浙教版科学 九年级上 第三章 第3节 能量转化的量度
一、单选题
1.(2020九上·吴兴期末)某学生从底楼匀速走上二楼,第一次花了30秒,第二次花了20秒。对于两次上楼,下列说法正确的是( )
A.第一次做功较多,且功率也大
B.第二次做功较多,且功率也大
C.两次做功一样多,第一次做功的功率小
D.两次做功相等,第二次做功的功率小
2.(华师大版初中科学九年级上学期 5.3功与机械效率(第1课时))对物体做功的理解,下列说法正确的是( )
A.作用在物体上的力越大,力对物体所做的功越多
B.物体通过的路程越长,作用在物体上的力对物体所做的功越多
C.有力作用在物体上,这个力就一定对物体做功
D.有力作用在物体上,物体在这个力的方向上通过了一段距离,这个力对物体做了功
3.(华师大版初中科学九年级上学期 5.3功与机械效率(第1课时))下列生活实例中,力对物体做功的有( )
A.甲和乙 B.甲和丙 C.乙和丙 D.丙和丁
4.(2020·上城模拟)小金跳绳测试1分钟跳了200次,这一过程中他克服重力所做的功约为( )
A.3J B.30J C.300J D.3000J
5.(2019九上·婺城期中)如图所示,用大小相等的拉力F,分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱,在力的作用下移动的距离SAB=SCD,比较两种情况下拉力F所做的功及其功率( )
A.AB段做功较多 B.CD段做功较多
C.AB段与CD段做的功一样多 D.AB段的功率比CD段的功率大
6.(2019九上·余杭期中)关于功、功率,下列说法中正确的是( )
A.物体受力且运动时,力对物体就做了功
B.功率大的机器做功一定多
C.功率大的机器做功就快
D.做功快的机器做功一定多
7.(2019九上·余杭期中)一位中学生从普通居民楼的一楼走到三楼,他克服自身重力做功大约为( )
A.300焦 B.3000焦 C.30000焦 D.没有做功
8.(2019九上·杭州月考)一位初三同学在体育考试时完成标准的引体向上10次,该同学总共克服重力做功大约为( )
A.1000焦 B.3000焦 C.6000焦 D.9000焦
9.(华师大版科学九年级上册 5.3 功与机械效率(1))水平桌面上的文具盒在水平方向的拉力作用下,沿拉力的方向移动一段距离.则下列判断正确的是( )
A.文具盒所受重力做了功 B.文具盒所受支持力做了功
C.文具盒所受拉力做了功 D.没有力对文具盒做功
10.(华师大版科学九年级上册 5.3 功与机械效率(1))留心生活皆学问。在我们的餐桌上也有很多物理知识,如图所示,下面说法中正确的是( )
A.碗放在桌面上,桌子对碗做了功
B.把碗从桌面上端起来,手对碗做了功
C.吃饭时,手端着碗不动,手对碗做了功
D.吃饭时,人坐在凳子上,凳子对人做了功
二、填空题
11.(华师大版初中科学九年级上学期 5.3功与机械效率(第2课时))新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜爱。小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上匀速行驶12km,用时10min。已知该车的总质量为1.6×103kg,行驶中阻力为车重的0.05倍,此过程中该车牵引力做功 J,功率为 kW(g取10N/kg)。
12.(华师大版初中科学九年级上学期 5.3功与机械效率(第2课时))某同学在10s内做了5个“引体向上”,他的质量为60kg,每次上升的高度为40cm。该同学做一次“引体向上”克服重力做的功是 J,10s内做功的功率为 W(g取10N/kg)。
13.(2019九上·奉化期末)如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC都用了4秒的时间从底部匀速拉到顶点A。已知,施加的力分别为F1=4N、F2=5N,且平行于各自斜面向上,斜面AB长0.5m。则拉力F1的功率为 W,斜面AC的长为 m。
14.( 浙教版科学2018-2019学年九年级上学期 3.3 功(第1课时) 同步练习)小明同学用40牛的水平推力推着重100牛的书箱在水平地面上前进了2米,松开手后,书箱仍向前滑行了1米,整个过程中小明做功 焦,书箱的重力做功 焦。
15.( 浙教版科学2018-2019学年九年级上学期 3.3 功(第1课时) 同步练习)如图所示的单摆,让小球从A点静止释放,小球从A点向B点摆动的过程中,小球受到的重力对小球 功,细绳对小球的拉力 功。(填“做”或“不做”)
三、实验探究题
16.(2019九上·浦江月考)风车是利用风力做功的装置。小明制作了一架小风车,他想粗略测定风车在一定风速下做功的功率,实验装置如图所示。
(1)观察实验装置,小明是通过测量 来测定风车做功的功率。
(2)除了图中的实验器材,还必需的测量工具有:天平、 和秒表。
