3.3能量转化的量度导学案
学科
科学
学生姓名
年级
九
任课 老师
授课时间
教
学
目
标
教学内容:3.3能量转化的量度:功、功的计算
考 点:理解做功的含义及做功的两个必要因素,学会利用功的计算公式进行简单的计算。
能力与方法:
情感态度与价值观:
课
堂
教
学
过
程
课前检查
作业完成情况:优□ 良□ 中□ 差□
建议:
过程
课前交流,了解学生上次课的复习情况
知识梳理
功的两个必要因素:一个是作用在物体上的力,另一个是物体在力的方向上移动的距离。(注意答题时不可以直接写:做功的两个要素是力和距离,要写完整)
功的计算公式:W=Fs=Pt =Fvt,功的单位:焦
功率
功率是反映物体做功快慢的物理量。(注意不是反映做功的多少。只能说:功率越大,物体做功越快。不能说:功率越大,物体做功越多)
功率的定义:单位时间里完成的功叫做功率
功率的计算公式: P=W/t , P=Fv
功率的单位:瓦 常用单位还有:千瓦、兆瓦、焦/秒
1千瓦=1000瓦 1兆瓦=106瓦
例题精讲
【例1】以下四幅图中,克服物体重力做功的是( )
【例2】如图所示,在水平地面上,用50N的水平推力推动重100N的箱子,前进了5m,如图所示,推箱子的小朋友做功为( )
A.150J B.250J C.500J D.5000J
【例3】一物体在同一水平拉力的作用下,在水平面上先后以1m/s和2m/s的速度运动了相同的距离。在这两个过程中,拉力做功的大小分别为W1和W2,则( )
A.W1=W2 B.W1>W2 C.W1<W2 D.无法确定
4.一个物体在一个大小、方向都不变的水平拉力的作用下,在水平面上做匀速直线运动,如图,能正确反映此力所做的功与时间对应关系的是(??)
当堂检测:
A组
(一)、选择题。
1.小夏推箱子经历了如图所示的过程,最终箱子被推出去后又向前滑行了一段距离.对上述过程中涉及到的物理知识,分析正确的是( ) ?
A.图甲:因为箱子没动,所以小夏没有对箱子施加力的作用
B.图乙:因为箱子受到的摩擦力大于推力,所以小夏没推动箱子
C.图乙:因为小夏对箱子施加了力,所以小夏对箱子做了功
D.图丙:小夏对箱子做的功小于推力与箱子移动距离的乘积
2.某人用力把一个重10N的冰块水平抛出,冰块在水平的冰面上滑行40m远停下来。则冰块在滑行过程中( )
A.人对冰块做了400J的功????????B.重力对冰块做了400J的功
C.人和重力都没有对冰块做功?????? D.以上说法都不对?
3.某商场安装了“台阶式电动扶梯”。一顾客手上提了一个箱子乘扶梯上楼,他随着电梯起匀速上升,如图所示,不计空气阻力,那么下列说法中正确的是( )
A.顾客所提的箱子受到3个力的作用?????????
B.在上升的过程中,顾客不受摩擦力
C.扶梯对顾客的支持力与顾客受到的重力是一对平衡力??????????
D.在此过程中,顾客对箱子不做功
第3题图 第4题图 第5题图
4.如图所示,斜面高为1m,长为4m,用沿斜面向上大小为75N的拉力F,将重为200N的木箱由斜面底端匀速缓慢拉到顶端,下列关于做功的判断正确的是( )
A.木箱受到重力做功的大小为800J??B.木箱受到斜面摩擦力做功大小为100J
C.木箱受到合力做功的大小为125J??D.木箱受到斜面的支持力做功大小为200J
5.如图所示,放在水平桌面上的匀质长直木板长度L为50厘米,质量为2千克,它的右端与桌面相齐,与桌面间的滑动摩擦力为2牛。若在长木板左端用一水平力F将其匀速推下桌子,水平推力至少要做功(? )
A.0.5J??????B.1.0J????? ?C.2.0J???? D.5J
6.如图表示一个人站在匀速上升的电梯上,下列分析正确的是( ?)
A.电梯上升过程中,人的动能转化为重力势能
B.电梯上升过程中,人的机械能不断增大
C.电梯上升过程中,电梯对人的支持力做功为零
D.人对电梯的压力与电梯对人的支持力是一对平衡力
7.在台球比赛中,选手推动球杆撞击白球,白球发生运动后碰撞其它球,以下说法正确的是(? )
A.在水平桌面滚动的球受到了重力,重力对它做了功
B.手推动球杆前进时,手对球杆做了功
C.桌面对球的支持力做了功
D.白球撞击黑球后没有静止,是因为人的手还在对白球做功
8.有一质量分布均匀的工件,正放时如图甲所示,倒放时如图乙所示,现要用力沿箭头方向将它推翻,变成如图丙方式放置。如果在图甲方式放置时推倒所需做的最小功为W1 , 图乙方式放置时推倒所需做的最小功为W2 , 则(?? )?
A.W1>W2??????B.W1<W2??????C.W1=W2?????D.无法比较
第7题图 第8题图 第9题图
9.如图所示,塔式起重机下用钢索挂着重物,在重物静止不动、匀速上升、水平移动三种情形中,钢索的拉力做功的是(? )
A.只有静止不动时???B.只有匀速上升时??C.只有水平移动时?D.上升和水平移动时
10.以下四幅图中,克服物体重力做功的是(? )
A.人推小车在水平路面上通过一段距离B.人用力搬石头,石头没有被搬动C.叉车把货物从地面抬升到一定高度 D.人提书包站在水平输送带上通过一段距离
(二)、填空题
11.在水平地面上,用50N力沿水平方向拉着重为100N的小车前进5m,拉力做的功等于________J,重力做的功________J。
12.如图所示,在整修寺庙过程中,甲和尚将一捆重400N的木头提到了较矮的庙墙上,乙和尚把一篮重150N的瓦片提到了较高的房檐上。根据以上情景,小明和小红就甲、乙两个和尚所做功的多少进行了讨论。小明的观点是:“甲和尚做功多,因为他用的力大。小红的观点是:“乙和尚做功多,因为他提起的距离大。”你认为小明观点________,小红的观点________(填“正确”或“错误”),你的观点是________。 ? ?? ???????
