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上海市初中物理(新教材2024版)八年级下学期第8章简单机械 功和能第3讲 功功率(学生版)
上海市初中物理(新教材2024版)八年级下学期第8章简单机械 功和能第3讲 功功率
谁干的活多?
有十块相同的砖块,每块砖高 6cm,重 20N,将他们叠在一起需要做多少功?
知识点1、机械功
知识梳理
1、定义:一个力作用在物体上,且物体沿 的方向通过了一段 ,物理学上称这个力对物体做了 ,简称做了 。
物理学中规定,力对物体所做的功W等于作用力F与物体在 的方向上移动的距离s的 。
2、计算公式:公式: 。
①W表示 ,F表示 ;s表示物体在 的方向上通过的 ;
②作用在物体上的力越大,物体在力的方向上移动的距离越大,力对物体所做的功就越 。
3、 单位:在SI制中,力的单位是 ,距离的单位是 ,因此功的单位就是 ,称为焦耳,简称 ,符号用 表示。其中1焦= 牛·米。物体受到1N的力且在力的方向上通过了1m的距离,则力对物体做功1J。
4、做功的两个必要因素:一是 ;二是 。
5、注意: (1)如果 s 与 F 方向相同,则说力 F 对物体做了正功;
(2)如果 s 与 F 方向相反,则说力 F 对物体做了负功,或说物体克服 F 做了功。
(3)如果 s 与 F 方向垂直,则说力 F 对物体不做功 (4)公式中的 F 为大小和方向均不变的恒力。
6、物体不做功有三种情况:
①物体受到力的作用,但没有移动 ;(拉而不动、搬而未起,劳而无功)
②物体移动了距离,但没有受到 的作用;(冰块在光滑的冰面上靠惯性滑动)
③物体受到力的作用,也移动了一段距离,但受力方向与移动距离的方向 。(搬运工扛着货物在平地上行走)
小结:不做功的三种情况:有力无 、有距离无 、力和距离的 。
专题讲练1
1.1、机械做功的判断
1、关于做功,下列说法中正确的是( )
A、作用在物体上的力越大,做功越大
B、物体通过的距离越大,做功越大
C、力对物体做功一定时,力越小,物体在力的方向上通过的距离也越小
D、物体在拉力的作用下,匀速提升的高度越大,拉力做功越多
2、如图所示的四种情景中,人对物体做功的是( )
A、用力搬石头但没有搬动
B、用力拉使小车水平移动
C、用力推箱子但没有推动
D、背着书包在水平面上移动
3、如图所示的几种现象中,所使用的力没有对物体做功的是 ( )
4、下列运动中的物体,没有力对它做功的是( )
A、在光滑水平面上做匀速滑动的物体 B、在水平轨道上匀速行驶的列车
C、从高处落下的雨滴 D、正在下坡行驶的汽车
5、下列实例中,力对物体没有做功的是 ( )
A.起重机吊起重物 B.马拉车,车未动
C.跳水运动员从跳台跳下 D.举重运动员,将杠铃举起
6、以下事例中,重力做功的是 ( )
A.跳水运动员下落 B.皮划艇在平静水面快速滑行
C.花样滑冰运动员在水平的冰面上滑动 D.举重运动员把杠铃举起后停在空中不动
7、在举重比赛时,一运动员在第一阶段把150kg的杠铃很快举过头顶,第二阶段使杠铃在空中停留3s,下列关于运动员对杠铃做功的说法中,正确的是 ( )
A.他在第一阶段内没做功 B.他在第二阶段内没做功
C.他在两个阶段内都没有做功 D.他在两个阶段内都做了功
8、在下列四种情境中,人对物体做功的是( )
A、提着书包在水平地面上匀速前进 B、将一桶纯净水从一楼扛到三楼
C、用力推讲台,讲台没动 D、举着杠铃原地不动
9、下列情景中,重力对小球做功的是 ( )
A.小球由高处落下 B.小球在地面上静止
C.小球沿水平轨道运动 D.小球悬挂在天花板上不动
10、汽车在平直道路上做匀速直线运动,下列说法中正确的是 ( )
A.汽车的牵引力为零 B.汽车所受的摩擦力做功为零
C.汽车动能为零 D.汽车牵引力做功不为零
11、下列几种情况,关于力对物体做功的说法正确的是 ( )
A.陷在泥里的马车,两匹马用力拉车,虽然车没被拉动,但马对车做了功
B.在光滑冰面上匀速滑行的冰块,是因为有力对它做功才一直运动的
C.用力扛着一袋米,沿水平方向前进,人对米袋做了功
D.用竖直向下的力压桌面,压力没有做功
12、如图所示,B物体在拉力F的作用下向左运动,在运动的过程中,A、B间有相互作用的摩擦力,则摩擦力做功的情况是 ( )
A.A、B都克服摩擦力做功 B.摩擦力对A不做功,B克服摩擦力做功
C.摩擦力对A做功,B克服摩擦力做功 D.摩擦力对A、B都不做功
13、如图所示,木块A放在粗糙的木块B的左上端,用恒力F拉至B的右端,第一次将B固定在地面上,F做的功为W1;第二次让B可以在光滑地面上自由滑动,F做的功为W2,比较两次做功应有( )
A.W1<W2 B.W1=W2 C.W1>W2 D.无法比较
14、如图,小物块A位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平面上,从地面上看,在小物块沿斜面下滑的过程中,斜面对小物块的作用力 ( )
A.垂直于接触面,做功为零 B.垂直于接触面,做功不为零
C.不垂直于斜面,做功为零 D.不垂直于接触面,做功不为零
15、某人肩扛 100N 的物体,在下列情况下,他对物体做功的是( )
A、人站在原地不动 B、沿水平路面匀速前进 10m
C、沿缓坡匀速前进了 1m D、上述三种情况下都做了功
16、如图所示,李晶同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央,她针对此过程提出了如下的猜想。你认为合理的是 ( )
A.文具盒所受重力对它做了功 B.文具盒所受支持力对它做了功
C.文具盒所受的推力F对它做了功 D.在此过程中没有力对文具盒做功
17、如图所示,B 物体在拉力 F 的作用下向左运动,在运动的过程中,A、B 间有相互作用的摩擦力,则摩擦力做功的情况是( )
A、A、B 都克服摩擦力做功
B、摩擦力对 A 不做功,B 克服摩擦力做功
C、摩擦力对 A 做功,B 克服摩擦力做功
D、摩擦力对 A、B 都不做功
18、如图所示,长方体木块在大小不变的拉力 F 作用下,在水平面上做匀速直线运动,能正确反映拉力 F 所做的功与时间对应关系的是( )
1.2、做功大小的比较
1、用三种方法来提升同一个重物:a.用不计摩擦的定滑轮将重物提高h;b.沿光滑斜面将重物提高h;c.用手直接将重物提高h。其中做功大小是 ( )
A.a方式做功最少 B.b方式做功最少
C.c方式做功最少 D.三种方式做功一样多
2、一个人用同样大小的水平方向的力拉着木箱,分别在光滑和粗糙两种水平地面上前进相同的距离,关于拉力所做的功,下列说法中正确的是 ( )
A.在粗糙地面上做功较多 B.在光滑地面上做功较多
C.两次做功一样多 D.条件不够,无法比较两次做功的多少
3、在图中,ma>mb>mc,在同样大的力 F 作用下,都沿着力 F 的方向移动了 S,比较力 F对三个物体所做的功,结论是( )
A、对 a 做的功多 B、对 b 做的功多
C、对 c 做的功多 D、一样多
4、用 200N 的水平力分别拉重为 1000N 和 600N 的两辆车,在粗糙不同的水平路面沿水平方向匀速前进 15 米,在此过程中( )
A、拉大车做的功多 B、拉小车做的功多 C、两次做功一样多 D、条件不足,无法比较
5、用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动,两次运动的 s﹣t 图象如图所示。其对应的弹簧测力计示数分别为 F1、F2,相同时间内所做的功分别为 W1、W2, 则它们的关系正确的是( )
A、F1>F2 W1>W2 B、F1<F2 W1<W2
C、F1=F2 W1>W2 D、F1=F2 W1<W2
6、如图所示,在水平面 ABC 中,AB 段光滑,BC 段粗糙,且 AB=BC=20m,用 10N 的水平恒力 F 推着 100N 的重物,由 A 点运动到 C 点,在 AB 段、BC 段上推力做的功分别为W1、W2,则 W1、W2的大小关系是( )
A、W1=W2 B、W1>W2 C、W1<W2 D、无法确定
7、如图所示,两个人分别用 60 牛的水平力推一个较大和较小的箱子,都前进了 5 米,大箱子重 200 牛,小箱子重 100 牛。下列说法正确的是( )
A、推大箱子做的功多,因为大箱子重 B、做的功一样多
C、推小箱子做的功多,因为推小箱子运动快 D、以上说法都不对
8、两根完全相同的地桩,原来露出地面的高度相同,分别经重锤 A、B 对它们进行一次打击后所处的位置如图所示。地桩在进入地下的过程中所受阻力相同,且保持不变,在上述过程中, B 重锤做的功较多。
1.3、做功的估算
1、登楼梯比赛时,某同学从底楼匀速登上五楼,共用了12s,该同学登楼时克服重力做功的功率最接近于(A )
A.500W B.100W C.50W D.10W
2、关于做功估算错误的是 ( )
A.将两个鸡蛋举高1米做功约1焦 B.将一袋10千克大米扛到肩上做功约150焦
C.重500牛的人上一层楼,重力做功约3000焦 D.将500毫升矿泉水从地上拿到桌上做功约5焦
3、放学后,某同学背着重 50N 的书包沿水平路面走了 200m,又登上大约 10m高的四楼才回到家,则他在回家的过程中对书包所做的功约为( ) A、0J B、500J C、2000J D、2400J
4、某人从湖面下5m深的地方用绳子匀速提起10kg的一块矿石到水面(矿石密度为5×103kg/m3),人所做的功大约是 J。
1.4、滑轮做功