(3)实验时,逐渐增加挂在细线下的回形针数量,直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止。若测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m,则风车做功的功率表达式为 。
17.全国各地每年的中考体育测试中,引体向上都是一项重要的考试项目,要粗测某同学做引体向上的功率。
(1)已经测出他的质量m,还要测出哪些物理量,如何测量?(同时用字母表示这些要测量的物理量)
(2)用测出的物理量写出计算功率的表达式。
四、解答题
18.(2019九上·新昌期末)2019年9月30日新昌首批“小马骑行”共享电单车(如图)正式投入使用。其部分参数如表所示。假定共享电单车在水平骑行过程中受到的阻力始终为40牛。
项目 参数
整车质量(千克) 20
共享电单车最大功率(瓦) 200
(1)小敏在水平地面骑行时,共享电单车重力做功为 焦。
(2)小敏在水平公路上骑共享电单车,匀速行驶1千米过程中牵引力做了多少功?
(3)若小敏骑行过程中共享电单车以最大功率输出,匀速行驶时的车速为多少千米/时?
19.(2019九上·婺城期中)电梯的简化模型如图甲所示,考虑安全、舒适、省时等因素,电梯速度要经过增大、不变和减小的过程。这一过程是通过改变拉力大小来实现的。某次上升过程中电梯所受拉力F随上升高度h变化的图像如图乙所示。这个过程用时1分钟,求这个过程中:
(1)拉力做的功;
(2)拉力做功的功率。
20.(2018九上·杭州期中)跳伞是一项极具挑战的运动,现在越来越受到人们的喜爱。在某次跳伞训练过程中,一体重为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下,其速度与时间的关系如图所示,经15s下落210m后,继续匀速下落直至落地,整个过程用时30s,求在这个过程中:
(1)整个过程中重力做的功;
(2)匀速下降时重力做功的功率。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据公式W=Gh比较两次做功的多少,再根据公式分析功率的大小关系。
【解答】该同学的体重相同,从一楼到二楼的高度相同,
根据公式W=Gh可知,两次做功一样多;
根据公式可知,当做功多少相同时,功率与时间成反比。
因为t1>t2,
所以P1
故选C。
2.【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】根据做功的公式W=Fs分析即可。
【解答】根据W=Fs可知,物体做功的大小与作用在物体上的力F和物体在力的方向上通过的距离大小有关,它们共同决定了做功的大小。如果只知道一个量的大小,不知道另一个量的大小,无法比较做功的大小,故A、B错误;
有力作用在物体上,物体还要在力的方向上通过距离,这个力才会对物体做功,故C错误,D正确。
故选D。
3.【答案】B
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】做功的两个要素:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过的距离,据此判断物体是否做功。
【解答】甲:小车受到水平向左的推力,且在这个方向上通过了距离,因此推力对小车做功;
乙:人对滑板的提力竖直向上,而滑板在水平方向运动,二者方向不一致,因此不对滑板做功;
丙:绳子对物体的拉力向上,且物体在竖直向上的方向上通过距离,因此对物体做功;
丁:石头受到了支持力,但是没有在力的方向上通过距离,因此不对石头做功。
那么力对物体做功的是甲和丙。
故选B。
4.【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】首先根据W=Gh计算一次做的功,然后再乘以次数即可。
【解答】小金的体重大约50kg,每次跳起大约3cm,
那么1min他克服重力做功:W=Gh=50kg×10N/kg×(0.03m×200)=3000J。
故选D。
5.【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】已知拉力和距离根据公式W=Fs比较做功的大小;已知做功的大小和时间,根据公式比较功率的大小。
【解答】两个拉力F大小相等,且 移动的距离SAB=SCD, 根据公式W=Fs可知,两种情况下拉力F做的功大小相等,故A、B错误,而C正确;
木箱在斜面上运动时间长,根据公式可知,AB段的功率比CD端的功率大,故D错误。
故选C。
6.【答案】C
【知识点】力是否做功的判断;功率
【解析】【分析】(1)做功的两个要素:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过距离;
(2)功率就是表示物体做功快慢的物理量;
(3)根据公式W=Pt可知,做功的多少与功率的大小和时间决定。
