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九年级上册科学第3章 能量的转化与守恒
第3节 能量转化的量度
一、基础达标
1.一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
2.下列情况中,人对物体做了功的是( )
A.人用力推木箱却没有椎动
B.手提着水桶在水平地面上匀速行走
C.举重运动员举着杠铃不动
D.人推着车在水平路面上向前匀速运动
3.杭州第4届亚残运会吉祥物飞飞在如图运动项自中,没有对物体做功的是( )
A.挺举杠铃的过程 B.滑动船浆的过程
C.抛出篮球后的过程 D.将弓拉弯的过程
4.早上到校后,小科同学背着重50N的书包沿水平路面从闻涛中学门口出发走了10m,并走楼梯来到五楼的教室,他在此过程中对书包所做的功最接近( )
A.0J B.600J C.800J D.1200J
5.如图所示,把同一物体G分别沿着光滑的斜面AD、BD、CD从底端匀速拉到顶端,拉力所做的功( )
A.沿AD斜面拉时最多 B.沿BD斜面拉时最多
C.沿CD斜面拉时最多 D.沿AD,BD,CD斜面拉时一样多
6.下列物理量可以直接反映做功快慢的是( )
A.速度 B.功率 C.质量 D.时间
7.拖拉机深耕时总比在道路上行驶时速度慢,这是为了( )
A.提高传动机械的效率 B.节省燃料
C.增大拖拉机的牵引力 D.提高柴油机的功率
8.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.
9.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
10.如图所示,小科在单杠上做引体向上运动,每次引体向上身体上升的高度为握拳时手臂的长度。已知小科的体重为500N,握拳时手臂的长度为0.6m,完成4次引体向上所用的时间为10s,求.
(1)小科完成1次引体向上所做的功。
(2)10s内小科做引体向上的功率。
二、巩固提升
11.举重是杭州亚运会的一项比赛项目。在比赛中运动员甲比乙高,如果甲和乙举起相同质量的杠铃所用的时间相等,如图,则( )
A.甲做功较多,功率较大
B.甲做功较多,功率较小
C.甲做功较多,甲、乙功率相等
D.甲、乙做功相等,乙的功率较大
12.非洲旱季,常用Hippo roller(中间有转轴的塑料桶)运水。小华分别用背背、用手抱、用手平拉、滚拉的方式运满桶水,在粗糙程度相同的水平地面上匀速行走相同路程,她对满桶水做功最多的是( )
A. B. C. D.
13.如图所示的四幅图是小新提包回家的情景,小新提包的力没有做功的是( )
A.将包提起来 B.站在水平匀速行驶的车上
C.乘升降电梯 D.提着包上楼
14.如图所示,一个质量为m的圆环套在一根固定的水平粗糙直杆上,现给环一个向右的初速度v0,如果在运动过程中还受到一个方向始终竖直向上的力F的作用,已知力F的大小F=kv(k为常数,v为环的运动速度),物体的动能与速度的关系为:,则环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功(假设杆足够长)不可能为( )
A. B.0
C. D.
15.杭州亚运会足球比赛于北京时间9月19日开赛。观赛时小金看到运动员将足球贴着地面传给门将,门将开大脚将球踢飞过中场的情景,对此小金作出了以下分析,正确的是( )
A.贴地传球时,足球在平直的地上滚动,重力对足球做了功
B.门将用500N的力将足球踢出80m,则门将对足球做功40000J
C.足球从最高点下落至地面的过程中,部分重力势能转化为动能
D.足球在飞行过程中,达到最高点时,动能为零
16.如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AC、BC以相同的速度从底部匀速拉到顶点C,已知AC>BC,施加的力分别为FA、FB,拉力做功的功率分别为PA、PB,则下列判断中正确的是( )
A.FA>FB,PA
FB,PA>PB
C.FAPB
17.悬崖双人秋千是一项刺激的游乐项目。如图,两位游客的重力分别是。且,两人同时从最高点下摆到最低点,重力做功的大小分别为,重力做功的快慢分别为,则( )
