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2018-2022年安徽中考物理5年真题1年模拟汇编 专题12 功 功率 机械效率(学生卷+教师卷)
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专题12 功功率机械效率
1、(2021·安徽)如图,用滑轮组将一重物竖直向上匀速提升2m,所用拉力F=100N,若该过程中滑轮组的机械效率为80%,则滑轮组对重物做的有用功为______J。
【答案】320
【解析】
滑轮组的动滑轮绕2段绳,绳子自由端移动的距离
s=2h=2×2m=4m
总功
W总=Fs=100N×4m=400J
对重物做的有用功为
W有=W总η=400J×80%=320J
2、(2021·安徽)图示为游乐场中在竖直面内转动的摩天轮,小红乘坐该摩天轮时速度大小不变,则她从最低点上升到最高点的过程中( )
A. 动能减少 B. 重力势能不变 C. 机械能增大 D. 机械能不变
【答案】C
【解析】
A.小红的质量不变,乘坐该摩天轮时速度大小不变,则她从最低点上升到最高点的过程中动能不变,故A不符合题意;
B.小红的质量不变,她从最低点上升到最高点的过程中高度升高,则重力势能变大,故B不符合题意;
CD.机械能等于动能与势能之和,从最低点上升到最高点的过程中,小红的动能不变,重力势能变大,则机械能变大,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
3、(2021·安徽)如图所示,小明在单杠上做引体向上运动,每次引体向上身体上升的高度为握拳时手臂的长度。已知小明的体重为500N,握拳时手臂的长度为0.6m,完成4次引体向上所用的时间为10s。求:
(1)小明完成1次引体向上所做的功;
(2)10s内小明做引体向上的功率。
【答案】(1)300J;(2)120W
【解析】
解:(1)小明完成1次引体向上使身体上升的高度等于握拳时手臂的长度,则所做的功为
W=Gh=500N×0.6m=300J
(2)10s内小明做了4次引体向上,则做引体向上的功率为
P=120W
答:(1)小明完成1次引体向上所做的功为300J;
(2)10s内小明做引体向上的功率为120W。
4、(2020安徽)如图所示,工人沿斜面用一定大小的力F把一重为600N的物体从斜面底部匀速推到顶部(不考虑物体的大小)。已知斜面长L=3m,高h=1.5m。若该过程中斜面的效率为60%,力F所做的功为________J。
【答案】1500
【解析】
【详解】工人所做的有用功为
W有=Gh=600N×1.5m=900J
由得
5、(2020安徽)在车站广场上,常常看见人们将旅行包B平放在拉杆箱A上,如图甲所示。假设作用在箱子上的水平推力,F推=20N,A、B一起做匀速直线运动。
(1)将旅行包B看成一个有质量的点,如图乙所示。请在图乙中画出运动过程中B的受力示意图;
(2)若10s内箱子运动的距离为8m ,求力F推做功的功率。
【答案】(1)
(2)16W
【解析】
【详解】(1) A、B一起做匀速直线运动,即旅行包B静止在拉杆箱A上,只受到本身竖直向下的重力和拉杆箱对它竖直向上的支持力的作用,如图所示
(2)推力做的功
W=Fs=160J
推力做功的功率
答:(2)若10s内箱子运动的距离为8m ,推力做功的功率为16J。
6、(2019安徽).用沿斜面向上大小为3.5N的力将一个重为4.9N的物体从斜面底端匀速拉到顶端.已知斜面长为2m,高为1m,则该过程中斜面的机械效率为_________________
【答案】70%
【解析】
【详解】使用斜面时做的有用功:=4.9N×1m=4.9J,拉力所做的功:
=3.5N×2m=7J,斜面的机械效率:.
.7、(2019安徽)如图所示,水平地面上一个重为50N的物体,在大小为10N的水平拉力下作用下,向左做匀速直线运动,在5s的时间内通过的距离为2m.求物体运动过程中
(1)所受摩擦力的大小;
(2)拉力F做功的功率.
