课课精编精练——10.4 做功的快慢
1.关于功率概念的理解,下列说法中正确的是( )
A.功率大的机械做的功多 B.功率大的机械做功时用的时间少
C.功率大的机械做功快 D.省力多的机械功率大
2.机器功率的大小与其做功多少的关系是( )
A.功率越大,所做的功肯定越多 B.功率越大,越省力
C.功率越大,越省功 D.功率越大,做功越快
3.小明和他所骑的轻便自行车总重约600N,上学路上他骑车做匀速直线运动的速度为5m/s,若自行车所受路面的阻力约为人和车总重力的0.05倍,则通过该段路时,小明同学蹬车的功率约为( )
A.150W B.300W C.1500W D.3000W
4.山东省第六届全民健身运动会,攀岩项目比赛中,质量为70kg的某运动员,成功攀上15m的终点,用时10s,他攀岩的功率是(g=10N/kg)( )
A.105W B.1050W C.10.5W D.10500W
5.引体向上,是同学们经常做的一项健身运动。小强同学能连续匀速做12个规范的引体向上动作,要估测小强同学做引体向上时的功率。其中不必要测量的物理量是( )
A.小强的身高
B.小强的质量
C.小强身体重心上升的高度
D.小强连续匀速做12个动作的时间
6.功率是表示物体 的物理量。60W的物理意义是 。
7.举重运动员在2s内把1500N的杠铃匀速举高了2m,在这2s内的功率是 W。
8.甲、乙两台机器的功率之比为3:5,它们做同样的功所需的时间之比为 ;在相同时间内,甲、乙两台机器所做功之比为 。
9.一天,小军、小丽和小华在商场里面买学习用品,小军同学乘自动扶梯从一楼来到二楼(如图所示),小丽同学想测量自动扶梯对小军同学做功的功率。
(1)测量所需要的器材有: 和 。
(2)小丽同学设计的测量步骤如下,其中多余的是 。
A.测出小军同学的质量 B.测出自动扶梯的总长度
C.测出一楼到二楼的竖直高度 D.测出小军乘自动扶梯从一楼来到二楼所用的时间
E.算出自动扶梯对小军同学做功的功率
(3)请你帮小丽设计一个实验记录表格。
10.可采用下列三种方法比较功率的大小:
(a)在相同的时间内,比较做功的多少,做功越多的物体,功率 ,这是物理学中常采用的方法。
(b)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 。
(c)在做功的多少和所用时间都不相同的情况下,通过 计算后进行比较。
11.如图所示,粗略测量小刚同学引体向上运动的功率时,下列物理量不需要测量的( )
A.小刚的质量
B.小刚的身高
C.每次身体重心上升的高度
D.做引体向上的时间
12.一同学从一楼跑到三楼用了10s,他的功率可能是( )
A.几瓦 B.几十瓦 C.几百瓦 D.几千瓦
13.下列关于功率的说法中,正确的是( )
A.做功多的机械,功率一定大
B.做功快的机械,功率一定大
C.做功时间少的机械,功率一定大
D.功率是用做相同的功比做功时间的方法比较做功快慢的
14.小敏同学和他所骑的轻便自行车总重约600N,上学路上他骑车在30s内匀速通过了一段长150m的平直公路。若自行车所受路面的阻力约为人和车总重力的0.02倍,则通过该段公路时,小敏同学蹬车的功率约为( )
A.120W B.60W C.1200W D.600W
15.三辆汽车用同样大小的牵引力和速度行驶,甲沿上坡路,乙沿水平路,丙沿下坡路,都行驶相同的时间,下列说法中正确的是( )
A.甲车的功率最大 B.乙车的功率最大
C.丙车的功率最大 D.三辆车的功率一样大
16.功率公式的变形:由P=/我们可以变形为:P=/=/= ;W= ;t= 。
17.体育课上同学们进行爬杆比赛,质量为50kg的小明以0.8m/s的速度匀速爬直立的杆,在爬杆过程中,他受到的摩擦力为 N,爬杆的功率是 W.(g=10N/kg)某汽车发动机输出功率为30kW,恰能以54km/h匀速行驶5.4km,其间发动机共做功 J,汽车行驶时受到的阻力为 N.当汽车上坡时,只能保持36km/h的速度匀速行驶时,此时汽车发动机牵引力为 N。
