寒假作业03 功和功率（巩固培优）九年级物理新教材苏科版

限时练习：50min 完成时间： 月 日 天气： 作业03 功和功率 一、功的定义与计算 定义：物理中，将力与物体在力的方向上通过的距离的乘积称为机械功，简称功。 公式：W=FS。 三种不做功的情况： 有距离无力（F=0） 有力无距离（S=0） 力和距离相垂直（F⊥S） 2、 功率的定义与计算 定义：物理学中，将功与做功所用时间之比叫作功率（单位时间所做的功），用它表示做功的快慢。 公式： ,结合功的计算方法可得：PFv 3、 功和功率的辨析 功表示能量转化的量度，对应多少 功率表示单位时间所做的功，对应快慢 做功多不一定功率大（可能所用时间较长） 功率大不一定做功多（可能做功时间很短） 只有在时间相同时，做功越多，功率才越大 三层必刷：巩固提升+能力培优+创新题型 1．放学后，小明背着重50N的书包，先从一楼匀速走到三楼教室（每层楼高约3m），然后在水平走廊走了30m到座位（水平行走时忽略书包高度变化）。整个过程中他对书包做的功约为（　　） A．0J B．300J C．450J D．1800J 【答案】B 【详解】小明对书包施加的力是竖直方向的，因此小明在竖直方向对书包做功，书包在竖直方向移动的距离是6m，则整个过程中他对书包做的功约为 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．如图是丰子恺的书画作品，生动地描绘了儿童学种瓜的场景，下列说法错误的是（　　） A．蹲坐的儿童站起来时重心升高 B．儿童将地上的水桶提起时对水桶做了功 C．儿童提水桶时感到水桶在拉手，说明力的作用是相互的 D．儿童提水前行过程中突然减速，水会溅出，是因为水受到了惯性的作用 【答案】D 【详解】A．蹲坐的儿童站起来，高度增大，重心升高，故A正确，不符合题意； B．儿童将地上的水桶提起时，儿童对桶的拉力方向为竖直向上，水桶在拉力的方向上移动了一段距离，故对水桶做了功，故B正确，不符合题意； C．提水桶时感到桶在拉手，由此可以说明手提桶的同时，桶也在拉手，即物体之间力的作用是相互的，故C正确，不符合题意； D．提水前行中突然减速，水由于惯性要保持原来的运动状态继续向前运动，所以水会向前溅出，惯性是物体的属性，不是力不能描述为受到惯性的作用，故D错误，符合题意。 故选D。 3．如图所示，一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为、，功率的大小分别为、。关于它们之间的大小关系，下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】先后两次用同样的时间，用大小相同的力，物体移动的距离相同，由得出；由得出。故ABD错误，故C正确。 故选C。 4．如图所示，用力F将一个质量为10kg的物块沿斜面（与水平面成30°角）匀速拉往高处，若拉力F的功率为24W，物块受摩擦力大小为30N，则拉物块的速度为（　　） A．0.2m/s B．0.3m/s C．0.4m/s D．0.8m/s 【答案】B 【详解】已知斜面与水平面的夹角为30°，由数学知识可知，斜面的长度与斜面高度的关系为 拉力做的总功为 有用功为 额外功为 因 即 则 则拉物块的速度为 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 5．如图甲所示，木块放在水平面上，先后两次水平向右拉动使其做直线运动，木块运动的s—t图像如图乙所示，两次木块运动的距离相同；第一次拉力的大小为F1、做功为W1、做功的功率为P1，第二次拉力的大小为F2、做功为W2、做功的功率为P2，则（　　） A．F1>F2，W1>W2，P1>P2 B．F1=F2，W1=W2，P1=P2 C．F1>F2，W1=W2，P1>P2 D．F1=F2，W1=W2，P1>P2 【答案】D 【详解】两次在水平面上拉动同一木块，压力大小和接触面的粗糙程度均不变，故木块受到的滑动摩擦力大小不变；木块在水平方向上受到拉力和滑动摩擦力的作用，由s－t图象可知，木块两次都做匀速直线运动，所以拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，拉力大小等于滑动摩擦力，由于滑动摩擦力不变，故两次拉动木块运动时拉力F相等，即F1＝F2；由于拉力F相等，由题意知，两次木块运动的距离相同，根据W＝Fs可知，所以有W1=W2；由图乙可知，两次木块运动相同距离所需的时间t1＜t2，根据可得，P1>P2，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 6．如图甲所示，水平地面上的物体在水平推力的作用下做直线运动。当水平推力为F1时，物体运动的路程与时间关系如图乙所示；当水平推力为F2时，物体运动的速度与时间关系如图丙所示。若0~2s，两次推力分别为F1、F2，则F1 F2；若两次推力做功的功率分别为P1、P2，则P1 P2。