【单元练】青岛市中八年级物理下第十一章【功和机械能】基础练习(课后培优)
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一、选择题
1.如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动,两次拉动木块得到的s-t关系图象如图乙所示,两次对应的弹簧测计示数分别为F1、F2,两次拉力的功率分别为P1、P2,下列判断正确的是()
A.F1=F2,P1>P2B.F1>F2,P1>P2
C.F1=F2,P1=P2D.F1<F2,P1<P2A
解析:A
由乙图可知,木块两次均在桌面上做匀速直线运动,且第一次速度大于第二次速度,由于木块对桌面的压力不变,接触面粗糙程度不变,则木块所受摩擦力不变,由二力平衡可知,弹簧测力计拉力不变,即F1=F2,由P=Fv可知,第一次拉力功率更大,即P1>P2,故A正确,BCD错误。
故选A。
2.如图是水上乐园飞行表演,表演者双脚站在向下喷水的踏板上,水柱将人向上顶起,人在空中时而加速上升,时而急速翻滚,时而加速下降,还能在空中竖直悬停。
下列说法正确的是:()
A.人急速翻滚,运动状态没有发生改变
B.加速上升过程中,人的重力势能增大,机械能不变
C.人在空中竖直悬停时,人的重力和踏板所受的压力是一对平衡力
D.踏板向下喷水,人向上升起,利用了物体间力的作用是相互的原理D
解析:D
A.人急速翻滚的过程中,速度大小和运动方向都发生了变化,所以人的运动状态发生了改变,故A错误;
B.加速上升过程中,人的质量不变,速度增大,则动能增大;同时高度增加,人的重力势能增大;因机械能等于动能与势能之和,所以人的机械能增大,故B错误;
C.人在空中竖直悬停时,处于平衡状态,受到平衡力;但人受到的重力和踏板所受的压力作用在不同的物体上,且方向相同,所以二力不是一对平衡力,故C错误;
D.踏板向下喷水时,踏板对水有一个向下的力,同时水对踏板有一个向上的力,使人向上升起,利用了物体间力的作用是相互的原理,故D正确。
故选D 。
3.下列情况下,小桂对物理课本做了功的是( )
A .阅读静止在桌面上的物理课本
B .水平推物理课本,但未推动
C .物理课本自由下落的过程
D .将物理课本从地面捡起的过程D
解析:D
A .物理课本没有移动距离,故不做功,故A 选项不符合题意;
B .水平推物理课本,但未推动,没有在力的方向上移动距离,故为劳而无功,故B 选项不符合题意;
C .物理课本自由下落的过程,小桂没有力作用在物理书上,故C 选项不符合题意;
D .将物理课本从地面捡起的过程,在力的方向上移动了距离,故做了功,故D 选项符合题意。
故选D 。
4.如图所示,光滑斜面AB AC >,沿斜面AB 和AC 分别将同一重物从它们的底部以相同速度拉到顶部,所需拉力分别为1F 和2F ,所做的功分别为1W 和2W ,其功率为1P 和2P 则( )
A .12F F <,12W W =,12P P <
B .12F F <,12W W <,12P P <
C .12F F >,12W W >,12P P >
D .12F F >,12W W =,12P P = A
解析:A 斜面A B 倾斜角度小于AC ,所以物体沿AB 运动时拉力较小,即
F 1<F 2
斜面光滑说明摩擦力为0,使用任何机械都不省功,所以拉力在两斜面上做功相同,即
W 1=W 2
根据公式
W Fs P Fv t t
=== 可知,速度相同,F 1<F 2,所以拉力沿AC 运动时拉力F 2做功的功率较大,即
P 1<P 2 故选A 。