A. B. C. D.
18.频闪照相机是研究物体运动的重要手段之一,图所示的频闪照片记录了竖直下落的小球每隔相等时间的位置,不计空气阻力,在小球下落的过程中,下列说法正确的是( )
A.小球的重力势能逐渐增大
B.小球的机械能逐渐减小
C.小球的重力在ab段做功比在cd段多
D.小球的重力在ab段做功比在cd段慢
19.在某次演习中,解放军在海拔6000米的高空空投重达8吨的新型履带式伞兵战车。空投下来的战车在后阶段可认为与降落伞一起匀速竖直掉向地面。下列观点正确的是( )
A.伞兵战车出机舱后在水平方向仍会向前运动,这是由于战车受到惯性的作用
B.后阶段匀速下降的过程中机械能守恒
C.空投战车后,若飞机仍在原高度水平飞行,则飞机的重力势能比空投前减小
D.伞兵战车从出机舱到地面的整个过程中,重力做功4.8×107焦
20.如图所示小科用5N的水平拉力F拉动装置,使重为80N的物体A在5s内沿水平地面运动了1m,物体B重50N(物体B与A始终接触),弹簧测力计的示数恒为2N。下列说法错误的是( )
A.物体A与物体B之间的摩擦力大小为2N
B.拉力F做的功为5J
C.拉力F做功的功率为1W
D.物体A受到地面的摩擦力为3N,方向为水平向左
21.如图甲所示,同一木块放在同一水平面上,先后两次沿水平方向拉动木块使其做匀速直线运动。两次拉动木块的s-t图像分别是图乙中的图线①②。则下列物理量相等的是( )
A.木块前后两次所受的摩擦力
B.木块前后两次运动的速度
C.前后两次在相同时间内拉力所做的功
D.前后两次拉力的功率
22.如图甲,A、B是两个完全相同的物体,小科分别将A、B两物体拉到斜面顶端,对物体做功情况如图乙所示,
请问对物体A做的有用功是 J,对物体B做的额外功是 J。
23.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)1~3秒内,推力F对木箱做功的功率将 (选填“增大”、“保持不变”、“减小”或“无法确定")。
(2)3~5秒内,推力F对木箱做功 J。
24.小科用弹簧测力计分别提着质量都是5千克的甲、乙两个物体做竖直向上运动,甲、乙两物体上升高度随时间变化的图象如图所示。在前2s内弹簧测力计对两个物体做的功率P甲 P乙(选填“>”、“<”、“=”),在第4~8s内,小科对乙物体做的功为 焦。
25.通过微信公众号“胜哥课程”学习功率的知识后,小科和几位同学准备开展“比一比谁在爬楼过程中的功率大”的活动。
(1)如何比较同学上楼功率,可以有多种方案:
①测量出各自的体重、爬楼用的时间、爬楼的高度,算出爬楼的功率并进行比较;
②控制爬楼的时间相同,测量出各自的体重、爬楼的高度,算出爬楼的功并进行比较;
③控制爬楼的高度相同,测量出各自的体重、爬楼的时间,算出体重和时间的比值并进行比较。
以上方案可行的是____。
A.只有① B.只有①②
C.只有②③ D.①②③都可以
(2)相互合作,估测每位同学的上楼功率的数据并记录在自己设计的表格中,根据测量所选方案,表格中空缺的栏目内容应该填 。
质量m/kg 上楼高度h/m
… … …
(3)功率表达式: (用符号表示)。
26.2019年1月3日,“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面,并通过“鹊桥”中继星传回了近距离拍摄的月背影像图(如图甲所示),揭开了月背的神秘面纱。
(1)“嫦娥四号”探测器在着陆过程中逐渐减速,在距月面100米处开始悬停,选定相对平坦区域后开始匀速缓慢垂直下降。在此过程中,若不考虑其质量变化,它的机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”);重力做功为 。(已知“嫦娥四号”探测器质量为,月球表面的物体重力和质量的比值)
(2)“鹊桥”中继星带有伞状通信天线,能将数据从外太空送达地球。该天线是由粗细仅为头发丝直径四分之一的镀金钼丝编织而成的金属网,性能稳定。钼能制成细丝,是利用了钼的 性,性能稳定,是因为金的化学性质 。
27.某新型太阳能汽车动力完全由安装在车顶的电池板收集的太阳能提供。汽车 (包括乘务人员)的质量为 1.2t,接收太阳能电池板的面积为 8m2。
(1)如汽车匀速行驶过程中所受阻力大小为车重的 0.02 倍,则汽车牵引力为多大?
(2)当汽车在水平路面上以恒定功率做直线运动时,其速度和时间的关系如图所示,求汽车在水平路面上行驶20s的时间内,牵引力一共做了多少功?