1、如图,在水平拉力F作用下,使重40N的物体A匀速移动5m,物体A受到地面的摩擦力为5N,不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦,拉力F做的功为 ( )
A.50J B.25J C.100J D.200J
2、大伟同学用一个距手3m高的定滑轮拉住重100N的物体,从滑轮正下方沿水平方向移动4m,如图所示,若不计绳重和摩擦,他至少做功 ( )
A.200J B.300J C.400J D.500J
3、如图所示,用F=50N的水平拉力,通过一个动滑轮,使重为200N的物体A水平向左匀速移动了3m,在这个过程中 ( )
A.拉力F做了150J的功 B.拉力F做了300J的功
C.重力做了600J的功 D.重力做了1200J的功
4、绳子的一端固定,另一端绕过一重为G的油桶,在绳子的自由端大小不变的水平拉力下,使油桶沿水平地面匀速滚动了一段距离s,在此过程中,拉力F所做的功为 ( )
A.Fs B.Gs C.2Fs D.(G+F)s
5、如图所示,不计滑轮重,不计绳与滑轮间的摩擦,不计轮与轴之间的摩擦,重为30N的物体在5N的拉力F的作用下沿水平方向匀速运动了2m,则弹簧测力计的示数和物体与F所做的功为( )
A.30N,120J B.30N,60J C.5N,20J D.10N,20J
6、如图所示,物体A在水平拉力F的作用下沿水平面以2m/s的速度匀速运动.此时弹簧测力计K示数为8N,若动滑轮、绳子、弹簧测力计重力和摩擦力均不计,则物体A与水平面的摩擦力以及2s内F所做的功是( )
A、8N,32J B、16N,32J C、8N,64J D、16N,64J
7、如图所示 A 物重 100N,在力 F 的作用下,以 5cm/s 的速度在水平面上匀速向右运动,此时弹簧测力计的示数 10N,则 A 物体受到的摩擦力是 N;拉力 F 为 N; 拉力在 10s 内所做的功为 J,功率为 W。
8、某同学用一个动滑轮将重为 100N 的物体沿竖直方向匀速提升 3m,拉力的功率是 20W。若不计摩擦和动滑轮的重,则绳子自由端的速度是 m/s,整个过程所用时间是 s。
9、如图所示,质量为 2kg 的物体 A,在力 F 的作用下沿着水平地面作匀速直线运动,速度为 2cm/s,弹簧秤示数为 5N,则拉力 F 为 N,物体 A 受到的摩擦力为 N,经过 5s,重力做功为 J,拉力做功为 J,功率为 W。
10、如图所示,质量为 M,长度为 L 的木板放在水平地板上,质量为 m 的小木块放在右端, 用一根轻绳通过定滑轮分别与 M 和 m 连接,小木块、木块、地面之间的摩擦因数均为μ,先用水平向右的力把 m 匀速拉至 M 的左端,则墙面受到力为 ,拉力做功为 。
1.5、机械功的计算
1、学生用40牛的力将重60牛的铅球抛出5米远,铅球在空中运动过程中,人对铅球所做的功是 ( )
A.200焦 B.300焦 C.0焦 D.500焦
2、如图所示,用 F=20N 的水平推力推着重为 40N 的物体沿水平方向做直线运动,若推力 F对物体做了 40J 的功,则在这一过程中( )
A、物体一定运动了 2m B、物体一定运动了 4m
C、重力做的功一定为 40J D、物体一定受到 20N 的摩擦力
3、甲、乙两个物体,分别在水平拉力作用下在水平面上作匀速直线运动。若甲所受的重力是乙的 3 倍,甲受的水平拉力是乙受的水平拉力的 2 倍,甲的运动速度是乙的运动速度的1 倍,则拉力对甲乙两物体做功之比和所用时间之比可能是( )
A、1:1 2:1 B、2:1 1:1 C、3:2 2:3 D、3:2 3:2
4、教学大楼每层楼高为3m,小明提着一重为50N的箱子,沿楼梯从一楼登上三楼,再沿三楼水平走廊走了4m进入课室,从一楼到课室过程中小明对箱子做的总功为 ( )
A.0J B.300J C.450J D.500J
5、小李同学先后用同样大小的力 F 使同一木箱分别在如图所示甲、乙、丙三个表面上沿力的方向移动相同的距离,该力 F 在这三个过程中所做的功分别为 W 甲、W 乙、W 丙,关于做功大小的下列说法正确的是( )
A、W 甲<W 乙<W 丙
B、W 甲>W 乙>W 丙
C、W 甲=W 乙=W 丙
D、W 甲=W 乙<W 丙
6、小车重200N,人用30N的水平力推小车沿水平路面匀速前进50m的过程中,下列判断正确的是 ( )
A.重力做功10000J B.人对车做功10000J
C.人对车做功1500J D.小车受到的阻力是230N
7、一物体从斜面顶端以0.5m/s的速度匀速下滑到底端,物体克服摩擦力所做的功是300J,如果再把该物体从斜面底端以原来的速度匀速拉至顶端,则人对物体做的功是 ( )
A.300J B.600 J C.900J D.无法判断
8、如图所示,放在水平桌面上的匀质长直木板长度 L 为 40cm、质量为 2kg,它的右端与桌面相齐,与桌面间的动摩擦因数为 0.2。若在木板左端用一水平推力 F 将其匀速推下桌子,水平推力至少要做功( )
A、1.6J B、0.8J C、0.6J D、0.4J
9、某人用50牛的水平推力使一个质量为20千克的物体沿水平地面前进了5米,放手后,物体继续滑行了1.5米,此人对物体所做的功是 ( )
A.250焦 B.325焦 C.980焦 D.1274焦
10、如图,用 F=20N 的水平推力推着重为 40N 的物体沿水平方向做直线运动,若推力 F 对物体做了 40J 的功,则在这一过程中( )
A、重力做的功为 40J B、物体受到 20N 的摩擦力
C、物体运动了 2m D、物体运动了 lm
11、用水平拉力先后两次拉着重为 20N 的同一物体,沿同一水平面做直线运动。第一次拉力为 15N,物体恰好做匀速直线运动,拉力对物体做了 30J 的功;第二次将拉力增大为 30N,拉力对物体做了 60J 的功,分析两次做功过程,以下判断正确的是( )
A、第一次物体受到的摩擦力是 15N,物体运动了 1m
B、第一次物体受到的摩擦力是 30N,物体运动了 2m
C、第二次物体受到的摩擦力是 15N,物体运动了 2m D、第二次物体受到的摩擦力是 30N,物体运动了 4m
12、在医学上常用大卡(又称千卡)作为热量的单位,1 大卡=1 千卡=4.2×103焦耳,国产某品牌纯牛奶的铭牌上标有“100ml 中含有 280 大卡的热量”,这些热量相当于将一个 70kg的成年人竖直举高 m 克服重力所做的功。(g 取 10N/kg)
13、重50牛的的物体在水平支持面上做匀速直线运动,所受的阻力是20牛,则它受到的水平拉力是_____牛,若物体在水平方向上移动30米,则拉力对物体做了 焦的功,重力对物体做了 焦的功。
14、如图,质量分布均匀的长方体砖,平放在水平地面上,第一次用竖直向上的力F1只作用于ab的中点,第二次用竖直向上的力F2作用于bc的中点,都使它们在竖直方向上慢慢向上移动h(h<ab<bc),则在上述过程中F1 F2;F1所做的功 F2所做的功。第一次克服重力做的功W1 第二次克服重力做的功W2(选填“>”、“<”或“=”)。
15、动力臂是阻力臂2倍的杠杆,将重为400N的货物提高20cm,手向下压杠杆的力是220N,手下降的高度是_________cm,人做的功是_________J。
16、在平直路上,马拉着重3000N的车匀速前进2000m,车运动时受到的阻力是车重的0.01倍,则马对车做功__________J,车的重力做功_________J
17、某人将一小车从斜面底端匀速推上斜面顶端,整个过程历时 10 秒,已知小车重 400N,人对小车的推力 F=75N,斜面长 S=4m,斜面高 h=0.5m,则推力对小车所做的功是 J。
18、体重为 400N 的同学,在考试中,一共做了 20 个引体向上,该同学身高 1.60m,手臂长 0.5m,则该同学在考试过程中共做功是 J 。
19、如图所示,物体A的质量m=12kg,在拉力F的作用下,物体A以0.1m/s的速度在水平面上做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为12N,忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力,并且绳子足够长。求:(1)物体A与水平面间摩擦力f的大小;
(2)拉力F的大小;
(3)物体A运动10s的过程中,拉力F所做的功。
20、如图所示,用水平向右的拉力F拉动物体,使其沿直线匀速运动了5m,时间为10s,F做功的功率是 100W,求这段时间内: 求:
(1)拉力 F 做的功;
(2)拉力 F 大小;
(3)物体受到的摩擦力。
21、如图所示,某同学在做俯、卧撑运动,可将他视为一个杠杆,他的重心在A点,重力为600N,
(1)他将身体撑起,双手对地面的压力至少是多少?
(2)如他做了30个俯卧撑,每次肩部上升的距离均为0.5m,则他做的功至少为多少?
22、一列火车以20m/s的速度在平直轨道上匀速行驶,火车受到的阻力是9×104N,问:
(1)火车头(也叫机车)发动机产生的牵引力有多大?
(2)1min内牵引力做的功有多少?
23、一工人用100N的水平拉力将300N重的木箱在水平地面上匀速拉动了10m,然后又扛着木箱走了10m,随后扛着木箱上了3m高的二楼放下木箱,问这个工人对木箱做了多少功?
1.6、等效法求功
1、把一根横卧在地面上的长6m、质量为20kg的粗细均匀的铁管子竖直立起来,需要对它做功 焦。
2、有十块相同的砖块,每块砖高 6cm,重 20N,将他们叠在一起需要做多少功?
知识点2、功率
知识梳理
两种耕地方式有何不同?
