一.功:能量转化多少的量度
1.做功的两个必要因素:
一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离。
2.公式、物理量符号及单位:
3.物体能够做功是因为物体具有 能量 ,做功的过程实际上就是 能量的转化 。
二.功率:能量转化快慢的量度(或对物体做功快慢的量度)
1.单位时间内所做的功叫做功率。
2.公式、符号及单位:
对于公式P=Fv,以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动,则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积。
由该公式可知:在功率P一定时,力F与速度v成反比。
汽车上坡时,司机换用抵挡,减小速度,以获得较大的牵引力。
4.功率大小的比较方法:
在相同的时间内,比较做功的多少,做功越多的物体,功率越大。
在完成相同功的条件下,比较所用时间的长短,所用时间越短,功率越大。
例1 如图所示,斜面高为3m,用沿斜面向上大小为300N的拉力F,将重为500N的木箱由斜面底端以0.5m/s的速度匀速拉动,经过12s到达顶端,则拉力的功率是________W,物体与斜面间的摩擦力是________N。
/
例2 [2018·临沂]新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜爱。小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上匀速行驶12km,用时10min。已知该车的总质量为1.6×103kg,行驶中阻力为车重的0.05倍,此过程中该车牵引力做功_______J,功率为_______kW。(g取10N/kg)
例3 (2019秋?高新区月考)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关系和物体速度v与时间t的关系如图乙所示。则第2秒末时,物体处于 状态,第4秒末时,物体受到的摩擦力是 N,第6秒末到第9秒末,推力F做功是 J.
/
例4 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500牛的运动员从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,经15秒下落210米后,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)运动员下落的速度。(2)重力做的功。(3)匀速下降时重力做功的功率。
例5 某型号汽车发动机的额定功率为5.4×104W,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1800N.在额定功率下,当汽车匀速行驶时,求:
(l)发动机所提供的牵引力大小;
(2)行驶速度的大小;
(3)行驶5min牵引力所做的功。
一.选择题
1.(2018?绥化)下列有关功和功率的说法中正确的是( )
A.某同学背着书包在水平路面上行走时,他对书包做了功
B.举重运动员举着杠铃静止不动时,运动员对杠铃做了功
C.物体所做的功越多,功率越大
D.物体做功越快,功率越大
2.(2019?黑龙江)如图所示,力对物体做功的是( )
/ / / /
A.用力搬石头,搬而末动 B.提着桶在水平路面上前进
C.用力将鸡蛋举高 D.手举杠铃静止不动
3. 如图所示用大小相等的拉力F,分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉同一木箱使其在F的作用下移动的距离sAB=sCD,对比这两种情况,下列说法正确的是( )
/A.AB段F做功较多 B.CD段F做功较多 C.AB段与CD段F做的功一样多 D.无法比较AB段与CD段F做功的多少
4.(2019?广州一模)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
5.(2018秋?吴江区期中)妈妈与小明进行爬山比赛,他们选择的起点、路径和终点都相同,全程设为匀速运动,妈妈的体重是小明的2倍,妈妈所用的时间是小明的3倍,若妈妈克服自身重力做功为W1、功率为P1,小明克服自身重力做功为W2、功率为P2,则下列关系正确的是( )
A.W1:W2=2:1;P1:P2=6:1 B.W1:W2=2:3;P1:P2=2:1
