初中物理人教版八年級下第十一章功和機(jī)械能 一等獎

第11章功和機(jī)械能專題訓(xùn)練專訓(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，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，砂桶和滑塊都做勻速直線運(yùn)動，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)動時：(1)滑塊受到的摩擦力大??；(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)在2023年第53屆世界乒乓球錦標(biāo)賽中，我國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)他站立在球桌上時對桌面的壓強(qiáng)。(3)他跳上球桌時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)為提高車輛通行質(zhì)量，福州交警在市區(qū)一些道路某些時段推出“綠波通行”，即車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。在綠波時段，質(zhì)量是×103kg的汽車，經(jīng)過綠波路段上相距×103m的兩個路口，用時180s，問：(1)汽車行駛的平均速度是多少？是否“綠波通行”？(2)若汽車在這段距離內(nèi)行駛的牽引力保持3000N不變，則汽車的輸出功率是多少？(第3題圖)功率的計(jì)算——公式P＝Fv的運(yùn)用4．圖甲是使用汽車打撈水下重物的示意圖，汽車通過定滑輪牽引水下一個圓柱形重物，在整個打撈過程中，汽車以恒定的速度v＝m/s向右運(yùn)動。圖乙是此過程中汽車?yán)瓌又匚锏墓β蔖隨時間t變化的圖象。設(shè)t＝0時汽車開始提升重物。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)專訓(xùn)2.功率的探究比較做功的快慢有三種方法：時間相同，比較所做的功；做功相同，比較做功時間；比較單位時間所做的功(功率)。功率測量的原理是P＝W/t＝Fs/t，所需的測量工具有彈簧測力計(jì)(或天平)、刻度尺、停表。測量上樓梯功率的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)該測量樓高，而不是樓梯長。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，他們在表中增加了一欄項(xiàng)目，這個項(xiàng)目表示的是________________，為此物理學(xué)中引入一個物理量，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)過的一個類似物理量：________。2．某班同學(xué)進(jìn)行登樓比賽，看誰做功快。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)序號學(xué)生的質(zhì)量/kg樓梯的高度/m登樓做的功/J所用的時間/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)做功所用時間相同時，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，看看誰的功率大。他們展開了如下的討論：甲：只有測出各自的體重、爬樓用的時間和爬樓的高度，才能進(jìn)行比較；乙：在爬樓的時間相同時，只要測出各自的體重、爬樓的高度，就可以進(jìn)行比較；丙：在爬樓的高度相同時，只要測出各自的體重、爬樓的時間，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．乙和丙功率的測量——評價實(shí)驗(yàn)方案4．(中考·廣東)學(xué)校買了一箱物理器材，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)想測量小軍同學(xué)搬運(yùn)器材過程中對箱子做功的功率。(1)測量所需要的器材有：________________________。(2)小麗同學(xué)設(shè)計(jì)的測量步驟如下，其中多余的是()A．測出箱子所受的重力B．測出樓梯的總長度C．測出一樓到三樓的豎直高度D．測出小軍上樓梯所用的時間E．算出小軍搬運(yùn)箱子的功率(3)請你幫小麗設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)記錄表格。(第4題圖)功率的測量——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，對小鵬說：“咱倆誰做引體向上的功率大？”則：(1)若小明的體重已知，要測出他的功率，還需要測出的物理量有________________________________________________________________、________________________________________________________________。(2)請完成下面的測量步驟：①測出小明做5次引體向上的______，記為______；②量出小明的腳尖上升的________，記為______；③小明引體向上的功率P＝________________。

專訓(xùn)答案eq\a\vs4\al(專訓(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，故滑塊受到的摩擦力f＝G＝2N。(2)砂桶和砂在2s內(nèi)移動的距離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，所以該汽車是“綠波通行”。(2)汽車的牽引力做的功W＝Fs＝3000N××103m＝×106J，則汽車的輸出功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f×106J,180s)＝×104W。4．解：(1)汽車在AB段對重物的拉力為F1＝eq\f(P1,v)＝700W/m/s＝3500N。同理，汽車在CD段對重物的拉力為F3＝4000N。整個重物打撈過程應(yīng)該分為三個階段：第一階段，將重物從水底拉至上表面剛好接觸水面，這一過程，G不變，F(xiàn)浮不變，F(xiàn)1不變，且有G＝F?。獸1①，對應(yīng)圖乙中的AB段。第二階段，將重物拉出水面的過程，這一過程中G不變、浮力變小直至為0，故拉力F2越來越大，對應(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)向上拉的過程，這一過程中G不變，拉力F3與重力G相等，G＝F3②，對應(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?。紾－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(專訓(xùn)2)1．(1)乙；甲(2)單位時間做的功；功率(3)速度2．(1)乙(2)1和4(3)做相同的功，所