1、比较力做功快慢的方法:
1.1、相同时间,比较做功多少,做功多的,做功快。
1.2、做相同多的功,比较所用的时间,所用时间少的,做功快。
2、定义:物理学中,把 内所做的 叫做功率。
3、物理意义:表示物体 的物理量。功率越大,做功越 ;功率越小,做功越 。
4、计算公式①: 。其中 表示功率,W表示 ,t表示做功的 。变形式
5、单位:在SI制中,功率的单位是 ,符号是 。
工程技术上还常用 和 作为功率的单位,符号分别是 和 。
①1瓦= 焦/秒; ②1千瓦= 瓦;1兆瓦= 瓦。
某机器的功率是50千瓦,其物理意义是 。
6、如果物体在拉力F的作用下,以速度v做匀速直线运动,则有: P=W/t=F·S/t=F·v
计算公式②: 。其中 表示功率,F表示物体受到的 ,v表示物体运动的 。
应用:变形得; F=P/v;如汽车发动机输出功率一定的情况下,司机可采取换挡的方法来获得不同大小的牵引力。
7、影响物体做功快慢的因素有两个:功和做功所用的时间。某一机械,在相同时间内,做功越多,做功越快。
专题训练2
2.1、功率的定义
1、关于功和功率,下列说法正确的是 ( )
A.机器做功少,功率一定小 B.功率小的机器做功不一定慢
C.功率大的机器做功一定快 D.功率大的机器一定比功率小的机器做功多
2、四个同学在进行骑自行车比赛。如果规定功率最大者获胜,那么最后胜出者一定是( )
A、体重最重的 B、时间最短的
C、速度最大的 D、做功最快的
3、甲、乙二人的体重相同,同时从一楼开始登楼,甲比乙先到三楼,则关于他们二人的说法正确的是( )
A.做的功相同,但甲的功率较大 B.做的功相同,功率也相同
C.甲做的功较多,但功率相同 D.甲做的功率多,功率也较大
4、甲乙两台机器,甲做的功是乙做功的 2 倍,而乙做功所花的时间是甲的一半,因此( )
A、甲做功快 B、乙做功快
C、甲、乙做功一样快 D、无法判断
5、某机器的功率是1000瓦,这句话的物理意义是 ( )
A.表示这台机器能做1000瓦的功 B.表示这台机器能做1000焦的功
C.表示这台机器每秒能做1000瓦的功 D.表示这台机器每秒能做1000焦的功
6、某人用10牛的力在2秒钟内使物体移动了4米的距离,则 ( )
A.他对物体所做的功—定是40焦 B.他对物体所做的功不一定为40焦
C.它的功率为20瓦 D.它的功率为80瓦
7、某机器的功率是1000瓦,这句话的物理意义是 ( )
A.表示这台机器能做1000瓦的功 B.表示这台机器能做1000焦的功
C.表示这台机器每秒能做1000瓦的功 D.表示这台机器每秒能做1000焦的功
8、关于功和功率,下列说法正确的是 ( )
A.机器做功少,功率一定小 B.功率小的机器做功不一定慢
C.功率大的机器做功一定快 D.功率大的机器一定比功率小的机器做功多
9、汽车爬坡时,驾驶员的操作是:加大油门,同时将变速器换成低速档。加大油门是使发动机发挥最大的功率,换用低速档是为了减速。那么,在爬坡时,减小汽车的速度是为了( )
A、保证安全 B、获取更大的动力 C、省油 D、增大惯性
10、如图,要粗测举重运动员成功举起杠铃时,对杠铃所做功的功率,以下物理量中不需要测量的是( )
A、运动员的重力 B、杠铃被举起的高度 C、杠铃的质量 D、举起杠铃的时间
11、一台机器 2 分钟做功 2.4×104焦,该机器的功率为 瓦,表示的物理意义是 。
2.2、功率大小的比较
1、甲乙二人同时开始登山,甲先到达山顶。则下列关于两人功率说法正确的是( )
A、甲的功率较大 B、乙的功率较大 C、两人功率一样大 D、无法判断
2、甲起重机用 1 分钟时间将重为 9800 牛的货物吊起 5 米高,乙起重机用 2 分钟将重为 8000牛的货物吊起 8 米高。那么,它们做的功及功率的情况是( )
A、甲做功多,功率大 B、乙做功多,功率大
C、甲的功率大,乙做的功多 D、甲做的功多,乙的功率大
3、如图所示,小红和吴力教授两人同时开始爬楼,小红先到达楼顶。关于两人做功的功率的下列说法中,正确的是( )
A、吴力教授的功率大 B、小红的功率大 C、两人的功率一样大 D、无法确定
4、一个重为 600 牛的大人和一个重为 400 牛的小孩进行登搂比赛,他们同时从底层出发, 结果小孩比大人先到达六搂,那么( )
A、小孩功率一定大 B、大人功率一定大 C、小孩做功一定多 D、大人做功一定多
5、如图所示,不计滑轮重及摩擦,分别用力 F1、F2匀速提升同一重物,若力 F1、F2在相等时间内对物体所做的功相等,则力 F1、F2及其功率 P1、P2的大小关系为( )
A、F1>F2 P1<P2 B、F1>F2 P1>P2
C、F1>F2 P1=P2 D、F1<F2 P1<P2
6、如上图,将同一物体分别沿光滑斜面 AB、AC 以相同的速度,匀速拉到顶点 A,施加的力分别为 F1、F2。拉力做功分别为 W1、W2,拉力的功率为 P1、P2。下列正确的是( )
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
7、两个滑轮完全相同,其重力均为 20N。分别用图所示的两种方式,将重 400N 的物体以相同的速度匀速提升了 10m,不计摩擦和绳重,则下列判断正确的是( )
A、F1做的功大于 F2做的功 B、F1和 F2做的功相等
C、F1做功的功率小于 F2做功的功率 D、F1和 F2做功的功率相等
8、甲、乙二人的体重相同,同时从一楼开始登楼,甲比乙先到三楼,则他们二人( )
A、做的功相同,但甲的功率较大 B、做的功相同,功率也相同
C、甲做的功较多,但功率相同 D、甲做的功率多,功率也较大
9、甲用力推一辆小车,经过3分钟小车在力的方向上前进了50米,乙用同样大小的力推另一辆小车,经过6分钟小车在力的方向上前进了相同的距离,那么 ( )
A.甲和乙做的功一样多 B.甲做的功多
C.乙做的功多 D.乙的功率是甲的功率的两倍
10、下列说法正确的是 ( )
A.机械做的功多,它的功率一定大 B.机械做功时间短,它的功率一定大
C.机械做功快,它的功率一定大 D.机械做功时间长,它的功率一定大
2.3、功率的计算
1、甲,乙两台机器,甲做的功是乙做的功的2倍,而乙所用的时间是甲所用的时间的2倍,则甲、乙两台机器的功率关系是 ( )
A.P甲:P乙=4:1 B.P甲:P乙=1:4 C.P甲:P乙=2:1 D.P甲:P乙=1:1
2、某人用10牛的力在2秒钟内使物体移动了4米的距离,则 ( )
A.他对物体所做的功—定是40焦 B.他对物体所做的功不一定为40焦
C.它的功率为20瓦 D.它的功率为80瓦
3、李明同学快速地由一楼跑到三楼的过程中,他的功率与下列哪个值最相近 ( )
A.5W B.50W C.500W D.5000W
4、班里组织一次比赛活动,从一楼登上三楼,看谁的功率最大。为此,需要测量一些物理量,下列物理量中必须测量的是 ( )
①三楼地面到一楼地面的高度 ②从一楼到达三楼所用的时间
③每个同学的质量或体重 ④一楼到三楼楼梯的长度
A.②④ B.①④ C.①②③ D.②③
5、小明和爸爸一起登山,小明用20分钟,爸爸用了25分钟,爸爸体重是小明的1.5倍,则小明和爸爸登山所做功的功率之比是 ( )
A.5:6 B.6:5 C.15:8 D.2:3
6、某人手提重力为45牛的物体,在水平路面上行走50米,然后登上10米高的楼房。前面用了1分钟时间,后面用了半分钟时间。这个人登楼时对物体所做功的功率是 ( )
A.5瓦 B.15瓦 C.30瓦 D.45瓦
7、举重运动员把质量为 1176 克的杠铃在 2 秒内举高 2 米后,在空中停留 3 秒,则在停留时间内人体对杠铃提供的功率为( )
A、235.2 瓦 B、1176 瓦 C、196 瓦 D、0 瓦
8、甲乙两人爬山比赛,甲乙两个运动员的质量之比是 9:8,甲用 45min 完成比赛,乙用40min 完成比赛,则甲、乙两人爬山时克服重力做功的功率之比是( )
A、1:1 B、9:8 C、81:64 D、64:81
9、共享单车进驻兴化,这极大地便利了我市市民的出行。使用者骑着一辆共享单车(自行车),在平直公路上以正常速度匀速行驶,若人和车所受的阻力为 20N,则通常情况下,骑车人消耗的功率最接近( )
A、1000W B、100W C、10W D、1W
10、“五一”假期,小林和爸爸一起去登红山,小林用了15min登到山顶,爸爸用了20min登上了山顶,爸爸的体重是小林的1.5倍,则小林与爸爸的登山功率之比为 ( )
A.9∶8 B.8∶9 C.1∶2 D.2∶1
11、甲、乙两人质量之比为5:4,他们沿静止的自动扶梯匀速跑上楼的功率之比为3:2,甲跑上楼所用的时间是t1,当甲站在自动扶梯上不动,开动自动扶梯把甲送上楼所用的时间是t2,那么,当乙用原来的速度沿向上开动的扶梯跑上楼时,所用的时间为 ( )
A. B. C. D.
12、青少年在安静思考问题的时候,心脏推动血液流动的功率约为1.5W,则你在考试的100min内,心脏做功约为
J,用这些功可以让一个质量为 50kg 的物体匀速升高 m。(g 取 10N/kg)
13、高出水面36m处有一水箱,容积为50m3,现要在1h内用一水泵给水箱充满水,则这台水泵的功率至少是多少kW?(g=10N/kg)
14、举重运动员把980N的杠铃在2s内举高2m,然后在空中停留5s,问该运动员共做了多少功?在举高和停留过程中的功率分别为多大?
