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11.1功
一、填空题
1. 如图甲所示 ,放在水平地面上的物体受到方向不变的水平拉力 F 的作用 ,F 的大小与时间 t 的关系如图 乙所示 ,物体运动速度 v 与时间 t 的关系如图丙所示 。则 0 ~ 2s 内拉力 F 所做的功为 J。
2.在国际单位制中,功的单位是 ,符号是 .
3.疫情期间,长春市明德路电信小区常用无人机喷洒药液杀毒,如图所示,消毒液喷洒出来后过一会儿就消失了,这是一种 现象;一架无人机将2kg的药液瓶提升20m高,无人机对药瓶做了 J的功。
4.陈陈同学用500N的水平推力推着重为100N的箱子在水平地面上前进了10m,则她对箱子做的功是 J,重力对箱子做的功是 J.
5.用大小不变、方向始终与物体运动方向一致的力F,将质量为m的小物体沿半径为R的固定圆弧轨道从A点推到B点,圆弧AB对应的圆心角为60°,如图所示,则在此过程中,力F对物体做的功为 ;若将推力改为水平恒力F,则此过程中力F对物体做功为 。
6.如图为某型号电动平衡车,其电动机功率为400W.在下列条件下测得其续航里程为18km:满电:载重60kg;沿平直路面行驶:速度12km/h.在这次测试中,电动机消耗电能为 kW h:若电动机效率为80%,则平衡车受到的阻力为 N.
二、实验探究题
7.在探究“力与运动的关系”时,同学们设计了如图所示的实验:
(1)每次实验中让小车从同一斜面同一高度由静止开始滑下,这样做是为了使每次实验时小车 ;
(2)在实验中可以观察到:小车到达水平面后继续向前运动一段距离,最终会停下来。本实验现象能直接说明 (选填序号);
A.牛顿第一定律 B. 物体的运动需要力来维持 C.力可以改变物体的运动状态
(3)通过上面的探究,进行合理的推理可以得出:小车到达水平面后如果不受阻力,小车将 ;
(4)在上述的三次实验中,若小车克服毛巾的摩擦力做功为W1,小车克服木板的摩擦力做功为W2,则 W1 W2(选填“>”、“=”或“<”)。
三、综合题
8.2023年10月31日8时11分,神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在距离地面十千米的高度打开降落伞,逐步减速,直至距地面1米高度时,启动反推发动机向下喷火。实现进一步减速、最终安全直立着陆。已知返回舱的总质量约为,返回舱着陆后与水平地面接触面积约为。
(1)启动反推发动机实现减速是利用了 。返回舱在下降过程中受到的 (选填“是”或者“不是”)平衡力;
(2)返回舱着陆后静止在水平地面时对地面的压强是多少?
(3)返回舱距离地面直至落地过程中,返回舱重力做功多少?
9.图中某智能机器人的质量为80kg,其轮子与水平地面接触的总面积为。在水平地面上工作时,该机器人匀速直线移动的速度为1m/s,所受阻力是机器人重力的0.05倍。(g取10N/kg)
(1)求机器人对水平地面的压强 ;
(2)求机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力 ;
(3)若机器人在水平地面上匀速直线移动30s,则此过程中牵引力做的功是多少 ;
(4)若机器人在匀速直线移动过程中所受的力全部消失,则机器人的状态是 (选填“匀速直线运动”或“静止”)。
10.2019年1月3日,嫦娥四号在距离月球表面8公里时,探测器调整姿态,随后减速下降,在反推发动机和着陆缓冲系统的辅助下,成功落在月球背面.嫦娥四号月球探测器的成功软着陆,是全人类首次成功登陆月球背面的行动.
嫦娥四号探测器由着陆器与巡视器组成,巡视器被命名为玉兔二号,整体质量为 135kg,是全球目前重量最小的月球车.玉兔二号由太阳能和同位素温差核电池两种供电方式,能提供不低于2.5W的输出功率.
(1)嫦娥四号通过反推发动机向下喷出气体,使其速度减小,成功软着陆,说明力可以改变物体的 和力的作用是 ;
(2)物体在月球上受到的重力只有地球上的1/6,地球上g=10N/kg,则玉兔二号在月球上受到的重力为 N.
