初中物理中考复习 考点19 功、功率及机械效率-备战2019年中考物理考点一遍过
展开这是一份初中物理中考复习 考点19 功、功率及机械效率-备战2019年中考物理考点一遍过,共34页。试卷主要包含了功率,机械效率,常考机械的有用功等内容,欢迎下载使用。
一、功
1.做功的两个因素: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。判断一个力是否做了功,必须同时满足功的两个必要的条件,缺一不可,否则就没有做功。
在下列三种情况下,力对物体没有做功:
不做功的情况
分析
事例
有距离无力
物体在运动方向上没有受到力的作用,由于惯性通过一段距离,也就是没有力做功,也称为“不劳无功”
足球离开脚后在水平面上滚动了一段距离,人对足球没有做功
有力无距离
有力作用在物体上,但物体没动,即物体没有通过距离,也叫“劳而无功”
小朋友用力但没有搬起石头,对石头没有做功
力与距离的方向垂直
物体受到了力的作用,也通过了一段距离,但通过的距离与受力的方向垂直
提水桶,水桶水平移动了一段距离,竖直提桶的力不做功
2.功的计算
(1)力学里规定:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
(2)功的计算公式为W=Fs,其中W表示功,单位是焦耳;F表示力,单位牛顿;s表示沿力的方向移动的距离,单位是米。
功的
计算
公式
解题注意事项
解题步骤
W=Gh
①重力计算过程中质量的单位换算;
②看清题目中求的是单个物体的重力还是几个物体的重力
①先确定力的大小;
②再确定距离的多少;
③选择适当的公式进行计算
W=fs
当物体做匀速运动时根据二力平衡求解摩擦力
(3)应用功的计算公式W=Fs进行计算时,必须注意以下几点:
①要明确是哪个力对哪个物体做功,或者是哪个施力物体对哪个受力物体做功。
②公式中的F是作用在物体上的力,公式中的s是物体在力的作用下“在力的方向上通过的距离”,即注意“F”和“s”的同体性和同向性,否则在计算功时容易出现错误。
③W=Fs中的F是使物体沿着F方向移动s距离过程中始终作用在物体上的力,其大小和方向是不变的。
二、功率
1.定义:功和做功时间之比叫做功率。
2.物理意义:表示做功快慢的物理量。
3.公式:。
4.单位:主单位W,常用单位kW,换算:1 kW=103 W。如:某小轿车功率为66 kW,它表示小轿车1 s内做功66 000 J。
5.功率的计算
功率的计算公式为,其中P表示功率,单位是瓦特;W表示做功的多少,单位是焦耳;t表示时间,单位是秒。公式推导:。
注意:P、W、t必须对应于同一段时间和同一物体;具有普遍性,不限制物体的运动状态,题目中若出现距离,则考虑公式;若出现速度,没有距离,则考虑公式P=Fv。
三、机械效率
1.有用功:对人们有用的功,等于直接用手对重物所做的功(Gh)。
公式:W有用=Gh(提升重物)=W总-W额=ηW总。
2.额外功:并非我们需要但又不得不做的功。
公式:W额=W总-W有用=G动h(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)。
3.总功:有用功加额外功或动力所做的功。
公式:W总=W有用+W额=Fs=W有用/η。
4.机械效率和功率的区别
功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢,即单位时间内完成的功功率越大,做功越快;机械效率表示机械做功的效率,即所做的总功中有多大比例的有用功,机械效率越大,有用功跟总功的比值越大。有用功总小于总功,所以机械效率总小于1。通常用百分数表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。
提高机械效率的方法:减小机械自重、减小机件间的摩擦等。
四、常考机械的有用功、总功、机械效率计算
简单机械
有用功
总功
额外功
机械效率
杠杆
W有用=Gh
W总=Fs
W额=W总-W有用
滑轮组
W有用=Gh
W总=Fs
W总=Gh+G动h(不计绳重和摩擦)
W额=W总-W有用
W额=G动h(不计绳重和摩擦)
斜面
W有用=Gh
W总=Fl
W总=Gh+fl
(f为摩擦力)
W额=W总-W有用
W额=fl
(f为摩擦力)
如图所示,李晶同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央,她针对此过程提出了如下的猜想。你认为合理的是
A.文具盒所受重力对它做了功
B.文具盒所受支持力对它做了功
C.文具盒所受的推力F对它做了功
D.在此过程中没有力对文具盒做功
【参考答案】C 学#¥科网
【详细解析】文具盒受到的重力和支持力在竖直方向上,而文具盒在水平方向上运动,所以重力和支持力没有做功;文具盒受到水平的推力作用,并且文具盒在水平方向上移动了一段距离,所以推力对文具盒做了功。故选C。
1.斜面的高与长如图所示,将重为200牛的物体匀速拉上该斜面,拉力为50牛,下列说法正确的是
A.拉力做功200焦
B.额外功是200焦
C.有用功是200焦
D.重力没有做功
【答案】B
