2021-2022学年教科版八年级下册第十一章机械与功
一、单选题
1.下列情景中,人对物体做功的是( )
A.提着水桶在水平地面上匀速前进
B.举着杠铃原地不动
C.用力搬石头但没有搬动
D.推着小车在水平路面上匀速前进
2.如图所示,健身教练通过改变播放音乐的节奏,控制健身者运动时的( )
A.时间 B.动力 C.功率 D.距离
3.如图所示,分别沿力 F1、F2、F3 的方向用力匀速提升物体时,关于三个力的大小,下列说法正确的是( )
A.沿 F1 方向的力最小 B.沿 F2 方向的力最小
C.沿 F3 方向的力最小 D.三个力的大小相等
4.下列实例与其所应用的物理知识对应关系错误的是( )
A.铅垂线——重力的方向 B.定滑轮——等臂杠杆
C.扬声器——电磁感应现象 D.电风扇——磁场对电流的作用
5.用如图所示滑轮组,在10s内将重为5N的物块匀速提升1m。已知每个滑轮重1N,不计绳重与摩擦。则下列说法正确的是( )
A.拉力F所做的功5J B.拉力F的功率为0.6W
C.拉力F所做的额外功2J D.滑轮组的机械效率为80%
6.用质量相等的滑轮,组装成如图所示的两个装置,将同一重物提升相同高度。摩擦和绳重不计,下列分析中正确是( )
A.两种方式所做的额外功相等
B.乙图中绳子自由端作用力较小
C.甲图中绳子自由端移动距离较小
D.增大提升高度,机械效率都会变大
7.如图所示A物体重力为20N,用滑轮组分别按甲、乙两种方法提升和水平移动物体A。物体在水平面滑动时受到的摩擦力为15N,F1=12N,F2=6N,A物体在10s内匀速移动的距离均为0.6m。则在该过程中,下列分析正确的是( )
A.两种方法中所做的总功一样
B.F1做功与F2做功快慢相等
C.甲的机械效率等于乙的机械效率
D.甲图中动滑轮的重力为4N
8.建筑工地上需要将6块相同的砖从地面运送到楼顶,工人师傅利用如图所示的装置分三次运送,第一次运1块,第二次运2块,第三次运3块。每次运送时,砖都以相同的速度匀速上升相同高度,绳重及摩擦均忽略不计。这三次拉力依次为F1、F2、F3,拉力做的功为W1、W2、W3,有用功率为P1、P2、P3,机械效率为η1、η2、η3,则( )
A.F1+F2=F3 B.W1+W2=W3
C.η1+η2=η3 D.P1+P2=P3
二、填空题
9.2021年4月13日,东京奥运会女足亚洲区预选附加赛第二回合比赛中,中国女足两回合总比分4︰3 战胜韩国女足,获得东京奥运会入场券。踢出去的足球由于受到 的作用会落回地面,落回地面的足球在草地上滚动的过程中脚对足球 (选填“做功”或“不做功”)。
10.用滑轮组提升重物时,因为不可避免的要做 功,所以机械效率小于1;如果要提高滑轮组机械效率,我们可采取 的方法(写出一点即可)。
11.小林用水平推力F把水平地面上一长方体木箱向前推动(图甲),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,则从3s至5s内,推力对木块所做的功 J,第2秒木块受到的合力为 N。
12.如图所示,小红同学用 50N 的力拉着一个重为 80N 的物体,在水平地面上做匀速直线运动,1min 内使物体移动 60m 的距离,此过程中重力做的功是 J,小红拉力做的功是 J,拉力做功的功率是 W。
13.在水平地面上,用 50N 的力沿水平方向拉着重为 100N 的小车匀速前进 4m,则小车受到的摩擦力为 N, 拉力做功
为 J 。
14.用如图所示的滑轮组在t=10s的时间内把重G=60N的物体匀速提升h=10m的高度,绳端施加的拉力F=40N,则拉力的功率为 W,该滑轮组的机械效率为 。
15.如图所示,在拉力F作用下,物体在水平桌面上以一定的速度向左匀速运动,绳子自由端5s内移动了6m,已知A的重力为200N,地面对物体的摩擦力为80N;若不计滑轮重,绳重及绳与轮的摩擦,拉力F为 N;若该装置的机械效率为80%,绳自由端的拉力做的总功是 J。
三、作图题
16.组装如图所示的滑轮组,画出滑轮组的绕线,使绳子自由端最省力。
17.如图所示,画出滑轮组的绕线方式,使所用拉力最小。
18.