C.W1:W2=2:1;P1:P2=3:2 D.W1:W2=2:1;P1:P2=2:3
6.(2019?邵阳)一物体在水平拉力F的作用下,沿力的方向以0.2m/s的速度匀速运动了4s,拉力F大小为5N,4s内拉力F做的功为( )
A.1J B.3J C.2J D.4J
7.(2018?杭州)跳绳是大家喜爱的体育运动之一,小金的质量为50千克,每次跳起高度约为6厘米(人整体上升,如图所示),一分钟跳100次,下列说法正确的是( )
/
A.向上起跳过程中小金的动能持续增大
B.在整个跳绳过程中小金的机械能守恒
C.小金跳一次克服重力做功约 3 焦
D.小金在这一分钟内跳绳的功率约为 50 瓦
8.(2019春?文登区期末)小明同学两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的s﹣t图象如图所示,下列判断错误的是( )
/
A.两次物体所受到的摩擦力f1=f2
B.两次物体所受的拉力F1>F2
C.0﹣t1时间内,两次拉力对物体所做的功W1>W2
D.0﹣t1时间内,两次拉力对物体做功的功率P1>P2
9.(2019春?蔡甸区期末)如甲图所示,小明用弹簧测力计水平拉木块,使它先后两次沿水平木板滑动相同的距离(设木板各处粗糙程度相同),乙图是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象。下列说法正确的是( )
/
A.木块两次受到的拉力一样大 B.木块第二次比第一次运动的速度大
C.木块第一次受到的摩擦力大 D.木块第二次受到的摩擦力大
“蹦极”被称为“勇敢者的游戏”。如图所示,人将一根有弹性的绳子系在身上,另一端固定在跳台上,人从跳台跳下,落至图中A点时弹性绳刚好被拉直,下落至图中B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等,图中C点是人能达到的最低点。不计空气阻力,下列说法不正确的是( )
/
A.从A点到C点,绳子的弹性势能增大 B.到达C点时,人的动能为零
C.从B点到C点,人的重力势能转化为动能 D.人到达C点时,绳子的弹性势能最大
填空题
1.体育测试立定跳远项目中,体重为500牛的某同学从最高点到落地点的过程中,重心下降的最大距离为0.3米,用时0.5秒,轨迹如图所示,则此过程重力做的功为______焦,重力的平均功率为_______瓦,此次跳远人消耗的能量至少为_______焦。
/
2.(2018春?颍泉区校级月考)一个建筑工人用50N的水平推力推重400N的小车,使小车在水平地面上匀速前进了15m。撤去推力,小车仍然能继续向前运动0.5m。进是由于小车具有 。在上述小车前进15.5m的过程中,建筑工人对小车做的功为 J。
3.(2019?红花岗区校级二模)如图所示,小球从A点由静止释放,小球将自动从A点向B点摆动,在此过程中细绳(不发生形变)作用在小球上的拉力对小球 (选填“做”或“不做”)功;小球在 点时的动能最大。
/
4.(2018?德阳)图甲所示的铁块重力G=4N,被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上,当它在竖直方向上拉力F=6N的作用下向上运动时,铁块受到的摩擦力为 N;铁块此时速度v与时间t的关系图象如图乙所示,则4s内拉力F做功是 J。
/
5. [2018·自贡]如图所示,一物体在水平向右的拉力F1作用下以3m/s的速度在水平地面上匀速运动了10m,拉力F1所做的功为W1,功率为P1;若该物体在水平向右的拉力F2作用下以2m/s的速度在同水平地面上匀速运动了10m,拉力F2所做的功为W2,功率为P2。则W1__ __W2,P1__ __P2(均选填“>”“<”或“=”)。
/
6.(2018春?无锡月考)用弹簧测力计两次水平拉同一木块,使它在同一水平木板上做匀速直线运动,图乙是它运动的路程随时间变化的图象,图甲中木块受到的拉力为 _____ N,木块第一次和第二次速度之比为 ____ ,木块两次受到滑动摩擦力之比为 ___ 。
/
7.如图(甲)所示,用弹簧测力计测量水平桌面上的钩码所受的重力。弹簧测力计从图示位置开始向上缓慢提升,其示数F 与上升的高度h之间的关系如图(乙)所示。试解答下列问题。
(1)钩码所受的重力为 N。
(2)当h=4cm 时,弹簧测力计的示数是 N,桌面对钩码的支持力是 N。
(3)从开始提升到h=16cm,弹簧测力计对钩码所做的功是多少?