第12题图 第13题图
13.如图所示,在水平地面上,小明用10N 的水平力推重为50N的木箱匀速向右移动10m.在此过程中,木箱受到的摩擦阻力为________N,重力对木箱做功 ________J。
14.在探究“汽车的速度”的实验中,甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的
s﹣t图象如图所示。由图可知,甲车的动能________(选填“大于”、“小于”或“等于”)乙车的动能;经过相同的时间,甲、乙两车牵引力做的功之比为________。(空气阻力忽略不计)
第14题图 第15题图
如图所示是小球在地面弹跳的频闪照片,A、B两点高度相同且距地面30cm,小球在A点的重力势能________(选填“大于”“小于”或“等于”)B点的重力势能,小球在A点的动能________(选填“大于”“小于”或“等于”)B点的动能;若小球的质量为100g,它从A点落到地面,重力做功________J。(g取10N/kg)
16.两个完全相同的物体A,B,重均为20牛。
(1)在10牛的水平推力作用下两者同时以2米/秒的速度作匀速直线运动,如图甲。当物体通过的距离为3米时,推力所做的功为________焦。
(2)若物体A,B在15牛的推力作用下以3米/秒的速度在另一水平面上作匀速直线运动,如图乙。则此时A对B的推力为________牛。
(三)、解答题。
17.如图甲所示,重500N的小车受到80N的水平推力,在水平地面上做直线运动,其距离随时间变化的图象如图乙所示。
(1)小车运动的速度多大?
(2)10s内重力对小车做多少功?
(3)10s内人对小车做多少功?功率是多大?
18.某坦克发动机的输出功率为900kW,若坦克以20m/s的速度在平直的路面上匀速行驶10min,试求:
(1)匀速行驶10min,坦克发动机所做的功是多少?
(2)匀速行驶时,坦克发动机的牵引力是多少?
19.如图所示的叉车是工业搬运车辆,是指对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业的各种轮式搬运车辆。某品牌叉车的相关数据如表所示。
某次装货过程中,该叉车载着2000kg货物以最大行驶速度水平行驶将货物送往1km货车处,然后将2000kg货物举高2m。叉车水平行驶过程中受到阻力为总重的0.03倍。求:
(1)叉车行驶1km克服摩擦力做的功。
(2)将货物举起时对货物做的功。
20.斜面是一种常见的简单机械,在生产和生活中利用斜面提升物体可以省力.图示为倾角θ=30°的固定斜面,用平行于斜面的拉力F=4N,将一物体从斜面底端匀速拉上斜面,做了16J的功.(1)求斜面的高度;
(2)若斜面的高度h一定,倾角θ可以改变,试推导:在不考虑摩擦时,用平行于斜面的拉力F将重为G的物体匀速拉上斜面顶端。θ越小,F越小。
21.公交公司最近更换了一批新型混合动力公交车,在进行新车测试时获得一些数据:新型公交车总质量为4×103 kg,轮胎与地面总接触面积为0.4 m2 , 车匀速行驶时所受阻力是车总重的0.5倍,公交车在牵引力作用下在平直公路上匀速行驶,2 min内行驶了1 200? m(g取10 N/kg,忽略司机的质量)。求:
(1)新型公交车静止时对水平地面的压强是多少?
(2)2 min内牵引力所做功及功率各是多少?
(2019?宁波)如图甲所示,水平放置的方形容器里有一个重为8N、边长为10cm的立方体物块M,M与容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器内注水,容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示。请解答下列问题:
甲 乙
当t=140s时,物块M在水中处于______(填“沉底”“悬浮”或“漂浮”)状态。
当t=140s时,水对容器底部的压力大小是多少?
图乙中a的值是多少?
在0~40s和40s~140s两个阶段,浮力对物体做功分别是多少?
B组
(一)、选择题
1.关于功与功率,下列说法中正确的是( ??)
A.机器做功少,功率一定小??B.功率大的机器做功一定快
C.功率小的机器做功不一定慢?D.功率大的机器一定比功率小的杌器做的功多
2.“比一比谁的功率大”是书本上的一个活动,如果你以最快的速度从一楼跑到教学楼三楼,测得你的功率最接近(? )
A.3瓦?????B.30瓦??????C.300瓦??????D.3000瓦
3.小明爸爸的质量为70kg、小明的质量为50kg。当父子俩一起从居住楼的一楼同时走上二楼。在此过程中以下判断正确的是( )
A.两个人做功的功率相等??????????B.爸爸做功的功率比小明的大
C.小明做功的功率比爸爸的大????????D.无法比较做功的快慢
4.甲、乙两车的功率相等,在平直公路上匀速行驶,相等时间内,甲、乙两车通过的路程比为4:5,则(? )
A.甲、乙两车做功之比为4:5????????B.甲、乙两车速度之比为5:4
C.甲、乙两车受到阻力之比为5:4???? D.甲、乙两车的牵引力之比为1:1
5.如图,用大小相等的拉力F,分别沿斜面和水平面拉木箱,拉力方向和运动方向始终一致,运动时间tab>tcd , 运动距离sab=scd , 比较两种情况下拉力所做的功和功率( )
A.ab段做功较多?????B.ab段与cd段的功一样多
C.ab段功率较大??? D.ab段与cd段的功率一样大
6.雨滴在空中运动时所受到的阻力与其速度的平方成正比,若有两个雨滴从同一高度落下,其质量分别为M、m,落到地面前均已做匀速直线运动,则在落地前瞬时重力的功率之比为( )
A.M∶ m????B.∶ ???C.∶ ??D.∶??
7.甲乙丙三人进行登山比赛,看看谁的功率大,对此他们展开了如下的讨论:甲:只有测出各自的体重、爬山用的时间和山的高度,才能进行比较;乙:在爬山的时间相同时,只要测出各自的体重、山的高度,就可以进行比较;丙:在爬同一座山时,只要测出各自的体重、爬山的时间,就可以进行比较.你认为合理的是(?? )
A.甲、乙和丙?????B.甲和乙?????C.甲和丙?????D.乙和丙
举重是我国的优势体育项目.一位身高170cm的运动员和一位身高160cm的运动员,在挺举项目中用相同时间,把同样重的杠铃举起,如图所示。如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2 , 功率分别为P1和P2 , 则下列关系式中正确的是( )
A.W1=W2、P1=P2? ?B.W1>W2、P1=P2? C.W1>W2、P1>P2?D.W1<W2、P1<P2
9.飞机轮船运动时,受到的阻力并不固定,当速度很大时,阻力和速度的平方成正比,如果要把飞机轮船的速度增大为原来的2倍,则发动机的输出功率要增大为原来的(??)
