功和功率(精讲)
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功和功率专题复习
知识点
⎪⎪
⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩
⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪
⎪
⎨⎧+==⎪⎩⎪
⎨⎧==⎪⎪⎩⎪
⎪
⎨⎧⎩⎨⎧额外有用总总
有用相关公式:,小于定义式值定义:有用功总功的比机械效率功定义:单位时间内做的功率不省功原理:使用任何机械都离在力的方向上通过的距力二要素上移动的距离的乘积定义:力与在力的方向功功和功率W W W W W Fv
t W
P 1η 知识点补充
一、功
1、功:力作用在物体上,并且使物体沿力的方向通过了一段距离,我们就说力对物体做了功。
功的单位是焦〔耳〕。
符号J
定义式:FS W = 2、功的原理
使用任何机械做功时,动力对机械所做的功等于机械克服所有阻力所作的功,也就是说使用任何机械都不省功。
表达式:额外用有总W W W +=
二、功率
描述做功快慢的物理量,单位时间所做的功叫功率。
功率的单位是瓦〔特〕(W)。
W kW 3101=
表达式:Fv t
W
P ==
三、机械效率
有用功跟总功的比值。
常用百分数表示机械效率。
滑轮组〔1〕nF
G
FS Gh W W =
=
=
总有用η〔不计滑轮重摩擦〕 〔2〕动
物物总
有用G G G W W +=
=
η
斜面FS
Gh
W W =
=
总
有用η 提高效率的方法:减小额外功便可提高机械效率。
减少摩擦,减轻机械的重量
重难点
功和功率的计算,机械效率的科学探究 易错点
1、分辨否对物体做功〔定义〕
2、正确区别功率和机械效率〔功率大表示机械做功快;机械效率高表示对总功的利用率高〕
3、正确分析影响机械效率上下的因素 易错题
一、对“功率〞的概念理解不透而导致错误
例1 关于功和功率,以下说法正确的选项是【 】 A. 做功越多,功率一定越大 B. 做功时间越长,功率一定越大
C. 做功越多,做功时间越长,功率一定越大
D. 在相同的时间内做功越多,功率越大 错解 A 或B 或C
剖析 此题造成错解的主要原因是对功率概念理解不透。
功率的大小只表示物体做功的快慢,不表示做功的多少。
根据功率的含义P=W/t 可知,功率的大小由两个因素决定:一是功W ;二是完成这些功所用的时间t 。
在做功相同的情况下,所用时间越短,功率越大;在做功时间相同的情况下,做的功越多,功率越大。
题设中只告诉功或做功时间是无法比拟和判断功率大小的。
做功多,功率不一定大,因为没有说明做功时间,所以A 选项错。
做功时间长,功率不一定大,因为没有说明这段时间内做了多少功,所以B 选项错误。
做功越多,做功时间越长,功率也不一定大,因为功和时间的比值即单位时间内完成的功不一定多,所以选项C 错误。
正解 D
二、对“功率〞和“机械效率〞相混淆而导致错误。
例2:以下说法中正确的选项是〔〕 A.机械效率越高,机械做功一定越快 B.做功越多的机械,机械效率一定越高 C.功率越大的机械,机械效率一定越高 D.做功越快的机械,功率一定越大 答案:D
剖析:由于对功率和机械效率的概念模糊不清,一知半解是造成错解的主要原因。
功率和机械效率是两个不同的概念,机械效率表示物体所做有用功与总功的比值,功率表示物体做功的快慢,它们两个物理意义不同,根本没有直接联系,不存在相互制约关系,不能混为一谈。
功率大的机械,机械效率不一定高;机械效率高的机械,功率也不一定大。
所以A、C 选项错误。
做功越多的机械,有用功与总功的比值不一定大,机械效率不一定高,所以B选项错误。
做功越快,功率一定越大,因为功率是表示做功快慢的物理量,所以D选项正确。
〔王峰〕
近三年中考题
2007年中考试题
一、填空题
1、〔2007·上海市〕一木块在大小为10牛的水平拉力作用下,10 秒内沿水平地面前进 5 米,
那么拉力做的功为_______焦,功率为_______瓦;假设木块重30牛,在此过程中重力对木块做的功为_______焦。
2、(2007·重庆市〕一个成年人的质量为60kg,人的密度大致与水相近,那么,这个人的
体积在约为_______m3。
他匀速地从楼梯底端走上顶端,假设楼梯长为5m、高为3m,那么他需克服自身重力做_______J的功。
3、〔2007·河南省〕如图10-1所示,建筑工人用250N的拉力沿竖直方向匀速拉起400N的
重物,重物上升4m所用时间为25s,此过程中拉力的功率为____w,滑轮的机械效率是____。
图10-1
图10-2
4、〔2007·南京市〕图10-2所示,升国旗用的旗杆顶上安装滑轮(甲图)是为了______
_,而塔吊中使用滑轮组(乙图)主要是为了______。
乙图中用104N的拉力F将重为1.8X104N的重物匀速竖直提升10m用了20s,那么滑轮组的机械效率是___,拉力F的功率是____W.
