3.3 能量转化的量度 同步练习

3.3 能量转化的量度
一、填空题
1．一木块在大小为10 N的水平拉力作用下，10 s内沿水平地面前进5m，则拉力做的功为____________J，功率为___________W；若木块重30 N，则在此过程中重力对木块做的功为________J。
2．在一次爬楼的比赛中，体重相等的甲、乙两同学同时从一楼出发，他们爬楼的速度大小保持不变。当甲登上8楼时，乙刚好到达7楼。在这个过程中，他们所做的功的大小关系为W甲________W乙，他们做功的功率大小关系为P甲_______P乙。（填“大于”“小于”或“等于”）
二、选择题
3．下列过程中人对桶做功的是( )
A．提着桶站立不动 B．提着桶水平移动
C．提着桶站在匀速向上运动的电梯内 D．提着桶站在匀速水平运动的车厢内
4．如图所示是小明玩手指顶杆游戏时的情景，杆没有倾倒是由于( )
A．手指对杆没有做功 B．杆所受重力与支持力是一对平衡力
C．指尖受杆挤压发生形变 D．杆与手指间力的作用是相互的
5．在图甲、乙中，甲图中地面粗糙，乙图中地面光滑。质量分别为m、2m的两个物体在大小为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，无法确定甲、乙图中F做的功谁大
6．粗糙的水平面上有一个重为50 N的物体，用10 N的水平推力使其在10 s内匀速前进20 m，则在此过程中( )
A．推力做了1000 J的功 B．推力的功率为20 W
C．重力做了100 J的功 D．摩擦力为50 N
7．下列有关功率的说法中，正确的是( )
A．做功多的机械功率大 B．工作时间短的机械功率大
C．在工作时间相同时，做功少的机械功率大 D．做功快的机械功率大
8．一个重为2N的皮球在从10 m高处下落3m的过程中，重力对它所做的功为( )
A．20 J B．6 J C．14 J D．26 J
9．用水平拉力F拉着物体A在光滑水平面上沿力的方向移动距离s，拉力F做的功为W1；用同样的力F拉着物体A在粗糙水平面上沿力的方向移动相同的距离s，拉力F做的功为W2，则( )
A．W1=W2 B．W1>W2
C．W110．三位同学准备进行爬楼比赛，看看谁的功率大，他们展开了如下的讨论：
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：在爬楼的时间相同时，只要测出各自的体重、爬楼的高度，就可以进行比较。
丙：在爬楼的高度相同时，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
11.中学生小华在一次跳绳的体能测试中，1 min内跳了120次，每次跳离地面的高度约为5 cm，则他跳绳时的功率最接近( )
A．5W B.50 W C.500 W D.5 000 W
12．以下是对与小阳同学有关的部分生活事例的分析，其中合理的是( )
A．去游泳馆游泳时，受到水的浮力约为2 000 N
B．全家5月份自来水用量为26m3，换算成质量为26 kg
C．沿楼梯登上教学楼3楼，克服自身重力做功约为30000 J
D．参加800m跑步的成绩是4min10 s，则她跑步的平均速度是3.2m/s
13．当两台机器正常工作时，功率大的机器一定比功率小的机器( )
A．做功多 B．做功少 C．做功快 D．做功慢
14．如图所示，甲、乙两物体沿竖直向上的方向做匀速直线运动，不计空气阻力，则( )
A．甲的速度一定大于乙的速度
B．甲的重力一定大于乙的重力
C．拉力F甲做的功一定大于拉力F乙做的功
D．拉力F甲的功率一定大于拉力F乙的功率
15．王小虎同学听到上课铃响了，他一口气从一楼跑到三楼，所用时间为10 s。那么，他上楼的过程中，克服自己重力做功的功率最接近下面哪个值( )
A．3W B．30 W C．300 D．3 000 W
16．甲、乙两辆汽车的功率相等，都在平直公路上匀速行驶，在相等的时间内，甲、乙两车通过的路程之比为4:5，则( )
A．甲、乙两车发动机的做功之比为4：5 B．甲、乙两车速度之比为5：4
C．甲、乙两车受到的阻力之比为5：4 D．甲、乙两车的牵引力之比为1：1
三、综合题
17.在2013年中国吉尼斯之夜节目上，赵小龙表演以头“走”楼梯，如图所示，他将一个软垫套在头顶，用头“走”了34级台阶，创造了新的吉尼斯世界记录。
(1)小龙在头上套一个软垫，可以___________（填“减小”或“增大”）对头的压强。
(2)如果每级台阶高8 cm，小龙的质量是30 kg，则“走”完34级台阶，他至少做功____________J。
18.5月19日上午，装载着两台大型桥吊的轮船在舟山大浦口码头靠岸。这两台桥吊是舟山港起吊速度最快、起重量最大、外伸距最长的集装箱桥吊，大大提高了舟山港的集装箱吞吐能力。(g取10 N/kg)
(1)桥吊一次最多能起吊65 t的货物，则65 t货物的重力为多大？
