人教版八年级下学期功和功率提升专题(全解全析)

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名称 人教版八年级下学期功和功率提升专题(全解全析)
格式 doc
文件大小 2.0MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2021-05-14 18:10:18

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文档简介

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功和功率提升专题
一.选择题
1.(2019?天津)小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里,他提鸡蛋的力做功最接近(  )
A.9J B.30J C.90J D.300J
2.(2018?长沙)下列关于功的说法正确的是(  )
A.小明用力推发生故障的汽车而未推动时,推力对汽车做了功
B.吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时,吊车的拉力对重物做了功
C.足球在水平地面上滚动一段距离时,重力对足球做了功
D.举重运动员从地面将杠铃举起的过程中,举重运动员对杠铃做了功
3.(2018?株洲)在篮球比赛中,运动员对篮球没有做功的过程是(  )
A.运球 B.扣篮 C.擦板 D.跳投
4.(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
5.(2019?株洲)甲、乙、丙、丁四个同学进行攀岩比赛,他们做的功W与时间t的关系如图所示。若规定做功最快的获胜,则最后胜出的一定是(  )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
5题 6题 7题
6.(2018?天津)中国选手张湘祥在奥运会上获得男子举重62kg级冠军,挺举成绩是176kg,图为他比赛时的照片。他在挺举过程中对杠铃做的功最接近(  )
A.600J B.1200J C.1800J D.3400J
7.(2019?赤峰)如图所示,大人与小孩爬相同的楼梯所用时间相同,下列说法正确的是(  )
A.大人与小孩做功相同,两人功率相同 B.大人与小孩做功相同,小孩功率大
C.大人比小孩做功多,大人功率大 D.大人比小孩做功多,小孩功率大
8.(2019?云南)如图,小敏和同学们正在水平环形跑道上进行800m跑测试,小敏对地面的压力为500N.每只鞋底与地面的接触面积约为80cm2.下列说法正确的是(  )
A.跑弯道时小敏的运动状态是改变的 B.小敏相对于她正在超越的同学是静止的
C.测试过程中小敏对地面的压强是625Pa D.跑完全程小敏受到的重力做的功是4×105J

8题 9题
9.(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
10.(2020?荆门)如图甲所示,物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动,0~6s内拉力随时间变化的规律如图乙,速度随时间变化的规律如图丙,则在2~4s内,物体克服摩擦力所做的功为(  )
A.10J B.30J C.50J D.80J
11.(2018?德州)两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的路程(s)﹣时间(t)图象如图所示,根据图象,下列判断正确的是(  )
A.两次物体运动的速度:v1<v2 B.两次物体所受的拉力:F1>F2
C.0﹣6s两次拉力对物体所做的功:W1>W2 D.0﹣6s两次拉力对物体做功的功率:P1<P2

11题 12题 13题
12.(2020?鄂尔多斯)公交车给人们的出行带来了便利。下列对公交车的有关分析,正确的是(  )
A.在牵引力的作用下行驶,说明力是使物体运动的原因
B.水平运动过程中,重力不做功
C.使用宽大的轮胎是为了减小对地面的压力
D.公交车内的乘客相对车是运动的
13.(2020?六盘水)仅用8天就建成的武汉火神山医院,彰显的不仅是中国速度,更是战胜疫情的坚强决心。如图所示,为了在最短的时间完成地面基础建设,上百台挖掘机同时工作,其目的是增大所有挖掘机总的(  )
A.机械效率 B.功率 C.功 D.有用功
14.(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
15.(2019?随州)一只木箱放在水平地面上,地面上各处粗糙程度相同。对木箱施加一个方向不变的水平推力F(如图甲);F的大小与时间t的关系、木箱的运动速度v与时间t的关系图象如图乙所示。以下说法正确的是(  )
A.在第一个2s内木箱所受摩擦力为2N
B.在第二个2s内木箱所受摩擦力为3N
C.在第一个2s内推力F对木箱所做的功为2J
D.在第三个2s内推力F对木箱做功的功率为8W
15题 16题
16.(2018?淄博)如图所示,AC>BC,在相同时间内把同一物体分别沿斜面AC、BC匀速推上顶端,推力分别为F1、F2,功率分别为P1、P2,在不考虑摩擦的情况下(  )
A.F1<F2,P1=P2 B.F1>F2,P1>P2 C.F1=F2,P1=P2 D.F1<F2,P1<P2
二.填空题
17.(2020?湘潭)用20N的水平推力,将重为280N的购物车沿水平地面向前推动了5m。在此过程中,购物车的重力做功   J,水平推力对购物车做功   J。
