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机械功与机械能的管理规范

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2020年4月19日
文档仅供参考
29．汽车是我们熟悉的交通工具,它给我们的生活提供了便利,促进了社会经济的发展．汽车应用了许多物理知识．请你运用所学的物理知识解答下列问题:
(1)汽油机是汽车的”心脏”．汽油机工作时 冲程将内能转化为机械能．
(2)据报道因车辆超载损坏公路,每年给中国造成的经济损失高达300亿元．国家规定,载重车辆的轮胎,对地面的压强应控制在7×105Pa以内．有一辆重2×104N的6轮汽车,如果每个车轮与路面的接触面积为200cm2,请你计算该汽车允许装载的货物的最大质量是多少?(g取10N／kg)
(3)一天,李明乘坐爸爸的汽车到曲阜游玩,从公路交通牌上看到,汽车在一段平直的路段上行驶了5km,汽车速度计的指针一直停在如图所示的位置,爸爸告诉她:汽车在这段时间的功率大约是50kW．请计算汽车在这段时间内做的功和汽车的牵引力．
解:(1)做功冲程(1分)
(2)G总=F=PS=7×105Pa ×200×10-4m2 ×6=8.4×104N (2分)
G物= G总－G车=8.4×104N－2×104N=6.4×104N (1分)
m物=6.4×103 kg (1分)
(3)t=s/v=5 Km ÷90Km/h=
W=Pt=50000W××3600s=1×107J (2分)
F=W/s=1×107J÷5000m= N (2分)
四、计算题:(共35分)
23．(5分)某同学将落在地上的重为1 N 的物理书捡起放到0.8m高的桌面上,在此过程中她至少对书做了多少功?
解:W=Fs=Gh=1N x 0.8m=0.8J
F
A
图3-9
24．(10分)小明用如图3-9所示的滑轮组,在10s钟内将质量为60kg的物体A匀速提升了2m。已知绳子自由端所用的拉力为200N。
⑴画出物体A的重力示意图;
⑵请计算出与此题相关的任意四个物理量(g取10N/kg)。

解:⑴正确画出物体A重力的示意图得2分
说明:重力的三要素每缺一个要素扣1分,扣完为止。
⑵①物体A的重力 G = mg = 60×10 = 600N
②绳子自由端移动的距离 s = 4h = 4×2 = 8m
③物体A上升的速度 vA === 0.2m/s ④绳子自由端移动的速度 vF === 0.8m/s
⑤有用功 W有用 = Gh = 600×2 = 1200J ⑥总功 W总 = Fs = 200×8 =1600J
⑦额外功 W额外 = W总－W有用 =1600－1200 = 400J ⑧机械效率 η =×100% =×100% =75%
⑨有用功的功率 P有用 ===120W ⑩总功的功率 P总 === 160W

图3-10
25．(10分)在图3-10装置中,物体m＝10千克,在F的作用下,m以0.4米／秒的速度在水平面上作匀速直线运动,弹簧秤的示数为10牛顿。求:
(1)拉力F为多少牛顿?
(2)物体受到水平面的阻力是多少牛顿?
(3)在10秒钟内拉力做功多少焦耳?
(4)拉力的功率多大?(5分)
解:
　(1)F＝2F'＝2×10牛顿＝20牛顿(1分)
　(2)F＝F'＝10牛顿(1分)

　 　　　答:(略)

26．(10分)如图3-11所示,质量为48kg的小华同学骑着一辆自行车在平直公路上匀速运动500m,所用时间为100s。假设自行车在行驶过程中受到的阻力为其体重的1/12。求:
(1)自行车行驶的速度;
(2)在这段过程中,该同学所做的功率;

(3)若自行车质量为12kg,车胎与地面总的接触面积为40cm2,则该同学骑车时,自行车对地面的压强为多少?(取g＝10N/kg)

解:(1)自行车行驶的速度为
(2分)
(2)该同学所做的功率为

(3)该同学骑车时,自行车对地面的压强为

(2分)

第十二章 机械功与机械能(12.1－12.2)
一、选择题(把你认为正确的答案序号填写在题后的括号内,第1－10小题只有一个正确答案,每小题2分;第11、12小题,每小题有一个或几个正确答案 ,每小题3分,全部选择正确得3分,选择正确但不全对得1分不选、多选或错选得0分,共28分)
题 号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答 案