（均选填“>”“<”或“=”） 【答案】 = < 【详解】[1]据乙图s-t图像可知，物体做匀速直线运动，速度为 此时物体处于平衡状态，推力与摩擦力是一对平衡力，大小相等；丙图中物体做匀速直线运动，速度为，处于平衡状态，推力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，由于两次运动过程中物体与地面间的压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，则两次推力大小相等，即。 [2]两次推力大小相等，，根据可知，。 7．重为5N的磁铁吸附在竖直放置且足够大的白板上。0-6s内磁铁在图甲所示的拉力作用下沿竖直方向向上运动，拉力F、磁铁运动速度v与时间t的关系分别如图乙、丙所示。2-4s拉力做功的功率为 W，白板对磁铁的弹力 （选填“做”或“不做”）功。 【答案】 44 不做 【详解】[1]由丙图可知，2-4s磁铁做匀速直线运动，速度大小为4m/s，由图乙可知，2-4s物体受到的拉力为11N，故2-4s拉力做功的功率为P=Fv=11N×4m/s=44W [2]白板对磁铁弹力的方向水平向左，物体在水平方向上没有移动距离，所以白板对磁铁的弹力不做功。 8．如图所示，水平地面上的一物体重力为10N，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如图乙所示，物体的速度v与时间t的关系如图丙所示。则4~6s内物体重力做功为 J，推力F对物体所做的功为 J，功率为 W。 【答案】 0 16 8 【详解】[1]重力的方向是竖直向下的，物体在水平方向运动，竖直方向没有移动一段距离。根据功的公式W=Fs（s是力的方向上的移动的距离），重力方向上移动的距离为 0，因此4~6s内物体重力做功为0J。 [2]由图乙可知，4~6s内推力F=2N；由图丙可知，4~6s内物体做匀速直线运动，速度v=4m/s。4~6s内物体运动的距离 推力F做的功 [3]推力F的功率 9．如图甲所示，某汽车在水平路面上行驶了25s，其v-t和F-t的图像分别如图甲、乙所示。已知前15s汽车行驶的路程为300m，平均速度为 m/s，加速阶段汽车发动机做功 J，汽车匀速行驶阶段发动机的功率为 kW。 【答案】 20 9×105 60 【详解】[1]已知前15s汽车行驶的路程为300m，平均速度为 [2]由图甲可知，前15s为加速阶段，由图乙可知，前15s动力3000N，加速阶段汽车发动机做功W1=F1s1=3000N×300m=9×105J [3]匀速阶段15~25s动力2000N，速度30m/s，功率为力与速度的乘积，即P=Fv0=2000N×30m/s=60000W=60kW 10．小波是名初三学生，他了解到要中考体育跳绳需要达到一分钟180个才能满分，于是小波在学校操场上进行了测试，同时物理兴趣小组也来测量小波跳绳的功率。 (1)根据你所掌握的知识，要达到实验目的，兴趣小组需要选择的测量器材有： ， 和体重计。 (2)兴趣小组同学根据小波跳绳情况制作了一张图（如图），h为小波跳绳一次重心上升的高度，若小波跳绳整个过程是匀速的。通过计算，可以判断出这次跳绳成绩小波 （“能”或“不能”）获得满分。 (3)下表是小波设计的测量跳绳功率的表格，①处应填写 。 小波的质量m/kg ① 每分钟跳绳个数 跳绳的功率P/W (4)称得小波同学质量为60kg，请你通过图示，估算一下1min内小波做的功为 J，他跳绳的功率为 W。（g取10N/kg） (5)在参加体育考试时，小波认为跳绳时每次跳的高度不宜太高，这可节省体力更好参加其他项目，这一观点是 （选填“正确”或“不正确”）的。 【答案】(1) 刻度尺 秒表 (2)不能 (3)跳起的高度h/cm (4) 24 60 (5)正确 【详解】（1）[1][2]根据功率的计算公式，跳绳是克服人体重力做功，需要测量人体的质量，跳绳的高度，每分钟跳绳个数，故需要的测量工具有体重计、秒表、刻度尺。 （2）根据图所示，每跳绳一次包括停顿所需要时间约为0.4s，每分钟所跳绳次数为 故这次跳绳小波不能获得满分。 （3）根据功率的计算公式，跳绳是克服人体重力做功，需要测量人体的质量，跳绳的高度，每分钟跳绳个数，故表格空白处应分别记录跳起的高度h/cm。 （4）[1]根据图像，每次跳绳人体上升的高度为 小波每跳一次克服重力做的功约为 [2]整个过程他跳绳的平均功率约为 （5）小波的说法是正确的，因为每次跳得太高，需要更多的体内化学能转化为重力势能，故消耗的体能更多，不利于其他体育项目。 11．如图甲是一型地面清洁机器人，质量为3kg，行动轮与地面的接触面积为。机器人在水平地面运动时，所受牵引力F与速度v的关系如图乙所示。求：（g取10N/kg） (1)该机器人受到的重力是多大？ (2)该机器人静止在水平地面上时对水平地面的压强为多大？ (3)当该机器人的牵引力为50N时，匀速直线运动10s做了多少功？功率多大？ 【答案】(1)30N (2)3000Pa (3)150J，15W 【详解】（1）机器人受到的重力 （2）机器人静止在水平地面上时，对地面的压力等于其自身重力G，即 机器人对地面的压强 （3）由题图乙可知，当牵引力时，机器人做匀速直线运动的速度；匀速直线运动10s行驶的距离 牵引力做的功 牵引力做功的功率 12．如图甲是某型号挖掘机，其作业范围如图乙，部分相关参数如表。