5.小明和他所骑的自行车总重为600N ,上学路上他骑车在1min 内匀速通过了一段长300m 的平直公路,若自行车所受路面的阻力约为人和车总重力的0.05倍,则通过该段公路时,小明骑车的功率约为( )
A .150W
B .300W
C .1500W
D .3000W A
解析:A
小明骑车所做的是匀速直线运动,则自行车的前进的动力
F =f =0.05
G =0.05×600N=30N
自行车前进的速度 300m 5m/s 60s s v t =
== 小明骑车的功率 P =Fv =30N×5m/s=150W
故A 符合题意,BCD 不符合题意。
故选A 。
6.大石头质量为0.6t ,起重机的吊钩用15s 将大石头沿竖直方向匀速提升1m ,则以下说法正确的是( )
A .起重机的吊钩将大石头沿竖直方向匀速提升的过程中,石块受到的重力和吊钩对石块的拉力是一对相互作用力
B .起重机提升大石头做的功为6×
104J C .起重机提升大石头的功率为4×
102W D .起重机的吊钩将大石头沿竖直方向匀速提升1m 后再水平移动2 m ,起重机做的总功为
1.8×104J C
解析:C
A .石块受到的重力和吊钩对石块的拉力,两个力的大小相同、方向相反、作用在一个物体上、作用在同一直线上,故这两个力是平衡力,故A 错误;
B .起重机提升大石头做的功
W =Gh =mgh =0.6×103kg×10N/kg×1m=6×103J
故B 错误;
C .起重机提升大石头的功率
32610J 410W 15s
W P t ⨯===⨯ 故C 正确;
D .物体在水平方向移动了距离,但是在水平方向上没有施加力,所以在水平方向上钢丝
绳没有对物体做功,整个过程起重机做的总功为6×
103J ,故D 错误。
故选C 。
7.在下列情景中,人做了功的是( )
A .踢出去的足球在水平草地上滚动
B.背着书包在水平路面上行走
C.司机推汽车纹丝不动
D.女孩把一箱报刊搬起来D
解析:D
做功的两个必要条件是有力作用在物体上,物体在力的方向上移动了一段距离;
A.踢出去的足球在水平草地上滚动,人没有对足球施力没有做功,故A不符合题意;B.背着书包在水平路面上行走,在力的方向上没有运动一段距离,故B不符合题意;C.司机推汽车纹丝不动,在力的方向上没有运动一段距离,故C不符合题意;
D.女孩把一箱报刊搬起来,人对报刊做了功,故D符合题意。
故选D。
8.如图所示,旅游景区的索道缆车载着游客匀速上山,它具有的()
A.动能增加,重力势能增加
B.动能不变,机械能减小
C.动能减小,重力势能增大
D.动能不变,机械能增大D
解析:D
A.旅游景区的索道缆车载着游客匀速上山,速度不变,质量不变,故动能不变,A选项错误;
B.动能不变,高度增加,故机械能增加,故B选项错误;
C.动能增加,故C选项错误;
D.动能不变,重力势能增加,故机械能增加,故D选项正确。
故选D。
9.小明在楼梯上跑步爬楼健身,如图所示,他从一楼跑到五楼用了20s,此过程中小明爬楼的功率大约是()
A .3200W
B .320W
C .32W
D .3.2W B
解析:B 小明的质量约为50kg ,一层楼高约为3m ,他从一楼跑到五楼上升了4层楼高,则上升的高度
3m 412m h =⨯=
人在上楼的过程中做的功为
50kg 10N/kg 12m 6000J W Gh mgh ===⨯⨯=
所用时间20s t =,则小明爬楼的功率 6000J 300W 20s
W P t =
== 故ACD 不符合题意,B 符合题意。
故选B 。
10.从下列图象得到的信息中,错误的是( )
A .物体的重力与质量的关系图象
B .液体内部的压强与液体深度的关系图象
C .举重运动员将同一杠铃举起做的功与举起高的关系图象
D .图中阴影部分的面积表示的物理量是功C