(1)如图所示,将装有90°C热牛奶的奶瓶放入20°C的水中,15min后,水和牛奶的温度均为40°C,试在图乙中分别画出容器中水的温度和奶瓶中牛奶的温度随时间变化的大致图象。
(2)小林要提起重800N的物体,但是他的最大拉力只有300N,请你帮他在图中画出最省
力的绕绳方法。
(3)一单摆小球,从A点放手后,经最低点B荡至另一侧的C点,若不考虑能量损失,请在图上画出C点所在位置。
19.
(1)图甲中,请利用平面镜成像特点画出烛焰S点的像S',并画出眼睛A点看到像S'的光路图;
(2)图乙是一款升降座椅装置,其简图如图丙、请在图丙中画出滑轮组的绕线情况,要求绳子的末端绕至按钮处。
四、实验探究题
20.
(1)在“探究杠杆的平衡条件”实验中,应先调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,如发现杠杆左端偏高,则可将右端的平衡螺母向 调节。
(2)如图是小洋某次实验的情景,已知杠杆每格长5cm,钩码每个重2N,请你把弹簧测力计的示数填入下表。
实验序号 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm
K 20 6.0 10
(3)上述实验数据不符合杠杆平衡条件,出现问题的原因是
21.以下是小桂“探究杠杆的平衡条件”的实验。
(1)实验前,杠杆静止时如图所示,接下来小桂应将平衡螺母向 端调节,使杠杆处于水平平衡状态;
(2)调节好后,小桂在杠杆两边挂上不同数量的钩码,并不断调节悬挂位置直至杠杆在 位置平衡,将实验数据记录在下表后,分析得出杠杆的平衡条件: ;
动力F1/N 动力臂L1/m 阻力F2/N 阻力臂L2/m
2 5 1 10
(3)小桂仅凭一组实验数据就得出结论的做法是否科学?答:
。
22.小梅在物理老师的指导下,利用一个重物、细线、若干钩码及杠杆来探究“杠杆平衡的条件”。
(1)实验前,为便于力臂的测量,她应通过调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在 位置平衡。
(2)实验时,小梅决定先保持阻力 和阻力臂 不变,探究“杠杆平衡时,动力臂和动力之间的关系”。于是,她用细线将重物固定到杠杆左侧某一位置处;然后在杠杆右侧用细线悬挂一个钩码,移动其悬挂的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,如图所示。将动力 和动力臂 记录下来。接下来,她要改变 ,再移动其悬挂的位置,多次重复前面的实验,并把相应的数据记录下来。
(3)小梅通过实验得到的实验数据如表1所示。
表1 保持阻力 和阻力臂 不变,探究杠杆平衡时动力臂和动力之间的关系
实验序号 动力 动力臂
1 0.5 0.20
2 1.0 0.10
3 1.5 0.07
4 2.0 0.05
5 2.5 0.04
分析表1中的数据,小梅得出的结论:保持阻力和阻力臂不变,杠杆平衡时,动力臂 跟动力 成 关系。
(4)在前面实验的基础上,小梅进一步猜想:在更普遍的情况下,杠杆平衡时可能满足“动力 动力臂 阻力 阻力臂 ”。为了验证小梅的这个猜想,小丽通过实验得到的实验数据如表2所示。
表2 探究杠杆平衡时,动力 、动力臂 和阻力 、阻力臂 之间的关系
实验序号 动力 动力臂 阻力 阻力臂
1 1.0 0.10 1.0 0.10
2 1.5 0.08 1.5 0.08
3 2.0 0.07 2.0 0.07
小梅认为,表2中小丽的实验数据缺乏普遍性,用来验证她的猜想不够充分,于是对小丽的实验和收集数据提出了具体的建议。小梅的建议:小丽还要在 的情况下进行实验和收集数据。
五、计算题
23.小强推着小车,30s内在水平地面上匀速前进了15m,如果水平推力为200N。试计算:
(1)小强推着小车的阻力。
(2)在此过程中小强对小车做的功。
(3)小强推小车的功率。
24.如图所示,用300N的力F1直接将物体B匀速提升1m,现借助滑轮组用力F2向下拉,把B匀速提升相同高度,滑轮组的机械效率为60%。
(1)按题意在图滑轮组中画出正确的连线方式;
(2)F1做了多少功?
(3)滑轮组的总功是多少?
(4)F2的大小是多少?
