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文檔簡介
3.3能量轉化的量度
學習目錄
目錄
模塊一知識網絡....................................................................................................................................1
模塊二知識掌握....................................................................................................................................1
知識點一、功..................................................................................................................................1
知識點二、功率..............................................................................................................................6
【鞏固提高】........................................................................................................................................14
知識重點
模塊一知識網絡
第1頁共22頁
模塊二知識掌握
知識點一、功
定義:物體具有做功的本領,是因為它具有能。做功的過程實質上能量轉化的過程,力對物體
做多少的功,就有多少的能量發(fā)生轉移。
定義作用在物體上的力和物體在力的方向上移動的距離的乘積。
兩個必要因素一個是作用在物體上的力,另一個是物體在力的方向上移動的距離。
計算公式功=力ⅹ距離W=FS=Pt
單位國際單位:焦耳簡稱:焦1焦=1?!っ?/p>
[例題1](2022?杭州模擬)運動會上,小明為班級買來了一箱礦泉水,則下列過程中,小明對箱子
有做功的是()
A.小明推放在地面上的箱子,沒推動
B.小明提著箱子站在操場上
C.小明提著箱子在操場上水平勻速走動
D.小明提著箱子上樓梯
【解答】解:A、小明推放在地面上的箱子,沒推動,有力但沒有距離,沒有做功,故A不符合
題意;
B、小明提著箱子站在操場上,人給箱子一個向上的力,箱子向上沒有移動距離,沒有做功,故
B不符合題意;
C、小明提著箱子在操場上水平勻速走動,人給箱子一個向上的力,箱子向上沒有移動距離,沒
有做功,故C不符合題意。
D、小明提著箱子上樓梯,有向上的力,同時向上移動了一段距離,小明對箱子做了功,故D符
合題意。
故選:D。
[例題2](2022秋?義烏市期中)如圖所示,塔式起重機下掛著重物,在下列三種情形中:①重物
靜止不動;②重物勻速向上運動;③重物沿水平方向勻速移動。下列關于鋼索拉力對重物做
功的判斷及其原因的分析,正確的是()
第2頁共22頁
A.只有情形①③做了功,因為重物的機械能發(fā)生了變化
B.只有情形②做了功,因為重物的機械能發(fā)生了變化
C.只有情形①③做了功,因為起重機消耗了能量
D.只有情形②做了功,因為起重機消耗了能量
【解答】解:A、只有情形②做了功,因為重物勻速向上運動時,拉力和距離的方向均向上,故
A錯誤;
B、只有情形②做了功,因為重物的機械能增大,故B正確;
C、只有情形②做了功,是因為拉力和距離的方向均向上,在拉力的方向上移動距離,與起重機
是否消耗能量無關,故C錯誤;
D、只有情形②做了功,是因為拉力和距離的方向均向上,在拉力的方向上移動距離,與起重機
是否消耗能量無關,故D錯誤。
故選:B。
[例題3](2023?平陽縣模擬)如圖是我國擁有完全知識產權的第三代核電機組——華龍一號3號機
組的內穹頂?shù)跹b過程,分為上升、平移、下降三個階段。下列能表示上升和平移兩個階段中吊
車拉力對穹頂做功量(用斜影表示)的是()
A.B.
第3頁共22頁
C.D.
【解答】解:根據做功包括兩個必要因素,華龍一號3號機組的內穹頂?shù)跹b上升階段中吊車拉力
對穹頂做功,在平移階段中吊車拉力對穹頂不做功,故A符合題意,BCD不符合題意。
故選:A。
[例題4](2022秋?瑞安市校級期末)電梯的簡化模型如圖甲所示,考慮安全、舒適、省時等因素,
電梯速度要經過加速、勻速和減速的過程,這一過程是通過改變拉力大小來實現(xiàn)的。某次電梯
上升過程中所受拉力F隨上升高度h變化的圖象如圖乙所示。下列所示的圖象中,能正確反應
電梯在上升過程中拉力所做的功W與高度h關系的是()
A.B.
C.D.
?
