片的速度为;
(2)动滑轮下挂着两个杠铃片,握杆对绳子拉力的大小为;
(3)动滑轮下挂着四个杠铃片,杠铃片上升了,在此过程中握杆对绳子的拉力做的功为。
【解答】解:(1)杠铃片上升的速度;
(2)每个杠铃片的重力,
每个动滑轮的重力,
不计绳重和摩擦,当动滑轮