18.如图所示的滑轮组,绳与滑轮间的摩擦不计。将质量为3kg的物体A放在粗糙的水平面上,以1m/s的速度匀速拉动时受到的摩擦力f=/G,则物体的重力为 N;在2s内物体移动的距离为 m;拉力F为 N;拉力F的功率为 W.(g=10N/kg)
19.如图所示,用简单机械使重力都为180牛的物体处于静止状态,不计摩擦、机械自重及绳重,若OB=2OA。
(1)F1、F2、F3从大到小的顺序为 ;
(2)图乙中F2的大小为 ;
(3)利用图丙的机械,小科把此物体匀速提高2m,用时10s,则拉力F3的功率为 。
20.2011年安徽省中考体育考试规定:跳绳为考试必考项目之一。其中男子跳绳每分钟达到175次为满分10分。若某一男同学刚好得到十分,假设他的质量为50千克,每次平均跳起的高度为4cm,则该男同学一分钟克服自身重力做功的功率为 W.g=10N/kg。
21.(2019?邵阳)参加今年邵阳市初中毕业学业考试的王小鹏同学听到考试预备铃响了,考室还在四楼呀!一口气从一楼跑到四楼考室,所用时间为30秒。他上楼过程克服自身重力做功的功率最接近( )
A.1.5W B.15W C.150W D.1500W
22.(2019?大庆)汽车在平直公路上以速度V0匀速行驶,发动机功率为P0,牵引力为F0,t1时刻开始,司机减小了油门,使汽车保持恒定功率P行驶,到t2时刻,汽车又开始做匀速直线运动,速度为v,已知运动过程中汽车所受阻力f恒定不变,汽车牵引力F随时间变化的图象如图所示,则( )
A.t1至t2时间内,汽车做加速运动
B.F0=2f
C.t2时刻之后,汽车将保持功率P0行驶
D.v=/v0
23.(2019?宁波)2018年6月29日,一则题为《20秒60级台阶他抱着晕倒的女土冲向医院》的新闻报道让救人兵哥哥、东部战区海军战士朱墨岩刷屏全国。在这20s内,朱墨岩登台阶的平均功率接近( )
A.5.5W B.55W C.550W D.5500W
24.(2019?连云港)物体在水平地面上做直线运动,当物体运动的路程和时间图象如图甲时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度和时间图象如图乙时,受到的水平推力为F2.两次推力的功率分别为P1、P2.则下列关系正确的是( )
A.F1=F2 P1>P2 B.F1=F2 P1<P2
C.F1>F2 P1>P2 D.F1<F2 P1>P2
25.(2019?百色)如图所示,用相同滑轮装成的甲、乙两个滑轮组分别将同一个物体在相同时间内匀速提高相同高度,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.F甲=F乙
B.甲、乙绳子自由端移动的速度相同
C.甲、乙两个拉力的功率相同
D.乙滑轮组的额外功多
26.(2019?凉山州)“绿色环保,低碳出行。”一辆纯电动公交车在水平路面上匀速行驶,发动机的功率为200kW,速度为72km/h。公交车行驶1h,发动机做的功为 J,公交车行驶的路程为 m。
27.(2019?临沂)某航模兴趣小组操控一架重20N的小型无人机(如图),让其在5s内匀速下降10m,该过程中重力做功的功率是 W;机翼上方的空气流速 (选填“大于”、“小于”或“等于”)下方的空气流速。当该无人机静止在水平操场上时受到的支持力为 N。
28.(2019?乐山)在斜面上将一个重600N的物体匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力F=400N,拉动的距离s=4.5m,提升高度h=1.8m,所用时间t=30s。则拉力F做功的功率为 W,此过程中物体受到的摩擦力为 N.