【解答】解:由公式W=Fs=Fh可得F=,由圖乙可知,F(xiàn)>F>F,即加速階段W﹣
?加速勻速減速
h圖像的斜率最大,減速階段W﹣h圖像的斜率最小,故ACD不符合題意,B符合題意。
故選:B。
[例題5](2023?鹿城區(qū)三模)將制作好的水火箭豎直立于地面如圖甲所示。用打氣筒向瓶內打氣,
瓶內壓強足夠大時,瓶內的水向下噴出,水火箭豎直向上飛起。
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(1)瓶內的水向下噴出而水火箭向上運動,這是因為。
(2)水火箭瓶體質量為0.5千克。當水火箭豎直上升至15米高時,瓶體克服自身重力做功。
(3)圖乙是水火箭發(fā)射后的速度隨時間變化的圖像,請選出水火箭發(fā)射后受到平衡力的時刻。
(選填“t1”、“2”或“tt3”)
【解答】解:(1)水火箭上升時,瓶內的水向下噴出,同時水對水火箭向上的作用力,使水火箭
向上運動,這是因為物體間力的作用是相互的。
(2)水火箭瓶體重力為:G=mg=0.5kg×10N/kg=5N;
瓶體克服自身重力做功為:W=Gh=5N×15m=75J;
(3)在開始一段時間內,火箭受到的向上的推力大于重力,則它做加速運動。隨著推力的逐漸
減小,當推力與重力相等時,此時合力為零,加速停止,即此時速度最大,此時受到平衡力。根
據圖乙可知,當t1時刻時,火箭的速度最大,則此時它受到平衡力。
故答案為:(1)物體間力的作用是相互的;(2)75J;(3)t1。
[例題6](2023?桐廬縣一模)科學課上,喜歡動手的小桐幫助老師搬運實驗器材,器材所受的重力
為150N,底面積為150cm2,距離講臺的水平距離OM=1.2m,距離講臺面的豎直高度ON=
0.8m,如圖所示。小桐先用30N的水平推力將器材勻速推到O點,再將器材勻速搬到桌面。
(1)在M點時,器材對地面的壓強為帕;
(2)在MO段,器材受到的摩擦力為牛;
(3)整個過程,小桐對器材做的功為焦。
第5頁共22頁
【解答】解:(1)在M點時,器材對地面的壓力等于器材的重力,F(xiàn)=G=150N,
?150?
器材對地面的壓強為:p===1×104Pa;
?150×10―4?2
(2)小桐先用30N的水平推力將器材勻速推到O點,根據二力平衡原理得,器材受到的摩擦力
為:f=30N;
(3)從M點到O點克服摩擦力做的功為:W1=fsMO=30N×1.2m=36J,
從點O到點N克服重力做的功為:W2=GsON=150N×0.8m=120J,
整個過程,小桐對器材做的功為:W=W1+W2=36J+120J=156J。
故答案為:(1)1×104;(2)30;(3)156。
知識點二、功率
定義:反映物體做功快慢的物理量
定義單位時間里完成的功叫功率
計算公式功率=功/時間P=W/tP=Fv(v=S/t)
國際單位:瓦特;簡稱:瓦;符號:W常用單位還有:千瓦、兆瓦
單位
1千瓦=1000瓦1兆瓦=1000千瓦=106瓦
[例題7](2023?西湖區(qū)模擬)甲、乙兩臺塔吊機器的功率分別為P甲=25kW和P乙=40kW。則下
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列判斷正確的是()
A.乙一定比甲做功快
B.乙一定比甲做功多
C.相同時間內兩機器做功一樣多
D.做同樣多的功,甲所用時間更少
【解答】解:ABCD、功率是表示做功快慢的物理量,功率大說明做功快,或者是相同的時間內
做功多,而不能說明做功的多和少,做同樣多的功,乙所用時間更少,故A正確,BCD錯誤。
故選:A。
[例題8](2023?寧波模擬)如甲圖所示,小明用彈簧測力計拉木塊,使它先后兩次沿水平木板勻速
滑動相同的距離,乙圖是他兩次拉動同一木塊得到的距離隨時間變化的圖像,下列說法不正確
()
A.兩次木塊運動的速度不相同
B.整個過程中克服摩擦力做功一樣多
C.相同時間內兩次拉力對木塊做的功一樣多
D.兩次拉力對木塊做功的功率不相同
【解答】解:A、從圖象中可看出,相同時間第一次通過路程大于第二次,所以第一次實驗的速
度大于第二次的速度,故A正確;
B、兩次拉動同一木塊沿水平木板勻速滑動過程中,木塊對水平木板的壓力相等,接觸面的粗糙
程度相同,所以木塊受到的摩擦力相等,使它先后兩次沿水平木板勻速滑動相同的距離,則根據
W=fs可知,整個過程中克服摩擦力做功一樣多,故B正確;
C、用彈簧測力計拉木塊沿水平木板勻速滑動,木塊做勻速直線運動,不論其速度大小如何,都
受到平衡力的作用,在水平方向上,摩擦力和拉力是一對平衡力,兩次木塊受到的拉力相等,相
同時間內木塊運動的距離不相同,由W=Fs可知,相同時間內兩次拉力對木塊做的功不一樣多,
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故C錯誤;
???