18.(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=10N/kg)
19.(2018?自贡)如图所示,一物体在水平向右的拉力F1作用下以1m/s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的速度在同一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(选填“>”、“<”或“=”)。

19题 20题
20.(2019?宜宾)如图所示,一个物体静止于光滑水平面上的O点,在水平恒力F作用下开始向右加速运动,依次经过a、b、c三个点,且a、b之间和b、c之间的距离相等,F在ab段做功W1,做功功率P1;在bc段做功W2,做功功率P2,则有W1   W2,P1   P2(选填“>”或“=”或“<”)。
21.(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。
21题 22题 23题
22.(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。
23.(2019?眉山)如图甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,其F﹣t和v﹣t图象分别如图乙和图丙所示。由图象可知,9﹣12s内,推力对物体做功   J;t=2s时,物体受到的摩擦力是   N。
24.(2020? 绵阳)宽握距引体向上要求:两手用宽握距正握(掌心向前)单杠,略宽于肩,两脚离地,两臂自然下垂伸直;用力将身体往上拉起,下巴超过单杠时稍作停顿,然后回复完全下垂,即为完成1次。小明同学体重600N,正握单杠且两臂自然下垂伸直时,下巴与单杠的高度差是0.4m,他在某次测试中,1min内完成了10次引体向上,则他完成1次引体向上至少做功   J,整个测试过程中做功的平均功率最小是   W。
三.计算题
25.(2020?宜昌)为解决乡村快递派送的交通不便问题,某快递公司采用无人机(如图所示)将包裹送达每个村子的派送员,自动卸货后随即返航,继续其他配送。某次派送包裹质量12kg,飞行高度120m,10min内水平飞行里程6.5km。
(1)该次派送无人机水平飞行的平均速度是多少km/h?
(2)无人机提着包裹从地面匀速上升到120m高度的过程中,拉力对包裹做的功是多少?(g取10N/kg)

26.(2018?怀化)2018年5月13号第一艘国产航母山东舰第一次海试。山东舰的排水量约为6.5×104吨,最大航速约为54km/h,额定功率约1.5×103kW.海试时,航母在某段海域以最大航速匀速航行了2小时。(g=10N/kg)求:
(1)该航母在2小时内所行驶的路程?(2)该航母满载时所受浮力的大小?
(3)该航母以最大速度匀速航行时的牵引力?
27.(2020?齐齐哈尔)防疫期间,小慧的爸爸驾驶一辆东风牌的厢式货车,为社区运送物资,如图所示,小慧通过查阅资料了解到:当该车满载货物时,总质量为4×103kg,发动机的牵引力为3×103N.若该车在平直公路上以20m/s的速度匀速直线行驶3600m。在此过程中,求:(1)货车行驶所用的时间是多少?(2)该车满载货物时,所受到的重力是多少?
(3)牵引力所做的功是多少?
28.(2019?呼伦贝尔)一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动,其v﹣t图象如图所示,前10s通过的路程为120m,第10s时速度达到20m/s求:
(1)前10s内汽车的平均速度;(2)设汽车在行驶过程中所受阻力不变,大小为F=4000N,那么在10~20s内汽车发动机牵引力的功率是多大?
29.(2017?宜宾)高速公路已广泛应用ETC收费系统,这种系统是对过往车辆无需停车即能实现收费的电子系统。如图是某高速公路入口处的ETC通道示意图。现有一辆总质量M=1500kg的汽车,在进入ETC收费岛区域前s1=50m处开始减速,经t1=4s后运动至ETC收费岛(图中阴影区域)边界,然后再经t2=6s匀速通过ETC收费岛,其长s2=36m。不计车长,取g=10N/kg。(1)求汽车的重力大小;
(2)求汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度大小;
(3)若汽车在ETC收费岛匀速行驶所受阻力为车重力的0.2倍,求汽车通过ETC收费岛牵引力所做的功和功率。
30.(2018?荆门)一辆质量2t的汽车,在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动,经15s运动200m恰好达到最大速度,接着匀速运动25s关闭发动机,滑行100m停下。其ν﹣t图象如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍,求:
(1)整个过程中发动机做的功;(2)汽车的最大速度ν最大(3)全程中汽车的平均速度ν。
31.(2018?通辽)我市为了净化市区空气,环卫工人每天定时驾驶洒水车对市区道路洒水(如图)。下表是该洒水车的相关数据。已知水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg,请根据题意回答下列问题:
空车质量 水罐容积 装满水时车轮与地面的总接触面积 额定功率
6t 3m3 0.6m2 100kW
(1)该洒水车装满水时对地面的压强为多少?