【解答】A.如果物体受力,但是没有在力的方向上通过距离,那么力对物体不做功,故A错误;
B.当时间一定时,功率大的机器做功一定多,没有限制时间相同,故B错误;
C.功率就是表示物体做功快慢的,因此功率大的机器做功就快,故C正确;
D.当时间一定时,做功快(功率大)的机器做功一定多,没有限制时间相同,故D错误。
故选C。
7.【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】(1)一个普通中学生的质量大约50kg;一层楼大约高3m;
(2)首先根据G=mg计算出中学生的体重,然后根据W=Gh计算克服重力做的功。
【解答】中学生的体重大约:g=mg=50kg×10kg=500N;
他克服自身重力做功大约:W=Gh=500N×(3-1)×3m=3000J。
故选B。
8.【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】本题求出重力做功的所用公式为W=mgh。
【解答】一位初三同学体重为60kg,W=mgh=6000×0.5J=3000焦
故答案为:B
9.【答案】C
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】根据公式W=Fs可知,功由作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离决定,据此判断即可。
【解答】A.文具盒所受重力方向竖直向下,但是它没有在这个方向上通过距离,因此重力不做功,故A错误;
B.文具盒所受支持力竖直向上,但是它没有在这个方向上通过距离,因此支持力不做功,故B错误;
C.文具盒所受拉力沿水平方向,且它在拉力的方向上通过一段距离,因此拉力做功,故C正确;
D.根据上面分析,拉力对文具盒做了功,故D错误。
故选C。
10.【答案】B
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】根据公式W=Fs可知,功由作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离决定,据此判断即可。
【解答】A.碗放在桌面上,桌子对碗有向上的支持力,但是桌子没有在这个方向上通过距离,因此桌子对碗不做功,故A错误;
B.把碗从桌面上端起来,手对碗的作用力竖直向上,且碗在这个方向上通过距离,因此手对碗做了功,故B正确;
C.吃饭时,手端着碗对碗有向上的支持力,但是碗没有在这个方向上通过距离,因此手不做功,故C错误;
D.吃饭时,人坐在凳子上,凳子对人有向上的支持力,但是人没有在这个方向上通过距离,因此凳子对人不做功,故D错误。
故选B。
11.【答案】9.6×106;16
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)首先根据f=0.5G计算出汽车受到的阻力,然后根据二力平衡计算汽车的牵引力,最后根据W=Fs计算牵引力做的功;
(2)根据公式计算功率。
【解答】(1)汽车受到的阻力f=0.5G=0.5×(1.6×103kg×10N/kg)=8×103N;
根据二力平衡的知识得到,汽车的牵引力等于阻力,即F=f=8×103N;
那么牵引力做的功为:W=Fs=8×103N×12000m=9.6×106J;
(2)牵引力做功的功率:。
12.【答案】240;120
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据W=Gh计算出一次克服重力做的功;
(2)根据W总=nW计算克服重力做的总功,再根据公式计算10s内做功的功率。
【解答】(1)一次克服重力做功W=Gh=60kg×10N/kg×0.4m=240J;
(2)10s内做的总功W总=nW=240J×5=1200J;
做功的功率。
13.【答案】0.5;0.4
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】(1)首先根据W1=F1s1计算出拉力F1做的功,再根据计算它的功率;
(2)斜面光滑不做额外功,因此两个拉力所做的功大小相等,即W2=W1;根据公式计算斜面AC的长度即可。
【解答】(1)拉力F1做的功W1=F1s1=4N×0.5m=2J;
拉力F1的功率:。
(2)斜面光滑不做额外功,因此两个拉力所做的功大小相等,即W2=W1=2J;
拉力F2的功率为:。
14.【答案】80;0
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】知道水平推力和水平方向上移动的距离,可利用功W=Fs计算推力做的功;书箱受到重力与物体移动的方向垂直,所以重力不做功.
【解答】水平推力推着书箱在水平地面上前进了2m时,推力对箱子做了功,松开手后,书箱靠惯性仍向前滑行了1m,小明没有做功,整个过程中小明对书箱一共做的功:W=Fs=40N×2m=80J;书箱的重力不做功,即重力做功为0J.