5、〔2007·.广东省〕将重物从长4m、高1m的斜面底部匀速推上斜面顶端.沿斜面所用
的推力是300N,斜面的机械效率是75%,那么推力做的总功是______J,推力做的有用功是______J,物体的重是______N.
1、〔2007·天津市〕关于机械效率,下面说法正确的选项是【】
A. 功率越大的机械,机械效率越高
B. 机械效率大小与功率大小无关
C. 机械效率越低的机械,做的功就越少
D. 由于有用功总小于总功,机械效率总小于1 2、〔2007·兰州市〕粗糙水平面上有一个重为50N 的物体,用10N 的水平推力使其在10s
内匀速前进了20m ,那么在此过程中 【 】
A 、推力做了1000J 的功
B 、推力的功率为20W
C 、重力做了100好的功
D 、摩擦力为50N 3、〔2007·贵阳市〕在下面的哪个情景中,人对物体做了功 【 】
A .小华用力推车,但没有推动
B .小强举着杠铃静止不动
C .小悦背着书包静立在原地
D .小翔把一桶水从井中提起 4、〔2007·梅州市〕如图10-3所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AB 、AC 以相同的速度
从底部匀速拉到顶点A ,AB>AC ,施加的力分别为F 1、F 2,拉力做的功为W 1、W 2,拉力做功的功率分别为P 1、P 2,那么以下判断中正确的选项是 【 】 A 、F 1<F 2 , W 1=W 2 , P 1<P 2 B 、F 1>F 2 , W 1>W 2 , P 1>P 2 C 、F 1<F 2 , W 1<W 2 , P 1<P 2 D 、F 1<F 2 , W 1=W 2 , P 1>P 2
5、〔2007·扬州市〕小明同学在中考体育测试中取得合格成绩,请你估算小明跳绳时的功率
约是 【 】
A .9W
B .90W
C .900W
D .9000W 三、探究与实验题 1、〔2007·重庆市〕某同学在“测滑轮组机械效率〞的实验中,用图10-4所示的装置匀速提起重物,并做了如下实验记录:
〔1〕如果你对该同学的实验记录进行有关分析,就会发现
他的实验结果是违背物理规律的,其表现在于:_____________________。
〔2〕图是测力计的放大图。
结合图10-5你会发现导致实验结果违背物理规律的原因。
其原因是_____________________。
〔3〕纠正错误后,可计算该滑轮组的机械效率为_______。
2、〔2007·江西省〕学校新购了一箱物理器材,小云同学将它从一楼搬到三楼,小彬同学想
测定小云搬运器材过程中对箱子做功的功率.
【实验器材】_______、_______、_______; 【实验步骤】
⑴小彬同学设计的测量步骤如下,其中多余的是 【 】 m L h t P
钩码重G 〔N 〕 钩码上升高度h 〔m 〕 测力计拉力
F 〔N 〕
测力计移动距
离s 〔m 〕
2
图10-4
0 - 1 2
3 4 5
图10-5 N 图10-3
⑵请你在虚线框内帮小彬设计一个记录实验数据的表格.