2.(2018·石景山二模)如图所示的四种情景中,人对物体做功的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A、人用力搬石头但没有搬动,有力,但物体没有在力的方向上通过距离,没有做功,故A错误;B、用力推箱子但没有推动,有力,但物体没有在力的方向上通过距离,没有做功,故B错误;C、用力拉使小车水平移动,人给小车一个拉力,小车在拉力的方向上通过了一段距离,做了功,故C正确;D、背着书包在水平面上移动,人给书包一个竖直向上的力,而书包没有在力的方向上通过的距离,所以没有做功,故D错误。故选C。
一台机器的功率是1 000 W,它表示的意思是
A.这台机器每次只能做1 000 J的功
B.这台机器每小时做1 000 J的功
C.这台机器每秒做1 000 J的功
D.这台机器每秒做功是1 000 W
【参考答案】D
【详细解析】功率是指物体在单位时间内所做的功,功率的单位是瓦(W),1000 W=1000 J/s,根据功率的定义可以得出1 000 W的物理意义:这台机器每秒做1 000 J的功。
1.在水平桌面上放一个重300 N的物体,物体与桌面的摩擦力为60 N,如图所示,若不考虑绳重力和摩擦,使物体以0.1 m/s匀速移动时,水平拉力F及其功率的大小分别为
A.20 N 2 W
B.20 N 6 W
C.60 N 2 W
D.30 N 6 W
【答案】B
2.(2018·无锡校级调研)一位同学用20 s从一楼上到三楼,则他上楼的功率可能是
A.1.5瓦 B.15瓦
C.150瓦 D.1500瓦
【答案】C
如图所示,用滑轮组提起2 000 N的货物,所用的拉力是800 N,绳子的自由端下降了4 m,下面说法正确的是
A.总功是3 200 J,效率是40%
B.有用功是8 000 J,效率是40%
C.有用功是3 200 J,效率是62.5%
D.总功是3 200 J,效率是62.5%
【参考答案】D
【详细解析】从图中可以看出,动滑轮上有4段绳子,绳子自由端移动距离s=4h=4 m,则物体升高的高度h=1 m;拉力做的总功W总=Fs=800 N×4 m=3 200 J,有用功W有=Gh=2 000 N×1 m=2 000 J,滑轮组的机械效率η==62.5%。故选D。 学科#¥网
1.(2018·西安校级模拟)如图所示,用20 N的力F拉着重为100 N的物体,使其沿水平面以2 m/s的速度匀速运动了5 s,若每个滑轮重10 N,忽略绳与轮之间的摩擦,则拉力做的功为___________J,拉力做功的功率为________W,整个机械的效率为________。
【答案】400 80 75%.
2.在如图所示的滑轮组中,重物为50 N,绳子自由端的拉力F=30 N时,重物恰好匀速上升,绳重及摩擦不计,由此可知
A.该装置中动滑轮重5 N
B.该装置中动滑轮重10 N
C.该装置的机械效率为60%
D.该装置的机械效率为55%
【答案】B
【解析】设物体上升的高度为h,拉重物做的有用功为W有用=Gh=50h;绳子末端的拉力做的总功为W总=Fs=Fnh=30 N×2h=60h;滑轮组的机械效率为η==≈83.3%;对滑轮做的额外功W额=W总–W有用=60h–50h=10h;∵绳重及一切摩擦均忽略不计,∴G动==10 N。故选B。
1.(2018·镇江)功的单位是正确的是
A.焦耳 B.赫兹 C.牛顿 D.欧姆
2.水桶掉进水里,打捞时桶里带些水,下列所述中属于有用功的是
A.把桶中水提高做的功
B.把桶提高做的功
C.提整个桶做的功
D.手对绳子拉力做的功
3.两名运动员甲比乙高,如果他们举起相同质量的杠铃,所用的时间相等,则在以下情况下,力对物体做的功有 学@#科网
A.甲做功较多,功率较大
B.甲做功较多,功率较小
C.甲做功较多,甲、乙功率相等
D.甲、乙做功相等,乙的功率较大
4.(2018·花都检测)用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100 N的物体,已知滑轮重20 N。则
A.手的拉力:F甲=F乙;机械效率:η甲=η乙
B.手的拉力:F甲
D.手的拉力:F甲>F乙;机械效率:η甲>η乙
5.一位父亲与他5岁的儿子磊磊一起上楼回家,对此,下列说法中错误的是
A.爬相同的楼梯,儿子体重小,做的功少
B.爬相同的楼梯,父亲体重大,做的功多
C.爬相同的楼梯,儿子比父亲先到达,儿子的功率一定大
D.爬相同的楼梯,父亲比儿子先到达,父亲的功率一定大
6.甲同学用力推一辆小车,经过3 min在力的方向上前进了50 m,乙同学用同样大小的力推另一辆小车,经过6 min小车在力的方向上前进了相同的距离,那么
A.甲和乙功率一样大
B.甲做得功多
C.乙功率大
D.甲和乙做的功一样多,甲的功率大
7.(2018·河南模拟)如图所示为几位同学玩排球的情景,以下说法正确的是
A.球在上升过程中,动能和重力势能同时增加
B.球在空中上升到最高点时,受到平衡力的作用
C.球在空中能够运动很远的距离,是受到了惯性的作用
D.发球时球被击向空中,说明力可以改变物体的运动状态
8.某建筑工地要将同一个箱子从地面搬上二楼,如果分别采用如图所示的两种方式搬运,F1和F2做功的情况,以下判断正确的是
A.两种方式机械效率一定相等
B.两种方式功率一定相等
C.两种方式所做的总功一定相等
D.两种方式所做的有用功一定相同