25.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。
26.身高1.7m.重力为500N的小乐同学在作行课上做俯卧撑运动,此时将他规为一个杠杆如图所示。他的重心在A点。则:(g取10N/kg)
(1)若他将身体撑起,地面对手的作用力至少要多大?
(2)将身体撑起,每次肩膀上升的距离为0.3m,做一个俯卧撑做功多少J?
(3)他在1min内做了15个俯卧撑,他的功率是多少W?
27.用如图所示的滑轮组从水中提升物体M,已知被提升的物体M质量为 ,M的体积为 ,在M物体未露出水面的过程中,绳子自由端的拉力F将物体M以 的速度匀速提升了10m高度,此过程中,拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示,不计绳重和摩擦力大小。求:( )
(1)物体M的重力;
(2)动滑轮下端挂钩上的绳子拉力;
(3)滑轮组提升重物的机械效率。
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】A.提着水桶在水平地面上匀速前进,力与距离垂直,故不做功,A不符合题意;
B.举着杠铃原地不动,没有距离,故无功,B不符合题意;
C.用力搬石头但没有搬动,有力,但是没有距离,故不做功,C不符合题意;
D.推着小车在水平路面上匀速前进,有水平方向上的力,且在力的方向上移动了距离,故做了功,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】当物体在力的方向上移动一段距离时,外力才做功,结合物体的受力情况的移动方向判断即可。
2.【答案】C
【解析】【解答】健身教练通过改变音乐的节奏来控制健身操的运动情况,改变节奏时,会改变做动作的时间,但是健身者所用的力和通过的距离不变,因此做一个动作所做的功不变,由于做功不变,而时间发生率变化,所以整个运动过程的功率会发生变化。
故答案为:C。
【分析】功率表示做功的快慢,改变快慢可以改变功率大小。
3.【答案】D
【解析】【解答】如图所示滑轮是个定滑轮,定滑轮的本质是个等臂杠杆,当力的方向改变时,力臂不变,所以力的大小不变,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】定滑轮可以改变力的方向,不改变力的大小。
4.【答案】C
【解析】【解答】A.铅垂线应用了重力的方向是竖直向下的,A符合题意,A项不符合题意;
B.定滑轮的实质是等臂杠杆,B符合题意,B项不符合题意;
C.扬声器的原理是磁场对电流的作用,C项错误,C项符合题意;
D.电风扇的原理是磁场对电流的作用,D项正确,D项不符合题意。
故答案为:C。
【分析】铅垂线应用了重力的方向是竖直向下的;定滑轮的实质是等臂杠杆;扬声器的原理是磁场对电流的作用;电风扇的原理是磁场对电流的作用。
5.【答案】B
【解析】【解答】由图可知,使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2。
A.不计绳重与摩擦,绳子自由端的拉力
拉力端移动的距离s=2h=2×1m=2m
拉力F所做的功W总=Fs=3N×2m=6J
A不符合题意;
B.拉力F做功的功率
B符合题意;
C.不计绳重和摩擦,拉力F所做的额外功W额=G动h=1N×1m=1J
C不符合题意;
D.有用功W有=Gh=5N×1m=5J
滑轮组的机械效率
D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】不计绳重与摩擦,绳子自由端的拉力 ,再利用W总=Fs=Fnh求得拉力F所做的功,进一步利用求得拉力F做功的功率;利用W额=G动h求得拉力F所做的额外功;利用W有=Gh求得有用功,再利用求得滑轮组的机械效率。
6.【答案】A
【解析】【解答】A.滑轮的质量相等,重物提升相同高度,滑轮上升高度相同,摩擦和绳重不计,两种方式所做的额外功相等,A符合题意;
B.滑轮的质量相等,提升同一重物,甲乙两图都是2股绳拉滑轮,拉力相等,B不符合题意;
C.重物提升相同高度,甲乙两图都是2股绳拉滑轮,绳子自由端移动距离相等,C不符合题意;
D.滑轮组机械效率与重物上升的高度无关,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】使用相同的动滑轮时,高度变化相同,额外功相等;提升相同物体时,滑轮组绳子股数越多越省力;滑轮组的机械效率和高度无关。
7.【答案】C