(3)若汽车吸收的太阳能有40%转化为机械能,则太阳光照射到太阳能电池板单位面积上的辐射功率为多少?
28.为了护航亚运,公安部门使用无人机进行巡逻管控。如图所示,是正在巡查的无人机。无人机启动后,利用遥控器可控制它运动和工作,它的部分参数如表:
机身质量/千克 2.4 “四脚"着地的总面积(厘米) 10
电池充满后储存电能/焦耳 36000 最大水平速度(米/秒) 5
机身尺寸/毫米 400×300×200 最大上升速度(米/秒) 1
(1)给无人机电池充电时,发生的能量转化过程主要是 。
(2)无人机从地面飞到离地30米高处,克服自身重力做功为多少
(3)无人机充满电后在水平方向上以最大速度匀速飞行时一次可飞行约15分钟,且电能转化为机械能的效率为60%,求无人机以最大水平速度沿水平方向匀速飞行过程中受到的推力是多少
29.在斜面上将一个质量为0.4kg的物体,从底端沿斜面匀速拉到顶端(如图所示),所用时间为4s,斜面长s=1m、高h=0.2m,该斜面的机械效率为80%。求:
(1)拉力所做的有用功;
(2)拉力所做的总功率。
答案解析部分
1.【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。
2.【答案】D
【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】A.人用力摊木箱却没有推动,木箱受到推力,但是没有在力的方向上通过距离,因此人对物体不做功,故A错误;
B.手提着水桶在水平地面上匀速行走时,手对水桶的拉力竖直向上,而水桶却在水平方向上通过距离,因此人对水桶不做功,故B错误;
C.举重运动员举着杠铃不动,杠铃受到竖直向上的举力,但是没有在这个方向上通过距离,因此人对杠杆没有做功,故C错误;
D.人推着车在水平路面上向前匀速运动时,车受到向前的推力,且车在这个方向上通过距离,因此人对车做功,故D正确。
故选D。
3.【答案】C
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】做功包含两个必要因素,一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过一段距离。
【解答】A.飞飞对杠铃有竖直向上的力的作用,且杠铃在力的方向上移动了一段距离。A不符合题意。
B.飞飞滑动船桨,对船桨有力的作用,且船桨在力的方向上移动了一段距离。B不符合题意。
C.飞飞抛出篮球后,飞飞对篮球没有力的作用,飞飞对篮球没有做功。C符合题意。
D.飞飞将弓拉弯,对弓有力的作用,且弓弯曲,在力的方向上有力的作用。D不符合题意。
故答案为:C。
4.【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】根据W=Gh分析计算。
【解答】一层楼高大约3m,从一楼到五楼高度约h=3m×(5-1)=12m;
则克服书包重力做功:W=Gh=50N×12m=600J。
故选B。
5.【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】根据能量转化和守恒的知识判断。
【解答】三个斜面都是光滑的,即物体沿斜面上升时不会克服摩擦力做额外功,那么拉力所做的功等于克服重力所做的功,因此拉力做的功一样多。
故选D。
6.【答案】B
【知识点】功率
【解析】【分析】功率是表示做功快慢的物理量。功率是指单位时间内所做的功,。
【解答】A.速度是描述运动快慢的物理量,故A不符合题意;
B.功率是描述做功快慢的物理量,故B符合题意;
C质量是表示物体所含物质的多少的,故C不符合题意;
D. 时间是人类用以描述物质运动过程或事件发生过程的一个参数,故D不符合题意。
故选B。
7.【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据P=Fv分析判断。
【解答】根据公式P=Fv可知,当功率一定时,发动机的牵引力与速度成反比,即速度越小牵引力越大,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
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。
9.【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。
10.【答案】(1)小科完成1次引体向上所做的功:W=Gh=500N×0.6m=300J;
(2)10s内小科做引体向上的功率:。
【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计算每次做功;
(2)根据公式计算出引体向上做功的功率。
11.【答案】A
