浙教版科学九上第3章3.3 能量转化的量度 同步练习

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名称 浙教版科学九上第3章3.3 能量转化的量度 同步练习
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资源类型 试卷
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科目 科学
更新时间 2022-09-05 19:34:45

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浙教版科学九上第3章3.3 能量转化的量度 同步练习
一、单选题
1.(2022九上·吴兴期末)台球比赛中,选手推动球杆前进,击打白球,使白球水平向前撞击红球,对这一过程的分析正确的是(  )
A.击打白球时,手对白球做了功
B.手推动球杆前进时,手对球杆做了功
C.白球撞击红球后,红球滚动时,白球对红球做了功
D.击球后,白球离开球杆向前滚动时,球杆对白球做了功
2.(2021九上·镇海期末)如图所示,要粗略测量小科做“引体向上”时的功率。下面所列的科学量中,不需要测量的是(  )
A.自身的质量 B.每次身体上升的高度
C.单杠的高度 D.完成“引体向上”的时间
3.(2021九上·舟山期末)用弹簧测力计沿竖直方向两次拉着同一物体向上运动t1、t2时间(不计空气阻力),如图所示的s-t图线①、②分别表示这两次运动情况。其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,拉力所做的功分别为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.F14.(2021九上·嘉兴期末)用图像可以直观的表示某些科学量之间的关系。下列图象中的阴影面积不能用来表示相应科学量的是(  )
A.功 B.功
C.电功率 D.电功率
5.(2021九上·舟山月考)如图,AB、AC、AD为三个光滑斜面,其中AD为曲面,小球M从A点分别沿三个面自由滑下,撞击放在B、C、D三点完全相同的物块上,物块在粗糙程度相同的同一水平面上移动相同距离停下,则(  )
A.物块克服阻力做功一样多 B.小球M对B点的动能最大
C.物块克服阻力做功C点最大 D.小球M对D点的动能最小
6.(2021九上·义乌期中)如图所示,一个物体由A点从静止开始下落,相继经过B、C两点,AB=BC。物体在AB段重力做功W1,做功功率P1;在BC段重力做功W2,做功功率P2,则下列关系正确的是(  )
A.W1≠W2,P1≠P2 B.W1=W2,P1=P2
C.W1=W2,P1>P2 D.W1=W2,P1<P2
7.(2021九上·义乌期中)如图所示,用大小相等的拉力F分别沿斜面和水平面拉同一个木箱,拉力方向和运动方向始终一致。斜面AB粗糙,长度为SAB, 水平面CD光滑,长度为SCD, 运动时间分别为tAB、tCD,运动速度分别为VAB、VCD。则(  )
A.若SAB=SCD,则拉力在AB段做功较多
B.若SAB>SCD且tAB=tCD,则拉力在AB段做功较快
C.若SAB=SCD且tAB>tCD,则拉力在AB段做功较快
D.若VAB=VCD,则拉力在AB段和CD段做功一样多
8.(2021九上·诸暨期中)如图所示,用大小相等的拉力F分别沿斜面和水平面拉同一个木箱,拉力方向和运动方向始终一致。斜面AB粗糙,长度为SAB , 水平面CD光滑,长度为SCD , 运动时间分别为tAB、tCD , 运动速度分别为vAB、vCD。则(  )
A.若SAB=SCD , 则拉力在AB段做功较多
B.若SAB>SCD且tAB=tCD , 则拉力在AB段做功较快
C.若SAB=SCD且tAB>tCD , 则拉力在AB段做功较快
D.若vAB=vCD , 则拉力在AB段和CD段做功一样多
9.(2021九上·绍兴期中)在甲、乙两图中,甲图地面粗糙,乙图地面光滑.质量分别为 m、2m 的两个物体在大小都为 F 的恒力作用下,在力的方向上前进了相同的距离,则下列结论正确的是(  )
A.甲图中 F 做的功小于乙图中 F 做的功
B.甲图中 F 做的功等于乙图中 F 做的功
C.甲图中 F 做的功大于乙图中 F 做的功
D.条件不足,无法比较
10.(2021九上·绍兴期中)如图五所示,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,已知AB>AC,施加的力分别为F1、F2,拉力做的功为W1、W2,拉力做功的功率分别为P1、P2,则下列判断中正确的是 (  )
A.F1B.F1 >F2 ,W1>W2 , P1 >P2
C.F1 D.F1P2
11.(2021九上·淳安期中)如图是一辆汽车在恒定不变的牵引力作用下,沿水平面匀速直线运动,在下列图象中,能反映这个台牵引力所做的功W与时间t的关系是(  )
A. B.
C. D.
12.(2021九上·东阳月考)如图所示,物体在相同力F的作用下,分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的距离s,力F做的功分别为W1、W2、W3,则下列说法中正确的是(  )
A.W113.(2021九上·萧山月考)小王搭了一块木板在平台上,用 F=400 N 的推力,将质量为 50 kg 的物体在 5 s 内匀速推上 1 m 高的平台,木板长 s=2 m(g 取 10 N/kg)。则下列说法正确的是(  )
A.推力的功率为 80 W B.斜面的机械效率为 40%
C.推力做的总功为 1000 J D.斜面对物体的摩擦力为 150 N
14.(2021九上·杭州月考)如图所示,有一个斜面长s为1.2m、高h为0.3m,现将一个重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端,若拉力F为5N,则(  )
A.物体沿斜面匀速上升时动能转化为重力势能
B.拉物体的速度越快,斜面的机械效率越高
C.该斜面的机械效率是90%
D.斜面上物体受到的摩擦力为1N
15.(2021九上·义乌期中)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
16.(2021九上·临海月考)为迎接 2022 年北京冬奥会,运动员积极训练。关于图中的项目,下列说法正确的是(  )
A. 跳台滑雪运动员在下落过程中,重力对运动员做功
B. 短道速滑运动员在转弯滑行过程中,运动状态不变
C. 花样滑冰运动员向前滑行,是由于受到惯性的作用
D. 掷出后的冰壶对冰面的压力与其重力是相互作用力
17.(2021九上·杭州期中)下列甲乙丙丁四幅生活实例图中,力对物体做功的有(  )
甲:小车在推力的作用下前进了一段距离 乙:提着滑板在水平路面上前行
丙:物体在绳子力作用下升高 丁:用尽全力搬石头,搬而未起
A.甲和乙 B.甲和丙 C.乙和丙 D.丙和丁
18.(2021九上·杭州期中)一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱,木箱分别在光滑和粗糙的水平地面上前进相同的距离,则 (  )
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,无法比较做功的多少
19.三位同学准备进行爬楼梯比赛,并比较功率的大小。为此,他们开展了如下的讨论。
甲:只有测出各自的体重,爬楼用的时间和爬楼的高度,才能进行比较;
乙:控制爬楼的时间相同时,只要测出各自的体重、爬楼的高度,就可以进行比较;
丙:控制爬楼的高度相同时,只要测出各自的体重、爬楼的时间,就可以进行比较。
正确的是(  )。
A.甲、乙和丙 B.甲和乙 C.甲和丙 D.乙和丙
20.下列关于机械的一些说法,正确的是(  )。
A.机械的功率越大,做的功越多
B.机械效率越大,机械的功率就越大
C.使用省力的机械,可以提高机械做功的功率
D.任何机械都有摩擦,故都要做额外功
二、填空题
21.(2021九上·镇海期末)某航模兴趣小组操控的一架重 20N 的小型无人机,让其在 10s 内先匀速水平前进了 10m ,再竖直下 降了 10m,该无人机在水平前进时重力做功   J。在 10s
内,该无人机重力做功的功率是   W。
22.(2021九上·新昌期末)在水平地面上有一长方体木箱。小林用水平推力F把木箱向前推,如图甲所示。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。
(1)0-1秒内,推力F对木箱是否做功   (选填“是”或“否”)。
(2)3-6秒,推力F对木箱做功   焦。
23.(2021九上·拱墅期末)在两个等长、等高但材质不同的斜面上,用平行于斜面的拉力F分别将质量为2m和3m的A、B两物体从斜面底部匀速拉到顶端,如图所示。此过程中,甲、乙两斜面上的拉力F所做的功分别为W甲、W乙,拉力F所做的额外功分别为W额甲、W额乙。则W甲   W乙(选填 “<”“=”或“>”,下同);W额甲   W额乙。
24.(2021九上·奉化期末)物体在水平地面上做直线运动,当物体运动的路程和时间图像如图甲时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度和时间图像如图乙时,受到的水平推力为F2,两次推力的功率分别为P1、P2,则F1   F2,P1   P2
(均选填“>”、“<”或“=”)。
25.(2021九上·绍兴期中)在自由下落过程中物体运动速度会越来越快。一个物体由 A 点自由下落, 相继经过B、C 两点,已知 AB=BC,如图所示,物体在 AB 段重力做功W1,做功功率 P1;在 BC 段重力做功 W2,做功功率P2,则 W1   W2,P1   P2 (选填“大于”、“小于”或“等于”)。物体在下落过程中,若重力突然消失, 则物体将   。(空气阻力忽略不计)
26.(2021九上·绍兴期中)如图甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用.F的大小与时间t的关系及物体的速度v与时间t的关系如图乙所示.则0~3秒F对物体做的功为   焦,3~6秒物体受到的摩擦力大小为   牛。

三、实验探究题
27.(2021九上·诸暨期中)斜面在生活生产中常见,在科学实验中也常有,以下科学实验都用到了斜面。
(1)如图甲所示利用斜面测S段的平均速度,为了提高实验测量的准确度,可以    (填“增大”或“减小”)斜面坡度,让小车从斜面顶端由静止开始滑下。
(2)如图乙所示利用斜面研究阻力对物体运动的影响,小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,在毛巾、木板、平板玻璃等表面上运动不同的距离后停止,此过程中小车克服阻力做功的大小分别为W1、W2、W3,它们的关系是   。
(3)如图丙所示利用斜面探究动能的大小与哪些因素有关,让小车A从斜面的不同高度由静止开始滑下,是为了探究动能与   的关系。
28.(2018九上·杭州期中)学校买了一箱物理器材,小亮同学将它从一楼搬运到三楼,小红同学想测量小亮同学搬运器材过程中对箱子做功的功率。
(1)测量所需要的器材有:磅秤、皮尺,还需要   。
(2)小红同学设计的测量步骤如下,其中多余的步骤是 。
A.测出箱子的质量m
B.测出楼梯的总长度L
C.测出一楼到三楼的竖直高度h
D.测出小亮上楼所用的时间t
E.算出小亮搬运箱子的功率P
(3)用所测物理量计算功率的表达式是P=   。
四、解答题
29.(2022九上·慈溪竞赛)装有水的容器在大小为10N的拉力F作用下运动,图甲为容器三段运动的示意图,F的方向始终沿着容器运动方向,OP段、MN段为水平地面。在MN段容器中的水少于OP段,容器在OP段、MN段的速度一时间图像和QR段的路程一时间图像如图乙所示。
(1)求F在OP段做的功。
(2)求F在QR段的功率。
(3)容器在OP段和MN段受到摩擦力分别为f1、.f2,则f1   f2
(选填>”“=”或“<”)。
30.(2021九上·义乌期中)在某次打捞水下的物件时,用了水下机器人潜入水下打捞物件。若机器人在水下运动时,所受海水阻力与速度的关系如图所示,那么,机器人在水下以0.5m/s的水平速度匀速运动1min,机器人水平推力做的功为多少焦?