(2)若将65 t的货物竖直吊起20 m，用时200 s，则桥吊对货物做了多少功？功率有多大？
19．如图所示是在舟山最后安装、测试后的“海洋石油981”钻井平台，远远望去，该钻井平台的四个立柱“踩”着两只船，处于半潜状态。
(1)5月9日，“海洋石油981”钻井平台在南海荔湾6-1区域成功钻探，该地点位于舟山东南约1728 km处。如果在两艘船的拖曳下，该钻井平台以2 m/s的速度移动，则从舟山到钻探地该平台需连续航行多少小时？
(2)钻井平台工作时，如果要将1 m3的石油从深1500 m的海底抽到海面，为克服其重力需要做多少功？(ρ石油取0.8×103kg/m3，g取10 N/kg)
20．小强的身高只有165 cm，质量却有80 kg，每天放学背着10 kg的书包爬上约20 m高的6楼，总是累得他气喘吁吁。如果小强上到6楼共要5 min时间，求：（g取10 N/kg）
(1)小强上楼过程中要对书包做多少功？
(2)小强上楼过程中克服总重力做功的功率是多少？
21．如图所示，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．F1F2，W1>W2，P1>P2
C．F1P2
22．学校新购了一箱物理器材，小云同学将其从一楼搬到三楼，小彬同学想测定小云搬运器材过程中对箱子做功的功率。
【实验器材】________、___________、________。
【实验步骤】
(1)小彬同学设计的测量步骤如下，其中多余的是( )
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．测出小云上楼所用的时间t
E．算出小云搬运箱子的功率P
(2)请你帮小彬设计一个记录实验数据的表格。
23．两个演员在做杂技“顶竿”的表演，顶竿者的肩膀上竖立着一根直竹竿，竹竿的上端有一位重300 N的小演员。请问：
(1)若小演员沿竿竖直下滑2m，则重力对他做了多少功？
(2)当小演员静止在竿上时，若顶竿者肩部的受力面积是20cm2，不计竹竿的重，则顶竿者肩部受到的压强视多少？
24．压路机是一种利用碾轮的碾压作用，使土壤、路基垫层和路面铺砌层压实的工程机械，广泛用于筑路、筑堤和筑坝等工程。某型号压路机质量为3×104 kg，发动机的额定功率为120 kW，g取10 N/kg。
(1)如图所示，该压路机在沥青路面上碾压时，压路机对水平路面的压强为2×105Pa，压路机对水平路面的压力为多少牛？压路机与路面的接触面积为多少平方米？
(2)该压路机发动机正常工作时，压路机在沥青路面上行驶500 s，发动机所做的功为多少焦？
(3)该压路机发动机正常工作，压路机在水平地面以4 m/s的速度匀速直线行驶，则压路机的牵引力为多少牛？压路机受到的阻力为多少牛？
25．如图甲所示，放在水平地面上的物体A受到水平向右的力F的作用，力F的大小以及物体A的运动速度大小v随时间t的变化情况如图乙所示。
(1)当t=7s时，物体A受到的摩擦力Ff的大小为___________N，方向为_____________。
(2)根据图乙有关信息，请用公式P=Fv，求F=10 N时该力的功率。
参考答案
1．C解析：提着桶站立不动，人给桶的力向上，桶向上没有移动距离，人对桶没有做功；提着桶水平移动，虽有移动距离，但在力的方向上没有距离，人对桶没有做功；提着桶站在匀速向上运动的电梯内，人给桶的力向上，桶向上移动一段距离，人对桶做功，选项C正确。
2．B解析：杆没有倾倒，说明杆处于静止状态，这是一种平衡状态，所以杆要受到平衡力的作用，即杆受到的重力与手指对其支持力是一对平衡力；A、C、D这三种说法本身都没有错，但与杆的静止没有必然的联系。综上分析，知选B。
3．B解析：根据题意，两个物体在大小为F的恒力作用下，在力的方向上前进了相同的距离s，根据W=Fs可知，甲图中F做的功等于乙图中F做的功。
4．B 5．D
6．B解析：重力对它所做的功W=Gh=2N×3m=6J。
7．A解析：由公式W=Fs可知，力F大小相等，两次物体通过的距离s相等，因此W1=W2。
8．D解析：根据可知，在爬楼的时间相同时，只要测出各自的体重、爬楼的高度，就可以比较谁的功率大，或在爬楼的高度相同时，只要测出各自的体重、爬楼的时间，就可以比较谁的功率大。当要计算功率的大小时，需要测出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度。故乙和丙符合题意。
9．(1)减小 (2)799.68
解析：(1)小龙在头上套一个软垫，这是在压力一定的情况下，通过增大受力面积的方法来减小对头的压强。
(2)每级台阶高8 cm，则“走”完34级台阶所走的路程h=0.08 m×34=2.72 m，小龙的重力G=mg= 30kg×9.8 N/kg=294 N，W=Gh=294N×2.72m=799.68 J。
10．(1)货物的重力为6.5×105N。
(2)桥吊对货物所做的功为1.3×107 J，功率为6.5×104 W.