【难度】★★【答案】1960J;980W;0W
15、如图所示,物体重180N,动滑轮重20N,绳重和摩擦不计。在竖直向上的拉力F的作用下,物体以0.1m/s的速度匀速上升。求:
(1)拉力F的大小;(2)拉力F做功的功率
16、如图所示,不计滑轮的摩擦和绳子的重力,绳的自由端沿水平地面向右移动,使质量为10kg的物体在3s内匀速升高1.5m,求:
(1)在此过程中,绳的拉力; (2)绳拉重物的功率。
17、一辆汽车功率为5.88×104W,在从甲地开往丙地的途中要经过乙地,从甲地到乙地距离与从乙地到丙地的距离相等,汽车的功率一定,如果汽车匀速的从甲地到乙地时所受阻力为3920N,匀速的从乙地到丙地所受阻力为4900N,求汽车从甲地到丙地的平均速度大小。
2.4、机械功和功率的综合应用
1、体重相同的小红和小田从一楼爬到五楼,她们同时出发,小红先到,小田后到,此过程中( )
A、小红做功多 B、小田做功多 C、小红的功率大 D、小田的功率大
2、如图所示,不计空气阻力,用弹簧测力计两次水平拉同一木块,使它在同一水平木板上做匀速直线运动,图乙是它运动的路程随时间变化的图象,下列说法正确的是( )
A.木块第一次和第二次速度之比为 1:2
B.木块两次受到滑动摩擦力之比为 2:1
C.对木块第一次和第二次的拉力功率之比为 2:1
D.在相同时间内拉力两次对木块做功之比为 1:1
3、某工厂有甲、乙两台机器的功率相等,在相同的时间内通过的路程之比为3:1,则甲、乙两台机器的( )
A.做功之比为1:1,受到的牵引力之比为3:1 B.做功之比为1:1,受到的牵引力之比为1:1
C.做功之比为1:1,受到的牵引力之比为1:3 D.做功之比为1:3,受到的牵引力之比为3:1
4、如图所示,物体A在力F的作用下,以0.2m/s的速度在水平桌面上做匀速直线运动,弹簧秤的示数为3N,不计滑轮及绳子重以及它们之间的摩擦,则 ( )
A.物体A受到的摩擦力大小是3N B.5s内拉力F做功3J
C.拉力F的功率是1.2W D.重力对物体A做功
5、如图,置于水平面上的物体A重490牛,物体B重294牛,物体B在匀速下降40厘米的过程中,物体A也匀速移动一段距离;若用一水平向左的力F拉物体A,使其在5s内匀速移动0.5m(不计动滑轮、绳重及滑轮轮轴间的摩擦),则下列说法正确的是 ( )
A.拉力F为294N,功率为29.4W B.拉力F为147N,功率为14.7W
C.物体A与桌面的滑动摩擦力为294N D.绳子拉力对物体B所做的功为147J
6、如图所示,是使用汽车打捞水下重物的示意图.在重物从水底拉到井口的过程中,汽车以恒定速度向右运动,忽略水的阻力和滑轮的摩擦。四位同学画出了汽车功率P随时间t的变化图像,其中正确的是 ( )
7、 甲、乙两个同学体重相同,都从一楼上到三楼,甲走得慢,乙走得快,比较他们做功大小W甲________W乙,功率大小P甲________P乙。(填“>”、“<”或“=”)
8、 8、甲、乙两人的体重之比是8:9,他们进行爬楼比赛,从一楼爬上三楼所用的时间之比是4:5,则两人克服自身重力所做的功之比是________;两人的功率之比是________。
9、在某次跳绳测试中,小红同学 90s 跳了 240 次,每次跳起的高度为 5cm,已知小红的质量是 45kg,那么小红同学跳绳时的平均功率是 W,跳一次做的功是 J。(g 取 10N/kg)
10、小强推着小车,30s内在水平地面上匀速前进了15m,则小车的速度为________m/s,如果水平推力为10N,在此过程中小强对小车做的功为________J,功率为________W。
11、物体A通过动滑轮在水平推力F的作用下,沿水平面以1m/s的速度做匀速直线运动,此时弹簧秤的示数为5N。若不计动滑轮、绳子及弹簧秤的重和动滑轮与绳的摩擦,那么物体A与水平面的摩擦力大小为______N。拉力F在2秒内做的功为______J,拉力的功率为______W。
12、一辆汽车质量为 5×103kg,在平直公路上匀速行驶时,汽车的功率为 80kw,所受到的阻力为 5×103N,
求:(1)汽车在 10s 内所做的功;
(2)汽车在 10s 内通过的距离。
13、一辆质量为 5×103kg 的汽车,以 108km/h 的速度在一条平直公路上匀速行驶了 20min,已知这段路程中汽车发动机的功率是 1.5×105W,求:(1)汽车通过这段路程,重力做功为多少?
(2)汽车在这段过程中,牵引力做功多少? (3)汽车受到的阻力大小多少?
14、如图所示,铁明同学向上跳台阶进行晨练,铁明重500N,在10s内匀速连跳12个台阶,每个台阶的高度为0.2m,在这个过程中,已知铁明克服摩擦做功为2800J,求在此过程中:
(1)铁明竖直向上跳的平均速度是多大?
(2)铁明克服重力做功是多少?
(3)铁明做功的总功率是多大?
15、一辆质量为3000kg的汽车沿着长为5.4km的盘山公路匀速行驶,当它从山脚行驶到山顶时,耗时15min,发动机的牵引力为4000N。求:
(1)汽车的行驶速度
(2)汽车发动机牵引力做的功
(3)汽车发动机牵引力的功率
16、如图所示,该运动员在一次训练中,用0.7s的时间将140kg的杠铃举高1.7m,请你算一算,该运动员(l)举起杠铃的平均速度是多少?(保留小数点后1位)
(2)杠铃所受的重力为多少N?(g取10N/kg)
(3)这一次举起杠铃的过程中至少做了多少J的功?
(4)举起杠铃的功率至少是多少W?
17、如图所示,一重为 196 牛的物体 A,用 20 牛的水平拉力拉滑轮,物体 A 以 1 米/秒的速度在水平面做匀速直线运动,若不计滑轮的重力及绳与滑轮的摩檫,求:
(1)物体 A 与水平面之间的摩檫力 f 多大; (2)拉力在 2 秒内做了多少功;
(3)拉力的功率为多大
挑战
1、甲乙两人质量之比为5:4,他们沿静止的自动扶梯匀速跑上楼的功率之比为3:2,甲跑上楼所用的时间是t1.当甲站在自动扶梯上不动,开动自动扶梯把甲送上楼所用的时间是t2.那么,当乙用原来的速度沿向上开动的扶梯跑上楼时,所用的时间为 ( )
A.6t1t2/(6t1+5t2) B.t1t2/(t1+t2) C.5t1t2/(3t1+4t2) D.2t2/3
2、假设轮船行驶时,受到的阻力f跟它的速度大小v成正比。如果轮船匀速行驶的最大速度是vm时发动机的功率为P,那么,要想把轮船行驶的最大速度提高到2vm,则发动机的功率应该提高到 ( )
A.2P B.3P C.4P D.4.5 P
3、如图所示,容器的质量为m,若从容器的底部通过小孔向容器内注入质量为M的水,需要做功为W。现将小孔打开,水自然会从小孔流出,与此同时提升容器,使容器内的水面相对地面始终保持原有高度,当容器内的水全部流走时,需要做的功为 ( )
A.(M+m)gH+W B.(M+m)gH
C.(M﹣m)gH+W D.(M+m)gH﹣W
4、如图所示,长1米的轻杆BO一端通过光滑铰链铰在竖直墙上,另一端装一轻小光滑滑轮,重力10N的物体通过摆线经滑轮系于墙上A点,平衡时OA恰好水平,现将A点沿着竖直墙向上缓慢移动少许,重新平衡后轻杆受到的压力恰好也为10牛,该过程中,外力所做的功至少为(小数点后保留两位)( )
A.0.86焦 B.1.59焦 C.2.07焦 D.2.93焦
5、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AO=1m,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,绳与水平成30°的夹角,且绳子所能承受的最大拉力为60N。一个重为50N的体积不计的滑块M在F=10N的水平拉力作用下,从AO之间某处以V=1m/s的速度向B端匀速滑动,求:
①滑块匀速运动时所受的摩擦力的大小。
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。
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$上海市初中物理(新教材2024版)八年级下学期第8章简单机械 功和能第3讲 功功率(教师版)
上海市初中物理(新教材2024版)八年级下学期第8章简单机械 功和能第3讲 功功率
谁干的活多?
有十块相同的砖块,每块砖高 6cm,重 20N,将他们叠在一起需要做多少功?