【解析】【解答】A.甲图中绳子股数 ,绳子自由端移动的距离
甲图中所做的总功
乙图中绳子股数 ,绳子自由端移动的距离
乙图中所做的总功
两种方法中所做的总功不一样,A不符合题意;
B.F1做功快慢
F2做功快慢
F1做功与F2做功快慢不相等,B不符合题意;
C.甲图中做的有用功
甲的机械效率
乙图中做的有用功
乙的机械效率
甲的机械效率等于乙的机械效率,C符合题意;
D.在不计绳重和摩擦的情况下,可以根据 ,求出甲图中动滑轮的重力,但由于题中没有说明不计绳重和摩擦,所以不能求出动滑轮的重力,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】用滑轮组提升物体,拉力作的功为总功,克服重力做的功为有用功,两者相除即为机械效率。
8.【答案】D
【解析】【解答】解:由图可知,作用在动滑轮上绳子的股数为2;
设一块砖的重力为G,
绳重及摩擦均忽略不计,由F= (G+G动)可得这3次的拉力分别为:
F1= (G+G动),F2= (2G+G动),F3= (3G+G动);
则F1+F2= (G+G动)+ (2G+G动)= (3G+2G动)> (3G+G动);
因此F1+F2>F3;A不符合题意;
(F1+F2)s>F3s;即W1+W2>W3,B不符合题意;
根据公式W=Gh可知,所做的有用功时相同的,则:P1= ,P2= ,P3= ,则P1+P2=P3;D符合题意
根据做功的公式W=Fs可知,s相同,则绳重及摩擦均忽略不计,由η= = = = 可得,动滑轮的重一定,物重越大,滑轮组的机械效率越大,即η1<η2<η3;C不符合题意。
故答案为:D
【分析】滑轮组上的拉力等于总重力的n分之一,拉力乘以距离计算总功,物体重力乘高度计算有用功,有用功和总功的比值计算机械效率。
9.【答案】重力;不做功
【解析】【解答】踢出去的足球受竖直向下的重力,会回到地面。
落回地面的足球在草地上滚动的过程中,脚的作用力已消失,虽然移动距离,但没有力,所以人对足球不做功。
【分析】物体受到重力使物体下落;关系在由于惯性继续运动,没有力对物体做功。
10.【答案】额外;减小动滑轮重量(减小滑轮转动摩擦)
【解析】【解答】用滑轮组提升重物时,因为要克服动滑轮的重力做功,克服绳子与滑轮之间的摩擦做功,故要不可避免的做额外功。如果要提高滑轮组机械效率,可以通过提升物重、减小动滑轮的重力、减小绳子与滑轮之间的摩擦等方法来提高滑轮组的机械效率。
【分析】用滑轮组提升重物时,克服动滑轮的重力做额外功;提高滑轮组机械效率,可以通过提升物重、减小动滑轮的重力。
11.【答案】40;10
【解析】【解答】由图象知道,在3~5s内的运动速度v3 =1m/s,推力F3 =20N,由 知道,在3-5s内移动的距离为s3 =v3 t3=1m/s×2s=2m
推力做功W=F3 s3 =20N×2m=40J由图丙知道,3到5s时间内,物体做匀速直线运动,由图乙知道,此时f=F=20N
而第2s内F=30N,所以,第2s木块所受的合力为F合 =F-f=30N-20N=10N
【分析】求解外力做功,利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可,即W=Fs;求两个方向相反的力的合力,大小等于两个力相减,方向与较大的力相同。
12.【答案】0;3000;50
【解析】【解答】物体在水平地面上移动,没有在重力的方向上移动距离,所以重力不做功,即重力做功为0J。拉力做的功W=Fs=50N×60m=3000J拉力做功的功率 =50W
【分析】物体受到的力并且在力的方向上移动距离,力对物体做功;根据力和距离的乘积计算功的大小,功和时间的比值计算功率。
13.【答案】50;200
【解析】【解答】用50N的水平方向拉力,拉动小车向东做匀速直线运动,小车受到的拉力与摩擦力是平衡力,即摩擦力大小是f=F=50N由于力沿水平方向拉着小车匀速前进 4m,所以,拉力做的功W=Fs=50N×4m=200J
【分析】二力平衡时,拉力等于摩擦力,利用拉力和移动的距离计算拉力做功多少。
14.【答案】80;75%
【解析】【解答】由图可知,与动滑轮相连的绳子股数为
绳子运动的距离为
拉力做功为
拉力做功的功率为 滑轮组的机械效率为
【分析】根据力和距离的乘积计算功,功和时间的比值计算功率,有用功和总功的比值计算机械效率。
15.【答案】40;300
【解析】【解答】(1)由图知,n=2,不计滑轮重,绳重及绳与轮的摩擦,拉力;
(2)滑轮组做的有用功W有=fs物=80N××6m=240J;