15.【答案】做;不做
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】解答本题的关键是知道物体必须在力的作用下通过了距离,力对物体才做功.
【解答】小球从A点向B点摆动的过程中,小球的高度降低,在重力的方向上移动了一段距离,所以小球受到的重力对小球做功;细绳对小球的拉力方向与小球的运动方向垂直,小球没有在拉力的作用下移动距离,故细绳对小球的拉力不做功.
16.【答案】(1)提升回形针做功的功率
(2)刻度尺
(3)P=hmg/t ⑷如果选用较粗重的线做实验,则与选用较细的线相比,测得风车的功率值 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。 偏小
【知识点】功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)风车转动时,会将回形针提升,克服回形针的重力做功,因此对回形针做功的功率越大,说明风车做功的功率越大;
(2)根据实验要求,确定测量的物理量,进而确定所需的测量工具;
(3)首先根据W=Gh计算风车做的功,再根据公式计算做功的功率;
(4)如果考虑线的重力,那么风车其实在对回形针和线做功;如果线的重力较大,那么对线做功较多,而对回形针做的功较小,自然测定的风车功率就会偏小。
【解答】(1)观察实验装置,小明是通过测量提升回形针做功的功率来测定风车做功的功率。
(2)在实验中,要测量回形针的质量,因此需要天平;测量回形针上升的高度,因此需要刻度尺;测量回形针上升所用的时间,因此需要秒表;
(3)风车对回形针做的功为W=Gh=mgh;
风车做功的功率为:;
(4)如果选用较粗重的线做实验,则与选用较细的线相比,测得风车的功率值偏小。
17.【答案】(1)测出他的质量m,测量他的手臂长度h和做引体向上所用的时间t
(2)
【知识点】功率计算公式的应用
【解析】【解答】 (1)因为克服重力做功的功率 ,表达式中g为常量。故可用磅秤测量该同学物质量m,用米尺测量他的手臂长度h,用秒表测量做引体向上所用的时间t;(2)据此分析功率表达式为
【分析】利用功率的计算公式写出功率表达式即可判断需要测量的物理量。
18.【答案】(1)0
(2)因为共享电单车做匀速直线运动,所以F=f=40N,W=Fs=40N×1000m=4×104J
(3)v=s/t=W/Ft=P/F=200W/40N=5m/s=18km/h
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据公式W=Gh计算单车的重力做功的大小;
(2)首先根据二力平衡计算出单车受到的牵引力,即F=f,然后根据W=Fs计算牵引力所做的功;
(3)根据公式P=Fv计算单车的车速。
【解答】(1)小敏在水平地面骑行时,单车在竖直方向上通过的距离为0;根据公式W=Gh可知,共享单车重力做功0J;
(2) 因为共享电单车做匀速直线运动,
所以单车受到的牵引力F=f=40N;
那么牵引力做的功为:W=Fs=40N×1000m=4×104J 。
(3)匀速行驶时的车速为:。
19.【答案】(1) 根据乙图可知,
从0~4m拉力做功:W1=F1s1=2.5×104N×4m=105J;
从4~44m拉力做功:W2=F2s2=2.0×104N×(44m-4m)=8×105J;
从44~48m拉力做功:W3=F3s3=1.5×104N×(48m-44m)=0.6×105J;
那么拉力做的功为:W总=W1+W2+W3=105J+8×105J+0.6×105J=9.6×105J;
(2)拉力做功的功率为:。
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)首先根据乙图确定三个时间段内拉力F和上升的高度,然后根据W=fs分别计算出对应的功,最后将三个功相加即可;
(2)已知拉力做的功和时间根据公式计算拉力的功率。
20.【答案】(1)解:由题可知,运动员在0﹣15s下落的路程为s前=210m,
由图象可知,15s后运动员以6m/s的速度做匀速直线运动,
则运动员在15﹣30s通过的路程为:s后=vt后=6m/s×15s=90m;
运动员通过的总路程为:s=s前+s后=210m+90m=300m,
运动员下落的高度为:h=s=300m;
所以重力做的功: W=Gh=500N×300m=1.5×105J
(2)匀速下降时,重力做功的功率:P=Fv=Gv=500N×6m/s=3×103W;
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】重力做的功为W=Gh,其中G为运动员自身的重力,h为运动员下落的高度;匀速下降时重力做功的功率P=Fv=Gv;
1 / 1浙教版科学 九年级上 第三章 第3节 能量转化的量度
一、单选题
1.(2020九上·吴兴期末)某学生从底楼匀速走上二楼,第一次花了30秒,第二次花了20秒。对于两次上楼,下列说法正确的是( )
A.第一次做功较多,且功率也大
B.第二次做功较多,且功率也大
C.两次做功一样多,第一次做功的功率小
D.两次做功相等,第二次做功的功率小