9.如图所示,一瀑布的落差(瀑布顶端和底端的高度差)约为100 m。在0.1 s内有18 kg的水流过瀑布顶端,经过4.5 s落到瀑布底端。质量为18 kg的这些水从顶端落到底端的过程中,重力的功率约为
A.4×102 W B.4×103 W
C.1.8×104 W D.1.8×105 W
10.(2018·安徽模拟)下列说法正确的是
A.做功多的机器机械效率一定高
B.做功多的功率一定大
C.机械效率高的机器功率一定大
D.功率大的机器做功一定快
11.如图甲所示,小明用弹簧测力计拉木块,使它沿水平木板匀速滑动,图乙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.木块第1次受到的拉力较大
B.木块两次受到的拉力和摩擦力均相等
C.木块两次的动能一样多
D.两次拉力对木块做功的功率一样大
12.两辆以相同功率行驶的汽车,在相等的时间内通过的路程之比是1:2则
A.两辆汽车的牵引力之比是1:2
B.两辆汽车的牵引力之比为2:1
C.两辆汽车做功之比为1:2
D.两辆汽车做功之比为2:1
13.(2018·西安铁一中期中)关于功、功率和机械效率,下列说法中正确的是
A.物体受到的力越大,力对物休做功就越多
B.将掉在地上的物理课本捡到桌面上,需要做20 J的功
C.使用机械效率越高的机械,完成一定量的功就越快
D.完成一定量的功越快的机械,功率就越大
14.如图所示,重为100 N的物体A,在大小为20 N,方向向右的水平拉力F的作用下做匀速直线运动。经过3 s,物体A在水平面上向左移动了30 cm的距离。滑轮与绳子质量不计,滑轮与绳子之间摩擦不计。则下列结论正确的是
A.物体运动的速度为10 m/s
B.物体与地面之间的摩擦力为20 N
C.拉力F的功率为2 W
D.拉力F做的功是12 J
15.如图所示,A物体受到的重力是100 N,在拉力F的作用下,能以0.2 m/s的速度在水平地面上向左匀速直线运动.已知拉力F=5 N,滑轮组的机械效率为80%,则下列说法不正确的是
A.拉力F的功率是1 W
B.2 s内绳子自由端移动的距离是1.2 m
C.5 s内拉力F所做功的大小是15 J
D.物体A受到水平地面的摩擦力大小是12 N
16.(2018·无锡校级调研)如图所示,小明将两只鸡蛋举高2米,所做的功最接近于
A.0、1 J B.1 J
C.0.2 J D.2 J
17.下列关于功率的说法正确的是
A.功率大的机械,机械效率一定高
B.功率大的机械,做功一定多
C.功率大的机械,做功一定快
D.功率大的机械,做功时间一定短
18.(2018·潮州期中)如图所示的四种情景中,力对物体做功的是
A.用力推小车没有推动
B.将货物从地面拉到高处
C.用力搬石头没有搬动
D.提着滑板车在水平路面上前行
19.上体育课时,要粗测小江同学做“引体向上”时的功率。不需要测量的是
A.他的质量m
B.单杠的高度H
C.每次身体上升的高度h
D.做“引体向上”的时间t
20.(2018·淮安期中)如图所示的几种情景中,人对物体做了功的是
A. B.
C. D.
21.三位同学准备进行爬楼比赛,看看谁的功率大。他们展开了如下的讨论:
甲:只有测出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,才能进行比较;
乙:在爬楼的时间相同时,只要测出各自的体重、爬楼的高度,就可以进行比较;
丙:在爬楼的高度相同时,只要测出各自的体重、爬楼的时间,就可以进行比较.
上述说法中,你认为合理的是
A.甲和乙 B.乙和丙
C.甲和丙 D.甲、乙和丙
22.(2018·苏州期中)下列关于功率与机械效率的说法中,正确的是
A.物体做功越快,功率越大
B.效率高的机械,功率一定大
C.物体做功时间越长,功率越大
D.机械的实际机械效率有可能等于1
23.小红用塑料桶从井中打水;小军把不小心掉进井中的塑料桶打捞上来。在这两个情形中水桶中都有水。那么下列分析中正确的是
A.两个情形中,两人对水做的功都是有用功
B.两个情形中,两人对水做的功都是总功
C.两个情形中,两人对水做的功都是额外功
D.小红对水做的功是有用功,小军对水做的功是额外功
24.(2018·泰州期中)下列关于功、功率、机械效率的说法中正确的是
A.机械效率越大,做的有用功一定越多
B.功率越大,做功越快
C.有力作用在物体上,力一定对物体做了功
D.功率小,机械效率也一定低
25.用四个完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,不计绳子与滑轮的摩擦,则甲、乙两个滑轮组相比较,说法正确的是
A.甲滑轮组最省力,机械效率也最高
B.乙滑轮组最省力,机械效率也最高
C.两个滑轮组省力程度不同,机械效率相同
D.两个滑轮组省力程度不同,机械效率也不同
26.(2018·无锡模拟)关于功和功率,下列说法中正确的是
A.机器做功少,功率一定小
B.功率小的机器做功可能快
C.做功时间越长,机器的功率越大
D.功率大的机器做功一定快
27.通过测量滑轮组机械效率的实验,可得出下列各措施中能提高机械效率的是
A.增加动滑轮,减小拉力
B.减少提升重物重力,减小拉力
C.减少提升高度,减少做功
D.增加提升重物重力,增大有用功
28.工人利用如图所示的滑轮组,将重800 N的物体竖直向上匀速提升1 m,工人对绳的拉力为500 N,则滑轮组对重物所做的有用功W有和该滑轮组此时的机械效率η分别是