3、〔2007·成都市〕〔6分〕某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所
〔1〕通过表中数据可分析出实验1是用_______〔填“甲〞或“乙〞〕图做的
实验,实验2是用_______〔填“甲〞或“乙〞〕图做的实验。
〔2分〕 〔2〕请将表中空白处填上恰当的数据。
〔百分号前保存整数〕〔2分〕
〔3〕通过实验1和实验2的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组,提升相同的重
物时,动滑轮的个数越多,滑轮组的机械效率_______。
〔1分〕
〔4〕比拟实验1和实验3可得正确结论:使用同一滑轮组,_______,可以提
高滑轮组的机械效率。
〔1分〕
4、〔2007·桂林市〕小明对“斜面的机械效率与什么因素
有关?〞这一课题,提出了如下一些值得探究的猜测: ①斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关; ②斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关; ③斜面的机械效率与斜面的长度有关;
④斜面的机械效率与物体的重力有关。
给你如图10-7所示的装置,请你选择上述猜测中的一项,并解答以下问题:
〔1〕你选择的猜测是_______〔填写序号〕
〔2〕要用图13中的器材完成你选择的探究,还要补充的器材是:〔至少写出两种〕_____________________
〔3〕在实验探究的过程中,需要控制不变的因素有:
①_______;②_______;③_______。
图10-7
五、综合应用题 1、〔2007·成都市〕〔6分〕超高压水切割又称“水刀〞,它是将普通水经过多级增压后,
通过一个极细的喷嘴喷出一道高速〞水箭〞,对切割外表产生108~109
Pa 的压强。
工业上常用来切割大理石、钢板等坚硬物体。
下表是某高压水切割机技术参数:
②1MPa=106Pa, 1L =1×10-3m 3。
请答复:
〔1〕“水刀〞有纯水切割和加磨料切割〔磨料为密度大于水的石英砂、金刚砂〕两种。
高速水流能切割坚硬物体是因为高速水流具有较大的_____〔填一种能量名称〕,参加磨料后切割能力大大提高了,这是因为__________。
〔2分〕
〔2〕假设不考虑水从喷嘴喷出后横截面积的变化,高压水流对切割面的压力为多大?〔2分〕
〔3〕高压水切割机的切割效率是多少?〔2分〕
〔1〕动能 〔1分〕 速度一定时流体的质量增加从而动能增大 〔1分〕
〔2〕喷出水流横截面积S=5×10-8m 2
由S
F P =
得F=p S=300×106×5×10-8
N=15N 〔2分〕 〔3〕排量 Sv t
SL
t V Q ===水喷射速度 s m s m m S Q v /90060105107.22
333=⨯⨯⨯==-- 水刀有效功率P ’ =F υ=15××104
W=13.5 KW 切割效率 %60225135'===
kw
kw
p p η 〔其他解法也可〕〔2分〕 2、〔2007·桂林市〕2月13日?桂林晚报?报导:为保障漓江游览持续稳定,满足春节“黄
金周〞游客的需求,保证磨盘山至阳朔航线的正常运行,思安江水库从2月12日×107m 3。
试问:
〔1〕总补水的质量是多少?
〔2〕磨盘山至阳朔航线全长约为60km ,游船早上8:00出发,12:00到达阳朔,游船的
平均速度是多大?
〔3〕游客乘车从阳朔返回桂林时,60km 路程用了1h ,假设旅游车发动机的平均牵引
力为9000N ,那么旅游车发动机所做的功是多少?平均功率是多大?
解:〔1〕由ρ=
V
m
可得: ……………………………………………………〔1分〕 总补水的质量:
m =ρV = 1. 0×103 kg / m 3××107m 3= 2. 7×1010kg …………〔1分〕
〔2〕游船航行的时间:t =4h ……………………………………………〔1分〕
游船的平均速度:υ=t s =
h
km
460=15km /h ……………………〔1分〕 〔3〕旅游车发动机所做的功:
W =Fs =9000N ×60×103m ×108J …………………………〔2分〕
发动机平均功率:P =
t W =s
J 3600104.58⨯×105W ………………〔2分〕 3、〔2007·自贡市〕〔6〕如图10-8所示,用滑轮组匀速提起一个重为35N
的物体,物体在10s 内竖直上升了1m ,人拉绳的力为250N 。
试问:人拉绳子做功的功率为多少?滑轮组的机械效率为多少?动滑轮重多少?〔不计绳重和摩擦〕 50W 70% 150N
4、〔2007·连云港市〕〔6分〕如图为“测量滑轮组机械效率〞的实验装置,钩码总重6N ,
弹簧测力计竖直向上匀速拉动细绳时的示数如图10-9所示。
〔摩擦不计〕
〔1〕由图可知,实验时弹簧测力计对细绳的拉力为多大? 〔2〕假设钩码3s 内上升,那么弹簧测力计拉力做功的功率为多大?