29.(2018?铜仁市)小红同学用50N的力拉着一个重为80N的物体,在水平地面上做匀速直线运动,1分钟内使物体移动60m的距离,物体的运动速度是 m/s,此过程中小红拉力的功率是 W。
30.(2017?莱芜)甲、乙两辆完全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。请根据图象判断两辆汽车的牵引力F甲 F乙(选填“大于”“小于”或“等于”),两辆汽车的功率之比为P甲:P乙= (空气阻力忽略不计)。
31.(2019?常州)2019年4月15日起,新的《电动自行车安全技术规范》正式实施。要求:最大速度≤25km/h,电动机输出功率≤400W,质检员小华对某款电动自行车进行测试,沿水平直路从A出发骑行至D结束,如图所示。测试情况如表格所示。
AB
BC
CD
路程/km
0.6
4.8
0.6
用时/h
0.05
0.2
0.05
速度特点
逐步加速
以最大速度匀速行驶
逐步减速
阻力特点
越来越大
恒为60N
越来越小
(1)测试过程中,小华看到路旁的树木向西,她是以 (选填“自己”或“地面”)为参照物,此时她是向 (选填“东”或“西”)骑行。
(2)BC段,电动自行车的速度为 km/h, (选填“符合”或“不符合”)新《规范)关于最大速度的要求。
(3)BC段,电动自行车的动力做功 J.电动机的输出功率为 W, (选填“符合”或“不符合”)新《规范》关于电动机输出功率的要求。
(4)从A到D全程,电动自行车的平均速度为 km/h。
32.(2019?广西)我们在超市购物时,常常使用购物车,己知购物车的质量为10kg,小明用10N的水平推力推着购物车沿水平地面运动了4m,用时4s,求:
(1)购物车的重力 (2)推力所做的功: (3)推力的功率
33.(2019?日照)如图,为迎宾路高架桥的部分路段示意图,水平路面AB=200m、斜坡BC=120m、坡高CD=6m。搭载乘客后总重为G=1.5×105N的公交车,轮胎与水平路面总接触面积为0.4m2.当它以恒定功率P1匀速通过AB段时,用时t1=20s;以恒定功率P2匀速通过BC段时,用时t2=16s。公交车在AB段和BC段行驶时受到的阻力始终是车总重的0.01倍。请完成下列问题:
(1)求出公交车静止在水平地面时对地面的压强,以及通过BC段时的速度。
(2)公交车通过AB段时,牵引力的功率P1是多少瓦特?
(3)公交车通过BC段时,牵引力的大小为多少牛顿?
34.(2019?阜新)一辆挂有绿色号牌的四轮电动汽车,以54km/h的速度在水平地面沿直线匀速行驶了6min,行驶时所受阻力为自重的0.05倍(g取10N/kg)求:
(1)电动汽车在6min内通过的路程。
(2)已知该车静止时对地面的压强是1.5×106Pa,每个轮胎与地面的接触面积为20cm2,求空车的质量。
(3)在水平地面匀速行驶的过程中,该电动汽车牵引力做功的功率。
35.(2019?嘉兴)自动上水电热水壶因其方便取水越来越受到人们的喜欢。取水时,只要闭合取水开关,水泵在电动机的带动下,就能将水抽到壶内,如图甲。
/
(1)电热水壶的水泵原理与图乙相似。图乙中,当泵壳里的水被高速旋转的叶轮甩出时,转轴附近就形成了一个低压区,水在 的作用下,通过进水管进入泵壳。当水离开出水口后,由于 ,会继续向上运动
(2)自动取水时,将1升水抽高0.5米灌入电热水壶中需要5秒,则电动机抽水时的功率至少为多少瓦?
(3)某电热水壶的额定电压为220伏,加热功率为1100瓦,保温功率为55瓦,工作电路如图丙。制作电热水壶时,所选用电热丝R1、R2的阻值分别为多少欧姆?
36.(2019?武汉)上海洋山港是全球最大的智能集装箱码头,图甲是将我国自行研制的大型桥吊从运输船上转运到正在建设中的洋山港码头时的情景。桥吊是码头上进行货物装卸的起重机,其简化示意图如图甲中所示,它由控制室、水平横梁AB以及两个竖直的支架CD和EF组成。运输船中不同位置有数个密封的水舱,向这些水舱加水或减水,能保证牵引车将桥吊从运输船转运到码头的过程中,运输船的甲板始终保持水平且与码头的地面相平。
(1)牵引车将桥吊缓缓向右拖向码头时,支架CD和EF下的轮子会沿顺时针方向转动,请在图乙中画出支架CD下的轮子对运输船甲板摩擦力的示意图。
/
(2)若牵引车拖行桥吊的功率是50kW,9s内将桥吊沿水平方向匀速拖行了3m,则这段时间内牵引车对钢缆的拉力是多少牛?
