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文檔簡介
第11講功和功率及其計(jì)算
類型一:功及其計(jì)算
1.做功的兩個(gè)必要的因素:一個(gè)是力作用在物體上,二是在力的作用方向上通過了
一定的距離。
2.其中不做功的三種情況,有力無距離(物體雖然受力,但是物體沒有在力的方向
上通過距離),有距離無力(物體移動(dòng)了一段距離,但在此運(yùn)動(dòng)方向上沒有受到力
的作用)和距離垂直及物體受力沒有移動(dòng),是物體沿力方向通過的距離,物體憑
慣性運(yùn)動(dòng)。
超例題精講:
【例1】如圖所示,服務(wù)員送餐時(shí),當(dāng)服務(wù)員托著餐盤在水平路面上勻速行走時(shí),他的手對餐盤_____;
當(dāng)服務(wù)員托著餐盤從一樓廚房端上二樓的餐廳時(shí),他的手對餐盤_____O(選填“做了功”或“沒做功”)
【答案】沒做功做了功
【詳解】口]⑵服務(wù)員托著餐盤在水平路面上勻速行走時(shí),對餐盤有豎直向上的力,移動(dòng)的方向?yàn)樗椒?/p>
向,所以不做功;服務(wù)員托著餐盤時(shí),對餐盤有豎直向上的力,從一樓廚房端上二樓的餐廳時(shí),餐盤在力
的方向上通過了一定距離,所以他對餐盤做了功。
困真題演練:
1.(湖北孝感?中考真題)對生活中的有關(guān)物理現(xiàn)象,其說法正確的是()
A.利用斜面搬運(yùn)物體,既可省力也可省功
B.建筑工地上塵土飛揚(yáng),不能說明分子在不停地作無規(guī)則運(yùn)動(dòng)
C.開車要系安全帶,是為了在緊急剎車時(shí)減少駕駛員的慣性
D.刮大風(fēng)時(shí)窗戶有時(shí)會(huì)被向外推開,這是由于室外的大氣壓強(qiáng)大于室內(nèi)的大氣壓強(qiáng)
【答案】B
【詳解】A.利用斜面搬運(yùn)物體,可以省力,但使用任何機(jī)械都不能省功,故A錯(cuò)誤;
B.建筑工地上塵土飛揚(yáng),塵土雖然很小,但與分子相比還屬于宏觀的物體,不能說明分子在不停地作無規(guī)
則運(yùn)動(dòng),故B正確;
C.開車要系安全帶,是為了在緊急剎車時(shí)減少慣性的危害,但不能減小慣性,故C錯(cuò)誤;
D.刮大風(fēng)時(shí)窗戶有時(shí)會(huì)被向外推開,這是由于室外的空氣流速大,壓強(qiáng)小,所以室外的大氣壓強(qiáng)小于室
內(nèi)的大氣壓強(qiáng),故D錯(cuò)誤;
故選B.
點(diǎn)睛:注意慣性的理解,慣性是物體的基本屬性,與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān),與質(zhì)量大小有關(guān),且慣性不是
力,不能說成:受到慣性作用,而應(yīng)該描述成:具有慣性.
2.(貴州安順?統(tǒng)考中考真題)僅用8天就建成的武漢火神山醫(yī)院,彰顯的不僅是中國速度,更是戰(zhàn)勝疫情
的堅(jiān)強(qiáng)決心。如圖所示,為了在最短的時(shí)間完成地面基礎(chǔ)建設(shè),上百臺挖掘機(jī)同時(shí)工作,其目的是增大所
有挖掘機(jī)總的()
A.機(jī)械效率B.功率C.功D.有用功
【答案】B
【詳解】建成一所醫(yī)院所做的有用功是相同的,為了減小做功的時(shí)間(縮短工期),根據(jù)P=:可知,需要
增大挖掘機(jī)的功率,所以,上百臺挖掘機(jī)同時(shí)工作,其目的是增大所有挖掘機(jī)總的功率,故B正確,ACD
錯(cuò)誤。
故選B。
3.(湖北黃岡?統(tǒng)考中考真題)成語“水滴石穿”,比喻力量雖小,但只要堅(jiān)持,功到自然成。從物理的角度
分析:①力改變了石頭的形狀;②水滴沖擊石頭時(shí),石頭對水滴沒有作用力;③水滴加速下落過程,重力
對水滴做了功;④水滴加速下落過程,受到了平衡力的作用。完全正確的一組是
水滴石穿
A.①③B.①②C.①④D.②④
【答案】A
【詳解】①水滴石穿,水由于重力而下降作用在石頭上,石頭的形狀逐漸改變,故①正確;
②力的作用是相互的,水滴沖擊石頭時(shí),石頭對水滴也有相互作用的力,故②錯(cuò)誤;
③水滴加速下落過程,重力的方向豎直向下,水滴下降的方向豎直向下,所以,重力對水滴做了功,故③
正確;
④水滴下降的過程中,重力大于空氣的阻力,做加速下落運(yùn)動(dòng),受到的是非平衡力的影響,故④錯(cuò)誤。
故選Ao
4.(2022?四川自貢?統(tǒng)考中考真題)小明同學(xué)用15N的水平推力推動(dòng)重為100N的超市購物車。購物車自
靜止開始在10s內(nèi)沿水平方向前進(jìn)了10m。在整個(gè)過程中推力做功為J,重力做功為
【答案】1500
【詳解】口]推力的方向水平向前,推車水平方向移動(dòng)的距離為10m,由勿=Fs可知,在整個(gè)過程中推力
做功
W=Fs=15Nx10m=150J
⑵當(dāng)一個(gè)力作用在物體上,并使物體在力的方向上通過了一段距離,力學(xué)中就說這個(gè)力對物體做了功。重
力的方向?yàn)樨Q直向下,但推車未在豎直方向上移動(dòng)距離,故重力沒做功,其大小為0。
5.(2022?四川攀枝花?統(tǒng)考中考真題)小麗穿上旱冰鞋,向前推墻,她會(huì)向后運(yùn)動(dòng),這說明物體間力的作
用是。小麗推墻的過程,她對墻(選填“有”或“沒有”)做功。
【答案】相互的沒有
【詳解】[1]小麗穿上旱冰鞋,向前推墻,給墻施加向前的推力,由于力的作用是相互的,墻也會(huì)對她施加
向后的反作用力,使她向后運(yùn)動(dòng)。
⑵小麗推墻的過程,她對墻施加向前的力,但墻沒有在力的方向上移動(dòng)距離,所以她對墻沒有做功。
6.(2022?山東日照?統(tǒng)考中考真題)物理課上,喜歡動(dòng)手的小明幫助老師搬運(yùn)實(shí)驗(yàn)器材,器材所受的重力
為20N,距離講臺的水平距離的=1.2m,距離講臺面的豎直高度麗=0.8m,如圖所示。小明先用4s的
時(shí)間在〃點(diǎn)將器材勻速豎直搬起0.8m,再勻速直線運(yùn)動(dòng)5s到達(dá)講臺的N點(diǎn)。小明水平移動(dòng)器材時(shí),速度
大小為cm/s、對器材做的功為Jo
【答案】240
【詳解】口]小明水平移動(dòng)器材時(shí)運(yùn)動(dòng)的距離
s=1.2m=120cm
速度大小為
s120cm
v=-=--------=24cm/s
[2J小明水平移動(dòng)器材時(shí),小明對器材的作用力豎直向上,器材在力的方向上沒有移動(dòng)距離,因此小明水平
移動(dòng)器材時(shí)不對器材做功,故對器材做的功為0。
7.(2022?內(nèi)蒙古呼和浩特?中考真題)如圖為某盤山公路。汽車沿著公路,可以駛上高聳入云的山峰。為
什么盤山公路要修成S形呢?因?yàn)楸P山公路相當(dāng)于斜面,省力而安全。若從山底到山頂?shù)谋P山公路長
6000m,山高900m,一輛5t的小型貨車以恒定功率165kW,勻速沿盤山公路從山底開上山頂,用時(shí)
10min?在貨車從山底到山頂過程中,阻力大小不變。求:
(1)貨車克服重力做的功和發(fā)動(dòng)機(jī)對貨車做的功;
(2)貨車所受阻力大小。
【答案】(1)4.5X107J,9.9X107J;(2)9000N
【詳解】解:(1)貨車的重力為
G=mg=5xlO3kgxl0N/kg=5x104N
貨車克服重力做的功
W=G/i=5x104Nx900m=4.5x107J
由P=?得,發(fā)動(dòng)機(jī)對貨車做的功
[V,=Pt=165xl03Wxl0x60s=9.9xl07J
(2)汽車克服阻力做的功
卬阻=皿'-川=9.9*IlfJ_4.5X1()7J=5,4Xl()7j
由川=尸5得,貨車所受阻力大小為
川阻5.4X107J
尸阻:=9000N
6000m
答:(1)貨車克服重力做的功為4.5X107J,發(fā)動(dòng)機(jī)對貨車做的功為9.9X107J;
(2)貨車所受阻力大小為9000N。
8.(2022?山東東營?統(tǒng)考中考真題)如圖所示,某電動(dòng)叉車拾升石材的情景。電動(dòng)叉車將1500kg石材完成
一次最大起升高度,用時(shí)30s,其項(xiàng)目參數(shù)如下表。(g取10N/kg)
項(xiàng)目參數(shù)
額定載重(kg)1500
最大起升高度(m)3
空載行駛速度(km/h)5
空載質(zhì)量(kg)720
輪胎接地總面積(m2)0.08
(1)求石材被抬升的速度;
(2)求電機(jī)對石材做的功及做功功率;
(3)求空載的電動(dòng)叉車靜止時(shí)對水平地面的壓強(qiáng)。
【答案】(1)O.lm/s;(2)4.5x1O4J,1.5x103W;(3)9x104Pa
【詳解】解:(1)根據(jù)速度的計(jì)算公式可得,石材被抬升的速度為
s3m
v=-=——=O.lm/s
t30s
(2)由重力的計(jì)算公式可得,石材的重力為
G=mg=15OOkgx1ON/kg=1.5xlO4N
根據(jù)功的計(jì)算公式可得,電機(jī)對石材做的功為
W=Gh=1.5X1O4NX3m=4.5X1O4J
由功率的計(jì)算公式可得,電機(jī)對石材做功功率為
W4.5x1O4J
P=—=1.5x103W
t30s
(3)由題意可知,空載叉車靜止時(shí),其對地面的壓力與受到的重力大小相等,空載叉車對地面的壓力為
F=G'=m'g=720kgx10N/kg=7.2x103N
根據(jù)壓強(qiáng)的計(jì)算公式可得,空載的電動(dòng)叉車靜止時(shí)對水平地面的壓強(qiáng)為
F7.2x103N/
p=—=—T-TT;―孱—=9x104Pa
S0.08m2
答:(1)石材被抬升的速度為O.lm/s;
(2)電機(jī)對石材做的功為4.5X10打及做功功率為1.5x103W;
4
(3)空載的電動(dòng)叉車靜止時(shí)對水平地面的壓強(qiáng)為9x10Pao
9.(2022.江蘇南通?統(tǒng)考中考真題)氫能源汽車具有零排放的環(huán)保優(yōu)勢,某款氫能源汽車總質(zhì)量為
1.5xlO3kg,在水平公路上以70km/h的速度勻速行駛時(shí)受到的阻力為IZXICPN,行駛0.5h消耗氫0.6kg,
己如氫的熱值為1.4xl08j/kg,g取10N/kg。求汽車:
(1)受到的重力和牽引大的大小;
(2)行駛的距離和牽引力做的功;
(3)利用氫能的效率。
【答案】(1)1.5X104N,1.2X103N;(2)3.5x104m,4.2X107J;(3)50%
【詳解】解:(1)汽車受到的重力
G=mg=1.5xlO3kgxlON/kg=1.5xlO4N
因?yàn)閯蛩傩旭?,根?jù)二力平衡原理,汽車受到的牽引力
F牽=f=1.2xlO3N
(2)汽車行駛的距離為
s=vt=70km/hx0.5h=35km=3.5x104m
牽引力做的功為
W=F牽s=1.2xl03Nx3.5xl04m=4.2xl07J
(3)氫完全燃燒所產(chǎn)生的熱量
Q=mq=0.6kgxl.4xl08J/kg=8.4xl07J
汽車?yán)脷淠艿男?/p>
w4.2x107J
=—x100%x100%=50%
n8.4X107J
答:(1)汽車受到的重力為1.5X104N,汽車受到的牽引力為L2X103N;
(2)汽車行駛的距離為3.5x104m,牽引力做的功為4.2X107J;
(3)汽車?yán)脷淠艿男蕿?0%。
10.(2022?山東濟(jì)南?統(tǒng)考中考真題)在泉城濟(jì)南,游客乘坐畫舫游船穿行其間,可以盡享“不出城郭而獲
山水之怡,身居鬧市而有林泉之致”的都市休閑意趣。如圖所示,若畫舫游船質(zhì)量為3t,從黑虎泉站出發(fā)
以3.5m/s的速度勻速行駛到泉城廣場站,所用時(shí)間約為5min,牽引力是6X1()3N。取g=10N/kg,通過
計(jì)算回答:
(1)黑虎泉站到泉城廣場站河段大約多長?
(2)游船在護(hù)城河中受到的浮力多大?
(3)這次水上航行中,牽引力對游船做了多少功?
(4)這次水上航行中,牽引力對游船做功的功率多大?
【答案】(1)1050m;(2)3X104N;(3)6.3X106J;(4)2.1X104W
【詳解】解:(1)所用時(shí)間約為
t=5min=300s
由公式u=;得,黑虎泉站到泉城廣場站河段的長度
s=vt=3.5m/sx300s=1050m
(2)畫舫游船質(zhì)量為
m=3t=3000kg
畫舫游船重力為
G=mg=3000kgxlON/kg=3x104N
因?yàn)橛未≡谒?,根?jù)漂浮條件得,游船在護(hù)城河中受到的浮力
產(chǎn)浮=G=3x104N
(3)牽引力對游船做的功
W=Fs=6x103Nx1050m=6.3x106J
(4)牽引力對游船做功的功率
答:(1)黑虎泉站到泉城廣場站河段長1050m;
(2)游船在護(hù)城河中受到的浮力是3X104N;
(3)這次水上航行中,牽引力對游船做功是6.3X106J;
(4)這次水上航行中,牽引力對游船做功的功率是2.1X104W。
類型二:功率及其計(jì)算
1.定義
在物理學(xué)中,用功率表示物體做功快慢。物體做的功與做功所用時(shí)間之比叫做功率。
2.公式
功宓=曳尸=竺
十時(shí)間一t推導(dǎo)公式為:P=Fv
3.符號的意義及單位P-—功率一瓦特(W)
W一功一焦耳(J)
t----時(shí)間一秒(s)
物理學(xué)中,功率P的單位是瓦特,簡稱瓦,符號是Wo功率常用單位KW與國際單位W的換算關(guān)
系為:1KW=1000W
超例題精講:
【例2】小明用50N的水平推力推一個(gè)放在地面上重100N的箱子沒有推動(dòng),小明對箱子做功J,
當(dāng)推力為100N時(shí),在10秒時(shí)間內(nèi)箱子向前運(yùn)動(dòng)了10米,小明對箱子做功J,功率是W。
【答案】01000100
【詳解】口]小明用50N的水平推力推一個(gè)放在地面上重100N的箱子沒有推動(dòng),箱子在推力的方向上沒有
移動(dòng)距離,沒有對箱子做功,因此小明對箱子做功為0。
⑵當(dāng)推力為100N時(shí),在10秒時(shí)間內(nèi)箱子向前運(yùn)動(dòng)了10米,小明對箱子做的功
加=Fs=100Nx10m=1000J
[3]做功的功率為
W1000J
P=—=--------=100W
t10s
困真題演練:
11.(2022?湖北襄陽?統(tǒng)考中考真題)神舟13號返回艙在空中高速下降到適當(dāng)位置時(shí)打開降落傘,返回艙
和傘開始做減速運(yùn)動(dòng),空氣阻力隨速度的減小而減小,下降一段高度后,開始勻速下降直到地面附近。以
返回艙和傘為研究對象,下列說法不正確的是()
A.減速下降過程中受力不平衡
B.減速下降過程中減少的機(jī)械能等于克服空氣阻力做功消耗的能量
C.勻速下降過程中機(jī)械能減小
D.減速下降過程中重力做功的功率小于勻速下降時(shí)重力做功的功率
【答案】D
【詳解】A.減速下降過程中,返回艙和傘處于非平衡狀態(tài),所以它受力不平衡,故A正確,不符合題
思;
B.減速下降的過程中,要克服空氣阻力做功,則減少的機(jī)械能等于克服空氣阻力做功消耗的能量,故B
正確,不符合題意;
C.返回艙和傘勻速下降的過程中,質(zhì)量不變,速度不變,但高度減小,則動(dòng)能不變,重力勢能減少,則
機(jī)械能總量減少,故c正確,不符合題意;
D.返回艙和傘的重力大小不變,由題意可知返回艙和傘減速下降時(shí)的速度大于勻速下降時(shí)的速度,根據(jù)
公式
WGh
P=——=——=Gv
tt
可知,減速下降中重力做功的功率大于勻速下降中重力做功的功率,故D錯(cuò)誤,符合題意。
故選D。
12.(2022?江蘇南通?統(tǒng)考中考真題)在內(nèi)徑約為1cm的玻璃管中注水近滿,上端留一個(gè)氣泡,用橡皮塞塞
住管口,再將玻璃管翻轉(zhuǎn)后豎直放置,氣泡上升,如圖所示。測得氣泡上升40cm用時(shí)20s,則該過程中氣
泡所受浮力做功的功率最接近于()
A.2X10-5WB.2XW4WC.2XW3WD.2XW2W
【答案】B
【詳解】玻璃管的內(nèi)徑約為1cm,則玻璃管的半徑約為0.5cm;氣泡的形狀近似為球形,則氣泡的體積
44311
V=-nr3=-7t(0.5cm)=-ncm3=-TIX10-6m3
3366
由于氣泡浸沒在水中,故氣泡排開水的體積
%=v=-7tX106m3
氣泡在水中受到的浮力
產(chǎn)浮=。水9蚱F=1x103kg/m3x10N/kgx;兀xI(f6m3=;兀x10-2N
氣泡上升距離
s=40cm=0.4m
氣泡所受浮力做的功
W=F湮s=)兀x10-2Nx0.4m=—7ix10-2J
/子615
氣泡所受浮力做功的功率
W=兀xlO'j1
---==71x10-3W1x10-4W
t20s-------30
故氣泡所受浮力做功的功率最接近于2x10-4W,故ACD不符合題意,B符合題意。
故選B。
13.(2022?山東濰坊?統(tǒng)考中考真題)圖甲所示為工人師傅乘坐吊籃在高空粉刷樓體外墻的情景,吊籃可在
電動(dòng)機(jī)的作用下實(shí)現(xiàn)升降,其簡化結(jié)構(gòu)原理如圖乙所示。吊籃的質(zhì)量為40kg,兩名工人及工具的總質(zhì)量為
200kg,某次吊升過程中,吊籃在30s內(nèi)勻速上升了6m。不計(jì)滑輪重、繩重和摩擦,關(guān)于該過程的分析正
確的是()
市電動(dòng)機(jī)|
A.吊籃的動(dòng)能不變B.吊籃的機(jī)械能守恒
C.電動(dòng)機(jī)對繩子的拉力為800ND.電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)繩子的功率為480W
【答案】AD
【詳解】AB.吊籃勻速上升的過程,質(zhì)量不變,速度不變,高度升高,所以動(dòng)能不變,重力勢能變大,機(jī)
械能變大,機(jī)械能不守恒,故A正確,B錯(cuò)誤;
C.由圖示知,承重繩子為4根。不計(jì)滑輪重、繩重及摩擦?xí)r,電動(dòng)機(jī)對繩子的拉力
111
F=—G=—m^g=-x(40kg+200kg)xlON/kg=600N
故c錯(cuò)誤;
D.繩子在30s內(nèi)移動(dòng)的距離
s=4h=4x6m=24m
繩子移動(dòng)的速度
s24m
v=-=——=0.8m/s
t30s
電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)繩子的功率
P=Fv=6OONxO.8m/s=480W
故D正確。
故選ADo
14.(2022?貴州銅仁?統(tǒng)考中考真題)冬奧會(huì)場館內(nèi),一名志愿者正在搬運(yùn)一長方體器材箱,從邊線開始向
右水平移動(dòng)一段距離,如圖(a)所示,他對器材的水平推力為300N,箱子運(yùn)動(dòng)過程中的位置(s)與時(shí)間
⑺關(guān)系圖像如圖(b)所示。4s內(nèi)箱子的平均速度為—m/s;4s內(nèi)志愿者克服摩擦力做功的功率為
W;若將兩個(gè)規(guī)格相同的器材箱水平并排放置,一起勻速推動(dòng),與推動(dòng)一個(gè)器材箱相比,志愿者施
加的推力將(選題“增大”“不變”或“減小”);如果有一個(gè)與箱子質(zhì)量相等的物體,被天宮二號宇航員
在空間站艙內(nèi)板面上推動(dòng),推力與板面平行,物體所受摩擦力是其在地球表面的倍。(物體在空間
站所受的引力約是在地球表面的0.9倍)
增大0.9
【詳解】口]由圖可知,4s內(nèi)箱子的平均速度
s7m—5m
v=-=-----------=0.5m/s
⑵水平推力為300N,4s內(nèi)志愿者克服摩擦力做功的功率
P=Fv=300Nx0.5m/s=150W
[3]將兩個(gè)規(guī)格相同的器材箱水平并排放置,器材箱對水平面的壓力增大,滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小與
接觸面粗糙程度有關(guān),接觸面粗糙程度不變,壓力大小變大,所以滑動(dòng)摩擦力變大,勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),滑動(dòng)摩
擦力的大小等于推力大小,所以推力大小增大。
[4]由題意可知,物體在空間站所受的引力約是在地球表面的0.9倍,所以物體在空間站受到的重力為地球
上受到重力的0.9倍,即物體對水平面的壓力大小為地球上的0.9倍,則物體所受摩擦力是其在地球表面
的0.9倍。
15.(2022?四川攀枝花?統(tǒng)考中考真題)如圖所示的滑輪組,將一重510N的箱子在10s內(nèi)勻速提升5m,拉
力P為200N,動(dòng)滑輪重50N。拉力尸的功率為W,滑輪組的機(jī)械效率為
【答案】30085%
【詳解】口]箱子在10s內(nèi)勻速提升5m,所以箱子運(yùn)動(dòng)的速度
h5m
"箱=E=荻=°'5m/s
由圖可知,動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù)是3段,則繩端移動(dòng)速度
v—Tiu箱=3x0.5m/s=1.5m/s
拉力F的功率
WFh
P=—=—=Fv=200Nx1.5m/s=300W
⑵有用功
加有=G/i=510Nx5m=2550J
總功
加總=Fs=Fnh=200Nx3x5m=3000J
滑輪組的機(jī)械效率
川有2550J
.=-X1OO%=^WX1OO%=85%
16.(2022?內(nèi)蒙古通遼?統(tǒng)考中考真題)如圖甲,用豎直向上的拉力凡將靜止在水平地面上的物體向上提
升。乙圖表示拉力尸的大小隨時(shí)間/的變化關(guān)系,丙圖表示物體運(yùn)動(dòng)速度v的大小隨時(shí)間r的變化關(guān)系。在
0?10s內(nèi)物體對地面的壓力為N;20?30s內(nèi)拉力尸做功的功率為W?
甲
【答案】30500
【詳解】口]由圖可知,第20s之后,物體豎直向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),物體處于平衡狀態(tài),重力等于拉力為
50N,則在。?10s內(nèi)物體對地面的壓力為
Fffi=G-F=50N-20N=30N
⑵由圖可知,20?30s內(nèi)物體的速度為10m/s,拉力F做功的功率為
p=Fv=5ONxlOm/s=5OOW
17.(2022?山東淄博?統(tǒng)考中考真題)我國生產(chǎn)的無人機(jī)世界領(lǐng)先,種類繁多,應(yīng)用廣泛。如圖所示是一架
已經(jīng)裝載上10kg防疫物資的無人機(jī),若該無人機(jī)自身質(zhì)量為30kg,它有4條支撐腿,每條支撐腿與地面
的接觸面積為25cmz(g取10N/kg)請解答下列問題:
(1)防疫物資所受的重力;
(2)圖中靜止在水平地面上的無人機(jī)對地面的壓強(qiáng)(旋翼未轉(zhuǎn)動(dòng));
(3)起飛后,無人機(jī)在30s內(nèi)勻速豎直上升60m,此過程中無人機(jī)對防疫物資做功的功率。
【答案】(1)100N;(2)4xlO4Pa;(3)200W
【詳解】解:(1)由G=mg知道,防疫物資的重力
G物資=m物資g=10kgxl0N/kg=100N
(2)由G=mg知道,無人機(jī)的重力
G無人機(jī)=m無人機(jī)g=30kgx10N/kg=300N
在水平地面上靜止的無人機(jī)對地面的壓力
F=G物資+G無人機(jī)=100N+300N=400N
總受力面積
S=4x25cm2=100cm2=1x10-2m2
則無人機(jī)對地面的壓強(qiáng)
F400N4
P=4X10Pa
~S1X10-2m2
(3)無人機(jī)對防疫物資做的功
W=G物資h=100Nx60m=6xl03J
則此過程中無人機(jī)對防疫物資做功的功率
W6X103J
P=200W
t30s
答:(1)防疫物資所受的重力為100N;
(2)圖中靜止在水平地面上的無人機(jī)對地面的壓強(qiáng)為4xlO4Pa;
(3)此過程中無人機(jī)對防疫物資做功的功率為200W。
18.(2022?遼寧丹東?統(tǒng)考中考真題)新能源汽車以其環(huán)保和節(jié)能逐漸獲得人們的青睞。某新能源汽車質(zhì)量
為1400kg,靜止在水平地面上時(shí),車輪與地面總接觸面積為O.ln?。當(dāng)汽車在平直公路上以20m/s的速度
勻速行駛7min,行駛過程中受到的阻力為1000N。求:
(1)汽車靜止時(shí)對水平地面的壓強(qiáng);
(2)在上述行駛過程中,汽車通過的路程;
(3)在上述行駛過程中,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。
【答案】(1)1.4x105Pa;(2)8400m;(3)2X104W
【詳解】解:(1)汽車靜止時(shí)對路面的壓力為
F=G=m^=1400kgx10N/kg=1.4x104N
對路面的壓強(qiáng)為
F1.4x104N匚
p=—=---------;——=1.4X105Pa
PS0.1m2
(2)由u可得,汽車通過的路程為
s=vt=20m/sx7x60s=8400m
(3)因?yàn)槠噭蛩傩旭?,由二力平衡可知,牽引力?/p>
F^=/=1000N
汽車行駛過程中發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為
W曝s
P=丁〒吟片1。。22。*2*1。皈
答:(1)汽車靜止時(shí)對水平地面的壓強(qiáng)為1.4xl()5pa;
(2)在上述行駛過程中,汽車通過的路程為8400m;
(3)在上述行駛過程中,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為2xlO,w。
19.(2022?遼寧?統(tǒng)考中考真題)新能源汽車正逐步取代傳統(tǒng)燃油車。如圖是一款無人駕駛智能電動(dòng)車。電
動(dòng)車靜止在水平地面上,對地面的壓強(qiáng)為1.2xlO5Pa,車胎與地面接觸總面積為1000cm2,最高時(shí)速可達(dá)
180km/h,此時(shí)車的功率為90kW。^4.6xlO7J/kg,g取10N/kg)。求:
(1)電動(dòng)車的質(zhì)量;
(2)若電動(dòng)車以最高時(shí)速在平直公路上進(jìn)行測試,勻速行駛時(shí)所受的阻力;
(3)在(2)的條件下,車的電動(dòng)機(jī)效率為90%,勻速行駛4.6km,消耗的電能相當(dāng)于完全燃燒多少千克
的汽油所釋放的能量。
【答案】(1)1.2x103kg;(2)1.8X103N;(3)0.2kg
【詳解】解:(1)靜止在水平地面上的電動(dòng)車對地面的壓力等于其重力大小,由公式p=?可得,電動(dòng)車的
重力
G=F=pS=1.2x105PaxlOOOx10-4m2=1.2x104N
電動(dòng)車的質(zhì)量
G1.2x104N
m=-=1.2x103kg
910N/kg
(2)由題意可知,電動(dòng)車的最高時(shí)速
v=180km/h=50m/s
由公式P二Fv可得,電動(dòng)車以最高時(shí)速勻速行駛時(shí),所受的阻力
P90X103W
=1.8X103N
V50m/s
(3)電動(dòng)車以最高時(shí)速勻速行駛4.6km時(shí),牽引力做的功
W有用=Fs=1.8xl03Nx4.6xl03m=8.28xl06J
w/田
已知車的電動(dòng)機(jī)效率為90%,則由公式〃=梃可得,電動(dòng)車以最高時(shí)速勻速行駛4.6km所消耗的電能
w總
W有用8.28x106J
/總=一=9.2x106J
90%
若這些電能由完全燃燒的汽油提供,需要汽油的質(zhì)量
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