A.2倍??????B.4倍???????C.6倍????????D.8倍
10.?如图甲所示,重为8N的铁块吸附在竖直放置足够长的磁性平板上,在竖直向上拉力F的作用下铁块沿直线竖直向上运动。铁块运动过程中速度v的大小随时间t变化的图象如图乙所示。若铁块受到的摩擦力为2N,下列说法正确的是( )
A.在0~2s内铁块做匀速运动??????B.在2~6s内铁块经过的路程为10m
C.在2~6s内拉力F做的功为120J????D.在2~6s内拉力F的功率是40W
(二)、填空题
11.如图所示 ,蚂蚁用10-3N的力拉树叶,10s内沿着拉力方向前进了10cm,则蚂蚁对树叶做功为________J,此时的功率为________W。
?甲、乙两人在相同的水平路面上,分别以1m/s和0.5m/s的速度将两个完全相同的木箱沿直线匀速推动了10m.在此过程中,甲推木箱的力________?(填“大于”、“小于”或“等于”)乙推木箱的力;________?(填“甲”或“乙”)做功的功率更大。
13.现有30包大米,总质量为150kg,小明想尽快将它们搬上10m高处的库房,如图为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图象,由图可知他可以提供的最大功率为________W;为尽可能快地将大米搬上库房,他每次应搬________包,若每次下楼时间是上楼时间的一半,则他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间是________s.(g=10N/kg)
第13题图 第14题图
14.电动自行车已成为大众化的一种交通工具,对电动自行车进行了测试,使车在平直的路面上由静止开始运动,获得如图所示的速度v和牵引力F随时间t变化的关系图象。电动自行车受到的摩擦力为________?N;7~12s电动自行车行驶时克服摩擦力做的功是________?J,电动自行车匀速运动时电动机的输出功率是________。
15.如图所示,水平地面G点两侧粗糙程度不同,物体一直受到沿水平方向5N的拉力F,物体经过E点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置,物体在EG段做匀速直线运动,则:
(1)拉力F在EF段所做的功________(选填“大于”、“等于”或“小于”,下同)在GH段所做的功。
(2)拉力F在EF段的功率________在GH段的功率。
16.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36米。无人机前10秒对摄像机做功________焦,整个过程中,无人机对摄像机做功的功率为________瓦。
(三)、解答题
17.重15000牛的小汽车受到发动机800牛的牵引力作用,在水平地面上做匀速直线运动,其路程随时间变化如图所示。求:
①小汽车速度。②10秒内重力对小汽车做的功。③10秒内发动机对小汽车做的功和发动机的功率。
18.电梯的简化模型如下图甲所示。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变化的图象如下图乙所示,这个过程用时1分钟。求在这个过程中:
(1)电梯上升的平均速度;
(2)拉力做的总功;
(3)拉力做功的平均功率。
19.如图甲为一款太阳能汽车的概念车,它通过安装在车顶和前端的硅太阳能电池将太阳能?转化为电能并驱动汽车前进;玻璃采用防太阳辐射的层压玻璃制作而成。
(1)若该车身的材料要求强度高且轻便,则表中最理想的材料是________;
材料
锰钢
铝合金
钛合金
碳纤维
性能(强度)
强
较弱
较强
强
密度/kg?m﹣1
7.9×103
3.0×103
4.5×103
1.6×103
(2)若该车质量是 450 千克,车上载有人和物品质量共为 150 千克,车轮与地面的总接触面积为 2.0×10-2米2 , 该汽车对水平地面的压强为多大?
(3)若该汽车保持一定的输出功率在水平路面上行驶,运动过程的牵引力﹣速度关系图象如图乙则汽车以 60 千米/时的速度匀速行驶 30 分钟,发动机所做的功为多少?
20.如图1所示,工人沿斜面把一箱货物从底端拉进车厢,货物移动的距离s与时间t的关系如图2所示,在此期间,工人拉这箱货物沿斜面匀速运动时的拉力为594N,此斜面的长为5m,高为1m,这箱货物重为1500N.?
(1)0~5s内,这箱货物处于________状态,工人所做的功为________J.
(2)5~30s内,这箱货物运动的速度是多少?拉力做功的功率是多大?
(3)该斜面的机械效率是多少?
五.课堂小结:
课堂检测
听课及知识掌握情况反馈
测试题(累计不超过20分钟) 道 成绩
教学需: 加快□ 保持□ 放慢□ 增加内容□
课后巩固
作业 题 巩固复习 预习布置
老师
课后
赏识
评价
老师最欣赏的地方:
老师想知道的事情:
老师的建议:
3.3能量转化的量度导学案
学科
科学
学生姓名
年级
九
任课 老师
授课时间
教
学
目
标
教学内容:3.3.1能量转化的量度:功、功的计算
考 点:理解做功的含义及做功的两个必要因素,学会利用功的计算公式进行简单的计算。
课
堂
教
学
过
程
课前检查
作业完成情况:优□ 良□ 中□ 差□
建议:
过程
课前交流,了解学生上次课的复习情况
知识梳理
功的两个必要因素:一个是作用在物体上的力,另一个是物体在力的方向上移动的距离。(注意答题时不可以直接写:做功的两个要素是力和距离,要写完整)
功的计算公式:W=Fs=Pt =Fvt,功的单位:焦
功率
功率是反映物体做功快慢的物理量。(注意不是反映做功的多少。只能说:功率越大,物体做功越快。不能说:功率越大,物体做功越多)
功率的定义:单位时间里完成的功叫做功率
功率的计算公式: P=W/t , P=Fv
功率的单位:瓦 常用单位还有:千瓦、兆瓦、焦/秒
1千瓦=1000瓦 1兆瓦=106瓦
例题精讲
【例1】以下四幅图中,克服物体重力做功的是( C )
A、人推小车在水平路面上通过一段距离,推力做了功,但重力的方向上没有通过距离,所以重力不做功,不合题意;B、人用力搬石头,石头没有被搬动,有力但没有距离,所以没有做功,不合题意;C、叉车把货物从地面抬升到一定高度,在重力方向上通过了距离,所以克服重力做了功,符合题意;D、人提书包站在水平输送带上通过一段距离,力与距离的方向垂直,所以不做功,不合题意.故选C.
【例2】如图所示,在水平地面上,用50N的水平推力推动重100N的箱子,前进了5m,如图所示,推箱子的小朋友做功为(B )
A.150J B.250J C.500J D.5000J
【例3】一物体在同一水平拉力的作用下,在水平面上先后以1m/s和2m/s的速度运动了相同的距离。在这两个过程中,拉力做功的大小分别为W1和W2,则( A )
A.W1=W2 B.W1>W2 C.W1<W2 D.无法确定
4.一个物体在一个大小、方向都不变的水平拉力的作用下,在水平面上做匀速直线运动,如图,能正确反映此力所做的功与时间对应关系的是(??)
设物体受到的拉力为F,速度为v,则在时间t内拉力做功:W=Fs=Fvt,可见,力所做的功与时间成正比;而只有B选项能说明力所做的功与时间成正比.故选B.
当堂检测:
A组
(一)、选择题。
1.小夏推箱子经历了如图所示的过程,最终箱子被推出去后又向前滑行了一段距离.对上述过程中涉及到的物理知识,分析正确的是( ) ?
A.图甲:因为箱子没动,所以小夏没有对箱子施加力的作用
B.图乙:因为箱子受到的摩擦力大于推力,所以小夏没推动箱子
C.图乙:因为小夏对箱子施加了力,所以小夏对箱子做了功
D.图丙:小夏对箱子做的功小于推力与箱子移动距离的乘积
1. D
A、箱子没有被推动,是因为箱子还受摩擦力的作用,摩擦力与推力平衡,合力为零,并不是小夏没有对箱子施加力,A错误;B、箱子静止,是因为小夏对箱子的推力与摩擦力平衡,所以摩擦力等于推力,B错误;C、小夏对箱子施加了力,但箱子并未在力的方向上移动距离,所以推力并没有做功,C错误;D、由丙图知,小夏跌倒后,箱子由于惯性继续滑动了一段距离,所以小夏对箱子做的功小于推力与箱子移动距离,D正确.