31.(2021九上·义乌期中)学校进行实验室仪器升级工程,买了30套,每套质量为10kg的物理实验器材,每套器材一箱。某实验员需要把这批实验器材搬运到7m高的物理实验室。
(1)实验员至少需要做多少功?(不考虑他克服自身重力所做的功)
(2)如图所示,假设他身体可以提供的功率P取决于所搬运物体的质量m。若要尽可能快地把这批器材搬上去,那么他每次搬运的实验器材   箱。
(3)不考虑搬起、放下实验器材和下楼的时间,求他搬运这批实验器材的最短时间是多少秒?
32.(2021九上·淳安期中)如图为四旋翼无人机,质量为1.2千克,下方悬挂着一个质量为0.1千克的摄像机。在10秒内无人机从地面竖直上升了20米,然后边摄像边斜向上飞行了30秒,仪表盘上显示离地高度为96米。求:
(1)无人机前10秒对摄像机做了多少功?
(2)整个过程中,无人机对摄像机做功的功率为为多少?
33.(2021九上·洞头期中)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300米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15秒下落后,开始做匀速直线运动直至落地,整个过程用时30秒,求在这个过程中:
(1)在0-15秒内,运动员的机械能变化情况是
A.一直变大 B.一直变小
C.先变大后变小 D.先变小后变大
(2)运动员匀速下降时重力做功的功率。
34.(2021九上·临海月考)为响应国家提出的“节能减排,低碳生活”的号召。质量为60kg的小明同学每天坚持骑自行车上学,他所骑自行车质量为15kg,轮胎与水平地面的总接触面积为30cm2,在水平路面上匀速骑行时所受阻力为总重力的0.02倍(g取10N/kg)。求:
(1)小明和自行车的总重力;
(2)他骑行时自行车对地面的压强;
(3)若他在水平路面上5min内匀速骑行了1500m,则他骑行时的功和功率是多大。
35.(2021九上·金华期中)享有金华“小西湖”美誉的湖海塘绝对是金华人心目中的地标,整个湖海塘公园占地总面积293万平方,其中环湖绿道达6.4千米,某同学周末去湖海塘公园骑行,若该同学使用电动自行车以16km/h的速度匀速行驶,电动自行车牵引力的功率为100W,求:
(1)该同学环湖骑行所需的时间;
(2)该同学环湖骑行全程牵引力所做的功;
(3)电动自行车的牵引力。
36.(2021九上·绍兴期中)一辆重为6000N的汽车在水平平直公路上匀速行驶,1min内通过的路程为1200m,已知发动机的功率为24KW,求:
(1)汽车的速度是多少?
(2)发动机对汽车所做的功?
(3)匀速行驶过程中,重力对汽车做的功?
(4)汽车所受摩擦力的大小?
37.(2021九上·杭州期中)心脏是人体血液的动力站,一个人的心脏只有拳头大小,质量为0.3千克,但它在10小时内所做的功却相当于把质量为1.8吨的物体举高1米。(g取10N/kg)请你计算
(1)一般人的心脏重力约为多少?
(2)一般人的心脏功率有几瓦?
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用
【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。
【解答】A.击打白球时,手与白球并没有接触,因此没有力作用在白球上,则手对白球没有做功,故A错误;
B.手推动球杆前进时,手对球施加力的作用,且球杆在这个力的方向上通过距离,因此手对球杆做功,故B正确;
C.白球撞击红球后,红球滚动时,白球并没有力作用在红球上,则此时白球对红球没有做功,故C错误;
D.击球后,白球离开球杆向前滚动时,球杆此时没有力作用在球杆上,即球杆对白球没有做功,故D错误。
故选B。
2.【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据功率的公式分析判断。
【解答】根据公式可知,要测量“引体向上”的功率,必须测量人的质量或重力、重心上升的高度和运动时间,不必测量单杠的高度,故C符合题意,而A、B、D不合题意。
故选C。
3.【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用;功的计算公式的应用
【解析】【分析】根据二力平衡的知识比较拉力的大小,根据W=Fs比较拉力做功的大小。
【解答】根据图像可知,两次运动的路程随时间变化的图像都是通过坐标原点的斜线,因此二者为正比关系,即物体都做匀速直线运动。根据二力平衡的条件可知,物体受到的拉力都等于摩擦力,因此拉力相等。两次物体运动的距离s相等,根据W=Fs可知,两次拉力做的功也相等。
故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
4.【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据功和电功率的计算公式分析判断。
【解答】A.根据W=Fs和“长方形的面积=长×宽”可知,长为s,宽为F的长方形的面积就是做的功,故A不合题意;
B.根据W=Pt和“长方形的面积=长×宽”可知,长为t,宽为P的长方形的面积就是做的功,故B不合题意;
C.根据P=UI和“长方形的面积=长×宽”可知,长为I,宽为U的长方形的面积就是电功率,故C不合题意;
D.根据“长方形的面积=长×宽”可知,长为IR,宽为U的长方形的面积为UR,而电功率,因此长方形的面积不等于电功率,故D错误符合题意。
故选D。
5.【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用;能量的相互转化和转移
【解析】【分析】(1)根据W=fs判断;
(2)(3)(4)根据W=Gh比较小球的重力做的功,即确定重力势能的大小,再根据动能和重力势能的转化比较动能的大小。
【解答】物块完全相同,则它在水平面上受到的摩擦力f相等,且三个物块移动的距离s相等,根据W=fs可知,物块客服阻力做功一样多,故A正确;
小球M的重力相同,下落的高度相同,根据W=Gh可知,重力做功相同,则小球到达三个位置时的动能相等,故B、C、D错误。
故选A。
6.【答案】D
【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W=Gh比较做功的大小,根据P=Fv比较做功的功率。
【解答】(1)AB和BC的高度相等,且重力保持不变,根据W=Gh可知,做功W1=W2;
(2)物体做自由落体运动,则速度逐渐增大,即v1故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
7.【答案】B
【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W=Fs分析做功的大小,根据P=Fv比较功率的大小。【解答】根据题意可知,拉力F相等,且AB和CD的距离相等,根据W=Fs可知,拉力做的功一样多,故A错误;
若SAB>SCD且tAB=tCD ,根据公式可知,速度vAB>vCD。根据P=Fv可知,拉力做功功率PAB>PCD,则拉力在AB段做功快,故B正确;
若SAB=SCD且tAB>tCD ,根据公式可知,速度vABPCD,则拉力在CD段做功快,故C错误;
根据W=Fs=Fvt可知,只知道拉力和速度的大小关系,不知道时间的大小,无法判断做功的大小,故D错误。
故选B。
8.【答案】B
【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W=Fs分析做功的大小,根据P=Fv比较功率的大小。
【解答】根据题意可知,拉力F相等,且AB和CD的距离相等,根据W=Fs可知,拉力做的功一样多,故A错误;
若SAB>SCD且tAB=tCD ,根据公式可知,速度vAB>vCD。根据P=Fv可知,拉力做功功率PAB>PCD,则拉力在AB段做功快,故B正确;
若SAB=SCD且tAB>tCD ,根据公式可知,速度vABPCD,则拉力在CD段做功快,故C错误;
根据W=Fs=Fvt可知,只知道拉力和速度的大小关系,不知道时间的大小,无法判断做功的大小,故D错误。
故选B。
9.【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】根据W=Fs分析判断。
【解答】根据W=Fs可知,做功的大小只与物体受到的力和物体在力的方向上通过的距离有关。根据题目描述可知,两个物体受到的力F大小相等,且运动的距离s相等,因此对两个物体做的功相等,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
10.【答案】A
【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】斜面的表面光滑,即没有摩擦力,因此不会克服阻力做额外功,根据W总=W有+W额比较拉力做功的大小,再根据比较拉力的大小,最后根据P=Fv比较拉力的功率大小。
【解答】根据题意可知,斜面光滑,则不会克服阻力做额外功,
根据“W总=W有+W额”可知,二者做的总功W总=W有;
根据W有=Gh可知,两次做的有用功相等;
则二者做的总功相等,即W1=W2。
根据图片可知,斜面的长度s1>s2;
根据公式可知,斜面上的拉力F1根据公式P=Fv可知,拉力做功的功率P1故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
11.【答案】B
【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】根据功的计算式W=Pt和P=Fv分析即可。
【解答】汽车受到的牵引力不变,且做匀速直线运动,根据P=Fv可知,发动机的功率保持不变。