A.W有=500 J η=62.5%
B.W有=500 J η=80%
C.W有=800 J η=62.5%
D.W有=800 J η=80%
29.(2018·武汉期末)如图所示,用22 N的力F沿水平方向拉滑轮,可使重20 N的物体A以0.2 m/s的速度在水平面上匀速运动。物体B重10 N,弹簧测力计的示数恒为6 N(不计滑轮、测力计、绳子的重量,滑轮的转轴光滑)。下列说法正确的是
A.物体B受到摩擦力,方向水平向右
B.绳子对A的拉力和地面对A的摩擦力是一对平衡力
C.在2 s内绳子对物体A做的功为4.4 J
D.水平拉力F的功率是4.4 W
30.用滑轮组提升重物,下列措施中能提高机械效率的是
A.增加提升的高度,增大有用功
B.增加动滑轮个数,使滑轮组更省力
C.增加被提升物体的重力,从而增大有用功
D.增大提升的速度,从而减小额外功
31.用水桶向井内打水的过程中,下列关于机械效率的说法正确的是
A.减少水桶的质量,可提高机械效率
B.减少水桶内的水质量,可提高机械效率
C.增加水桶内水的质量,可提高机械效率
D.不论用什么样的水桶,打多少水,机械效率都是相同的
32.(2018·石景山二模)一物体在水平拉力的作用下沿水平面运动,其运动的路程(s)与时间(t)关系如图所示,下列判断正确的是
A.物体5 s时的速度小于2 s时的速度
B.前3 s拉力对物体做的功大于后3 s做的功
C.前3 s拉力对物体做功的功率小于后3 s做功的功率
D.前3 s物体所受的拉力大于后3 s物体所受的拉力
33.(2018·武汉期末)工人用如图所示的滑轮组,在4 s内将重为1500 N的物体沿水平方向匀速移动2 m的过程中,所用的拉力大小为375 N,物体受到水平地面的摩擦力为物重的倍。在此过程中下列说法不正确的是
A.绳子自由端沿水平方向移动了4 m
B.物体受到的拉力为750 N
C.拉力F的功率为375 W
D.该滑轮组的机械效率一定小于100%
34.如图所示是一种小型千斤顶的示意图,当手往下压动摇臂时,能把重物抬高一段较小的距离。工人在2 s时间里,用100 N的力,竖直向下压动摇臂50 cm,把重1 000 N的重物匀速抬高4 cm,则重物上升的速度是________m/s,所做的有用功是________J,千斤顶的机械效率是________。
35.(2018·陕师大附中模拟)如图所示是一种电动平衡车,两车轮与地面的接触面积为40,某同学骑行中使地面受到的压强为5×Pa时,该平衡车对地面的压力是______N;若在20 s内沿水平面匀速行驶100 m,受到的阻力为90 N,则此过程中克服阻力做功的功率为_____W;此过程中实现了把电能转化为______能。
36.工人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上,如图所示,汽车车厢底板高度h=1.5 m,斜面长度s=3 m。现用力F沿斜面把重力为G=1 800 N重物匀速推到车上,若不计摩擦,推力F为______N。若实际存在的摩擦力f=300 N,则工人师傅实际用的推力F′=______N,该斜面的机械效率是______。
37.(2018·长沙联考)如图所示,重100 N的物体,在拉力F的作用下,经过5 s沿水平地面向左匀速运动了1 m。已知拉力F=5 N,滑轮组的机械效率为80%,则拉力F的功率是_____W,物体受到水平地面的摩擦力大小是_____N,整个过程中重力做的功为_____J。
38.(2018·合肥联考)2015年 6月27日,环巢湖全国自行车公开赛在巢湖市体育中心开幕。来自全国各地的600余名骑行选手参加了此项赛事。如图是一名队员用时20 s匀速从坡底抵达坡顶时的场景,假设人和车总重为800 N。爬坡时该队员做了12 000 J的功,斜坡长s为20 m,坡底到坡顶高H为10 m,则该队员匀速爬坡时牵引力的功率为________W,爬坡时受到的阻力和牵引力_________(选填“是”或“不是”)一对平衡力。
39.(2018·淮安期中)如图所示,不计绳重和摩擦,用滑轮组提升400 N的重物G,重物在10 s内匀速上升了3 m,绳子自由端的拉力F为200 N。则所做的有用功是______J,拉力的做功的功率是_____W,滑轮组的机械效率是______%。使用同一滑轮组,所提升物重增大,机械效率将______(选填”增大”、”减小”或”不变”)。
40.一座高达40 m的大桥,总长为8 350 m,其中正桥只有850 m,而两侧引桥却长达7 500 m。一座大桥为什么要有这么长的引桥呢?小明很奇怪,请教老师后,他明白了引桥相当于一个斜面。
(1)小明用如图所示的斜面进行模拟实验。在保持斜面高度不变的情况下,改变斜面的长度。发现斜面越长,拉动小车匀速上升的力F越小。由此他明白了很长的引桥在汽车上桥是能起到_____(填“省力”或“省功”)的作用。
(2)一辆总质量为2 000 kg的汽车以10 m/s的速度匀速通过一侧引桥(长3 750 m),需要的时间为_____________s,所做的有用功为_____________J。(g取10 N/kg)