(3)已知桥吊的总质量是2200t,支架CD和EF的高度均是50m,C点到横梁A端的距离是60m,E点到横梁B端的距离是18m,桥吊的重心O到横梁A端和B端的距离分别是72m和28m。试求牵引车将桥吊从图甲所示的位置拖到图丙所示的位置时,运输船的水舱中增加了多少立方米的水?
37.(2018?湖州)在拓展课上,小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景,设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在4秒内将一个重为100牛的物体,沿着水平地面匀速拉动了2米。人的拉力为18牛,物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍,不计绳重及机械的摩擦。求:
(1)人的拉力所做的功。
(2)人的拉力做功的功率。
(3)动滑轮受到的重力。
38.(2018?金昌)如图所示是正在建造中的我国自主设计的首艘科考破冰船“雪龙2号”,它将助力我国极地科考工作。该船设计空载排水量为8000t,满载排水量为14000t,能在厚冰层上连续破冰。(排水量为轮船在水中排开水的质量,g取10N/kg)。
(1)空载时该船受到的重力为多少N?
(2)假设破冰船在1.5m厚的冰层海域以7.2km/h的速度匀速直线破冰时所受的阻力为2×107N,则此时破冰船推进功率为多大?
课课精编精练——10.4 做功的快慢
参考答案与试题解析
/
2.【解答】功率是表示做功快慢的物理量,即功率越大,说明做功快,但不一定做功多,做功的多少是和时间有关的,故A错误,D正确;
功率大小与省力不省力无关,故B错误;
功率越大表示做功快,但不表示省功,故C错误。
故选:D。
3.【解答】小明骑自行车做匀速直线运动,
所以,小明骑自行车时的动力:F=f=0.05G=0.05×600N=30N,
小明蹬车的功率:
P=/=/=Fv=30N×5m/s=150W。
故选:A。
4.【解答】该运动员的体重:
G=mg=70kg×10N/kg=700N,
克服重力做的功为:
W=Gh=700N×15m=10500J,
则他攀岩的功率:
P=/=/=1050W。
故选:B。
5.【解答】(1)应测量的物理量:①小强的质量m;②小强身体重心上升的高度h;③小强连续匀速做12个动作的时间t;
(2)根据功率的计算公式 P=/=/=/.故A没有必要测量。
故选:A。
6.【解答】功率是表示物体做功快慢的物理量;
功率为60W,其物理意义是:物体在一秒内所做的功为60焦耳。
故答案为:做功快慢;物体在一秒内所做的功为60焦耳。
7.【解答】运动员对杠铃做的功:
W=Gh=1500N×2m=3000J;
在这2s内的功率:
P=/=/=1500W。
故答案为:1500。
8.【解答】由题意可知P甲:P乙=3:5,
由P=/可得,做同样的功所需的时间之比:
/=/=/=/;
相同时间内两台机器所做功之比:
/=/=/=/。
故答案为:5:3; 3:5。
9.【解答】(1)自动扶梯对小军同学做功的功率:
P=/=/=/,其中m为小军的质量,h为一楼来到二楼的竖直高度,t为上楼所用的时间。
所以需要用磅秤测量小军的质量m、用刻度尺测量一楼到二楼的竖直高度h,用秒表测量上楼所用的时间t。
(2)实验需要测量:小军的质量m、用刻度尺测量一楼到二楼的竖直高度h,用秒表测量上楼所用的时间t,
不需要测量自动扶梯的总长度,因此多余的实验步骤是:B。
(3)实验需要记录:小军的质量m、楼梯高度h、上楼时间t、功率四个量,实验数据记录表格如下表所示:
小军质量(m/kg)
楼梯高度(h/m)
上楼时间(t/s)
功率(P/W)
故答案为:(1)磅秤、刻度尺、秒表;(2)B;(3)如上表所示。
10.【解答】根据控制变量法可知比较做功快慢的方法:
(a)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,这是物理学中常采用的方法。
(b)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。