2.某人用力把一个重10N的冰块水平抛出,冰块在水平的冰面上滑行40m远停下来。则冰块在滑行过程中( )
A.人对冰块做了400J的功????????B.重力对冰块做了400J的功
C.人和重力都没有对冰块做功?????? D.以上说法都不对?
2. C
A人对物体没有力的作用,不做功。B在冰块的滑行的过程中,运动方向与重力垂直,所以重力不做功。C由AB得,两者都不做功,正确。D由AB得,两者都不做功,C正确。所以选择C。
3.某商场安装了“台阶式电动扶梯”。一顾客手上提了一个箱子乘扶梯上楼,他随着电梯起匀速上升,如图所示,不计空气阻力,那么下列说法中正确的是( )
A.顾客所提的箱子受到3个力的作用?????????
B.在上升的过程中,顾客不受摩擦力
C.扶梯对顾客的支持力与顾客受到的重力是一对平衡力??????????
D.在此过程中,顾客对箱子不做功
第3题图 第4题图 第5题图
3. B
A、箱子受到自身的重力和人向上提着箱子的力,只有2个力;故A错误;B、顾客是匀速运动,受平衡力的作用,重力和支持力平衡;如果受到向后的摩擦力,则一定受到一个向前的力,但是这个向前的力没有,所以顾客不受摩擦力;故B正确;C、扶梯对顾客的支持力与顾客和箱子的总重力是一对平衡力;故C错误;D、箱子的高度在改变,且在竖直方向上箱子受到人的力,所以人在竖直方向对箱子做功;故D错误;
4.如图所示,斜面高为1m,长为4m,用沿斜面向上大小为75N的拉力F,将重为200N的木箱由斜面底端匀速缓慢拉到顶端,下列关于做功的判断正确的是( )
A.木箱受到重力做功的大小为800J??B.木箱受到斜面摩擦力做功大小为100J
C.木箱受到合力做功的大小为125J?? D.木箱受到斜面的支持力做功大小为200J
4. B
A、由题意知,木箱的重力G=200N,h=1m,则受到的重力做功:W有用=Gh=200N×1m=200J,A错误;B、拉力F做的功W总=FL=75N×4m=300J;则克服摩擦力做功W额=W总﹣W有用=300J﹣200J=100J,B正确;C、木箱沿斜面缓慢运动,做匀速直线运动,受合力为零,所以合力做功大小为0J,C错误;D、木箱移动方向与支持力方向垂直,所以斜面的支持力做功为零,D错误。
5.如图所示,放在水平桌面上的匀质长直木板长度L为50厘米,质量为2千克,它的右端与桌面相齐,与桌面间的滑动摩擦力为2牛。若在长木板左端用一水平力F将其匀速推下桌子,水平推力至少要做功(? )
A.0.5J??????B.1.0J????? ?C.2.0J???? D.5J
5.A
木块受到的摩擦力:f=2N,因为匀速推动.推力与摩擦力是平衡力大小相等,推力:F=f=2N,s=25cm=0.25m,推力做功:W=Fs=2N×0.25m=0.5J;
6.如图表示一个人站在匀速上升的电梯上,下列分析正确的是( ?)
A.电梯上升过程中,人的动能转化为重力势能
B.电梯上升过程中,人的机械能不断增大
C.电梯上升过程中,电梯对人的支持力做功为零
D.人对电梯的压力与电梯对人的支持力是一对平衡力
6. B
A、电梯匀速上升,速度不变,动能不变;高度增大,重力势能增大,不是动能转化为重力势能,而是电能转化成了重力势能,该选项说法不正确;B、电梯上升过程中,动能不变,重力势能增大,因此机械能增大,该选项说法正确;C、电梯上升的过程中,电梯对人有支持力的作用,并且人向上通过了一段距离,因此支持力对人做了功,该选项说法不正确;D、人对电梯的压力与电梯对人的支持力,分别作用在电梯和人上,不是作用在同一个物体上,因此这两个力不是平衡力,该选项说法不正确。
7.在台球比赛中,选手推动球杆撞击白球,白球发生运动后碰撞其它球,以下说法正确的是(? )
A.在水平桌面滚动的球受到了重力,重力对它做了功
B.手推动球杆前进时,手对球杆做了功
C.桌面对球的支持力做了功
D.白球撞击黑球后没有静止,是因为人的手还在对白球做功
7. B
A、重力与小球运动的方向垂直,重力对小球不做功,故A错误;B、手推动球杆前进时,有力也有距离,所以手对球杆做了功,故B正确;C、桌面支持力与小球的运动方向垂直,支持力对小球不做功,故C错误;D、手对白球没有力的作用,白球继续运动是因为白球具有惯性,故D错误。
8.有一质量分布均匀的工件,正放时如图甲所示,倒放时如图乙所示,现要用力沿箭头方向将它推翻,变成如图丙方式放置。如果在图甲方式放置时推倒所需做的最小功为W1 , 图乙方式放置时推倒所需做的最小功为W2 , 则(?? )?
A.W1>W2??????B.W1<W2??????C.W1=W2???????D.无法比较
第7题图 第8题图 第9题图
8. A
由于工件质量分布均匀,所以重力大小不变,即两次推倒时的F相等。读图可知,乙的重心比较高,丙的重心低,所以s19.如图所示,塔式起重机下用钢索挂着重物,在重物静止不动、匀速上升、水平移动三种情形中,钢索的拉力做功的是(? )
A.只有静止不动时???B.只有匀速上升时??C.只有水平移动时??D.上升和水平移动时
9. B
①当起重机下挂着重物处于静止不动时,拉力没有移动距离,所以没有做功;②当起重机下挂着重物处于匀速向上运动时,有力且沿拉力的方向移动了一段距离,所以此时拉力做了功;③当起重机下挂着重物沿水平方向匀速运动时,有力也有距离,但不是沿力的方向的距离,故此时拉力没有做功;
10.以下四幅图中,克服物体重力做功的是(? )
A.人推小车在水平路面上通过一段距离
B.人用力搬石头,石头没有被搬动C.叉车把货物从地面抬升到一定高度
D.人提书包站在水平输送带上通过一段距离
10. C
A、人推小车在水平路面上通过一段距离,推力做了功,但重力的方向上没有通过距离,所以重力不做功,不合题意;B、人用力搬石头,石头没有被搬动,有力但没有距离,所以没有做功,不合题意;C、叉车把货物从地面抬升到一定高度,在重力方向上通过了距离,所以克服重力做了功,符合题意;D、人提书包站在水平输送带上通过一段距离,力与距离的方向垂直,所以不做功,不合题意。
(二)、填空题
11.在水平地面上,用50N力沿水平方向拉着重为100N的小车前进5m,拉力做的功等于________J,重力做的功________J。
11. 250;0
【解答】(1)拉力做的功W=FS=50N×5m=250J;
(2)重力的方向是竖直向下的,而物体是在水平方向上移动了5m,没有在重力的方向上移动距离,所以重力做功为0J。
12.如图所示,在整修寺庙过程中,甲和尚将一捆重400N的木头提到了较矮的庙墙上,乙和尚把一篮重150N的瓦片提到了较高的房檐上。根据以上情景,小明和小红就甲、乙两个和尚所做功的多少进行了讨论。小明的观点是:“甲和尚做功多,因为他用的力大。小红的观点是:“乙和尚做功多,因为他提起的距离大。”你认为小明观点________,小红的观点________(填“正确”或“错误”),你的观点是________。 ? ?? ???????