41.如图所示,在50 s的时间内,男孩提着重15 N的小提琴水平向左匀速走了100 m,女孩用5 N的水平拉力拉箱子向右匀速走了100 m,他们中,对物体做功的是_______________(填“男孩”或“女孩”),做功的功率是_______________W。
42.(2018·肇庆校级模拟)如图所示,小军同学从一楼跑到三楼,他想通过登楼梯来估测自己的功率、为此:
(1)测量所需要的器材有________、________、________。
(2)小军同学设计的测量步骤如下,其中多余的是_____。
A.测出自己的体重
B.测出楼梯的总长度
C.测出一楼到三楼的竖直高度
D.测出自己从一楼登上三楼所用的时间
E、算出自己登楼梯的功率
(3)下表是小军设计的实验记录表格,根据要记录的数据,请把表格补充完整________。
43.(2018·盐城)将地面上的一本物理课本捡起来放到课桌上,对物理课本所做的功最接近
A.0.02 J B.0.2 J
C.2 J D.20 J
44.(2018·十堰)山体滑坡是一种破坏力极强的自然灾害,在一次山体滑坡时,有一体积为2 m3的巨石从20 m长的山坡上滚落到山下平整的公路上,如图所示(巨石的密度为),下列说法错误的是
A.巨石的重力是
B.巨石滚落的过程中,势能减小,动能增加
C.巨石对山坡的压力和对公路的压力不同
D.巨石滚落的过程中,重力做的功为
45.(2018·河池)下列是小明同学整理教材中有关力学的知识,其中不正确的是
A.定滑轮既能改变拉力的方向,又能省力
B.使用弹簧测力计前要先进行校零
C.钢丝钳在使用时能省力,但须多移动距离
D.力的大小、方向和作用点都能影响力的作用效果
46.(2018·毕节)一位质量约50 kg的同学从一楼走到五楼,他上楼过程中克服重力所做的功可能为
A.60 J B.600 J
C.6 000 J D.60 000 J
47.(2018·黄石)今年3月4日,在我市阳新地区下了一场冰雹。已知冰雹在下落过程中受到的空气阻力随下落速度的增大而增大,且落地前已做匀速运动。关于冰雹的下落过程,下面说法正确的是
A.冰雹的重力势能越来越大
B.冰雹的机械能越来越小
C.当冰雹匀速下落时空气阻力对冰雹不做功
D.冰雹受到的空气阻力越来越大,可能大于重力
48.(2018·辽阳)2017~2018赛季,辽宁队首次获得CBA总冠军。如图是辽宁队在比赛时的情景,下列说法正确的是
A.篮球出手后能继续上升,是因为篮球受到惯性的作用
B.运动员听到观众的呐喊声是通过空气传来的
C.篮球离开手后,在空中运动过程中,手对篮球做了功
D.“盖帽”时运动员用力击球,手感到疼,说明物体间力的作用是相互的
49.(2017·广西四市)在水平地面上,小明在10 s内用50 N水平方向拉着重100 N的小车前进了5 m,则小明的功率是
A.25 W B.50 W
C.250 W D.500 W
50.(2017·铜仁)一搬运工用100 N的水平推力,将重为500 N的箱子,以0.4 m/s的速度在水平地面上匀速推动了50 s。在此过程中下列说法正确的是
A.木箱受到的摩擦力小于100 N
B.重力所做的功为1×104 J
C.推力所做的功40 J
D.推力做功的功率为40 W
51.(2017·长春)如图所示,用相同的滑轮组成甲、乙两个滑轮组,分别将同一物体在相同时间内匀速提升相同高度,若不计绳重和摩擦,比较甲、乙两滑轮组,下列说法正确的是
A.甲的拉力大
B.乙的额外功少
C.甲的拉力功率大
D.乙的机械效率低
52.(2017·潍坊)如图所示,用一滑轮组在5 s内将一重为200 N的物体向上匀速提起2 m,不计动滑轮及绳自重,忽略摩擦。下列说法正确的是
A.物体上升的速度是2.5 m/s
B.拉力F大小为100 N
C.拉力F的功率为80 W
D.拉力F的功率为40 W
53.(2018·盐城)用动滑轮匀速提升重3 N的钩码,拉力为1.8 N,2 s内钩码上升0.2 m,此过程中有用功为_______J,拉力做功的功率为_______W,动滑轮的机械效率为_______。
54.(2018·新疆)在水平地面上,用50 N的力沿水平方向拉着重为200 N的小车匀速前进20 m,所用时间为10 s,小车运动的速度是____m/s,拉力做的功是____J,重力做的功是__J,装上货物原路返回时,小车所受摩擦力____(选填“增大”“减小”或“不变”)。
55.(2017·曲靖)国产大飞机C919成功首飞,标志着我国航空事业一个新时代的开启,若飞机滑行60 s后,以70 m/s的速度起飞,滑行过程中的平均速度为35 m/s,那么跑道的长度至少需要____m。某段时间内飞机在空中水平飞行了10 km,受到的平均阻力为6×104 N,则这段时间内飞机克服阻力做的功为_______J。
56.(2017·沈阳)在学校足球赛中,小明用头将球顶进球门,说明力可以改变物体的________________,同时头感到疼,因为物体间力的作用是____________。足球在空中运动过程中,____________(填“有”或“没有”)力对足球做功。
57.(2018·大连)工人用如图所示的滑轮组提升建材,工人的重力是700 N,双脚与地面的接触面积是500 cm2。他将540 N的建材匀速提升了3 m,滑轮组的机械效率是90%。试求:
(1)提升建材所做的有用功是多少?
(2)工人对绳子的拉力是多少?
(3)提升建材时,工人对地面的压强是多少?