绳子自由端做的总功。
【分析】(1)当使用滑轮组水平拉动物体时,根据计算拉力;
(2)首先根据W有=fs物计算出有用功,再根据计算总功。
16.【答案】
【解析】【解答】该滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成,当承担物重的绳子股数为3时最省力,画出滑轮组的绕线图如图所示:
【分析】滑轮组最省力时,动滑轮上绳子股数最多。
17.【答案】解:如图所示:
【解析】【解答】如图所示,该滑轮组是由一个定滑轮一个动滑轮组成,动滑轮上最多有三根绳子分担,此时的拉力最小,故先将绳子的一端固定在动滑轮的上面的钩子上,绕过定滑轮后再绕动滑轮,故如下图所示:
【分析】使用滑轮时,动滑轮上绳子的股数越多,越省力。
18.【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】【解答】(1)热牛奶在冷水中要降温,冷水会升温,经过了15min到达热平衡,此时温度为40℃,如图
;
(2)滑轮最省力时,是在动滑轮上绳子股数较多,则绕线为
;
(3)小球在摆动时,若无能量损失,则上升的高度和下落的高度相同,如图
。
【分析】(1)根据物体的温度变化,结合时间画图;(2)根据绳子股数,绕线;(3)物体的能量在变化中若总量不变,若动能最小,在重力势能最大。
19.【答案】(1)解:如图所示:
(2)解:如图所示:
【解析】【解答】(1)从S点做平面镜的垂线,根据物像到平面镜距离相等做出像点S′,连接A与像点S′,与镜面相交于一点即为入射点,分别连接入射点和A、S,即为光线,如下图所示:
(2)人在地上拉,从动滑轮开始绕线,最后到按钮处,如图所示:
【分析】(1)当光发生折射时,根据光的折射规律,结合入射角和折射角的大小关系作图即可;
(2)在滑轮组中,与动滑轮接触的绳子的段数越多,那么这个滑轮组就越省力,但是也越费距离,结合题目要求设计滑轮组的绕线方式即可。
20.【答案】(1)左
(2)3.8
(3)弹簧测力计没有竖直向下拉杠杆
【解析】【解答】(1)因为杠杆左端偏高,说明杠杆向右沉,所以应该向左调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡。
(2)由图可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,弹簧测力计的示数为3.8N。
(3)由图可知,弹簧测力计没有竖直向下拉杠杆,所以动力臂不是20cm,所以根据表中的数据不能得出杠杆平衡的条件。
【分析】(1)调节杠杆平衡,杠杆的哪一端高就把平衡螺母往哪端调,最后使杠杆在水平位置平衡;
(2)杠杆处于平衡状态,结合动力、动力臂、阻力、阻力臂,利用杠杆的平衡条件分析求解即可;
(3)根据杠杆的平衡条件分析可得,当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,所需要的动力就越小。
21.【答案】(1)左
(2)水平;F1l1=F2l2
(3)不科学
【解析】【解答】(1)实验前,为了消除杠杆重力对实验的影响,应将杠杆调节在水平位置使杠杆平衡,图中杠杆左高右低,所以平衡螺母应往左调使杠杆处于水平平衡状态。
(2)实验中应通过调节钩码的数量和位置使杠杆在水平位置保持平衡,以便于测量力臂。
根据实验数据可知,动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,所以杠杆的平衡条件是F1l1=F2l2
(3)做法不科学,因为一组实验得出的结论具有偶然性,应当多次实验得出普遍性结论。
【分析】(1)调节杠杆平衡,杠杆的哪一端高就把平衡螺母往哪端调,最后使杠杆在水平位置平衡;杠杆在水平位置平衡,便于测量力臂的大小;
(2)结合表格中的数据分析求解杠杆的平衡条件,即动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂。
(3)在实验中,通过改变物体钩码的各数改变力的大小,通过改变钩码悬挂的位置改变力臂的大小;探究杠杆的平衡条件,应该改变钩码数量和悬挂位置,多次进行实验探究普遍规律。
22.【答案】(1)水平
(2)钩码的数量
(3)反比
(4)动力不等于阻力
【解析】【解答】(1)为便于直接读出力臂的大小,应使杠杆在水平位置平衡,此时力臂与杠杆重合。
(2)探究时需要多次实验得到普遍规律,应改变动力的大小,即改变钩码个数,再移动其悬挂的位置,多次重复前面的实验,并把相应的数据记录下来。