第12题图 第13题图
12.错误;错误;甲、乙两人做的功无法判断
根据题意可知,虽然甲和尚、乙和尚所提物体的重力已知,但甲、乙移动物体的距离关系没有确定,所以根据W=FS,甲、乙两人做功的多少无法判断。
13.如图所示,在水平地面上,小明用10N 的水平力推重为50N的木箱匀速向右移动10m.在此过程中,木箱受到的摩擦阻力为________N,重力对木箱做功 ________J。
13. 10;0
推动木箱做匀速直线运动,所以木箱受到平衡力的作用,则f=F=10N;重力方向竖直向下,木箱沿水平方向移动,所以重力不做功。
14.在探究“汽车的速度”的实验中,甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的
s﹣t图象如图所示。由图可知,甲车的动能________(选填“大于”、“小于”或“等于”)乙车的动能;经过相同的时间,甲、乙两车牵引力做的功之比为________。(空气阻力忽略不计)
第14题图 第15题图
14.小于;1:4
(1)由图象知,甲的速度为v甲===m/s,乙的速度为v乙===m/s;已知两车完全相同,所以质量相同;因为甲的速度较小,所以甲的动能较小;(2)在匀速直线行驶过程中,F甲=F乙=f,因为W=Fs,v=, 所以,相同时间牵引力做的功之比为====。
如图所示是小球在地面弹跳的频闪照片,A、B两点高度相同且距地面30cm,小球在A点的重力势能________(选填“大于”“小于”或“等于”)B点的重力势能,小球在A点的动能________(选填“大于”“小于”或“等于”)B点的动能;若小球的质量为100g,它从A点落到地面,重力做功________J。(g取10N/kg)
15.(1)等于;(2)大于;(3)0.3;
(1)皮球在A点的高度和B点的高度相等,质量也没变,根据重力势能的影响因素可知:皮球在A、B两点的重力势能相等;(2)由于皮球在A位置的这次弹跳要高于B位置的这次弹跳,所以,皮球在A、B两位置是的机械能的大小不同,A位置的机械能大于B位置时的机械能。因此,在A、B两位置重力势能相等的情况下,A位置的动能大于B位置的动能。(3)小球的重力G=mg=100g×103kg×10N/kg=1N,重力做功W=Gh=1N×30×10-2m=0.3J。
16.两个完全相同的物体A,B,重均为20牛。
(1)在10牛的水平推力作用下两者同时以2米/秒的速度作匀速直线运动,如图甲。当物体通过的距离为3米时,推力所做的功为________焦。
(2)若物体A,B在15牛的推力作用下以3米/秒的速度在另一水平面上作匀速直线运动,如图乙。则此时A对B的推力为________牛。
(1)30;(2)7.5;
(1)力做功时,要求力的方向和移动的距离在同一方向上;W=FS=10N×3m=30J;(2)A和B在15N的推力作用下,作匀速直线运动,处于二力平衡;所以A和B受到的摩擦力之和为15N,而A、B各受到7.5N,所以A对B的推力等于B受到的摩擦力7.5N;故答案为:7.5N;
(三)、解答题。
17.如图甲所示,重500N的小车受到80N的水平推力,在水平地面上做直线运动,其距离随时间变化的图象如图乙所示。
(1)小车运动的速度多大?
(2)10s内重力对小车做多少功?
(3)10s内人对小车做多少功?功率是多大?
17.(1)由图象可知,小车在推力的作用下做匀速直线运动,当t=s时,s=6m,小车的速度为:v===1.2m/s;答:小车运动的速度为1.2m/s;(2)10s内小车在重力的方向上没有移动距离,因此,重力对小车功0J;答:10s内重力对小车做功0J;(3)由图象可知,10s内小车通过的路程为12m,推力对小车做的功W=Fs=80N×12m=960J,功率P===96W答:10s内人对小车做960J的功;功率是96W.
(1)首先考虑小车受到的摩擦力来判断小车的运动状态,然后利用速度公式求解小车运动的速度;由图象可知,小车在推力的作用下做匀速直线运动,当t=s时,s=6m,小车的速度为:v===1.2m/s;(2)根据做功的两个必要条件分析;10s内小车在重力的方向上没有移动距离,因此,重力对小车功0J;(3)利用W=Fs求解推力对小车做的功;利用P=求解功率;由图象可知,10s内小车通过的路程为12m,推力对小车做的功W=Fs=80N×12m=960J,功率P===96W;
18.某坦克发动机的输出功率为900kW,若坦克以20m/s的速度在平直的路面上匀速行驶10min,试求:
(1)匀速行驶10min,坦克发动机所做的功是多少?
(2)匀速行驶时,坦克发动机的牵引力是多少?
18.(1)根据公式 可得: (2)根据公式 可得:
(1)由功率的计算公式 得到变形式 进而求出发动机所做的功;根据公式 可得: ;
(2)由公式 得到变形式 进而求出发动机的牵引力;根据公式 可得: ;
19.如图所示的叉车是工业搬运车辆,是指对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业的各种轮式搬运车辆.某品牌叉车的相关数据如表所示.
某次装货过程中,该叉车载着2000kg货物以最大行驶速度水平行驶将货物送往1km货车处,然后将2000kg货物举高2m.叉车水平行驶过程中受到阻力为总重的0.03倍。求:
(1)叉车行驶1km克服摩擦力做的功。
(2)将货物举起时对货物做的功。
19.(1)叉车和货物的总重力:G=(m货+m车)g=(2000kg+4300kg)×10N/kg=6.3×104N,该叉车载着货物以最大行驶速度水平行驶,则牵引力:F=f=0.03G=0.03×6.3×104N=1.89×103N,叉车行驶1km克服摩擦力做的功:W1=Fs=1.89×103N×1×103m=1.89×106J.答:叉车行使1Km克服摩擦力做的功为1.89×106J。(2)将货物举起时对货物做的功:W2=G货h=m货gh=2000kg×10N/kg×2m=4×104J.答:将货物举起时对货物做的功为4×104J.