知识点1、机械功
知识梳理
1、定义:一个力作用在物体上,且物体沿力 的方向通过了一段距离 ,物理学上称这个力对物体做了机械功 ,简称做了功 。
物理学中规定,力对物体所做的功W等于作用力F与物体在力 的方向上移动的距离s的乘积 。
2、计算公式:公式: 。
①W表示功 ,F表示作用在物体上的力 ;s表示物体在力 的方向上通过的距离 ;
②作用在物体上的力越大,物体在力的方向上移动的距离越大,力对物体所做的功就越多 。
3、 单位:在SI制中,力的单位是牛 ,距离的单位是米 ,因此功的单位就是牛·米 ,称为焦耳,简称焦 ,符号用 J 表示。其中1焦=1 牛·米。物体受到1N的力且在力的方向上通过了1m的距离,则力对物体做功1J。
4、做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力 ;二是物体在力的方向上通过的距离 。
5、注意: (1)如果 s 与 F 方向相同,则说力 F 对物体做了正功;
(2)如果 s 与 F 方向相反,则说力 F 对物体做了负功,或说物体克服 F 做了功。
(3)如果 s 与 F 方向垂直,则说力 F 对物体不做功 (4)公式中的 F 为大小和方向均不变的恒力。
6、物体不做功有三种情况:
①物体受到力的作用,但没有移动距离 ;(拉而不动、搬而未起,劳而无功)
②物体移动了距离,但没有受到力 的作用;(冰块在光滑的冰面上靠惯性滑动)
③物体受到力的作用,也移动了一段距离,但受力方向与移动距离的方向垂直 。(搬运工扛着货物在平地上行走)
小结:不做功的三种情况:有力无距离 、有距离无力 、力和距离的方向垂直 。
专题讲练1
1.1、机械做功的判断
1、关于做功,下列说法中正确的是( D )
A、作用在物体上的力越大,做功越大 B、物体通过的距离越大,做功越大
C、力对物体做功一定时,力越小,物体在力的方向上通过的距离也越小
D、物体在拉力的作用下,匀速提升的高度越大,拉力做功越多
2、如图所示的四种情景中,人对物体做功的是( B )
A、用力搬石头但没有搬动
B、用力拉使小车水平移动
C、用力推箱子但没有推动
D、背着书包在水平面上移动
3、如图所示的几种现象中,所使用的力没有对物体做功的是 ( B )
4、下列运动中的物体,没有力对它做功的是( A )
A、在光滑水平面上做匀速滑动的物体 B、在水平轨道上匀速行驶的列车
C、从高处落下的雨滴 D、正在下坡行驶的汽车
5、下列实例中,力对物体没有做功的是 ( B )
A.起重机吊起重物 B.马拉车,车未动
C.跳水运动员从跳台跳下 D.举重运动员,将杠铃举起
6、以下事例中,重力做功的是 ( A )
A.跳水运动员下落 B.皮划艇在平静水面快速滑行
C.花样滑冰运动员在水平的冰面上滑动 D.举重运动员把杠铃举起后停在空中不动
7、在举重比赛时,一运动员在第一阶段把150kg的杠铃很快举过头顶,第二阶段使杠铃在空中停留3s,下列关于运动员对杠铃做功的说法中,正确的是 (B )
A.他在第一阶段内没做功 B.他在第二阶段内没做功
C.他在两个阶段内都没有做功 D.他在两个阶段内都做了功
8、在下列四种情境中,人对物体做功的是( B )
A、提着书包在水平地面上匀速前进 B、将一桶纯净水从一楼扛到三楼
C、用力推讲台,讲台没动 D、举着杠铃原地不动
9、下列情景中,重力对小球做功的是 ( A )
A.小球由高处落下 B.小球在地面上静止
C.小球沿水平轨道运动 D.小球悬挂在天花板上不动
10、汽车在平直道路上做匀速直线运动,下列说法中正确的是 ( D )
A.汽车的牵引力为零 B.汽车所受的摩擦力做功为零
C.汽车动能为零 D.汽车牵引力做功不为零
11、下列几种情况,关于力对物体做功的说法正确的是 ( D )
A.陷在泥里的马车,两匹马用力拉车,虽然车没被拉动,但马对车做了功
B.在光滑冰面上匀速滑行的冰块,是因为有力对它做功才一直运动的
C.用力扛着一袋米,沿水平方向前进,人对米袋做了功
D.用竖直向下的力压桌面,压力没有做功
12、如图所示,B物体在拉力F的作用下向左运动,在运动的过程中,A、B间有相互作用的摩擦力,则摩擦力做功的情况是 ( B )
A.A、B都克服摩擦力做功 B.摩擦力对A不做功,B克服摩擦力做功
C.摩擦力对A做功,B克服摩擦力做功 D.摩擦力对A、B都不做功
13、如图所示,木块A放在粗糙的木块B的左上端,用恒力F拉至B的右端,第一次将B固定在地面上,F做的功为W1;第二次让B可以在光滑地面上自由滑动,F做的功为W2,比较两次做功应有( A )
A.W1<W2 B.W1=W2 C.W1>W2 D.无法比较
14、如图,小物块A位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平面上,从地面上看,在小物块沿斜面下滑的过程中,斜面对小物块的作用力 ( B )
A.垂直于接触面,做功为零 B.垂直于接触面,做功不为零
C.不垂直于斜面,做功为零 D.不垂直于接触面,做功不为零
15、某人肩扛 100N 的物体,在下列情况下,他对物体做功的是( C )
A、人站在原地不动 B、沿水平路面匀速前进 10m
C、沿缓坡匀速前进了 1m D、上述三种情况下都做了功
16、如图所示,李晶同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央,她针对此过程提出了如下的猜想。你认为合理的是 ( C )
A.文具盒所受重力对它做了功 B.文具盒所受支持力对它做了功
C.文具盒所受的推力F对它做了功 D.在此过程中没有力对文具盒做功
17、如图所示,B 物体在拉力 F 的作用下向左运动,在运动的过程中,A、B 间有相互作用的摩擦力,则摩擦力做功的情况是( B )
A、A、B 都克服摩擦力做功
B、摩擦力对 A 不做功,B 克服摩擦力做功
C、摩擦力对 A 做功,B 克服摩擦力做功
D、摩擦力对 A、B 都不做功
18、如图所示,长方体木块在大小不变的拉力 F 作用下,在水平面上做匀速直线运动,能正确反映拉力 F 所做的功与时间对应关系的是( B )
1.2、做功大小的比较
1、用三种方法来提升同一个重物:a.用不计摩擦的定滑轮将重物提高h;b.沿光滑斜面将重物提高h;c.用手直接将重物提高h。其中做功大小是 ( D )
A.a方式做功最少 B.b方式做功最少
C.c方式做功最少 D.三种方式做功一样多
2、一个人用同样大小的水平方向的力拉着木箱,分别在光滑和粗糙两种水平地面上前进相同的距离,关于拉力所做的功,下列说法中正确的是 ( C )
A.在粗糙地面上做功较多 B.在光滑地面上做功较多
C.两次做功一样多 D.条件不够,无法比较两次做功的多少
3、在图中,ma>mb>mc,在同样大的力 F 作用下,都沿着力 F 的方向移动了 S,比较力 F对三个物体所做的功,结论是( D )
A、对 a 做的功多 B、对 b 做的功多
C、对 c 做的功多 D、一样多
4、用 200N 的水平力分别拉重为 1000N 和 600N 的两辆车,在粗糙不同的水平路面沿水平方向匀速前进 15 米,在此过程中( C )
A、拉大车做的功多 B、拉小车做的功多 C、两次做功一样多 D、条件不足,无法比较
5、用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动,两次运动的 s﹣t 图象如图所示。其对应的弹簧测力计示数分别为 F1、F2,相同时间内所做的功分别为 W1、W2, 则它们的关系正确的是( C )
A、F1>F2 W1>W2 B、F1<F2 W1<W2
C、F1=F2 W1>W2 D、F1=F2 W1<W2
6、如图所示,在水平面 ABC 中,AB 段光滑,BC 段粗糙,且 AB=BC=20m,用 10N 的水平恒力 F 推着 100N 的重物,由 A 点运动到 C 点,在 AB 段、BC 段上推力做的功分别为W1、W2,则 W1、W2的大小关系是( A )
A、W1=W2 B、W1>W2 C、W1<W2 D、无法确定
7、如图所示,两个人分别用 60 牛的水平力推一个较大和较小的箱子,都前进了 5 米,大箱子重 200 牛,小箱子重 100 牛。下列说法正确的是( B )
A、推大箱子做的功多,因为大箱子重 B、做的功一样多
C、推小箱子做的功多,因为推小箱子运动快 D、以上说法都不对
8、两根完全相同的地桩,原来露出地面的高度相同,分别经重锤 A、B 对它们进行一次打击后所处的位置如图所示。地桩在进入地下的过程中所受阻力相同,且保持不变,在上述过程中, B 重锤做的功较多。
1.3、做功的估算
1、登楼梯比赛时,某同学从底楼匀速登上五楼,共用了12s,该同学登楼时克服重力做功的功率最接近于(A )
A.500W B.100W C.50W D.10W
2、关于做功估算错误的是 ( C )
A.将两个鸡蛋举高1米做功约1焦 B.将一袋10千克大米扛到肩上做功约150焦
C.重500牛的人上一层楼,重力做功约3000焦 D.将500毫升矿泉水从地上拿到桌上做功约5焦
3、放学后,某同学背着重 50N 的书包沿水平路面走了 200m,又登上大约 10m高的四楼才回到家,则他在回家的过程中对书包所做的功约为( B )
A、0J B、500J C、2000J D、2400J
4、某人从湖面下5m深的地方用绳子匀速提起10kg的一块矿石到水面(矿石密度为5×103kg/m3),人所做的功大约是392 J。
1.4、滑轮做功
1、如图,在水平拉力F作用下,使重40N的物体A匀速移动5m,物体A受到地面的摩擦力为5N,不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦,拉力F做的功为 ( B )
A.50J B.25J C.100J D.200J
2、大伟同学用一个距手3m高的定滑轮拉住重100N的物体,从滑轮正下方沿水平方向移动4m,如图所示,若不计绳重和摩擦,他至少做功 ( A )
A.200J B.300J C.400J D.500J
3、如图所示,用F=50N的水平拉力,通过一个动滑轮,使重为200N的物体A水平向左匀速移动了3m,在这个过程中 ( B )