解析:C
A .图为正比函数图象,反映了物体的重力和质量成正比,故A 正确,不符合题意;
B .图为正比函数图象,反映了同种液体内部压强的大小与深度成正比的关系,故B 正确,不符合题意;
C .功等于物重和举起高度的乘积,即W Gh =,当物重一定时,功和物体被举起的高度成正比,故C 错误,符合题意;
D .图乙中横轴表示距离的大小,纵轴表示力大小,阴影部分的面积为横、纵坐标的乘积,即W Fs =,所以阴影部分的面积表示的物理量为功,故D 正确,不符合题意。
故选C 。
二、填空题
11.迄今为止,我国已发射40余颗北斗导航卫星。
若某卫星沿椭圆轨道绕地球运行。
(1)如图所示,则卫星从远地点向近地点运行的过程中,______能转化为______能;
(2)如图所示,椭圆线为人造卫星绕地球运行的轨迹。
人造卫星绕地球运行过程中______(选填“有”或“没有”)受到力的作用。
判断的依据是______。
重力势动有卫星的运动状态在不断的改变
解析:重力势 动 有 卫星的运动状态在不断的改变
(1)[1][2]卫星从远地点向近地点运行的过程中,高度变小,重力势能减小,速度变大,动能变大,重力势能转化为动能。
(2)[3]人造卫星绕地球运行时,受到地球引力的作用,故选填有。
[4]人造卫星围绕地球做圆周运动,速度、方向一直都在改变,运动状态始终发生改变,因此受到了力的作用。
12.某工人在水平地面上,用300N 水平推力推着重500N 的物体,用了5min 使它沿水平方向前进了100m 。
该过程中工人所做的功是______J ,重力做的功是______J ,水平推力的功率是______W 。
0100
解析:0 100
[1]工人所做的功是
W =Fs =300N×100m=30000J
[2]重力方向没有移动距离,重力做功为0。
[3]水平推力的功率是
30000J 100W 560s
W P t ===⨯ 13.某家庭轿车在水平公路上匀速前进时,受到的阻力为8×
103N ,则该车受到牵引力大小
为______N,若汽车发动机的输出功率为80kW,5min牵引力做功______J。
8×103N24×107J
解析:8×103N 2.4×107J
[1]轿车匀速前进,处于平衡状态,所以
3N
F f=⨯
810
=
牵
=可得
[2]根据W Pt
37
=8010W560s=2.410J
=⨯⨯⨯⨯
W Pt
14.当马拉着载有1000kg货物的雪撬在平直的公路上匀速向南行驶了200米,马对雪橇的水平拉力是500N,雪撬在水平方向上受到的阻力是_____N,方向是_____,对雪橇做功为_____。
500N水平向北1×105J
解析:500N 水平向北 1×105J
[1][2]因为雪橇在平直的公路上匀速向南行驶,在水平方向受到拉力和阻力的作用,并且是一对平衡力,因此雪橇在水平方向上受到的阻力与拉力大小相等,方向相反,即阻力大小为500N、方向水平向北。
[3]马的拉力对雪橇做的功为
W=Fs=500N×200m=1×105J
15.如图所示,橡皮筋两头分别固定在罐子两端,中间系一个钩码,就制成了一个“魔罐”.将魔罐在水平地面上滚出,橡皮筋的弹性势能______(填“变大”“不变”或“变小”);魔罐能自动滚回来,滚回的过程中______能转化为______能。
变大弹性势动
解析:变大弹性势动
[1]罐子开始滚动的时候,具有动能,滚动的过程中,橡皮筋发生形变,罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能,橡皮筋的弹性势能变大。
[2][3]罐子滚回来橡皮筋弹性势能变小,罐子动能变大,弹性势能转化为动能。