/
8.(2018春?晋安区期末)风车是利用风力做功的装置。小亮制作了一架小风车,用如图所示的实验装置,粗测风车在一定风速下做功的功率。
/
(1)该装置是通过测量细线对 做功的功率来测定风车做功的功率。实验时,需要逐渐增加挂在细线下的回形针数量,直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止,此时细线的拉力大小等于 。
(2)需要测量的物理量及其符号是:回形针的总重力G、回形针匀速上升的 和 ,则风车做功的功率P= (用测量的物理量符号表示)。
(3)小亮用这种方法测量的风车做功的功率 (选填“大于”、“等于”或“小于”)风车的实际功率。
解答题
1.一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车,行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍,货车(含驾驶员)空载时重为1.5×104N。
(1)求货车空载行驶时所受的阻力大小。
(2)求货车以36km/h的速度空载匀速行驶时,10s内货车牵引力做的功。
2.我国自主研发的新型战机“歼-10C”,当其发动机以1.2×105牛的推力使总质量18吨的战机以700米/秒的速度沿水平直线匀速飞行10秒的过程中,求:
(1)战机飞行的距离。
(2)战机发动机推力所做的功。
(3)战机发动机的功率。
3.[2018·内江]步行是一种简易方便的健身运动,人正常步行时,步距(指步行一步的距离)变化不大,步距还可作为身体上的一把“尺子”。小东测出自己的步距为0.5m,他正常步行1min走了180步。小东根据自己的腿长和步距画出了如图所示的步行示意图,对步行时重心的变化进行了分析,当两脚一前一后着地时重心降低,而单脚着地迈步时重心升高,因此每走一步都要克服重力做功。(已知小东的腿长是65cm,质量是50kg,g取10N/kg)求:
(1)小东正常步行的速度是多少?
(2)小东每走一步克服重力所做的功是多少?
(3)小东正常步行克服重力做功的功率是多少?
4.[2018·福建A卷]学校机器人兴趣小组进行“精准吊装”实验,7块长短不一的长方体木块均平放在水平地面上,机器人将木块按长度从大到小依次吊装并对称叠放。已知木块的密度相同,高度均为h=0.2 m,宽度均为b=0.2 m,不同序号木块的质量如下表,其中m=12 kg,g取10 N/kg。
(1)已知1号木块的长度a=1.2 m,求未叠放时1号木块对地面的压强。
(2)如图所示,把2号木块吊装到1号木块的上面,求此过程中克服重力所做的功。
(3)机器人完成全部吊装叠放用时6 min,求整个过程克服木块重力做功的功率。
序号
1
2
3
4
5
6
7
质量
2m
m
??
2
??
3
??
4
??
5
??
6
一.功:能量转化多少的量度
1.做功的两个必要因素:
一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离。
2.公式、物理量符号及单位:
3.物体能够做功是因为物体具有 能量 ,做功的过程实际上就是 能量的转化 。
二.功率:能量转化快慢的量度(或对物体做功快慢的量度)
1.单位时间内所做的功叫做功率。
2.公式、符号及单位:
对于公式P=Fv,以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动,则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积。
由该公式可知:在功率P一定时,力F与速度v成反比。
汽车上坡时,司机换用抵挡,减小速度,以获得较大的牵引力。
4.功率大小的比较方法:
在相同的时间内,比较做功的多少,做功越多的物体,功率越大。
在完成相同功的条件下,比较所用时间的长短,所用时间越短,功率越大。
例1 如图所示,斜面高为3m,用沿斜面向上大小为300N的拉力F,将重为500N的木箱由斜面底端以0.5m/s的速度匀速拉动,经过12s到达顶端,则拉力的功率是________W,物体与斜面间的摩擦力是________N。
/
【答案】 150;50
例2 [2018·临沂]新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜爱。小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上匀速行驶12km,用时10min。已知该车的总质量为1.6×103kg,行驶中阻力为车重的0.05倍,此过程中该车牵引力做功__9.6×106__J,功率为__16__kW。(g取10N/kg)
例3 (2019秋?高新区月考)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关系和物体速度v与时间t的关系如图乙所示。则第2秒末时,物体处于 静止 状态,第4秒末时,物体受到的摩擦力是 N,第6秒末到第9秒末,推力F做功是 J.