A.拉力F做了150J的功 B.拉力F做了300J的功
C.重力做了600J的功 D.重力做了1200J的功
4、绳子的一端固定,另一端绕过一重为G的油桶,在绳子的自由端大小不变的水平拉力下,使油桶沿水平地面匀速滚动了一段距离s,在此过程中,拉力F所做的功为 ( C )
A.Fs B.Gs C.2Fs D.(G+F)s
5、如图所示,不计滑轮重,不计绳与滑轮间的摩擦,不计轮与轴之间的摩擦,重为30N的物体在5N的拉力F的作用下沿水平方向匀速运动了2m,则弹簧测力计的示数和物体与F所做的功为( D )
A.30N,120J B.30N,60J C.5N,20J D.10N,20J
6、如图所示,物体A在水平拉力F的作用下沿水平面以2m/s的速度匀速运动.此时弹簧测力计K示数为8N,若动滑轮、绳子、弹簧测力计重力和摩擦力均不计,则物体A与水平面的摩擦力以及2s内F所做的功是( D )
A、8N,32J B、16N,32J C、8N,64J D、16N,64J
7、如图所示 A 物重 100N,在力 F 的作用下,以 5cm/s 的速度在水平面上匀速向右运动,此时弹簧测力计的示数 10N,则 A 物体受到的摩擦力是 10 N;拉力 F 为 20 N; 拉力在 10s 内所做的功为 5 J,功率为 0.5 W。
8、某同学用一个动滑轮将重为 100N 的物体沿竖直方向匀速提升 3m,拉力的功率是 20W。若不计摩擦和动滑轮的重,则绳子自由端的速度是 0.4 m/s,整个过程所用时间是 15 s。
9、如图所示,质量为 2kg 的物体 A,在力 F 的作用下沿着水平地面作匀速直线运动,速度为 2cm/s,弹簧秤示数为 5N,则拉力 F 为 5 N,物体 A 受到的摩擦力为 10 N,经过 5s,重力做功为 0 J,拉力做功为 1 J,功率为 0.2 W。
10、如图所示,质量为 M,长度为 L 的木板放在水平地板上,质量为 m 的小木块放在右端, 用一根轻绳通过定滑轮分别与 M 和 m 连接,小木块、木块、地面之间的摩擦因数均为μ,先用水平向右的力把 m 匀速拉至 M 的左端,则墙面受到力为 2μmg ,拉力做功为 μ(3m+M)gL 。
1.5、机械功的计算
1、学生用40牛的力将重60牛的铅球抛出5米远,铅球在空中运动过程中,人对铅球所做的功是 ( C )
A.200焦 B.300焦 C.0焦 D.500焦
2、如图所示,用 F=20N 的水平推力推着重为 40N 的物体沿水平方向做直线运动,若推力 F对物体做了 40J 的功,则在这一过程中( A )
A、物体一定运动了 2m B、物体一定运动了 4m
C、重力做的功一定为 40J D、物体一定受到 20N 的摩擦力
3、甲、乙两个物体,分别在水平拉力作用下在水平面上作匀速直线运动。若甲所受的重力是乙的 3 倍,甲受的水平拉力是乙受的水平拉力的 2 倍,甲的运动速度是乙的运动速度的1 倍,则拉力对甲乙两物体做功之比和所用时间之比可能是( B ) A、1:1 2:1 B、2:1 1:1 C、3:2 2:3 D、3:2 3:2
4、教学大楼每层楼高为3m,小明提着一重为50N的箱子,沿楼梯从一楼登上三楼,再沿三楼水平走廊走了4m进入课室,从一楼到课室过程中小明对箱子做的总功为 ( B )
A.0J B.300J C.450J D.500J
5、小李同学先后用同样大小的力 F 使同一木箱分别在如图所示甲、乙、丙三个表面上沿力的方向移动相同的距离,该力 F 在这三个过程中所做的功分别为 W 甲、W 乙、W 丙,关于做功大小的下列说法正确的是( C )
A、W 甲<W 乙<W 丙
B、W 甲>W 乙>W 丙
C、W 甲=W 乙=W 丙
D、W 甲=W 乙<W 丙
6、小车重200N,人用30N的水平力推小车沿水平路面匀速前进50m的过程中,下列判断正确的是 ( C )
A.重力做功10000J B.人对车做功10000J
C.人对车做功1500J D.小车受到的阻力是230N
7、一物体从斜面顶端以0.5m/s的速度匀速下滑到底端,物体克服摩擦力所做的功是300J,如果再把该物体从斜面底端以原来的速度匀速拉至顶端,则人对物体做的功是 ( B )
A.300J B.600 J C.900J D.无法判断
8、如图所示,放在水平桌面上的匀质长直木板长度 L 为 40cm、质量为 2kg,它的右端与桌面相齐,与桌面间的动摩擦因数为 0.2。若在木板左端用一水平推力 F 将其匀速推下桌子,水平推力至少要做功( B )
A、1.6J B、0.8J C、0.6J D、0.4J
9、某人用50牛的水平推力使一个质量为20千克的物体沿水平地面前进了5米,放手后,物体继续滑行了1.5米,此人对物体所做的功是 ( A )
A.250焦 B.325焦 C.980焦 D.1274焦
10、如图,用 F=20N 的水平推力推着重为 40N 的物体沿水平方向做直线运动,若推力 F 对物体做了 40J 的功,则在这一过程中( C )
A、重力做的功为 40J B、物体受到 20N 的摩擦力
C、物体运动了 2m D、物体运动了 lm
11、用水平拉力先后两次拉着重为 20N 的同一物体,沿同一水平面做直线运动。第一次拉力为 15N,物体恰好做匀速直线运动,拉力对物体做了 30J 的功;第二次将拉力增大为 30N,拉力对物体做了 60J 的功,分析两次做功过程,以下判断正确的是( C )
A、第一次物体受到的摩擦力是 15N,物体运动了 1m
B、第一次物体受到的摩擦力是 30N,物体运动了 2m
C、第二次物体受到的摩擦力是 15N,物体运动了 2m D、第二次物体受到的摩擦力是 30N,物体运动了 4m
12、在医学上常用大卡(又称千卡)作为热量的单位,1 大卡=1 千卡=4.2×103焦耳,国产某品牌纯牛奶的铭牌上标有“100ml 中含有 280 大卡的热量”,这些热量相当于将一个 70kg的成年人竖直举高 1680 m 克服重力所做的功。(g 取 10N/kg)
13、重50牛的的物体在水平支持面上做匀速直线运动,所受的阻力是20牛,则它受到的水平拉力是_____牛,若物体在水平方向上移动30米,则拉力对物体做了_____焦的功,重力对物体做了_____焦的功。【答案】20;600;0
14、如图,质量分布均匀的长方体砖,平放在水平地面上,第一次用竖直向上的力F1只作用于ab的中点,第二次用竖直向上的力F2作用于bc的中点,都使它们在竖直方向上慢慢向上移动h(h<ab<bc),则在上述过程中F1 = F2;F1所做的功 = F2所做的功。第一次克服重力做的功W1 = 第二次克服重力做的功W2(选填“>”、“<”或“=”)。
15、动力臂是阻力臂2倍的杠杆,将重为400N的货物提高20cm,手向下压杠杆的力是220N,手下降的高度是_________cm,人做的功是_________J。 【难度】★★【答案】40;88
16、在平直路上,马拉着重3000N的车匀速前进2000m,车运动时受到的阻力是车重的0.01倍,则马对车做功__________J,车的重力做功_________J 【难度】★【答案】6×104;0
17、某人将一小车从斜面底端匀速推上斜面顶端,整个过程历时 10 秒,已知小车重 400N,人对小车的推力 F=75N,斜面长 S=4m,斜面高 h=0.5m,则推力对小车所做的功是 300 J。
18、体重为 400N 的同学,在考试中,一共做了 20 个引体向上,该同学身高 1.60m,手臂长 0.5m,则该同学在考试过程中共做功是 4000 J 。 W=20Gh=20×400N×0.5m=4000J
19、如图所示,物体A的质量m=12kg,在拉力F的作用下,物体A以0.1m/s的速度在水平面上做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为12N,忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力,并且绳子足够长。求:(1)物体A与水平面间摩擦力f的大小;
(2)拉力F的大小;
(3)物体A运动10s的过程中,拉力F所做的功。
【难度】★★【答案】12N;24N;12J
20、如图所示,用水平向右的拉力F拉动物体,使其沿直线匀速运动了5m,时间为10s,F做功的功率是 100W,求这段时间内: 求:
(1)拉力 F 做的功;
(2)拉力 F 大小;
(3)物体受到的摩擦力。
W=Pt=100W×10s=1000J F=W/s=1000J/5m=200N f=F=200N
21、如图所示,某同学在做俯、卧撑运动,可将他视为一个杠杆,他的重心在A点,重力为600N,
(1)他将身体撑起,双手对地面的压力至少是多少?
(2)如他做了30个俯卧撑,每次肩部上升的距离均为0.5m,则他做的功至少为多少?
【难度】★★
【答案】(1)360N;(2)5400J
22、一列火车以20m/s的速度在平直轨道上匀速行驶,火车受到的阻力是9×104N,问:
(1)火车头(也叫机车)发动机产生的牵引力有多大?
(2)1min内牵引力做的功有多少?
【难度】★★【答案】(1)9×104N (2)1.08×108J
【解析】(1)火车匀速前进,
(2)设在1min内火车前进的路程为s,则:
23、一工人用100N的水平拉力将300N重的木箱在水平地面上匀速拉动了10m,然后又扛着木箱走了10m,随后扛着木箱上了3m高的二楼放下木箱,问这个工人对木箱做了多少功?
【难度】★★ 【答案】1900J
【解析】当工人在水平面上拉动箱子运动10m时做功:;
当工人扛着木箱走10m时,工人对木箱的支持力竖直向上,支持力与木箱移动的距离垂直,此过程中做功:;
当工人扛木箱上3m高的楼时做功:
故工人对木箱总共做功:
1.6、等效法求功
1、把一根横卧在地面上的长6m、质量为20kg的粗细均匀的铁管子竖直立起来,需要对它做功 588 焦。
2、有十块相同的砖块,每块砖高 6cm,重 20N,将他们叠在一起需要做多少功?
知识点2、功率
知识梳理
两种耕地方式有何不同?