(c)在做功的多少和所用时间都不相同的情况下,通过物体在单位时间内所做功的多少计算后进行比较。
故答案为:越大;越大;物体在单位时间内所做功的多少。
11.【解答】做引体向上运动时,要克服自身重力做功,
做引体向上时的功率:P=/=/=/,
其中:m为人的质量,h为每次身体上升的高度(身体重心上升的高度),t为做引体向上所用的时间,
所以,需要测量的物理量为:小刚的质量、每次身体重心上升的高度、做引体向上的时间;不需要测量的是小刚的身高。
故选:B。
12.【解答】该同学的质量约为50kg,一层楼高约为3m,人从一楼到三楼,上升了两层楼,上升高度为6m。
已知跑上楼所用的时间为10s,则他上楼过程中的功率约为:
P=/=/=/=/=300W。
人的体重和楼层的高度会略有不同,所以与C选项比较吻合。
故ABD错误,C正确。
故选:C。
13.【解答】A、根据P=/可知,功率的大小与功的大小和时间的多少有关,选项中时间未确定,故做功多的机械,功率不一定大,故A错误;
B、功率表示做功快慢的物理量,做功快的机械,功率一定大,故B正确;
C、功根据P=/可知,功率的大小与功的大小和时间的多少有关,选项中功的大小不确定,故做功时间少的机械,功率不一定大。故C错误;
D、用做相同的功比做功时间的方法可以比较做功快慢;功率是反映做功快慢的物理量,但不能说功率是用做相同的功比做功时间的方法比较做功快慢的。故D错误。
故选:B。
14.【解答】由题可知,自行车所受路面的阻力:f=0.02G=0.02×600N=12N,
因为小敏匀速骑车,
所以小敏骑车的动力:F=f=12N,
小敏同学蹬车时做的功:W=Fs=12N×150m=1800J,
小敏蹬车的功率:
P=/=/=60W。
故选:B。
15.【解答】∵三辆汽车用同样大小的牵引力和速度行驶,
∴由公式P=FV可知,三辆汽车的功率一样大。
所以A、B、C说法不正确,不符合题意,D说法正确,符合题意。
故选:D。
16.【解答】因为P=/、W=Fs,
所以P=/=/=Fv,
则W=Pt,t=/。
故答案为:Fv;Pt;/。
17.【解答】(1)小明匀速爬杆,则受力平衡,即向上的摩擦力等于向下的重力,即F=mg=50kg×10N/Kg=500N;
(2)爬杆的功率为:
P=Fv=500N×0.8m/s=400W;
(3)汽车功率P=30kW=3×104W,速度v1=54km/h=15m/s,
由v=/得汽车行驶时间:
t=/=/=3600s,
汽车发动机做功:
W=Pt=3×104W×3600s=1.08×107J,
(4)由P=/=/=Fv得汽车的牵引力:
F1=/=/=2000N,
汽车做匀速运动,处于平衡状态,
阻力等于牵引力,则阻力f=F1=2000N,
(5)汽车上坡速度:v2=36km/h=10m/s;
由P=Fv得汽车的牵引力:
F2=/=/=3000N。
故答案为:500;400;1.08×107;2000;3000。
18.【解答】(1)G=mg=3kg×10N/kg=30N
(2)∵v=/,
∴s=vt=1m/s×2s=2m
(3)F=/f=/G=/×30N=1N
(4)W=F×3s=1N×3×2m=6J
P=/=/=3W。
故答案为:30;2;1;3。
19.【解答】(1)由题知,不计摩擦、机械自重及绳重,
甲图,由于杠杆平衡,OB=2OA,所以F1=/G;
乙图,由于杠杆平衡,OB=2OA,所以F2=2G;
丙图,n=3,F3=/G;
由以上分析可知,从大到小的顺序为:F2、F1、F3;
(2)图乙中,OB=2OA,
因为F2×OA=G×OB
所以F2=2G=2×180N=360N;
(3)由图知,n=3,则
s=3h=3×2m=6m,
拉力F3=/G=/×180N=60N,
拉力做功:
W=Fs=60N×6m=360J,
拉力做功功率:
P=/=/=36W。
故答案为:(1)F2、F1、F3;(2)360N;(3)36W。
20.【解答】男同学的重力:
G=mg=50kg×10N/kg=500N,
跳起一次做的功:
W=Gh=500N×0.04m=20J,
一分钟做的功:
W′=175×20J=3500J,
一分钟克服自身重力做功的功率:
P=/=/≈58.3W。
故答案为:58.3。
21.【解答】王小鹏同学的体重约为500N,一层楼高约为3m,从一楼跑到四楼上升了三层楼的高度约9m,所用时间为30s;
则克服自己重力做功的功率约为:P=/=/=/=150W。
故选:C。
22.【解答】由题知,在t1时刻以前,汽车以速度v0匀速行驶,发动机功率为P0,牵引力为F0,则:P0=F0v0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
在t1时刻,司机减小了油门,汽车的功率突然减小为P,在该瞬间汽车的速度不变(仍为v0),由图象知牵引力由F0突然减小为/F0,所以:P=/F0v0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
由①②可知P=/P0(即汽车的功率突然减小为原来的一半)。
A.由图可知,t1至t2时间内,汽车受到的牵引力增大,功率不变,由P=Fv可得,汽车行驶的速度减小,所以汽车做减速运动,故A错误;
B.汽车做匀速直线运动时,牵引力与阻力平衡,所以F0=f,故B错误;
C.由题可知,t1时刻后汽车的功率保持恒定;由前面分析知,汽车的功率将保持P=/P0不变,故C错误;
D.由题知,到t2时刻,汽车又开始做匀速直线运动,速度为v;
由图可知,汽车再次做匀速运动时的牵引力与最初做匀速运动的牵引力大小相等,均为F0;
根据P=Fv可得第二次做匀速直线运动时的速度:v=/=/=/=/v0,故D正确;
故选:D。
23.【解答】朱墨岩的体重大约600N,女士的重力大约500N,60级台阶的高度h=60×0.15m=9m,
朱墨岩抱着晕倒的女土登台阶所做的功W=Gh=(600N+500N)×9m=9900J,
平均功率P=/=/=495W,与550W相差不大,故C符合题意。
故选:C。
24.【解答】由图象甲可知,物体作匀速直线运动,速度大小为v甲=/=/=2m/s;
由v﹣t图象乙可知,物体的速度保持不变,即物体做匀速直线运动,速度大小为v乙=4m/s;
因为两次都是匀速直线运动,根据二力平衡条件可知,推力都等于摩擦力,摩擦力没变,故受到的水平推力为F1=F2;
已知v甲<v乙,由P=/=/=Fv可得,两次推力的功率P1<P2。
故选:B。
25.【解答】A、两幅图中的绳子股数都是n=2,所以拉力F1=/(G+G轮),F2=/(G+G轮),又因为G轮相同,所以F1>F2,故A错误;
B、用相同的滑轮组在相同时间内匀速提高到相同高度,由s=nh可得,绳子自由端移动的距离s1=2h,s2=3h;
故s1≠s2,由v=/可得,拉力移动的速度不相同,故B错误;
CD、在提升重物的过程中,若不计绳重及摩擦,那么,克服动滑轮重做的功为额外功,因为动滑轮重相同,提升高度相同,根据公式W额=G动h可知,拉力F1和F2所做的额外功相等,
将同一物体在相同时间内匀速提升相同高度时,
因不计绳重和摩擦,拉力做的功等于克服物体重力和动滑轮重力所做的功,克服物体重力做的功为有用功,所做的有用功相等,
额外功相等,所以,拉力做的总功相等,由P=/可知,甲的功率等于乙的功率,故C正确,D错误。
故选:C。
26.【解答】(1)t=1h=3600s
W=Pt=200×103W×3600s=7.2×108J。
(2)v=72km/h=20m/s
s=vt=20m/s×3600s=72000m。
故答案为:7.2×108;72000。
27.【解答】无人机克服自身重力做功为:
W=Fs=Gh=20N×10m=200J;
无人机克服自身重力的功率:
P=/=/=40W。
由于机翼上凸下平,在相同是时间内,空气经过上方的路程长,速度大;经过下方的路程短,速度小。上方空气流速越大,压强越小;下方空气流速越小,压强越大。
该飞机静止在水平地面上时,受到的重力和支持力是一对平衡力,故F支=G=20N。
故答案为:40;大于;20。
28.【解答】(1)拉力所做的总功:
W总=Fs=400N×4.5m=1800J,
拉力F做功的功率:
P=/=/=60W;
(2)有用功:
W有=Gh=600N×1.8m=1080J,
克服摩擦力做的额外功:
W额=W总﹣W有=1800J﹣1080J=720J,
由W额=fs得,物体所受斜面的摩擦力:
f=/=/=160N。
故答案为:60;160。
29.【解答】物体运动的时间t=1min=60s,
则物体的运动速度:v=/=/=1m/s。
此过程中小红拉力的功率:
P=/=/=Fv=50N×1m/s=50W。
故答案为:1;50。
30.【解答】甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平地面上做直线运动,此时两辆汽车对地面的压力相同,地面的粗糙程度不变,故车与地面的摩擦力不变;汽车做匀速直线运动,牵引力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,故F甲=F乙;
由图可知,在3s内,甲车通过的距离为30m,乙车通过的距离为15m;则甲车的速度为:v甲=/=/=10m/s;乙车的速度为:v乙=/=/=5m/s;
则根据公式P=Fv可知,两辆汽车的功率之比为P甲:P乙=F甲v甲:F乙v乙=v甲:v乙=10m/s:5m/s=2:1。
故答案为:等于;2:1。
31.【解答】(1)测试过程中,小华看到路旁的树木向西运动,树木和小华之间发生了位置的改变,所以她是以自己为参照物的,此时她是向东骑行;
(2)在BC段电动自行车的速度vBC=/=/=24km/h<25km/h,符合新《规范)关于最大速度的要求;
(3)在BC段,匀速骑行,车受到的动力和阻力是一对平衡力,大小相等,则动力F=f=60N,
BC段动力做功:W=Fs=60N×4800m=2.88×105J,
电动机的输出功率:
P=/=/=400W,符合新《规范》关于电动机输出功率的要求。
(4)从A到D全程,总路程s=0.6km+4.8km+0.6km=6km,
总时间:t=0.05h+0.2h+0.05h=0.3h,
全程电动自行车的平均速度:
v=/=/=20km/h。、
故答案为:
(1)自己;东;(2)24;符合;(3)2.88×105;400;符合;(4)20。
32.【解答】(1)购物车的重力G=mg=10kg×9.8N/kg=98N;
(2)推力所做的功:W=Fs=10N×4m=40J;
(3)推力的功率P=/=/=10W。
答:(1)购物车的重力为98N;
(2)推力所做的功为40J;
(3)推力的功率为10W。
33.【解答】(1)公交车静止在水平地面时对地面的压力F=G=1.5×105N,已知轮胎与水平路面总接触面积S=0.4m2。
公交车静止在水平地面时对地面的压强:
p=/=/=3.75×105Pa;
BC段时的速度vBC=/=/=7.5m/s;
(2)AB段时的速度vAB=/=/=10m/s;
公交车在AB段行驶时受到的阻力f=0.01G=0.01×1.5×105N=1.5×103N,
因为匀速行驶,所以牵引力F1=F2=f=1.5×103N,
则牵引力F1的功率:
P1=/=/=F1vAB=1.5×103N×10m/s=1.5×104W;
牵引力F2的功率:P2=/=/=F2vBC=1.5×103N×7.5m/s=1.125×104W;
(3)由题知,公交车在AB段和BC段行驶时受到的阻力相等,
公交车通过BC段时,克服阻力做的额外功:
W额外=fSBC=1.5×103N×120m=1.8×105J;
克服重力做的有用功:
W有用=GhCD=1.5×105N×6m=9×105J;
公交车通过BC段时牵引力做的功:
WBC=W有用+W额外=9×105J+1.8×105J=1.08×106J。
由W=Fs可得,
牵引力F=/=/=9×103N;
答:(1)公交车静止在水平地面时对地面的压强为3.75×105Pa;通过BC段时的速度为7.5m/s;
(2)公交车通过AB段时,牵引力的功率P为1.5×104W;
(3)公交车通过BC段时,牵引力的大小为9×103N。
34.【解答】(1)由v=/可得,电动汽车在6min内通过的路程s=vt=54km/h×/h=5.4km;
(2)由p=/可得,车静止时对地面的压力F=pS=1.5×106Pa×4×20×10﹣4m2=12000N,