/
【解答】解:(1)从图乙可以看出物体在第2秒末时速度为0,所以物体静止;
(2)从图乙v﹣t图象上看出,第6s以后,物体做匀速直线运动,受到的摩擦力f=F=4N;第4秒末时,物体加速运动,和6s以后相比,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,大小为4N;
(3)从图乙可以看出,6s~9s这段时间中F=4N,v=2m/s,
由v=/可得,s=vt=2m/s×3s=6m,
利用功的计算公式得,W=Fs=4N×6m=24J;
故答案为:静止;4;24。
例4 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500牛的运动员从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,经15秒下落210米后,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)运动员下落的速度。
(2)重力做的功。
(3)匀速下降时重力做功的功率。
【解】 (1)由题意可知,运动员在0~15秒下落的路程s1=210米,
运动员在15~30秒通过的路程s2=vt2=6米/秒×15秒=90米,
运动员通过的总路程s=s1+s2=210米+90米=300米,
则整个过程中运动员下落的速度v===10米/秒。
(2)运动员下落的高度h=s=300米,
重力做功W=Gh=500牛×300米=1.5×105焦。
匀速下降时,重力做功的功率P=Fv=Gv=500牛×6米/秒=3×103瓦。
例5 某型号汽车发动机的额定功率为5.4×104W,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1800N.在额定功率下,当汽车匀速行驶时,求:
(l)发动机所提供的牵引力大小;
(2)行驶速度的大小;
(3)行驶5min牵引力所做的功。
【解答】解:(1)因为汽车匀速行驶,受平衡力作用;由二力平衡知识得,F=f=1800N;
(2)由P=Fv得行驶速度的大小;
v=/=/=30m/s;
(3)t=10min=600s,
匀速行驶10min牵引力所做的功:W=Pt=6×104W×600s=3.6×107J。
答:(1)发动机所提供的牵引力为1800N;
(2)行驶速度为30m/s;
(3)行驶10min牵引力所做的功是3.6×107J
一.选择题
1.(2018?绥化)下列有关功和功率的说法中正确的是( )
A.某同学背着书包在水平路面上行走时,他对书包做了功
B.举重运动员举着杠铃静止不动时,运动员对杠铃做了功
C.物体所做的功越多,功率越大
D.物体做功越快,功率越大
【解答】解:A、学生背着书包在水平路面上行走,学生对书包有向上的力,但向上并没有移动距离,所以他对书包没有做功。故A错误;
B、举重运动员举着杠铃在空中静止时,只有力,没有在力的方向上通过的距离,故运动员对杠铃没有功,故B错误;
C、根据P=/可知,功大小取决于功与时间的比值,只知道功的多少,不知道时间的多少,无法判断功率大小。故C错误;
D、功率是描述力做功快慢的物理量,故物体做功越快,功率越大。故D正确;
故选:D。
2.(2019?黑龙江)如图所示,力对物体做功的是( )
/ / / /
A.用力搬石头,搬而末动 B.提着桶在水平路面上前进
C.用力将鸡蛋举高 D.手举杠铃静止不动
【解答】解:
A、用力搬石头,搬而末动,有力作用在石头上,石头在力的作用下没有通过距离,所以力对物体没有做功,故A不符合题意。
B、提着桶在水平路面上前进,人给水桶的力向上,水桶向上没有通过距离,所以力对物体没有做功,故B不符合题意。
C、用力将鸡蛋举高,人给鸡蛋的力向上,鸡蛋向上移动了距离,所以力对物体做功,故C符合题意。
D、手举杠铃静止不动,手给杠铃的力向上,杠铃没有移动距离,所以力对物体没有做功,故D不符合题意。
故选:C。
3. 如图所示用大小相等的拉力F,分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉同一木箱使其在F的作用下移动的距离sAB=sCD,对比这两种情况,下列说法正确的是( C )
/
A.AB段F做功较多 B.CD段F做功较多
C.AB段与CD段F做的功一样多 D.无法比较AB段与CD段F做功的多少
【解析】已知F1=F2,sAB=sCD,由W=Fs可知,拉力所做的功相同,故选:C.
