沪科版八年级物理下册同步练习 第十章 机械与人 10.4 做功的快慢 计算题练习 有答案 有解析

10.4
做功的快慢
计算题练习
有答案
有解析
共12题
1．2019年3月30日，四川省凉山彝族自治州木里县境内发生森林火灾。在此次扑火行动中，由于受风力风向突变影响，突发林火燃然，30名扑火人员英勇牺牲。为应对严重森林火灾，我国正在自主研制的大型水两栖飞机ˇ鲲龙“AG600，如图所示。该飞机蓄满水后总质量53.5t静止在地面上时与地面的接触面积约为0.625m2．在某次灭火测试中，飞机盘悬在火场上方100m处，将所蓄水分次投下，每次投水250kg用时25s到达地面：在水面滑行测试中，飞机在水平面上以10m/s的速度沿直线匀速滑行了60s，若飞机发动机牵引力的总功率始终保持2.5×106W（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）求：
（1）飞机蓄满水静止在地面上时，它对地面产生的压强；
（2）飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积；
（3）飞机每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率；
（4）飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力。
2．如图所示利用汽车液压起重机从矿井中提升重物。起重机起动时滑轮组将重物竖直向上匀速提起，其中N是柱塞，可向上支撑起起重臂ODC．重物和动滑轮总重为15000N，不计摩擦和滑轮组上钢丝绳重。问：
（1）钢丝绳自由端上作用力F的大小为_____N。
（2）当柱塞向上支撑起起重管绕固定端O转动时，起重臂ODC是_____力杠杆。
（3）当重物以0.4m/s的速度匀速上升时，钢丝绳自由端上作用力F的功率是多少？_____
3．如图所示，质量为960kg、底面积为0.5m2的石材A放在水平地面上，利用滑轮组水平拉动A，使其在20s的时间内匀速向墙靠近了4m，水平拉力F=500N，不计绳、滑轮组的质量以及绳与滑轮组之间的摩擦，g取10N/kg。求：
（1）A对水平地面的压强；
（2）A在运动过程中受到摩擦力的大小；
（3）拉力F的功率。
4．某台单缸四冲程内燃机的活塞面积是120
cm2，一个冲程是0.3
m，做功冲程中燃气对活塞的平均压强是5×105
Pa，曲轴的转速是300
r/min。求：
(1)内燃机每分钟做的功。
(2)其功率是多大。
5．为了美化城市环境，同时又减小对市民出行的影响，济南城管对洒水车喷水位置、洒水角度和方向、洒水时间等进行了改良，“改出”了济南的人情味，“洒出”了济南的城市温度。如图所示是一辆“东风”牌洒水车，车自身质量12000kg，罐体有效容积10m3．完成一次洒水任务后，该车沿平直路面匀速返回，10min从距驻地10km处的位置返回，若返回途中洒水车受到的阻力大小是1.2×104N，g取10Nkg．通过计算回答
（1）罐中装满水时，水的重力是多少？
（2）返回途中牵引力做了多少功？
（3）牵引力做功的功率是多少？
6．我们在超市购物时，常常使用购物车，已知购物车的质量为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。
7．骨胳、肌肉和关节构成了人体的运动系统，最基本的运动都是肌肉牵引骨胳绕关节转动产生的，其模型就是杠杆。如图所示是踮脚时的示意图，人体的重力为阻力，小腿肌肉施加的拉力为动力。重600N的小明在lmin内完成50个双脚同时踮起动作，每次踮脚过程中脚跟离开地面的高度是9cm。求：
（1）小腿肌肉对每只脚的拉力；
（2）小明踮脚过程中克服重力做功的功率。
8．如图所示，在纪念中国抗日战争暨世界反法西斯战争胜利70周年大阅兵中，我国展示了国产05式高速两栖突击车，它是当今世界上水上速度最快的中型两栖突击车．该两栖突击车的总质量为2.9×104kg，发动机的功率为106W，每条履带与地面接触面积为2m2，海上最大行驶速度为40km/h．g取10N/kg，求：