根据W=Pt可知,当功率不变时,牵引力做的功与时间成正比,二者变化的图像为一条通过坐标原点的斜线,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
12.【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】功的计算公式:W=FS。
【解答】由题知,拉力相同,沿力的方向移动的距离相同,根据W=Fs可知, 力F做的功W1=W2=W3。
故选D。
13.【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用;机械效率的计算
【解析】【分析】(1)(3)知道推力和斜面长,利用W=Fs求出推力做功,然后利用计算功率;
(2)知道货物重和斜面高。利用W=Gh求有用功,再利用效率公式 计算斜面的机械效率;
(4)根据W额=W总-W有用求出额外功,利用W额=fs求解摩擦力。
【解答】推力做的总功:W总=Fs=400N×2m=800J,
推力的功率,故A、C错误;
有用功为:W有用=Gh=mgh=50kg×10N/kg×1m=500J;
斜面的机械效率为:,故B错误;
额外功:W额=W总-W有用=800J-500J=300J,
由W额=fs可得,摩擦力,故D正确。
故选D。
14.【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用;动能和势能的大小变化;机械效率的计算
【解析】【分析】(1)根据能量转化的过程判断;
(2)(3)根据公式分析;
(4)根据W额=W总-W有计算出克服阻力做的额外功,再根据计算出物体受到的摩擦力。
【解答】A.物体沿斜面匀速上升时,速度不变,则动能不变;高度增大,则重力势能增大,二者之间没有转化关系,故A错误;
B.根据可知,斜面机械效率的大小与有用功和总功的大小有关,与物体运动的速度无关,故B错误;
C.有用功W有=Gh=16N×0.3m=4.8J,总功W总=Fs=5N×1.2m=6J,则斜面的机械效率:,故C错误;
D.克服阻力做的额外功W额=W总-W有=6J-4.8J=1.2J,则受到的摩擦力:,故D正确。
故选D。
15.【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】首先根据W=Pt计算出做功之比,再根据计算出受到的牵引力之比。
【解答】根据W=Pt可知,甲和乙的做功之比:W甲:W乙=P甲t甲:P乙t乙=(1×1);(1×1)=1:1。
根据可知,甲和乙受到的牵引力之比:。
故选C。
16.【答案】A
【知识点】力的作用效果;力的作用是相互的;惯性;力是否做功的判断
【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的距离。
(2)运动状态的改变:运动方向改变、速度大小改变、由静止变为运动和由运动变为静止。
(3)惯性是一种性质,而不是力的作用;
(4)相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一直线和两个物体上。
【解答】A.运动员受到的重力竖直向下,且在向下的方向上通过距离,因此重力对运动员做功,故A正确;
B.运动员在转弯过程中,运动方向不断改变,即运动状态不断改变,故B错误;
C.运动员向前滑行,是因为她有惯性,故C错误;
D.冰壶对冰面的压力和冰壶的重力,方向都是竖直向下的,二者肯定不是相互作用力,故D错误。
故选A。
17.【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。
【解答】甲:小车受到向左的推力,且向左移动一段距离,因此推力做功;
乙:滑板受到手向上的提力,而它在水平方向移动距离,即在竖直方向上没有通过距离,因此不做功;
丙:物体受到拉力竖直向上,且物体向上通过距离,因此拉力做功;
丁:石头受到人的作用力,但是它没有移动距离,因此不做功。
则做功的是甲和丙。
故选B。
18.【答案】C
【知识点】功;功的计算公式的应用
【解析】【分析】根据功的计算公式W=Fs,分析解答。
【解答】由W=Fs知道,在光滑和粗糙两种不同的水平地面上F相同、s相同,所以两次做功一样多。
故选C。
19.【答案】D
【知识点】功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据W=Gh和分析判断。
【解答】爬楼时,克服自身重力做功,则爬楼的功率为:。
根据上面的公式可知,要比较功率的大小,只要知道体重、楼高和爬楼的高度就可以进行比较,但不是比较功率大小的唯一方法,故甲错误;
控制控制爬楼的时间相同时,只要测出各自的体重、爬楼的高度,就可以进行比较,故乙正确;
或者控制爬楼的高度相同时,只要测出各自的体重、爬楼的时间就可以进行比较,故丙正确;
那么正确的就是乙和丙。
故选D。
20.【答案】D
【知识点】功率计算公式的应用;机械效率
【解析】【分析】(1)根据W=Pt判断;
(2)根据功率和机械效率的定义判断;
(3)省力与否与功率大小无关;
(4)根据对机械效率的认识判断。
【解答】A.根据W=Pt可知,当时间相同时,功率越大,做的功越多,而题目描述限制时间相同,故A错误;
B.机械效率表示机械性能的好坏,而功率表示机械做功的快慢,二者没有任何联系,故B错误;
C.机械.省力与否与功率大小无关,故C错误;
D.任何机械都有摩擦,故都要做额外功,故D正确。
故选D。
21.【答案】0;20
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】根据W=Gh计算出重力做功大小,再根据计算出无人机重力做功的功率。
【解答】(1)无人机在水平前进时,重力竖直向下,它在竖直方向上通过的距离为零,根据W=Gh可知,此时重力做功0J;
(2)在10s内,无人机下降了10m,则重力做功W=Gh=20N×10m=200J;
这段时间内重力做功功率:。
22.【答案】(1)否
(2)400
【知识点】速度公式及其应用;力是否做功的判断;功的计算公式的应用
【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,根据图丙分析即可;
(2)根据丙图确定3-5s内的速度,然后根据s=vt计算出推力作用于木箱移动的距离;最后根据W=Fs计算对木箱做的功,再根据乙图确定5-6s内推力F对木箱没做功。
【解答】(1)根据图丙可知,0~1s内物体的速度为0m/s,即物体只受推理100N,但是并没有移动距离,因此推力对木箱没有做功。
(2)根据丙图可知,3-5s内木箱的移动速度为1m/s,
则这段时间内推力作用的时间为2s,移动的距离s=vt=1m/s×2s=2m;
根据乙图可知,这段时间受到的推力为200N,则对木箱做功:W=Fs=200N×2m=400J。
由图乙可知,5~ 6s没有推力作用在木箱上,不做功,故3- 6秒,推力F对木箱做功400J。
23.【答案】=;>
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据W总=Fs比较拉力做的总功大小;
(2)根据W有=Gh比较拉力做的有用功大小,再根据W额=W总-W有比较拉力做的额外功的大小关系。
【解答】(1)两个拉力相等,且斜面的长度相等,根据W总=Fs可知,拉力做的总功相等,即W甲=W乙;
(2)斜面的高度相同,物体的重力G甲根据W额=W总-W有可知,拉力做的额外功W额甲>W额乙。
24.【答案】=;<
【知识点】二力平衡的条件及其应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据图像确定该物体的运动状态,然后根据二力平衡确定拉力和阻力的大小关系,进而比较两个拉力的大小;
(2)根据图像比较该物体运动速度的大小,再根据P=Fv比较对应功率的大小。
【解答】(1)根据甲图可知,s-t图像是一条通过坐标原点的斜线,那么它做匀速直线运动,此时推力F1=f。根据乙图可知,v-t图像是一条平行线,即物体还做匀速直线运动,此时推力F2=f。因为物体对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,那么推力F1=F2。
(2)根据甲图可知,此时的速度为:;
根据乙图可知,此时的速度为4m/s;
则速度v1根据公式P=Fv可知,对应功率P125.【答案】等于;小于;作匀速直线运动
【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比较做功的大小,根据P=Fv比较功率的大小;
(2)根据牛顿第一定律可知,当物体不受外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,据此分析解答。
【解答】(1)已知AB=BC,且重力保持不变,根据W=Gh可知,物体在两个阶段做功相等,即W1=W2。物体的速度越来越快,即v1(2)物体在下落过程中,只受到向下的重力,如果重力突然消失,那么物体将以最后消失时刻的速度沿原来的方向做匀速直线运动。
26.【答案】0;4
【知识点】二力平衡的条件及其应用;影响摩擦力大小的因素;功的计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据图像确定0~3s内物体受到的推力和移动的距离,然后根据W=Fs计算出推力做的功;
(2)根据图像找到物体做匀速直线运动的时间段,并确定此时受到的推力,再根据二力平衡的知识计算出摩擦力。接下来分析3-6s内物体对地面的压力和接触面的粗糙程度是否改变,从而判断物体受到的摩擦力是否变化即可。
【解答】(1)根据图乙可知,0~3s内物体受到的推力为1N,但是运动的速度v=0m/s,因此这段时间内物体没有运动。根据W=Fs可知,力F对物体做功为0J。
