初中物理人教版八年級(jí)下第十一章功和機(jī)械能 一等獎(jiǎng)

第11章功和機(jī)械能專(zhuān)題訓(xùn)練專(zhuān)訓(xùn)1.功和功率的計(jì)算1．進(jìn)行功的計(jì)算應(yīng)注意的問(wèn)題：不可隨意將力和距離相乘的結(jié)果作為最終的結(jié)果，而應(yīng)利用功的兩個(gè)必要條件判斷力是否做功，再利用公式W＝Fs計(jì)算功的大小。2．常見(jiàn)的做功的兩種情景：(1)拉著物體沿水平方向前進(jìn)，克服阻力做功(W＝Fs＝fs)；(2)提升物體豎直上升，克服重力做功(W＝Gh)。3．功率可用公式P＝W/t或P＝Fv進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)利用公式P＝Fv計(jì)算功率時(shí)，速度v的單位應(yīng)為“米/秒”。功的計(jì)算——水平做功1．(2023·安徽)如圖所示，一輕繩繞過(guò)定滑輪，一端與粗糙水平桌面上的滑塊相連，另一端懸掛一個(gè)砂桶。調(diào)整桶內(nèi)砂的質(zhì)量，當(dāng)砂桶和砂的總質(zhì)量m＝kg時(shí)，砂桶和滑塊都做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，速度大小v＝m/s。不計(jì)滑輪的摩擦，求砂桶和滑塊勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)：(1)滑塊受到的摩擦力大小；(2)砂桶和砂所受的重力在2s內(nèi)做的功。(第1題圖)功的計(jì)算——豎直做功2．(2023·邵陽(yáng))在2023年第53屆世界乒乓球錦標(biāo)賽中，我國(guó)選手馬龍獲得男子單打冠軍，他在奪冠后興奮地跳上球桌慶祝勝利。如果馬龍的質(zhì)量是70kg，雙腳與桌面接觸的總面積為m2，他跳上球桌時(shí)重心上升的高度為m。(g取10N/kg)求：(1)他受到的重力。(2)他站立在球桌上時(shí)對(duì)桌面的壓強(qiáng)。(3)他跳上球桌時(shí)克服自身重力所做的功。功率的計(jì)算——公式P＝eq\f(W,t)的運(yùn)用3．(2023·福州節(jié)選)為提高車(chē)輛通行質(zhì)量，福州交警在市區(qū)一些道路某些時(shí)段推出“綠波通行”，即車(chē)輛在綠波路段以如圖所示的50km/h～55km/h范圍內(nèi)行駛，一路綠燈。在綠波時(shí)段，質(zhì)量是×103kg的汽車(chē)，經(jīng)過(guò)綠波路段上相距×103m的兩個(gè)路口，用時(shí)180s，問(wèn)：(1)汽車(chē)行駛的平均速度是多少？是否“綠波通行”？(2)若汽車(chē)在這段距離內(nèi)行駛的牽引力保持3000N不變，則汽車(chē)的輸出功率是多少？(第3題圖)功率的計(jì)算——公式P＝Fv的運(yùn)用4．圖甲是使用汽車(chē)打撈水下重物的示意圖，汽車(chē)通過(guò)定滑輪牽引水下一個(gè)圓柱形重物，在整個(gè)打撈過(guò)程中，汽車(chē)以恒定的速度v＝m/s向右運(yùn)動(dòng)。圖乙是此過(guò)程中汽車(chē)?yán)瓌?dòng)重物的功率P隨時(shí)間t變化的圖象。設(shè)t＝0時(shí)汽車(chē)開(kāi)始提升重物。忽略水的阻力和滑輪的摩擦，g取10N/kg。求：(1)圓柱形重物的質(zhì)量；(2)圓柱形重物的密度。(第4題圖)專(zhuān)訓(xùn)2.功率的探究比較做功的快慢有三種方法：時(shí)間相同，比較所做的功；做功相同，比較做功時(shí)間；比較單位時(shí)間所做的功(功率)。功率測(cè)量的原理是P＝W/t＝Fs/t，所需的測(cè)量工具有彈簧測(cè)力計(jì)(或天平)、刻度尺、停表。測(cè)量上樓梯功率的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)該測(cè)量樓高，而不是樓梯長(zhǎng)。比較做功的快慢1．甲、乙、丙三位同學(xué)分別將鐵塊勻速豎直向上提升，所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：同學(xué)鐵塊重力G/N升高高度h/m時(shí)間t/s甲22乙44丙55(1)根據(jù)上表可知，做功最多的是________同學(xué)，做功最快的是________同學(xué)。(2)為了比較做功的快慢，他們?cè)诒碇性黾恿艘粰陧?xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目表示的是________________，為此物理學(xué)中引入一個(gè)物理量，叫做______。(3)這種定義物理量的方法叫比值法，試舉出我們已學(xué)過(guò)的一個(gè)類(lèi)似物理量：________。2．某班同學(xué)進(jìn)行登樓比賽，看誰(shuí)做功快。甲、乙兩位同學(xué)記錄自己兩次從一樓跑到確定的樓層所用的時(shí)間，并填入下面表格中，然后將有關(guān)的物理量也記錄在下面的表格中。學(xué)生實(shí)驗(yàn)序號(hào)學(xué)生的質(zhì)量/kg樓梯的高度/m登樓做的功/J所用的時(shí)間/s甲150314705250314708乙35461245435(1)分析比較以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出登樓做功最快的學(xué)生是________(填“甲”或“乙”)。(2)分析比較實(shí)驗(yàn)次數(shù)________，可以得出的初步結(jié)論是：當(dāng)做功所用時(shí)間相同時(shí)，做功越多，做功越快。(3)分析比較實(shí)驗(yàn)次數(shù)1和2，可以得出的初步結(jié)論是__________________________________________。(4)分析比較實(shí)驗(yàn)次數(shù)2和3，若要比較甲、乙兩位同學(xué)做功的快慢，則可以比較______________________來(lái)確定哪位同學(xué)做功快，因此為了比較做功快慢，還應(yīng)在表格中增加的欄目是________。功率的測(cè)量——選擇實(shí)驗(yàn)方案3．三位同學(xué)準(zhǔn)備進(jìn)行爬樓比賽，看看誰(shuí)的功率大。他們展開(kāi)了如下的討論：甲：只有測(cè)出各自的體重、爬樓用的時(shí)間和爬樓的高度，才能進(jìn)行比較；乙：在爬樓的時(shí)間相同時(shí)，只要測(cè)出各自的體重、爬樓的高度，就可以進(jìn)行比較；丙：在爬樓的高度相同時(shí)，只要測(cè)出各自的體重、爬樓的時(shí)間，就可以進(jìn)行比較。其中正確的是()A．甲、乙和丙B．甲和乙C．甲和丙D．乙和丙功率的測(cè)量——評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案4．(中考·廣東)學(xué)校買(mǎi)了一箱物理器材，小軍同學(xué)將它從一樓搬運(yùn)到三樓(如圖所示)，小麗同學(xué)想測(cè)量小軍同學(xué)搬運(yùn)器材過(guò)程中對(duì)箱子做功的功率。(1)測(cè)量所需要的器材有：________________________。(2)小麗同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量步驟如下，其中多余的是()A．測(cè)出箱子所受的重力B．測(cè)出樓梯的總長(zhǎng)度C．測(cè)出一樓到三樓的豎直高度D．測(cè)出小軍上樓梯所用的時(shí)間E．算出小軍搬運(yùn)箱子的功率(3)請(qǐng)你幫小麗設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)記錄表格。(第4題圖)功率的測(cè)量——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案5．體育課上，小明和小鵬在練習(xí)引體向上，小明突發(fā)奇想，對(duì)小鵬說(shuō)：“咱倆誰(shuí)做引體向上的功率大？”則：(1)若小明的體重已知，要測(cè)出他的功率，還需要測(cè)出的物理量有________________________________________________________________、________________________________________________________________。(2)請(qǐng)完成下面的測(cè)量步驟：①測(cè)出小明做5次引體向上的______，記為_(kāi)_____；②量出小明的腳尖上升的________，記為_(kāi)_____；③小明引體向上的功率P＝________________。

專(zhuān)訓(xùn)答案eq\a\vs4\al(專(zhuān)訓(xùn)1)1．解：(1)砂桶和砂的總重力G＝mg＝kg×10N/kg＝2N，砂桶和滑塊勻速運(yùn)動(dòng)，故滑塊受到的摩擦力f＝G＝2N。(2)砂桶和砂在2s內(nèi)移動(dòng)的距離h＝vt＝m/s×2s＝1m，砂桶和砂所受的重力在2s內(nèi)做功W＝Gh＝2N×1m＝2J。2．解：(1)重力G＝mg＝70kg×10N/kg＝700N。(2)壓強(qiáng)p＝F/S＝700N/m2＝×104Pa。(3)功W＝Fs＝Gh＝700N×m＝560J。3．解：(1)汽車(chē)行駛的平均速度v＝eq\f(s,t)＝eq\f×103m,180s)＝15m/s＝54km/h，因?yàn)?0km/h＜v＝54km/h＜55km/h，所以該汽車(chē)是“綠波通行”。(2)汽車(chē)的牽引力做的功W＝Fs＝3000N××103m＝×106J，則汽車(chē)的輸出功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f×106J,180s)＝×104W。4．解：(1)汽車(chē)在A(yíng)B段對(duì)重物的拉力為F1＝eq\f(P1,v)＝700W/m/s＝3500N。同理，汽車(chē)在CD段對(duì)重物的拉力為F3＝4000N。整個(gè)重物打撈過(guò)程應(yīng)該分為三個(gè)階段：第一階段，將重物從水底拉至上表面剛好接觸水面，這一過(guò)程，G不變，F(xiàn)浮不變，F(xiàn)1不變，且有G＝F浮＋F1①，對(duì)應(yīng)圖乙中的AB段。第二階段，將重物拉出水面的過(guò)程，這一過(guò)程中G不變、浮力變小直至為0，故拉力F2越來(lái)越大，對(duì)應(yīng)圖乙中的BC段。第三階段，重物從剛好全部拉出水面后繼續(xù)向上拉的過(guò)程，這一過(guò)程中G不變，拉力F3與重力G相等，G＝F3②，對(duì)應(yīng)圖乙中的CD段。故G＝F3＝4000N，則m＝eq\f(G,g)＝eq\f(4000N,10N/kg)＝400kg。(2)由①、②知F浮＝G－F1＝F3－F1＝4000N－3500N＝500N。又V物＝F浮/(ρ水g)＝500N/×103kg/m3×10N/kg)＝5×10－2m3，ρ物＝eq\f(m,V物)＝eq\f(400kg,5×10－2m3)＝8×103kg/m3。eq\a\vs4\al(專(zhuān)訓(xùn)2)1．(1)乙；甲(2)單位時(shí)間做的功；功率(3)速度2．(1)乙(2)1和4(3)做相同的功，所