16.小明把质量为600g的篮球推出去后,篮球在空中运动过程中,小明对篮球_____(填“做功了”或“没有做功”);篮球从2m高地方自由下落到地面,重力做功
_______J没有做功12
解析:没有做功12
[1]把篮球推出去之后,小明不给篮球力了,所以小明对篮球没有做功。
[2]篮球的重力为
==⨯=⨯=
600g10N/kg0.6kg10N/kg6N
G mg
重力做的功为
6N2m12J
==⨯=
W Gh
17.中国古代玩具“饮水鸟”曾经让大科学家爱因斯坦也惊叹不已。
饮水鸟内装有乙醚液体,鸟头四周包有棉花,平时如甲图,鸟身略向前倾,上球和下球空间中充满乙醚的饱和
蒸汽,当给鸟的嘴滴上水后,水分蒸发吸热,使上球乙醚蒸汽温度下降,气压减小,小于下球乙醚饱和蒸汽的气压,使下球的乙醚被压到上球,于是整个鸟的重心上移,形成如图乙的状态,鸟嘴“喝水”,同时上、下球中的乙醚蒸汽联通混合,气压趋于一致,上球中的乙醚由于重力又回流到下球,饮水鸟的姿态又回到图甲的状态,如此循环往复。
根据以上分析,“饮水鸟”可以看成___________(填写一种机械装置的名称),“饮水鸟”获得的机械能是由空气的___________能转化而来的。
“饮水鸟”被称为第二类永动机,所以在能量转化过程中___________能量转化与守恒定律(填“符合”或“不符合”)。
杠杆内符合
解析:杠杆内符合
[1]“饮水鸟”可以绕固定点转动,因此其相当于一个杠杆。
[2]由题意可知,当给鸟的嘴滴上水后,水分蒸发吸热,使上球乙醚蒸汽温度下降,气压减小,小于下球乙醚饱和蒸汽的气压,使下球的乙醚被压到上球,于是整个鸟的重心上移,形成如图乙的状态,所以饮水鸟工作时可以把空气的内能转化为机械能。
[3]“饮水鸟”被称为第二类永动机,在能量转化过程中符合能量的转化和守恒定律,即能的总量保持不变。
18.2020年5月27日,为纪念中国人首登珠峰60周年,珠峰高程测量登山队员再一次成功登顶世界第一高峰珠穆朗玛峰,用实际行动展现了“不畏艰险、顽强拼搏、团结协作、勇攀高峰”的登山精神。
(1)这次测量除传统方法外,北斗系统是在珠峰高程测量项目中的首次应用。
如图所示,为北斗导航卫星的轨道示意图,卫星在大气层外运行,不受空气阻力,可视为只有动能和势能的转化,因此机械能__(选填“守恒”或“不守恒”),卫星在远地点时__(选填“动能”或“势能”)最大,从远地点向近地点运动时,它的势能__(选填“增大”或“减小”),动能__(选填“增大”或“减小”)。
(2)“高原反应”是队员们必须面对的诸多困难之一。
“高原反应”与气压相关,高度越高,气压__(选填“越大”或“越小”);高原上用普通高压锅煮不熟饭,是因为用普通高压锅烧煮时,水的沸点__(选填“大于”、“小于”或“等于”)100°C;意大利科学家__首先用水银做实验测定了大气压强值,若换用水做该实验,则应__(选填“增大”或“减小”)玻璃管的长度。
(3)一名登山队员的质量为80kg,每只脚与地面的接触面积为2
200cm,他双脚站立时对水平地面的压强为__Pa,他走路时对水平地面的压强会__(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
守恒势能减小增大越小小于托里拆利增大变大
解析:守恒 势能 减小 增大 越小 小于 托里拆利 增大 4210⨯ 变大
(1)[1]卫星在大气层外运动,不受空气阻力作用,只有动能和势能的转化,因此卫星的机械能守恒。
[2]卫星在远地点时,质量不变,高度最高,因此势能最大。
[3][4]当它从远地点向近地点运动时,质量不变,高度减小,同时速度变大,则卫星的势能减小、动能增大。