【知识点】功;功率计算公式的应用
【解析】【分析】做功功率。
【解答】甲图比乙图上升高度更高, 举起相同质量的杠铃 ,甲做功更多,时间相等,,甲功率更大,综合分析甲做功较多,功率较大,故答案为:A。
12.【答案】C
【知识点】功;功的计算公式的应用
【解析】【分析 物理学中规定,功等于力跟物体在力的方向上移动距离的乘积。先判断力的大小、物体在力的方向上移动的距离相同,利用功的公式W=Fs分析判断。
【解答】由图可知,AB中小华是用背背、用手抱,即力的方向向上,桶是在水平方向上移动的距离,即沿向上的方向没有移动距离,因此不做功;
在其他条件相同时,滑动摩擦力大于滚动摩擦力,则C中滑动摩擦力大于D中的滚动摩擦力;又因为匀速拉动水桶向前运动,所以由二力平衡条件可知C中拉力大于D中拉力,且水平移动的距离s相同,根据W=Fs可知C做功最多,故ABD不合题意,C符合题意。
故答案为:C。
13.【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】A.将包提起来,书包受到向上的力,且在力的方向上通过距离,因此对书包做功,故A不合题意;
B.站在水平匀速行驶的车上,书包受到向上的力,但是没有在这个方向上通过距离,因此对书包不做功,故B符合题意;
C.乘升降电梯,人受到向上的力,且人在这个力的方向上通过距离,因此对人做功,故C不合题意;
D.提着包上楼,书包受到向上的力,且在力的方向上通过距离,因此对书包做功,故D不合题意。
故选B。
14.【答案】D
【知识点】力是否做功的判断;功的计算公式的应用
【解析】【分析】比较重力和F的大小关系,从三个角度分析解答即可。
【解答】根据题意可知,对小球分以下三种情况讨论:
(1)当mg=kv0时,即v0=时,环做匀速运动,摩擦力为零,Wf=0,环克服摩擦力所做的功为零;
(2)当mg>kv0时,即v0<时,环在运动过程中做减速运动,直至静止。由动能定理得环克服摩擦力所做的功为Wf=;
(3)当mg<kv0时,即v0>时,环在运动过程中先做减速运动,当速度减小至满足mg=kv时,即v=时环开始做匀速运动。由动能定理得摩擦力做的功
Wf=mv02-mv2=mv02-m×= 。
故A、B、C不合题意,而D符合题意。
故选D。
15.【答案】C
【知识点】力是否做功的判断;功的计算公式的应用;动能和势能的大小变化
【解析】【分析】A.做功的要素:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过的距离;
B.根据W=Fs计算对足球做的功;
C.根据能量转化的知识判断;
D.注意分析足球在最高点时水平方向上速度是否为零。
【解答】A.贴地传球时,足球在平直的地上滚动,重力方向竖直向下,但是足球没有在这个方向上通过距离,因此重力对足球不做功,故A错误;
B.门将用500N的力将足球踢出80m,但是这80m内脚并没有始终作用在足球上,根据W=Fs可知,门将对足球做功肯定小于40000J,故B错误;
C.足球从最高点下落至地面的过程中,重力势能减小,动能增大,则部分重力势能转化为动能,故C正确;
D.足球在飞行过程中,达到最高点时,它在水平方向上速度不为零,因此动能不为零,故D错误。
故选C。
16.【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】同一个物体升高相同高度,克服重力做功相同。
【解答】A这边坡度比B缓,更容易将物体拉到顶部, FA故答案为:C。
17.【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】做功的公式W=Gh,和功率的计算公式P=W/t,根据其中物理量的变化,进行大小比较。
【解答】AB.从最高点下摆到最低点的过程中,重力做的功为W1=G1h,W2=G2h。因为h相同,且G1CD.由P=W/t可知P1=W1/t,P2=W2/t。因为t相同,W1故答案为:C。
18.【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用;功率;动能和势能的大小变化;动能的影响因素;势能的影响因素
【解析】【分析】由图可知,竖直下落的小球每隔相等时间的距离在变大,小球高度在减小。
【解答】A.重力势能与质量和高度有关,小球下落,质量不变,高度变小,所以小球重力势能逐渐减小,A错误;
B.不计空气阻力,机械能总量不变,B错误;
C.由W=Gh可知,ab段距离比cd段距离小,所以重力在ab段做功比在cd段小,C错误;
D.重力在ab段做功比在cd段小,由P=W/t可知,重力在ab段做功功率比在cd段小,即小球的重力在ab段做功比在cd段慢,D正确。
故答案为:D
19.【答案】C
【知识点】惯性;功的计算公式的应用;动能和势能的大小变化