1、比较力做功快慢的方法:
1.1、相同时间,比较做功多少,做功多的,做功快。
1.2、做相同多的功,比较所用的时间,所用时间少的,做功快。
2、定义:物理学中,把单位时间 内所做的功 叫做功率。
3、物理意义:表示物体做功快慢 的物理量。功率越大,做功越快 ;功率越小,做功越慢 。
4、计算公式①:P=W/t 。其中P 表示功率,W表示功 ,t表示做功的时间 。变形式W=Pt
5、单位:在SI制中,功率的单位是瓦 ,符号是W 。
工程技术上还常用千瓦 和兆瓦 作为功率的单位,符号分别是KW 和MW。
①1瓦=1 焦/秒; ②1千瓦=103 瓦;1兆瓦=106 瓦。
某机器的功率是50千瓦,其物理意义是某机器每秒内做的功为5×104J 。
6、如果物体在拉力F的作用下,以速度v做匀速直线运动,则有: P=W/t=F·S/t=F·v
计算公式②:P=Fv 。其中P表示功率,F表示物体受到的力 ,v表示物体运动的速度 。
应用:变形得; F=P/v;如汽车发动机输出功率一定的情况下,司机可采取换挡的方法来获得不同大小的牵引力。
7、影响物体做功快慢的因素有两个:功和做功所用的时间。某一机械,在相同时间内,做功越多,做功越快。
专题训练2
2.1、功率的定义
1、关于功和功率,下列说法正确的是 ( C )
A.机器做功少,功率一定小 B.功率小的机器做功不一定慢
C.功率大的机器做功一定快 D.功率大的机器一定比功率小的机器做功多
2、四个同学在进行骑自行车比赛。如果规定功率最大者获胜,那么最后胜出者一定是( D )
A、体重最重的 B、时间最短的
C、速度最大的 D、做功最快的
3、甲、乙二人的体重相同,同时从一楼开始登楼,甲比乙先到三楼,则关于他们二人的说法正确的是(A)
A.做的功相同,但甲的功率较大 B.做的功相同,功率也相同
C.甲做的功较多,但功率相同 D.甲做的功率多,功率也较大
4、甲乙两台机器,甲做的功是乙做功的 2 倍,而乙做功所花的时间是甲的一半,因此( C )
A、甲做功快 B、乙做功快
C、甲、乙做功一样快 D、无法判断
5、某机器的功率是1000瓦,这句话的物理意义是 ( D )
A.表示这台机器能做1000瓦的功 B.表示这台机器能做1000焦的功
C.表示这台机器每秒能做1000瓦的功 D.表示这台机器每秒能做1000焦的功
6、某人用10牛的力在2秒钟内使物体移动了4米的距离,则 ( B )
A.他对物体所做的功—定是40焦 B.他对物体所做的功不一定为40焦
C.它的功率为20瓦 D.它的功率为80瓦
7、某机器的功率是1000瓦,这句话的物理意义是 ( D )
A.表示这台机器能做1000瓦的功 B.表示这台机器能做1000焦的功
C.表示这台机器每秒能做1000瓦的功 D.表示这台机器每秒能做1000焦的功
8、关于功和功率,下列说法正确的是 ( C )
A.机器做功少,功率一定小 B.功率小的机器做功不一定慢
C.功率大的机器做功一定快 D.功率大的机器一定比功率小的机器做功多
9、汽车爬坡时,驾驶员的操作是:加大油门,同时将变速器换成低速档。加大油门是使发动机发挥最大的功率,换用低速档是为了减速。那么,在爬坡时,减小汽车的速度是为了( B )
A、保证安全 B、获取更大的动力 C、省油 D、增大惯性
10、如图,要粗测举重运动员成功举起杠铃时,对杠铃所做功的功率,以下物理量中不需要测量的是( A )
A、运动员的重力 B、杠铃被举起的高度 C、杠铃的质量 D、举起杠铃的时间
11、一台机器 2 分钟做功 2.4×104焦,该机器的功率为 200 瓦,表示的物理意义是 每秒钟做功 200 焦耳 。
2.2、功率大小的比较
1、甲乙二人同时开始登山,甲先到达山顶。则下列关于两人功率说法正确的是( D )
A、甲的功率较大 B、乙的功率较大 C、两人功率一样大 D、无法判断
2、甲起重机用 1 分钟时间将重为 9800 牛的货物吊起 5 米高,乙起重机用 2 分钟将重为 8000牛的货物吊起 8 米高。那么,它们做的功及功率的情况是( C )
A、甲做功多,功率大 B、乙做功多,功率大
C、甲的功率大,乙做的功多 D、甲做的功多,乙的功率大
3、如图所示,小红和吴力教授两人同时开始爬楼,小红先到达楼顶。关于两人做功的功率的下列说法中,正确的是( D )
A、吴力教授的功率大 B、小红的功率大 C、两人的功率一样大 D、无法确定
4、一个重为 600 牛的大人和一个重为 400 牛的小孩进行登搂比赛,他们同时从底层出发, 结果小孩比大人先到达六搂,那么( D )
A、小孩功率一定大 B、大人功率一定大 C、小孩做功一定多 D、大人做功一定多
5、如图所示,不计滑轮重及摩擦,分别用力 F1、F2匀速提升同一重物,若力 F1、F2在相等时间内对物体所做的功相等,则力 F1、F2及其功率 P1、P2的大小关系为( C )
A、F1>F2 P1<P2 B、F1>F2 P1>P2
C、F1>F2 P1=P2 D、F1<F2 P1<P2
6、如上图,将同一物体分别沿光滑斜面 AB、AC 以相同的速度,匀速拉到顶点 A,施加的力分别为 F1、F2。拉力做功分别为 W1、W2,拉力的功率为 P1、P2。下列正确的是( D )
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
7、两个滑轮完全相同,其重力均为 20N。分别用图所示的两种方式,将重 400N 的物体以相同的速度匀速提升了 10m,不计摩擦和绳重,则下列判断正确的是( C )
A、F1做的功大于 F2做的功 B、F1和 F2做的功相等
C、F1做功的功率小于 F2做功的功率 D、F1和 F2做功的功率相等
8、甲、乙二人的体重相同,同时从一楼开始登楼,甲比乙先到三楼,则他们二人( A )
A、做的功相同,但甲的功率较大 B、做的功相同,功率也相同
C、甲做的功较多,但功率相同 D、甲做的功率多,功率也较大
9、甲用力推一辆小车,经过3分钟小车在力的方向上前进了50米,乙用同样大小的力推另一辆小车,经过6分钟小车在力的方向上前进了相同的距离,那么 ( A )
A.甲和乙做的功一样多 B.甲做的功多
C.乙做的功多 D.乙的功率是甲的功率的两倍
10、下列说法正确的是 ( C )
A.机械做的功多,它的功率一定大 B.机械做功时间短,它的功率一定大
C.机械做功快,它的功率一定大 D.机械做功时间长,它的功率一定大
2.3、功率的计算
1、甲,乙两台机器,甲做的功是乙做的功的2倍,而乙所用的时间是甲所用的时间的2倍,则甲、乙两台机器的功率关系是 ( A )
A.P甲:P乙=4:1 B.P甲:P乙=1:4 C.P甲:P乙=2:1 D.P甲:P乙=1:1
2、某人用10牛的力在2秒钟内使物体移动了4米的距离,则 ( B )
A.他对物体所做的功—定是40焦 B.他对物体所做的功不一定为40焦
C.它的功率为20瓦 D.它的功率为80瓦
3、李明同学快速地由一楼跑到三楼的过程中,他的功率与下列哪个值最相近 ( C )
A.5W B.50W C.500W D.5000W
4、班里组织一次比赛活动,从一楼登上三楼,看谁的功率最大。为此,需要测量一些物理量,下列物理量中必须测量的是 ( D )
①三楼地面到一楼地面的高度 ②从一楼到达三楼所用的时间
③每个同学的质量或体重 ④一楼到三楼楼梯的长度
A.②④ B.①④ C.①②③ D.②③
5、小明和爸爸一起登山,小明用20分钟,爸爸用了25分钟,爸爸体重是小明的1.5倍,则小明和爸爸登山所做功的功率之比是 ( B )
A.5:6 B.6:5 C.15:8 D.2:3
6、某人手提重力为45牛的物体,在水平路面上行走50米,然后登上10米高的楼房。前面用了1分钟时间,后面用了半分钟时间。这个人登楼时对物体所做功的功率是 ( B )
A.5瓦 B.15瓦 C.30瓦 D.45瓦
7、举重运动员把质量为 1176 克的杠铃在 2 秒内举高 2 米后,在空中停留 3 秒,则在停留时间内人体对杠铃提供的功率为( D )
A、235.2 瓦 B、1176 瓦 C、196 瓦 D、0 瓦
8、甲乙两人爬山比赛,甲乙两个运动员的质量之比是 9:8,甲用 45min 完成比赛,乙用40min 完成比赛,则甲、乙两人爬山时克服重力做功的功率之比是( A )
A、1:1 B、9:8 C、81:64 D、64:81
9、共享单车进驻兴化,这极大地便利了我市市民的出行。使用者骑着一辆共享单车(自行车),在平直公路上以正常速度匀速行驶,若人和车所受的阻力为 20N,则通常情况下,骑车人消耗的功率最接近( B )
A、1000W B、100W C、10W D、1W
10、“五一”假期,小林和爸爸一起去登红山,小林用了15min登到山顶,爸爸用了20min登上了山顶,爸爸的体重是小林的1.5倍,则小林与爸爸的登山功率之比为 ( B )
A.9∶8 B.8∶9 C.1∶2 D.2∶1
【解析】
11、甲、乙两人质量之比为5:4,他们沿静止的自动扶梯匀速跑上楼的功率之比为3:2,甲跑上楼所用的时间是t1,当甲站在自动扶梯上不动,开动自动扶梯把甲送上楼所用的时间是t2,那么,当乙用原来的速度沿向上开动的扶梯跑上楼时,所用的时间为 ( A )
A. B. C. D.
12、青少年在安静思考问题的时候,心脏推动血液流动的功率约为1.5W,则你在考试的100min内,心脏做功约为
9000 J,用这些功可以让一个质量为 50kg 的物体匀速升高 18 m。(g 取 10N/kg)
13、高出水面36m处有一水箱,容积为50m3,现要在1h内用一水泵给水箱充满水,则这台水泵的功率至少是多少kW?(g=10N/kg) 【难度】★ 【答案】5kW
14、举重运动员把980N的杠铃在2s内举高2m,然后在空中停留5s,问该运动员共做了多少功?在举高和停留过程中的功率分别为多大?