(2)[5][6]气压大小和海拔高度有关,海拔越高,气压越小,且水的沸点越低;高原上用普通锅煮不熟饭,是因为用普通锅烧煮时,水的沸点低于100C ︒。
[7]最早并且准确用实验测出大气压强数值的是意大利科学家--托里拆利。
[8]一个标准大气压能够支持0.76米高的水银柱,即一个标准大气压相当于0.76米高水银
柱产生的压强5(1.0110Pa)⨯;如果换用水来做,由p gh ρ=可得,玻璃管的长度至少为
5331.0110Pa 10.31m 1.010kg/m 9.8N/kg p
h g ρ⨯===⨯⨯水 因此需要增大玻璃管的长度。
(3)[9]登山队员站立时对地面的压力
80kg 10N/kg 800N F G mg ===⨯=
站立时与地面的接触面积
2222122200cm 400cm 410m S S -==⨯==⨯
站立时对地面的压强
422800N 210Pa 410m
F p S -===⨯⨯ [10]他走路时,压力不变还等于重力,但受力面积变小,根据F p S =
可知,他走路时对水平地面的压强会变大。
19.水平路面上匀速行驶的洒水车在洒水过程中,其惯性将________,机械能将________。
(均填“增大”“减小”或“不变”)。
减小减小
解析:减小 减小
[1]水平路面上匀速行驶的洒水车在洒水过程中,质量在减小,所以惯性减小。
[2]质量在减小,速度不变,所以动能减小;高度不变、质量减小,所以重力势能减小,而机械能等于动能和势能之和,所以机械能减小。
20.在水平地面上,用50N 的水平拉力拉重力为100N 的小车,使小车沿水平方向前进
5m ,拉力做功__________J ,重力做功______J 。
0
解析:0
[1]拉力做功
50N 5m 250J W Fs ==⨯=
[2]小车在重力方向上没有移动距离,所以拉力没有做功,即重力做功0J 。
三、解答题
21.一辆汽车,在平直公路上以额定功率60kW 从静止开始运动,经15s 运动200m 恰好达到最大速度,接着匀速运动20s 关闭发动机,滑行225m 停下。
其v t -图象如图所示。
已知汽车在运动过程中受到的阻力始终不变为2000N 。
求:
(1)整个过程中发动机所做的功的大小;
(2)汽车运动的最大速度v ;
(3)整个过程汽车运动的距离。
解析:(1)2.1×106J ;(2) 30m/s ;(3)1025m
(1)整个过程中发动机所做的功
()36=60kW 15s+20s =6010W 35s=2.110J W Pt =⨯⨯⨯⨯
(2)当汽车以最大速度做匀速直线运动时
2000N F f ==
汽车运动的最大速度
36010W =30m/s 2000N
P v F ⨯== (3)汽车匀速行驶的距离
30m/s 20s=600m s vt ==⨯匀
200m+600m+225m=1025m s =总
答:(1)整个过程中发动机所做的功2.1×
106J ; (2)汽车运动的最大速度30m/s ;
(3)整个过程汽车运动的距离1025m 。
22.在抗击新冠肺炎疫情期间,我市借助多功能雾炮车可喷雾、功力强、射程远、可调节、覆盖面积大的优点,将其运用到城市消毒杀菌工作中来,使之成为成为抗击疫情、奋战一线的“防疫战士”。
如图所示,如表是某雾炮车的相关数据,g 取10N/kg ,请根据题意回答下列问题:
空车质量
水罐容积 装满水时车轮与地面的总接触面积 额定功率 5t 4m 3 0.6m 2 120kW
(1)水罐最多能装多少千克的水?
(2)该车装满水静止在水平地面上时对地面的压强为多少?
(3)该车在完成消毒杀菌工作后返回环卫处,在水平路面上以额定功率匀速行驶3000m 用时10min ,求此过程该车所受到的阻力大小?