故选:C
4、(2019?广州一模)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
【解答】解:已知AB=BC,根据W=Gh可知,物体在AB段和BC段做的功相等,即W1=W2;
由于小球在自由下落时做加速运动,
根据v=/得t=/可知,小球在BC段运动的时间短,
根据公式P=/可知,物体在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率,即P1<P2。
故选:C。
5.(2018秋?吴江区期中)妈妈与小明进行爬山比赛,他们选择的起点、路径和终点都相同,全程设为匀速运动,妈妈的体重是小明的2倍,妈妈所用的时间是小明的3倍,若妈妈克服自身重力做功为W1、功率为P1,小明克服自身重力做功为W2、功率为P2,则下列关系正确的是( )
A.W1:W2=2:1;P1:P2=6:1 B.W1:W2=2:3;P1:P2=2:1
C.W1:W2=2:1;P1:P2=3:2 D.W1:W2=2:1;P1:P2=2:3
【解答】解:
由题可知,妈妈与小明爬山的高度相同,妈妈的体重是小明的2倍,即G1:G2=2:1,妈妈所用的时间是小明的3倍,即t1:t2=3:1,
(1)由W=Gh可得,妈妈和小明克服重力做功之比:
/=/=/=/;
(2)由P=/可得,妈妈和小明克服重力做功的功率之比:
/=/=/×/=/×/=/。
故ABC错误,D正确。
故选:D。
6.(2019?邵阳)一物体在水平拉力F的作用下,沿力的方向以0.2m/s的速度匀速运动了4s,拉力F大小为5N,4s内拉力F做的功为( )
A.1J B.3J C.2J D.4J
【解答】解:由v=/可得,物体移动的距离s=vt=0.2m/s×4s=0.8m,
拉力F做的功W=Fs=5N×0.8m=4J。
故选:D。
7.(2018?杭州)跳绳是大家喜爱的体育运动之一,小金的质量为50千克,每次跳起高度约为6厘米(人整体上升,如图所示),一分钟跳100次,下列说法正确的是( )
/
A.向上起跳过程中小金的动能持续增大
B.在整个跳绳过程中小金的机械能守恒
C.小金跳一次克服重力做功约 3 焦
D.小金在这一分钟内跳绳的功率约为 50 瓦
【解答】解:A、向上起跳过程中,质量不变,速度减小,小金的动能减小,故A错误;
B、人在跳绳的过程中,由于存在阻力,机械能减小,所以机械能不守恒,故B错误;
C、小金的重力为:G=mg=50kg×10N/kg=500N,
小金跳一次克服重力做功:W=Gh=500N×0.06m=30J,故C错误;
D、小金在这一分钟内跳绳的功率:P=/=/=50W,故D正确。
故选:D。
8.(2019春?文登区期末)小明同学两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的s﹣t图象如图所示,下列判断错误的是( )
/
A.两次物体所受到的摩擦力f1=f2
B.两次物体所受的拉力F1>F2
C.0﹣t1时间内,两次拉力对物体所做的功W1>W2
D.0﹣t1时间内,两次拉力对物体做功的功率P1>P2
【解答】解:
AB、同一物体的重力不变,对水平面的压力不变;在同一水平面上运动,则接触面的粗糙程度相同,故两次拉动物体时,物体受到的摩擦力相等,即f1=f2;
由图象可知,两次物体都做匀速直线运动,说明物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以,两次物体所受的拉力:F1=F2=f;故A正确,B错误;
CD、由图象可知,0﹣t1物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程,又知两次拉力相等,根据W=Fs可知W1>W2;
0﹣t1时间内,即时间相同,且W1>W2;根据P=/可知,0﹣t1时间内,两次拉力对物体做功的功率:P1>P2;故CD正确。
故选:B。
9.(2019春?蔡甸区期末)如甲图所示,小明用弹簧测力计水平拉木块,使它先后两次沿水平木板滑动相同的距离(设木板各处粗糙程度相同),乙图是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象。下列说法正确的是( )