水平面上的物体,对水平面的压力大小与物体本身的重力相等,则G车=F=12000N,
空车的质量m=/=/=1200kg;
(3)匀速行驶的速度v=54km/h=15m/s,
因为电动汽车做匀速直线运动,
所以车的牵引力:F=f=0.05G车=0.05×12000N=600N,
电动汽车牵引力做功的功率:
P=/=/=Fv=600N×15m/s=9000W。
答:(1)电动汽车在6min内通过的路程为5.4km。
(2)空车的质量为1200kg。
(3)在水平地面匀速行驶的过程中,该电动汽车牵引力做功的功率为9000W。
35.【解答】(1)电热水壶的水泵是在叶轮转动时,水被高速旋转的叶轮甩出时,转轴附近就形成了一个低压区,水在外界大气压的作用下,通过进水管进入泵壳。当水离开出水口后,由于惯性要保持原来的运动状态,会继续向上运动。
(2)G=mg=ρVg=1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3×10N/kg=10N
W=Gh=10N×0.5m=5J
P=/=/=1W
(3)当开关闭合时,电路处于加热状态,只有R1接入电路
R1=/=/=44Ω
当开关断开时,电路处于保温状态,R1和R2串联接入电路
R1+R2=/=/=880Ω
所以,R2=880Ω﹣44Ω=836Ω
答:(1)大气压;惯性;
(2)电动机抽水时的功率至少为1瓦。
(3)电热丝R1、R2的阻值分别为44欧姆和836欧姆。
36.【解答】(1)支架CD下的轮子在牵引车拖行下沿顺时针方向转动,运输船甲板对轮子有水平向左的摩擦力,
由于力的作用是相互的,轮子对运输船甲板有水平向右的摩擦力,作用点在接触面上,
从作用点沿水平向右画一条有向线段,并用“f”表示,如图所示:
/
(2)牵引车拖行桥吊做的功:
W=Pt=50×103W×9s=4.5×105J,
由W=Fs得,这段时间内牵引车对钢缆的拉力:
F=/=/=1.5×105N。
(3)将桥吊看作杠杆,支点为D,
动力为码头对桥吊的支持力,即F1=F支,
阻力为桥吊的重力,即:F2=G=mg=2200×103kg×10N/kg=2.2×107N,
动力臂L1=DF=CE=OC+OE=(OA﹣CA)+(OB﹣OE)=(72m﹣60m)+(28m﹣18m)=22m,
阻力臂L2=OC=OA﹣CA=72m﹣60m=12m,
由杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,甲板对桥吊的支持力:
F1=F2×/=2.2×107N×/=1.2×107N,
桥吊被拖到图丙位置时,运输船减少的重力:△G=F1=1.2×107N,
由题意知,运输船的排水量不变,则运输船受到的浮力不变,
又因为运输船始终漂浮,所以,运输船的总重不变,
则运输船的水舱中增加的水的重力:△G水=△G=1.2×107N,
由G=mg=ρVg得,运输船的水舱中增加的水的体积:
V水=/=/=1.2×103m3。
答:(1)如上图所示;
(2)这段时间内牵引车对钢缆的拉力是1.5×105牛;
(3)运输船的水舱中增加了1.2×103立方米的水。
37.【解答】(1)由图知,n=2,则绳端移动的距离:s绳=ns物=2×2m=4m,
人的拉力所做的功:W=Fs绳=18N×4m=72J;
(2)拉力F做功的功率:
P=/=/=18W;
(3)因为物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍,
所以物体受到的摩擦力:f=0.35G=0.35×100N=35N;
因物体匀速移动时处于平衡状态,物体受到的拉力F拉和摩擦力是一对平衡力,
所以,滑轮组对物体的拉力:F拉=f=35N,
不计绳重及机械的摩擦,由F=/(G动+F拉)可得,动滑轮的重力:
G动=nF﹣F拉=2×18N﹣35N=1N。
答:(1)人的拉力所做的功为72J。
(2)人的拉力做功的功率18W。
(3)动滑轮受到的重力为1N。
/
答:(1)空载时该船受到的重力为8×107N;
(2)假设破冰船在1.5m厚的冰层海域以7.2km/h的速度匀速直线破冰时所受的阻力为2×107N,则此时破冰船推进功率为4×107W。
/