(2)根据图乙可知,6-9s内物体做匀速直线运动,此时物体受到的推力为4N。根据二力平衡的知识可知,此时物体受到的摩擦力f=F=4N。在3-6s内,物体做加速运动,但是它对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,因此受到的摩擦力不变,还是f=4N。
27.【答案】(1)减小
(2)W1=W2=W3
(3)速度
【知识点】功的计算公式的应用;动能的影响因素
【解析】【分析】(1)斜面的坡度越小,小车滑下时的速度越小,而运动时间更长,这样更便于测量运动时间,从而准确计算出平均速度。
(2)根据能量转化的知识分析;
(3)小车到达水平面时的速度与它在斜面上的高度有关,即高度越大,小车的速度越大。
【解答】(1)如图甲所示利用斜面测S段的平均速度,为了提高实验测量的准确度,可以减小斜面坡度,让小车从斜面顶端由静止开始滑下。
(2)小车从斜面上滑下后,克服水平面上的阻力做功,当小车静止下来时,小车的动能全部转化为内能。由于小车的动能相同,所以克服阻力做的功也相等,即W1=W2=W3;
(3)如图丙所示利用斜面探究动能的大小与哪些因素有关,让小车A从斜面的不同高度由静止开始滑下,是为了探究动能与速度的关系。
28.【答案】(1)秒表
(2)B
(3)mgh/t
【知识点】功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据P=,可以求出小亮同学搬运器材过程中对箱子做功的功率;小亮同学对箱子做的功为W=mgh;
【解答】根据P=可知,要想求出小亮同学搬运器材过程中对箱子做功的功率,测量所需要的器材有:磅秤、皮尺,还需要秒表;小亮同学对箱子做的功为W=mgh,只需要测出箱子的质量m、一楼到三楼的竖直高度h、小亮上楼所用的时间t,进而算出小亮搬运箱子的功率P,因此,多余的步骤为测出楼梯的总长度L;根据P=和W=mgh测出小亮同学对箱子做功的功率的表达式是P=;
故答案为:(1)秒表;(2)B;(3)。
29.【答案】(1)W=Fs=10N×0.4m/s×10s=40J
(2)P=F.v=10N×5m/10s=5W
(3)=
【知识点】影响摩擦力大小的因素;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s=vt计算出OP段容器移动的距离,再根据W=Fs计算出F在OP段做的功;
(2)首先根据计算F在QR段的速度,再根据P'=F'v'计算在QR段的功率;
(3)根据影响滑动摩擦力的因素分析。
【解答】(1)容器在OP段移动的距离:s=vt=0.4m/s×10s=4m;
F在OP段做的功:W=Fs=10N×4m=40J。
(2)F在QR段的速度;
F在QR段的功率:P'=F'v'=10N×0.5m/s=5W。
(3)容器在OP段和MN段对水平面的压力不变,且接触面的粗糙程度不变,因此受到的滑动摩擦力不变,即f1=f2。
30.【答案】根据图像可知,当速度为0.5m/s时,机器人受到海水的阻力f=200N;
则1min内它前进的距离:s=vt=0.5m/s×60s=30m;
机器人做匀速直线运动,则它受到的水平推力与阻力相互平衡,
即它受到的水平推力F=f=200N;
那么水平推力做功:W=Fs=200N×30m=6000J
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】首先根据s=vt计算出机器人前进的距离,再根据二力平衡计算出海水的水平推力,最后根据W=Fs计算出水平推力做的功。
31.【答案】(1)解:m=30m0=30×10kg=300kg,
G=mg=300kg×10N/kg=3000N,
W=Gh=3000N×7m=2.1×104J
(2)3
(3)解:要求搬运时间最短,身体所提供的功率应最大,由图象可知最大功率P=70W。
根据P= 可得最短时间:t= = =300s。
【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 m=30m0 计算出器材的总质量,再根据G=mg计算出器材的总重力,最后根据W=Gh计算对器材做的功。
(2)根据图像确定搬运的最大功率,然后确定对应的器材的质量,最后将这个质量与每套器材的质量做比即可。
(3)根据公式计算出搬运的最短时间。
【解答】(2)根据图像可知,搬运的最大功率为70W,此时对应的质量为30kg,那么每次搬运的实验器材套数为:。
32.【答案】(1)无人机前10秒对摄像机做功:W=Gh=0.1kg×10N/kg×20m=20J;
(2)无人机对摄像机做功:W总=Gh总=0.1kg×10N/kg×96m=96J;
无人机对摄像机做功的功率:。
【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计算出前10s内对摄像机做的功;
(2)首先根据W总=Gh总计算出对摄像机做的总功,再根据计算出对摄像机做功的功率。
33.【答案】(1)B
(2)解;匀速下落的高度为:h=vt=15×5m/s=75m
匀速下落重力做的功:W=Gh=500N×75m=37500J
匀速下降时,重力做功的功率:P=W/t= 37500J / 15s =2500w
【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)根据机械能和内能的转化判断;
(2)根据图像,确定运动员匀速运动的时间和速度,然后根据h=vt计算出下降的高度,再根据W=Gh计算出重力做的功,最后根据计算出重力做功的功率。
【解答】(1)再0~15s内,运动员不断与空气摩擦,克服空气阻力做功,则它的机械能会转化为内能,则这段时间内它的机械能一直变小,故选B。
34.【答案】(1)解:小明和自行车的总重力G=(m1+m2)g=(60kg+15kg)×10N/kg=750N
(2)解:他骑行时自行车对地面的压强
(3)解:阻力为f=0.02G=0.02×750N=15N
因为匀速,所以动力等于15N,速度为
他骑行时的功率是P=Fv=15N×5m/s=75W
【知识点】压强的大小及其计算;功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据公式G=mg计算出小明和自行车的总重力;
(2)自行车对地面的压力等于小明和车的总重力,再根据压强公式 计算车对地面的压强;
(3)首先根据f=0.02G计算出自行车受到的阻力,再根据二力平衡的知识计算出自行车受到的牵引力,接下来根据计算出行驶的速度,最后根据P=Fv计算骑行时的功率。
35.【答案】(1)该同学环湖骑行所需的时间:;
(2)该同学环湖骑行全程牵引力所做的功:W=Pt=100W×1440s=1.44×105J;
(3)电动自行车的牵引力:。
【知识点】速度公式及其应用;功的计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据公式计算出骑行时间;
(2)根据W=Pt计算出牵引力做的功;
(3)根据W=Fs计算电动自行车的牵引力。
36.【答案】(1)汽车的速度为:;
(2)发动机所做的功:W=Pt=24000W×60s=1.44×106J;
(3)重力对物体做的功W'=Gh=6000N×0m=0J;
(4)汽车受到的牵引力;
汽车受到的摩擦力与牵引力相互平衡,
则汽车受到的摩擦力f=F=1200N。
【知识点】速度公式及其应用;二力平衡的条件及其应用;功的计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据公式计算出汽车的速度;
(2)根据W=Pt计算发动机所做的功;
(3)根据W=Gh计算出重力做的功;
(4)首先根据计算出汽车受到的牵引力,再根据二力平衡计算出汽车受到的摩擦力。
37.【答案】(1)G=mg=0.3kgx10N/kg=3N
(2)W=Gh=1800kgx10N/kgx1m=18000J
【知识点】重力的大小;功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据重力G=mg,功率P=进行分析解答。
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浙教版科学九上第3章3.3 能量转化的量度 同步练习
一、单选题
1.(2022九上·吴兴期末)台球比赛中,选手推动球杆前进,击打白球,使白球水平向前撞击红球,对这一过程的分析正确的是(  )
A.击打白球时,手对白球做了功
B.手推动球杆前进时,手对球杆做了功
C.白球撞击红球后,红球滚动时,白球对红球做了功
D.击球后,白球离开球杆向前滚动时,球杆对白球做了功
【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用
【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。
【解答】A.击打白球时,手与白球并没有接触,因此没有力作用在白球上,则手对白球没有做功,故A错误;
B.手推动球杆前进时,手对球施加力的作用,且球杆在这个力的方向上通过距离,因此手对球杆做功,故B正确;
C.白球撞击红球后,红球滚动时,白球并没有力作用在红球上,则此时白球对红球没有做功,故C错误;
D.击球后,白球离开球杆向前滚动时,球杆此时没有力作用在球杆上,即球杆对白球没有做功,故D错误。
故选B。
2.(2021九上·镇海期末)如图所示,要粗略测量小科做“引体向上”时的功率。下面所列的科学量中,不需要测量的是(  )
A.自身的质量 B.每次身体上升的高度
C.单杠的高度 D.完成“引体向上”的时间
【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据功率的公式分析判断。
