第十一章 第一二节《功、功率》综合能力提高训练卷 ----2024-2025学年人教版物理八年级下学期
2025-05-07
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第1节 功,第2节 功率 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 949 KB |
| 发布时间 | 2025-05-07 |
| 更新时间 | 2025-05-07 |
| 作者 | 杜大大力 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-05-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51990243.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
八年级下册第十一章 第一二节《功和功率》综合能力提高训练卷
一.选择题(共10小题)
1.将一重物匀速推上一个斜坡,下列说法正确的是( )
A.推力与重力做功之和为零
B.推力与摩擦力做功之和为零
C.该重物所受力做功之和为零
D.推力不做功
2.一质量为2kg的滑块,以4m/s的速度在光滑的水平面上向左滑行,从某一时刻起,在滑块上作用一向右的水平力,经过一段时间,滑块的速度方向变为向右,大小为4m/s,在这段时间里水平力做的功为( )
A.0 B.8 J C.16 J D.32 J
3.如图所示,一根长为L的木棒的B端放在截面直径为D的圆柱体上,使木棒保持水平,用水平恒力F推木棒的A端,使圆柱体在水平地面上向前匀速滚动,设木棒与圆柱体、圆柱体与地面间均无滑动现象,当把木棒从图甲位置推至图乙位置时,推力F做的功为( )
A. B.F(L+πD) C.2FL D.2F(L+2πD)
4.如图所示,水平桌面上有一长L=30厘米的长方形木板,其右端距桌面末端s=25厘米,现用8牛的水平恒力F推木板,木板由静止开始运动,受到的阻力恒定为4牛。为使得木板离开桌面,则推力至少需要作用多少距离( )
A.55厘米 B.27.5厘米 C.20厘米 D.25厘米
5.如图所示,质量不等的甲、乙两球(m甲>m乙)从顶端分别沿固定光滑斜面体的a、b两侧滚到各自的底部,则在它们整个运动过程中有( )
A.甲球的重力所做的功少些
B.两球的重力所做的功一样多
C.它们运动到斜面底部时,乙的速度大些
D.它们运动到斜面底部时,两球速度一样大
6.一辆汽车做直线运动,t1s末关闭发动机,t2s末静止,其v﹣t图象如图所示。图中α<β,若汽车牵引力做功为W,平均功率为P,汽车加速过程和减速过程中克服摩擦力做功分别为W1和W2、平均功率分别为P1、P2,则下列判断错误的是( )
A.W=W1+W2 B.W1>W2 C.P=P1 D.P1=P2
7.如图是中国自主研制的首列永磁动力单轨列车,安装有高压细水雾灭火系统和制动发电装置,当高压细水雾系统中水枪工作时,水对喷孔的压强p=10MPa,水雾喷出的速度v≥10m/s,若喷孔的总面积S=0.5cm2,当列车在平直轨道上制动减速时,将机械能转化为电能W1和内能W2,W1:W2=9:16,如图乙是机械能的变化量ΔW与速度变化量Δv的关系图象。若列车从108km/h开始减速,转化的电能为1kW•h,则下列说法中不正确的是( )
A.水枪工作时,水对喷孔的压力为500N
B.细水雾系统工作时,水枪的功率为5000W
C.列车减速时,机械能转化的内能为3.6×106J
D.列车的速度最终将会减小到72km/h
8.同一物体在力的作用下沿同一水平地面上做直线运动。当物体受到的水平推力为F1时,运动的路程和时间图像如图甲;当物体受到的水平推力为F2时,运动的速度和时间图像如图乙。两次推力的功率分别为P1、P2。则下列关系正确的是( )
A.F1=F2 P1>P2 B.F1=F2 P1<P2
C.F1>F2 P1>P2 D.F1<F2 P1<P2
9.如图1所示,水平路面由三段长度相等的粗糙区域组成。在2N水平拉力F的作用下,物块(体积忽略不计)从区域①的最左端从静止开始运动,在刚进入区域③时撤去拉力,物块最终停在区域③的最右端。图2为物块在区域①和②上运动的v﹣t图象。则( )
A.拉力在区域①中做功的功率比②的小
B.物块在区域①上所受的摩擦力等于2N
C.物块在区域③上运动的时间可能为1s
D.区域①路面的粗糙程度比②的大
10.已知雨滴在空中竖直下落时所受空气阻力与速度的平方成正比,且不同质量的雨滴所受空气阻力与速度大小的平方的比值相同。现有两滴质量分别为m1和m2的雨滴从空中竖直下落,在落到地面之前都已做匀速直线运动,那么在两滴雨滴落地之前做匀速直线运动的过程中,其重力的功率之比为( )
A.m1:m2 B.:
C.: D.:
二.多选题(共4小题)
(多选)11.在超市,人们常将选购的物品放入购物车,然后人推着购物车前进,购物车在人水平方向推力作用下,沿水平地面匀速运动一段距离,则下列判断正确的是( )
A.重力对购物车做了功
B.推力对购物车做了功
C.地面的支持力对购物车做了功
D.克服摩擦力做了功
(多选)12.关于功和功率的分析,正确的是( )
A.物体在水平方向运动时,重力不做功
B.做的功越多,功率越大
C.做相同的功,功率越大,做功的时间越短
D.功率越大,做功的时间越短
(多选)13.小明用20N的水平推力推质量为10kg的立方体木块在水平方向移动,10s内前进15m,则下列说法正确的是( )
A.移动过程中推力做功的功率是30W
B.在移动过程中木块的摩擦力为20N
C.将木块放入水中,静止后一半露出水面,则木块的体积为2×10﹣2m3
D.将这个木块分别放在水平桌面、水中、某种液体中,静止后木块在空气中的高度之比为8:4:3,则木块下表面受到的压强之比为8:4:3
(多选)14.如图甲,用竖直向上的拉力F,将静止在水平地面上的物体向上提升。乙图表示F的大小随时间t的变化关系,丙图表示物体的运动速度v的大小随时间t的变化关系。已知在10s~20s内物体上升的高度为40m,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A.物体的重力大小为50N
B.在0~10s内,物体对地面的压力大小是20N
C.在10s~30s内,物体上升的平均速度大小为6m/s
D.在20s~30s内,拉力F对物体做的功为4000J
三.填空题(共4小题)
15.2024年国际举联举重世界杯比赛中,中国选手刘焕华挺举第三把成功举起232公斤,斩获挺举及总成绩金牌,并打破该级别世界纪录。他上场前给手上涂镁粉是通过 来增大摩擦力。若他将杠铃举起的高度为2米,则此过程中他对杠铃做的功为 J。(g取10N/kg)
16.如图所示,无人机采用4个相同的电动机带动4个旋翼转动,对下方空气施力的同时每个旋翼获得相同的升力,该升力的施力物体是 (选填“空气”或“螺旋桨”);已知无人机的总重力为36N,若无人机沿水平方向匀速运动10m,则无人机的升力为 N,此过程中升力对它 (选填“做了功”或“不做功”);若无人机从地面匀速竖直向上运动40m,在该过程中无人机克服重力做的功为 。
17.如图所示,斜面上有一个重为100N的箱子A,通过定滑轮与重60N的重物B相连,在3s内物体A沿斜面匀速向上滑动了1.5m,此后,重物B落地,箱子A又经过0.2s向前滑动了一段距离后停下来。若斜面长5米、高2米,则箱子与斜面间的滑动摩擦力是 牛;在箱子匀速滑动过程中重物B对箱子A做功的功率是 瓦。(忽略绳重及滑轮的摩擦力)
18.在水平地面上有一长方体木箱。小林用水平推力F把木箱向前推,如图甲所示。此过程中,推力F随时间t的变化情况如图乙所示,木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙所示。
(1)0﹣1秒内,推力F对木箱是否做功。答: (选填“是”或“否”)。
(2)3﹣6秒,推力F对木箱做功 焦。
四.实验探究题(共1小题)
19.小明用弹簧测力计水平拉着重10N的木块在水平木板上做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数如图所示,则木块受到的摩擦力是 N,水平木板对木块的支持力是 N若小明拉着木块匀速向右移动了5m,则拉力做的功是 J,重力对木块做的功是 J。
五.计算题(共1小题)
20.我国某种新型坦克,其质量为2×104kg(g=10N/kg).求:
(1)坦克受到的重力;
(2)坦克以36km/h的速度行驶5min通过的路程;
(3)在某次任务中坦克发动机以500kW的功率工作了0.5h,求这次任务中发动机所做的功。
六.科普阅读题(共1小题)
21.请阅读《龙骨翻车》并回答问题。
龙骨翻车
陆游在《春晚即景》中写道:“龙骨车鸣水入塘,雨来犹可望丰穰。”诗中的龙骨车即为龙骨翻车,因其结构形如长龙骨架而得此名,是一种用于排水和灌溉的机械。龙骨翻车约始于我国东汉时期,三国时期的机械大师马钧予以改进,之后一直在农业上发挥着巨大的作用。
如图甲所示,龙骨翻车的主体由两部分组成,一是取水部分的车桶、大龙头轴、小龙头轴、刮水板等;二是人操作部分的扶手和脚踏板等。龙骨翻车通体由木质板材构成,并大部分采用椁接和链接结构,简单的材料、成熟的技艺,使龙骨翻车很容易制作。
龙骨翻车在工作时主要利用链轮传动原理,即当主动轴旋转时,链条与固定在主动轴上的链轮相咬合,从而带动固定在从动轴上的链轮旋转,使从动轴获得动力。如图乙所示,小龙头轴及刮水板浸入低处的水中,人握住扶手用脚踏动脚踏板,驱动大龙头轴(主动轴)转动,带动链条(由刮水板等组成)运动,进而带动小龙头轴(从动轴)转动,这一过程中刮水板将水带入车桶内,板叶刮水上行,将低处的水刮传至高处的农田中,实现灌溉。
如图甲、乙所示的龙骨翻车是用脚踩驱动的,称为脚力翻车。根据龙骨翻车驱动力的不同,还有手摇驱动的手摇翻车、流水驱动的水转翻车、风力驱动的风力翻车等。相比之下,脚力翻车较为轻便、易于搬运、对环境要求低、取水效率高,在农业灌溉中使用最广。
龙骨翻车在我国已使用了近两千年,目前仍然有地区在用其灌溉,劳动人民的智慧历经千年洗练,仍然闪耀着光芒!
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)龙骨翻车在工作时主要是利用了 原理。除文中提到的龙骨翻车外,请再列举一个生活中利用这一原理的实例: 。
(2)某次使用龙骨翻车灌溉面积为2000m2的稻田,使稻田的平均水深达到0.2m,灌溉过程中水被龙骨翻车提升的高度为2m,则龙骨翻车对水做的功至少为 J。(不计水渗透和蒸发等损耗,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
八年级下册第十一章 第一二节《功和功率》综合能力提高训练卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
A
C
C
D
C
C
B
A
C
二.多选题(共4小题)
题号
11
12
13
14
答案
AC
AC
ACD
一.选择题(共10小题)
1.将一重物匀速推上一个斜坡,下列说法正确的是( )
A.推力与重力做功之和为零
B.推力与摩擦力做功之和为零
C.该重物所受力做功之和为零
D.推力不做功
【解答】解:
B、该重物在斜坡上做匀速直线运动时,推力和摩擦力在同一直线上且方向相反,虽然物体沿二力的方向上移动的距离相同,但推力和摩擦力的大小并不相等,因此二力做功的多少不同,则二力做功之和不为零,故B错误;
D、物体受到沿斜面向上的推力,且物体在推力的方向上移动了距离,因此推力对重物做了功,故D错误。
C、该重物在斜坡上做匀速直线运动,因此受的是平衡力(属于多力平衡),其合力为0,则合力做功为0,即该重物所受力做功之和为0,故C正确;
A、将一重物匀速推上一个斜坡的过程中,由前面解答可知WF+WG+Wf=0,所以可知推力与重力做功之和不为零,故A错误;
故选:C。
2.一质量为2kg的滑块,以4m/s的速度在光滑的水平面上向左滑行,从某一时刻起,在滑块上作用一向右的水平力,经过一段时间,滑块的速度方向变为向右,大小为4m/s,在这段时间里水平力做的功为( )
A.0 B.8 J C.16 J D.32 J
【解答】解:WFmv右2mv左22kg×(4m/s)22kg×(4m/s)2=0J。
故选:A。
3.如图所示,一根长为L的木棒的B端放在截面直径为D的圆柱体上,使木棒保持水平,用水平恒力F推木棒的A端,使圆柱体在水平地面上向前匀速滚动,设木棒与圆柱体、圆柱体与地面间均无滑动现象,当把木棒从图甲位置推至图乙位置时,推力F做的功为( )
A. B.F(L+πD) C.2FL D.2F(L+2πD)
【解答】解:力F做功可以看成:对木棒的功加上对圆柱体做的功:
(1)对木棒做的功:位移s1等于木棒的长度L,由W=Fs得W1=FL;
(2)再看对球做的功:①木棒和圆柱体、圆柱体和地面没有滑动摩擦,只有滚动摩擦,所以圆柱体的位移s2就等于圆柱体转动的距离,圆柱体转动的距离又等于木棒的长度L;
②由于推动过程是匀速运动,所以木棒和圆柱体受力都是平衡的;木棒的推力F等于圆柱体对木棒的摩擦力,木棒对圆柱体和球对木棒的摩擦力是一对相互作用力,两力是相等的,所以圆柱体受到的力也为F;
由W=Fs得W2=FL;
(3)F做的总功W=W1+W2=2FL。
故选:C。
4.如图所示,水平桌面上有一长L=30厘米的长方形木板,其右端距桌面末端s=25厘米,现用8牛的水平恒力F推木板,木板由静止开始运动,受到的阻力恒定为4牛。为使得木板离开桌面,则推力至少需要作用多少距离( )
A.55厘米 B.27.5厘米 C.20厘米 D.25厘米
【解答】解:设推力作用的距离为s2,当木板的重心恰好运动到桌面右端,速度刚好为零,木板可离开桌面,此时阻力移动的距离为重心移动的距离为s140cm,根据推力做功等于阻力做功可得Fs2=fs1,代入数据得8N×s2=4N×40cm,解得:s2=20cm。
故选:C。
5.如图所示,质量不等的甲、乙两球(m甲>m乙)从顶端分别沿固定光滑斜面体的a、b两侧滚到各自的底部,则在它们整个运动过程中有( )
A.甲球的重力所做的功少些
B.两球的重力所做的功一样多
C.它们运动到斜面底部时,乙的速度大些
D.它们运动到斜面底部时,两球速度一样大
【解答】解:(1)物体下滑过程中只有重力做功,W=Gh=mgh,
∵m甲>m乙,高度相同,
∴W甲>W乙,故AB错误;
(2)下滑过程中根据动能定理得:
mghmv2,
解得v,
因为高度相同,所以滑至底端时的速度相同,故C错误,D正确。
故选:D。
6.一辆汽车做直线运动,t1s末关闭发动机,t2s末静止,其v﹣t图象如图所示。图中α<β,若汽车牵引力做功为W,平均功率为P,汽车加速过程和减速过程中克服摩擦力做功分别为W1和W2、平均功率分别为P1、P2,则下列判断错误的是( )
A.W=W1+W2 B.W1>W2 C.P=P1 D.P1=P2
【解答】解:
由图象和题意可知,0﹣t1时间内,汽车做加速运动;t1﹣t2时间内,汽车做减速运动;
A、由图象可知,该汽车最初的动能为0,最终的动能也为0,由功能关系可知W=W1+W2(即加速过程牵引力做的功等于整个过程中克服摩擦力做功),故A正确;
B、由图象可知,加速过程的路程大于减速过程的路程,因为摩擦力不变,所以加速时克服摩擦力做的功大于减速时克服摩擦力做的功,即W1>W2,故B正确;
C、0﹣t1时间内,汽车做加速运动,则F牵>f;在加速阶段牵引力做功为W=F牵s,克服摩擦力做功为W1=fs,
所以W>W1,而加速阶段的时间t一定,由P可知P>P1,故C错误;
D、因为加速和减速过程中,平均速度相等(等于v1),摩擦力不变,由P=Fv可知,克服摩擦力做功的功率相等,即P1=P2,故D正确。
故选:C。
7.如图是中国自主研制的首列永磁动力单轨列车,安装有高压细水雾灭火系统和制动发电装置,当高压细水雾系统中水枪工作时,水对喷孔的压强p=10MPa,水雾喷出的速度v≥10m/s,若喷孔的总面积S=0.5cm2,当列车在平直轨道上制动减速时,将机械能转化为电能W1和内能W2,W1:W2=9:16,如图乙是机械能的变化量ΔW与速度变化量Δv的关系图象。若列车从108km/h开始减速,转化的电能为1kW•h,则下列说法中不正确的是( )
A.水枪工作时,水对喷孔的压力为500N
B.细水雾系统工作时,水枪的功率为5000W
C.列车减速时,机械能转化的内能为3.6×106J
D.列车的速度最终将会减小到72km/h
【解答】解:
A.由p可得,水枪工作时,水对喷孔的压力F压=pS=10×106Pa×0.5×10﹣4m2=500N,故A正确;
B.水枪的功率PFv=500N×10m/s=5000W,故B正确;
C.转化的电能W1=1kW•h,由可得,转化的内能W2kW•h3.6×106J=6.4×106J,故C错误;
D.减小的机械能ΔW=1kW•hkW•hkW•h3.6×106J=1×107J,
由图象乙可知,列车减小的速度为10m/s=10×3.6km/h=36km/h,
则列车的速度将会减小到108km/h﹣36km/h=72km/h,故D正确。
故选:C。
8.同一物体在力的作用下沿同一水平地面上做直线运动。当物体受到的水平推力为F1时,运动的路程和时间图像如图甲;当物体受到的水平推力为F2时,运动的速度和时间图像如图乙。两次推力的功率分别为P1、P2。则下列关系正确的是( )
A.F1=F2 P1>P2 B.F1=F2 P1<P2
C.F1>F2 P1>P2 D.F1<F2 P1<P2
【解答】解:由图像甲可知,物体做匀速直线运动,速度大小为v甲2m/s;
由图像乙可知,物体的速度保持不变,即物体做匀速直线运动,速度大小为v乙=4m/s;
因为两次都是匀速直线运动,根据二力平衡条件可知,推力都等于摩擦力,物体对地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则物体受到的摩擦力不变,故受到的水平推力为:F1=F2;
已知v甲<v乙,由PFv可得,两次推力的功率P1<P2。
故选:B。
9.如图1所示,水平路面由三段长度相等的粗糙区域组成。在2N水平拉力F的作用下,物块(体积忽略不计)从区域①的最左端从静止开始运动,在刚进入区域③时撤去拉力,物块最终停在区域③的最右端。图2为物块在区域①和②上运动的v﹣t图象。则( )
A.拉力在区域①中做功的功率比②的小
B.物块在区域①上所受的摩擦力等于2N
C.物块在区域③上运动的时间可能为1s
D.区域①路面的粗糙程度比②的大
【解答】解:由图知:物块在0~2s内做加速运动,在2s~3s内做匀速运动,且物块在0~2s内图象与2s~3s内图象与坐标轴围成的面积相同,说明物块在0∽2s内与2s~3s内运动的路程相同。又因为区域①、②是长度相等的粗糙区域,故物块在0~2s内在区域①上做加速运动,在2s~3s内在区域②上做匀速直线运动,区域①表面上受到的摩擦力小于拉力F,在区域②表面上受到的摩擦力等于拉力F。
A、拉力在两个区域上运动的距离相等,做功大小相等,作用时间不同,在区域①上运动时间长,根据公式,做功相等时,所用时间长,功率小,所以拉力在区域①中做功的功率比②的小,故A正确;
B、物体在区域①上受到的摩擦力小于F=2N.故B错误;
C、物块进入区域3时的速度为2m/s,做减速运动,在区域③的平均速度一定小于2m/s,所以运动时间一定大于1秒。故C错误;
D、因为滑动摩擦力大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关,所以区域①路面的粗糙程度比区域②的粗糙程度小,故D错误。
故选:A。
10.已知雨滴在空中竖直下落时所受空气阻力与速度的平方成正比,且不同质量的雨滴所受空气阻力与速度大小的平方的比值相同。现有两滴质量分别为m1和m2的雨滴从空中竖直下落,在落到地面之前都已做匀速直线运动,那么在两滴雨滴落地之前做匀速直线运动的过程中,其重力的功率之比为( )
A.m1:m2 B.:
C.: D.:
【解答】解:因为雨滴落到地面之前都已做匀速直线运动,
所以雨滴受的是平衡力,
结合二力平衡条件和题意可得,雨滴受到的阻力为f=mg=kv2,
所以雨滴的速度为v;
又因为PFv,所以两雨滴重力的功率之比为:
。
故选:C。
二.多选题(共4小题)
(多选)11.在超市,人们常将选购的物品放入购物车,然后人推着购物车前进,购物车在人水平方向推力作用下,沿水平地面匀速运动一段距离,则下列判断正确的是( )
A.重力对购物车做了功
B.推力对购物车做了功
C.地面的支持力对购物车做了功
D.克服摩擦力做了功
【解答】解:A.在重力的方向上没有移动距离,重力未对购物车做功,故A错误;
B.在推力的方向上有移动距离,推力对购物车做了功,故B正确;
C.在地面的支持力方向上没有移动距离,未对购物车做功,故C错误;
D、推购物车,克服摩擦力做功,故D正确。
故选:BD。
(多选)12.关于功和功率的分析,正确的是( )
A.物体在水平方向运动时,重力不做功
B.做的功越多,功率越大
C.做相同的功,功率越大,做功的时间越短
D.功率越大,做功的时间越短
【解答】解:A、物体在水平方向运动时,虽受到重力作用,但在重力方向(竖直方向)上没有通过距离;故重力不做功;故A正确;
B、功率是表示做功快慢的物理量;做功越多,功率不一定越大,还有看时间的长短;故B错误;
C、由功率公式P变形后可得:t,若做相同的功,功率越大,则做功的时间越短;故C正确;
D、只有做相同的功,功率越大,则做功的时间才越短;故D错误;
故选:AC。
(多选)13.小明用20N的水平推力推质量为10kg的立方体木块在水平方向移动,10s内前进15m,则下列说法正确的是( )
A.移动过程中推力做功的功率是30W
B.在移动过程中木块的摩擦力为20N
C.将木块放入水中,静止后一半露出水面,则木块的体积为2×10﹣2m3
D.将这个木块分别放在水平桌面、水中、某种液体中,静止后木块在空气中的高度之比为8:4:3,则木块下表面受到的压强之比为8:4:3
【解答】解:
A、推力做的功:W=Fs=20N×15m=300J;
推力的功率:P30W.故A正确。
B、若物体做匀速运动,摩擦力与推力是一对平衡力,大小相等,为20N;题中没有说明物体是不是匀速运动,所以,摩擦力不确定。故B错误。
C、木块漂浮,则F浮=G木=mg=10kg×10N/kg=100N,
根据F浮=ρ水V排g可得排开水的体积:
V排1×10﹣2m3,
已知木块静止后一半露出水面,则木块体积为V=2V排=2×1×10﹣2m3=2×10﹣2m3.故C正确。
D、木块放在水平桌面上,木块下表面对桌面的压力与木块的重力相等,由于木块下表面受到的支持力与压力是一对相互作用力,则木块下表面受到的支持力的大小与木块的重力大小相等;由于木块在水中、某种液体中都是处于漂浮状态,则木块下表面受到的压力与木块的重力相等;木块下表面的面积不变,所以将这个木块分别放在水平桌面、水中、某种液体中,木块下表面受到的压强相等,即压强之比为1:1:1.故D错误。
故选:AC。
(多选)14.如图甲,用竖直向上的拉力F,将静止在水平地面上的物体向上提升。乙图表示F的大小随时间t的变化关系,丙图表示物体的运动速度v的大小随时间t的变化关系。已知在10s~20s内物体上升的高度为40m,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A.物体的重力大小为50N
B.在0~10s内,物体对地面的压力大小是20N
C.在10s~30s内,物体上升的平均速度大小为6m/s
D.在20s~30s内,拉力F对物体做的功为4000J
【解答】解:A.由图丙可知,在20~30s内,物体做匀速直线运动,处于平衡状态,所以此时物体的重力等于物体所受拉力,由图乙可知,此时拉力为50N,所以物体的重力大小为50N,故A正确;
B.由图乙、丙可知,在0~10s内,物体所受拉力为20N,且物体静止,处于平衡状态,所以此时物体所受重力等于拉力和地面对物体支持力的和,
由于力的作用是相互的,所以物体对地面的压力等于地面对物体的支持力,即F压=F支=G﹣F拉1=50N﹣20N=30N,故B错误;
C.由题意可知,在10s~20s内物体上升的高度为40m,因为在20~30s时,物体做匀速直线运动,
所以根据公式可得,在20~30s内物体上升的高度为h2=v2t2=8m/s×10s=80m,
所以在10s~30s内,物体上升的高度为h=h1+h2=40m+80m=120m,
所以在10s~30s内,物体上升的平均速度大小为v6m/s,故C正确;
D.由图乙可知,在20~30s内,物体所受拉力为50N,由C可知,在20~30s内物体上升的高度为80m,
根据W=Fs可得,在20s~30s内,拉力F对物体做的功为W=Fh2=50N×80m=4000J,故D正确。
故选:ACD。
三.填空题(共4小题)
15.2024年国际举联举重世界杯比赛中,中国选手刘焕华挺举第三把成功举起232公斤,斩获挺举及总成绩金牌,并打破该级别世界纪录。他上场前给手上涂镁粉是通过 增大接触面的粗糙程度 来增大摩擦力。若他将杠铃举起的高度为2米,则此过程中他对杠铃做的功为 4640 J。(g取10N/kg)
【解答】解:上场前给手上涂镁粉,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力;
杠铃的重力G=mg=232kg×10N/kg=2320N,
运动员在将杠铃举起的过程中所做的功:
W=Gh=2320N×2m=4640J。
故答案为:增大接触面的粗糙程度;4640。
16.如图所示,无人机采用4个相同的电动机带动4个旋翼转动,对下方空气施力的同时每个旋翼获得相同的升力,该升力的施力物体是 空气 (选填“空气”或“螺旋桨”);已知无人机的总重力为36N,若无人机沿水平方向匀速运动10m,则无人机的升力为 36 N,此过程中升力对它 不做功 (选填“做了功”或“不做功”);若无人机从地面匀速竖直向上运动40m,在该过程中无人机克服重力做的功为 1440J 。
【解答】解:无人机的旋翼转动时对下方空气施力的同时,空气也会对旋翼有一个向上的升力,故升力的施力物体是空气;
无人机沿水平方向匀速运动时,无人机在竖直方向受到的升力和重力平衡,大小相等,则无人机的升力为F=G=36N;
升力的方向是竖直向上的,而无人机是在水平方向上移动了10m,没有在升力方向上移动距离,所以此过程中升力不做功;
若无人机从地面匀速竖直向上运动40m,在该过程中无人机克服重力做的功为:
W=Gh=36N×40m=1440J。
故答案为:空气;36;不做功;1440J。
17.如图所示,斜面上有一个重为100N的箱子A,通过定滑轮与重60N的重物B相连,在3s内物体A沿斜面匀速向上滑动了1.5m,此后,重物B落地,箱子A又经过0.2s向前滑动了一段距离后停下来。若斜面长5米、高2米,则箱子与斜面间的滑动摩擦力是 20 牛;在箱子匀速滑动过程中重物B对箱子A做功的功率是 30 瓦。(忽略绳重及滑轮的摩擦力)
【解答】解:
(1)斜面无摩擦时,W总=W有,即Fs=Gh,所以拉力F40N,匀速运动时拉力40N,
实际匀速拉动过程中F1=F+f,摩擦力f=F1﹣F=60N﹣40N=20N;
(2)重物B对箱子的拉力F=GB=60N,对箱子所做的功W=Fs=60N×1.5m=90J;
重物B对箱子A做功的功率P30W。
故答案为:20;30。
18.在水平地面上有一长方体木箱。小林用水平推力F把木箱向前推,如图甲所示。此过程中,推力F随时间t的变化情况如图乙所示,木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙所示。
(1)0﹣1秒内,推力F对木箱是否做功。答: 否 (选填“是”或“否”)。
(2)3﹣6秒,推力F对木箱做功 400 焦。
【解答】解:(1)从图丙可以看出,从0s至1s内,木箱没有移动距离,因此推力没有对木箱做功;
(2)由图象可知在3~5s内的运动速度v=1.0m/s,推力F=200N,
由v可得,在3﹣5s内移动的距离为:s=vt=1.0m/s×2s=2m,
推力做功:W=Fs=200N×2m=400J,
由图可知,5~6s没有外力作用在木箱上,不做功,3﹣6秒,推力F对木箱做功400J。
故答案为:(1)否;(2)400。
四.实验探究题(共1小题)
19.小明用弹簧测力计水平拉着重10N的木块在水平木板上做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数如图所示,则木块受到的摩擦力是 3.4 N,水平木板对木块的支持力是 10 N若小明拉着木块匀速向右移动了5m,则拉力做的功是 17 J,重力对木块做的功是 0 J。
【解答】解:
(1)弹簧测力计示数为3.4N,木块在水平木板上做匀速直线运动,摩擦力和拉力是一对平衡力,摩擦力等于拉力,为3.4N;
水平木板对木块的支持力等于木块的重力,N=G=10N;
(2)拉力做功W=Fs=3.4N×5m=17J;
木块在重力的方向上没有移动距离,重力做功为0J。
故答案为:3.4;10;17;0。
五.计算题(共1小题)
20.我国某种新型坦克,其质量为2×104kg(g=10N/kg).求:
(1)坦克受到的重力;
(2)坦克以36km/h的速度行驶5min通过的路程;
(3)在某次任务中坦克发动机以500kW的功率工作了0.5h,求这次任务中发动机所做的功。
【解答】解:
(1)坦克受到的重力:G=mg=2×104kg×10N/kg=2×105N;
(2)v=36km/h=10m/s,t=5min=5×60s=300s,
由v得通过的路程:
s=vt=10m/s×300s=3×103m;
(3)由P可得,发动机所做的功:
W=Pt=5×105W×0.5×3600s=9×108J。
答:(1)坦克受到的重力为2×105N;
(2)坦克以36km/h的速度行驶5min通过的路程为3×103m;
(3)这次任务中发动机所做的功为9×108J。
六.科普阅读题(共1小题)
21.请阅读《龙骨翻车》并回答问题。
龙骨翻车
陆游在《春晚即景》中写道:“龙骨车鸣水入塘,雨来犹可望丰穰。”诗中的龙骨车即为龙骨翻车,因其结构形如长龙骨架而得此名,是一种用于排水和灌溉的机械。龙骨翻车约始于我国东汉时期,三国时期的机械大师马钧予以改进,之后一直在农业上发挥着巨大的作用。
如图甲所示,龙骨翻车的主体由两部分组成,一是取水部分的车桶、大龙头轴、小龙头轴、刮水板等;二是人操作部分的扶手和脚踏板等。龙骨翻车通体由木质板材构成,并大部分采用椁接和链接结构,简单的材料、成熟的技艺,使龙骨翻车很容易制作。
龙骨翻车在工作时主要利用链轮传动原理,即当主动轴旋转时,链条与固定在主动轴上的链轮相咬合,从而带动固定在从动轴上的链轮旋转,使从动轴获得动力。如图乙所示,小龙头轴及刮水板浸入低处的水中,人握住扶手用脚踏动脚踏板,驱动大龙头轴(主动轴)转动,带动链条(由刮水板等组成)运动,进而带动小龙头轴(从动轴)转动,这一过程中刮水板将水带入车桶内,板叶刮水上行,将低处的水刮传至高处的农田中,实现灌溉。
如图甲、乙所示的龙骨翻车是用脚踩驱动的,称为脚力翻车。根据龙骨翻车驱动力的不同,还有手摇驱动的手摇翻车、流水驱动的水转翻车、风力驱动的风力翻车等。相比之下,脚力翻车较为轻便、易于搬运、对环境要求低、取水效率高,在农业灌溉中使用最广。
龙骨翻车在我国已使用了近两千年,目前仍然有地区在用其灌溉,劳动人民的智慧历经千年洗练,仍然闪耀着光芒!
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)龙骨翻车在工作时主要是利用了 链轮传动 原理。除文中提到的龙骨翻车外,请再列举一个生活中利用这一原理的实例: 自行车 。
(2)某次使用龙骨翻车灌溉面积为2000m2的稻田,使稻田的平均水深达到0.2m,灌溉过程中水被龙骨翻车提升的高度为2m,则龙骨翻车对水做的功至少为 8×106 J。(不计水渗透和蒸发等损耗,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【解答】解:(1)由材料可知,龙骨翻车在工作时主要利用链轮传动原理,生活中的自行车利用这一原理;
(2)水的体积V=Sh=2000m2×0.2m=400m3,
由ρ可得,水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×400m3=4×105kg,
水的重力:
G=mg=4×105kg×10N/kg=4×106N,
龙骨翻车对水做的功:
W=Gh=4×106N×2m=8×106J。
故答案为:(1)链轮传动;自行车;(2)8×106。
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