58.(2018·嘉兴)2017年12月24日,我国自主研制的最大水陆两栖飞机AG600在广东珠海首飞成功。AG600可以在地面或水上起飞和降落,20秒内可次汲满水12吨,主要用于大型灭火和水上救授。已知飞机空载质量为41.5吨,最大巡航速度500千米/时。(g取10牛/千克 )
(1)为了使飞机获得向上的升力,机翼的上侧做成凸圆形状而下侧成平面形状,其科学原理是________________________________________。
(2)某次灭火演习中,AG600蓄满水后加速起飞,然后以最大巡航速度水平飞往演习火场的上空,将水箱中的水次性全部注下。下列有关说法正确的是__________。
A.用水灭火可以降低可燃物的着火点
B.加速起飞过程中,飞机的重力势能增加
C.飞机以最大巡航速度水平直线飞行时,飞机受到平衡力的作用
(3)在某次水面滑行测试中,蓄有8.5吨水的飞机,在水面上以36千米/时的速度匀速直线滑行1分钟,若滑行过程中所受阻力为总重的0.5倍,则飞机的牵引力做了多少功?此时飞机的实际功率为多少?
59.(2017·湖州)建筑工人利用如图所示装置,将质量为100千克的沙袋从地面匀速提到3米高的一楼楼面,用时30秒。已知动滑轮的质量为8千克,不计绳子重力和摩擦。求:
(1)拉力的大小。
(2)这段时间内人拉绳子做功的功率。
60.(2017·乐山)如图所示,某人通过滑轮组将深井中的物体拉至井口。已知物体在10 s内被提升了2 m,物体所受重力G=720 N,人对绳子水平向右的拉力F=300 N。求:
(1)物体上升的速度;
(2)人匀速拉动绳子的功率;
(3)人拉起物体时的机械效率。
1.A【解析】A、焦耳是功和能量的基本单位。故A正确;B、赫兹是频率的基本单位。故B不正确;C、牛顿是力的基本单位。故C不正确;D、欧姆是电阻的基本单位。故D不正确。故选A。
4.B【解析】由定滑轮的使用特点知道,绳重和摩擦力不计,甲图中手的拉力是:F甲=,乙图中手的拉力是:F乙=G,并且可以改变力的方向;一般情况下,动滑轮重小于物重,所以F乙>F甲;由图知道,由于动滑轮和定滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度,不计绳重与摩擦,故所做的有用功一样大;由于要克服动滑轮重力的作用,所以使用动滑轮做的总功多,由知道,定滑轮的机械效率高,即η乙>η甲,故B正确,故选B。 学#¥科网
5.C【解析】由功的公式W=Fs知,儿子体重小,爬相同的楼梯,儿子做功少,A、B正确;如果儿子做功少,用的时间短,由功率公式P不能确定儿子做功的快慢,故C不对;如果儿子做功少,用的时间长,则儿子功率小,D正确。
而不是流过顶端的时间0.1 s。则做功的功率是P==4×103 W。故选B。
10.D【解析】机械效率与做功的多少无关,是有用功占总功的比例。功率的大小与做功的多少没有关系,只是表示做功的快慢。所以功率大的机器做功快。故选D。
11.B【解析】由于滑动摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关,上述两种过程中,木块对木板的压力没有变,接触面的粗糙程度没有变,故两次运动过程中滑动摩擦力相等;从图象上可以看出,木块两次都是做匀速直线运动,而做匀速直线运动的物体受平衡力作用,所以两次木块受到的拉力和摩擦力相等,故A错误,B正确;从图中可以看出第一次木块运动的速度较大,而木块的质量不变,所以第一次木块具有的动能多,故C错误;从图中可以看出第一次木块运动的速度较大,而木块所受的拉力不变,根据公式可知,拉力第一次做功的功率大;故D错误;故选B。
12.B【解析】功率P相等,在相等时间t内,做功W=Pt相同,CD错误;W=Fs,F=W/s,牵引力与通过的路程成反比,所以两辆汽车的牵引力之比为2:1,A错误B正确。
15.A【解析】由图示可知,滑轮组承重绳子的有效股数n=3,拉力的功率P=nFv物体=3×5 N×0.2 m/s=3 W,故A错误,符合题意;由图示可知,滑轮组承重绳子的有效股数:n=3,则2 s内绳子自由端移动的距离s=3×0.2 m/s×2 s=1.2 m,故B正确;由P可得W=Pt=3 W×5 s=15 J,故C正确;由图示可知,克服摩擦力做的功为有用功,效率η=,则f=nηF=3×80%×5 N=12 N,故D正确。故选A。
16.D【解析】由生活经验知,两只鸡蛋的重力约为1 N,则做的功大约为,所以D选项是正确的。
17.C【解析】A.有用功与总功的比值叫机械效率,与功率的大小无关。故A错误;B.功率反映做功的快慢,功率大则做功快,做功的多少还与时间有关,故B错误;C.功率反映做功的快慢,功率大则做功快。故C正确;D.功率等于功和做功时间的比值,功率大,但功的多少不知,无法判定做功的时间,故D错误。
18.B【解析】力对物体做功需要满足两要素,一是力,二是在力的方向上有移动的距离。用力推小车没有推动,有力无距离,故A错误;将货物从地面拉到高处,既有力又有距离,故B正确;用力搬石头没有搬动,有力无距离,故C错误;提着滑板车在水平路面上前行,力的方向与距离方向垂直,故D错误;故选B。 学#¥科网
22.A【解析】A、功率是表示物体做功快慢的物理量,物体做功越快,功率越大。故A正确;B、机械效率高,只能说明有用功在总功中占的比例多,而不能说明功率的大小。故B错误;C、功率由物体所做的功与所用时间的比值决定,与做功时间长短无关,故C错误;D无论科学技术多么发达,机械效率可能提高,但一定小于1,故D错误。故选A。
23.D【解析】用水桶从井中提水的时候,目的是提水,所以对水做的功是有用功,对桶做的功是额外功;桶掉到井里,从井里把桶捞上来,目的是捞桶,所以对桶做的功是有用功,对水做的功是额外功;有用功和额外功之和是总功,故D正确.