【解答】根据公式可知,要测量“引体向上”的功率,必须测量人的质量或重力、重心上升的高度和运动时间,不必测量单杠的高度,故C符合题意,而A、B、D不合题意。
故选C。
3.(2021九上·舟山期末)用弹簧测力计沿竖直方向两次拉着同一物体向上运动t1、t2时间(不计空气阻力),如图所示的s-t图线①、②分别表示这两次运动情况。其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,拉力所做的功分别为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【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用;功的计算公式的应用
【解析】【分析】根据二力平衡的知识比较拉力的大小,根据W=Fs比较拉力做功的大小。
【解答】根据图像可知,两次运动的路程随时间变化的图像都是通过坐标原点的斜线,因此二者为正比关系,即物体都做匀速直线运动。根据二力平衡的条件可知,物体受到的拉力都等于摩擦力,因此拉力相等。两次物体运动的距离s相等,根据W=Fs可知,两次拉力做的功也相等。
故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
4.(2021九上·嘉兴期末)用图像可以直观的表示某些科学量之间的关系。下列图象中的阴影面积不能用来表示相应科学量的是(  )
A.功 B.功
C.电功率 D.电功率
【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据功和电功率的计算公式分析判断。
【解答】A.根据W=Fs和“长方形的面积=长×宽”可知,长为s,宽为F的长方形的面积就是做的功,故A不合题意;
B.根据W=Pt和“长方形的面积=长×宽”可知,长为t,宽为P的长方形的面积就是做的功,故B不合题意;
C.根据P=UI和“长方形的面积=长×宽”可知,长为I,宽为U的长方形的面积就是电功率,故C不合题意;
D.根据“长方形的面积=长×宽”可知,长为IR,宽为U的长方形的面积为UR,而电功率,因此长方形的面积不等于电功率,故D错误符合题意。
故选D。
5.(2021九上·舟山月考)如图,AB、AC、AD为三个光滑斜面,其中AD为曲面,小球M从A点分别沿三个面自由滑下,撞击放在B、C、D三点完全相同的物块上,物块在粗糙程度相同的同一水平面上移动相同距离停下,则(  )
A.物块克服阻力做功一样多 B.小球M对B点的动能最大
C.物块克服阻力做功C点最大 D.小球M对D点的动能最小
【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用;能量的相互转化和转移
【解析】【分析】(1)根据W=fs判断;
(2)(3)(4)根据W=Gh比较小球的重力做的功,即确定重力势能的大小,再根据动能和重力势能的转化比较动能的大小。
【解答】物块完全相同,则它在水平面上受到的摩擦力f相等,且三个物块移动的距离s相等,根据W=fs可知,物块客服阻力做功一样多,故A正确;
小球M的重力相同,下落的高度相同,根据W=Gh可知,重力做功相同,则小球到达三个位置时的动能相等,故B、C、D错误。
故选A。
6.(2021九上·义乌期中)如图所示,一个物体由A点从静止开始下落,相继经过B、C两点,AB=BC。物体在AB段重力做功W1,做功功率P1;在BC段重力做功W2,做功功率P2,则下列关系正确的是(  )
A.W1≠W2,P1≠P2 B.W1=W2,P1=P2
C.W1=W2,P1>P2 D.W1=W2,P1<P2
【答案】D
【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W=Gh比较做功的大小,根据P=Fv比较做功的功率。
【解答】(1)AB和BC的高度相等,且重力保持不变,根据W=Gh可知,做功W1=W2;
(2)物体做自由落体运动,则速度逐渐增大,即v1故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
7.(2021九上·义乌期中)如图所示,用大小相等的拉力F分别沿斜面和水平面拉同一个木箱,拉力方向和运动方向始终一致。斜面AB粗糙,长度为SAB, 水平面CD光滑,长度为SCD, 运动时间分别为tAB、tCD,运动速度分别为VAB、VCD。则(  )
A.若SAB=SCD,则拉力在AB段做功较多
B.若SAB>SCD且tAB=tCD,则拉力在AB段做功较快
C.若SAB=SCD且tAB>tCD,则拉力在AB段做功较快
D.若VAB=VCD,则拉力在AB段和CD段做功一样多
【答案】B
【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W=Fs分析做功的大小,根据P=Fv比较功率的大小。【解答】根据题意可知,拉力F相等,且AB和CD的距离相等,根据W=Fs可知,拉力做的功一样多,故A错误;
若SAB>SCD且tAB=tCD ,根据公式可知,速度vAB>vCD。根据P=Fv可知,拉力做功功率PAB>PCD,则拉力在AB段做功快,故B正确;
若SAB=SCD且tAB>tCD ,根据公式可知,速度vABPCD,则拉力在CD段做功快,故C错误;
根据W=Fs=Fvt可知,只知道拉力和速度的大小关系,不知道时间的大小,无法判断做功的大小,故D错误。
故选B。
8.(2021九上·诸暨期中)如图所示,用大小相等的拉力F分别沿斜面和水平面拉同一个木箱,拉力方向和运动方向始终一致。斜面AB粗糙,长度为SAB , 水平面CD光滑,长度为SCD , 运动时间分别为tAB、tCD , 运动速度分别为vAB、vCD。则(  )
A.若SAB=SCD , 则拉力在AB段做功较多
B.若SAB>SCD且tAB=tCD , 则拉力在AB段做功较快
C.若SAB=SCD且tAB>tCD , 则拉力在AB段做功较快
D.若vAB=vCD , 则拉力在AB段和CD段做功一样多
【答案】B
【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W=Fs分析做功的大小,根据P=Fv比较功率的大小。
【解答】根据题意可知,拉力F相等,且AB和CD的距离相等,根据W=Fs可知,拉力做的功一样多,故A错误;
若SAB>SCD且tAB=tCD ,根据公式可知,速度vAB>vCD。根据P=Fv可知,拉力做功功率PAB>PCD,则拉力在AB段做功快,故B正确;
若SAB=SCD且tAB>tCD ,根据公式可知,速度vABPCD,则拉力在CD段做功快,故C错误;
根据W=Fs=Fvt可知,只知道拉力和速度的大小关系,不知道时间的大小,无法判断做功的大小,故D错误。
故选B。
9.(2021九上·绍兴期中)在甲、乙两图中,甲图地面粗糙,乙图地面光滑.质量分别为 m、2m 的两个物体在大小都为 F 的恒力作用下,在力的方向上前进了相同的距离,则下列结论正确的是(  )
A.甲图中 F 做的功小于乙图中 F 做的功
B.甲图中 F 做的功等于乙图中 F 做的功
C.甲图中 F 做的功大于乙图中 F 做的功
D.条件不足,无法比较
【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】根据W=Fs分析判断。
【解答】根据W=Fs可知,做功的大小只与物体受到的力和物体在力的方向上通过的距离有关。根据题目描述可知,两个物体受到的力F大小相等,且运动的距离s相等,因此对两个物体做的功相等,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
10.(2021九上·绍兴期中)如图五所示,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,已知AB>AC,施加的力分别为F1、F2,拉力做的功为W1、W2,拉力做功的功率分别为P1、P2,则下列判断中正确的是 (  )
A.F1B.F1 >F2 ,W1>W2 , P1 >P2
C.F1 D.F1P2
【答案】A
【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】斜面的表面光滑,即没有摩擦力,因此不会克服阻力做额外功,根据W总=W有+W额比较拉力做功的大小,再根据比较拉力的大小,最后根据P=Fv比较拉力的功率大小。
【解答】根据题意可知,斜面光滑,则不会克服阻力做额外功,
根据“W总=W有+W额”可知,二者做的总功W总=W有;
根据W有=Gh可知,两次做的有用功相等;
则二者做的总功相等,即W1=W2。
根据图片可知,斜面的长度s1>s2;
根据公式可知,斜面上的拉力F1根据公式P=Fv可知,拉力做功的功率P1故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
11.(2021九上·淳安期中)如图是一辆汽车在恒定不变的牵引力作用下,沿水平面匀速直线运动,在下列图象中,能反映这个台牵引力所做的功W与时间t的关系是(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【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】根据功的计算式W=Pt和P=Fv分析即可。
【解答】汽车受到的牵引力不变,且做匀速直线运动,根据P=Fv可知,发动机的功率保持不变。
根据W=Pt可知,当功率不变时,牵引力做的功与时间成正比,二者变化的图像为一条通过坐标原点的斜线,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
12.(2021九上·东阳月考)如图所示,物体在相同力F的作用下,分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的距离s,力F做的功分别为W1、W2、W3,则下列说法中正确的是(  )