(1)利用G=mg求出叉车和货物的总重力,然后根据阻力与总重力的关系得出阻力大小,再利用力的平衡得出牵引力,最后利用W=Fs计算叉车行驶1km克服摩擦力做的功;
利用W=Gh计算将货物举起时对货物做的功;
20.斜面是一种常见的简单机械,在生产和生活中利用斜面提升物体可以省力.图示为倾角θ=30°的固定斜面,用平行于斜面的拉力F=4N,将一物体从斜面底端匀速拉上斜面,做了16J的功.(1)求斜面的高度;
(2)若斜面的高度h一定,倾角θ可以改变,试推导:在不考虑摩擦时,用平行于斜面的拉力F将重为G的物体匀速拉上斜面顶端.θ越小,F越小.
20.(1)解:由W=Fs得斜面的长度:s= = =4m,因为∠θ=30°,所以s=2h,则斜面的高度:h= = ×4m=2m;(2)解:由图结合数学知识可得,s= ,因为不考虑摩擦,所以W有用=W总 , 即:Gh=Fs=F ,所以F=Gsinθ,由题知0<θ<90°,当θ减小时,sinθ减小,所以,当G一定时,θ越小,F越小,越省力.
(1)知道拉力做的功和拉力大小,利用W=Fs求斜面长;知道倾角θ=30°,根据直角三角形边角关系可得斜面高;由W=Fs得斜面的长度:s= = =4m,因为∠θ=30°,所以s=2h,则斜面的高度:h= = ×4m=2m;
倾角为θ(0<θ<90°),高为h,则斜面长s= ,在不考虑摩擦时,有用功等于总功,即Gh=F ,得出F与θ的关系式;由图结合数学知识可得,s= ,因为不考虑摩擦,所以W有用=W总 , 即:Gh=Fs=F ,所以F=Gsinθ,由题知0<θ<90°,当θ减小时,sinθ减小,所以,当G一定时,θ越小,F越小,越省力.
21.公交公司最近更换了一批新型混合动力公交车,在进行新车测试时获得一些数据:新型公交车总质量为4×103 kg,轮胎与地面总接触面积为0.4 m2 , 车匀速行驶时所受阻力是车总重的0.5倍,公交车在牵引力作用下在平直公路上匀速行驶,2 min内行驶了1 200? m(g取10 N/kg,忽略司机的质量)。求:
(1)新型公交车静止时对水平地面的压强是多少?
(2)2 min内牵引力所做功及功率各是多少?
21.(1)G=mg=4×103kg×10N/ kg=4×104N车静止时对水平地面的压力F压=G=4×104N对水平地面的压强 ;答:新型公交车静止时对水平地面的压强是1×105Pa(2)F阻=0.5G=0.5×4×104N=2×104N车匀速行驶,牵引力F牵=F阻=2×104N牵引力做功:W=F牵s=2×104N×1200m=2.4×107Jt=2min=120s功率: 答:2min内牵引力所做功为2.4×107J;功率是2×105W
(1)新型公交车对地面的压力等于新型公交车的总重力;受力面积是四个车轮与地面接触面积;根据压强公式 可求出新型公交车对地面的压强;G=mg=4×103kg×10N/ kg=4×104N;车静止时对水平地面的压力F压=G=4×104N;对水平地面的压强 ;
因为新型公交车沿平直公路匀速行驶,所以新型公交车受到的阻力和牵引力是一对平衡力,根据二力平衡的特点可知阻力的大小.根据功的定义可知:牵引力做的功就等于牵引力与车在牵引力作用下通过的距离的乘积;功率就是在所用的单位时间内所完成的功.F阻=0.5G=0.5×4×104N=2×104N;车匀速行驶,牵引力F牵=F阻=2×104N;牵引力做功:W=F牵s=2×104N×1200m=2.4×107J;t=2min=120s;功率: 。
(2019?宁波)如图甲所示,水平放置的方形容器里有一个重为8N、边长为10cm的立方体物块M,M与容器底部不密合。以5ml/s的恒定水流向容器内注水,容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示。请解答下列问题:
甲 乙
当t=140s时,物块M在水中处于______(填“沉底”“悬浮”或“漂浮”)状态。
当t=140s时,水对容器底部的压力大小是多少?
图乙中a的值是多少?
在0~40s和40s~140s两个阶段,浮力对物体做功分别是多少?
B组
(一)、选择题
1.关于功与功率,下列说法中正确的是( ??)
A.机器做功少,功率一定小??????B.功率大的机器做功一定快
C.功率小的机器做功不一定慢?????D.功率大的机器一定比功率小的杌器做的功多
1.B
A:缺少时间变量,错误。B:正确,做功快的机器功率就大,因为功率表示做功快慢的物理量。C:错误,做功慢的机器功率一定小。D:缺少时间变量,错误。
2.“比一比谁的功率大”是书本上的一个活动,如果你以最快的速度从一楼跑到教学楼三楼,测得你的功率最接近(? )
A.3瓦?????B.30瓦??????C.300瓦??????D.3000瓦
2. C
A、根据v=P/F=3瓦/600牛=0.005米/秒,速度太小,不符合,A错误;B、根据v=P/F=30瓦/600牛=0.05米/秒,速度太小,不符合,B错误;C、根据v=P/F=300瓦/600牛=0.5米/秒,与上楼速度接近,符合,C正确;D、根据v=P/F=3000瓦/600牛=5/秒,速度太快,不符合,D错误。
3.小明爸爸的质量为70kg、小明的质量为50kg。当父子俩一起从居住楼的一楼同时走上二楼。在此过程中以下判断正确的是( )
A.两个人做功的功率相等??????????B.爸爸做功的功率比小明的大
C.小明做功的功率比爸爸的大????????D.无法比较做功的快慢
3. B
由G=mg得,小明爸爸的质量比小明的质量大,所以小明爸爸重力大;上楼过程克服自身重力做功,由W=Gh可知,小明爸爸做功多;由P=,可知,相同时间内,小明爸爸功率大。故选项ACD错误,选项B正确。
4.甲、乙两车的功率相等,在平直公路上匀速行驶,相等时间内,甲、乙两车通过的路程比为4:5,则(? )
A.甲、乙两车做功之比为4:5????????B.甲、乙两车速度之比为5:4
C.甲、乙两车受到阻力之比为5:4???? D.甲、乙两车的牵引力之比为1:1
4. C
(1)甲、乙两车功率相同,根据W=Pt则在相等的时间内做的功相等,即W甲:W乙=1:1;(2)做功之比W甲:W乙=1:1,通过的路程之比为s甲:s乙=4:5,根据F=则两车所受的牵引力之比为F甲:F乙=5:4.再通过V=可得两者速度之比为4:5;
5.如图,用大小相等的拉力F,分别沿斜面和水平面拉木箱,拉力方向和运动方向始终一致,运动时间tab>tcd , 运动距离sab=scd , 比较两种情况下拉力所做的功和功率( )
A.ab段做功较多?????B.ab段与cd段的功一样多
C.ab段功率较大??? D.ab段与cd段的功率一样大
5. B
由题意分析可得:两种情况下,用大小相等的拉力F,物体在力的方向上运动的距离也是相同的,故拉力做功一样多;拉力做功一样多,而时间 tab>tcd , 所以ab段的功率比cd段的功率小。
6.雨滴在空中运动时所受到的阻力与其速度的平方成正比,若有两个雨滴从同一高度落下,其质量分别为M、m,落到地面前均已做匀速直线运动,则在落地前瞬时重力的功率之比为( )
A.M∶ m????B.∶ ?? ?C.∶ ?? ?D.∶ ??