【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据公式W=Gh比较两次做功的多少,再根据公式分析功率的大小关系。
【解答】该同学的体重相同,从一楼到二楼的高度相同,
根据公式W=Gh可知,两次做功一样多;
根据公式可知,当做功多少相同时,功率与时间成反比。
因为t1>t2,
所以P1故选C。
2.(华师大版初中科学九年级上学期 5.3功与机械效率(第1课时))对物体做功的理解,下列说法正确的是( )
A.作用在物体上的力越大,力对物体所做的功越多
B.物体通过的路程越长,作用在物体上的力对物体所做的功越多
C.有力作用在物体上,这个力就一定对物体做功
D.有力作用在物体上,物体在这个力的方向上通过了一段距离,这个力对物体做了功
【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】根据做功的公式W=Fs分析即可。
【解答】根据W=Fs可知,物体做功的大小与作用在物体上的力F和物体在力的方向上通过的距离大小有关,它们共同决定了做功的大小。如果只知道一个量的大小,不知道另一个量的大小,无法比较做功的大小,故A、B错误;
有力作用在物体上,物体还要在力的方向上通过距离,这个力才会对物体做功,故C错误,D正确。
故选D。
3.(华师大版初中科学九年级上学期 5.3功与机械效率(第1课时))下列生活实例中,力对物体做功的有( )
A.甲和乙 B.甲和丙 C.乙和丙 D.丙和丁
【答案】B
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】做功的两个要素:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过的距离,据此判断物体是否做功。
【解答】甲:小车受到水平向左的推力,且在这个方向上通过了距离,因此推力对小车做功;
乙:人对滑板的提力竖直向上,而滑板在水平方向运动,二者方向不一致,因此不对滑板做功;
丙:绳子对物体的拉力向上,且物体在竖直向上的方向上通过距离,因此对物体做功;
丁:石头受到了支持力,但是没有在力的方向上通过距离,因此不对石头做功。
那么力对物体做功的是甲和丙。
故选B。
4.(2020·上城模拟)小金跳绳测试1分钟跳了200次,这一过程中他克服重力所做的功约为( )
A.3J B.30J C.300J D.3000J
【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】首先根据W=Gh计算一次做的功,然后再乘以次数即可。
【解答】小金的体重大约50kg,每次跳起大约3cm,
那么1min他克服重力做功:W=Gh=50kg×10N/kg×(0.03m×200)=3000J。
故选D。
5.(2019九上·婺城期中)如图所示,用大小相等的拉力F,分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱,在力的作用下移动的距离SAB=SCD,比较两种情况下拉力F所做的功及其功率( )
A.AB段做功较多 B.CD段做功较多
C.AB段与CD段做的功一样多 D.AB段的功率比CD段的功率大
【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】已知拉力和距离根据公式W=Fs比较做功的大小;已知做功的大小和时间,根据公式比较功率的大小。
【解答】两个拉力F大小相等,且 移动的距离SAB=SCD, 根据公式W=Fs可知,两种情况下拉力F做的功大小相等,故A、B错误,而C正确;
木箱在斜面上运动时间长,根据公式可知,AB段的功率比CD端的功率大,故D错误。
故选C。
6.(2019九上·余杭期中)关于功、功率,下列说法中正确的是( )
A.物体受力且运动时,力对物体就做了功
B.功率大的机器做功一定多
C.功率大的机器做功就快
D.做功快的机器做功一定多
【答案】C
【知识点】力是否做功的判断;功率
【解析】【分析】(1)做功的两个要素:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过距离;
(2)功率就是表示物体做功快慢的物理量;
(3)根据公式W=Pt可知,做功的多少与功率的大小和时间决定。
【解答】A.如果物体受力,但是没有在力的方向上通过距离,那么力对物体不做功,故A错误;
B.当时间一定时,功率大的机器做功一定多,没有限制时间相同,故B错误;
C.功率就是表示物体做功快慢的,因此功率大的机器做功就快,故C正确;
D.当时间一定时,做功快(功率大)的机器做功一定多,没有限制时间相同,故D错误。
故选C。
7.(2019九上·余杭期中)一位中学生从普通居民楼的一楼走到三楼,他克服自身重力做功大约为( )
A.300焦 B.3000焦 C.30000焦 D.没有做功
【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】(1)一个普通中学生的质量大约50kg;一层楼大约高3m;
(2)首先根据G=mg计算出中学生的体重,然后根据W=Gh计算克服重力做的功。
【解答】中学生的体重大约:g=mg=50kg×10kg=500N;