(3)探测器的四个“脚掌"比较宽大,是为了 .
(4)玉兔二号的输出功率为3W,以0.06m/s的速度沿水平直线匀速行驶1000s,玉兔二号做功 J,受到的阻力为 N.
四、单选题
11.下列说法最符合实际的是( )
A.学校课桌的高度约80dm
B.托起一只铅笔的力约为1N
C.一名中学生游泳时受到的浮力约为5000N
D.一名中学生爬一层楼做的功约为1600J
12.快递在现代物流中发挥重要作用,下列哪项工作中快递小哥对货物做了功( )
A.抱着货物乘电梯上楼 B.提着货物在水平路上匀速前进
C.用力搬货物但未搬动 D.抱着货物在原地等待签收
13.下列情景中,人对物体做了功的是( )
A.运动员投出的冰壶在平滑冰面上匀速滑行
B.运动员举着杠铃在空中静止不动
C.中学生背着书包在水平路面上匀速行走
D.物理老师提着实验器材沿着楼梯走上楼
14.下列实例中,力对物体没有做功的是( )
A.起重机吊起重物 B.马拉车,车未动
C.跳水运动员从跳台跳下 D.举重运动员,将杠铃举起
15.甲、乙汽车在水平公路上行驶牵引力F甲:F乙=3:1,速度V甲:V乙=4:1,车重G甲:G乙=2:1,则在相等时间内牵引力做的功W甲:W乙为( )
A.3:1 B.6:1 C.12:1 D.24:1
16.关于一名中学生的相关估测,下列说法符合实际的是( )
A.将物理课本从地面捡到课桌做功大约20J
B.双脚站立时对地面的压强约为1.5×104Pa
C.潜入泳池水面以下所受浮力约为5000N
D.将30个鸡蛋从一楼提到三楼,克服鸡蛋重力做的功约为500J
五、多选题
17.某中学积极开展民族民间文化进校园活动,丰富学生的校园生活,如下列图所示的四幅图所示,分别反映蹴球、独竹漂、高跷和押枷的训练情景。关于这四种运动下列说法中正确的是(g取10N/kg)( )
A.踢球时球离开运动员的脚掌后在向前运动的过程中,运动员对球做了功
B.45kg的女运动员拿着3kg的划竿踩在质量为30kg的竹漂上保持平衡状态,划竿和竹漂共受到780N的浮力
C.52kg的男运动员踩着重量忽略不计的高跷训练,每只高跷底部与地面的接触面积为1.3×10﹣3m2 ,则在行走过程中,高跷对地面的压强为4×105Pa
D.押枷比赛中,线把人拉动起来,说明力能改变物体的运动状态
六、科普阅读题
18.阅读材料,回答问题。
无人驾驶飞机
我国无人机技术世界遥遥领先,广泛应用于军用民用领域;如图甲所示为某型号民用无人机,表一为该无人机的部分参数,其中“升阻比”是飞机飞行时受到空气的升力与受到空气的阻力的比值,飞机飞行时受到的空气阻力f与迎风面积S、飞行速度v的平方均成正比,即f=kSv2,其中k是常量。(g取10N/kg)
无人机有竖直方向的三挡风力和水平方向的两挡风力,该无人机由四台相同的旋翼电机组成,其中每台旋翼电机产生竖直方向的升力与风叶转速的平方成正比,对应关系如表二;产生的升力与风叶转速之比叫做动率;升力与每秒钟通过风叶空气重力之比为转力效率。
表一:
机身质量/kg 2 升阻比 10~15
最大载荷量/kg 3 最大迎风面积/m2 1
遥控距离/km 2 风叶数量/片 4
表二:
风叶转速(千转/分钟) 1 1.2 1.4
升力(牛顿) 5
动率(牛顿 分钟/千转) 5
(1)无人机上升时,通过风叶将空气向下吹动,空气也对飞机施加推力,这说明了 ,使飞机上升运动的施力物体是 ;
(2)无人机工作时的情景,下列正确的是 ;
A.无人机向下加速运动时,它的惯性变大
B.无人机水平匀速运送货物时,无人机对货物做了功
C.无人机在空中悬停时,它受到平衡力作用
D.匀速上升的无人机突然失去所有力,它将立刻下落