（1）突击车静止在水面上时，受到的浮力多大？
（2）突击车停在水平地面上，对地面的压强多大？
（3）突击车在海上以最大速度行驶0.8km，发动机做功多少？
9．一个小水电站，每分钟有200m3的水从30m高处下落，水流冲击水轮机做功。（g=10N/kg）求：
（1）每分钟流过水的质量；
（2）每分钟水流对水轮机做功；
（3）每分钟水水轮机做功的功率。
10．在某建筑工地上，起重机在2min内把体积为30m3的花岗岩碑石向上提升2.5m．已知该花岗岩的密度为2.8×103kg/m3，g取10N/kg，通过计算回答：
(1)这块花岗岩碑石的质量是多大？
(2)起重机对碑石所做的功是多少？
(3)起重机对碑石做功的功率是多少？
11．小明提着质量为3kg的书包，从1楼走到3楼用了15s的时间，书包带与手的接触面积为10cm2。g取10N/kg
（1）求书包的重力
（2）求包带对手的压强
（3）估算小明上楼过程中对书包做功的功率
12．如图所示为洋湖湿地公园的“河道保洁船”清理水面垃圾时的情景，保洁船的质量为2.5t，收集宽度为3.4m。它某次工作时以1m/s的速度做匀速直线运动，其牵引力为5×104N，保洁船工作50s，求这段时间内：
（1）保洁船行驶的路程；
（2）牵引力做的功；
（3）牵引力的功率。
试卷第1页，总3页
试卷第1页，总3页
参考答案
1．（1）8.56×105Pa；（2）53.5m3；（3）1×104W；（4）2.5×105N。
【解析】
【详解】
（1）飞机静止在地面上时，对地面的压力：F压＝G总＝m总g＝53.5×103kg×10N/kg＝5.35×105N，对地面产生的压强：p＝＝＝8.56×105Pa；
（2）因为飞机静止在水面上是漂浮状态，所以飞机受到的浮力：F浮＝G总＝5.35×105N，由F浮＝ρ液gV排可得排开水的体积：V排＝＝＝53.5m3；
（3）每次投下的水的重力做的功：W＝G水h＝m水gh＝250kg×10N/kg×100m＝2.5×105J；则重力做功的平均功率：P＝＝＝1×104W；
（4）飞机在水面沿直线匀速滑行时，由P＝＝＝Fv得牵引力：F＝＝＝2.5×105N。
2．5000
费
6000W
【解析】
【详解】
（1）由图知道，承担物重的绳子股数是：n=3，所以，不计摩擦和滑轮组上钢丝绳重，则钢丝绳自由端上作用力是：
；
（2）由图知道，起重臂的支点在O点，滑轮组和重物对C端的拉力为阻力，由于柱塞施加动力的力臂明显小于阻力的力臂，所以，此设备是费力杠杆；
（3）当重物以0.4m/s的速度匀速上升时，钢丝绳自由端移动速度是：v=3×0.4m/s=1.2m/s，
所以，绳自由端上作用力F的功率是：
=6000W
3．1.92×104Pa；
1000N；
200W。
【解析】
【详解】
（1）A的重力为：G=mg=960kg×10N/kg=9.6×103N；
A对水平地面的压力为：F压=G=9.6×103N；
A对水平地面的压强为：；
（2）绳子对A的拉力为：F拉=2F=2×500N=1000N；
A做匀速运动，得A在运动过程中受到摩擦力的大小为f=F拉=1000N；
（3）物体A的速度为：，
绳子自由端移动的速度为v=2vA=0.4m/s，
拉力的功率为：P=Fv=500N×0.4m/s=200W
答：（1）A对水平地面的压强为1.92×104Pa；
（2）A在运动过程中受到摩擦力的大小为1000N；
（3）拉力F的功率为200W。
4．(1)2.7×105
J。(2)4500
W。
【解析】
【详解】
(1)燃气对活塞的平均压力：F＝pS＝5×105Pa×120×10?4m2＝6000N，一个做功冲程中燃气对活塞做的功：W＝Fs＝6000N×0.3m＝1800J，曲轴每转两圈对外做功一次，所以1min转动300周，要做功150次，所以内燃机每分钟做的功：W总＝150×1800J＝2.7×105J；
(2)内燃机的功率：P＝＝4500W.