D、從圖中可以看出第一次木塊運動的速度較大,而木塊所受的拉力不變,根據公式P==
??
=Fv可知,拉力第一次做功的功率大,故D正確。
故選:C。
[例題9](2023?柯橋區(qū)模擬)如圖1所示,水平路面由兩段長度相等粗糙程度不等的區(qū)域組成。
在2N水平拉力F的作用下,物塊(空氣阻力忽略不計)從區(qū)域①的最左端由靜止開始運動。
圖2為物塊在區(qū)域①和②上運動的v﹣t圖象,則下列分析正確的是()
A.拉力F在區(qū)域①做的功大于在區(qū)域②做的功
B.物體在區(qū)域①的慣性比在區(qū)域②的慣性小
C.拉力F在區(qū)域①做功的功率小于在區(qū)域②做功的功率
D.區(qū)域①比區(qū)域②更粗糙
【解答】解:
D、由圖2可知:物體在0~2s內做加速運動,在2s~3s內做勻速運動,且物體在0~2s內v﹣t
圖象與2s~3s內v﹣t圖象與坐標軸圍成的面積相同,說明物體運動的路程相同,即物體在0~2s
內在區(qū)域①上做加速運動,在2s~3s內在區(qū)域②上做勻速直線運動;
物體在區(qū)域①上做加速運動,則區(qū)域①表面上受到的摩擦力小于拉力F,即f1<2N;物體在區(qū)
域②上做勻速直線運動,則在區(qū)域②表面上受到的摩擦力等于拉力F,即f2=F=2N,所以f1<
f2;
影響滑動摩擦力的因素是壓力大小和接觸面的粗糙程度,壓力大小沒有變,則接觸面的粗糙程度
改變,即區(qū)域①比區(qū)域②更光滑,故D錯誤;
B、慣性大小只與物體的質量有關,質量越大、慣性越大;物體在區(qū)域①和②上運動時,質量不
變,則慣性大小相等,故B錯誤;
AC、拉力大小恒定不變,且拉力在兩個區(qū)域上運動的距離相等,由W=Fs可知,拉力做的功相
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等;
?
由圖2可知物體在區(qū)域①上運動時間長,由P=可知,拉力F在區(qū)域①做功的功率小于在區(qū)
?
域②做功的功率,故A錯誤,C正確。
故選:C。
[例題10](2023?紹興模擬)一定質量的貨物在吊車鋼索拉力的作用下,豎直向上運動,如圖是貨物
上升的路程s隨時間t變化的圖象。不考慮空氣的阻力和鋼索重力,則下列判斷正確的是()
A.2s時與8s時的拉力大小相等
B.0﹣6s內和6﹣12s內通過的距離相等
C.整個上升過程速度一直不變
D.0至12s內拉力做功的功率保持不變
【解答】解:A、根據圖象可知,貨物在0~6s以較大的速度做勻速直線運動,貨物在6~12s的
內以較小的速度做勻速直線運動,因為貨物處于平衡狀態(tài),拉力都等于貨物的重力,所以2s時與
8s時的拉力大小相等,故A正確;
B、根據圖象可知,0~6s內貨物通過的距離是3m,6~12s內物體通過的距離為4m﹣3m=1m,
所以0﹣6s內和6﹣12s內通過的距離不相等,故B錯誤;
C、由B知,貨物在相同時間內,0~6s通過的距離大于6s~12s通過的距離,因此貨物0~6s內
的速度大于6~12s內的速度,故C錯誤;
D、由A知,貨物0~6s內的受到的拉力等于6~12s內受到的拉力;由C知,貨物0~6s內的速
???