该滑轮组的机械效率为多大?
〔3〕假设仅增加钩码的个数,该滑轮组的机械效率将如何变化?
解:⑴2.4N 〔1分〕
⑵s=3h=
W 拉= W 总×0.3J=0.72J 〔1分〕
P=
t W =3
72.0W=0.24W 〔1分〕 W 有=Gh=6×0.1J=0.6J (1分)
η=
%100⨯总
有W W =
%100⨯Fs
Gh
=83.3% 〔1分〕 ⑶增大 〔1分〕
5、〔2007·宁波市〕如图10-10,搬运工人用滑轮组往4m 高的平台上运砂石。
每袋
砂石的质量是63kg ,动滑轮重70N 。
当工人匀速拉动绳索时,所用的拉力为多大?该滑轮组的机械效率为多少? (不计袋重、绳重和摩擦,g 取10N /kg)
350N 90%
图10-8
图10-9
图10-11
F
0.5m
6、〔2007·茂名市〕(9分) 底面积为2
4.0m S =的大木箱原放在水平地面上。
如图10-11
所示,现某人用小车将它从斜面底端匀速推上斜面顶端,整个过程历时s 10。
木箱重
400N G =箱,人体重600N G =人,人对车的推力F 75N =,斜面长4l m =,斜面高
0.5h m =,求:
〔1〕木箱对水平地面的压强;
〔2〕木箱沿斜面向上的速度;
〔3〕对木箱所做的有用功; 〔4〕这种情况下的机械效率。
解:〔1〕木箱放在水平地面时,对地压力
400F G N ==箱 …………………〔1分〕
2
400P 10000.4G F
N P Pa S S m ====箱由得,…………………………〔2分〕
〔2〕40.4/10s l m v m s t t s
=
=== ……………………………………………〔2分〕 〔3〕=4000.5200W G h N m J =⨯=有箱 …………………………………〔1分〕 〔4〕F 所做的功:754300W Fl N m J ==⨯=1 ………………………〔1分〕
斜面的机械效率: 2
1W G W 人
有==
'W η 人本身所做的功:J 450J
200J
300m 5.0N 600W W h G W 12=⨯⨯=⋅=
有人1分
%7.26%100450300200%100W W %100W W 2
1=⨯+=
⨯+=
⨯=
J
J J
W 有总
有η答:
〔1〕木箱对水平地面的压强为1000Pa /m s ;〔3〕有用功为200J ;〔4〕这种情况下的机械效率约为%7.26。
2021年中考试题
一、填空题 1、〔2021·柳州北海〕在“5.12汶川地震〞抢险救灾前线,一辆柳州市生产的装载机5s 内将一块重20000N 的巨石匀速举高3m ,装载机的举力对巨石做功为________J ,举力做功的功率为________W. 6×104:1.2×104 2、〔2021·丽水市〕现在有一种“ 自生能〞技术。
上装有特制电池,上下摇晃 即可产生电能。
这种装置实质是将________能转化为电能。
如果将 上下摇动一次,相当于将200g 的物体举高lOcm 。
由此可知,每摇一次可以获得的电能为________J 。
假设每秒摇动两次,那么摇动 的功率为________ W 。
3、〔2021·河南省〕为了省力,工人师傅常用图所示的斜
面把物体搬运到汽车上。
设斜面长为s,高为h,把重为
G的物体沿斜面匀速推到车上所用力的大小为F,那么搬
运物体所做的有用功为_____,该斜面的机械效率
为________×100%〔用题中代表各物理量的字母表示〕。
Gh Gh/Fs
4、〔2021·佛山市〕某人在水平地面上用100N的水平推力推动重500N的物体,使物体以
0.2m/s的速度匀速移动了3m,地面对物体的摩擦力是_____N,此人做的功是__
__J,功率是____W。
100 300 20
5、〔2021·济宁市〕图是2021年北京奥运会射击运发动射击比赛的图标,