他克服自身重力做功大约:W=Gh=500N×(3-1)×3m=3000J。
故选B。
8.(2019九上·杭州月考)一位初三同学在体育考试时完成标准的引体向上10次,该同学总共克服重力做功大约为( )
A.1000焦 B.3000焦 C.6000焦 D.9000焦
【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】本题求出重力做功的所用公式为W=mgh。
【解答】一位初三同学体重为60kg,W=mgh=6000×0.5J=3000焦
故答案为:B
9.(华师大版科学九年级上册 5.3 功与机械效率(1))水平桌面上的文具盒在水平方向的拉力作用下,沿拉力的方向移动一段距离.则下列判断正确的是( )
A.文具盒所受重力做了功 B.文具盒所受支持力做了功
C.文具盒所受拉力做了功 D.没有力对文具盒做功
【答案】C
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】根据公式W=Fs可知,功由作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离决定,据此判断即可。
【解答】A.文具盒所受重力方向竖直向下,但是它没有在这个方向上通过距离,因此重力不做功,故A错误;
B.文具盒所受支持力竖直向上,但是它没有在这个方向上通过距离,因此支持力不做功,故B错误;
C.文具盒所受拉力沿水平方向,且它在拉力的方向上通过一段距离,因此拉力做功,故C正确;
D.根据上面分析,拉力对文具盒做了功,故D错误。
故选C。
10.(华师大版科学九年级上册 5.3 功与机械效率(1))留心生活皆学问。在我们的餐桌上也有很多物理知识,如图所示,下面说法中正确的是( )
A.碗放在桌面上,桌子对碗做了功
B.把碗从桌面上端起来,手对碗做了功
C.吃饭时,手端着碗不动,手对碗做了功
D.吃饭时,人坐在凳子上,凳子对人做了功
【答案】B
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】根据公式W=Fs可知,功由作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离决定,据此判断即可。
【解答】A.碗放在桌面上,桌子对碗有向上的支持力,但是桌子没有在这个方向上通过距离,因此桌子对碗不做功,故A错误;
B.把碗从桌面上端起来,手对碗的作用力竖直向上,且碗在这个方向上通过距离,因此手对碗做了功,故B正确;
C.吃饭时,手端着碗对碗有向上的支持力,但是碗没有在这个方向上通过距离,因此手不做功,故C错误;
D.吃饭时,人坐在凳子上,凳子对人有向上的支持力,但是人没有在这个方向上通过距离,因此凳子对人不做功,故D错误。
故选B。
二、填空题
11.(华师大版初中科学九年级上学期 5.3功与机械效率(第2课时))新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜爱。小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上匀速行驶12km,用时10min。已知该车的总质量为1.6×103kg,行驶中阻力为车重的0.05倍,此过程中该车牵引力做功 J,功率为 kW(g取10N/kg)。
【答案】9.6×106;16
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)首先根据f=0.5G计算出汽车受到的阻力,然后根据二力平衡计算汽车的牵引力,最后根据W=Fs计算牵引力做的功;
(2)根据公式计算功率。
【解答】(1)汽车受到的阻力f=0.5G=0.5×(1.6×103kg×10N/kg)=8×103N;
根据二力平衡的知识得到,汽车的牵引力等于阻力,即F=f=8×103N;
那么牵引力做的功为:W=Fs=8×103N×12000m=9.6×106J;
(2)牵引力做功的功率:。
12.(华师大版初中科学九年级上学期 5.3功与机械效率(第2课时))某同学在10s内做了5个“引体向上”,他的质量为60kg,每次上升的高度为40cm。该同学做一次“引体向上”克服重力做的功是 J,10s内做功的功率为 W(g取10N/kg)。
【答案】240;120
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据W=Gh计算出一次克服重力做的功;
(2)根据W总=nW计算克服重力做的总功,再根据公式计算10s内做功的功率。
【解答】(1)一次克服重力做功W=Gh=60kg×10N/kg×0.4m=240J;
(2)10s内做的总功W总=nW=240J×5=1200J;
做功的功率。
13.(2019九上·奉化期末)如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC都用了4秒的时间从底部匀速拉到顶点A。已知,施加的力分别为F1=4N、F2=5N,且平行于各自斜面向上,斜面AB长0.5m。则拉力F1的功率为 W,斜面AC的长为 m。
【答案】0.5;0.4