解析:(1) 4×103kg ;(2) 1.5×105Pa ;(3) 2.4×104N
解:(1)由m v
ρ=可得,水罐最多能装水的质量 33331.010kg /m 4m 410kg m V ρ==⨯⨯=⨯水水
(2)该车装满水静止在水平地面上对地面的压力
()()
334510kg 410kg 10N /kg 910N F G m m g ==+=⨯+⨯⨯=⨯总车水
该车装满水静止在水平地面上对地面的压强 452910N 1.510Pa 0.6m
F p S ⨯===⨯ (3)水罐车的速度
3000m 5m /s 600s
s v t === 由二力平衡条件和P Fv =可得,该车匀速行驶时受到的阻力
54P 1.210W 2.410N v 5m /s
f F ⨯====⨯牵 答:(1)水罐最多能装4×103k
g 的水;
(2)该车装满水静止在水平地面上时对地面的压强为1.5×105Pa ;
(3)该车所受到的阻力为2.4×104N 。
23.小明同学用力F 推动重500N 的木箱,使木箱沿着推力方向做匀速直线运动,10s 内前进了6m 。
推力F 做功的功率是60W 。
(g =10N/kg )
求:(1)推力F 做了多少功?
(2)推力F 多大?
(3)物体受到的摩擦力多大?
解析:(1)600J ;(2)100N ;(3)100N
(1)推力F 做功的功率是60W ,故推力F 做的功为
W =P t =60W×10s=600J
(2)推力F 为 600J 100N 6m
W F S =
== (3)木箱沿着推力方向做匀速直线运动,故由二力平衡可得
f =F =100N
答:(1)推力F 做了600J 的功;
(2)推力F 为100N ;
(3)物体受到的摩擦力为100N 。
24.为环保节能,我国大力发展新能源纯电动汽车。
如图所示的是某型号的纯电动汽车,其空车质量为1.8×103kg ,每个车轮与地面的接触面积为0.01m 2。
在一次测试中,司机和乘客的总质量为200kg ,司机驾驶着汽车在水平路面上以25m/s 的速度匀速直线行驶了10min ,汽车匀速直线行驶时受到的阻力为汽车总重的0.02倍。
求:
(1)电动汽车空车静止在水平地面时对地面的压强;
(2)电动汽车牵引力所做的功;
(3)电动汽车牵引力做功的功率。
解析:(1)4.5⨯105Pa ;(2)6⨯106J ;(3)1×104W
(1)电动汽车空车静止在水平地面时对地面的压力
F =
G =mg =1.8×103kg×10N/kg=1.8×104N
电动汽车空车静止在水平地面时对地面的压强
421.810N 40.01m
F p S ⨯==⨯=4.5×105Pa (2)电动汽车在水平路面上匀速行驶,牵引力和阻力是平衡力,则汽车受到的牵引力
F =f =0.02
G =0.02×(1.8×103kg+200kg)×10N/kg=400N
行驶的路程
s =vt =25m/s×10×60s=15000m
电动汽车牵引力所做的功
W =Fs =400N×15000m=6×106J
(3)电动汽车牵引力做功的功率
6610J 1060s
W P t ⨯==⨯=1×104W 答:(1)电动汽车空车静止在水平地面时对地面的压强是4.5⨯105Pa ;
(2)电动汽车牵引力所做的功是6⨯106J ;
(3)电动汽车牵引力做功的功率是1×104W 。
25.图中的汽车在装载完成后所受重力为1×105N ,当汽车在水平平直路面匀速运动,所受阻力为重力的五分之一,汽车牵引力功率为92kW ,请你计算汽车运动100s 时:
(1)汽车所受的阻力有多大?
(2)牵引力做了多少功?
(3)汽车通过的距离多长?