该图标生动地说明运发动要想击中靶心,都要闭上一只眼,然后让另一
只眼和枪上的准星、靶心在同一直线上,这是利用了________
的原理;如果枪膛长30cm,火药在枪膛内对子弹的推力是100N,子弹离开枪膛后前进了50m,那么火药对子弹所做的功是______J。
光的直线传播 30
6、〔2021·济宁市〕用相同的滑轮和绳子分别组成如下列图的甲、
乙两个滑轮组,把相同的物体提升相同的高度,在不计绳重及机
械摩擦的情况下,甲所用的拉力________乙所用的拉
力;甲滑轮组的效率________乙滑轮组的效率〔填“大
于〞、“等于〞或“小于〞〕。
大于等于
7、〔2021·盐城市〕用定滑轮匀速提升重为400N的物体,所用拉力为500N,物体升高的
高度为2m,所用时间为5s。
此过程中,有用功为___J,拉力做功的功率为____W,定滑轮的机械效率为____。
800,200,80%
8.〔2021·株洲市〕攀岩运动是从登山运动中派生来的新工程,它集健身、娱乐、竞技于
一体,以其独有的登临高处的征服感吸引了众多爱好者。
要测量某运发动在一次攀岩比赛中克服重力做功的功率,需要测量的物理量有该运发动的重力、________和________。
攀登高度,所用时间〔顺序可调〕
8.〔2021·黄冈市〕建筑工地上,施工人员用起重机吊臂上的滑轮组吊起建筑材料(如
图)。
绕在滑轮组上的钢丝绳最大拉力为6×103N,不计滑轮、吊钩、绳的自重及
摩擦,一次最多能起吊_______N的建筑材料,实际使用该滑轮组最多只能
吊起×103N的建筑材料,且将建筑材料1s内匀速吊起了1m,起重机的功率是_
______W,机械效率为_______。
假设吊起的建筑材料重力减小,机械效率将_______。
(“增大〞、“减小〞或“不变〞)×104 ×104
30%减小
二、选择题
1、〔2021·柳州北海〕以下实例,力对物体做功的是:【】B
A.举重运发动举着杠铃不动
B.小明将水桶从地面上提起
C.吊车吊着货物在空中水平匀速移动
D.用力搬桌子而未搬起
2、〔2021·柳州北海〕关于电路的说法错误的选项是:【】D
A.电源是提供电能的装置
B.只有电路闭合时,电路中才有电流
C.电流沿着“正极→用电器→负极〞的方向流动
D.用电器是将其他形式的能转化为电能的装置
3、〔2021·柳州北海〕如下列图,用滑轮组把重为200N的货物提到9m高的楼上,
所用拉力为80N那么总功和滑轮组的机械效率分别是:【】B
A.1800J 83.3%
B.2160J 83.3%
C.1400J 80%
D.1800J 80%
44、〔2021·达州市〕在不计绳重和摩擦的情况下利用如下列图的甲、乙两
装置分别用力把相同的物体匀速提升相同的高度假设用η甲,η乙表示甲、
乙两装置的机械效率,W甲、W乙表示拉力所做的功。
:【】A
A、η甲=η乙,W甲=W乙
B、η甲>η乙,W甲>W乙
C、η甲<η乙,W甲<W乙
D、η甲>η乙,W甲<W
5、〔2021·临沂市〕两名举重运发动,甲比乙高,如果他们举起相同质量的
杠铃所用的时间相等,如下列图,那么:【】B
A.甲运发动做功较多,功率较小
B.甲运发动做功较多,功率较大
C.甲运发动做功较多,他们的功率相等
D.甲、乙运发动做功相等,功率相等
6、〔2021·株洲市〕如图8所示,在大小为500 N的拉力F作用下,滑轮组将
800 N的重物提升了l m。
在此过程中:【】D
A.做的有用功是500 J B.做的总功是800 J
C.滑轮组的机械效率是%D.滑轮组的机械效率是80%
图8 7、〔2021·北京市〕如下列图的四种情景中,人对物体做功的是:【】B
8.〔2021·连云港市〕以下一些数据,最接近实际的是:【】B
A.成人正常步行的速度大约为5m/s
B.中学生登上一层楼所做的功约为1500J
C.正式比赛用的篮球架篮框高约为
D.电压只要不超过220V对人体来说都是平安的