(2)若水罐内有一漂浮的物体,浸入水中的体积为1.5×10﹣2m3,则该物体受到的浮力和重力各为多大?
(3)该洒水车在水平路面上以额定功率匀速行驶2000m用时4min,试计算此过程汽车所受到的牵引力大小。
参考答案与试题解析
一.选择题
1.【解答】解:由题知,托起两个鸡蛋的力大约是1N,则提30个鸡蛋的力大约为F=N=15N;
每层楼的高度大约为3米,家住3楼,则小华实际爬楼的高度h=3m×2=6m;
小华提鸡蛋的力做功约为:W=Fs=15N×6m=90J。
故选:C。
2.【解答】解:A、用力推发生故障的汽车而未推动时,只有力没有距离;故推力对汽车没有做功;故A错误;
B、吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时,拉力方向竖直向上,移动距离的方向水平向前;两个方向相互垂直,故吊车的拉力对重物没有做功;故B错误;
C、足球在水平地面上滚动一段距离时,移动距离的方向水平向前,重力的方向竖直向下;两个方向相互垂直,故重力对足球没有做功;故C错误;
D、运动员从地面将杠铃举起的过程中,力的方向竖直向上,移动距离的方向也竖直向上,两个方向一致;故举重运动员对杠铃做功;故D正确;
故选:D。
3.【解答】解:
擦板是运动员将篮球投出后,利用篮板改变篮球的运动方向;在擦板时,球已经离开了手,运动员对篮球没有力的作用,所以运动员对篮球没有做功;
而运球、扣篮、跳投时,运动员对篮球均有力的作用,且篮球沿力的方向移动了距离,运动员都对篮球做了功,故C符合题意,ABD不符合题意;
故选:C。
4.【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。
5.【解答】解:在相同时间内,做功越多,功率越大,也就是做功越快。由图象知,当时间相同时,甲做功最多,所以由公式P=知,甲功率最大,做功最快。
故选:A。
6.【解答】解:杠铃的重力:
G=mg=176kg×10N/kg=1760N,
张湘祥的身高约为1.60m;
在挺举过程中把杠铃举高的高度为张湘祥的身高加上0.4m,即:
h=1.60m+0.4=2.0m,
在挺举过程中对杠铃做的功:
W=Gh=1760N×2.0m=3520J。
故选:D。
7.【解答】解:
大人与小孩爬相同的楼梯,h相同,但大人体重比小孩的大,由W=Gh可知大人做功多;
爬楼梯所用时间相同,根据P=可知大人的功率大。所以ABD错误,C正确。
故选:C。
8.【解答】解:
A、小敏跑弯道时,其运动方向是变化的,所以她的运动状态是改变的,故A正确;
B、小敏相对于她正在超越的同学来说位置不断变化,所以小敏是运动的,故B错误;
C、测试过程中单脚着地,小敏对地面的压强p====6.25×104Pa,故C错误;
D、根据做功的两个必要因素可知,小敏跑完全程中在重力的方向上没有移动距离,所以重力不做功,故D错误。
故选:A。
9.【解答】解:由图象甲可知,物体做匀速直线运动,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。
10.【解答】解:由图乙可知,在2~4s内,拉力F=3N,
由图丙可知,在2~4s内,物体做匀速运动,v=5.0m/s,此时摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等,f=F=3N,
由v=可得,物体运动的距离:
s=vt=5.0m/s×2s=10m,
物体克服摩擦力所做的功:
W=fs=3N×10m=30J。
故选:B。
11.【解答】解:
A、由图象可知,在相同时间内,物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程,所以v1>v2;故A错误;
B、同一物体,则重力相等,对水平面的压力相等;同一水平面上,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;由于物体做匀速直线运动,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B错误;
C、由图象可知,0~6s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,0~6s两次拉力对物体所做的功:W1>W2;故C正确;
D、0~6s,时间相同,且W1>W2;根据P=可知,0~6s两次拉力对物体做功的功率:P1>P2;故D错误。
故选:C。
12.【解答】解:
A、物体的运动不需要力,力是改变物体运动状态的原因,故A错误;
B、水平运动过程中,物体没有在重力的方向上通过距离,所以重力不做功,故B正确;
C、汽车上装有既多又宽的轮胎,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C错误;
D、公交车内坐着的乘客相对于车没有位置的变化,则乘客是静止的;但正在车内走动的乘客,相对于车有位置的变化,此时乘客是运动的;因题目条件不明,故D错误。