请回答下列问题：（g取10N/kg） 项目 整机质量/kg 标准斗容/ 最大挖掘深度A/m 最大卸料高度B/m 数值 15000 0．5 5 5 (1)铲斗装满密度为的泥土时，泥土的质量是多少？ (2)若挖掘机在5s内将这些泥土从最大挖掘深度处送到位于最高卸料高度的装载车上，挖掘机对泥土要做多少功？ (3)挖掘机对泥土做功的功率是多少？ 【答案】(1)900kg (2)9×10⁴J (3)1.8×10⁴W 【详解】（1）泥土的质量m＝ρV＝1.8×103kg／m3×0.5m3＝900kg （2）由参数表可知最大挖掘深度5m，最大卸料高度为5m，泥土在竖直方向上移动的高度为，挖掘机在5s内对泥土做的功为W＝Gh＝mgh＝900kg×10N／kg×10m＝9×104J （3）挖掘机对泥土做功的功率 1．如图甲所示，静止在水平面上的物块，受水平拉力F作用，每隔2s记录的物块位置和时刻如图丙，下列说法正确的是（　　） A．0-4s内，物块受的滑动摩擦力为2N B．12-14s内，拉力F做功72J C．16s时，撤去F，物体将做匀速直线运动 D．物块10s时的速度小于5m/s 【答案】D 【详解】由图丙可知，12到18s物体在相同时间内通过的路程相等，说明此时间内物体做匀速直线运动，由图乙结合二力平衡条件可得，物体受到的滑动摩擦力为f=F=4N A．由图乙可知，0到4s内，物体受到的拉力2N，小于滑动摩擦力，所以此时物体应处于静止状态，所受静摩擦力等于拉力，等于2N，故A错误； B．由图丙可知，12到14s内，物体处于匀速直线运动状态，拉力F=4N，由图丙可知通过的路程为12m，力F做的功W=Fs=4N×12m=48J 故B错误； C．若16s时撤去F，物体对接触面的压力大小不变，接触面的粗糙程度不变，所以物体所受摩擦力不变，则物体在摩擦力的作用将做减速运动，故C错误； D．由图丙可知，从10到12s时间内，物体的平均速度为 而在这段时间内物体的拉力大于滑动摩擦力，所以物体做加速运动，则t=10s时，物块的速度一定小于5m/s，故D正确。 故选D。 2．如图甲所示，是建设荆州长江公铁大桥时使用的起吊装置（图中未画出）的钢缆绳拉着实心圆柱体A在距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降的情景。A在下降到江底之前，始终保持0.1m/s的速度不变。如图乙所示是A下降到江底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图像（江水的密度为ρ=1.0×103kg/m3 ，g取10N/kg）。则（　　）    A．A从开始下降直到江面的过程中，钢缆绳对A做的功为5×104J B．A下降过程中重力的功率为5×103W C．A的密度为1.5×103kg/m3 D．当A下降到水平的江底，卸下钢缆绳后，A对江底的压强为3×103 Pa 【答案】C 【详解】A．由图乙可知，A从开始下降直到江面的过程中，下降高度 h=vt=0.1m/s×20s=2m 钢缆绳对A做的功 W=Fs=3×104N×2m=6×104J 故A错误； B．A下降过程中重力的功率 故B错误； C．A全部浸没在水中所受浮力 根据阿基米德原理可得，物体的体积 故A的密度 故C正确； D．由图乙可知，A物体从开始浸入江水中至完全浸没所用时间 t’=30s-20s=10s A物体的高度 h’=vt’=0.1m/s×10s=1m 圆柱体A的底面积 当A下降到水平的江底，卸下钢缆绳后，A对江底的压力 则A对江底的压强 故D错误。 故选C。 3．小明沿水平方向推箱子前行，推力为F，如图甲所示。推箱子过程中，其F-t和v-t的图像分别如图乙、丙所示。则下列判断不正确的是（    ） A．0-3s，箱子受到摩擦力大小为3N B．t=5s时，箱子受到摩擦力大小为9N C．9-12s，拉力做功功率为6W D．9-12s，箱子受到合外力为0 【答案】B 【详解】由图丙可知，9∼12s箱子做匀速直线运动，此时推力与滑动摩擦力平衡。由图乙可知，9∼12s推力F=6N，因此滑动摩擦力f=6N。滑动摩擦力的大小仅与压力和接触面粗糙程度有关，与运动速度无关。因此，只要箱子处于滑动状态（3∼9s），滑动摩擦力始终为6N。 A．0∼3s箱子静止，推力与静摩擦力平衡。由图乙可知，0∼3s推力F=3N，因此静摩擦力为3N，故A正确，不符合题意； B．t=5s时，箱子处于滑动状态，滑动摩擦力为6N，故B错误，符合题意； C．9∼12s 箱子匀速运动，速度 v=1m/s ，推力 F=6N 。功率 故C正确，不符合题意； D．9∼12s箱子匀速直线运动，处于平衡状态，合外力为 0，故D正确，不符合题意。 故选B。 4．如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，已知每个滑轮重均为50N，滑轮组下端挂有物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连，此时物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，测力计的示数为650N；现用水平向左的力F拉动物体A使其带动物体B以的速度匀速上升。