【解析】【分析】A.惯性是物体的一种性质,而不是力的作用;
B.机械能=动能+重力势能;
C.重力势能与质量和高度有关;
D.根据W=Gh计算重力做功大小。
【解答】A.伞兵战车出机舱后在水平方向仍会向前运动,这是由于战车具有惯性,故A错误;
B.后阶段匀速下降的过程中,质量不变,速度不变,则动能不变;质量不变,高度减小,则重力势能减小。根据“机械嫩=动能+重力势能”可知,机械能变小,故B错误;
C.空投战车后,若飞机仍在原高度水平飞行,飞机的质量减小,则飞机的重力势能比空投前减小,故C正确;
D.伞兵战车从出机舱到地面的整个过程中,重力做功W=Gh=8000kg×10N/kg×6000m=4.8×108J,故D错误。
故选C。
20.【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;功的计算公式的应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据二力平衡条件求出物体A与物体B之间的摩擦力;
(2)根据W=Fs求出拉力F做的功;
(3)根据求拉力F做功的功率;
(4)若物体A做匀速直线运动,根据二力平衡条件求出地面对A的摩擦力,再结合题目实际分析解答。【解答】A.由图可知,物体B处于静止状态,水平方向受到测力计向右的拉力和A对B向左的摩擦力是一对平衡力,所以物体A与物体B之间的摩擦力f=F示=2N,故A正确不合题意;
B.拉力F做的功:W=Fs=5N×1m=5J,故B正确不合题意;
C.拉力F做功的功率:,故C正确不合题意;
D.若物体A做匀速直线运动时,受到水平向左的拉力和B对A向右的摩擦力、地面对A向右的摩擦力处于平衡状态,则地面对A水平向左的摩擦力:f地=F-fB对A=5N-2N=3N。但题中未提供物体A做匀速直线运动时拉力F的大小,因此无法求出物体A受到地面的摩擦力大小,故D错误符合题意。
故选D。
21.【答案】A
【知识点】速度公式及其应用;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;功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据影响滑动摩擦力的因素比较摩擦力的大小;
(2)根据公式比较速度的大小;
(3)首先根据s=vt比较运动距离的大小,再根据W=Fs比较做功的大小;
(4)根据P=Fv比较拉力的功率。
【解答】A.木块对水平面的压力始终等于自身重力,因此压力不变,且与水平面的接触面的粗糙程度不变,那么木块受的摩擦力f保持不变,故A符合题意;
B.根据图乙可知,在相同的时间内,第①次经过的路程大于第②次经过的路程,根据公式可知,两次的速度v1>v2,故B不合题意;
C.根据二力平衡的知识可知,前后两次的拉力与摩擦力相互平衡,即拉力等于摩擦力。因为摩擦力保持不变,所以拉力F1=F2。在相同的时间内经过的路程s1>s2,根据W=Fs可知,两次做功W1>W2,故C不合题意;
D.两次的拉力相等,速度v1>v2,根据公式P=Fv可知,第①次的功率大于第②次,故D不合题意。
故选A。
22.【答案】2;0.5
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】①根据乙图确定对物体A做的总功和额外功,根据W有=W总-W额计算对A做的有用功。
②根据图片确定对B做的总功,根据W=Gh比较二者有用功大小,最后根据W额=W总-W有计算即可。
【解答】①根据图片可知,对A做的总功为3J,额外观为1J,则有用功为:W有=W总-W额=3J-1J=2J;
②A、B两个物体的质量相等,且高度相等,根据W=Gh可知,对二者做的有用功相等。根据乙图可知,对B做的总功为2.5J,则对B做的额外观为:W额'=W总'-W有=2.5J-2J=0.5J。
23.【答案】(1)增大
(2)400
【知识点】功;功的计算公式的应用;功率;功率计算公式的应用
【解析】【分析】功的定义:如果一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移,我们就说这个力对物体做了功。功的计算公式:W=FS(其中W是功,F是力,S是在力的方向上的距离);功率的定义:功率是指物体在单位时间内所做的功的多少,即功率是描述做功快慢的物理量。功率的计算公式:P=W/S=FV(其中P是功率,W是功,S是距离,F是力的大小,V是速度);
【解答】(1)第一秒内静止,所以没有功率;第三秒的和第二秒的拉力F相同,但是速度第三秒更大,所以功率也是第三秒大, 所以 1~3秒内,推力F对木箱做功的功率将增大;
(2) 3~5秒内,物体做匀速直线运动,所以P=Fv=200N×1m/s×2s=400J;推力F对木箱做功400J。
故答案为:(1)增大(2)400