/
A.木块两次受到的拉力一样大 B.木块第二次比第一次运动的速度大
C.木块第一次受到的摩擦力大 D.木块第二次受到的摩擦力大
【解答】解:
(1)由s﹣t图象可知,在通过的路程相同时,第一次用的时间比第二次用的时间少,根据v=/可知,木块第一次比第二次运动的速度大,故B错误;
(2)滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关,与物体的运动速度无关;两次拉动同一木块沿水平木板滑动时,木块对木板的压力和接触面的粗糙程度都没有变化,故两次木块受到的摩擦力相等;因为木块做匀速直线运动,拉力与摩擦力平衡,所以两次的拉力相等。
综上分析可知,选项CD错误,A正确。
故选:A。
“蹦极”被称为“勇敢者的游戏”。如图所示,人将一根有弹性的绳子系在身上,另一端固定在跳台上,人从跳台跳下,落至图中A点时弹性绳刚好被拉直,下落至图中B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等,图中C点是人能达到的最低点。不计空气阻力,下列说法不正确的是( )
/
A.从A点到C点,绳子的弹性势能增大 B.到达C点时,人的动能为零
C.从B点到C点,人的重力势能转化为动能 D.人到达C点时,绳子的弹性势能最大
【解答】解:
A、从A点到C点,绳子的长度变长,其弹性形变的程度变大,弹性势能变大,故A正确;
B、C点是人能达到的最低点,此时人的速度为0,则人的动能为0,故B正确;
C、B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等,则在B点时人受到的合力为零;
在B点以下,绳子对人的拉力大于人的重力,人受到向上的合力做减速运动,速度越来越小,动能越来越小,人的高度降低,重力势能减小,此时人的动能、重力势能均会转化为绳子的弹性势能,故C错误;
D、在C点时绳子的长度最长,弹性形变最大,绳子的弹性势能最大;故D正确。
故选:c。
填空题
1.体育测试立定跳远项目中,体重为500牛的某同学从最高点到落地点的过程中,重心下降的最大距离为0.3米,用时0.5秒,轨迹如图所示,则此过程重力做的功为__150__焦,重力的平均功率为__300__瓦,此次跳远人消耗的能量至少为__150__焦。
/
2.(2018春?颍泉区校级月考)一个建筑工人用50N的水平推力推重400N的小车,使小车在水平地面上匀速前进了15m。撤去推力,小车仍然能继续向前运动0.5m。进是由于小车具有 。在上述小车前进15.5m的过程中,建筑工人对小车做的功为 J。
【解答】解:
(1)撤去推力,小车仍然能继续向前,这是由于小车具有惯性,仍保持原来的运动状态;
(2)撤去推力,小车靠惯性继续向前运动0.5m,此过程建筑工人不做功;
整个过程建筑工人对小车做的功:W=Fs=50N×15m=750J。
故答案为:惯性;750。
3.(2019?红花岗区校级二模)如图所示,小球从A点由静止释放,小球将自动从A点向B点摆动,在此过程中细绳(不发生形变)作用在小球上的拉力对小球 (选填“做”或“不做”)功;小球在 点时的动能最大。
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【解答】解:由图知,细绳对小球的拉力方向与小球的运动方向始终垂直,小球没有在拉力的方向上移动距离,故细绳对小球的拉力不做功。
从A→B的过程中,小球的质量不变、高度减小、速度增大,所以重力势能减小,动能增大,在B点时小球的速度最大,动能最大。
故答案为:不做;B。
4.(2018?德阳)图甲所示的铁块重力G=4N,被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上,当它在竖直方向上拉力F=6N的作用下向上运动时,铁块受到的摩擦力为 N;铁块此时速度v与时间t的关系图象如图乙所示,则4s内拉力F做功是 J。
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【解答】解:
(1)由乙图可见,铁块在竖直方向上运动时,速度保持不变,因此铁块做匀速直线运动,铁块受到平衡力的作用。
在竖直方向上受到竖直向下的重力G、竖直向下的摩擦力f和竖直向上的拉力F,
根据平衡力的特点,故铁块受到摩擦力大小f=F﹣G=6N﹣4N=2N。
(2)根据v=/可得,铁块在4s内升高的距离s=vt=0.2m/s×4s=0.8m,
因此拉力F做的功W=Fs=6N×0.8m=4.8J。
5. [2018·自贡]如图所示,一物体在水平向右的拉力F1作用下以3m/s的速度在水平地面上匀速运动了10m,拉力F1所做的功为W1,功率为P1;若该物体在水平向右的拉力F2作用下以2m/s的速度在同水平地面上匀速运动了10m,拉力F2所做的功为W2,功率为P2。则W1__=__W2,P1__>__P2(均选填“>”“<”或“=”)。
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6.(2018春?无锡月考)用弹簧测力计两次水平拉同一木块,使它在同一水平木板上做匀速直线运动,图乙是它运动的路程随时间变化的图象,图甲中木块受到的拉力为 _____ N,木块第一次和第二次速度之比为 ____ ,木块两次受到滑动摩擦力之比为 ____ 。
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【解答】解:
①从图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为3.4N,即图甲中木块受到的拉力为3.4N;
②从图乙可知,木块两次都做匀速直线运动,第一次10s运动路程为50m,第二次10s运动路程为25m;
因为时间一定,所以速度之比等于路程之比,即木块第一次和第二次速度之比为50m:25m=2:1;
③两次水平拉动同一木块,使它在同一水平木板上运动,两次接触面的粗糙程度相同、压力相同,则滑动摩擦力相同,即木块两次受到滑动摩擦力之比为1:1。
故答案为:3.4; 2:1; 1:1。
7.如图(甲)所示,用弹簧测力计测量水平桌面上的钩码所受的重力。弹簧测力计从图示位置开始向上缓慢提升,其示数F 与上升的高度h之间的关系如图(乙)所示。试解答下列问题。
(1)钩码所受的重力为 N。
(2)当h=4cm 时,弹簧测力计的示数是 N,桌面对钩码的支持力是 N。
(3)从开始提升到h=16cm,弹簧测力计对钩码所做的功是多少?
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【解答】解:(1)钩码离开桌面后测力计的示数不再变化,此时示数即为钩码所受重力大小,故钩码所受的重力为4.5N;
(2)弹簧的伸长量与拉力成正比、由图象知:当h=6cm时,弹簧测力计的示数为4.5N,
则/=0.75N/cm,表示每伸长1cm所需拉力为0.75N。
则当h=4cm 时,弹簧测力计的示数是0.75N/cm×4cm=3N。
此时测力计受重力、拉力、支持力的作用,支持力等于重力减去拉力即4.5N﹣3.0N=1.5N;
(3)由图象知,钩码移动的距离s=16cm﹣6cm=10cm=0.1m,
弹簧测力计对钩码所做的功是W=Fs=4.5N×0.1m=0.45J。
故答案为:(1)4.5;(2)3.0;1.5;(3)弹簧测力计对钩码所做的功是0.45J。
8.(2018春?晋安区期末)风车是利用风力做功的装置。小亮制作了一架小风车,用如图所示的实验装置,粗测风车在一定风速下做功的功率。
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(1)该装置是通过测量细线对 做功的功率来测定风车做功的功率。实验时,需要逐渐增加挂在细线下的回形针数量,直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止,此时细线的拉力大小等于 。
(2)需要测量的物理量及其符号是:回形针的总重力G、回形针匀速上升的 和 ,则风车做功的功率P= (用测量的物理量符号表示)。