度大于6~12s內的速度,根據P===Fv可知,0至12s內拉力做功的功率發(fā)生了改變,
??
故D錯誤。
故選:A。
[例題11](2023?龍港市模擬)如圖所示是公園的一個健身器材,桿和繩距離地面均為4米,小龍的
體重為600牛。小龍第一次順著桿從桿頂勻速下滑到地面,速度為2米/秒,第二次沿著比桿粗
糙、豎直的繩從頂部勻速下滑到地面,所用時間為3秒。
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(1)當小龍順著桿頂勻速下滑到地面時,需要的時間為秒。
(2)小龍兩次重力做的功率分別為P1、P2,則P1P2(選填“大于”“小于”“等于”)。
(3)運動時,人體產熱增加,散熱也加快,使體溫維持穩(wěn)定。寫出此時散熱的一種方式:。
?
【解答】解:()由=得,小龍順著桿頂勻速下滑到地面需要的時間為:
1v?
?4?
t===2s;
?2?/?
(2)小龍的體重為600牛,小龍兩次下滑的高度相等,
由W=Gh可知,兩次重力所做的功相等,即W1=W2,
又因為第一次比第二次需要的時間短,
?
根據P=可知,小龍兩次重力做功的功率P>P;
?12
(3)運動時,人體產熱增加,散熱也加快,使體溫維持穩(wěn)定,此時可以通過排汗,利用汗液液
蒸發(fā)散熱。
故答案為:(1)2;(2)大于;(3)排汗。
[例題12](2023?蕭山區(qū)模擬)如圖1,一物體放在水平地面上,已知物體所受水平拉力F隨時間t
的變化情況如圖2所示,物體相應的速度v隨時間t的變化關系如圖3所示。則下列說法正確
的是()
A.物體在0﹣2s時,只受到一對平衡力的作用
B.物體在2﹣6s時,受到的摩擦力為3N
C.物體在6﹣8s內,克服摩擦力所做的功是18J
D.t=7s時,拉力F對物體做功的功率是6W
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【解答】解:A、由圖3可知,物體在0﹣2s時靜止,由力的平衡條件可知,此時物體在豎直方
向上受到的重力和支持力是一對平衡力,在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一對平衡條件,因
此此時物體受到兩對平衡力作用,故A錯誤;
?
、由圖可知,物體在﹣內物體做勻速直線運動,速度=,由=可知,此時物體
C368sv3m/sv?
移動的距離:s=vt=3m/s×(8s﹣6s)=6m,
由圖2可知此時物體受到的拉力F=2N,由二力平衡條件可知,物體受到的滑動摩擦力:f=F=
2N,
則物體在6﹣8s內,克服摩擦力所做的功:W=fs=2N×6m=12J,故C錯誤;
B、由圖3可知,物體在2﹣6s時物體做加速運動,此時物體受到的摩擦為滑動摩擦,此時物體
對地面的壓力和接觸面的粗糙程度沒有發(fā)生變化,由滑動摩擦力影響因素可知,此時物體受到的
摩擦力不變,仍為2N,故B錯誤;
D、由圖3可知,t=7s時物體的運動速度v=3m/s,由圖2可知此時物體受到的拉力F=2N,則
???
拉力F對物體做功的功率:P===Fv=2N×3m/s=6W,故D正確。
??