24.B【解析】因为机械效率是有用功与总功的比值,所以机械效率越大,做的有用功不一定越多,故A不正确;功率是表示做功快慢的物理量,功率越大,做功越快,故B正确;有力作用在物体上,但力的方向上不一定有移动的距离,力不一定做功,故C不正确;机械效率是有用功与总功的比值,与功率的大小无关,故D不正确。
25.C【解析】由图可知,甲滑轮组由2股绳子承担物体和动滑轮的总重力,乙滑轮组由3股绳子承担物体和动滑轮的总重力,所以乙滑轮组更省力;甲、乙两滑轮组将同一重物提升相同高度,由W有用=Gh可知有用功相同,由W额外=G动h可知额外功相同,由W总=W有用+W额外可知总功相同,由η可知机械效率相同。故选C。
30.C【解析】A.由机械效率,所以机械效率的高低与提升物体的高度无关,故A错误。B.增加动滑轮个数,使滑轮组更省力。但动滑轮越重,需要做的额外功越多,机械效率会降低,故B错误。C.增加被提升物体的重力,从而增大有用功,有用功占总功的比值就会增大,从而提高了机械效率,故C符合题意。D.根据机械效率可知,机械效率与提升物体的速度无关,故D错误。
31.AC【解析】由公式η可知,在相同情况下减小额外功,可以提高机械效率,故A符合题意;B.由公式η可知,在相同情况下减小有用功,则机械效率变低,故B不符合题意;C.由公式η可知,在相同情况下增大有用功,可以提高机械效率,故C符合题意;D.由公式η可知,可以在相同情况下额外功越小的,机械效率越高。故D不符合题意。故选AC。 学%……科网
33.B【解析】A、由图可知,n=2,则绳子自由端沿水平方向移动的距离s=nsA=2×2 m=4 m,故A正确,不符合题意;B、物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态,物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,则物体受到的拉力FA=f=0.4G=0.4×1500 N=600 N,故B错误,符合题意;C、拉力F做的功W总=Fs=375 N×4 m=1 500 J,则拉力F的功率P==375 W,故C正确,不符合题意;D、该滑轮组克服摩擦做额外功,故该滑轮组的机械效率一定小于100%,故D正确,不符合题意。故选B。
34.0.02 40 80%
【解析】重物上升的速度v==0.02 m/s,所做的有用功W有用=Gh=1 000 N×0.04 m=40 J,总功W总=Fs=100 N×0.5 m=50 J,所以千斤顶的机械效率是η==80%。
35.200 450 机械
【解析】对地面的压力为:F=pS=5×104 Pa×40×10-4 m2=200 N;克服阻力所做的功为:W=fs=90 N×100 m=9 000 J,功率为:P===450 W,此过程中实现了把电能转化为机械能。
36.900 1 200 75%
37.3 12 0
【解析】如图所示,有三股绳子作用在动滑轮上,即n=3,物体移动的速度为:v===0.2 m/s,则绳子自由端移动的速度为:v=3v物=3×0.2 m/s=0.6 m/s;拉力F的功率P=Fv=5 N0.6 m/s=3 W。在水平滑轮组中,克服物体与地面间的摩擦力做的功为有用功,因为η====,所以,物体A受到水平地面的摩擦力:f物=nηF=3×80%×5 N=12 N。整个过程中物体在重力的方向上没有通过距离,故重力不做功。
38.600 不是
【解析】根据得,该队员爬坡时牵引力的功率为:;牵引力做功时,除了克服阻力做功,还要克服重力做功,即上升了一定的高度,所以牵引力与阻力不相等,故二力不是一对平衡力。
39.1 200 180 66.7 增大
【解析】物体重力G=400 N,拉力F=200 N,高度h=3 m,时间t=10 s,n=3,s绳=3×3 m=9 m;提起重物所做的有用功:;拉力做的总功:,拉力F做功的功率:;滑轮组的机械效率:;滑轮组的机械效率公式可表达为:。所以当提高物体的物重G物增大时,滑轮组的机械效率增大。 学#¥科网
40.(1)省力 (2)375 8×105
41.女孩 10
【解析】男孩提着小提琴沿水平向左匀速行走,手提力的方向竖直向上,而移动的距离沿水平方向,手的提力对小提琴没有做功;女孩用5 N的水平拉力拉箱子向右匀速行走,箱子沿水平拉力移动了一段距离,所以女孩的拉力对箱子做了功,W=Fs=5 N×100 m=500 J。她做功的功率是P==10 W。
42.(1)刻度尺、停表、磅秤 (2)B (3)如下表
小军体重/kg
登楼梯时间t/s
楼梯的垂直高度h/m
登楼梯的功率P/W
【解析】(1)测量上楼的功率,功率公式为P=,其中m为小军的质量,h为一楼到三楼的竖直高度,t为上楼所用的时间。所以需要磅秤测量小军的质量m、用卷尺测量一楼到三楼的竖直高度h,用秒表测量上楼所用的时间t;
(2)由(1)可知,实验不需要测量楼梯的总长度,故B是多余的。