24.【答案】<;0
【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比较做功的多少,再根据比较做功的功率大小;
(2)根据图片确定4-8s内乙上升的高度,再根据W=Gh计算小科对乙做的功。
【解答】(1)根据图片可知,前2s内乙上升的高度大于甲上升的高度。根据W=Gh可知,小科对乙做的功多。根据可知,小科对乙做功的功率大,即P甲(2) 在第4~8s内, 乙的高度没有发生变化,根据W=Gh可知,小科对乙没有做功。
25.【答案】(1)D
(2)时间t/s
(3)
【知识点】功的计算公式的应用;功率;功率计算公式的应用
【解析】【分析】 机械功率是表示机械做功快慢的物理量,而效率是表示机械在能量利用率高低方面的物理量。功率大的机械,效率不一定高。
【解答】(1)功率是指单位时间内做功的快慢, 如何比较同学上楼功率, 需要知道其克服重力做的功,那么就要知道同学体重,楼高,以及需要知道爬楼的时间,所以D正确;
(2) 根据测量所选方案,表格中空缺的栏目内容应该填 时间t/s ;
(3) 功率表达式:
故答案为:(1)D(2) 时间t/s (3)
26.【答案】(1)减小;
(2)延展;不活泼
【知识点】功;功的计算公式的应用;动能和势能的转化与守恒;常见金属与金属的物理性质及用途;金属的化学性质
【解析】【分析】机械能等于动能和势能的总和;动能和质量和速度有关,质量越大,速度越快,动能越大;重力势能和高度和质量有关,质量越大,高度越高,重力势能越大;做功是指力在力的方向上移动一段距离;
【解答】(1)“嫦娥四号”探测器在着陆过程中逐渐减速,在距月面100米处开始悬停,选定相对平坦区域后开始匀速缓慢垂直下降。在此过程中,若不考虑其质量变化,它的机械能减小,因为匀速下降此时动能不变,但是重力势能减小,所以机械能减小; 重力做功=GH=×1.63N/kg×100m=1.63×105J;
(2) 钼能制成细丝,是利用了钼的延展性,性能稳定,是因为金的化学性质不活泼;
故答案为:(1)减小、(2)延展、不活泼
27.【答案】(1)汽车所受的重力为:G=mg=1.2×103kg×10N/kg=1.2×104N,
汽车所受阻力为:f=0.02G=0.02×1.2×104N=240N,
因为汽车匀速行驶,牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,所以牵引力F=f=240N;
(2)由图乙可知,汽车匀速行驶时,v=15m/s,
则汽车的恒定功率为:P=Fv=240N×15m/s=3600W;
汽车在0~20s内牵引力做的功为:W=Pt=3600W×20s=7.2×104J;
(3)由题可知,汽车获得的机械功率为:P机=3600W,
太阳照射在太阳能电池板上的辐射总功率为:,
太阳照射在太阳能电池板单位面积上的辐射功率:。
【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)知道太阳能汽车的质量,根据G=mg求出重力,根据重力和阻力的关系求出阻力大小,匀速直线运动的物体受到平衡力作用,根据平衡力条件求出汽车牵引力;
(2)汽车在10~20s内做匀速运动,处于平衡状态,牵引力等于阻力,利用P=Fv可求汽车的恒定功率,再根据W=Pt可求汽车在0~20s内牵引力做的功;
(3)根据可求太阳光照射到太阳能电池板的辐射总功率,用总功率除以太阳能电池板的面积得出太阳光照射到太阳能电池板单位面积上的辐射功率。
28.【答案】(1)电能转化为化学能
(2)解:克服重力做的功:
W=Gh=mgh=2.4kg×10N/kg×30m=720J
(3)解:W=W电η=36000J×60%=2.16×104J
P=W/t=2.16×104J/900s=24W
P=Fv
F=P/v=24W/5m/s=4.8N
【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)电池具有化学能,充电时电能转化为电池内部化学能。
(2)重力做功等于重力乘以上升的距离。
(3)利用电能转化为机械能的效率求解机械能大小即有用功大小,利用功率定义式求解功率,最后利用P=Fv求解沿水平方向匀速飞行过程中受到的推力。
29.【答案】(1)W有=G·h=mg·h=0.4kg×10N/kg×0.2m=0.8J
(2)W总=W有/η=0.8J/80%=1J
P总=W总/t=1J/4s=0.25w
【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有=Gh 计算拉力所做的有用功;
(2)首先根据计算拉力做的总功,根据计算拉力做功的总功率。
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