【难度】★★【答案】1960J;980W;0W
15、如图所示,物体重180N,动滑轮重20N,绳重和摩擦不计。在竖直向上的拉力F的作用下,物体以0.1m/s的速度匀速上升。求:
(1)拉力F的大小;(2)拉力F做功的功率
【难度】★★【答案】100N;20W
16、如图所示,不计滑轮的摩擦和绳子的重力,绳的自由端沿水平地面向右移动,使质量为10kg的物体在3s内匀速升高1.5m,求:
(1)在此过程中,绳的拉力; (2)绳拉重物的功率。
【难度】★★★【答案】(1)98N(2)49W
【解析】F=G=mg=10kg×9.8N/kg=98N;
P=W/t=Fs/t=98N×1.5m/3s=49w
17、一辆汽车功率为5.88×104W,在从甲地开往丙地的途中要经过乙地,从甲地到乙地距离与从乙地到丙地的距离相等,汽车的功率一定,如果汽车匀速的从甲地到乙地时所受阻力为3920N,匀速的从乙地到丙地所受阻力为4900N,求汽车从甲地到丙地的平均速度大小。
【难度】★★【答案】13.3m/s
2.4、机械功和功率的综合应用
1、体重相同的小红和小田从一楼爬到五楼,她们同时出发,小红先到,小田后到,此过程中( C )
A、小红做功多 B、小田做功多 C、小红的功率大 D、小田的功率大
2、如图所示,不计空气阻力,用弹簧测力计两次水平拉同一木块,使它在同一水平木板上做匀速直线运动,图乙是它运动的路程随时间变化的图象,下列说法正确的是( C )
A.木块第一次和第二次速度之比为 1:2
B.木块两次受到滑动摩擦力之比为 2:1
C.对木块第一次和第二次的拉力功率之比为 2:1
D.在相同时间内拉力两次对木块做功之比为 1:1
3、某工厂有甲、乙两台机器的功率相等,在相同的时间内通过的路程之比为3:1,则甲、乙两台机器的(C )
A.做功之比为1:1,受到的牵引力之比为3:1 B.做功之比为1:1,受到的牵引力之比为1:1
C.做功之比为1:1,受到的牵引力之比为1:3 D.做功之比为1:3,受到的牵引力之比为3:1
4、如图所示,物体A在力F的作用下,以0.2m/s的速度在水平桌面上做匀速直线运动,弹簧秤的示数为3N,不计滑轮及绳子重以及它们之间的摩擦,则 ( C )
A.物体A受到的摩擦力大小是3N B.5s内拉力F做功3J
C.拉力F的功率是1.2W D.重力对物体A做功
5、如图,置于水平面上的物体A重490牛,物体B重294牛,物体B在匀速下降40厘米的过程中,物体A也匀速移动一段距离;若用一水平向左的力F拉物体A,使其在5s内匀速移动0.5m(不计动滑轮、绳重及滑轮轮轴间的摩擦),则下列说法正确的是 ( A )
A.拉力F为294N,功率为29.4W B.拉力F为147N,功率为14.7W
C.物体A与桌面的滑动摩擦力为294N D.绳子拉力对物体B所做的功为147J
6、如图所示,是使用汽车打捞水下重物的示意图.在重物从水底拉到井口的过程中,汽车以恒定速度向右运动,忽略水的阻力和滑轮的摩擦。四位同学画出了汽车功率P随时间t的变化图像,其中正确的是 ( D)
7、甲、乙两个同学体重相同,都从一楼上到三楼,甲走得慢,乙走得快,比较他们做功大小W甲________W乙,功率大小P甲________P乙。(填“>”、“<”或“=”) 【难度】★【答案】=;<
8、甲、乙两人的体重之比是8:9,他们进行爬楼比赛,从一楼爬上三楼所用的时间之比是4:5,则两人克服自身重力所做的功之比是________;两人的功率之比是________。 【难度】★★【答案】8:9;10:9
9、在某次跳绳测试中,小红同学 90s 跳了 240 次,每次跳起的高度为 5cm,已知小红的质量是 45kg,那么小红同学跳绳时的平均功率是 60 W,跳一次做的功是 22.5 J。(g 取 10N/kg)
10、小强推着小车,30s内在水平地面上匀速前进了15m,则小车的速度为________m/s,如果水平推力为10N,在此过程中小强对小车做的功为________J,功率为________W。【难度】★ 【答案】0.5;150;5
【解析】小强推着小车,t=30s内在水平地面上匀速前进了s=15m,则小车的速度为v=s/t=15m/30s=0.5m/s;
推力做功:W=Fs=10N×15=150J 功率:P=W/t=150J/30s=5W
11、物体A通过动滑轮在水平推力F的作用下,沿水平面以1m/s的速度做匀速直线运动,此时弹簧秤的示数为5N。若不计动滑轮、绳子及弹簧秤的重和动滑轮与绳的摩擦,那么物体A与水平面的摩擦力大小为______N。拉力F在2秒内做的功为______J,拉力的功率为______W。
【难度】★★ 【答案】10;20;10
【解析】弹簧测力计的示数为5N,则拉力为5N,摩擦力f=2×5N=10N;
拉力移动的速度v=2×1m/s=2m/s;拉力移动的距离s=vt=2m/s×2s=4m;
拉力做的功:W=Fs=5N×4m=20J; 拉力的功率:P=W/t=20J/2s=10W。
【注意】两段绳子拉物体,拉力是摩擦力的一半,绳子自由端移动的距离,是物体移动距离的二倍
12、一辆汽车质量为 5×103kg,在平直公路上匀速行驶时,汽车的功率为 80kw,所受到的阻力为 5×103N,求:(1)汽车在 10s 内所做的功;
(2)汽车在 10s 内通过的距离。
(1)W=Pt=80000W×10s=8×105J
(2)s=W/F=8×105J/5000N=160m
13、一辆质量为 5×103kg 的汽车,以 108km/h 的速度在一条平直公路上匀速行驶了 20min,已知这段路程中汽车发动机的功率是 1.5×105W,求:(1)汽车通过这段路程,重力做功为多少?
(2)汽车在这段过程中,牵引力做功多少? (3)汽车受到的阻力大小多少?
(1)重力做功 0J
(2)W=Pt=1.5×105W×1200s=1.8×108J
s=vt=108km/h×1/3h=36000m
(3)f=F=W/s=1.8×108J/36000m=5000N
14、如图所示,铁明同学向上跳台阶进行晨练,铁明重500N,在10s内匀速连跳12个台阶,每个台阶的高度为0.2m,在这个过程中,已知铁明克服摩擦做功为2800J,求在此过程中:
(1)铁明竖直向上跳的平均速度是多大?
(2)铁明克服重力做功是多少?
(3)铁明做功的总功率是多大?
【难度】★★【答案】0.24m/s;1200J;400W
15、一辆质量为3000kg的汽车沿着长为5.4km的盘山公路匀速行驶,当它从山脚行驶到山顶时,耗时15min,发动机的牵引力为4000N。求:
(1)汽车的行驶速度
(2)汽车发动机牵引力做的功
(3)汽车发动机牵引力的功率
【难度】★★【答案】(1)6m/s(2)2.16×107J(3)2.4×104W
16、如图所示,该运动员在一次训练中,用0.7s的时间将140kg的杠铃举高1.7m,请你算一算,该运动员(l)举起杠铃的平均速度是多少?(保留小数点后1位)
(2)杠铃所受的重力为多少N?(g取10N/kg)
(3)这一次举起杠铃的过程中至少做了多少J的功?
(4)举起杠铃的功率至少是多少W?
【难度】★★【答案】(1)2.4m/s(2)1400N(3)2380J(4)3400W
17、如图所示,一重为 196 牛的物体 A,用 20 牛的水平拉力拉滑轮,物体 A 以 1 米/秒的速度在水平面做匀速直线运动,若不计滑轮的重力及绳与滑轮的摩檫,求:
(1)物体 A 与水平面之间的摩檫力 f 多大; (2)拉力在 2 秒内做了多少功;
(3)拉力的功率为多大
f=2F=20N×2=40N
s 绳=2s=2vt=2×1m/s×2s=4m
W=Fs 绳=20N×4m=80J
P=W/t=80J/2s=40W
挑战
1、甲乙两人质量之比为5:4,他们沿静止的自动扶梯匀速跑上楼的功率之比为3:2,甲跑上楼所用的时间是t1.当甲站在自动扶梯上不动,开动自动扶梯把甲送上楼所用的时间是t2.那么,当乙用原来的速度沿向上开动的扶梯跑上楼时,所用的时间为 ( A )
A.6t1t2/(6t1+5t2) B.t1t2/(t1+t2) C.5t1t2/(3t1+4t2) D.2t2/3
【解析】甲乙的重力之比为G甲/G乙=m甲g/m乙g=5:4;功率之比P甲/P乙=3/2;
由功率的公式P=Fv=Gv;得v甲/v乙=(P甲/G甲)/(P乙/G乙)=(P甲/G甲)×(G乙/P乙)=(3/2)×(4/5)=6/5;得v乙=5v甲/6;
设扶梯高度为s,则甲的速度v甲=s/t1,且s=v甲t1;扶梯速度v梯=s/t2=v甲t1/t2;
当乙用原来的速度沿向上开动的扶梯跑上楼时,
所用的时间为t乙=s/(v乙+v梯)=v甲t1/[(5v甲/6)+(v甲t1/t2)]=6t1t2/(6t1+5t2);故选A
2、假设轮船行驶时,受到的阻力f跟它的速度大小v成正比。如果轮船匀速行驶的最大速度是vm时发动机的功率为P,那么,要想把轮船行驶的最大速度提高到2vm,则发动机的功率应该提高到 ( C )
A.2P B.3P C.4P D.4.5 P
【解析】轮船匀速行驶的最大速度是vm时,有P=fvm=kvm2;当轮船行驶的最大速度提高到2vm,阻力f′=2kvm,则发动机的功率P′=f′×2vm=4kvm2=4P;故C正确。
3、如图所示,容器的质量为m,若从容器的底部通过小孔向容器内注入质量为M的水,需要做功为W。现将小孔打开,水自然会从小孔流出,与此同时提升容器,使容器内的水面相对地面始终保持原有高度,当容器内的水全部流走时,需要做的功为 ( D )
A.(M+m)gH+W B.(M+m)gH
C.(M﹣m)gH+W D.(M+m)gH﹣W
【解析】对容器及其内部的水来说,是等效的:先是小孔不打开,将容器提高H,此时容器及其内部整个系统增加的机械能为(M+m)gH,其后,再打开小孔,水自然会从小孔流完,水的机械能减少了W,所以相对于原状态,机械能增加了(M+m)gH﹣W。这就是现在将小孔打开,水自然会从小孔流出,与此同时提升容器,使容器内的水面相对地面始终保持原有高度,当容器内的水全部流走时,需要做的功。
当容器内的水全部流走时,需要做的功包括:容器增加的重力势能mgH,水增加的重力势能。
水增加的重力势能为MgH﹣W,所以需要做的功为W′=mgH+MgH﹣W=(M+m)gH﹣W,选项D正确。
4、如图所示,长1米的轻杆BO一端通过光滑铰链铰在竖直墙上,另一端装一轻小光滑滑轮,重力10N的物体通过摆线经滑轮系于墙上A点,平衡时OA恰好水平,现将A点沿着竖直墙向上缓慢移动少许,重新平衡后轻杆受到的压力恰好也为10牛,该过程中,外力所做的功至少为(小数点后保留两位)( A)
A.0.86焦 B.1.59焦 C.2.07焦 D.2.93焦
【解析】外力F始终等于G=10N,要计算外力做的功可转换为克服重力做的功,关键是计算物体上升的高度h,开始时杆与墙的角度是45度,杆受压力为10N时杆绳墙互成60度角,物体上升的高度为
,外力做的功W=Gh=10N×0.086m=0.86J,故选A。
5、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AO=1m,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,绳与水平成30°的夹角,且绳子所能承受的最大拉力为60N。一个重为50N的体积不计的滑块M在F=10N的水平拉力作用下,从AO之间某处以V=1m/s的速度向B端匀速滑动,求:
①滑块匀速运动时所受的摩擦力的大小。
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。
【难度】★★★【答案】①10N②10W③滑块在O点左侧0.8m到右测1m范围内滑动才能使AB保持水平
【解析】①滑块匀速运动时处于平衡状态,水平方向的拉力和受到的摩擦力是一对平衡力,所以根据二力平衡条件可知:f=F=10N;
②当滑块匀速运动时拉力F做功的功率: P=Fv=10N×1m/s=10W;
③当M在O点左侧离O点L1米,且绳子的拉力T=0,则
G•L1+GOA•LOA/2=GOB•LOB/2,即50N×L1+10N×1m/2=30N×3m/2; 解得:L1=0.8m;
当M在O点右侧离O点L2米时,且绳子的拉力T=60N,则
GOA•LOA/2=G•L2+GOB•LOB/2-T•LOBsin30°,
即10N×1m/2=50N×L2+30N×3m/2-60N×3m/2
解得:L2=1m, 故滑块在O点左侧0.8m到右测1m范围内滑动才能使AB保持水平。
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