A.W1【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】功的计算公式:W=FS。
【解答】由题知,拉力相同,沿力的方向移动的距离相同,根据W=Fs可知, 力F做的功W1=W2=W3。
故选D。
13.(2021九上·萧山月考)小王搭了一块木板在平台上,用 F=400 N 的推力,将质量为 50 kg 的物体在 5 s 内匀速推上 1 m 高的平台,木板长 s=2 m(g 取 10 N/kg)。则下列说法正确的是(  )
A.推力的功率为 80 W B.斜面的机械效率为 40%
C.推力做的总功为 1000 J D.斜面对物体的摩擦力为 150 N
【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用;机械效率的计算
【解析】【分析】(1)(3)知道推力和斜面长,利用W=Fs求出推力做功,然后利用计算功率;
(2)知道货物重和斜面高。利用W=Gh求有用功,再利用效率公式 计算斜面的机械效率;
(4)根据W额=W总-W有用求出额外功,利用W额=fs求解摩擦力。
【解答】推力做的总功:W总=Fs=400N×2m=800J,
推力的功率,故A、C错误;
有用功为:W有用=Gh=mgh=50kg×10N/kg×1m=500J;
斜面的机械效率为:,故B错误;
额外功:W额=W总-W有用=800J-500J=300J,
由W额=fs可得,摩擦力,故D正确。
故选D。
14.(2021九上·杭州月考)如图所示,有一个斜面长s为1.2m、高h为0.3m,现将一个重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端,若拉力F为5N,则(  )
A.物体沿斜面匀速上升时动能转化为重力势能
B.拉物体的速度越快,斜面的机械效率越高
C.该斜面的机械效率是90%
D.斜面上物体受到的摩擦力为1N
【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用;动能和势能的大小变化;机械效率的计算
【解析】【分析】(1)根据能量转化的过程判断;
(2)(3)根据公式分析;
(4)根据W额=W总-W有计算出克服阻力做的额外功,再根据计算出物体受到的摩擦力。
【解答】A.物体沿斜面匀速上升时,速度不变,则动能不变;高度增大,则重力势能增大,二者之间没有转化关系,故A错误;
B.根据可知,斜面机械效率的大小与有用功和总功的大小有关,与物体运动的速度无关,故B错误;
C.有用功W有=Gh=16N×0.3m=4.8J,总功W总=Fs=5N×1.2m=6J,则斜面的机械效率:,故C错误;
D.克服阻力做的额外功W额=W总-W有=6J-4.8J=1.2J,则受到的摩擦力:,故D正确。
故选D。
15.(2021九上·义乌期中)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
【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】首先根据W=Pt计算出做功之比,再根据计算出受到的牵引力之比。
【解答】根据W=Pt可知,甲和乙的做功之比:W甲:W乙=P甲t甲:P乙t乙=(1×1);(1×1)=1:1。
根据可知,甲和乙受到的牵引力之比:。
故选C。
16.(2021九上·临海月考)为迎接 2022 年北京冬奥会,运动员积极训练。关于图中的项目,下列说法正确的是(  )
A. 跳台滑雪运动员在下落过程中,重力对运动员做功
B. 短道速滑运动员在转弯滑行过程中,运动状态不变
C. 花样滑冰运动员向前滑行,是由于受到惯性的作用
D. 掷出后的冰壶对冰面的压力与其重力是相互作用力
【答案】A
【知识点】力的作用效果;力的作用是相互的;惯性;力是否做功的判断
【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的距离。
(2)运动状态的改变:运动方向改变、速度大小改变、由静止变为运动和由运动变为静止。
(3)惯性是一种性质,而不是力的作用;
(4)相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一直线和两个物体上。
【解答】A.运动员受到的重力竖直向下,且在向下的方向上通过距离,因此重力对运动员做功,故A正确;
B.运动员在转弯过程中,运动方向不断改变,即运动状态不断改变,故B错误;
C.运动员向前滑行,是因为她有惯性,故C错误;
D.冰壶对冰面的压力和冰壶的重力,方向都是竖直向下的,二者肯定不是相互作用力,故D错误。
故选A。
17.(2021九上·杭州期中)下列甲乙丙丁四幅生活实例图中,力对物体做功的有(  )
甲:小车在推力的作用下前进了一段距离 乙:提着滑板在水平路面上前行
丙:物体在绳子力作用下升高 丁:用尽全力搬石头,搬而未起
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。
【解答】甲:小车受到向左的推力,且向左移动一段距离,因此推力做功;
乙:滑板受到手向上的提力,而它在水平方向移动距离,即在竖直方向上没有通过距离,因此不做功;
丙:物体受到拉力竖直向上,且物体向上通过距离,因此拉力做功;
丁:石头受到人的作用力,但是它没有移动距离,因此不做功。
则做功的是甲和丙。
故选B。
18.(2021九上·杭州期中)一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱,木箱分别在光滑和粗糙的水平地面上前进相同的距离,则 (  )
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,无法比较做功的多少
【答案】C
【知识点】功;功的计算公式的应用
【解析】【分析】根据功的计算公式W=Fs,分析解答。
【解答】由W=Fs知道,在光滑和粗糙两种不同的水平地面上F相同、s相同,所以两次做功一样多。
故选C。
19.三位同学准备进行爬楼梯比赛,并比较功率的大小。为此,他们开展了如下的讨论。
甲:只有测出各自的体重,爬楼用的时间和爬楼的高度,才能进行比较;
乙:控制爬楼的时间相同时,只要测出各自的体重、爬楼的高度,就可以进行比较;
丙:控制爬楼的高度相同时,只要测出各自的体重、爬楼的时间,就可以进行比较。
正确的是(  )。
A.甲、乙和丙 B.甲和乙 C.甲和丙 D.乙和丙
【答案】D
【知识点】功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据W=Gh和分析判断。
【解答】爬楼时,克服自身重力做功,则爬楼的功率为:。
根据上面的公式可知,要比较功率的大小,只要知道体重、楼高和爬楼的高度就可以进行比较,但不是比较功率大小的唯一方法,故甲错误;
控制控制爬楼的时间相同时,只要测出各自的体重、爬楼的高度,就可以进行比较,故乙正确;
或者控制爬楼的高度相同时,只要测出各自的体重、爬楼的时间就可以进行比较,故丙正确;
那么正确的就是乙和丙。
故选D。
20.下列关于机械的一些说法,正确的是(  )。
A.机械的功率越大,做的功越多
B.机械效率越大,机械的功率就越大
C.使用省力的机械,可以提高机械做功的功率
D.任何机械都有摩擦,故都要做额外功
【答案】D
【知识点】功率计算公式的应用;机械效率
【解析】【分析】(1)根据W=Pt判断;
(2)根据功率和机械效率的定义判断;
(3)省力与否与功率大小无关;
(4)根据对机械效率的认识判断。
【解答】A.根据W=Pt可知,当时间相同时,功率越大,做的功越多,而题目描述限制时间相同,故A错误;
B.机械效率表示机械性能的好坏,而功率表示机械做功的快慢,二者没有任何联系,故B错误;
C.机械.省力与否与功率大小无关,故C错误;
D.任何机械都有摩擦,故都要做额外功,故D正确。
故选D。
二、填空题
21.(2021九上·镇海期末)某航模兴趣小组操控的一架重 20N 的小型无人机,让其在 10s 内先匀速水平前进了 10m ,再竖直下 降了 10m,该无人机在水平前进时重力做功   J。在 10s
内,该无人机重力做功的功率是   W。
【答案】0;20
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】根据W=Gh计算出重力做功大小,再根据计算出无人机重力做功的功率。
【解答】(1)无人机在水平前进时,重力竖直向下,它在竖直方向上通过的距离为零,根据W=Gh可知,此时重力做功0J;
(2)在10s内,无人机下降了10m,则重力做功W=Gh=20N×10m=200J;
这段时间内重力做功功率:。
22.(2021九上·新昌期末)在水平地面上有一长方体木箱。小林用水平推力F把木箱向前推,如图甲所示。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。
(1)0-1秒内,推力F对木箱是否做功   (选填“是”或“否”)。
(2)3-6秒,推力F对木箱做功   焦。
【答案】(1)否
(2)400
【知识点】速度公式及其应用;力是否做功的判断;功的计算公式的应用
【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,根据图丙分析即可;
(2)根据丙图确定3-5s内的速度,然后根据s=vt计算出推力作用于木箱移动的距离;最后根据W=Fs计算对木箱做的功,再根据乙图确定5-6s内推力F对木箱没做功。
【解答】(1)根据图丙可知,0~1s内物体的速度为0m/s,即物体只受推理100N,但是并没有移动距离,因此推力对木箱没有做功。
(2)根据丙图可知,3-5s内木箱的移动速度为1m/s,