解析:(1) 2×104N ;(2) 9.2×106J ;(3) 460m
(1)由题意可得,阻力 541110N 210N 55
f G ⨯⨯=== (2)汽车牵引力功率92kW 合92000W ,由W P t
=得,100s 内牵引力做的功 692000W 100s 9.210J W Pt ⨯⨯===
(3)因为汽车在水平路面匀速运动,水平方向汽车受到的牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,所以,牵引力
4210N F f ⨯==
由W Fs =得,汽车通过的距离
649.210J 460m 210N
W s F ⨯===⨯ 答:(1)汽车所受的阻力为2×104N ;
(2)牵引力做功9.2×106J ;
(3)汽车通过的距离 460m 。
26.我国自主研发了一种氢燃料汽车,它使用氢气代替汽油。
在一次测试中,汽车在平直路面上受到2000N 的牵引力,5min 内匀速直线行驶了9000m ,该车的质量是1.6t 。
求
(1)汽车受到的阻力;
(2)汽车受到的重力;
(3)汽车5min 内所做的功。
解析:(1)2000N ;(2)1.6×104N ;(3)1.8×107J
(1)因为汽车做匀速直线运动,根据二力平衡知识,汽车受到的阻力
f=F牵=2000N
(2)汽车的质量
m=1.6t=1.6×103kg
汽车受到的重力
G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N
(3)汽车5min内所做的功
W=Fs=2000N×9000m=1.8×107J
答:(1)汽车受到的阻力是2000N;
(2)汽车受到的重力是1.6×104N;
(3)汽车5min内所做的功是1.8×107J。
27.如图所示是我国自主研制的新型气垫两柄登陆艇,它的质量约为1.0×105kg,底面积为500m2(g取10N/k g)求:
(1)它漂浮在海面上时,受到的浮力是多少;
(2)登陆艇静止在水平海滩上时,对海滩的压强是多少;
(3)若登陆艇用3.0×105N的推进力,1min航行了120m,则登陆艇的功率是多少?
解析:(1)1.0×106N;(2)2000Pa;(3)6×105W
(1)登陆艇的重力
G=mg=1.0×105kg×10N/kg=1.0×106N
因为登陆艇漂浮在海面上,所以登陆艇受到的浮力
F浮=G=1.0×106N
(2)登陆艇静止在水平海滩上,登陆艇对水平海滩的压力
F=G=1×106N
登陆艇对水平海滩的压强
p=
6
2
110N
500m
F
S
⨯
==2000Pa
(3)登陆艇的推进力做的功
W=Fs=3.0×105N×120m=3.6×107J 登陆艇的功率
P=
7
3.610J
60s
W
t
⨯
==6×105W
答:(1)它漂浮在海面上时,受到的浮力是1.0×
106N ; (2)登陆艇静止在水平海滩上时,对海滩的压强是2000Pa ;
(3)登陆艇的功率是6×105W 。
28.如图为一种水陆两栖抢险救援车,人和车的总重量为6×
103N 。
已知ρ水=1.0×103kg/m 3,g 取10N/kg 。
请问:
(1)救援车漂浮在水面时浮力大小和排开水的体积多大?
(2)当救援车以10m/s 的速度在陆地上匀速行驶时,受到的阻力为其总重的0.1倍。
救援车行驶5min ,牵引力做的功是多少?
解析:(1)6×103N ,0.6m 3;(2)1.8×106J
【分析】
(1)由于救援车停泊在水面时,处于漂浮状态,根据漂浮条件求救援车受到的浮力,再利用阿基米德原理求此时排开水的体积。
(2)知道救援车的速度和行驶时间,利用s vt =求行驶的路程;根据0.1f G =求救援车受到的阻力,由于救援车在陆地上匀速行速,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,可求救援车受到的牵引力,再利用W Fs =求牵引力做的功。
(1)救援车漂浮在水面时,其浮力
3610N F G ==⨯浮
排开水的体积
3333610N 0.6m 1.010kg/m 10N/kg
F V g ρ⨯===⨯⨯浮排水 (2)牵引力的大小
30.10.1610N 600N F G ==⨯⨯=
救援车5min 内通过的路程
10m/s 300s 3000m s vt ==⨯=
所做的功
6600N 3000m 1.810J W Fs ==⨯=⨯
答:(1)救援车停泊在水面时受到的浮力是6×103N ,排开水的体积为0.6m 3;(2)救援车行驶5min ,牵引力做的功是1.8×106J 。