故选:B。
13.【解答】解:建成一所医院所做的有用功是相同的,为了减小做功的时间(缩短工期),根据P=可知,需要增大挖掘机的功率,所以,上百台挖掘机同时工作,其目的是增大所有挖掘机总的功率,故B正确,ACD错误。
故选:B。
14.【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。
15【解答】解:A、由图象可知,第一个2s内,物体没有推动,物体处于平衡状态,推力等于摩擦力,等于1N,故A错误;
B、由v﹣t图象可知,在4s~6s物体做匀速直线运动,处于平衡状态,由F﹣t图象可知在4s~6s即在第三个2s内拉力F=2N,由平衡条件可得滑动摩擦力f=F=2N,由v﹣t图象可知,物体在第二个2s内做匀加速运动,受到的摩擦力为滑动摩擦力,因为压力和接触面的粗糙程度不变,因此物体受到的摩擦力仍是2N,方向与推力方向相反,即向左;故B错误;
C、由图象可知,第一个2s内,物体没有推动,由W=Fs可知,推力F对木箱所做的功为0;故C错误;
D、在第三个2s内推力F对木箱做功的功率为:
P=Fv=2N×4m/s=8W.故D正确;
故选:D。
16.【解答】解:
(1)不计摩擦,斜面AC倾斜角度小于BC,则AC>BC,所以物体沿AB运动时拉力较小,即F1<F2;
(2)不计摩擦,使用光滑的斜面没有额外功,拉力在两斜面上做功相同(等于克服物体重力所做的功),即W1=W2;拉力做功相同,所用时间相同,根据P=可知,拉力做功的功率相同,即P1=P2。
故选:A。
二.填空题(共9小题)
17.【解答】解:购物车在水平地面上移动5m,没有在重力的方向上移动距离,所以重力不做功,即重力做功为0J;
推力对购物车做功:W=Fs=20N×5m=100J,
故答案为:0;100。
18.【解答】解:由于车做匀速直线运动,则牵引力等于阻力,则牵引力:
F=f=0.05G=0.05mg=0.05×1.6×103kg×10N/kg=800N;
汽车做的功为:W=Fs=800N×12000m=9.6×106J;
汽车的功率为:P===16000W=16kW;
故答案为:9.6×106;16。
19.【解答】解:
(1)由题可知,同一物体先后以不同的速度在同一水平地面上匀速运动,则物体对水平地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,因此两次物体受到的滑动摩擦力不变;
又因为物体在水平地面上匀速运动,根据二力平衡条件可知,水平拉力F和滑动摩擦力f是一对平衡力,大小相等,即F1=F2=f;
(2)物体运动的距离都为10m,且F1=F2,由W=Fs可知W1=W2;
因为v1<v2,且F1=F2,由P===Fv可知,P1<P2。
故答案为:=;<。
20.【解答】解:
由题知,a、b之间和b、c之间的距离相等,拉力恒定,根据W=Fs可知,两个过程中拉力做的功相等,即W1=W2。
物体向右做加速运动,速度在不断增大,运动相等的路程,所用的时间减少,根据P=可知,拉力做功的功率为:P1<P2。
故答案为:=;<。
21.【解答】解: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。
22.【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。
故答案为:2;4.8。
23.【解答】解:
(1)由丙图知,9~12s内,物体做匀速运动,且v=1m/s,由乙图知,9﹣12s内的推力F=6N,
则9~12s内推力F做功:W=Fs=Fvt=6N×1m/s×3s=18J;
(2)当t=2s时,由图丙可知,物体运动的速度为0,即物体处于静止状态,受到的摩擦力与推力F平衡,由图甲知此时物体所受摩擦力f=F=3N。
故答案为:18;3。
24.【解答】解:
由题意可知,小明做引体向上的过程中上升的高度至少为0.4m,
小明完成1次引体向上至少做功:W=Gh=600N×0.4m=240J;
1min内完成了10次引体向上,
则整个测试过程中做的功:W总=10W=10×240J=2400J;
整个测试过程中做功的平均功率的最小值:P===40W。
故答案为:240;40。
三.计算题(共5小题)
25.【解答】解:
(1)无人机水平飞行的平均速度:
v===39km/h;
(2)拉力对包裹做的功:
W=Gh=mgh=12kg×10N/kg×120m=1.44×104J。
答:(1)该次派送无人机水平飞行的平均速度是39km/h;
(2)拉力对包裹做的功是1.44×104J。
26.【解答】解:(1)已知v=54km/h,t=2h,
由v=可得,该航母在2小时内所行驶的路程:
s=vt=54km/h×2h=108km;
(2)该航母满载时,受到的浮力:
F浮=G排=m排g=6.5×104×1000kg×10N/kg=6.5×108N,
(3)已知最大航速v=54km/h=15m/s,额定功率P=1.5×103kW=1.5×106W,