9. 〔2021·荆州市〕粗糙水平面上有一
个重为100N的物体,用10N的水平推
力使其以3m/s的速度沿力的方向匀
速运动了10s,那么此过程中:【】B
A.重力做了3000J的功
B .推力的功率为30W
C.推力做了1000J 的功
D .摩擦力为100N
三、作图题
四、探究与实验题
1、〔2021·江门市〕(6分)如图l3所示是小明测量杠杆机械效率的实验情景(杠杆的重力忽略不计) (1)请在下表中把相关的数据填写完整 物体重 G /N 物体上升的 高度h /cm 弹簧测力计 的示数F /N 弹簧测力计移动 的竖直距离S /cm 有用功 W 有/J 总功 W 总/J 机械效率 η/% 4 30
(2)为提高本实验中杠杆的机械效率,请提—条合理的建议:________。
选择支点灵活的杠杆(合理那么给分)
五、综合应用题
1、〔2021·河南省〕小明所在的研究性学习小组利用自行车进行探究活动。
〔1〕小组成员分别用不同的方法测量出了自行车后轮的周长为180cm 。
请你说出其中
的一种测量方法:________________。
(2〕小明骑车在学校操场百米跑道上沿直线匀速前进,小亮测
出自行车后轮转50圈用时30s 。
小明骑车的速度是多大?
〔3〕为了测量骑车时的功率,小明测出他和自行车的总质量
为72kg ,小亮通过查资料知道,一般情况下,人骑自行车
时的阻力大约为人车总重的0.05倍,小明骑车的功率大约
是多少?〔g 取10N/kg 〕
2、〔2021·恩施〕如图19,要把一个质量是450kg 的贵重物品A
沿水平地面移动100m ,工人把它放在一个质量是50kg 的木板
B 上,然后用400N 的水平拉力将木板B 沿直线匀速拉动,直至
终点。
〔注:滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比〕 〔1〕在匀速拉动B 的过程中,A 、B 之间的摩擦力是____
____N 。
〔2〕计算拉力做的总功是多少焦耳?
〔3〕在拉力做功的过程中,机械效率是多少?
〔1〕F 浮=G 排=ρ水g V 排×103kg/m 3×10N/kg ×200×10-6m 3=2N
物体重 G /N 物体上升的 高度h /cm 弹簧测力计 的示数F /N 弹簧测力计移动 的竖直距离S /cm 有用功 W 有/J 总功 W 总/J 机械效率 η/%
4 1
5 30 0. 6
图19
〔2〕烧杯和水的重力、物体A 受到的浮力〔或物体A 对水向下的作用力〕
注::答复“烧杯和水的重力〞
答复“物体A 受到的浮力〔或物体A 对水向下的作用力〕〞
3、〔2021·金华〕在汶川地震的抗震救灾中,党和政府把救人放在重中之重的位置。
在倒塌房屋的废墟中搜救被困人员,重型吊机起到了重要的作用。
如下列图所示的重型吊机在某次起吊中,吊起了20000千克的重物(钢绳的重和摩擦不计,取g =10N /kg)。
求:
(1)当重物匀速上升时,钢绳受到的拉力为多少牛?
(2)假设重物以0.1米/秒的速度匀速竖直上升15秒,重型吊机
对重物所做的功为多少焦?
(3)在重物以0.1米/秒的速度匀速竖直上升的过程中,重型吊
机对重物做功的功率为多少瓦? 解:〔1〕根据二力平衡条件得
F=G=mg=2000kg ×10N/kg=2×105N
(2)根据V=S/t 得 S=Vt=/s ×15s=
W=FS=2×105N ×=3×105N
〔3〕根据P=W/t=3×105N/15s=2×104W
或者根据P=FV=2×105N ×/s=2×104W
4、〔2021·江门市〕(6分)如下列图,小明在跑步机上锻炼身体.设
他在跑步机上以5m /s 的速度匀速跑动30min ,跑动的总动力为
40N .
求:(1)他在这段时间内相当于跑了多少路程?
(2)他在这段时间内做了多少功?
(3)他做功的功率是多少?