(3)小亮用这种方法测量的风车做功的功率 (选填“大于”、“等于”或“小于”)风车的实际功率。
【解答】解:(1)在本实验中,小明是通过测量细线对回形针做功的功率来测定风车做功功率的;因细线恰好缓慢匀速提升回形针,故此时细线对回形针的拉力和回形针的重力为一对平衡力,细线的拉力大小等于回形针的重力;
(2)细线对回形针做的功W=Gh,代入功率公式得,P=/=/,所以需要测量的物理量有:回形针的重力G、匀速上升的高度h、时间t;风车做功的功率P═/;
(3)在实验中,由于摩擦力和绳子自重的存在存在,风车做功的大于绳子对回形针的做的功,故因此测量的功率要小于风车的实际功率。
故答案为:(1)回形针;回形针的重力
(2)高度h;时间t; P=/;(3)小于。
解答题
1.一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车,行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍,货车(含驾驶员)空载时重为1.5×104N。
(1)求货车空载行驶时所受的阻力大小。
(2)求货车以36km/h的速度空载匀速行驶时,10s内货车牵引力做的功。
【答案】 (1)货车空载行驶时所受的阻力f=0.1G=0.1×1.5×104N=1.5×103N。
(2)货车匀速行驶时,牵引力F=f=1.5×103N,行驶距离s=vt=m/s×10s=100m,货车牵引力做的功W=Fs=1.5×103N×100m=1.5×105J。
2.我国自主研发的新型战机“歼-10C”,当其发动机以1.2×105牛的推力使总质量18吨的战机以700米/秒的速度沿水平直线匀速飞行10秒的过程中,求:
(1)战机飞行的距离。
(2)战机发动机推力所做的功。
(3)战机发动机的功率。
【解】 (1)s=vt=700米/秒×10秒=7000米。
(2)W=Fs=1.2×105牛×7000米=8.4×108焦。
(3)P=Fv=1.2×105牛×700米/秒=8.4×107瓦。
3.[2018·内江]步行是一种简易方便的健身运动,人正常步行时,步距(指步行一步的距离)变化不大,步距还可作为身体上的一把“尺子”。小东测出自己的步距为0.5m,他正常步行1min走了180步。小东根据自己的腿长和步距画出了如图所示的步行示意图,对步行时重心的变化进行了分析,当两脚一前一后着地时重心降低,而单脚着地迈步时重心升高,因此每走一步都要克服重力做功。(已知小东的腿长是65cm,质量是50kg,g取10N/kg)求:
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(1)小东正常步行的速度是多少?
(2)小东每走一步克服重力所做的功是多少?
(3)小东正常步行克服重力做功的功率是多少?
【答案】 (1)小东正常步行的速度v===1.5m/s。
(2)小东每走一步重心升高的高度h=65cm-cm=5cm,
小东每走一步克服重力做功W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×0.05m=25J。
(3)小东正常步行1min克服重力做功的功率P===75W。
4.[2018·福建A卷]学校机器人兴趣小组进行“精准吊装”实验,7块长短不一的长方体木块均平放在水平地面上,机器人将木块按长度从大到小依次吊装并对称叠放。已知木块的密度相同,高度均为h=0.2 m,宽度均为b=0.2 m,不同序号木块的质量如下表,其中m=12 kg,g取10 N/kg。
序号
1
2
3
4
5
6
7
质量
2m
m
??
2
??
3
??
4
??
5
??
6
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(1)已知1号木块的长度a=1.2 m,求未叠放时1号木块对地面的压强。
(2)如图所示,把2号木块吊装到1号木块的上面,求此过程中克服重力所做的功。
(3)机器人完成全部吊装叠放用时6 min,求整个过程克服木块重力做功的功率。
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