由P===Fv可得该航母以最大速度匀速航行时的牵引力:
F===1×105N,
答:(1)该航母在2小时内所行驶的路程为108km;
(2)该航母满载时所受浮力的大小为6.5×108N;
(3)该航母以最大速度匀速航行时的牵引力为1×105N,
27.【解答】解:
(1)由ρ=可得,装满水时水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×3m3=3×103kg,
汽车和水的总重:G总=m总g=(m车+m水)g=(6×103kg+3×103kg)×10N/kg=9×104N;
该洒水车装满水时对地面的压力:F=G总=9×104N;
该洒水车装满水时对地面的压强:
p===1.5×105Pa;
(2)该物体受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5×10﹣2m3=150N;
该物体漂浮在水面上,所受重力与浮力相等,即:G=F浮=150N;
(3)洒水车在水平路面上以额定功率匀速行驶4min牵引力所做的功:
W=Pt=100×103W×4×60s=2.4×107J,
由W=Fs可得,汽车所受到的牵引力:
F===1.2×104N。
答:(1)该洒水车装满水时对地面的压强为1.5×105Pa;
(2)则该物体受到的重力和浮力均为150N;
(3)此过程汽车所受到的牵引力大小为1.2×104N。
28.【解答】解:
(1)汽车的重力为:
G=mg=1500kg×10N/kg=15000N;
(2)由题意可知,汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度大小为:
v===8.6m/s;
(3)因为汽车在ETC收费岛匀速行驶,
所以汽车受到的牵引力:
F=f=0.2G=0.2×15000N=3000N;
汽车在收费岛匀速行驶的速度:
v'===6m/s;
汽车的功率:
P=Fv′=3000N×6m/s=18000W;
汽车所做的功:
W=Pt=18000W×6s=1.08×105J。
答:(1)汽车的重力为15000N;
(2)汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度为8.6m/s;
(3)汽车通过ETC收费岛牵引力所做的功为1.08×105J,功率为18000W。
29.、【解答】解:
(1)由题知,前10s内汽车的平均速度:v===12m/s;
(2)由图象可知,10~20s汽车做匀速直线运动,F牵=F=4000N
牵引力的功率:P===Fv′=4000N×20m/s=8×104W。
答:(1)前10s内汽车的平均速度为12m/s;
在10~20s内汽车发动机牵引力的功率是8×104W。
30【解答】解:
(1)由题意可知,整个过程中发动机的工作时间:t=15s+25s=40s,
由P=可得,整个过程中发动机做的功:W=Pt=80×103W×40s=3.2×106J;
(2)汽车的重力:G=mg=2000kg×10N/kg=2×104N,
由题意和图象可知,15﹣40s汽车的速度最大且做匀速直线运动,
根据二力平衡条件和题意可得,汽车匀速运动时的牵引力:F=f=0.2G=0.2×2×104N=4000N,
由P===Fv可得,汽车的最大速度:v最大===20m/s;
(3)由v=可得,匀速运动的路程:s2=ν最大t2=20m/s×25s=500m,
由图象可知,滑行100m用的时间t3=10s,
则全程中汽车的平均速度:ν====16m/s。
答:(1)整个过程中发动机做的功为3.2×106J;
(2)汽车的最大速度为20m/s;
(3)全程中汽车的平均速度为16m/s。
31.解:
(1)由ρ=可得,装满水时水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×3m3=3×103kg,
汽车和水的总重:G总=m总g=(m车+m水)g=(6×103kg+3×103kg)×10N/kg=9×104N;
该洒水车装满水时对地面的压力:F=G总=9×104N;
该洒水车装满水时对地面的压强:
p===1.5×105Pa;
(2)该物体受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5×10﹣2m3=150N;
该物体漂浮在水面上,所受重力与浮力相等,即:G=F浮=150N;
(3)洒水车在水平路面上以额定功率匀速行驶4min牵引力所做的功:
W=Pt=100×103W×4×60s=2.4×107J,
由W=Fs可得,汽车所受到的牵引力:
F===1.2×104N。
答:(1)该洒水车装满水时对地面的压强为1.5×105Pa;
(2)则该物体受到的重力和浮力均为150N;
(3)此过程汽车所受到的牵引力大小为1.2×104N。
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