1．如图3-1所示的四种情景中,人对物体做功的是
图3-1

2．下列关于力做功的说法,正确的是
F
图3-2
A．人提着箱子站在地面不动,手的拉力对箱子没有做功
B．人把箱子从二楼提到三楼,手的拉力对箱子没有做功
C．汽车在水平公路上匀速行驶,汽车所受重力对汽车有做功
D．过山车向下运动过程中,车上乘客所受重力对乘客没有做功
3.如图3-2所示,用水平力F拉着重为100N的物体,在水平地面上向左匀速移动了5m,物体所受地面的摩擦力大小为20N,则
A.重力做的功是500J B.拉力大小为100N
C.拉力大小为120N D.拉力做的功为100J
4.关于力、距离、功与功率的关系,下列说法正确的是
A．力越大,功率越大 B．距离越长,功率越大
C．做功越多,功率越大 D．做功越快,功率越大
5．林雨将掉在地上的物理课本捡回桌面,所做的功最接近于
A．0．02J B．O．2J C．2J D．20J
6.正值农忙季节,农田需要大量的灌溉用水,若水泵在0.5h内把360m3的水抽到5m高处(g取10N/kg),则水泵对水做功的功率至少为
A．1.8×106J B．3.6×106W C．10kW D．3.6×107W
7．以下事例中,重力做功的是
A.冰球在水平的冰面上滚动 B.皮划艇在平静水面快速滑行
图3-3
C.跳水运动员下落 D.举重运动员把杠铃举起停在空中静止不动
8．如图3-3所示,一个质量为50kg的人,在10s内连续向上跳12个台阶,已知每个台阶的高度为0.2m,则这个人在这段时间内的功率是(g取10N/kg)
A. 1200W B. 10W C. 12W D. 120W
9．在 中考体能测试中,某同学选择跳绳。她在1min内跳了120次,每次跳离地面的高度为5cm。设她每跳一次所用的时间相等,则她跳绳时的功率最接近( )
A．5W 　　B.50W 　　　C.500W 　　　　　D.5000W
10．星期天,小明和爸爸一起去登狼山．小明用了20min登上山顶,爸爸用了25min登上山顶,爸爸的体重是小明的1.5倍,则小明与爸爸登山时所做功的功率之比是
A．5∶6 B．6∶5 C．15∶8 D．2∶3

11．4月23日,南昌市某商场举行首届跑楼梯比赛,共有500多名选手参加。若要比较参赛者的功率大小,需测出的物理量是( )
A.登楼所用的时间
B.参赛者的体重,所登楼层的高度
C.参赛者的体重,所登楼层的高度以及登楼所用的时间,速度
D.参赛者的体重,所登楼层的高度,登楼所用的时间以及参赛者经过的路程
12．当两台机器正常工作时,功率大的机器一定比功率小的机器
A做功多 B 做同样多的功所用的时间少
C 做功快 D 相同的时间内做功多
二、填空题:(每空1分,14题(b)2分,共25分)
13．如图3-4所示,建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶,动滑轮重为20N,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重. 若工人在5s内将绳子匀速向上拉6m,则泥桶上升___________m,手拉绳子的力为______N,拉力的功率为________W。
14．图3-5 ( a )图中小朋友用力推车,虽然累得满头大汗,可是车却一动不动,小孩做了功吗? 。请在(b )图中画出小车在水平方向上的受力示意图．
( 2 ) ( a )图中,小孩是劳而无”功”,那么你认为(c)图中小鸟做功了吗?_ _ _ _ .
图3-5