则这段时间内推力作用的时间为2s,移动的距离s=vt=1m/s×2s=2m;
根据乙图可知,这段时间受到的推力为200N,则对木箱做功:W=Fs=200N×2m=400J。
由图乙可知,5~ 6s没有推力作用在木箱上,不做功,故3- 6秒,推力F对木箱做功400J。
23.(2021九上·拱墅期末)在两个等长、等高但材质不同的斜面上,用平行于斜面的拉力F分别将质量为2m和3m的A、B两物体从斜面底部匀速拉到顶端,如图所示。此过程中,甲、乙两斜面上的拉力F所做的功分别为W甲、W乙,拉力F所做的额外功分别为W额甲、W额乙。则W甲   W乙(选填 “<”“=”或“>”,下同);W额甲   W额乙。
【答案】=;>
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据W总=Fs比较拉力做的总功大小;
(2)根据W有=Gh比较拉力做的有用功大小,再根据W额=W总-W有比较拉力做的额外功的大小关系。
【解答】(1)两个拉力相等,且斜面的长度相等,根据W总=Fs可知,拉力做的总功相等,即W甲=W乙;
(2)斜面的高度相同,物体的重力G甲根据W额=W总-W有可知,拉力做的额外功W额甲>W额乙。
24.(2021九上·奉化期末)物体在水平地面上做直线运动,当物体运动的路程和时间图像如图甲时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度和时间图像如图乙时,受到的水平推力为F2,两次推力的功率分别为P1、P2,则F1   F2,P1   P2
(均选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】=;<
【知识点】二力平衡的条件及其应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据图像确定该物体的运动状态,然后根据二力平衡确定拉力和阻力的大小关系,进而比较两个拉力的大小;
(2)根据图像比较该物体运动速度的大小,再根据P=Fv比较对应功率的大小。
【解答】(1)根据甲图可知,s-t图像是一条通过坐标原点的斜线,那么它做匀速直线运动,此时推力F1=f。根据乙图可知,v-t图像是一条平行线,即物体还做匀速直线运动,此时推力F2=f。因为物体对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,那么推力F1=F2。
(2)根据甲图可知,此时的速度为:;
根据乙图可知,此时的速度为4m/s;
则速度v1根据公式P=Fv可知,对应功率P125.(2021九上·绍兴期中)在自由下落过程中物体运动速度会越来越快。一个物体由 A 点自由下落, 相继经过B、C 两点,已知 AB=BC,如图所示,物体在 AB 段重力做功W1,做功功率 P1;在 BC 段重力做功 W2,做功功率P2,则 W1   W2,P1   P2 (选填“大于”、“小于”或“等于”)。物体在下落过程中,若重力突然消失, 则物体将   。(空气阻力忽略不计)
【答案】等于;小于;作匀速直线运动
【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比较做功的大小,根据P=Fv比较功率的大小;
(2)根据牛顿第一定律可知,当物体不受外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,据此分析解答。
【解答】(1)已知AB=BC,且重力保持不变,根据W=Gh可知,物体在两个阶段做功相等,即W1=W2。物体的速度越来越快,即v1(2)物体在下落过程中,只受到向下的重力,如果重力突然消失,那么物体将以最后消失时刻的速度沿原来的方向做匀速直线运动。
26.(2021九上·绍兴期中)如图甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用.F的大小与时间t的关系及物体的速度v与时间t的关系如图乙所示.则0~3秒F对物体做的功为   焦,3~6秒物体受到的摩擦力大小为   牛。

【答案】0;4
【知识点】二力平衡的条件及其应用;影响摩擦力大小的因素;功的计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据图像确定0~3s内物体受到的推力和移动的距离,然后根据W=Fs计算出推力做的功;
(2)根据图像找到物体做匀速直线运动的时间段,并确定此时受到的推力,再根据二力平衡的知识计算出摩擦力。接下来分析3-6s内物体对地面的压力和接触面的粗糙程度是否改变,从而判断物体受到的摩擦力是否变化即可。
【解答】(1)根据图乙可知,0~3s内物体受到的推力为1N,但是运动的速度v=0m/s,因此这段时间内物体没有运动。根据W=Fs可知,力F对物体做功为0J。
(2)根据图乙可知,6-9s内物体做匀速直线运动,此时物体受到的推力为4N。根据二力平衡的知识可知,此时物体受到的摩擦力f=F=4N。在3-6s内,物体做加速运动,但是它对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,因此受到的摩擦力不变,还是f=4N。
三、实验探究题
27.(2021九上·诸暨期中)斜面在生活生产中常见,在科学实验中也常有,以下科学实验都用到了斜面。
(1)如图甲所示利用斜面测S段的平均速度,为了提高实验测量的准确度,可以    (填“增大”或“减小”)斜面坡度,让小车从斜面顶端由静止开始滑下。
(2)如图乙所示利用斜面研究阻力对物体运动的影响,小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,在毛巾、木板、平板玻璃等表面上运动不同的距离后停止,此过程中小车克服阻力做功的大小分别为W1、W2、W3,它们的关系是   。
(3)如图丙所示利用斜面探究动能的大小与哪些因素有关,让小车A从斜面的不同高度由静止开始滑下,是为了探究动能与   的关系。
【答案】(1)减小
(2)W1=W2=W3
(3)速度
【知识点】功的计算公式的应用;动能的影响因素
【解析】【分析】(1)斜面的坡度越小,小车滑下时的速度越小,而运动时间更长,这样更便于测量运动时间,从而准确计算出平均速度。
(2)根据能量转化的知识分析;
(3)小车到达水平面时的速度与它在斜面上的高度有关,即高度越大,小车的速度越大。
【解答】(1)如图甲所示利用斜面测S段的平均速度,为了提高实验测量的准确度,可以减小斜面坡度,让小车从斜面顶端由静止开始滑下。
(2)小车从斜面上滑下后,克服水平面上的阻力做功,当小车静止下来时,小车的动能全部转化为内能。由于小车的动能相同,所以克服阻力做的功也相等,即W1=W2=W3;
(3)如图丙所示利用斜面探究动能的大小与哪些因素有关,让小车A从斜面的不同高度由静止开始滑下,是为了探究动能与速度的关系。
28.(2018九上·杭州期中)学校买了一箱物理器材,小亮同学将它从一楼搬运到三楼,小红同学想测量小亮同学搬运器材过程中对箱子做功的功率。
(1)测量所需要的器材有:磅秤、皮尺,还需要   。
(2)小红同学设计的测量步骤如下,其中多余的步骤是 。
A.测出箱子的质量m
B.测出楼梯的总长度L
C.测出一楼到三楼的竖直高度h
D.测出小亮上楼所用的时间t
E.算出小亮搬运箱子的功率P
(3)用所测物理量计算功率的表达式是P=   。
【答案】(1)秒表
(2)B
(3)mgh/t
【知识点】功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据P=,可以求出小亮同学搬运器材过程中对箱子做功的功率;小亮同学对箱子做的功为W=mgh;
【解答】根据P=可知,要想求出小亮同学搬运器材过程中对箱子做功的功率,测量所需要的器材有:磅秤、皮尺,还需要秒表;小亮同学对箱子做的功为W=mgh,只需要测出箱子的质量m、一楼到三楼的竖直高度h、小亮上楼所用的时间t,进而算出小亮搬运箱子的功率P,因此,多余的步骤为测出楼梯的总长度L;根据P=和W=mgh测出小亮同学对箱子做功的功率的表达式是P=;
故答案为:(1)秒表;(2)B;(3)。
四、解答题
29.(2022九上·慈溪竞赛)装有水的容器在大小为10N的拉力F作用下运动,图甲为容器三段运动的示意图,F的方向始终沿着容器运动方向,OP段、MN段为水平地面。在MN段容器中的水少于OP段,容器在OP段、MN段的速度一时间图像和QR段的路程一时间图像如图乙所示。
(1)求F在OP段做的功。
(2)求F在QR段的功率。
(3)容器在OP段和MN段受到摩擦力分别为f1、.f2,则f1   f2
(选填>”“=”或“<”)。
【答案】(1)W=Fs=10N×0.4m/s×10s=40J
(2)P=F.v=10N×5m/10s=5W
(3)=
【知识点】影响摩擦力大小的因素;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s=vt计算出OP段容器移动的距离,再根据W=Fs计算出F在OP段做的功;
(2)首先根据计算F在QR段的速度,再根据P'=F'v'计算在QR段的功率;
(3)根据影响滑动摩擦力的因素分析。
【解答】(1)容器在OP段移动的距离:s=vt=0.4m/s×10s=4m;
F在OP段做的功:W=Fs=10N×4m=40J。
(2)F在QR段的速度;
F在QR段的功率:P'=F'v'=10N×0.5m/s=5W。
(3)容器在OP段和MN段对水平面的压力不变,且接触面的粗糙程度不变,因此受到的滑动摩擦力不变,即f1=f2。
30.(2021九上·义乌期中)在某次打捞水下的物件时,用了水下机器人潜入水下打捞物件。若机器人在水下运动时,所受海水阻力与速度的关系如图所示,那么,机器人在水下以0.5m/s的水平速度匀速运动1min,机器人水平推力做的功为多少焦?