?6. D
由雨滴在空中运动时所受到的阻力与其速度的平方成正比,阻力增加到与重力相同时,雨滴匀速下落,此时的雨滴速度为:(vM)2∝M,(vm)2∝m。由公式P=Fv可求出两雨滴的功率表示式,PM∝M ,Pm∝m ,PM:Pm= ∶ ,D选项正确。
7.甲乙丙三人进行登山比赛,看看谁的功率大,对此他们展开了如下的讨论:甲:只有测出各自的体重、爬山用的时间和山的高度,才能进行比较;乙:在爬山的时间相同时,只要测出各自的体重、山的高度,就可以进行比较;丙:在爬同一座山时,只要测出各自的体重、爬山的时间,就可以进行比较.你认为合理的是(?? )
A.甲、乙和丙?????B.甲和乙?????C.甲和丙?????D.乙和丙
7. D
根据P= = 可知,在登山的时间相同时,只要测出各自的体重、登山的高度,就可以进行比较;在登山的高度相同时,只要测出各自的体重、登山的时间,就可以进行比较.故甲不合题意,乙和丙符合题意.
举重是我国的优势体育项目.一位身高170cm的运动员和一位身高160cm的运动员,在挺举项目中用相同时间,把同样重的杠铃举起,如图所示。如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2 , 功率分别为P1和P2 , 则下列关系式中正确的是( )
A.W1=W2、P1=P2? ?B.W1>W2、P1=P2? C.W1>W2、P1>P2? ??D.W1<W2、P1<P2
8. C
由题知身高170cm的运动员和身高160cm的运动员举起杠铃的重力相同,身高170cm的运动比身高160cm的运动员将杠铃举得高,根据W=Gh可知,W1>W2;因为两运动员举起杠铃的时间相同,根据P=可知,P1>P2 . 所以ABD错误,C正确.【分析】举起相同的杠铃时,t身高越高的运动员举起的高度越大,根据W=Gh分析做功大小;所用时间相同,再利用P=比较功率大小。
9.飞机轮船运动时,受到的阻力并不固定,当速度很大时,阻力和速度的平方成正比,如果要把飞机轮船的速度增大为原来的2倍,则发动机的输出功率要增大为原来的(?? )
A.2倍??????B.4倍???????C.6倍????????D.8倍
9.D
由题意可知: ;当速度增大为原来的2倍时,阻力增大为原来的4倍,而牵引力等于阻力,也变为原来的4倍;根据功率P=Fv知:P'=F'v'=4F×2v=8Fv=8P,即功率为原来的8倍。
10.?如图甲所示,重为8N的铁块吸附在竖直放置足够长的磁性平板上,在竖直向上拉力F的作用下铁块沿直线竖直向上运动。铁块运动过程中速度v的大小随时间t变化的图象如图乙所示。若铁块受到的摩擦力为2N,下列说法正确的是( )
A.在0~2s内铁块做匀速运动??????B.在2~6s内铁块经过的路程为10m
C.在2~6s内拉力F做的功为120J????D.在2~6s内拉力F的功率是40W
10. C
A、由图乙知,在0~2s内物体的速度加快,做加速运动,A错误;B、在2~6s内,物体以3m/s的速度做匀速直线运动,则s=vt=3m/s×(6s﹣2s)=12m,B错误;C、F拉动物体匀速上升,则F=G+f=8N+2N=10N;在2~6s内拉力F做的功W=Fs=10N×12m=120J,C正确;D、功率P===30W,D错误.
(二)、填空题
11.如图所示 ,蚂蚁用10-3N的力拉树叶,10s内沿着拉力方向前进了10cm,则蚂蚁对树叶做功为________J,此时的功率为________W。
11. 1×10-4J;1×10-5W
?做功的二个必要因素,一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离;用W=Fs计算功,用 P=W/t计算功率;功: W=Fs=10-3N×0.1m=1×10-4J;功率:P=W/t=10-4J/10s=1×10-5W。
?甲、乙两人在相同的水平路面上,分别以1m/s和0.5m/s的速度将两个完全相同的木箱沿直线匀速推动了10m.在此过程中,甲推木箱的力________?(填“大于”、“小于”或“等于”)乙推木箱的力;________?(填“甲”或“乙”)做功的功率更大。
12.等于 ;甲
根据条件,木箱在两种情况下受到的摩擦力相同,因为均做匀速直线运动,所以对木箱的推力相等;由P==Fv可知,甲乙对木箱的推力相等,甲的速度大于乙的速度,所以甲的功率大于乙的功率。
13.现有30包大米,总质量为150kg,小明想尽快将它们搬上10m高处的库房,如图为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图象,由图可知他可以提供的最大功率为________W;为尽可能快地将大米搬上库房,他每次应搬________包,若每次下楼时间是上楼时间的一半,则他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间是________s.(g=10N/kg)
第13题图 第14题图
13. 50;3;450
(1)A点的物理意义是:当搬运质量为15千克的物体时,人用于搬运物体的功率(输出)最大,其值为50W;
(2)30包大米,总质量为150千克,每包的大米的质量是5千克,由于搬运物体所需要的总功是一定的,要尽快完成搬运工作,要求人始终在最大功率(输出)状态下工作,每次应搬动质量为15千克物体,即大米3包;
(3)每次搬运最大重力G=mg=15kg×10N/kg=150N;重力做的功W=Gh=150N×10m=1500J,则每次上楼所用的时间 ,每次下楼所用的时间是15s,一个来回所用的时间是30s+15s=45s,搬30包大米需10个来回,所以所用的时间一共是45s×10=450s;
14.电动自行车已成为大众化的一种交通工具,对电动自行车进行了测试,使车在平直的路面上由静止开始运动,获得如图所示的速度v和牵引力F随时间t变化的关系图象。电动自行车受到的摩擦力为________?N;7~12s电动自行车行驶时克服摩擦力做的功是________?J,电动自行车匀速运动时电动机的输出功率是________。
14.35;1050;210W
(1)由速度﹣时间图象可知,电动自行车的运动特点是先加速、后匀速;由牵引力﹣时间图象可知,在7~12s牵引力大小F=35N,因为在7~12s匀速运动,所以摩擦力f=F=35N;
由速度﹣时间图象可知,电动自行车匀速行驶时速度v=6m/s,由v= 可知,电动自行车在7~12s内行驶的距离:s=vt=6m/s×(12s﹣7s)=30m;则7~12s电动自行车行驶时克服摩擦力做的功:W=Fs=35N×30m=1050J;
(3)电动自行车匀速运动时电动机的输出功率:P=fv=35N×6m/s=210W。
15.如图所示,水平地面G点两侧粗糙程度不同,物体一直受到沿水平方向5N的拉力F,物体经过E点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置,物体在EG段做匀速直线运动,则:
(1)拉力F在EF段所做的功________(选填“大于”、“等于”或“小于”,下同)在GH段所做的功。
(2)拉力F在EF段的功率________在GH段的功率。
15.(1)等于(2)小于
(1)拉力F在EF段和GH段的大小相同,通过的距离s也相同,根据公式W=Fs可知,所做的功也相同,所以填等于;(2)拉力F在EF段和GH段所做的功相同,所用的时间t不同,EF段时间要大于GH段所用的时间,由公式P=W/t可知,拉力F在EF段的功率小于在GH段的功率。
16.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36米。无人机前10秒对摄像机做功________焦,整个过程中,无人机对摄像机做功的功率为________瓦。
16. 20;0.9
(1)前10秒对摄像机做功W=Gh=mgh=0.1kg×10N/kg×20m=20J;(2)整个过程无人机对摄像机做功W=Gh=mgh=0.1kg×10N/kg×36m=36J。
(三)、解答题
17.重15000牛的小汽车受到发动机800牛的牵引力作用,在水平地面上做匀速直线运动,其路程随时间变化如图所示。求:①小汽车速度。②10秒内重力对小汽车做的功。③10秒内发动机对小汽车做的功和发动机的功率。
17.解:①图象的横轴表示时间,纵轴表示路程,当t=12s时,汽车通过的路程为s=120m,则小汽车的平均速度v= = =12m/s;②小汽车在水平地面上做匀速直线运动,在重力的方向上没有通过距离,因此10秒内重力对小汽车做的功为0J;③10s内发动机对小汽车做的功:W=Fs=800N×120m=9.6×104J,发动机的功率:P= = =9.6×103W.答:①小汽车速度为12m/s.②10秒内重力对小汽车做的功为0J.③10秒内发动机对小汽车做的功为9.6×104J;发动机的功率为9.6×103W.