【答案】(1)10N (2)4W
【解析】
【详解】(1)用10N的水平拉力,拉着物体向左做匀速直线运动,物体处于平衡状态,则地面对物体的摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等,故f=F=10N;
(2)拉力F做的功:=10N×2m=20J,拉力F做功的功率:.
8、(2018安徽)如图所示,当工人师傅用400N的拉力向下拉绳时,可使重680N的重物匀速上升,此过程中滑轮组的机械效率为_______________.
【答案】85%
【解析】分析:已知拉力、物重,利用可计算滑轮组机械效率。
解答:由图可知,滑轮组承担物重的绳子段数:n=2,由得,滑轮组的机械效率:
故答案为:85%。
【点睛】本题考查机械效率的计算,关键是公式及其变形的灵活应用,相对比较简单。
9、(2022·安徽·5分)在一次跳伞表演中,运动员在的时间内竖直向下匀速降落了。若运动员和降落伞作为整体受到的重力为,求这个整体在该过程中:
(1)所受阻力的大小;
(2)所受重力做功的功率。
【答案】(1)1000N;(2)6000W
【解析】
解:(1)有题可知,运动员在做匀速直线运动,故受到的阻力与重力是一对平衡力,故阻力为
(2)重力做的功为
所受重力做功的功率为
答:(1)所受阻力的大小1000N;
(2)所受重力做功的功率为6000W。
一、单选题
1.(2022·安徽宿州·一模)如图所示,用重量不计的绳子(绳子不可形变)系着重为G的小球A,让小球A在水平面内做匀速圆周运动,不计空气阻力,下列说法中正确的是( )
A.小球受到的合力为零
B.小球所受的重力对小球不做功
C.小球所受的重力与绳子对小球的拉力是一对平衡力
D.小球在运动的过程中,其运动状态保持不变
【答案】B
【解析】
A.小球在水平面内做匀速圆周运动,运动方向不断改变,由力和运动的关系可知受到合力不为零,故A错误;
B.小球在水平面内做匀速圆周运动,并没有在重力的方向上移动距离,所以重力没有对小球做功,故B正确;
C.小球所受的重力与绳子对小球的拉力,这两个力不在同一直线上,不满足二力平衡条件,故C错误;
D.小球在水平面内做匀速圆周运动,其运动方向一直在改变,所以其运动状态一直在改变,故D错误。
故选B。
2.(2022·安徽·马鞍山市成功学校九年级期末)下列所示现象中,对物体做功的是
A.搬而未起
B.提着滑板在水平路面上前行
C.人将木箱推到斜面的顶端
D.举着杠铃在空中不动
【答案】C
【解析】
A.用力搬石头,石头未搬起,石头没有在力的方向上运动一段距离,力对石头没有做功.故A错误.
B.提着滑板在水平路面上前行,提滑板的力竖直向上,但滑板在水平方向运动,即滑板没有在力的方向上运动一段距离,力对滑板没有做功.故B错误.
C.人将木箱推到斜面的顶端,推力沿斜面向上作用在木箱上,木箱也沿斜面向上运动,符合做功的两个必要条件,所以推力对木箱做功.故C正确.
D.举着杠铃在空中不动,杠铃没有在力的方向移动一段距离,力对杠铃没有做功.故D错误.
二、填空题
3.(2022·安徽六安·九年级期末)质量为50kg的同学在做仰卧起坐运动,若该同学上半身的质量约为全身质量的60%,她在一段时间内做了30个仰卧起坐,每次上半身重心上升的距离均为0.3m,则她在这段时间克服重力做的功约为 _____J(g=10N/kg)。
【答案】2700
【解析】
该同学的重力
她上半身的重力
做一次仰卧起坐克服重力做的功
做了30个仰卧起坐克服重力做的功
4.(2022·安徽合肥·三模)如图所示,用力F=100N将重物G以0.4m/s的速度竖直向上匀速提升0.2m,在此过程中力F做功的功率为______W。
【答案】20
【解析】
图中滑轮是动滑轮,拉力作用在滑轮的轴上,力F的速度
在此过程中力F做功的功率
5.(2022·安徽合肥·二模)在物理学中,用一段时间内通过的路程与这段时间的比来定义速度,用来描述运动的快慢。我们还可以用______,用来描述物体做功的快慢。
【答案】见解析
【解析】
用一段时间内通过的路程与这段时间的比来定义速度,用来描述运动的快慢。我们还可以用一段时间内所做的功与这段时间的比值来定义功率,用来描述物体做功的快慢,功率越大说明做功越快。
6.(2022·安徽·合肥市第三十中学二模)如图所示,需要把一重量为400N,边长为1m,质量分布均匀的实心立方体,利用翻滚的方法沿直线移动一段距离(已知=1.414;计算结果保留一位小数)。利用翻滚的方法使该立方体沿水平地面直线缓慢翻滚了10m,使该立方体下底面刚刚离开水平地面所施加的最小力F,用了20s,则在这一过程中最小力F做功的功率为______W。
【答案】41.4W
【解析】
立方体的重心高度为
立方体表面的对角线长度为
滚动时,重心的最大高度为
滚动时重心升高的高度为
翻滚一次克服重力做的功为
移动10m,要翻滚10次,所以人做的总功为
W总=10W=10×82.8J=828J
在这一过程中最小力F做功的功率为
三、计算题
7.(2022·安徽合肥·一模)如图所示,一个重为50N的物体,以某一速度滑上水平传送带,在摩擦力的作用下,自A点开始一直做减速运动直至B点,已知AB间的距离为2m,物体所受的滑动摩擦力大小为物体所受重力大小的0.2倍。求:
(1)物体运动过程中所受摩擦力的大小Ff。
(2)物体克服摩擦力Ff做的功。
【答案】(1)10N;(2)20J
【解析】
解:(1)物体运动过程中所受摩擦力的大小
Ff=0.2G=0.2×50N=10N
(2)物体克服摩擦力Ff做的功
W=FfsAB=10N×2m=20J
答:(1)物体运动过程中所受摩擦力的大小Ff为10N;
(2)物体克服摩擦力Ff做的功为20J。
8.(2022·安徽合肥·三模)如图为某型号的纯电动汽车。若该车和车内乘客的总质量为2.1×103kg,每个车轮与地面的接触面积为100cm2,该车在水平路面上以90km/h的速度匀速直线行驶30min,它受到的阻力约等于人和车总重的0.02倍。求:
(1)该电动汽车静止在水平地面时对地面的压强;
(2)该电动汽车匀速行驶30min时牵引力所做的功。
【答案】(1)5.25×105Pa; (2)1.89×107J
【解析】
解:(1)电动车对地面的压力
车轮与地面的总接触面积为
该电动汽车静止在水平地面时对地面的压强
(2)电动汽车的匀速行驶的速度
电动汽车的匀速行驶,水平方向受力平衡,所以牵引力
牵引力所做的功
答:(1)该电动汽车静止在水平地面时对地面的压强5.25×105Pa;
(2)该电动汽车匀速行驶30min时牵引力所做的功1.89×107J。
9.(2022·安徽·宣州市雁翅乡初级中学二模)在兰州市黄河风情线上有一座黄河母亲雕像,她位于小西湖公园北侧,是全国诸多表现黄河的雕塑艺术品中漂亮的一尊,具有很高的艺术价值。雕像整体质量约为39.6t,底面积约为13.2m2,其选材是用普通的花岗岩,花岗岩的密度是2.8×103kg/m3。
(1)雕塑的体积大约是多少?(计算结果保留1位小数)
(2)雕塑对地面的压强大小是多少?
(3)在搬运过程中,起重机将该雕塑匀速提高2m,对雕塑做的功是多少?
【答案】(1)14.1m3;(2)3×104Pa;(3)7.92×105J
【解析】
解:(1)由密度公式变形得
(2)由压强公式得
(3)由功的公式得
W=Gh=mgh=3.96×104kg×10N/kg×2m=7.92×105J
答:(1)雕塑的体积大约是14.1m3;
(2)雕塑对地面的压强大小是3×104Pa;
(3)在搬运过程中,起重机将该雕塑匀速提高2m,对雕塑做的功是7.92×105J。
10.(2022·安徽淮北·一模)如图所示的是我国“祝融号”火星车在火星表面行驶的画面。火星车的质量为240kg,轮子和地面的总接触面积为0.25m2,最大行驶速度为200m/h,假设火星车以最大行驶速度匀速行驶时受到的阻力为车重的,在火星表面,物体的重力与质量的比值()约等于4N/kg。求:
(1)火星车在火星表面静止时对水平面的压强。
(2)火星车在火星表面匀速行驶15min所做的功。
【答案】(1)3840Pa;(2)4800J
【解析】
解:(1)火星车在火星表面静止时对水平面的压强
(2)火星车在火星表面匀速行驶15min所做的功
答:(1)火星车在火星表面静止时对水平面的压强为3840Pa。
(2)火星车在火星表面匀速行驶15min所做的功为4800J。
11.(2022·安徽·合肥38中一模)周末李青和爸爸一早驾车去郑州,上午9∶10在高速路上(假设高速路平直)行驶时看见路边立有如图甲所示的标志牌,此时小招手表时间如图乙所示。已知小轿车和人的总质量为1.8×103kg,匀速行驶时受到的阻力是人和车重的0.2 倍,g 取10 N/kg。
(1)在遵守交通规则的前提下,轿车最快什么时间能到达郑州?
(2)轿车到达郑州时,牵引力做的功是多少?
【答案】(1)10∶10;(2)3.6×108J
【解析】
解:(1)由图可知,此地距郑州100km,最高速度不能超过100km/h,在遵守交通规则的前提下,轿车最快能到达郑州所用的时间为
轿车最快到达郑州的时间为
(2)匀速行驶时受到的阻力
轿车到达郑州时,牵引力做的功为
答:(1)在遵守交通规则的前提下,轿车最快10∶10能到达郑州;
(2)轿车到达郑州时,牵引力做的功是3.6×108J。
12.(2022·安徽宣城·二模)一辆汽车以108km/h的速度在平直的高速公路上匀速行驶了1.3km,受到的阻力为900N。求此过程中:
(1)汽车牵引力做的功;
(2)汽车牵引力做功的功率。
【答案】(1)1.17×106J;(2)2.7×104W
【解析】
解:(1)由题意可知,汽车做匀速直线运动,处于平衡状态,故由二力平衡可知,汽车在水平方向所受牵引力F等于所受阻力f,即
F=f=900N
汽车的行驶距离为
s=1.3km=1300m
故由W=Fs可得,汽车牵引力做的功为
W=Fs=900N×1300m=1.17×106J
(2)由题意可知,汽车的行驶速度为
v=108km/h=30m/s
故由
可得,汽车牵引力做功的功率为
P=Fv=900N×30m/s=2.7×104W
答:(1)汽车牵引力做的功为1.17×106J;
(2)汽车牵引力做功的功率为2.7×104W。
13.(2022·安徽合肥·三模)如图所示,是“江淮牌”某型号新能源汽车,其总重量为1.46×104N,汽车以72km/h的速度沿水平路而匀速直线行驶时,受到的阻力为其总重量的10%,每个轮胎与路而的接触而积为5dm2,求:
(1)汽车静止时对水平路面的压强大小;
(2)汽车以72km/h的速度沿水平路面匀速直线行驶时,其牵引力做功的功率大小。
【答案】(1)7.3×105Pa;(2)2.92×104W
【解析】
解:(1)由题意可知,汽车总重力G=1.46×104N,每个轮胎与路而的接触而积为5dm2,汽车共有四个轮胎,即总受力面积为
汽车静止时,根据二力平衡,汽车对水平面的压力
则汽车静止时对水平路面的压强为
(2)汽车速度为v=72km/h=20m/s,受到的阻力为其总重量的10%,则受到的阻力
当汽车沿水平路而匀速直线行驶时,根据二力平衡条件可知,牵引力
则牵引力做功的功率为
答:(1)汽车静止时对水平路面的压强大小为7.3×105Pa;
(2)汽车以72km/h的速度沿水平路面匀速直线行驶时,其牵引力做功的功率大小为2.92×104W。
14.(2022·安徽淮北·二模)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图像如图所示,在第10s时汽车的速度达20m/s,通过的路程为160m。假设汽车在行驶过程中所受的阻力大小不变为4000N。
(1)若汽车的牵引力用F表示、速度用v表示,发动机的功率用P表示,请你推导出F、v与P之间的关系式P=Fv,并求出该汽车功率的大小。
(2)求在0~20s内汽车发动机所做的功。
【答案】(1)推导见解析,;(2)
【解析】
(1)发动机的功率为
因为汽车行驶10s后做匀速直线运动,受力平衡,牵引力和阻力为一对平衡力,所以牵引力为
汽车的功率为
(2)汽车以恒定的功率做直线运动,所以汽车发动机所做的功为
答:(1)该汽车功率的大小为;
(2)求在0~20s内汽车发动机所做的功为。
15.(2022·安徽安庆·二模)跳绳是安徽多地中考体育与健康考试选考项目之一,根据安庆市区体育中考考试评分标准,女生1分钟跳绳不低于172次可得满分。如图所示,小红同学今年参加中考,她的质量为45kg,每次跳起高度约5cm。(g取10N/kg)
(1)小红跳绳一次所做的功为多少?
(2)要想获得满分,小红1分钟跳绳的功率至少多少瓦?
【答案】(1)22.5J;(2)64.5W
【解析】
(1)小红的重力为
G=mg=45kg×10N/kg=450N
跳绳一次所做的功为
W=Gh=450N×0.05m=22.5J
(2)要想获得满分,小红 钟跳绳至少172次
答:(1)小红跳绳一次所做的功为22.5J;
(2)要想获得满分,小红1分钟跳绳的功率至少为64.5W。
16.(2022·安徽合肥·二模)如图所示,将底面积为100cm2、质量为300g的物块B叠加在底面积为150cm2、质量为600g的物块A上,然后一起放置在水平地面上,在水平向右、大小为200N的拉力F作用下沿水平地面做匀速直线运动,已知30s内两物块一起运动了15m,求:
(1)当两物块静止在水平地面上时,物块A对地面的压强大小;
(2)拉力F做功功率大小。
【答案】(1)600Pa;(2)100W
【解析】
解:(1)当两物块静止在水平地面上时,对地面的压力为
F=G总=m总g=(mA+mB)g=(300×10-3kg+600×10-3kg)×10N/kg=9N
由得,物块A对地面的压强大小为
(2)拉力做的功为
W=Fs=200N×15m=3000J
拉力的功率为
答:(1)当两物块静止在水平地面上时,物块A对地面的压强大小为600Pa;
(2)拉力F做功功率大小为100W。
17.(2022·安徽合肥·二模)如图甲所示,是我国自主研发生产的某型号新能源纯电动汽车,其质量为2t,汽车轮胎与水平地面接触的总面积为800cm2(g 取10N/kg),求:
(1)该汽车静止时,对水平地面的压强大小;
(2)如果该汽车在水平路面上,以75kW的恒定功率做匀速直线运动时,其速度表的示数如图乙所示,则在此过程中,汽车所受的阻力多大?
【答案】(1)2.5×105Pa;(2)3000N
【解析】
解:(1)汽车的质量大小为
m=2t=2×103kg
因为是在水平地面上,所以车对地面的压力等于汽车的重力,大小为
F=G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N
汽车轮胎与水平地面接触的总面积为
S=800cm2=0.08m2
车对地面的压强大小为
(2)车行驶的速度
v=90km/h=25m/s
汽车功率
P=75kW=75000W
由P=Fv可知牵引力大小为
因为汽车匀速直线运动,为平衡状态,受平衡力作用,牵引力和阻力大小相等,可知阻力大小为
f=F=3000N
答:(1)汽车空载时停在水平地面上,对地面的压强是2.5×105Pa;
(2)汽车所受的阻力为3000N。
18.(2022·安徽合肥·二模)某机动车以恒定功率20kW由静止启动,其v-t图像如图所示,20秒后达到匀速直线运动,假定行驶中受到的阻力恒定不变为1×103N,求:
(1)车子能达到最大的速度;
(2)机动车前20秒内牵引力做的功。
【答案】(1)20m/s;(2)4×105J
【解析】
解:(1)因汽车20s后达到匀速直线运动,此时汽车处于平衡状态,汽车的驱动力和阻力是一对平衡力,所以,汽车的驱动力F=f=1×103N,由可得,汽车的最大速度
(2)机动机车的工作时间t=20s,且在这段时间内机动车的功率不变;由可得,整个过程中发动机做的功
答:(1)车子能达到最大的速度为20m/s;
(2)机动车前20秒内牵引力做的功为4×105J。
19.(2022·安徽·合肥寿春中学一模)青少年要健康地成长,需要有一个科学、适度地体育锻炼的习惯,如图是同学们在体育课上做仰卧起坐,小岳做仰卧起坐,坐起一次上半身重心上升0.3m,用时1s(假设他上半身所受的重力为300N)求:
(1)小岳上半身上升一次克服重力做的功;
(2)在一次训练中,小岳1min内完成45个仰卧起坐全过程,求他在这1min内克服上半身重力做功的功率。
【答案】(1)90J;(2)67.5W
【解析】
解:(1)小岳上半身上升一次克服重力做的功为
W=Gh=300N×0.3m=90J
(2)小岳1min内完成45个仰卧起坐全过程,1min做的总功
W总=45W=45×90J=4050J
他在这1min内克服上半身重力做功的功率
答:(1)⼩岳上半身上升一次克服重力做的功为90J;
(2)他在这1min内克服上半身重力做功的功率为67.5W。
20.(2022·安徽马鞍山·一模)一辆汽车装满货物时的总质量为5t,发动机的功率为70kW,在平直公路上匀速行驶了10min,汽车所受阻力是车总重的0.1倍。求:(g取10N/kg)
(1)这段时间内汽车牵引力做的功;
(2)汽车的行驶速度。
【答案】(1);(2)
【解析】
解:(1)由可知,汽车牵引力做的功为
(2)汽车装满货物时的总重力为
汽车匀速行驶时处于平衡态,牵引力和阻力相等,牵引力为
由可知,汽车行驶的距离为
汽车的行驶速度为
答:(1)这段时间内汽车牵引力做的功为;
(2)汽车的行驶速度为。
21.(2022·安徽滁州·一模)如图所示,用轻绳将边长为10cm的正方体物块A经定滑轮与钩码B相连。已知钩码重5N,物块A在水平向右的拉力作用下沿水平桌面做匀速直线运动。不计滑轮的摩擦,物块A在运动过程中:(g取10N/kg)
(1)若物块A的质量是1.2kg,求其对桌面的压强;
(2)若对物块A施加一个水平向左的拉力F左,使物块A在2s内水平向左匀速移动了0.5m,则拉力F左做功的功率是多少?
【答案】(1)1200Pa;(2)2.5W
【解析】
解:(1)物块A对桌面的压力为
故其对桌面的压强
(2)物块A水平方向匀速运动,故水平方向上物块A受到的滑动摩擦力和钩码的拉力是一对平衡力,故物块A受到的滑动摩擦力为
施加水平拉力后物块A匀速向左运动,所以水平方向上物块受力平衡。滑动摩擦力大小保持不变,故水平方向上物块A受到的拉力为
拉力F左做功的功率为
答:(1)若物块A的质量是1.2kg,求其对桌面的压强为1200Pa;
(2)若对物块A施加一个水平向左的拉力F左,使物块A在2s内水平向左匀速移动了0.5m,则拉力F左做功的功率是2.5W。
22.(2022·安徽·马鞍山市成功学校一模)如图甲所示,物体重500N,小明用F=400N的水平拉力使物体做匀速直线运动,其路程随时间变化的图像如图乙所示。求:
(1)物体运动的速度多大?
(2)10s内人对物体做了多少功?功率多大?
【答案】(1)1.5m/s;(2)6000J,600W
【解析】
解:(1)由图可知,物体运动的图象是一条斜线,表明物体做匀速直线运动,并且4s时,运动的路程是6m,则物体运动的速度
(2)10s内物体运动的距离
s′=vt′=1.5m/s×10s=15m
10s内人对物体做的功
W=Fs′=400N×15m=6000J
功率
答:(1)物体运动的速度是1.5m/s;
(2)10s内人对物体做了6000J的功,功率是600W。
23.(2022·安徽马鞍山·一模)2022年北京冬奥会顺利进行,冰壶项目再一次受到了人们的关注,如图所示,当中国运动员推着质量为19kg的冰壶在水平冰面上沿直线匀速滑行9m过程中,冰壶受到的阻力为8N,该过程共用时3s,求:
(1)冰壶的速度;
(2)运动员推力做功的功率。
【答案】(1)3m/s ;(2)24W
【解析】
解:(1)冰壶沿直线匀速滑行9m,用时3s,冰壶的速度
(2)冰壶匀速直线滑行,受到平衡力作用,已知冰壶受到的阻力为f=8N,由二力平衡的条件可知运动员对冰壶的推力为
F=f=8N
则运动员推力做功的功率为
答:(1)冰壶的速度为3m/s;
(2)运动员推力做功的功率为24W。
24.(2022·安徽合肥·一模)如图是我省江准汽车集团推出的一款新型汽车,总质量为1.8×103kg,在性能测试中,沿平直公路匀速直线行驶,行驶过程中汽车受到的阻力为总重的0.02倍,在180s的测试时间内汽车匀速行驶了1800m。 求:
(1)测试过程中汽车受到的牵引力大小;
(2)此过程中汽车牵引力做功的功率。
【答案】(1)360N;(2)3600W
【解析】
解:(1)因为汽车匀速行驶,所以汽车所受的牵引力与汽车所受的阻力是一对平衡力,即
F牵=f=0.02G=0.02mg=0.02×1.8×103kg×10N/kg=360N
(2)在此过程中汽车牵引力做的功
W=F牵s=360N×1800m=6.48×105J
在此过程中汽车牵引力做功的功率
答:(1)牵引力大小为360N;
(2)牵引力做功的功率是3600W。
25.(2022·安徽亳州·一模)如图所示的水陆两栖坦克,它既可像普通坦克一样在陆地上高速行驶,又能像船一样在水中航行。若该坦克的质量为22t,配备的发动机以最大功率为6.3×105W工作,若此时受到的阻力为8.4×104N,则:
(1)在水中匀速航行时,最大速度为多少m/s?
(2)此状态下5min发动机做多少功?
【答案】(1)7.5m/s;(2)1.89×108J
【解析】
解:(1)在水中匀速航行时,根据可得两栖坦克在水中的最大速度为
(2)此状态下5min发动机所做的功为
答:(1)在水中匀速航行时,最大速度为7.5m/s;
(2)此状态下5min发动机做的功为。
26.(2022·安徽·合肥38中一模)一辆质量为2t的四轮新能源汽车,每个车轮与地面的接触面积为50cm2,在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动,经15s运动了200m,恰好达到最大速度,接着匀速运动25s后,关闭发动机,滑行100m停下,其图像如图所示,已知汽车在运动过程中受到的阻力为车重的0.2倍(g取10N/kg),求:
(1)汽车静止在水平路面上对路面的压强;
(2)整个过程中发动机所做的功;
(3)汽车运动的最大速度 。
【答案】(1)1.6×106Pa; (2)3.2×106J; (3)20m/s
【解析】
解: (1)汽车静止在水平路面上对路面的压力
汽车静止在水平路面上对路面的压强
(2) 由题意可知,整个过程中发动机的工作时间
且在这段时间内发动机的功率不变,由 可得,整个过程中发动机做的功
(3)全程中汽车的所受阻力
因汽车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,汽车的牵力
由
可得,汽车的最大速度
答:(1)汽车静止在水平路面上对路面的压强为;
(2)整个过程中发动机所做的功为;
(3)汽车运动的最大速度为20m/s。
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