解:(1)由V=S/t 得:
S=vt=5m /s×30×60s=9000m=9km
(2)W=Fs=40N ×9000m=360000J
(3)P=W/t=360000J/1800s=200w
答:(1)共跑了9km(2)人跑步时做功360000J(3)人跑步时的功率为200w.
5、〔2021·佛山市〕如下列图的水平地面上,一个底面积为2、重为4000N 的物体,在2000N 的水平推力作用下,8s 内匀速前进了
10m .求:
〔1〕推物体前进的速度是多大?
〔2〕物体在运动过程中受到的摩擦力是多
大〔作出推力的示意图〕? 〔3〕推力在这8s 内对物体做了多少功?
〔4〕物体对地面的压强是多大?
解:〔1〕s m s m t s v /25.1/8
10===-----1分 〔2〕根据二力平衡可知,物体匀速前进时,有:
f = F 推 =2000N------1分〔作图1分略〕
〔3〕W = F 推·s=2000×10J=2×104J------1分
〔4〕Pa S G P 4105.216
.04000⨯====--------1分 6、〔2021·达州市〕〔6分〕一辆质量为6t 的载货汽车,在平直的公路上以90km/h 的速度匀速行驶30min ,汽车受到的阻力为车重的0.06倍(取g=10N/kg)
10m
求:⑴汽车所受重力是多少?
⑵汽车克服阻力做的功的多少?
⑶汽车有6个轮子,每个轮子与地面的接触面积约为 250 cm2,汽车对地面的压强约
是多大?
⑴重力60000N 2分
⑵功×108J 2分
⑶压强4×105P a2分, 共6分
7、〔2021·杭州市〕〔8分〕土培塘桥建于1985年,桥长55米,宽5米,位于杭州严家弄
路和京杭大运河的交叉处,被认定为危桥予以撤除〔见下左图〕,传统的撤除方法,既要安排爆破,又要搭建钢架,费时费力,又会使残留物淤积河道,影响航运,现使用了一种新的撤除方法,只需要两到三天就可完成拆迁。
拆桥的步骤是:把两艘载重500吨的船开到桥下,排去船上的水,使船体上升,托起重280吨的桥身,离开桥墩60厘米,然后使用牵引设备,横向拖拽桥身到岸上,在陆地上拆卸桥梁。
假设桥的质量分布均匀,两船作用于桥身的位置各离桥两端15米处,下右图是拆桥的示意图。
问:
〔1〕假设要使桥同时脱离桥墩两船应怎样排水?每只船应排出多少吨水?
〔2〕假设仅用左船排水,那么桥面先脱离________桥墩〔填“左〞或“右〞〕,此时左船至少排水多少吨?
〔3〕假设整桥水平上升60cm,问两船克服重力做的功为多少?
〔1〕两船同时等速排水〔1分〕因桥的重力由两只船承当,而两船所处的位置是对称的,
故两船对桥的作用力相同,所以每只船应排出l40吨水。
〔1分〕
〔2〕左;〔1分〕以B点为支点,设左船对桥的支持力为F,根据杠杆的平衡条件F·CB=G·AB/2〔1分〕
可得:F=G·AB/2CB=〔280×103×9.8×55〕/2×40=l886500〔牛〕
m=F/g=1886500/9.8=192500〔千克〕=192.5〔顿〕〔1分〕
答:左船至少排水l92.5吨。
〔3〕根据W=FS,得W=Gh=280×103×9.8×0.6=1646.4×103〔焦耳〕
答:两船克服桥重力做功1646.4×103焦耳。
8、〔2021·连云港市〕〔7分〕如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的
示意图。
货物的质量为600kg,所受轨道的摩擦力为其
重力的0.1倍,滑轮组的机械效率为75%。
假设人以
0.5m/s的速度匀速前行,经100s将货物拉出仓库,g取
10N/kg,。
求在此过程中:
〔1〕人做的有用功为多大?
〔2〕人的拉力为多大?
〔3〕人拉力的功率为多大?
⑴W 有用=f s 物 vt s s 2
121==人物 代入数据得:W 有用×104 J
⑵η=%100⨯总有用
W W =%100⨯人物Fs fs
代入数据得: F =400N
⑶ P =t
W 总或P =Fv 代入数据得:P =200W。