5．（1）1×105N；（2）1.2×108J；（3）2×105W。
【解析】
【详解】
（1）罐中装满水时，水的体积等于罐体的容积，即V水＝V＝10m3,根据ρ＝可得，水的质量：m水＝ρ水V水＝1×103kg/m3×10m3＝1×104kg，则水的重力：G水＝m水g＝1×104kg×10N/kg＝1×105N；
（2）该车沿平直路面匀速返回，则牵引力F＝f＝1.2×104N，返回途中牵引力做的功：W＝Fs＝1.2×104N×10×103m＝1.2×108J；
（3）牵引力做功的功率：P＝＝＝2×105W。
6．（1）100N（2）40J（3）10W
【解析】
【详解】
（1）．购物车的重力是：
G=mg=10kg×10N/kg=100N
；
（2）．推力所做的功是：
；
（3）．推力的功率是：
答：（1）．购物车的重力为100N；
（2）．推力所做的功为40J；
（3）．推力的功率为10W。
7．（1）200N；（2）30W。
【解析】
【分析】
（1）根据杠杆的平衡条件分析解答小腿肌肉对每只脚的拉力；
（2）小明踮脚过程中克服重力做功等于小腿肌肉对脚的拉力做的功，根据算出小明踮脚过程中克服重力做功的功率
【详解】
解：（1）由图知，动力F的力臂L1＝8cm+4cm＝12cm＝0.12m；重力的力臂L2＝8cm＝0.08m；
根据杠杆的平衡条件可得：FL1＝GL2，
则小腿肌肉对两只脚的拉力：；
则小腿肌肉对每只脚的拉力：F′＝F＝×400N＝200N；
（2）小腿肌肉对脚的拉力做的功：W拉力＝Fh＝400N×0.09m＝36J；
小明踮脚过程中克服重力做功等于小腿肌肉对脚的拉力做的功，等于36J；
小明在lmin内完成50个双脚同时踮起动作，
则小明踮脚过程中克服重力做功的功率：。
答：（1）小腿肌肉对每只脚的拉力为200N；
（2）小明踮脚过程中克服重力做功的功率为30W。
【点睛】
本题考查了杠杆的平衡条件、功的计算、功率的计算，其中小明踮脚过程中克服重力做功等于小腿肌肉对脚的拉力做的功是解题的关键。
8．（1）2.9×105N；（2）7.25×104Pa；（3）7.2×107J．
【解析】
【详解】
（1）突击车静止在水面上时处于漂浮状态，受到的浮力和自身的重力相等，即浮力是：F浮=G=mg=2.9×104
kg×10N/kg=2.9×105
N；
（2）突击车停在水平地面上，对地面的压力是：F=G=2.9×105
N，
对地面的压强是：
（3）由
知道，突击车在海上以最大速度行驶0.8km行驶的时间是：=0.02h=72s，
由
知道，发动机做的功是：W=Pt=106
W×72s=7.2×107
J。
9．（1）2×105kg（2）6×107J（3）1×106W
【解析】
【详解】
(1)由ρ＝可得，每分钟流过水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×200m3＝2×105kg，(2)每分钟流过水的重力：G＝mg＝2×105kg×10N/kg＝2×106N，每分钟水流对水轮机做功：W＝Gh＝2×106N×30m＝6×107J；(3)每分钟水水轮机做功的功率：P＝＝1×106W.
10．(1)
8.4×104kg
(2)
2.1×106J
(3)
1.75×104W
【解析】
【分析】
知道这块花岗岩碑石的密度和体积，根据
求出其质量；根据
求出重力的大小，根据W=Fs求出起重机对碑石所做的功；根据
求出起重机对碑石做功的功率．
【详解】
(1)由
得，这块花岗岩碑石的质量：
；
(2)花岗岩的重力：
；
起重机对碑石所做的功：
；
(3)起重机对碑石做功的功率：
.
11．（1）30N
（2）3×104Pa
（3）12W
【解析】
【详解】
（1）书包质量为m=3kg，则书包的重力为G=mg=3kg×10N/kg=30N；
（2）书包带对手的压力F等于书包的重力G，则包带对手的压强为p====3×104Pa；
（3）每层楼高大约3m，从1楼走到3楼的高度为h=3m×2=6m，则小明上楼过程中对书包做的功约为W=Gh=30N×6m=180J，所以小明上楼过程中对书包做功的功率为P===12W。
12．（1）50m；（2）2.5×106J；（3）5×104W。
【解析】
【详解】
（1）．根据
知道，保洁船行驶的路程是：
s＝vt＝1m/s×50s＝50m；
（2）．牵引力做的功是：
W＝Fs＝5×104N×50m＝2.5×106J；
（3）．牵引力的功率是：
＝5×104N×1m/s＝5×104W。
答：（1）保洁船行驶的路程50m；
（2）牵引力做的功2.5×106J；
（3）牵引力的功率5×104W。
答案第1页，总2页
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