故選:D。
[例題13](2022秋?上虞區(qū)期末)跳傘是一項極具挑戰(zhàn)的運動,現(xiàn)在越來越受到人們的喜愛,在某
次跳傘訓練過程中,一體重為500N的運動員從空中懸停的直升機上由靜止開始豎直跳下,其
速度與時間的關系如圖所示,經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)運動員通過的總路程。
(2)重力做的功。
(3)勻速下降時重力做功的功率。
【解答】解:(1)由題可知,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;
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運動員通過的總路程為:s=s前+s后=210m+90m=300m,
(2)運動員下落的高度為:h=s=300m;
重力做的功:
W=Gh=500N×300m=1.5×105J;
(3)勻速下降時,重力做功的功率:
P=Fv=Gv=500N×6m/s=3×103W;
答:(1)運動員通過的總路程為300m;
(2)重力做的功為1.5×105J;
(3)勻速下降時重力做功的功率為3×103W。
[例題14](2022秋?衢江區(qū)校級期末)疫情期間推出的一款消毒機器人,可在無人控制的情況下,
對需要消毒場所進行智能消毒。消毒完畢后,關閉噴灑裝置并使機器人在水平地面上沿直線返
回。此過程中,牽引力F隨時間t的變化情況如圖甲所示,消毒機器人前進的速度v的大小隨
時間t的變化情況如圖乙所示。
(1)機器人在運動過程中受到的阻力大小為。
(2)求在3~5s內,牽引力做的功。
(3)求該機器人在勻速直線運動時,牽引力的功率。
【解答】解:(1)由圖乙可知機器人在3~5s內做勻速直線運動,由圖甲可知此過程中機器人的
牽引力F=200N,
由二力平衡條件可知,機器人受到的阻力:f=F=200N;
(2)由圖乙可知,3~5s內機器人做勻速直線運動,其速度大小為1.0m/s,
?
由=可知,機器人運動的距離:==×(﹣)=,
v?svt1.0m/s5s3s2m
則牽引力做功:W=Fs=200N×2m=400J。
?400?
(3)該機器人在勻速直線運動時,牽引力的功率:P===200W。
?2?
答:(1)200N;
第12頁共22頁
(2)在3~5s內,牽引力做功為400J;
(3)該機器人在勻速直線運動時,牽引力的功率為200W。
【鞏固提高】
1.(2023?蕭山區(qū)模擬)如圖有兩個完全相同的彈簧秤,分別用恒力F拉著彈簧秤使不同物體按照
甲、乙圖示位置做勻速直線運動。下列說法正確的是()
A.甲、乙兩圖中彈簧秤示數(shù)一定相等
B.甲、乙兩圖中兩物體所受的摩擦力一定相等
C.甲物體在運動過程中拉力F所做的功大于克服摩擦力所做的功
D.乙物體在運動過程中拉力F所做的功等于克服重力所做的功
【解答】解:A、由題意可知:兩個完全相同的彈簧秤,分別用恒力F拉著彈簧秤使不同物體按
照甲、乙圖示位置做勻速直線運動,彈簧秤受到平衡力作用,所以兩個彈簧秤示數(shù)相同,都是F,
故A正確;
B、物體在水平桌面上做勻速直線運動,表明該物體在受到彈簧秤的拉力和物體受到的摩擦力這
一對平衡力的作用,即受到的摩擦力等于拉力,所以甲物體受到的摩擦力是F;乙物體在斜面上
勻速向上運動時,物體受到沿斜面向上的拉力、沿斜面向下的摩擦力和重力沿斜面向下的分力,
所以物體乙受到的摩擦力小于F,故甲圖中物體所受摩擦力大于乙圖,故B錯誤;
C、由于甲圖受到的摩擦力等于拉力,甲物體在運動過程中拉力F所做的功等于克服摩擦力所做
的功,故C錯誤;
D、乙圖物體在斜面上運動,拉力做功等于克服物體重力做功與克服摩擦力做功之和,因而乙物
體在運動過程中拉力F所做的功大于克服重力所做的功,故D錯誤。
故選:A。
2.(2023春?西湖區(qū)校級月考)完全相同的A和B兩物體,在相同的力F作用下分別沿粗糙地面
和不計摩擦的光滑冰面移動了相同的距離s。如圖,力F對A、B兩物體做的功分別為W1和
W2,功率分別為P1和P2。下列的大小比較一定正確的是()
第13頁共22頁
A.W1<W2B.W1=W2C.P1=P2D.P1>P2
【解答】解:(1)因為F1=F2,s1=s2,根據計算公式W=Fs,可知W1=W2,故A錯誤、B正
確;
(2)物體在粗糙地面上受到摩擦力的作用,所以所受的合力較小,運動的速度較慢,則移動相
?