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】(1)首先根据W1=F1s1计算出拉力F1做的功,再根据计算它的功率;
(2)斜面光滑不做额外功,因此两个拉力所做的功大小相等,即W2=W1;根据公式计算斜面AC的长度即可。
【解答】(1)拉力F1做的功W1=F1s1=4N×0.5m=2J;
拉力F1的功率:。
(2)斜面光滑不做额外功,因此两个拉力所做的功大小相等,即W2=W1=2J;
拉力F2的功率为:。
14.( 浙教版科学2018-2019学年九年级上学期 3.3 功(第1课时) 同步练习)小明同学用40牛的水平推力推着重100牛的书箱在水平地面上前进了2米,松开手后,书箱仍向前滑行了1米,整个过程中小明做功 焦,书箱的重力做功 焦。
【答案】80;0
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】知道水平推力和水平方向上移动的距离,可利用功W=Fs计算推力做的功;书箱受到重力与物体移动的方向垂直,所以重力不做功.
【解答】水平推力推着书箱在水平地面上前进了2m时,推力对箱子做了功,松开手后,书箱靠惯性仍向前滑行了1m,小明没有做功,整个过程中小明对书箱一共做的功:W=Fs=40N×2m=80J;书箱的重力不做功,即重力做功为0J.
15.( 浙教版科学2018-2019学年九年级上学期 3.3 功(第1课时) 同步练习)如图所示的单摆,让小球从A点静止释放,小球从A点向B点摆动的过程中,小球受到的重力对小球 功,细绳对小球的拉力 功。(填“做”或“不做”)
【答案】做;不做
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】解答本题的关键是知道物体必须在力的作用下通过了距离,力对物体才做功.
【解答】小球从A点向B点摆动的过程中,小球的高度降低,在重力的方向上移动了一段距离,所以小球受到的重力对小球做功;细绳对小球的拉力方向与小球的运动方向垂直,小球没有在拉力的作用下移动距离,故细绳对小球的拉力不做功.
三、实验探究题
16.(2019九上·浦江月考)风车是利用风力做功的装置。小明制作了一架小风车,他想粗略测定风车在一定风速下做功的功率,实验装置如图所示。
(1)观察实验装置,小明是通过测量 来测定风车做功的功率。
(2)除了图中的实验器材,还必需的测量工具有:天平、 和秒表。
(3)实验时,逐渐增加挂在细线下的回形针数量,直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止。若测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m,则风车做功的功率表达式为 。
【答案】(1)提升回形针做功的功率
(2)刻度尺
(3)P=hmg/t ⑷如果选用较粗重的线做实验,则与选用较细的线相比,测得风车的功率值 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。 偏小
【知识点】功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)风车转动时,会将回形针提升,克服回形针的重力做功,因此对回形针做功的功率越大,说明风车做功的功率越大;
(2)根据实验要求,确定测量的物理量,进而确定所需的测量工具;
(3)首先根据W=Gh计算风车做的功,再根据公式计算做功的功率;
(4)如果考虑线的重力,那么风车其实在对回形针和线做功;如果线的重力较大,那么对线做功较多,而对回形针做的功较小,自然测定的风车功率就会偏小。
【解答】(1)观察实验装置,小明是通过测量提升回形针做功的功率来测定风车做功的功率。
(2)在实验中,要测量回形针的质量,因此需要天平;测量回形针上升的高度,因此需要刻度尺;测量回形针上升所用的时间,因此需要秒表;
(3)风车对回形针做的功为W=Gh=mgh;
风车做功的功率为:;
(4)如果选用较粗重的线做实验,则与选用较细的线相比,测得风车的功率值偏小。
17.全国各地每年的中考体育测试中,引体向上都是一项重要的考试项目,要粗测某同学做引体向上的功率。
(1)已经测出他的质量m,还要测出哪些物理量,如何测量?(同时用字母表示这些要测量的物理量)
(2)用测出的物理量写出计算功率的表达式。
【答案】(1)测出他的质量m,测量他的手臂长度h和做引体向上所用的时间t
(2)
【知识点】功率计算公式的应用
【解析】【解答】 (1)因为克服重力做功的功率 ,表达式中g为常量。故可用磅秤测量该同学物质量m,用米尺测量他的手臂长度h,用秒表测量做引体向上所用的时间t;(2)据此分析功率表达式为
【分析】利用功率的计算公式写出功率表达式即可判断需要测量的物理量。
四、解答题
18.(2019九上·新昌期末)2019年9月30日新昌首批“小马骑行”共享电单车(如图)正式投入使用。其部分参数如表所示。假定共享电单车在水平骑行过程中受到的阻力始终为40牛。
项目 参数
整车质量(千克) 20
共享电单车最大功率(瓦) 200
(1)小敏在水平地面骑行时,共享电单车重力做功为 焦。
(2)小敏在水平公路上骑共享电单车,匀速行驶1千米过程中牵引力做了多少功?