若不计绳重及滑轮的摩擦，g取，则下列说法中正确的是（ ） A．F做功的功率为18W B．F的大小为300N C．物体A与桌面间的滑动摩擦力大小为325N D．B的重力为550N 【答案】A 【详解】由图可知，两条绳子向下拉弹簧测力计，弹簧测力计的示数，即 则滑轮组绳子末端受到的拉力；由图可知，，若不计绳重及滑轮的摩擦，滑轮组绳子末端受到的拉力 即，解得B的重力；由于力的作用是相互的，物体A受到的水平拉力 因为物体A匀速直线运动，所以A物体所受摩擦力 由于物体A向左做匀速直线运动，滑轮组结构没变，绳子对物体的拉力不变且物体对水平面压力不变，接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力不变，所以水平向左的拉力F为 物体A向左移的速度 拉力做功功率 故A正确，BCD错误。 故选A。 5．为了缓解交通拥堵，倡导绿色出行，电动自行车已成为大众化的一种交通工具，电动自行车的脚踏装置应用了 （滑轮/轮轴）这一简单机械。小华所在的课题组对电动自行车进行了测试，使车在平直的路面上由静止开始运动，获得如图所示的速度v和牵引力F随时间t变化的关系，电动自行车匀速运动时受到的摩擦力为 N；7～12s电动自行车行驶时克服摩擦力做的功是 J，电动自行车匀速运动时电动机的输出功率是 W。 【答案】 轮轴 35 1050 210 【解析】【小题1】[1]电动自行车的脚踏装置，是脚踏板带动大齿轮旋转，这是绕中心轴转动的机械，属于轮轴。 [2]由图一可知，7~12s内自行车速度保持不变为，做匀速直线运动，处于平衡状态，自行车所受摩擦力等于牵引力即，在图二中，7~12s内，牵引力为，所以摩擦力也为35N。 [3][4]7~12s内自行车行驶的距离 克服摩擦力所做的功即牵引力所做功 输出功率 6．如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，已知每个滑轮重均为，滑轮组下端挂有物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连，物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，此时测力计的示数为；在物体B下加挂重为的物体C后，用水平向左的力拉动物体A可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，此时物体B上升的速度大小为。若不计绳重及滑轮的摩擦，则物体A所受滑动摩擦力大小为 N，F做功的功率为 W。 【答案】 6 2.25 【详解】[1]由图可知，n=3，不计绳重及滑轮的摩擦，物体A对滑轮组的拉力 弹簧测力计的示数等于两条绳子向下的拉力与一个定滑轮的重力之和，即弹簧测力计的示数为 即 解得，GB=15N，物体A对滑轮组的拉力为 物体A做匀速直线运动，处于平衡状态，所受滑动摩擦力为 [2]挂物体C后，用水平向左的力F拉动物体A可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，物体A受到的摩擦力不变，此时拉力为 拉力端移动速度为 拉力F做功的功率为 7．如图所示，有一粗细均匀，重为40N，长为4m的长木板AB，置于支架上，支点为O，且，长木板的右端B用绳子系住，绳子另一端固定在C处，当长木板AB水平时，绳与水平面成的夹角，且绳子所能承受的最大拉力为60N。质量为5kg，棱长为的实心正方体滑块M在的水平拉力作用下，从AO之间某处以的速度向B端匀速滑动，（）求： (1)在长木板上水平运动时对长木板的压强； (2)当滑块匀速运动时拉力F做功的功率； (3)滑块在什么范围内滑动才能使AB保持水平。 【答案】(1)5000Pa (2)10W (3)滑块在O点左侧到右侧1m范围内滑动才能使AB保持水平 【详解】（1）滑块滑动过程中对长木板的压力等于其重力，则滑块滑动过程中对长木板的压力F′=G=mg=5kg×10N/kg=50N 而受力面积S=a2=(0.1m)2=0.01m2 滑块滑动过程中对长木板的压强 （2）当滑块匀速运动时拉力F=10N，v=1m/s，拉力F做功的功率 （3）滑块的重力G=50N，当M在O点左侧离O点L1，且绳子的拉力T=0，如图所示： 则根据杠杆平衡条件可得 即 解得L1=0.8m；当M在O点右侧离O点L2时，且绳子的拉力T=60N，如图所示： 则根据杠杆平衡条件可得 即 解得L2=1m；故滑块在O点左侧0.8m到右侧1m范围内滑动才能使AB保持水平。 8．一辆油电混动轿车，仅凭汽油动力在平直公路上以90km/h的速度匀速行驶，输出功率为50kW；驾驶员看到前方55m处有超速违章拍照装置（限速70km/h）时，在保持输出功率不变的情况下，立即启动充电装置给电池充电，达到使轿车减速的目的，轿车行驶2s后，速度减为70km/h。求： （1）轿车受到的摩擦力。 （2）轿车被拍照时是否超速。 （3）减速行驶2s的过程中，牵引力做的功。 【答案】（1）；（2）没有；（3） 【详解】解：（1）由题可知 轿车做匀速直线运动，由 得到牵引力 因为轿车做匀速直线运动，根据二力平衡可知，摩擦力的大小等于牵引力的大小，所以轿车受到的摩擦力 （2）若轿车以90km/h的速度匀速行驶，行驶的距离 即减速过程中行驶后轿车未到拍照处，且此时轿车的速度已经减为，即轿车被拍照时没有超速。 （3）输出功率不变，牵引力做的功 答：（1）轿车受到的摩擦力为2000N； （2）轿车被拍照时没有超速； （3）减速行驶2s的过程中，牵引力做的功。 1．阅读短文回答问题 “鲲龙”两栖飞机 2022年5月10日上午11点，由中国航空工业集团自主研发的中国首款大型水陆两栖飞机——“鲲龙”AG600在珠海金湾机场开展高速滑行试验，这是一款民用灭火和水上救援大飞机，也可以为岛礁补给、海上安全保障、海上执法服务，AG600选装4台国产涡轮发动机，可以在陆基机场和水上起降，水面起降抗浪高度大于2.8m海浪，是世界上最大的水陆两用飞机。当飞机停泊在水上时，宽大船体所产生的浮力，就会使飞机浮在水面上并且不会下沉，但在需要起飞时，螺旋桨发动机产生的拉力，就会拖着它以相当快的速度在水面上滑跑。伴随着速度的不断增加，机翼上产生的升力逐渐增大，从而把飞机从水面上逐渐托起来，成为在空中飞行的航船。 其部分参数如下表。其中：飞机的翼载是指飞机起飞质量与机翼的面积之比。 全长/m 37 翼载/（kg/m2） 500 最大巡航速度/（km/h） 540 最大航程/km 4500 空中滞留/h 12 最大起飞质量/t 53.5 最大载水量/t 12 飞行最低高度/m 300 最多应急救援人数 50 根据上述材料，请回答下列问题： (1)飞机在空中飞行时向后喷出气体使飞机高速飞行，这说明力的作用是相互的。飞机降落时机翼上的副翼向上翻起是通过增加迎风面积从而 （增大/减小）阻力。 (2)装满货物的AG600飞机起飞时，若AG600以最大载水量起飞，其提升到飞行最低高度时，需要对水做功 J。 (3)为确保飞机正常飞行，该飞机机翼面积至少为 m2。 (4)若“鲲龙”AG600空载时质量为40t，在水面滑行测试中，“鲲龙”AG600蓄一定质量的水，发动机牵引力的实际总功率为2500kW，飞机在水面上以36km/h的速度匀速滑行了1min，滑行过程中所受阻力为总重的0.5倍，则飞机所蓄水的质量为 t。 【答案】(1)增大 (2)3.6×107 (3)107 (4)10 【详解】（1）飞机向后喷气，对气体施加力，气体对飞机向前的反作用力使飞机前进说明力的作用是相互的。副翼向上翻起，能增加迎风面积，从而增大空气阻力，用于减速。 （2）由题可知，最大载水量 飞行最低高度，则对水做功 （3）由题可知，“翼载”是指飞机起飞质量与机翼面积之比。翼载为 ，最大起飞质量 机翼面积 （4）由题可设所装水的质量，所以总质量 速度 ，实际功率 则匀速时牵引力 即阻力 解得 所以 2．如图甲为水火箭制作项目化活动，在可乐瓶中装入适量的水，再用带有打气管的瓶塞将瓶口塞住，最后配置上火箭顶端的整流罩，将水火箭竖立于地面，利用打气筒通过打气管向瓶内打气，当瓶内压强足够大时，瓶塞脱落，瓶内的水向下喷出，水火箭竖直向上飞起。水火箭整流罩是用来改善水火箭飞行稳定性和减少空气阻力的装置。制作整流罩时，可以使用轻质材料如聚乙烯板或泡沫塑料，根据水火箭形状设计合适的罩子形状，确保与水火箭外形贴合。然后，将整流罩固定在水火箭上，使用胶水或胶带进行固定。整流罩的前端可以设计成锥形或圆锥形，以减少空气阻力。最后，进行必要的测试和调整，确保整流罩能够提供良好的飞行稳定性和减少阻力。 (1)瓶内的水向下喷出的同时水火箭向上运动，这是因为 ； (2)若水火箭发射前的总质量为2kg，则当水火箭竖直上升至10m高时，水火箭克服自身重力做的功将 （选填“等于”“大于”或“小于”）200J（g取10N/kg）； (3)图乙为水火箭发射后的速度—时间图像，则t1、t2、t3时刻中水火箭受到平衡力的时刻是 ，最高点的时刻是 ； (4)整流罩的前端设计成锥形或圆锥形是为了 。 【答案】(1)物体间力的作用是相互的 (2)小于 (3) t1 t2 (4)减小阻力 【详解】（1）瓶内高压气体对水提供一个向下的力，使水向下喷出，同时水也会对瓶内高压气体提供一个向上的力，带动整个可乐瓶向上运动，这是力的相互性。 （2）发射前，水火箭的重力 如果水火箭的重力不变，那么上升10m克服重力做功 实际上，随着火箭升高高度的增大，水流不断喷出，则火箭的重力逐渐减小，因此水火箭克服重力做功将小于200J。 （3）[1]再飞行过程中，可乐瓶受到竖直向下的重力和空气阻力，同时受到向上的推力，则： 在0～t1时间内，可乐瓶速度一直变大，是加速运动，此时推力大于重力和空气阻力的合力； 在t1～t2时间内，可乐瓶仍然向上运动，但是速度减小，是减速运动，此时推力小于重力和空气阻力的合力； 所以在t1时刻，推力等于重力和空气阻力的合力，即这两个力（推力与重力和空气阻力的合力这两个力）合力为零，即是一对平衡力。 [2]由上述分析可知，可乐瓶在0～t2整个过程中都是向上运动，由图乙可知在t2～t3过程中，可乐瓶在重力的作用下向下加速运动，所以可乐瓶在t2时，位置最高。 （4）锥形或圆锥形前端能够平滑地引导空气流动，减少前端气流分离，有助于分散飞行器前端承受的气动压力，从而显著降低高速飞行时的压差阻力。 3．读短文，回答后面问题。 “火箭”电梯 据报道，安装在我国上海中心大厦的“火箭”电梯，其攀升速度创造了20.5m/s的世界纪录，从1楼到118楼只需短短55s，电梯的典型结构包括滑轮、轿厢、钢丝绳、配重、电动机、安全装置和信号操纵系统等，如题图甲所示，是某种升降电梯工作原理图。电动机和配重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近，轿厢与配重的运动方向始终相反。电动机通过切换转轴的转动方向，使轿厢升降自如。 (1)图甲中A和B滑轮是 （选填“定”或“动”）滑轮，其优点是 ； (2)如图乙所示是某次电梯满载上升时的v-t图像，若配重的质量为，空轿厢的质量是，额定载重量是（g取）。电梯匀速运行阶段配重的重力做功 J。若不计钢丝绳重和一切摩擦，该电梯满载匀速运行时，电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是 W。 【答案】(1) 定 改变力的方向 (2) 5.4×104 2.4×104 【详解】（1）[1][2]图甲中A、B滑轮的轴心不随圆轮的转动而移动，即其轴心是固定不动的，所以A、B滑轮都是定滑轮，使用时都不能省力，只能改变力的方向。 （2）[1]由图乙知道，电梯匀速运行阶段，轿厢运行的时间 轿厢的速度为2m/s，配重下降的高度等于轿厢上升的高度，故配重下降的高度 配重的重力 则配重的重力做功为 [2]电梯满载匀速运行时，电动机钢丝绳对轿厢拉力为由图乙可知，电梯以2m/s的速度匀速运行，根据可知，功率为 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 限时练习：50min 完成时间： 月 日 天气： 作业03 功和功率 一、功的定义与计算 定义：物理中，将力与物体在力的方向上通过的距离的乘积称为机械功，简称功。 公式：W=FS。 三种不做功的情况： 有距离无力（F=0） 有力无距离（S=0） 力和距离相垂直（F⊥S） 2、 功率的定义与计算 定义：物理学中，将功与做功所用时间之比叫作功率（单位时间所做的功），用它表示做功的快慢。 公式： ,结合功的计算方法可得：PFv 3、 功和功率的辨析 功表示能量转化的量度，对应多少 功率表示单位时间所做的功，对应快慢 做功多不一定功率大（可能所用时间较长） 功率大不一定做功多（可能做功时间很短） 只有在时间相同时，做功越多，功率才越大 三层必刷：巩固提升+能力培优+创新题型 1．放学后，小明背着重50N的书包，先从一楼匀速走到三楼教室（每层楼高约3m），然后在水平走廊走了30m到座位（水平行走时忽略书包高度变化）。整个过程中他对书包做的功约为（　　） A．0J B．300J C．450J D．1800J 2．如图是丰子恺的书画作品，生动地描绘了儿童学种瓜的场景，下列说法错误的是（　　） A．蹲坐的儿童站起来时重心升高 B．儿童将地上的水桶提起时对水桶做了功 C．儿童提水桶时感到水桶在拉手，说明力的作用是相互的 D．儿童提水前行过程中突然减速，水会溅出，是因为水受到了惯性的作用 3．如图所示，一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为、，功率的大小分别为、。关于它们之间的大小关系，下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，用力F将一个质量为10kg的物块沿斜面（与水平面成30°角）匀速拉往高处，若拉力F的功率为24W，物块受摩擦力大小为30N，则拉物块的速度为（　　） A．0.2m/s B．0.3m/s C．0.4m/s D．0.8m/s 5．如图甲所示，木块放在水平面上，先后两次水平向右拉动使其做直线运动，木块运动的s—t图像如图乙所示，两次木块运动的距离相同；第一次拉力的大小为F1、做功为W1、做功的功率为P1，第二次拉力的大小为F2、做功为W2、做功的功率为P2，则（　　） A．F1>F2，W1>W2，P1>P2 B．F1=F2，W1=W2，P1=P2 C．F1>F2，W1=W2，P1>P2 D．F1=F2，W1=W2，P1>P2 6．如图甲所示，水平地面上的物体在水平推力的作用下做直线运动。当水平推力为F1时，物体运动的路程与时间关系如图乙所示；当水平推力为F2时，物体运动的速度与时间关系如图丙所示。若0~2s，两次推力分别为F1、F2，则F1 F2；若两次推力做功的功率分别为P1、P2，则P1 P2。（均选填“>”“<”或“=”） 7．重为5N的磁铁吸附在竖直放置且足够大的白板上。0-6s内磁铁在图甲所示的拉力作用下沿竖直方向向上运动，拉力F、磁铁运动速度v与时间t的关系分别如图乙、丙所示。2-4s拉力做功的功率为 W，白板对磁铁的弹力 （选填“做”或“不做”）功。 8．如图所示，水平地面上的一物体重力为10N，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如图乙所示，物体的速度v与时间t的关系如图丙所示。则4~6s内物体重力做功为 J，推力F对物体所做的功为 J，功率为 W。 9．如图甲所示，某汽车在水平路面上行驶了25s，其v-t和F-t的图像分别如图甲、乙所示。