15．一架中国自行研制的歼-8Ⅱ战斗机的质量为1.5×103kg,发动机用8×104N的推力使飞机在10s内前进5000m,则飞机受到的重力为___________N,这段时间内飞机的平均速度为_______m/s,推力的功率为___________W。
16．小华用一个动滑轮提升一个重为400N的物体,所用的竖直拉力为250N,物体在10s内匀速上升1m,在此过程中,拉力做功为 J,拉力的功率为 W,物体上升的速度是为 m/s。
17．在生产和生活中,经常见到这样的情形,用木板搭斜坡将货物推上汽车车厢,修盘山公路使汽车驶上高耸的山峰等。从物理学的角度分析,它们的物理模型属于同一种简单机械,即＿＿＿＿,这种简单机械的优点是＿＿＿＿,但不能 。
18．某商场扶梯的高度是5m,扶梯长是7m,小明体重为600N。扶梯把小明从三楼送上四楼的过程中对小明做功＿＿＿＿J。如果要知道扶梯对小明做功的功率,还应该测量的物理量是＿＿＿＿。
19．在新农村建设中,为解决村民饮用水,政府和村民共同兴建了一批蓄水池。吕兵家二楼顶上的蓄水池长3m,宽2m,高1m,楼房每层高3m。水池最大储水量是________t;若这些水是从深2m的井中抽上来的,水泵至少做功_________J。若要求一次灌水的时间不能超过8min,她家所购水泵的功率至少要_________KW。
图3-6
20．我们能够用两种方法来判断物体做功的快慢。用挖掘机挖土与人力挖上做功的快慢不同,它所用的判断方法是;做功时间相同,比较做功多少。另一种的判断方法是:_____________相同,比较______________。
21.小明利用如图3-6所示的装置沿水平方向将一个重２０００Ｎ,底面积为０.５m2的物体A向左匀速拉动2 m,物体A受到的摩擦力为６００Ｎ,作用在绳端的拉力为２５０Ｎ,则物体A对地面的压强是　　　　Pa;拉力做的功为_________J。
三、探究题:(12分)
22.．汽车是我们熟悉的交通工具,它给我们的生活提供了便利,促进了社会经济的发展。汽车应用了许多物理知识。请你运用所学的物理知识解答下列问题:
图3-7
(1)载重汽车都安装了较多的车轮,且轮胎上有凸凹不平的花纹,其目的是 ;
(2)据报道因车辆超载损坏公路,每年给中国造成的经济损失高达300亿元。国家规定,载重车辆的轮胎,对地面的压强应控制在7×105Pa以内。有一辆重2×104N的6轮汽车,如果每个车轮与路面的接触面积为200cm2,请你计算该汽车允许装载的货物的最大质量是多少?(g取10N／kg)

图3-8

(3)一天,李明乘坐爸爸的汽车到曲阜游玩,从公路交通牌上看到,汽车在一段平直的路段上行驶了5km,汽车速度计的指针一直停在如图3-8所示的位置,爸爸告诉她:汽车在这段时间的功率大约是50kW。请计算汽车在这段时间内做的功和汽车的牵引力。

(4)虽然汽车在现代社会中有很多重要作用,但也造成了一些不利的影响,如能源消耗、大气污染、噪声污染、交通事故等等。请你结合物理知识,就如何减小汽车的某项不利影响,提出一条合理化建议: 。
四、计算题:(共35分)
23．(5分)某同学将落在地上的重为1 N 的物理书捡起放到0.8m高的桌面上,在此过程中她至少对书做了多少功?

F
A
图3-9
24．(10分)小明用如图3-9所示的滑轮组,在10s钟内将质量为60kg的物体A匀速提升了2m。已知绳子自由端所用的拉力为200N。
⑴画出物体A的重力示意图;
⑵请计算出与此题相关的任意四个物理量(g取10N/kg)。

图3-10
25．(10分)在图3-10装置中,物体m＝10千克,在F的作用下,m以0.4米／秒的速度在水平面上作匀速直线运动,弹簧秤的示数为10牛顿。求:
(1)拉力F为多少牛顿?
(2)物体受到水平面的阻力是多少牛顿?
(3)在10秒钟内拉力做功多少焦耳?
(4)拉力的功率多大?(5分)

26．(10分)如图3-11所示,质量为48kg的小华同学骑着一辆自行车在平直公路上匀速运动500m,所用时间为100s。假设自行车在行驶过程中受到的阻力为其体重的1/12。求:
图3-11
(1)自行车行驶的速度;
(2)在这段过程中,该同学所做的功率;
(3)若自行车质量为12kg,车胎与地面总的接触面积为40cm2,则该同学骑车时,自行车对地面的压强为多少?(取g＝10N/kg)

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