【答案】根据图像可知,当速度为0.5m/s时,机器人受到海水的阻力f=200N;
则1min内它前进的距离:s=vt=0.5m/s×60s=30m;
机器人做匀速直线运动,则它受到的水平推力与阻力相互平衡,
即它受到的水平推力F=f=200N;
那么水平推力做功:W=Fs=200N×30m=6000J
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】首先根据s=vt计算出机器人前进的距离,再根据二力平衡计算出海水的水平推力,最后根据W=Fs计算出水平推力做的功。
31.(2021九上·义乌期中)学校进行实验室仪器升级工程,买了30套,每套质量为10kg的物理实验器材,每套器材一箱。某实验员需要把这批实验器材搬运到7m高的物理实验室。
(1)实验员至少需要做多少功?(不考虑他克服自身重力所做的功)
(2)如图所示,假设他身体可以提供的功率P取决于所搬运物体的质量m。若要尽可能快地把这批器材搬上去,那么他每次搬运的实验器材   箱。
(3)不考虑搬起、放下实验器材和下楼的时间,求他搬运这批实验器材的最短时间是多少秒?
【答案】(1)解:m=30m0=30×10kg=300kg,
G=mg=300kg×10N/kg=3000N,
W=Gh=3000N×7m=2.1×104J
(2)3
(3)解:要求搬运时间最短,身体所提供的功率应最大,由图象可知最大功率P=70W。
根据P= 可得最短时间:t= = =300s。
【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 m=30m0 计算出器材的总质量,再根据G=mg计算出器材的总重力,最后根据W=Gh计算对器材做的功。
(2)根据图像确定搬运的最大功率,然后确定对应的器材的质量,最后将这个质量与每套器材的质量做比即可。
(3)根据公式计算出搬运的最短时间。
【解答】(2)根据图像可知,搬运的最大功率为70W,此时对应的质量为30kg,那么每次搬运的实验器材套数为:。
32.(2021九上·淳安期中)如图为四旋翼无人机,质量为1.2千克,下方悬挂着一个质量为0.1千克的摄像机。在10秒内无人机从地面竖直上升了20米,然后边摄像边斜向上飞行了30秒,仪表盘上显示离地高度为96米。求:
(1)无人机前10秒对摄像机做了多少功?
(2)整个过程中,无人机对摄像机做功的功率为为多少?
【答案】(1)无人机前10秒对摄像机做功:W=Gh=0.1kg×10N/kg×20m=20J;
(2)无人机对摄像机做功:W总=Gh总=0.1kg×10N/kg×96m=96J;
无人机对摄像机做功的功率:。
【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计算出前10s内对摄像机做的功;
(2)首先根据W总=Gh总计算出对摄像机做的总功,再根据计算出对摄像机做功的功率。
33.(2021九上·洞头期中)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300米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15秒下落后,开始做匀速直线运动直至落地,整个过程用时30秒,求在这个过程中:
(1)在0-15秒内,运动员的机械能变化情况是
A.一直变大 B.一直变小
C.先变大后变小 D.先变小后变大
(2)运动员匀速下降时重力做功的功率。
【答案】(1)B
(2)解;匀速下落的高度为:h=vt=15×5m/s=75m
匀速下落重力做的功:W=Gh=500N×75m=37500J
匀速下降时,重力做功的功率:P=W/t= 37500J / 15s =2500w
【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)根据机械能和内能的转化判断;
(2)根据图像,确定运动员匀速运动的时间和速度,然后根据h=vt计算出下降的高度,再根据W=Gh计算出重力做的功,最后根据计算出重力做功的功率。
【解答】(1)再0~15s内,运动员不断与空气摩擦,克服空气阻力做功,则它的机械能会转化为内能,则这段时间内它的机械能一直变小,故选B。
34.(2021九上·临海月考)为响应国家提出的“节能减排,低碳生活”的号召。质量为60kg的小明同学每天坚持骑自行车上学,他所骑自行车质量为15kg,轮胎与水平地面的总接触面积为30cm2,在水平路面上匀速骑行时所受阻力为总重力的0.02倍(g取10N/kg)。求:
(1)小明和自行车的总重力;
(2)他骑行时自行车对地面的压强;
(3)若他在水平路面上5min内匀速骑行了1500m,则他骑行时的功和功率是多大。
【答案】(1)解:小明和自行车的总重力G=(m1+m2)g=(60kg+15kg)×10N/kg=750N
(2)解:他骑行时自行车对地面的压强
(3)解:阻力为f=0.02G=0.02×750N=15N
因为匀速,所以动力等于15N,速度为
他骑行时的功率是P=Fv=15N×5m/s=75W
【知识点】压强的大小及其计算;功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据公式G=mg计算出小明和自行车的总重力;
(2)自行车对地面的压力等于小明和车的总重力,再根据压强公式 计算车对地面的压强;
(3)首先根据f=0.02G计算出自行车受到的阻力,再根据二力平衡的知识计算出自行车受到的牵引力,接下来根据计算出行驶的速度,最后根据P=Fv计算骑行时的功率。
35.(2021九上·金华期中)享有金华“小西湖”美誉的湖海塘绝对是金华人心目中的地标,整个湖海塘公园占地总面积293万平方,其中环湖绿道达6.4千米,某同学周末去湖海塘公园骑行,若该同学使用电动自行车以16km/h的速度匀速行驶,电动自行车牵引力的功率为100W,求:
(1)该同学环湖骑行所需的时间;
(2)该同学环湖骑行全程牵引力所做的功;
(3)电动自行车的牵引力。
【答案】(1)该同学环湖骑行所需的时间:;
(2)该同学环湖骑行全程牵引力所做的功:W=Pt=100W×1440s=1.44×105J;
(3)电动自行车的牵引力:。
【知识点】速度公式及其应用;功的计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据公式计算出骑行时间;
(2)根据W=Pt计算出牵引力做的功;
(3)根据W=Fs计算电动自行车的牵引力。
36.(2021九上·绍兴期中)一辆重为6000N的汽车在水平平直公路上匀速行驶,1min内通过的路程为1200m,已知发动机的功率为24KW,求:
(1)汽车的速度是多少?
(2)发动机对汽车所做的功?
(3)匀速行驶过程中,重力对汽车做的功?
(4)汽车所受摩擦力的大小?
【答案】(1)汽车的速度为:;
(2)发动机所做的功:W=Pt=24000W×60s=1.44×106J;
(3)重力对物体做的功W'=Gh=6000N×0m=0J;
(4)汽车受到的牵引力;
汽车受到的摩擦力与牵引力相互平衡,
则汽车受到的摩擦力f=F=1200N。
【知识点】速度公式及其应用;二力平衡的条件及其应用;功的计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据公式计算出汽车的速度;
(2)根据W=Pt计算发动机所做的功;
(3)根据W=Gh计算出重力做的功;
(4)首先根据计算出汽车受到的牵引力,再根据二力平衡计算出汽车受到的摩擦力。
37.(2021九上·杭州期中)心脏是人体血液的动力站,一个人的心脏只有拳头大小,质量为0.3千克,但它在10小时内所做的功却相当于把质量为1.8吨的物体举高1米。(g取10N/kg)请你计算
(1)一般人的心脏重力约为多少?
(2)一般人的心脏功率有几瓦?
【答案】(1)G=mg=0.3kgx10N/kg=3N
(2)W=Gh=1800kgx10N/kgx1m=18000J
【知识点】重力的大小;功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据重力G=mg,功率P=进行分析解答。
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