①从图象中任意读出某一时间通过的路程,利用v= 即可计算小汽车速度.②物理学中的做功的两个必要条件:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上移动一段距离,二者缺一不可.③利用W=Fs求出10s内发动机对小汽车做的功,再利用P= 计算发动机的功率.此题考查速度、功和功率的计算,力是否做功的判断,具有一定的综合性,判断人做没做功的依据就是看在这个过程中,是否同时具备做功的两个必要因素:①作用在物体上的力,②物体在力的方向上通过了距离。
18.电梯的简化模型如下图甲所示。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变化的图象如下图乙所示,这个过程用时1分钟。求在这个过程中:
(1)电梯上升的平均速度;
(2)拉力做的总功;
(3)拉力做功的平均功率。
18.(1)解:平均速度v= (2)解:拉力做的功:W=Fs=2.5×104N×4m+2×104N×40m+1.5×104N×4m =9.6×105J(3)解:拉力做功的功率:
①从题意可知,电梯上升的高度和时间,根据公式?可求电梯上升的平均速度;②由图可知,拉力大小和上升的高度,根据公式W=Fs=Fh可求拉力做的功;③根据公式?可求电动机拉力做功的功率.【解答】①电梯上升的高度h=48m,用时间t﹦60s,电梯上升的平均速度:? ;②拉力在0-4m做的功:W1=F1h1=2.5×104N×4m=1.0×105J,拉力在4-44m做的功:W2=F2h2=2.0×104N×40m=8.0×105J,拉力在44-48m做的功:W3=F3h3=1.5×104N×4m=0.6×105J,所以,上升过程拉力做的功:W=W1+W2+W3=1.0×105J+8.0×105J+0.6×105J=9.6×105J;
19.如图甲为一款太阳能汽车的概念车,它通过安装在车顶和前端的硅太阳能电池将太阳能?转化为电能并驱动汽车前进;玻璃采用防太阳辐射的层压玻璃制作而成。
(1)若该车身的材料要求强度高且轻便,则表中最理想的材料是________;
材料
锰钢
铝合金
钛合金
碳纤维
性能(强度)
强
较弱
较强
强
密度/kg?m﹣1
7.9×103
3.0×103
4.5×103
1.6×103
(2)若该车质量是 450 千克,车上载有人和物品质量共为 150 千克,车轮与地面的总接触面积为 2.0×10-2米2 , 该汽车对水平地面的压强为多大?
(3)若该汽车保持一定的输出功率在水平路面上行驶,运动过程的牵引力﹣速度关系图象如图乙则汽车以 60 千米/时的速度匀速行驶 30 分钟,发动机所做的功为多少?
19.(1)碳纤维(2)3×105Pa(3)W=9×106J
密度物质每单位体积内的质量;物体所受的压力与受力面积之比叫做压强,压强用来比较压力产生的效果,压强越大,压力的作用效果越明显。压强的计算公式是:p=F/S,压强的单位是帕斯卡,符号是Pa。做功是能量由一种形式转化为另一种的形式的过程。做功的两个必要因素:作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。经典力学的定义:当一个力作用在物体上,并使物体在力的方向上通过了一段距离,力学中就说这个力对物体做了功。(1)该车身的材料要求强度高且轻便,所以要选择材料强度大的且材料密度小的物质;由表可知:碳纤维最理想;(2)F=G=mg=(450Kg+150Kg)10N/Kg=6000N ;P==3×105Pa;故答案为:3×105Pa;(3)S=Vt=60Km/h0.5h=30Km=3104m;由图像可知,V=60Km/h时,F=300N;W=FS=300N3104m=9106J;
20.如图1所示,工人沿斜面把一箱货物从底端拉进车厢,货物移动的距离s与时间t的关系如图2所示,在此期间,工人拉这箱货物沿斜面匀速运动时的拉力为594N,此斜面的长为5m,高为1m,这箱货物重为1500N.?
(1)0~5s内,这箱货物处于________状态,工人所做的功为________J.
(2)5~30s内,这箱货物运动的速度是多少?拉力做功的功率是多大?
(3)该斜面的机械效率是多少?
20.(1)静止;0(2)货物运行的时间t=30s-5s=25s,货物在这25s内通过的路程是s=5m,则货物的速度: ,拉力做功W总=Fs=594N×5m=2970J;则功率 (3)有用功W有用=Gh=1500N×1m=1500J;则机械效率
(1)由图象可知,货物在0至5s时,通过的路程为0,这表明货物在0至5s时处于静止状态;则根据W=Fs可知工人所做的功为0;(2)货物运行的时间t=30s-5s=25s,货物在这25s内通过的路程是s=5m,则货物的速度: ,拉力做功W总=Fs=594N×5m=2970J;则功率 ;(3)有用功W有用=Gh=1500N×1m=1500J;则机械效率
五.课堂小结:
课堂检测
听课及知识掌握情况反馈
测试题(累计不超过20分钟) 道 成绩
教学需: 加快□ 保持□ 放慢□ 增加内容□
课后巩固
作业 题 巩固复习 预习布置
老师
课后
赏识
评价
老师最欣赏的地方:
老师想知道的事情:
老师的建议: