2023-2024全國初中物理競賽試題第08講功與機(jī)械能(解析版)_第1頁
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文檔簡介

試卷第=page11頁,共=sectionpages33頁試卷第=page11頁,共=sectionpages33頁第08講功與機(jī)械能(解析版)一、單選題1.(2023春·安徽安慶·九年級校聯(lián)考競賽)如圖所示,在表面粗糙的木板上放一物塊,將木板的A端抬起,使木板由水平位置逐漸傾斜,在木板傾斜程度不斷增大的過程中(物塊始終處于A點),下列說法正確的是()A.物塊受到的支持力一直做功 B.物塊受到的摩擦力一直做功C.物塊的重力勢能先增大后減小 D.物塊的機(jī)械能守恒【答案】A【詳解】A.物塊在支持力的方向上通過了距離,所以支持力做功,故A正確;B.物塊受到摩擦力的作用,沒有在摩擦力的方向上通過距離,所以摩擦力不做功,故B錯誤;C.在木板傾斜程度不斷增大的過程中,物塊的高度變高,質(zhì)量不變,重力勢能增大,故C錯誤;D.由于物體的速度不變,動能不變,重力勢能變大,則機(jī)械能變大,機(jī)械能不守恒,故D錯誤。故選A。2.(2022春·廣東佛山·八年級佛山市南海區(qū)大瀝鎮(zhèn)許海初級中學(xué)??几傎悾┰诓挥嬁諝庾枇Φ那闆r下,兩個體積相同的甲、乙小球同時從A處由靜止自由下落,到達(dá)地面前兩球速度相等,兩球的動能如圖所示,由此可以判斷()A.兩球的質(zhì)量相等 B.甲球的密度比乙球小C.到達(dá)地面前,兩球的機(jī)械能相等 D.在A處時甲、乙兩球的重力勢能相等【答案】B【詳解】A.由圖可知,甲球的動能小于乙球的動能,而到達(dá)地面前兩球速度相等,所以甲球的質(zhì)量小于乙球的質(zhì)量,故A不符合題意;B.由于甲球的質(zhì)量小于乙球的質(zhì)量,而兩球的體積相同,根據(jù)可知,甲球的密度小于乙球的密度,故B符合題意;CD.由于甲球的質(zhì)量小于乙球的質(zhì)量,下落前高度相等,所以在A處甲球的重力勢能小于乙球的重力勢能;在A處,兩球的動能為零,甲球的重力勢能小于乙球的重力勢能,所以甲球的機(jī)械能小于乙球的機(jī)械能,在兩球下落過程中,不計空氣阻力,機(jī)械能守恒,所以整個下落過程中甲球的機(jī)械能都小于乙球的機(jī)械能,故CD不符合題意。3.(2022春·廣東佛山·八年級佛山市南海區(qū)大瀝鎮(zhèn)許海初級中學(xué)??几傎悾┤鐖D所示,輕質(zhì)彈簧一端固定在墻上,彈簧自由伸長時右端剛好在A點處。物體M沿光滑無阻力的水平面向左運動,壓縮彈簧運動到B點時,M速度為0,然后物體M向右運動。以下說法正確的是()A.物體M由A點運動到B點時,物體M的動能增加B.物體M由A點運動到B點時,彈簧的彈性勢能減小C.物體M離開彈簧向右運動時彈簧一直對它做功D.物體M離開彈簧后將向右一直運動下去【答案】D【詳解】A.物體M由A點運動到B點的過程中,物體M的速度變小,到達(dá)B點時,速度為0,物體M的動能減小,故A錯誤;B.物體M由A點運動到B點的過程中,物體M壓縮彈簧,使彈簧的形變程度增大,故彈簧的彈性勢能增大,故B錯誤;C.做功的必要條件:①力作用在物體②物體在力的方向上移動一段距離。物體M離開彈簧后,彈簧沒有作用在物體M上,即彈簧沒有力作用在物體M上,則彈簧沒有對物體M做功,故C錯誤;D.因為水平面光滑無阻力,物體M離開彈簧后向右運動,水平方向上物體M不受力的作用,它的速度不會減小,將一直向右做勻速直線運動下去,故D正確。故選D。4.(2022秋·江蘇南京·九年級南京市科利華中學(xué)??几傎悾┦謾C(jī)具有錄音和顯示波形的功能。某乒乓球愛好者將一乒乓球從一定高度由靜止釋放,利用手機(jī)記錄下乒乓球碰撞臺面發(fā)出的聲音,其波形隨時間的變化如圖所示。下列說法正確的是()A.每次發(fā)聲的時間間隔相等B.整個過程中乒乓球的機(jī)械能不變C.乒乓球每次彈起時的動能依次減小D.乒乓球每次與臺面碰撞的最大形變程度相同【答案】C【詳解】A.由圖可知,第1次碰撞的時間是1.12s,第2次碰撞的時間是1.58s,第3次碰撞的時間是2.00s,第4次碰撞的時間是2.40s,第5次碰撞的時間是2.78s,第1、2次時間間隔為0.4s,第2、3次時間間隔為0.42s,第3、4次時間間隔為0.4s,第4、5次時間間隔為0.38s,每次發(fā)聲的時間間隔不相等,故A錯誤;BC.整個過程中乒乓球和空氣摩擦,并且與臺面碰撞,它的機(jī)械能減小,所以每次彈起時的動能減小,故B錯誤,C正確;D.由于乒乓球的機(jī)械能減小,乒乓球每次與臺面碰撞轉(zhuǎn)化的彈性勢能減小,乒乓球每次與臺面碰撞的最大形變程度不同,故D錯誤。故選C。5.(2023春·新疆伊犁·八年級校考競賽)如圖所示,水平傳送帶以v=0.8m/s的速度順時針勻速轉(zhuǎn)動,將行李箱輕輕的放在傳動器的左端。下列分析正確的是(忽略空氣阻力,傳送帶足夠長)()A.行李箱在傳送過程中動能越來越大B.行李箱受到的摩擦力是阻力C.行李箱剛放上傳送帶時受到向左的靜摩擦力D.若傳送帶突然停止運動,行李箱由于慣性將向右運動或傾倒【答案】D【詳解】ABC.將行李箱輕輕的放在傳動器的左端時,行李箱的速度為0,行李箱受到傳動帶對行李箱向右的摩擦力的作用,與傳送帶發(fā)生相對滑動,滑動摩擦力使行李箱向右運動,故是動力;由于摩擦力的方向和運動的方向一致,所以行李箱的速度逐漸增大,由于傳動帶足夠長,所以行李箱的速度最終等于傳送帶的速度,與傳送帶一起向右運動。由于行李箱的質(zhì)量不變,故行李箱的動能先增大后不變。故ABC錯誤;D.在傳送過程中,若傳送帶突然停止運動,行李箱由于慣性,將保持原來的運動狀態(tài),繼續(xù)向右運動或傾倒。故D正確。故選D。6.(2021秋·廣東佛山·九年級佛山市南海區(qū)大瀝鎮(zhèn)許海初級中學(xué)校考競賽)如圖所示,小車從斜面某一高度由靜止釋放,自由下滑,然后在水平面上運動(忽略空氣阻力)下列說法錯誤的是()A.小車從斜面上由靜止釋放后,小車的動能先變大后變小B.小車在水平面上運動時,小車對水平面的壓力和水平面對小車的支持力是一對平衡力C.小車從斜面下滑到水平面后還能繼續(xù)運動,是因為小車具有慣性D.若水平面光滑且足夠長,則小車在水平面上運動時的機(jī)械能將保持不變【答案】B【詳解】A.小車從斜面上下滑的過程中,速度越來越大,動能變大,當(dāng)小車下滑到水平面上時,由于受到摩擦力的作用,小車的速度越來越小,動能將變小,所以小車的動能先變大后變小,故A正確,A不符合題意;B.小車運動到水平面上時,小車對水平面的壓力和水平面對小車的支持力作用在兩個物體上,大小相等、方向相反、作用在同一直線上,是一對相互作用力,故B錯誤,B符合題意;C.當(dāng)小車下滑到水平面上時,由于小車具有慣性,將會繼續(xù)運動一段距離,故C正確,C不符合題意;D.若水平面的表面光滑且足夠長,木塊在水平方向上不受摩擦力,會做勻速直線運動,其動能不變,高度不變,則重力勢能不變,因此小車的機(jī)械能將保持不變,故D正確,D不符合題意。故選B。7.(2019·上海浦東新·九年級競賽)汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛,發(fā)動機(jī)功率為P0,牽引力為F0.t1時刻開始,司機(jī)減小了油門,使汽車保持恒定功率P行駛,到t2時刻,汽車又開始做勻速直線運動,速度為v.已知運動過程中汽車所受阻力f恒定不變,汽車牽引力F隨時間t變化的圖象如圖所示,則(

)A.v=2v0B.F0=2fC.t1至t2時間內(nèi),汽車做加速運動D.t2時刻之后,汽車將保持功率行駛【答案】D【詳解】由題知,在t1時刻以前,汽車以速度v0勻速行駛,發(fā)動機(jī)功率為P0,牽引力為F0,且有P0=F0v0①;在t1時刻,司機(jī)減小了油門,汽車的功率突然減小為P,在該瞬間汽車的速度不變(仍為v0),牽引力由F0突然減小為,所以有②,由①②可知(即汽車的功率突然減小為原來的一半).AD.由題可知,t1時刻后汽車的功率保持恒定;由前面分析知,汽車的功率將保持不變;到t2時刻,汽車又開始做勻速直線運動,速度為v;由圖可知,汽車再次做勻速運動時的牽引力與最初做勻速運動的牽引力大小相等,均為F0;根據(jù)P=Fv可得第二次做勻速直線運動時的速度:;B.汽車做勻速直線運動時,牽引力與阻力平衡,所以F0=f;C.由圖可知,t1至t2時間內(nèi),汽車受到的牽引力增大,功率不變,由P=Fv可得,汽車行駛的速度減小,所以汽車做減速運動;8.(2023春·湖南衡陽·八年級湖南省衡南縣第一中學(xué)校聯(lián)考競賽)運動員從高空豎直向下跳傘,人(包括裝備)的質(zhì)量為90kg.只考慮人受到重力和空氣阻力,下落時的速度一時間圖線如圖所示,g=10N/kg.從第10s到第30這個過程中,人(包括裝備)A.動能一直在變大 B.重力勢能先變大后不變C.機(jī)械能一直在變小 D.重力勢能一直在轉(zhuǎn)化為動能【答案】C【詳解】A.動能大小的影響因素有速度和質(zhì)量,在整個過程中,質(zhì)量不變,速度先變大再不變再變小,因此動能也是先變大再不變再變小,故A選項錯誤,不符合題意;B.重力勢能大小的影響因素有質(zhì)量和高度,在整個過程中,質(zhì)量不變,高度逐漸變小,因此重力勢能減小,故B選項錯誤,不符合題意;C.在下落過程中,阻力做功導(dǎo)致機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,因此機(jī)械能減小,故C選項正確,符合題意;D.由圖像可知,有兩段速度不變的過程,在這兩段過程中,動能不變,不存在重力勢能轉(zhuǎn)化為動能的情況,故D選項錯誤,不符合題意。9.(2017春·山東泰安·九年級競賽)如圖甲所示,放在水平地面上的物體,受到方向不變的水平拉力F的作用,其F﹣t和v﹣t圖象分別如圖乙、丙所示,下列說法正確的是A.當(dāng)t=1s時,物體處于靜止?fàn)顟B(tài),受摩擦力是0NB.當(dāng)t=3s時,物體受到摩擦力是6NC.4﹣6s內(nèi),拉力F做的功是16JD.2﹣4s內(nèi),物體的機(jī)械能保持不變【答案】C【詳解】A、由丙圖可知,前2s物體速度為零,處于靜止?fàn)顟B(tài),合力為零,則水平方向受到的摩擦力和拉力是一對平衡力;由乙圖可知,前2s物體所受拉力為2N,所以摩擦力也為2N;故A錯誤;B、在t=3s時,由乙圖可知,物體受到的拉力為6N,由丙圖可知物體正在做加速運動,此時摩擦力與拉力不平衡,物體受到的摩擦力一定不等于6N.故B錯誤;C、由丙圖可知,4s~6s內(nèi),物體做勻速直線運動,速度為v=2m/s,則4s~6s內(nèi)通過的距離s=vt=2m/s×2s=4m,由圖乙知,4s~6s時拉力F=4N,所以4~6s內(nèi)拉力F做的功為W=Fs=4N×4m=16J,故C正確.D、由丙圖可知,2~4s內(nèi)物體正在做加速運動,其質(zhì)量不變,高度不變,則重力勢能不變,速度變大,動能變大,所以物體的機(jī)械能變大.故D錯誤.故選C.10.(2023春·陜西渭南·九年級??几傎悾┛谷諔?zhàn)爭時期,日本帝國主義利用其空中力量優(yōu)勢,出動“偵察機(jī)”“戰(zhàn)斗機(jī)”對國統(tǒng)區(qū)實施狂轟濫炸,國民政府由此意識到空襲危害以及防空的重要性。終于在1935年二月成立第一個高射炮兵營,在艱苦的反空襲斗爭中,年輕的中國地面防空部隊奮勇作戰(zhàn),成為反空襲斗爭的重要環(huán)節(jié),在抗戰(zhàn)史上寫下不尋常的壯烈篇章。下列說法錯誤的是()A.高射炮彈在空中運動不受力的作用B.偵察機(jī)在空中勻速轉(zhuǎn)圈執(zhí)行偵查任務(wù)的過程中,運動狀態(tài)改變了C.飛機(jī)升力產(chǎn)生的原理是:機(jī)翼上方的空氣流速大,壓強(qiáng)小D.空中加速升空的飛機(jī)動能增大,重力勢能增大,機(jī)械能增大【答案】A【詳解】A.在空中運動的炮彈,受到重力和空氣阻力的作用,故A錯誤,符合題意;B.在空中勻速轉(zhuǎn)圈的偵察機(jī),其運動方向發(fā)生變化,則其運動狀態(tài)發(fā)生了改變,故B正確,不符合題意;C.由于機(jī)翼的形狀是“上凸下平”,同一股氣流在相同的時間內(nèi)通過機(jī)翼的上方和下方,上方氣流通過時速度大,壓強(qiáng)小;下方氣流通過時,速度小,壓強(qiáng)大,故機(jī)翼下方壓強(qiáng)大于上方壓強(qiáng),機(jī)翼的上下表面產(chǎn)生了壓力差,這就是向上的升力,故C正確,不符合題意;D.飛機(jī)在加速升空的過程中,質(zhì)量不變,其速度變大,動能變大,高度增大,重力勢能增大,則其機(jī)械能增大,故D正確,不符合題意。故選A。11.(2019·湖南長沙·九年級校聯(lián)考競賽)一質(zhì)量均勻的不可伸長的繩索,所受重力為G,兩端固定在水平天花板上的A、B兩點,如圖所示.今在繩索的最低點C施加一豎直向下的力將繩索拉直使中點降到D.在此過程中,繩索的重心位置將A.逐漸升高 B.逐漸降低C.先降低再升高 D.始終不變【答案】A【詳解】存在外力時的平衡是不穩(wěn)定的,而處于穩(wěn)定平衡時,其總能量一定是最低的,也就是重心最低.繩子在不受力時處于穩(wěn)定平衡,且受到外力后有外力對繩子做功,使繩子的能量上升,重心升高.故A符合題意.12.(2021·廣東佛山·九年級統(tǒng)考競賽)如圖1,小球依次向四個方向以相同的速度飛出。某次小球在空中飛行到落地的過程中(不計空氣阻力),其動能Ex隨時間t變化的圖像如圖2所示,則這次小球飛出的方向為()A.① B.② C.③ D.④【答案】B【分析】根據(jù)小球沿不同方向飛出后的動能變化趨勢是否和圖2相符合進(jìn)行判斷即可?!驹斀狻緼.由圖2可知,小球的動能先減小后增大,小球沿①方向豎直向上拋,當(dāng)小球達(dá)到最高點時,小球的動能為零,A不符合題意;B.若小球沿②方向飛出,小球達(dá)到最高點時,小球豎直方向的速度為零,但是水平方向的速度不為零,動能達(dá)到最小但不為零,B符合題意;C.小球沿③方向飛出,速度越來越大,動能也會越來越大,C不符合題意;D.若小球沿④方向飛出,小球的速度會越來越大,動能也會越來越大,D不符合題意。故選B。13.(2019·上海浦東新·九年級校考競賽)如圖所示,兩個完全相同的正方體均勻物塊,分別沿各自的虛線切割掉一半,將剩余部分a和b按照圖示位置擺放在同一水平面上,比較兩物塊的重力勢能A.a(chǎn)比較大 B.b比較大 C.一樣大 D.無法判斷【答案】A【詳解】由題意可知,a、b都是正方體的一半,它們的重力是相等的,按照圖示位置放置時,a的重心高為正方體邊長的1/4處,而b的重心的高度小于正方體邊長的1/4處,所以可知,a的重心位置高,具有的重力勢能較大,故應(yīng)選A.二、多選題14.(2019·上海浦東新·九年級??几傎悾┤鐖D所示,三根細(xì)繩的一端分別系住A、B、C三個物體,它們的另一端分別系于O點,a、b為兩定滑輪.整個裝置處于平衡狀態(tài)時,Oa與豎直方向成30°,Ob處于水平狀態(tài).已知B的質(zhì)量為m,如果將左邊的滑輪a水平向左緩慢移動距離s,最終整個裝置仍處于平衡狀態(tài),則(

)A.物體AC的質(zhì)量之比為2:1B.該過程中A、C上升,B下降C.該過程中A、B下降,C上升D.該過程外力所做的功為mgs【答案】AD【詳解】三根細(xì)線對O點的拉力等于三個物體的重力,對O點受力分析,如圖由力的平衡可知:,故A正確;mCg=F2=mgtan30°=mg,將左邊的滑輪a緩慢水平向左移動s的距離,結(jié)合平衡條件可知三個拉力的大小和方向都不變,所以,AB高度不變,C上升距離為s,故BC錯誤;左邊的滑輪a水平向左緩慢移動距離s,則物體C上升s,所以,外力所做的功:W外=mCgs=mgs,故D正確.15.(2023·山東青島·九年級??几傎悾疤鞂m一號”目標(biāo)飛行器于2011年9月9日發(fā)射升空,2013年9月已圓滿完成了各項預(yù)定的任務(wù),并超期服役到2016年3月16日正式終止數(shù)據(jù)服務(wù),全面完成里其歷史使命,預(yù)計2018年“受控”墜落,墜落過程中由于受軌道上稀薄空氣的影響,軌道高度會逐漸降低,最終其主體部分會在大氣層中完全燒毀,“天宮一號”在進(jìn)入稠密大氣層燃燒前,隨著運行軌道的降低,其()A.重力勢能逐漸減少,動能逐漸增加 B.動能逐漸增加,機(jī)械能減少C.動能、重力勢能和機(jī)械能均逐漸減少 D.繞地球運行一周所用的時間越來越少【答案】AD【詳解】“天宮一號”在進(jìn)入稠密大氣層燃燒前,隨著運行軌道的降低,則高度降低,可知重力勢能逐漸減少,由于只有重力做功,可知機(jī)械能不變,動能逐漸增加,速度逐漸變大,故繞地球運行一周所用的時間越來越少,故AD正確,BC錯誤。故選AD。三、填空題16.(2023春·江蘇蘇州·九年級校考競賽)質(zhì)量為2t的汽車,功率為30kW,在水平公路上能以15m/s的最大速度勻速直線行駛,則汽車運動過程中受的阻力為N;若保持功率不變,當(dāng)速度為10m/s時汽車的瞬時加速度為(汽車行駛過程中所受的阻力不變)?!敬鸢浮?0000.5【詳解】[1]由于汽車保持勻速直線運動,汽車牽引力F與所受阻力f是一對平衡力,根據(jù)功率公式求得汽車牽引力F=2000N,即汽車所受阻力f=2000N。[2]汽車質(zhì)量m=2000kg,由于汽車功率和所受阻力不變,當(dāng)汽車速度v1為10m/s時,汽車牽引力為此時在水平方向上汽車所受合外力為根據(jù)牛頓第二定律求得此時加速度a為0.5m/s2。17.(2019·湖南長沙·九年級校聯(lián)考競賽)悠悠球是除洋娃娃之外世界上最古老的玩具,它由輪與軸(含繞軸上的線)兩部分組成(如圖甲).一悠悠球,輪半徑為R,軸半徑為r,線為細(xì)線,小靈玩溜溜球時,如圖乙所示,使球在水平桌面上滾動,用拉力F使球勻速滾動距離s,則(a)(b)兩種不同方式做功分別為和.【答案】【詳解】當(dāng)悠悠球的輪向前滾動的距離為s時,輪滾動的圈數(shù)為:,軸滾動的圈數(shù)與輪相同,則軸向前滾動的距離為:,(a)圖,拉力F作用在軸的下端時,軸向前滾動會使細(xì)線“收縮”,拉力端實際移動的距離:,F(xiàn)做功大?。?;(b)圖,拉力F作用在軸的上端時,軸向前滾動會使細(xì)線“拉長”,拉力端實際移動的距離:,F(xiàn)做功大小:.18.(2019·湖南長沙·九年級校聯(lián)考競賽)質(zhì)量為4×103kg的汽車在平直公路上以12m/s速度勻速行駛,汽車所受空氣和路面對它的阻力是車重的0.1倍,此時汽車發(fā)動機(jī)的輸出功率是W.如保持發(fā)動機(jī)輸出功率不變,阻力大小不變,汽車在每行駛100m升高2m的斜坡上勻速行駛的速度是m/s.【答案】4800010【詳解】[1]汽車受到阻力:F阻=0.1mg=0.1×4×103kg×10N/kg=4×103N,P=F拉×v=F阻×v=4×103N×12m/s=48000W.[2]根據(jù)每行駛100m升高2m的斜坡可得:sin(a)==0.02F阻總=4×103+G×sin(a)=4000+40000×0.02=4800Nv=.19.(2017·山東臨沂·九年級競賽)用已經(jīng)學(xué)過的知識解決陌生的問題是以后上高中學(xué)習(xí)的基本能力.(1)如圖甲,質(zhì)量為m的小球從高度為h的光滑斜面頂端由靜止自由滑下,到達(dá)斜面底端的速度為v.此過程機(jī)械能守恒,關(guān)系式mgh=mv2成立,則一個物體從高0.8m的光滑斜面頂端自有下滑到斜面底端時的速度為m/s.(g=10m/s2)(2)如圖乙,將物體以一定的初速度v0沿水平方向拋出(不計阻力),物體做平拋運動,在水平方向運動的距離x=v0t,在豎直方向下落得高度y=gt2,則y與x的關(guān)系可用丙圖中的圖線表示.【答案】4b【詳解】解:(1)因為質(zhì)量為m的小球從高度為h的光滑斜面頂端由靜止自由滑下,到達(dá)斜面底端的速度為v,過程中機(jī)械能守恒,所以,將h=0.2m,g=10m/s2代入求解的v=2m/s;將物體以一定的初速度v0沿水平方向拋出(不計阻力),物體做平拋運動,在水平方向運動的距離r=v0t,運動時間為,在豎直方向下落得高度,因此,下落高度y與水平移動距離r的2次方成正比,由此可以判斷曲線為b;故答案為(1)2;b;20.(2022春·廣東佛山·八年級佛山市南海區(qū)大瀝鎮(zhèn)許海初級中學(xué)??几傎悾?)如圖所示,“無葉電風(fēng)扇”比傳統(tǒng)三瓣葉風(fēng)扇,不僅造型獨特美觀、消除了對小朋友的安全隱患,吹出的風(fēng)也是連續(xù)不間斷的。其原理是利用空氣流動造成的氣壓改變從而形成風(fēng),它的底座有臺超強(qiáng)電動機(jī),它吸入大量空氣,再從環(huán)形的內(nèi)壁縫隙向后噴出,這部分噴射空氣因流速大,壓強(qiáng),周圍空氣(選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)這部分噴射空氣流動,就形成了風(fēng);(2)跳傘運動員從高空豎直向下跳傘,只考慮人受到的重力和空氣阻力,下落時的速度-時間圖線如圖所示。從第20s到第30s這個過程中,運動員的動能,重力勢能;30s與50s比較,跳傘運動員受到的空氣阻力大小。(以上三空均選填“增大”、“不變”或“減小”)。【答案】小靠近不變減小不變【詳解】(1)[1][2]從環(huán)形的內(nèi)壁縫隙向后噴出的空氣流速大,壓強(qiáng)小,小于周圍空氣的氣壓,在壓強(qiáng)差的作用下,周圍空氣靠近這部分噴射空氣流動,就形成了風(fēng)。(2)[3]由圖得,從第20s到第30s這個過程中,運動員的速度不變,運動員的質(zhì)量不變,所以運動員的動能不變。[4]從第20s到第30s這個過程中,運動員的質(zhì)量不變,高度下降,重力勢能減小。[5]由圖得,30s與50s跳傘運動員均做勻速直線運動,跳傘運動員受到的空氣阻力與跳傘運動員總重力為平衡力,大小相等,跳傘運動員總重力不變,因此跳傘運動員受到的空氣阻力不變。21.(2023·湖南長沙·九年級統(tǒng)考競賽)如圖甲所示,一塊質(zhì)量為0.2kg的鐵塊被吸附在豎直放置且足夠長的磁性平板上,在豎直方向上拉力F=3N的作用下向上運動,鐵塊運動速度v與時間t的關(guān)系圖象如圖乙所示.則鐵塊受到的摩擦力為N,0~6s內(nèi)拉力F做的功是J(取g=10N/kg)【答案】13.6【詳解】由于物體在豎直方向上處于平衡狀態(tài),所以在豎直方向上受力平衡,通過受力分析可知,物體在豎直方向上受到三個力,豎直向上的拉力與豎直向下的重力和摩擦力,這三個力平衡,物體的重力G=mg=0.2kg×10N/kg=2N,所以可求得鐵塊受到的摩擦力為3N-2N=1N;6s內(nèi)物體通過的距離為1.2m,所以0~6s內(nèi)拉力F做的功是W=Fs=3N×1.2m=3.6J.22.(2020春·廣東·八年級校聯(lián)考競賽)如圖甲所示,將一塊質(zhì)地均勻的長為80cm的長木板平放在水平桌面上,用F=3N的水平推力向右勻速推動木板,使其右端逐漸露出桌面20cm(如圖乙所示)。在這一過程中,桌面受到摩擦力的大小,長木板對桌面的壓強(qiáng)(以上兩空均選填“變大”、“不變”或“變小”),水平推力F做的功為J?!敬鸢浮坎蛔冏兇?.6【詳解】[1]向右緩慢地推木板的過程中,雖然受力面積變小,但是摩擦力大小和接觸面積大小無關(guān),又因為壓力和接觸面的粗糙程度不變,摩擦力f不變。[2]在水平面上物體對桌面的壓力和自身的重力相等,向右緩慢地推木板的過程中,木板對桌面的壓力F不變;由p=,且向右緩慢地推木板的過程中壓力不變,受力面積變小,則木板對桌面的壓強(qiáng)p變大。[3]已知長為80cm的長木板,向右勻速推動木板,使其右端逐漸露出桌面20cm,即推力移動的距離s=20cm=0.2m水平推力F做的功W=Fs=3N×0.2m=0.6J23.(2023春·安徽安慶·九年級校聯(lián)考競賽)如圖所示,甲用90N的拉力,乙用50N的推力,在30s內(nèi)共同使一輛小車從一個傾角為30°、長為60m的斜坡底端勻速運動到頂端.甲、乙二人對小車做功J,甲對小車做功的功率為W.【答案】8400180【詳解】由題知,小車受到甲、乙二人的推力F=F甲+F乙=90N+50N=140N,小車沿斜面在力的方向上通過的距離為s=60m,所以甲乙二人對小車做的功W=FS=140N×60m=8400J.甲對小車做功的功率.四、實驗題24.(2019·湖南邵陽·八年級統(tǒng)考競賽)某學(xué)校“牛頓小組”的同學(xué)在探究重力勢能的實驗中用到三個體積相同的小球,它們的質(zhì)量關(guān)系為,實驗的情景如圖所示.(1)通過觀察小球陷入細(xì)沙的深度來反映重力勢能的大小,應(yīng)用的物理方法是(填“轉(zhuǎn)換法”或“類比法”).(2)分析甲、乙兩種情況可知,重力勢能的大小與物體的有關(guān).(3)小鐵球落入細(xì)沙后,速度不斷減小直至靜止,它的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為能.(4)同學(xué)們還發(fā)現(xiàn)小球離地面越高,下落到地面所用的時間越長,他們測出了小球自由下落高度h和下落時間的平方的數(shù)據(jù)如下表,分析數(shù)據(jù),寫出h與的關(guān)系式為.實驗次數(shù)1234562.454.97.359.812.2514.70.51.01.52.02.53.0【答案】轉(zhuǎn)換法質(zhì)量內(nèi)【詳解】(1)[1]由題意知,實驗中通過觀察小球陷入細(xì)沙的深度來間接判斷物體重力勢能大小的,運用了轉(zhuǎn)換法;(2)[2]由題知m1<m2,即圖甲和圖乙中物體的質(zhì)量不同,但從同一高度落下,且乙圖中小球進(jìn)入細(xì)砂中的深度更深,因此可知重力勢能與物體的質(zhì)量有關(guān);(3)[3]當(dāng)小球陷入沙中,與沙子摩擦,最終靜止,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;(4)[4]根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)可知,;;;;;,小球下落高度與所需時間之間的關(guān)系為:h=4.9t2.五、計算題25.(2018·全國·九年級長郡中學(xué)競賽)如圖所示,是使用汽車從湖水中打撈重物的示意圖.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=0.2m/s向右運動.圖乙是此過程中汽車?yán)瓌又匚锏睦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、繩重和滑輪的摩擦,g取10N/kg.求:(1)重物露出水面前,汽車?yán)匚锏墓β?;?)圓柱形重物的密度;(3)水對湖底的壓強(qiáng)(整個過程中,湖水深度不變).【答案】(1)700W;(2)8×103kg/m3;(3)1.2×105Pa.【詳解】(1)根據(jù)題意及圖象乙,重物重力G=4000N,質(zhì)量;重物露出水面前,汽車的拉力F=3500N;則:;所以重物露出水面前,汽車?yán)匚锏墓β蕿?00W;(2)物體所受的浮力;物體的體積;圓柱形重物的密度;答:圓柱形重物的密度為8×103kg/m3;(3)圓柱體上升到上底面與水面相平時,圓柱體下底面距河底的高度為:;圓柱體從上底面與水面相平上升到下底面與水面相平時,上升的距離恰好等于圓柱體的高.;河水的深度為:;水對湖底的壓強(qiáng).答:水對湖底的壓強(qiáng)為1.2×105Pa.【點睛】(1)從圖象上可以看出物體浸沒水中時拉力的大小,根據(jù)公式可求重物露出水面前,汽車?yán)匚锏墓β?露出水面后繩子的拉力就等于物體的重力;根據(jù)公式可求物體的質(zhì)量;(2)繩子兩次拉力之差,就是物體所受的浮力,根據(jù)浮力公式求出體積的大小;根據(jù)公式求出物體密度的大小;(3)圓柱體上升到上底面與水面相平時,根據(jù)公式可求圓柱體下底面距河底的高度;圓柱體從上底面與水面相平上升到下底面與水面相平時,升的距離恰好等于圓柱體的高;最后利用液體壓強(qiáng)公式求出水對湖底的壓強(qiáng).26.(2023春·湖北黃石·八年級統(tǒng)考競賽)如圖甲所示,A、B兩物體都是質(zhì)量均勻的正方體,邊長都為4cm,質(zhì)量分別為32g、76.8g。將長度為4cm的細(xì)線兩端分別固定在物體A、B表面的中央,構(gòu)成一個連接體放入底面積為40cm2、自重為0.112N的圓柱體容器中,如圖乙所示。A、B兩物體和繩子都不吸水,繩子質(zhì)量和容器壁厚度忽略不計,,g取。求:(1)此時圖乙中容器對桌面的壓強(qiáng)p1;(2)小亮同學(xué)緩慢的沿容器壁注入水,當(dāng)注水質(zhì)量為204g時,A、B兩物體靜止后,水對容器底的壓強(qiáng)p2;(3)若小亮同學(xué)緩慢的沿容器壁注入水,當(dāng)A、B之間的細(xì)線剛好繃直時停止注水,待A、B兩物體靜止后,在A上表面中心處施加豎直向下的壓力,使其緩慢向下運動,直至A恰好完全浸沒在水中,則從施加壓力開始到物體A恰好完全浸沒,A的重力所做的功。(容器足夠高)

【答案】(1)p1=300Pa;(2)p2=750Pa;(3)3.84×10-3J?!驹斀狻拷猓海?)由題意知物體A的重力為B的重力為圖中容器對桌面的壓力為圖中容器對桌面的壓強(qiáng)為(2)當(dāng)注水質(zhì)量為204g時,由可得,注水的體積為物體A和B的體積由密度公式可得,物體A的密度為物體B的密度為因ρA<ρ水<ρB所以,A會漂浮在水面、B會沉底;當(dāng)長度為3cm的細(xì)線剛好拉直時,物體A受到的浮力為由F浮=ρgV排可得,物體A排開水的體積為此時物體A浸入水中的深度為此時容器內(nèi)水的深度為此時容器內(nèi)水的體積則繩子沒有被拉直,設(shè)AB之間的距離為L繩′,則容器內(nèi)水的體積為即解得:L繩′=1.5cm,所以,容器內(nèi)水的深度水對容器底的壓強(qiáng)(3)當(dāng)A漂浮時則浸入水的體積為A露出水面的高度為A從漂浮到完全浸沒在水中的過程中,下降的距離為該過程中重力做的功為答:(1)圖乙中容器對桌面的壓強(qiáng)p1=300Pa;(2)水對容器底的壓強(qiáng)p2=750Pa;(3)重力做的功為3.84×10-3J。27.(2022春·廣東佛山·八年級佛山市南海區(qū)大瀝鎮(zhèn)許海初級中學(xué)??几傎悾┠侈I車的質(zhì)量是1200kg,車輪與地面的總接觸面積是0.08m2(g=10N/kg)(1)轎車空載靜止時,對水平地面的壓強(qiáng)為多少?(2)在平直的公路上以恒定的功率測試轎車性能時,轎車由靜止開始運動,水平方向獲得的動力F隨運動時間t的變化關(guān)系如圖所示。t=20s后,轎車以30m/s的速度做勻速直線運動,則在20-40s時間內(nèi)牽引力做的功為多少?轎車發(fā)動機(jī)的功率為多大?【答案】(1)1.5×105Pa;(2)1.2×106J,6×104W【詳解】解:(1)因為轎車做勻速直線運動,故轎車對水平地面的壓力為F=G=mg=1.2×103kg×10N/kg=1.2×104N轎車對水平地面的壓強(qiáng)為(2)由圖可知,轎車在20~40s時間內(nèi)牽引力F保持不變,F(xiàn)=2×103N,根據(jù)可得,在20~40s時間內(nèi)通過的路程s=vt=30m/s×(40s﹣20s)=600m在20~40s內(nèi)牽引力做的功為W=Fs=2×103N×600m=1.2×106J轎車發(fā)動機(jī)的功率為答:(1)它空載靜止時,對水平地面的壓強(qiáng)為1.5×105Pa;(2)轎車在20~40s時間內(nèi)牽引力做的功1.2×106J;轎車發(fā)動機(jī)的功率為6×104W。28.(2023春·湖南衡陽·八年級湖南省衡南縣第一中學(xué)校聯(lián)考競賽)為美化環(huán)境造福人民,東營市城市管理局在治理護(hù)城河時修建了一座橋。如圖甲所示,使用吊車向河底投放圓柱形混凝土構(gòu)件,在整個投放過程中,混凝土構(gòu)件以的速度勻速豎直下降。圖乙是鋼絲繩的拉力隨時間的變化圖像。當(dāng)時吊車開始投放混凝土構(gòu)件,到時結(jié)束,此時構(gòu)件豎立在河中。(已知水的密度為,混凝土的密度為,鋼筋的密度為,取,水的阻力忽略不計)求:(1)混凝土構(gòu)件的體積;(2)投放結(jié)束時混凝土構(gòu)件頂部受到水的壓強(qiáng);(3)通過計算說明這種混凝土構(gòu)件有沒有鋼筋制作的骨架;(4)投放過程中混凝土構(gòu)件重力做的功和功率?!敬鸢浮?1);(2);(3)這種混凝土構(gòu)件有鋼筋制作的骨架;(4)6000J,60W?!驹斀狻?1)由圖乙可以看出,當(dāng)時間為時,拉力大小不再改變,混凝土構(gòu)件完全浸沒在水中,構(gòu)件所受浮力,由可得構(gòu)件的體積:;(2)由圖乙讀出構(gòu)件完全浸沒在水中后下落到底部所需的時間:,構(gòu)件頂部到水面的深度:,構(gòu)件頂部受到水的壓強(qiáng):;(3)由圖乙可知,構(gòu)件的重力,由得構(gòu)件的密度:,因為,所以這種混凝土構(gòu)件有鋼筋制作的骨架;(4)由圖乙可知,構(gòu)件的重力,構(gòu)件在投放過程中下降的高度,則構(gòu)件在投放過程中重力做的功,則構(gòu)件在投放過程中重力做功的功率。答:(1)混凝土構(gòu)件的體積是0.04m3;(2)投放結(jié)束時混凝土構(gòu)件頂部受到水的壓強(qiáng)是2.5×104Pa;(3)這種混凝土構(gòu)件有鋼筋制作的骨架;(4)投放過程中混凝土構(gòu)件重力做的功是6000J和功率是60W。29.(2019·河北·九年級校聯(lián)考競賽)圖(甲)所示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=0.2m/S向右運動.圖(乙)是此過程中汽車?yán)瓌又匚锏墓β蔖隨時間t的變化圖象,設(shè)t=0時汽車開始提升重物,忽略水的重力和滑輪的摩擦,g取10N/kg.求:(1)圓柱型重物的質(zhì)量?(2)圓柱型重物的密度?(3)打撈前,圓柱形重物的上表面所受的水的壓力?(4)從打撈開始到圓柱形重物剛剛?cè)柯冻鏊?,汽車共對重物做了多少功?【答案】?)400kg(2)8×103kg/m3(3)2.5×103N(4)42500J【詳解】(1).因為P===Fv,所以汽車在CD階段對重物的拉力:F1===4000N,所以物體受到的重力為:G=F1=4000N,物體的質(zhì)量為:m===400kg.(2).同理汽車在AB階段對重物的拉力為:F2===3500N,此時物體受到的浮力為:F?。紾﹣F2=4000N﹣3500N=500N,物體的體積為:V=V排===5×10-2m3,物體的密度為:ρ===8×103kg/m3.(3).重物從上表面接觸到水面到剛好整個物體全部出水經(jīng)歷的時間為:t=60s﹣50s=10s,物體的高度:h=0.2m/s×10s=2m,物體的表面積:S===2.5×10﹣2m2,由圖乙AB階段可知,物體從水底上升到上表面剛好接觸水面用時50s,上升高度為:H=0.2m/s×50s=10m,所以水對上表面產(chǎn)生的壓力:F壓=pS=ρ水gHS=1×103kg/m3×10N/kg×10m×2.5×10﹣2m2=2.5×103N.(4).從開始打撈到物體上表面露出水面拉力做的功為:W1=PAB×t1=700W×50s=35000J;物體從上表面露出水面到完全離開水面拉力做的功為:W2=△P×t2=×10s=7500J,整個打撈過程拉力做的功為:W=W1+W2=35000J+7500J=42500J.答:(1).物體的質(zhì)量為400kg.(2).物體的密度為8×103kg/m3.(3).物體上表面受到的壓力為2.5×103N.(4).從打撈開始到圓柱形重物剛剛?cè)柯冻鏊?,汽車共對重物做?2500J的功.30.(2021秋·廣東佛山·九年級佛山市南海區(qū)大瀝鎮(zhèn)許海初級中學(xué)??几傎悾┤鐖D所示,水平桌面上放置一圓柱形容器,其內(nèi)底面積為200cm2,容器側(cè)面靠近底部的位置有一個由閥門K控制的出水口,物體A是邊長為10cm的正方體,用不可伸長的輕質(zhì)細(xì)線懸掛放入水中靜止,此時有的體積露出水面,細(xì)線受到的拉力為12N,容器中水深為18cm.已知,細(xì)線能承受的最大拉力為15N,細(xì)線斷裂后物體A下落過程不翻轉(zhuǎn),物體A不吸水,g取10N/kg.(1)求物體A的密度;(2)打開閥門K,使水緩慢流出,問放出大于多少kg水時細(xì)線剛好斷裂?(3)細(xì)線斷裂后立即關(guān)閉閥門K,關(guān)閉閥門K時水流損失不計,物體A下落到容器底部穩(wěn)定后,求水對容器底部的壓強(qiáng);(4)從細(xì)線斷裂到物體A下落到容器底部的過程中,求重力對物體A所做的功.【答案】(1)2×103kg/m3(2)0.3kg(3)1.75×103Pa(4)2J【分析】(1)根據(jù)物體A邊長為10cm,可求其體積大小,由于用細(xì)繩懸掛放入水中,有1/5的體積露出水面,求出V排,利用即可求出A受到的浮力;然后根據(jù)物體平衡求出物體A的重力;進(jìn)而求出質(zhì)量,利用密度公式求密度.(2)根據(jù)物體A浸沒的體積求出物體A浸入水的深度,當(dāng)細(xì)線剛好斷裂時,根據(jù)物體受力情況求出物體A此時受到的浮力,利用即可求出浸沒的體積,然后求出浸入水的深度,即可求出水面下降的高度,最后即可利用求出放出的水的體積,利用求出放出的水質(zhì)量;(3)細(xì)線斷裂后,由于物體A浸沒在水中,求出浸入水中后液面升高的高度,然后得出水的深度,利用計算水對容器底部的壓強(qiáng);(4)根據(jù)物體A的下表面求出物體A下降的高度,利用即可求出重力對物體A所做的功.【詳解】(1),由于用細(xì)繩懸掛放入水中,有的體積露出水面,則,對物體受力分析得,物體A的重力,物體A的質(zhì)量物體A的密度(2)物體原來浸入水中的深度細(xì)線剛好斷裂時,根據(jù)物體受力分析得,,根據(jù)可得:則物體現(xiàn)在浸入水中的深度水下降的深度:,放出水的質(zhì)量:所以應(yīng)放出大于0.3kg水時細(xì)線斷裂;(3)由于細(xì)線剛好斷裂時,露出水面的體積為:,則細(xì)線斷裂后,物體A下落到容器底部穩(wěn)定后,液面上升的高度:;物體A下落到容器底部穩(wěn)定后水深:,水對容器底部的壓強(qiáng);(4)物體A下落的高度;重力對物體A做的功答:(1)物體A的密度為2×103kg/m3;(2)打開閥門K,使水緩慢流出,放出大于0.3kg水時細(xì)線剛好斷裂;(3)水對容器底部的壓強(qiáng)為1.75×103Pa;(4)從細(xì)線斷裂到物體A下落到容器底部的過程中,重力對物體A所做的功為2J.【點睛】本題考查了阿基米德原理和液體壓強(qiáng)、功的計算,判斷出細(xì)線剛好斷裂時物體的受力情況即可解答.31.(2022秋·全國·八年級校聯(lián)考競賽)某次跳傘訓(xùn)練中,體重為500N的運動員從空中懸停的直升機(jī)上由靜止開始豎直跳下,其速度與時間的關(guān)系如圖所示,經(jīng)15s下落210m后,開始做勻速直線運動直至落地,整個過程用時30s,求在這個過程中:(1)運動員下落的平均速度;(2)重力做的功;(3)勻速下降時重力做功的功率.【答案】(1)10m/s;(2)1.5×105J;(3)3000W【詳解】解:(1)運動員在0~15s下落的路程為s前=210m,由圖象可知,15s后運動員以6m/s的速度做勻速直線運動,則運動員在15~30s通過的路程為s后=vt后=6m/s×15s=90m運動員通過的總路程為s=s前+s后=210m+90m=300m總時間為t=30s,則整個過程中運動員下落的平均速度=10m/s(2)運動員下落的高度為h=s=300m重力做的功為W=Gh=500N×300m=1.5×105J(3)勻速下降時重力做功的功率為P==Gv2=500N×6m/s=3000W答:(1)運動員下落的平均速度是10m/s;(2)重力做的功是1.5×105J;;(3)勻速下降時重力做功的功率是3000W。32.(2023·湖南長沙·九年級統(tǒng)考競賽)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=0.2m/s向右運動。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。(3)打撈前,圓柱形重物上表面所受水的壓力?!敬鸢浮?1)400kg;(2)8×103kg/m3;(3)2.5×103N【詳解】(1)由圖可知:汽車在AB段的功率為P1=700W。速度為0.2m/s,根據(jù)P==Fv可求出汽車在AB段對物體的拉力為F1==3500N同理,汽車在CD段對物體的拉力為F2==4000N整個物體打撈過程分為三個階段。第一階段,將重物從水底拉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浮+F1第二階段,將重物拉出水面過程,這一過程,F(xiàn)浮變小直到為0,拉力F越來越大,對應(yīng)圖BC段。第三階段,重物剛好全部拉出水面,以后繼續(xù)向上拉的過程,這一過程G不變,拉力F3與重力G相等,對應(yīng)圖CD段G=F3因為G=F3=4000N所以m==400kg(2)物體在水中受到的浮力F?。紾﹣F1=F3﹣F1=4000N﹣3500N=500NF?。溅阉甮V排=ρ水gV物V物==5×10-2m3ρ物==8×103kg/m3(3)由圖BC段可知,打撈的重物從上表面接觸到水面到剛好整個物體露出水面,所需時間t=60s﹣50s=10s上升的速度為0.2m/s,所以物體升高h(yuǎn)=10s×0.2m/s=2m所以物體上下表面積S==2.5×10-2m2原來物體上表面距離水面的高度h1=vt=0.2m/s×50s=10mF壓=pS=ρ水gh1S=1×103kg/m3×10N/kg×10m×2.5×10-2m2=2.5×103N答:(1)圓柱形重物的質(zhì)量是400kg;(2)圓柱形重物的密度是8×103kg/m3;(3)打撈前,圓柱形重物上表面所受水的壓力是2.5×103N。33.(2019·湖南邵陽·八年級統(tǒng)考競賽)近日,載著“霧炮”的大型環(huán)衛(wèi)工作車在婁底各城區(qū)道路上作業(yè),所到之處雨霧紛飛,引起行人注意。多功能抑塵車又名霧炮車,能夠高效降塵、降低城市PM2.5濃度,因而又有“降霾神器”美稱。若該車技術(shù)參數(shù)如下:空車質(zhì)量6t,最大載水量10t,支持連續(xù)噴水1小時,噴灑距離為10公里,最大能噴灑出45米高的水霧,它使用柴油機(jī)提供動力。裝滿水后,車輪與地面的總接觸面積為0.5m2。問:(1)空載時,灑水車靜止時對水平地面的壓強(qiáng)為多少?(2)在某水平直線路段勻速行駛時,其受到的摩擦力是其總重力的0.1倍,當(dāng)汽車滿載且未噴水時,3min行駛了1440m,消耗9×107J的能量,求:霧炮車的發(fā)動機(jī)的效率是多少?(3)豎直噴霧時,水霧和空氣的混合物密度為ρ,噴口面積為S,噴出的水霧的初速度為v,某次噴射持續(xù)時間為t,噴射高度為h,求風(fēng)機(jī)功率;(4)當(dāng)霧炮車在水平路面上勻速行駛并不斷向外噴水時,霧炮車發(fā)動機(jī)的輸出功率如何變化?為什么?【答案】(1)1.2×105Pa;(2)25.6%;(3)ρSvgh;(4)詳見解析【分析】(1)裝滿水時,車對地面的壓力等于車和水的重力之和,根據(jù)求出其大小,再根據(jù)求出車對地面的壓強(qiáng)。(2)根據(jù)摩擦力與總重力的關(guān)系求出摩擦力,利用二力平衡條件求出牽引力,然后利用求出牽引力做的功,再利用計算霧炮車發(fā)動機(jī)的效率。(3)利用求出質(zhì)量,求出重力,再利用求出克服重力所做的功,最后利用計算風(fēng)機(jī)功率。(4)根據(jù),結(jié)合滑動摩擦力大小的影響因素分析解答?!驹斀狻?1)裝滿水時,車對地面的壓力車對地面的壓強(qiáng)(2)灑水車受到的摩擦力灑水車在某水平直線路段勻速行駛時,牽引力與摩擦力是一對平衡力,則有牽引力做的功霧炮車發(fā)動機(jī)的效率(3)根據(jù)、和可得,水霧和空氣混合物的重力則克服重力做功風(fēng)機(jī)的功率(4)霧炮車發(fā)動機(jī)的輸出功率逐漸減??;因為霧炮車在水平路面上勻速行駛并不斷向外噴水時,車的速度不變,車的重力減小,對路面的壓力減小,故車受到的摩擦力減小,根據(jù)二力平衡條件可知,車受到的牽引力減小,則根據(jù)知,霧炮車發(fā)動機(jī)的輸出功率逐漸減小。答:(1)水箱滿載水時,灑水車對地面的壓強(qiáng)為3.2×105Pa;(2)牽引力做功的功率是1.28×105W;(3)風(fēng)機(jī)功率為ρSvgh;(4)詳見解析。六、綜合題34.(2023春·湖北黃石·八年級統(tǒng)考競賽)高仿真渦噴(指發(fā)動機(jī)類型)航模飛機(jī)(圖甲)的表演極具觀賞性。這種航模飛機(jī)需在跑道上加速滑行一段距離,獲得足夠的升力后才能起飛。已知航模飛機(jī)在起飛離地前,平直跑道對它的支持力與滑行距離s的關(guān)系如圖乙所示。發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的推力為400N,滑行中獲得的升力為F=cv2,式中比例系數(shù)c=6.4N·s2/m2,v是航模飛機(jī)的滑行速度。g取10N/kg,根據(jù)圖像解答下列問題:

(1)航模飛機(jī)的質(zhì)量為kg,起飛過程中發(fā)動機(jī)做的功為J;(2)航模飛機(jī)起飛離地時獲得的升力為N,速度為m/s;(3)根據(jù)航模飛機(jī)在豎直方向的受力和圖乙的解析式,推導(dǎo)其滑行距離s與滑行速度v之間的關(guān)系式?!敬鸢浮俊驹斀狻浚?)[1]根據(jù)圖乙可知,當(dāng)飛機(jī)靜止時,所受重力與支持力平衡,大小相等,即由得,飛機(jī)的質(zhì)量為[2]根據(jù)圖乙可知,飛機(jī)起飛前的滑行的距離為:s=30m,飛機(jī)發(fā)動機(jī)做的功為(2)[3]飛機(jī)剛好離地時,獲得的升力大小等于飛機(jī)的重力,即[4]由F升=cv2可得,飛機(jī)的速度為(3)[5]在乙中,設(shè)支持力F支與滑行距離s之間的關(guān)系為代入數(shù)據(jù)有可得又由①②兩式可得即:支持力F支與滑行距離s之間的關(guān)系為滑行過程中飛機(jī)的受力關(guān)系為結(jié)合關(guān)系式F升=cv2可得代入c=6.4N?s2/m2可得,滑行距離s與滑行速度v之間的關(guān)系式為35.(2021·廣東佛山·九年級統(tǒng)考競賽)小星和家人乘坐過山車,當(dāng)過山車經(jīng)過軌道最高位置時,他明顯感覺到自己仍然在擠壓座椅,如圖甲所示。小星問爸爸:我經(jīng)過最高位置時,由于要受到豎直向下的重力,按說不應(yīng)該對倒置的座椅產(chǎn)生壓力呀,但我明顯感覺到自己仍然在擠壓坐犄,這是為什么呢?爸爸向他解釋道:剛才我們在軌道上的運動是圓周運動,而做圓周運動的物體,需要有指向圓心的力來改變物體的運動方向使物體做這種運動,這種力叫向心力,剛才過出車經(jīng)過軌道內(nèi)側(cè)最高位置時所需的向心力就是由重力和座椅對人的作用力共同提供的。小星進(jìn)一步查閱資料得知,如圖乙所示,若一個質(zhì)量為m的物體,沿半徑為r的圓弧做圓周運動,其運動的速度為v(即單位時間內(nèi)物體通過的圓弧長),那么物體所需向心力的大小為。如圖丙所示,是小星模擬過山車的運動情景,光滑水平軌道左端固定一輕質(zhì)彈簧,右端與半徑為r的半圓軌道BCD相切,半圓軌道接觸面粗糙程度均勻,半圓的直徑BD是豎直的,輕質(zhì)彈簧無形變,最右端位于O點,小球(與彈簧右端只接觸,并不相連接)在外力作用下壓縮彈簧至A位置時釋放。小球被彈出,在O點離開彈簧,小球此時速度太小為7m/s。小球能夠沿著軌道運動并到達(dá)半圓軌道的最高位置D點,小球此時速度大小為3m/s。其中,小球的質(zhì)量為0.2kg,光滑水平軌道OB段的長度為2.1m,半圓軌道的半徑為r=0.6m,g取10N/kg。若不計空氣阻力,小球可看成一個點。請回答下列問題:(1)小球在光滑水平軌道OB段運動的時間是;(2)小球通過位置D時受到的作用力有,此時小球的速度比小球離開彈簧時的速度小,其原因是;(3)當(dāng)小球到達(dá)半圓軌道的最高位置D點時,小球?qū)壍赖膲毫Υ笮??!敬鸢浮?.3s重力、軌道壓力和摩擦力小球從B到D時要克服摩擦力做功,同時動能轉(zhuǎn)化為重力勢能,動能減少,速度變小1N【詳解】(1)[1]小球離開O點時的速度為7m/s,水平軌道OB光滑無摩擦,由牛頓第一定律可知,小球在OB段以7m/s的速度做勻速直線運動,根據(jù)公式可知,小球在光滑水平軌道OB段運動的時間是(2)[2]小球通過位置D時,受到軌道的摩擦力、豎直向下的重力及軌道向下的壓力;[3]小球從O點運動到D點,一方面小球的一部分動能轉(zhuǎn)化為重力勢能;另一方面,小球沿粗糙的軌道運動時,克服摩擦力做功,一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所以小球在D點的動能小于O點的動能,則小球在D點時的速度比小球離開彈簧時的速度小。(3)[4]當(dāng)小球到達(dá)半圓軌道的最高位置D點時,所需向心力的大小為小球的重力為G=mg=0.2kg×10N/kg=2N小球所需的向心力由軌道壓力和重力共同提供,所以受到軌道的壓力F=F向-G=3N-2N=N=1N由于小球受到軌道的壓力和小球?qū)壍赖膲毫κ且粚ο嗷プ饔昧?,所以小球?qū)壍赖膲毫?N。36.(2022春·廣東佛山·八年級佛山市南海區(qū)大瀝鎮(zhèn)許海初級中學(xué)??几傎悾┤鐖D所示,水平地面O點兩側(cè)粗糙程度不同,但各自的粗糙程度均勻,物體一直受到沿水平方向3N的力F。物體經(jīng)過M點開始計時,每經(jīng)過相同時間,用虛線框記錄物體的位置。物體在MO段做勻速直線運動。(1)以方框內(nèi)的黑點代表物體,畫出物體在MN段運動時在水平方向上的受力示意圖;()(2)在MO和OQ段中,物體所受的摩擦力大小相等嗎?,判斷依據(jù)是;(3)力F在MN、OP段做功分別為WMN、WOP,功率分別為PMN、POP,則WMNWOP,PMNPOP(選填“>”、“=”或“<”),判斷PMN、POP大小關(guān)系的依據(jù)是。【答案】不相等雖然壓力相同,但水平地面O點兩側(cè)粗糙程度不同=<見詳解【詳解】(1)[1]物體在MN段做勻速直線運動,水平方向上受到向右的拉力和向左的摩擦力,拉力和摩擦力平衡,大小相等。如下圖所示(2)[2][3]滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面粗糙程度有關(guān),在MO和OQ段中,物體對接觸面的壓力相同,而接觸面的粗糙程度不同,所以在MO和OQ段中,物體所受的摩擦力大小不相等。(3)[4]根據(jù)可知力F在MN、OP段力的大小相同,物體沿力的方向移動距離相等,所以F在MN、OP段做的功相等。[5][6]由圖可知,物體在MN段運動的時間大于在OP段運動的時間,根據(jù)可知,在做功相同時,做功時間越長功率越小,所以PMN<POP。37.(2022春·廣東佛山·八年級佛山市南海區(qū)大瀝鎮(zhèn)許海初級中

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