(3)当无人机的飞行速度和受到的空气升力不变,增加迎风面积,此时该无人机的升阻比将 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)如图乙是无人机竖直向上运动的v﹣t图像;由图像可知,在0~5s内,无人机受到的升力 (选填“大于”“小于”或“等于”)重力;如图丙是同一架无人机在执行某次任务过程中未更换电池情况下的s﹣t图像,若第一次、第二次受到的升力分别为F1、F2,则F1 F2(选填“>”“<”或“=”);
(5)由表二数据可知,当风量为1.2千转/分钟时,无人机的动率为 牛顿 分钟/千转;上述风量下,若每片风叶转圈时扫过的面积为0.3m2,空气被吹动的速度为3m/s,则该无人机1min内通过风叶的空气总质量为 kg,此时的转力效率是 。(g=10N/kg,ρ空气=1.3kg/m3)
七、计算题
19.如图所示是我国研发生产的某型号航拍无人机。无人机起飞前,放在地面上要确保四脚着地;启动后,利用遥控器可对它进行控制。无人机的部分参数如表。求:(g取10N/kg)
机身总质量/kg 3.6 四脚着地总面积/cm2 12
电池充满后储存的电能J 108000 最大水平速度/(m·s-1) 15
机身尺寸/mm 400×300×200 最大上升速度/(m·s-1) 5
(1)无人机静止停放在水平地面上时,对地面的压强;
(2)无人机以最大上升速度匀速竖直升高30m,所需的时间;
(3)无人机从50m高空降落到地面,重力所做的功。
20.“背漂”是儿童游泳时常佩戴的一种救生装置。某款长方体“背漂”重为1.5N,底面积为375cm2。把足够大的柱形容器放在水平台面上,用不可伸长的细线一端与“背漂”的底面相连,另一端固定在容器底部,如图甲。往容器中缓慢持续注水,注水过程中细线的拉力F与水的深度h的关系如图乙所示,求:
(1)注水过程中,“背漂”受到的最大浮力;
(2)细线的长度;
(3)注水过程中,浮力对“背漂”所做的功。
答案解析部分
1.【答案】0
【知识点】是否做功的判断
2.【答案】焦耳;J
【知识点】功
3.【答案】汽化;400
【知识点】汽化及汽化吸热的特点;功的计算及应用
4.【答案】5000;0
【知识点】是否做功的判断;功的计算及应用
5.【答案】;
【知识点】功的计算及应用
6.【答案】0.6;96
【知识点】功的计算及应用
7.【答案】到达水平面的速度相等;C;做匀速直线运动;=
【知识点】阻力对物体运动影响的探究实验;功的计算及应用
8.【答案】力的作用是相互的;不是;;
【知识点】力作用的相互性;压强的大小及其计算;功的计算及应用
9.【答案】;;;匀速直线运动
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算;功的计算及应用
10.【答案】运动状态;相互的;225N;减小压强;3000J;50N
【知识点】力作用的相互性;重力及其大小的计算;减小压强的方法及其应用;功的计算及应用
11.【答案】D
【知识点】长度的估测;重力及其大小的计算;物体的浮沉条件及其应用;功的计算及应用
12.【答案】A
【知识点】是否做功的判断
13.【答案】D
【知识点】是否做功的判断
14.【答案】B
【知识点】功的计算及应用
15.【答案】C
【知识点】功
16.【答案】B
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理;功的计算及应用
17.【答案】B,C,D
【知识点】力的作用效果;压强的大小及其计算;阿基米德原理;是否做功的判断
18.【答案】物体间力的作用是相互的;空气;C;变小;大于;=;6;70.2;61.6%
【知识点】重力及其大小的计算;阿基米德原理;功的计算及应用
19.【答案】(1);(2)6s;(3)1800J
【知识点】速度公式及其应用;压强的大小及其计算;功的计算及应用
20.【答案】(1)30N;(2)15cm;(3)0.225J
【知识点】阿基米德原理;功的计算及应用
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