(3)由于此题中保持阻力F2和阻力臂l2不变,利用表格中数据可知,动力和动力臂乘积基本为一定值0.1N·m,可得出结论,保持阻力和阻力臂不变,杠杆平衡时,动力臂l1跟动力F1成反比例关系。
(4)分析表格中数据发现杠杆平衡时,动力和阻力的大小始终没有变化,所以实验数据缺乏普遍性,用来验证她的猜想不够充分,小梅的建议是小丽还要在动力和阻力不相同的情况下进行实验和收集数据。
【分析】(1)调节杠杆平衡,杠杆的哪一端高就把平衡螺母往哪端调,最后使杠杆在水平位置平衡;
(2)(4)在实验中,通过改变物体钩码的各数改变力的大小,通过改变钩码悬挂的位置改变力臂的大小;探究杠杆的平衡条件,应该改变钩码数量和悬挂位置,多次进行实验探究普遍规律;
(3)根据杠杆的平衡条件分析可得,当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,所需要的动力就越小。
23.【答案】(1)解:f=F=200N
(2)解:W=Fs=200N×15m=3000J
(3)解:P== =100W。
【解析】【分析】(1)根据二力平衡,结合推力计算摩擦力;(2)根据力和在力的方向上移动距离的乘积计算做功多少;(3)功和时间的比值计算功率的大小。
24.【答案】(1)因为拉力的方向向下,因此滑轮组的连接方式如下
(2)用F1的力直接将物体B匀速提升h,F1所做的功,即有用功
答:F1做功为300J;
(3)滑轮组把B匀速提升相同高度,F2做功是总功,由 可得, F2所做的功
答:滑轮组的总功是500J
(4)绳子拉长的距离 由W=Fs可得,
答:F2的大小是250N。
【解析】【分析】(1)根据滑轮组中绳子移动方向,将滑轮组绕线;(2)根据物体的力和移动距离的乘积计算做功多少;(3)利用有用功和机械效率,计算拉力做的总功;(4)根据总功和拉力的距离,计算拉力的大小。
25.【答案】(1)解: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
答:汽车受到的阻力是2000N
(2)解: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
答:汽车受到的重力是1.6×104N;
(3)解:汽车5min内所做的功W=Fs=2000N×9000m=1.8×107J
答:汽车5min内所做的功是1.8×107J。
【解析】【分析】(1)根据二力平衡,利用牵引力计算阻力;(2)根据质量计算重力大小;(3)利用力和距离的乘积计算做功多少。
26.【答案】(1)由图可知,动力臂l1=0.9m+0.6m=1.5m
阻力臂l2=0.9m,阻力等于重力为G=500N,由杠杆平衡条件可得F1 l1=G l2,即F1×1.5m=500N×0.9m
解得F=300N
即地面对手的作用力为300N。
答:若他将身体撑起,地面对手的作用力至少要300N;
(2)做一个俯卧撑需做功W=Fs=300N×0.3m=90J
即做一个俯卧撑需做功90J。
答: 将身体撑起,每次肩膀上升的距离为0.3m,做一个俯卧撑需做功90J;
(3)1min做的总功W总=15×90J=1350J
功率P= = =22.5W
即他的功率是22.5W。
答:若他在1min内做了15个俯卧撑,他的功率是22.5W。
【解析】【分析】(1)利用杠杆平衡的条件可以求出地面对手的作用力。
(2)根据W=Fs即可求出做一个俯卧撑需做功多少。
(3)根据:P=即可求出做功的功率。
27.【答案】(1)解:物体M的重力G物=mg=80kg×10N/kg=800N
答:物体M的重力为800N;
(2)解:由于物体未露出水面,完全浸没在水中,所以V排= V物,物体受到的浮力
当物体在水里匀速上升时受三个力的作用,物体的重力、浮力和绳子的拉力,处于三力平衡,则F绳=G物-F浮=800N-60N=740N
答:动滑轮下端挂钩上的绳子拉力为740N;
(3)解:物体运动的时间
根据图乙可知,此时绳自由端拉力 F做的总功是8000J,滑轮组做的有用功W有=F绳×h物=740N×10m=7400J
滑轮组提升重物的机械效率
答:滑轮组提升重物的机械效率为 。
【解析】【分析】(1)利用G=mg计算物体的重力。
(2)利用F浮=ρ水gV排求出物体M受到的浮力,然后利用力的合成计算动滑轮下端挂钩上的绳子拉力。
(3)根据公式W有=(G-F浮)h计算拉力F对所提升物体M做的有用功。由图乙可知此时拉力做的功,即总功,再据机械效率的计算公式计算即可。