(3)若小敏骑行过程中共享电单车以最大功率输出,匀速行驶时的车速为多少千米/时?
【答案】(1)0
(2)因为共享电单车做匀速直线运动,所以F=f=40N,W=Fs=40N×1000m=4×104J
(3)v=s/t=W/Ft=P/F=200W/40N=5m/s=18km/h
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据公式W=Gh计算单车的重力做功的大小;
(2)首先根据二力平衡计算出单车受到的牵引力,即F=f,然后根据W=Fs计算牵引力所做的功;
(3)根据公式P=Fv计算单车的车速。
【解答】(1)小敏在水平地面骑行时,单车在竖直方向上通过的距离为0;根据公式W=Gh可知,共享单车重力做功0J;
(2) 因为共享电单车做匀速直线运动,
所以单车受到的牵引力F=f=40N;
那么牵引力做的功为:W=Fs=40N×1000m=4×104J 。
(3)匀速行驶时的车速为:。
19.(2019九上·婺城期中)电梯的简化模型如图甲所示,考虑安全、舒适、省时等因素,电梯速度要经过增大、不变和减小的过程。这一过程是通过改变拉力大小来实现的。某次上升过程中电梯所受拉力F随上升高度h变化的图像如图乙所示。这个过程用时1分钟,求这个过程中:
(1)拉力做的功;
(2)拉力做功的功率。
【答案】(1) 根据乙图可知,
从0~4m拉力做功:W1=F1s1=2.5×104N×4m=105J;
从4~44m拉力做功:W2=F2s2=2.0×104N×(44m-4m)=8×105J;
从44~48m拉力做功:W3=F3s3=1.5×104N×(48m-44m)=0.6×105J;
那么拉力做的功为:W总=W1+W2+W3=105J+8×105J+0.6×105J=9.6×105J;
(2)拉力做功的功率为:。
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)首先根据乙图确定三个时间段内拉力F和上升的高度,然后根据W=fs分别计算出对应的功,最后将三个功相加即可;
(2)已知拉力做的功和时间根据公式计算拉力的功率。
20.(2018九上·杭州期中)跳伞是一项极具挑战的运动,现在越来越受到人们的喜爱。在某次跳伞训练过程中,一体重为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下,其速度与时间的关系如图所示,经15s下落210m后,继续匀速下落直至落地,整个过程用时30s,求在这个过程中:
(1)整个过程中重力做的功;
(2)匀速下降时重力做功的功率。
【答案】(1)解:由题可知,运动员在0﹣15s下落的路程为s前=210m,
由图象可知,15s后运动员以6m/s的速度做匀速直线运动,
则运动员在15﹣30s通过的路程为:s后=vt后=6m/s×15s=90m;
运动员通过的总路程为:s=s前+s后=210m+90m=300m,
运动员下落的高度为:h=s=300m;
所以重力做的功: W=Gh=500N×300m=1.5×105J
(2)匀速下降时,重力做功的功率:P=Fv=Gv=500N×6m/s=3×103W;
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】重力做的功为W=Gh,其中G为运动员自身的重力,h为运动员下落的高度;匀速下降时重力做功的功率P=Fv=Gv;
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