同的距離s時,所用時間較多,因為t>t,根據P=可知,P<P,故C、D錯誤。
12?12
故選:B。
3.(2022秋?鄞州區(qū)期末)一個中學生以最快的速度從一樓跑到教學樓三樓,測得的功率最接近
()
A.3瓦B.30瓦C.300瓦D.3000瓦
【解答】解:由生活常識可知,中學生所受重力大約為500N,從一樓登上三樓的高度大約為
6m,最快用時大約為10s,
中學生克服重力做功:W=Fs=500N×6m=3000J,
?3000?
中學生做功的功率P===300W,故C正確。
?10?
故選:C。
4.(2022秋?溫嶺市校級期中)如圖所示,OQ是水平地面,物體在水平拉力作用下從O勻速直
線運動到Q,OP段拉力F1為300N,F(xiàn)1做的功為W1,功率為P1;PQ段拉力F2為200N,F(xiàn)2
做的功為W2,功率為P2,則()
A.W1>W2B.W1<W2C.P1>P2D.P1<P2
【解答】解:
(1)由圖知,OP段的路程s1=4m,PQ段的路程s2=6m,
OP段拉力F1做的功為:W1=F1s1=300N×4m=1200J,
PQ段拉力F2做的功為:W2=F2s2=200N×6m=1200J,
比較可知,W1=W2,故AB錯誤;
第14頁共22頁
(2)物體在水平拉力作用下從O勻速直線運動到Q,所以,物體在OP段和PQ段速度相同,
???
又因為F>F,所以根據P===Fv可知,P>P,故C正確,D錯誤。
12??12
故選:C。
5.(2022秋?余杭區(qū)校級月考)如圖,將同一物體分別沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度勻速
拉到頂點A,AB>AC,拉力分別為F1、F2,拉力做的功為W1、W2,拉力做功的功率分別為
P1、P2,則()
A.W1=W2,P1<P2B.W1>W2,P1>P2
C.W1<W2,P1<P2D.W1=W2,Pl>P2
【解答】解:(1)斜面AB傾斜角度小于AC,所以物體沿AB運動時拉力較小,即F1<F2;
(2)斜面光滑說明摩擦力為0,使用任何機械都不省功,所以拉力在兩斜面上做功相同,即W1=
W2。
???
(3)根據公式P===Fv可知,速度相同,F(xiàn)<F,所以拉力沿AC運動時拉力F做功
??122
的功率較大,即P1<P2。
故選:A。
6.(2022秋?上城區(qū)校級月考)如圖所示,把同一物體G分別沿著光滑的斜面AD、BD、CD從
底端勻速拉到頂端,拉力所做的功()
A.沿AD斜面拉時最多
B.沿BD斜面拉時最多
C.沿CD斜面拉時最多
D.沿AD、BD、CD斜面拉時一樣多
【解答】解:因為斜面是光滑的,即拉動物體時沒有額外功,所以拉力做的功等于不用斜面提升
物體做的功,即WAD=Gh,WBD=Gh,WCD=Gh,所以把同一物體G分別沿著光滑的斜面AD、
BD、CD從底端勻速拉到頂端,拉力所做的功一樣多。
第15頁共22頁
故選:D。
7.(2022秋?淳安縣期中)同一物體在力的作用下沿同一水平地面上做直線運動。當物體受到的
水平推力為F1時,運動的路程和時間圖像如圖甲;當物體受到的水平推力為F2時,運動的速
度和時間圖像如圖乙。兩次推力的功率分別為P1、P2。則下列關系正確的是()
A.F1=F2P1>P2B.F1=F2P1<P2
C.F1>F2P1>P2D.F1<F2P1<P2
?甲4?
【解答】解:由圖像甲可知,物體做勻速直線運動,速度大小為v===2m/s;
甲?甲2?
由圖像乙可知,物體的速度保持不變,即物體做勻速直線運動,速度大小為v乙=4m/s;
因為兩次都是勻速直線運動,根據二力平衡條件可知,推力都等于摩擦力,物體對地面的壓力不
變,接觸面的粗糙程度不變,則物體受到的摩擦力不變,故受到的水平推力為:F1=F2;
???
已知v<v,由P===Fv可得,兩次推力的功率P<P。
甲乙??12
故選:B。
8.(2020秋?德清縣期末)2020年上半年,我國長江中下游許多省份因連續(xù)大雨發(fā)生洪澇災害。
某抗洪搶險小分隊在一次行動中需要幫老百姓把一個質量為240千克的重物搬到2米高的車上。
為了省力采用5米的長木板搭了一個斜面(如圖所示)。用1200牛的力經1分鐘將重物勻速推
到車上。關于此過程,下列說法中正確的是()
A.他們對重物做了480焦耳的功
B.他們對重物做了12000焦耳的功
C.他們做功的功率為100瓦特
D.他們做功的功率為80瓦特
第16頁共22頁
【解答】解:AB、他們對重物做的功W=Gh=mgh=240kg×10N/kg×2m=4800J,故AB錯誤;
CD、他們做的總功為W總=Fs=1200N×5m=6000J,
?總6000?
他們做功的功率為P===100W,故C正確,D錯誤。
?60?
故選:C。
9.(2022秋?浦江縣期中)如圖所示,用大小相等的拉力F分別沿斜面和水平面拉同一個木箱,
拉力方向和運動方向始終一致。斜面AB粗糙,長度為sAB,水平面CD光滑,長度為sCD,運
動時間分別為tAB、tCD,運動速度分別為vAB、vCD.則()
A.若sAB=sCD,則拉力在AB段做功較多
B.若sAB>sCD且tAB=tCD,則拉力在AB段做功較快
C.若sAB=sCD且tAB>tCD,則拉力在AB段做功較快
D.若vAB=vCD,則拉力在AB段和CD段做功一樣多
【解答】解:
A、沿斜面和水平面拉木箱時,所用的力F相等,若sAB=sCD,則根據W=Fs可知,拉力在AB
段和CD段做功一樣多,故A錯誤;
B、沿斜面和水平面拉木箱時,所用的力F相等,若sAB>sCD,則根據W=Fs可知,拉力在AB
?
段做功較多,因為t=t,所以根據P=可知,拉力在AB段做功較快,故B正確;
ABCD?
?
C、由A知,拉力在AB段和CD段做功一樣多;若t>t,根據P=可知,拉力在AB段
ABCD?
做功較慢,故C錯誤;
D、沿斜面和水平面拉木箱時,所用的力F相等,若vAB=vCD,根據W=Fs=Fvt可知,時間不
確定,無法比較做功的多少,故D錯誤。
故選:B。
10.(2023?柯橋區(qū)模擬)某空降兵和降落傘總重800N,從直升機上由靜止開始豎直跳下,14s后
降落傘打開,整個過程速度與時間的關系如圖所示。在跳傘后10s至14s時間內人和傘的重力
做功是J,此時人和傘受到的阻力f1=N,若跳傘18s后,人和傘受到的阻力為
f2,則f2f1(選填“>”、“=”或“<”)。
第17頁共22頁
【解答】解:(1)由圖可知,運動員在跳傘后10s至14s時間內做勻速直線運動,v=50m/s,
?
根據=可得,運動員在至通過的路程為:===×=;
v?10s14shsvt50m/s4s200m
則人和傘的重力做功為:W=Gh=800N×200m=1.6×105J;
(2)由圖可知,運動員在跳傘后10s至14s時間內做勻速直線運動,受到平衡力的作用,
故此時人和傘受到的阻力f1=G=800N;
由圖可知,跳傘18s后,運動員仍做勻速直線運動,
故人和傘受到的阻力為f2=G=800N,
所以,f1=f2。
故答案為:1.6×105;800;=。
11.(2022?拱墅區(qū)校級二模)如圖所示,原長為l的輕質彈簧一端固定在豎直墻面上,另一端與水
平面上的木塊相連。推動木塊壓縮彈簧,當其左端至A點時,彈簧具有的彈性勢能為25J;松
手后,木塊在彈簧的作用下往復運動若干次后靜止,此時彈簧具有的彈性勢能為1J。則木塊最
終靜止的位置一定不可能位于(B/C/D)點,整個過程中木塊克服阻力做的功是J,整
個過程中木塊速度最大時其左端可能位于(B/C/D)點。
【解答】解:
松手后,木塊在彈簧的作用下往復運動若干次后靜止,此時彈簧具有的彈性勢能為1J.說明彈簧
此時有彈性形變,而到C點時彈簧恰好恢復原長,所以,木塊最終靜止的位置一定不可能位于C
點;
彈簧具有的彈性勢能為25J;松手后,木塊在彈簧的作用下往復運動若干次后靜止,此時彈簧具
有的彈性勢能為1J,木塊在運動過程中,克服摩擦力做功,根據能量守恒定律可知,總的能量不
變,故克服阻力所做的功為25J﹣1J=24J;
第18頁共22頁
彈簧被壓縮時具有彈力,彈力的方向是向右的,木塊向右運動時,阻力是向左的;開始運動時,
彈力大于阻力,木塊向右運動的過程中,彈力慢慢減小,阻力不變,木塊做加速運動,當木塊受
到的彈力等于阻力時速度最大,此時彈簧未恢復值原長;木塊由于慣性仍然會向右運動,此時彈
力小于阻力,做的是減速運動,當彈簧恢復原長時彈力為0;由圖可知,整個運動過程中木塊速
度最大時其左端可能位于B點。
故答案為:C;24;B。
12.(2021秋?寧波期末)物體在水平地面上做直線運動,當物體運動的路程和時間圖像如圖甲時,
受到的水平推力為F1;當物體運動的速度和時間圖像如圖乙時,受到的水平推力為F2,兩次推
力的功率分別為P1、P2,則F1F2,P1P2(填“>”、“<”或“=”)。
?甲4?
【解答】解:由圖像甲可知,物體做勻速直線運動,速度大小為v===2m/s;
甲?甲2?
由v﹣t圖像乙可知,物體的速度保持不變,即物體做勻速直線運動,速度大小為v乙=4m/s;
因為兩次都是勻速直線運動,根據二力平衡條件可知,推力都等于摩擦力,摩擦力沒變,故受到
的水平推力為F1=F2;
???
已知v<v,由P===Fv可得,兩次推力的功率P<P。
甲乙??12
故答案為:=;<。
13.(2022秋?樂清市校級期中)風車可以將風能轉化成其他形式的能。小宛制作了如圖所示的一
架小風車,想粗略測定風車在一定風速下做功的功率。
(1)觀察實驗裝置,小宛還需要準備的實驗儀器有刻度尺、托盤天平、。
(2)風車做功的過程中,回形針獲得了動能和能。
(3)實驗時,逐漸增加掛在細線下的回形針數(shù)量,直到細線恰好緩慢勻速提升回形針為止。若
測得回形針勻速上升的高度為h、所用的時間為t、回形針的總質量為m,則風車對回形針做功功
率的表達式為P=(表達式中的物理量均用符號表示)。
第19頁共22頁
【解答】解:(1)功率等于功與時間的比值,實驗不僅需要間接測量功的大小,還需要測量時間,
而測量時間的工具是秒表;
(2)風車做功過程中,回形針由靜止變?yōu)檫\動,獲得了動能,同時它被舉高,還獲得了重力勢
能;
(3)提升回形針做的功W=Gh=mgh,
????
則風車對回形針做功功率的表達式為:P==。
??
???
故答案為:(1)秒表;(2)重力勢;(3)
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