解析：(1)G=mg=65×1 000 kg×10 N/kg=6.5×105N.
(2)W=Gh=6.5×105N×20m=1.3×107J，。
11.50 5 0
12．大于 大于
13．B 解析：小华跳绳一次做的功为W0=Gh=500 N×0.05 m=25 J，小华跳绳1 min做的功为W=120W0=120×25 J=3 000 J，小华跳绳的功率为。
14．D 解析：小阳的质量约为50 kg，所受重力约为G=mg=50kg×10 N/kg=500 N，游泳时要浮在水面上，所受浮力F=G=500 N，故A错误；因为，所以水的质量m=ρV=1×103 kg/m3×26 m3 =2.6×104 kg，故B错误；沿楼梯登上教学楼3楼，克服自身重力做功约为W =Gh=500 N×3m×2=3 000 J，故C错误；运动时间t=4 min 10 s=250 s，平均速度，故D正确。
15．C
16．B 解析：两个物体分别在10 N和8N的力的作用下做匀速运动，不能确定物体运动速度的大小，故A错误；甲、乙都处于平衡状态，在竖直方向上受到的重力和拉力是一对平衡力，二力大小相等，故甲受到的重力为10 N，乙受到的重力为8N，故B正确；虽然F甲大于F乙，但物体在力的作用下通过的距离s大小不知，根据W=Fs可知，无法比较两者做功的大小，故C错误；虽然F甲大于F乙，但物体运动的速度大小关系未知，根据P=Fv可知，不能确定两者功率的大小关系，故D错误。
17．C 18．C
19．(1)240 h
(2)1.2×107 J
解析：(1)钻井平台连续航行的时间为。
(2)体积为1m3的石油受到的重力为G=mg=ρVg=0.8×103 kg/m3×1m3×10 N/kg=8×103 N,
克服石油重力做的功为W=Gh=8×103 N×1500m=1.2×107J。
20．(1)2 000 J (2)60 W
解析：(1) W1=G1h=m1gh=10 kg×10 N/kg×20 m=2000J。
(2)W=G总h=m总gh=90 kg×10N/kg×20 m=18000 J，
21．A
22．【实验嚣材】秤 皮卷尺 停表（手表）
【实验步骤】
(1)B
(2)如下表所示。
箱子质量m
箱子重力G
楼高h
上楼时间t
功率P
23. (1) 600 J (2)1.5×105 Pa
解析：(1)W=Gh=300 N×2 m=600 J。
(2) 。
24.(1)3×105N 1.5m2 (2)6×107 J (3)3×104 N 3×104 N
解析：(1)压路机对路面的压力F=mg=3×104 kg×10 N/kg=3×105N．
根据知，压路机与路面的接触面积.
(2)发动机所做的功W=Pt=1.2×105 W×500 s=6×107 J。
(3)根据P=Fv知，压路机的牵引力，根据二力平衡条件知压路机受到的阻力F阻=F=3×104N。
25．(1)10 水平向左
(2)0或50 W。
解析：(1)6 s后物体A是运动的，故在t=7s时，物体所受的摩擦力等于8s后物体所受的摩擦力，由二力平衡知，Ff=10 N，方向水平向左。
(2)当F=10 N时，物体处于静止状态或以5 m/s的速度做匀速直线运动。
①物体静止时，P=Fv=10N×0m／s=0 W。
②当物体以5 m/s的速度匀速运动时，P=Fv=10 N×5 m/s=50 W。