已知前15s汽车行驶的路程为300m，平均速度为 m/s，加速阶段汽车发动机做功 J，汽车匀速行驶阶段发动机的功率为 kW。 10．小波是名初三学生，他了解到要中考体育跳绳需要达到一分钟180个才能满分，于是小波在学校操场上进行了测试，同时物理兴趣小组也来测量小波跳绳的功率。 (1)根据你所掌握的知识，要达到实验目的，兴趣小组需要选择的测量器材有： ， 和体重计。 (2)兴趣小组同学根据小波跳绳情况制作了一张图（如图），h为小波跳绳一次重心上升的高度，若小波跳绳整个过程是匀速的。通过计算，可以判断出这次跳绳成绩小波 （“能”或“不能”）获得满分。 (3)下表是小波设计的测量跳绳功率的表格，①处应填写 。 小波的质量m/kg ① 每分钟跳绳个数 跳绳的功率P/W (4)称得小波同学质量为60kg，请你通过图示，估算一下1min内小波做的功为 J，他跳绳的功率为 W。（g取10N/kg） (5)在参加体育考试时，小波认为跳绳时每次跳的高度不宜太高，这可节省体力更好参加其他项目，这一观点是 （选填“正确”或“不正确”）的。 11．如图甲是一型地面清洁机器人，质量为3kg，行动轮与地面的接触面积为。机器人在水平地面运动时，所受牵引力F与速度v的关系如图乙所示。求：（g取10N/kg） (1)该机器人受到的重力是多大？ (2)该机器人静止在水平地面上时对水平地面的压强为多大？ (3)当该机器人的牵引力为50N时，匀速直线运动10s做了多少功？功率多大？ 12．如图甲是某型号挖掘机，其作业范围如图乙，部分相关参数如表。请回答下列问题：（g取10N/kg） 项目 整机质量/kg 标准斗容/ 最大挖掘深度A/m 最大卸料高度B/m 数值 15000 0．5 5 5 (1)铲斗装满密度为的泥土时，泥土的质量是多少？ (2)若挖掘机在5s内将这些泥土从最大挖掘深度处送到位于最高卸料高度的装载车上，挖掘机对泥土要做多少功？ (3)挖掘机对泥土做功的功率是多少？ 1．如图甲所示，静止在水平面上的物块，受水平拉力F作用，每隔2s记录的物块位置和时刻如图丙，下列说法正确的是（　　） A．0-4s内，物块受的滑动摩擦力为2N B．12-14s内，拉力F做功72J C．16s时，撤去F，物体将做匀速直线运动 D．物块10s时的速度小于5m/s 2．如图甲所示，是建设荆州长江公铁大桥时使用的起吊装置（图中未画出）的钢缆绳拉着实心圆柱体A在距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降的情景。A在下降到江底之前，始终保持0.1m/s的速度不变。如图乙所示是A下降到江底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图像（江水的密度为ρ=1.0×103kg/m3 ，g取10N/kg）。则（　　）    A．A从开始下降直到江面的过程中，钢缆绳对A做的功为5×104J B．A下降过程中重力的功率为5×103W C．A的密度为1.5×103kg/m3 D．当A下降到水平的江底，卸下钢缆绳后，A对江底的压强为3×103 Pa 3．小明沿水平方向推箱子前行，推力为F，如图甲所示。推箱子过程中，其F-t和v-t的图像分别如图乙、丙所示。则下列判断不正确的是（    ） A．0-3s，箱子受到摩擦力大小为3N B．t=5s时，箱子受到摩擦力大小为9N C．9-12s，拉力做功功率为6W D．9-12s，箱子受到合外力为0 4．如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，已知每个滑轮重均为50N，滑轮组下端挂有物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连，此时物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，测力计的示数为650N；现用水平向左的力F拉动物体A使其带动物体B以的速度匀速上升。若不计绳重及滑轮的摩擦，g取，则下列说法中正确的是（ ） A．F做功的功率为18W B．F的大小为300N C．物体A与桌面间的滑动摩擦力大小为325N D．B的重力为550N 5．为了缓解交通拥堵，倡导绿色出行，电动自行车已成为大众化的一种交通工具，电动自行车的脚踏装置应用了 （滑轮/轮轴）这一简单机械。小华所在的课题组对电动自行车进行了测试，使车在平直的路面上由静止开始运动，获得如图所示的速度v和牵引力F随时间t变化的关系，电动自行车匀速运动时受到的摩擦力为 N；7～12s电动自行车行驶时克服摩擦力做的功是 J，电动自行车匀速运动时电动机的输出功率是 W。 6．如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，已知每个滑轮重均为，滑轮组下端挂有物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连，物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，此时测力计的示数为；在物体B下加挂重为的物体C后，用水平向左的力拉动物体A可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，此时物体B上升的速度大小为。