(3)实验数据的记录表格包括体重、登楼梯高度、登楼时间、功率这四个内容,如下表。
小军体重/kg
登楼梯时间t/s
楼梯的垂直高度h/m
登楼梯的功率P/W
43.C【解析】一本物理课本的质量为0.3 kg,重力为3 N,课桌高度为0.7 m,所以W=Gh=3 N∙0.7 m=2.1 J,最接近2 J,故C正确。
44.D【解析】A、由得巨石的质量,其重力;故A正确;B、巨石滚落的过程中,是由静止加速下落,质量不变,高度减小,速度变大,重力势能减小,动能增加,故B正确;C、山坡是倾斜的,所以巨石对山坡的压力小于重力,对公路的压力等于重力,故巨石对山坡的压力和对公路的压力不同,故C正确;D、巨石滚落的过程中,若下落的竖直高度为20 m,重力做的功才为:,但20 m不是竖直高度,而是斜坡长,所以重力做的功小于,故D错。故选D。
45.A【解析】A、定滑轮只能改变力的方向,不能改变力的大小。故A错误;B、若弹簧测力计的指针没有指在零刻度,使用前指针要校零,才能保证读数的正确,故B正确;C、根据功的原理和杠杆原理可知,省力的机械一定多移动距离,故钢丝钳在使用时能省力,但多移动距离,故C正确;D、力的大小、方向和作用点,都影响力的作用效果,所以叫做力的三要素,故D正确。故选A。
48.BD【解析】篮球出手后还能继续上升,是由于篮球惯性,惯性不是力,不能说受到惯性的作用,故A错误;声音的传播需要介质,运动员听到观众的呐喊声是通过空气传来的,故B正确;篮球出手后,篮球不再受手的推力作用,所以,手对篮球不做功,故C错误;“盖帽”时运动员用力击球,手给球一个力的作用,同时球给手一个力的作用,手感到疼,说明力的作用是相互的,故D正确,故选BD。
49.A【解析】拉力做功W=Fs=50 N×5 m=250 J;则小明的功率P==25W。故选A。
50.D【解析】因为箱子在水平面上做匀速直线运动,所以摩擦力等于推力为100 N,故A错;物体没有在重力的方向上移动距离,所以重力做功为0,故B错;由W=Fs得,推力做的功为W=Fs=100 N×4 m/s×5=2 000 J,故C错;推力做功的功率为P=40W,故D正确。
【解析】动滑轮n=2,有用功W有=Gh=3 N×0.2 m=0.6 J,拉力做的功W总=Fs=F∙2h=1.8 N×2×0.2 m=0.72 J,拉力做功的功率P=W总/t=0.72 J/2 s=0.36 W,动滑轮的机械效率η= W有/W总=0.6 J/0.72 J=83.3%。
54.2 10 000 增大 学科……&网
【解析】小车运动的速度:;拉力做的功:;重力的方向是竖直向下的,物体在水平方向上移动,即没有在重力方向上移动距离,重力没有对物体做功;装上货物原路返回时,小车对路面压力增大,而接触面的粗糙程度不变,所以小车所受摩擦力增大。
55.2.1×103 6×108
【解析】根据公式v=s/t可得,跑道的长度s=vt=35m/s×60 s=2.1×103 m;飞机克服阻力做的功W=fs=6×104 N×10×103 m=6×108 J。
56.运动状态 相互的 有
【解析】在学校足球赛中,小明用头将球顶进球门,说明力可以改变物体的运动状态;头给足球一个力的作用,同时头感到疼,说明足球给头一个力的作用,物体间力的作用是相互的;足球在空中运动过程中,受到重力的作用,且在力的方向上通过了距离,所以有力对足球做功。
57.(1)1 620 J (2) 300 N (3)8 000 Pa
【解析】(1)提升建材所做的有用功是:
58.(1)气体的流速越大,压强越小 (2)BC (3)
【解析】(1)飞机产生升力的原理是:机翼的上侧做成凸圆形状而下侧成平面形状,则空气流过上表面时,流速大,空气流过下表面时,流速小,由于流速越大的地方压强越小,所以产生了向上的压强差,进而产生升力,即气体的流速越大,压强越小。 学科#¥网
(2)A、用水灭火可以降低可燃物的温度,使其与氧气隔绝,不能降低着火点,故A错误;B、加速起飞过程中,飞机质量不变,高度增加,所以飞机的重力势能增加,故B正确;C、飞机以最大巡航速度水平直线飞行,即匀速直线运动,是平衡状态,受到平衡力的作用,故C正确;故选BC。
(3)飞机的总重为:
所受阻力为总重的0.5倍,则阻力为:
;
飞机的牵引力做的功为:;
此时飞机的实际功率为:。
59.(1)540 N (2)108 W
【解析】(1)物体的重力为G=mg=100 kg×10 N/kg=1 000 N,
动滑轮的重力为G轮=m轮g=8 kg×10 N/kg=80 N,
动滑轮承担重物的绳子的股数为n=2,则拉力为;
(2)拉力移动的距离为s=2h=2×3 m=6 m,则拉力做的功为W=Fs=540 N×6 m=3 240J;拉力的功率。
60.(1)0.2 m/s (2)180 W (3)80%
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