若不计绳重及滑轮的摩擦，则物体A所受滑动摩擦力大小为 N，F做功的功率为 W。 7．如图所示，有一粗细均匀，重为40N，长为4m的长木板AB，置于支架上，支点为O，且，长木板的右端B用绳子系住，绳子另一端固定在C处，当长木板AB水平时，绳与水平面成的夹角，且绳子所能承受的最大拉力为60N。质量为5kg，棱长为的实心正方体滑块M在的水平拉力作用下，从AO之间某处以的速度向B端匀速滑动，（）求： (1)在长木板上水平运动时对长木板的压强； (2)当滑块匀速运动时拉力F做功的功率； (3)滑块在什么范围内滑动才能使AB保持水平。 8．一辆油电混动轿车，仅凭汽油动力在平直公路上以90km/h的速度匀速行驶，输出功率为50kW；驾驶员看到前方55m处有超速违章拍照装置（限速70km/h）时，在保持输出功率不变的情况下，立即启动充电装置给电池充电，达到使轿车减速的目的，轿车行驶2s后，速度减为70km/h。求： （1）轿车受到的摩擦力。 （2）轿车被拍照时是否超速。 （3）减速行驶2s的过程中，牵引力做的功。 1．阅读短文回答问题 “鲲龙”两栖飞机 2022年5月10日上午11点，由中国航空工业集团自主研发的中国首款大型水陆两栖飞机——“鲲龙”AG600在珠海金湾机场开展高速滑行试验，这是一款民用灭火和水上救援大飞机，也可以为岛礁补给、海上安全保障、海上执法服务，AG600选装4台国产涡轮发动机，可以在陆基机场和水上起降，水面起降抗浪高度大于2.8m海浪，是世界上最大的水陆两用飞机。当飞机停泊在水上时，宽大船体所产生的浮力，就会使飞机浮在水面上并且不会下沉，但在需要起飞时，螺旋桨发动机产生的拉力，就会拖着它以相当快的速度在水面上滑跑。伴随着速度的不断增加，机翼上产生的升力逐渐增大，从而把飞机从水面上逐渐托起来，成为在空中飞行的航船。 其部分参数如下表。其中：飞机的翼载是指飞机起飞质量与机翼的面积之比。 全长/m 37 翼载/（kg/m2） 500 最大巡航速度/（km/h） 540 最大航程/km 4500 空中滞留/h 12 最大起飞质量/t 53.5 最大载水量/t 12 飞行最低高度/m 300 最多应急救援人数 50 根据上述材料，请回答下列问题： (1)飞机在空中飞行时向后喷出气体使飞机高速飞行，这说明力的作用是相互的。飞机降落时机翼上的副翼向上翻起是通过增加迎风面积从而 （增大/减小）阻力。 (2)装满货物的AG600飞机起飞时，若AG600以最大载水量起飞，其提升到飞行最低高度时，需要对水做功 J。 (3)为确保飞机正常飞行，该飞机机翼面积至少为 m2。 (4)若“鲲龙”AG600空载时质量为40t，在水面滑行测试中，“鲲龙”AG600蓄一定质量的水，发动机牵引力的实际总功率为2500kW，飞机在水面上以36km/h的速度匀速滑行了1min，滑行过程中所受阻力为总重的0.5倍，则飞机所蓄水的质量为 t。 2．如图甲为水火箭制作项目化活动，在可乐瓶中装入适量的水，再用带有打气管的瓶塞将瓶口塞住，最后配置上火箭顶端的整流罩，将水火箭竖立于地面，利用打气筒通过打气管向瓶内打气，当瓶内压强足够大时，瓶塞脱落，瓶内的水向下喷出，水火箭竖直向上飞起。水火箭整流罩是用来改善水火箭飞行稳定性和减少空气阻力的装置。制作整流罩时，可以使用轻质材料如聚乙烯板或泡沫塑料，根据水火箭形状设计合适的罩子形状，确保与水火箭外形贴合。然后，将整流罩固定在水火箭上，使用胶水或胶带进行固定。整流罩的前端可以设计成锥形或圆锥形，以减少空气阻力。最后，进行必要的测试和调整，确保整流罩能够提供良好的飞行稳定性和减少阻力。 (1)瓶内的水向下喷出的同时水火箭向上运动，这是因为 ； (2)若水火箭发射前的总质量为2kg，则当水火箭竖直上升至10m高时，水火箭克服自身重力做的功将 （选填“等于”“大于”或“小于”）200J（g取10N/kg）； (3)图乙为水火箭发射后的速度—时间图像，则t1、t2、t3时刻中水火箭受到平衡力的时刻是 ，最高点的时刻是 ； (4)整流罩的前端设计成锥形或圆锥形是为了 。 3．读短文，回答后面问题。 “火箭”电梯 据报道，安装在我国上海中心大厦的“火箭”电梯，其攀升速度创造了20.5m/s的世界纪录，从1楼到118楼只需短短55s，电梯的典型结构包括滑轮、轿厢、钢丝绳、配重、电动机、安全装置和信号操纵系统等，如题图甲所示，是某种升降电梯工作原理图。电动机和配重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近，轿厢与配重的运动方向始终相反。电动机通过切换转轴的转动方向，使轿厢升降自如。 (1)图甲中A和B滑轮是 （选填“定”或“动”）滑轮，其优点是 ； (2)如图乙所示是某次电梯满载上升时的v-t图像，若配重的质量为，空轿厢的质量是，额定载重量是（g取）。电梯匀速运行阶段配重的重力做功 J。若不计钢丝绳重和一切摩擦，该电梯满载匀速运行时，电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是 W。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $