初中物理：做功的快慢提升训练及解析

1、初中物理：做功的快慢提升练习及答案、解析1 . 2019年3月30日，四川省凉山彝族自治州木里县境内发生森林火灾。在此 次扑火行动中，由于受风力风向突变影响，突发林火燃然，30名扑火人员英勇牺牲。为应对严重森林火灾，我国正在自主研制的大型水两栖飞机鲸龙“AG600 , 如图所示。该飞机蓄满水后总质量53.5t静止在地面上时与地面的接触面积约为 0.625m 2.在某次灭火测试中，飞机盘悬在火场上方100m处，将所蓄水分次投 下，每次投水250kg用时25s到达地面：在水面滑行测试中，飞机在水平面上 以10m/s的速度沿直线匀速滑行了 60s,若飞机发动机牵引力的总功率始终保 持 2.5X106

2、W ( p水=1.0X103kg/m 3, g = i0N/kg )求：(1)飞机蓄满水静止在地面上时，它对地面产生的压强；(2)飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积；(3)飞机每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率；(4)飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力。1 . (1) 8.56 X 105Pa； (2) 53.5m3; (3) 1 X104Vy (4) 2.5 X105No【解析】(1)飞机静止在地面上时，对地面的压力：F压= G总 = m总 g=53.5 X 103kgFx5 35 105Nrx 10N/kg = 5.35 X 105N,对地面广生的压强：p= - = 5

3、.35 10 2N =8.56 X 105Pa；S0.625m2(2)因为飞机静止在水面上是漂浮状态，所以飞机受到的浮力：F浮=6总=5.35X 105N,由F浮=P液gV排可得排开水的体积:F浮5.35 105N-33水g 1.0 103kg/m3 10N / kg=53.5m3;(3)每次投下的水的重力做的功： W= G水h = m水gh = 250kg 乂 10N/kg 乂 100m= 2.55 .X105J;则重力做功的平均功率：P= _= 2.5 10 J =1X 104W t 25s(4)飞机在水面沿直线匀速滑行时，由p= W=%=Fv 得牵引力：F=p =t tv2.5 106W

4、10m/s= 2.5 义 105No答案第6页，总11页2 .如图所示利用汽车液压起重机从矿井中提升重物。起重机起动时滑轮组将重物竖直向上匀速提起，其中N是柱塞，可向上支撑起起重臂 ODC.重物和动滑轮总重为15000N ,不计摩擦和滑轮组上钢丝绳重。问：(1)钢丝纯自由端上作用力F的大小为 N(2)当柱塞向上支撑起起重管绕固定端 O转动时，起重臂ODC是力杠杆。(3)当重物以0.4m/s的速度匀速上升时，钢丝绳自由端上作用力F的功率是多少？ 2 . 5000 费 6000W【解析】(1)由图知道，承担物重的绳子股数是：n=3,所以，不计摩擦和滑轮11组上钢丝纯重，则钢丝绳自由端上作用力是：F

5、 - G G动=-15000N=5000N ; 33(2)由图知道，起重臂的支点在 。点，滑轮组和重物对C端的拉力为阻力，由 于柱塞施加动力的力臂明显小于阻力的力臂，所以，此设备是费力杠杆；(3)当重物以0.4m/s的速度匀速上升时，钢丝绳自由端移动速度是：v=3X0.4m/s=1.2m/s ,所以，绳自由端上作用力F的功率是：P W -Fs Fv 5000N 1.2m/s =6000W t t3.如图所示，质量为960kg、底面积为0.5m2的石材A放在水平地面上，利用滑轮组水平拉动A,使其在20s的时间内匀速向墙靠近了 4m ,水平拉力F=500N ,不计纯、滑轮组的质量以及绳与滑轮组之间

6、的摩擦，g取10N/kg 。求：(1) A对水平地面的压强；(2) A在运动过程中受到摩擦力的大小；(3)拉力F的功率。3. 1.92 X 104Pa； 1000N; 200WA【解析】(1) A 的重力为：G=mg=960kg乂 10N/kg=9.6 乂 103N;A 对水平地面的压力为：F压=G=9.6X103N;3 一A对水平地面的压强为：p & 9.6 102N 1.92 104Pa;S 0.5m2(2)绳子对 A的拉力为：F拉=2F=2X 500N=1000NA做匀速运动，得A在运动过程中受到摩擦力的大小为 f=F拉=1000N;sA4m -,(3)物体A的速度为：Va0.2

7、m/s ,tA 20s 绳子自由端移动的速度为 v=2vA=0.4m/s ,拉力的功率为：P=Fv=500NX 0.4m/s=200W答：(1) A对水平地面的压强为1.92 X 104Pa；(2) A在运动过程中受到摩擦力的大小为1000N;(3)拉力F的功率为200W4.某台单缸四冲程内燃机的活塞面积是120 cm 2, 一个冲程是0.3 m，做功冲程中燃气对活塞的平均压强是 5X105 Pa,曲轴的转速是300 r/min 。求: (1)内燃机每分钟做的功。(2)其功率是多大。4 . (1)2.7 X105J。(2)4500 W【解析】(1)燃气对活塞的平均压力：F=pS= 5X 105

8、PaX 120X10-4m2=6000N, 一个做功冲程中燃气对活塞做的功： W Fs = 6000NX 0.3 m= 1800J ,曲轴每转两 圈对外做功一次，所以1min转动300周，要做功150次，所以内燃机每分钟做 的功： W、=150X 1800J = 2.7 X105J; 内燃机的功率：P= ?= ?-?-?-?4500W5 .为了美化城市环境，同时又减小对市民出行的影响，济南城管对洒水车喷水位置、洒水角度和方向、洒水时间等进行了改良，“改出” 了济南的人情味，“洒 出” 了济南的城市温度。如图所示是一辆“东风”牌洒水车，车自身质量12000kg ,罐体有效容积10m 3.完成一次

9、洒水任务后，该车沿平直路面匀速返回，10min从距驻地10km处的位置返回，若返回途中洒水车受到的阻力大小是 1.2 X104N,g取10Nkg .通过计算回答(1)罐中装满水时，水的重力是多少？(2)返回途中牵引力做了多少功？(3)牵引力做功的功率是多少？5 . (1) 1X105N; (2) 1.2X108J； (3) 2X105W【解析】(1)罐中装满水时，水的体积等于罐体的容积，即 v水=v= 10m,根据 p =m可得，水的质量：m水=P水V水=1x 103kg/m3x 10n3= 1x 104kg,则水的重 力：G水=1水g=1X 104kgX10N/kg = 1X105N;(2)

10、该车沿平直路面匀速返回，则牵引力 F=f = 1.2 X104N,返回途中牵引力 做的功： W Fs= 1.2 X104NX 10X 103m= 1.2 乂 108J;(3)牵引力做功的功率：P= W= 1.2 10 J =2X105W t 10 60s6 .我们在超市购物时，常常使用购物车，已知购物车的质量为10kg，小明用10N的水平推力推着购物车沿水平地面运动了 4m,用时4s,求：(1)购物车的重力；(2)推力所做的功；(3)推力的功率。6. (1) 100N (2) 40J (3) 10W【解析】(1).购物车的重力是:G=m=10kgx 10N/kg=100N ；(2) .推力所做

11、的功是：W Fs 10N 4m 40J;(3) .推力的功率是: c W 40J10WP -t 4s答：(1).购物车的重力为100N; (2).推力所做的功为40J; (3).推力的功率为10W7.骨胳、肌肉和关节构成了人体的运动系统，最基本的运动都是肌肉牵引骨胳绕关节转动产生的，具模型就是杠杆。 如图所示是踮脚时的示意图，人体的重力为阻力，小腿肌肉施加的拉力为动力。重 600N的小明在lmin内完成50个双脚同时踮起动作，每次踮脚过程中脚跟离开地面的高度是9cm。求：(1)小腿肌肉对每只脚的拉力;(2)小明踮脚过程中克服重力做功的功率。7. (1) 200N; (2) 30W【解析】(1)

12、根据杠杆的平衡条件分析解答小腿肌肉对每只脚的拉力；(2)小明踮脚过程中克服重力做功等于小腿肌肉对脚的拉力做的功，根据W P W算出小明踮脚过程中克服重力做功的功率【详解】(1)由图知，动力F的力臂L = 8cm+4cm= 12cm= 0.12m；重力的力臂答案第6页，总11页L2= 8cmi= 0.08m；根据杠杆的平衡条件可得：FLi = GL,则小腿肌肉对两只脚的拉力:F600N 0.08m0.12m400N .答案第12页，总11页则小腿肌肉对每只脚的拉力：F'=F= 1 X 400N= 200M22(2)小腿肌肉对脚的拉力做的功：Wfc力=Fh= 400NX 0.09m= 36

13、J;小明踮脚过程中克服重力做功等于小腿肌肉对脚的拉力做的功，等于 36J;小明在lmin内完成50个双脚同时踮起动作，则小明踮脚过程中克服重力做功的功率：P W 36J 50 3CW0t 60s答：(1)小腿肌肉对每只脚的拉力为 200N;(2)小明踮脚过程中克服重力做功的功率为30W【点睛】本题考查了杠杆的平衡条件、功的计算、功率的计算，其中小明踮脚 过程中克服重力做功等于小腿肌肉对脚的拉力做的功是解题的关键。8 .如图所示，在纪念中国抗日战争暨世界反法西斯战争胜利70周年大阅兵中，我国展示了国产05式高速两栖突击车，它是当今世界上水上速度最快的中型两栖突击车.该两栖突击车的总质量为 2.9

14、X104kg,发动机的功率为106W,每条履带与地面接触面积为2m2,海上最大行驶速度为40km/h . g取10N/kg，求：(1)突击车静止在水面上时，受到的浮力多大?(2)突击车停在水平地面上，对地面的压强多大?(3)突击车在海上以最大速度行驶 0.8km ,发动机做功多少？8. (1) 2.9X105N; (2) 7.25Xl04Pa； (3) 7.2X107J.【解析】(1)突击车静止在水面上时处于漂浮状态，受到的浮力和自身的重力 相等，即浮力是：F 浮=G=mg2.9 X 104 kg x 10N/kg=2.9 x 105 N ;(2)突击车停在水平地面上，对地面的压力是：F=&#

15、169;2.9 X 105N,对地面的压强是:F 2.9 105NP -2S2m2 27.25 104Pas3)由v -知道，突击车在海上以最大速度行驶 t0.8km行驶的时间是:0.8km40km/h=0.02h=72s,由P知道，发动机做的功是： W=P=106 WX 72s=7.2X107 J9. 一个小水电站，每分钟有200m 3的水从30m高处下落，水流冲击水轮机做功。(g=10N/kg )求：(1)每分钟流过水的质量;(2)每分钟水流对水轮机做功；(3)每分钟水水轮机做功的功率。9 . (1) 2X 105kg (2) 6X107J (3) 1X106W【解析】(1)由p = V可

16、得，每分钟流过水的质量：m= p V= 1.0 x 103kg/m3x 200m3= 2X 105kg, (2)每分钟流过水的重力：Gmg= 2X 105kg x 10N/kg = 2X 106N, 每分钟水流对水轮机做功： W Gh= 2X 106NX 30m= 6X 107J； (3)每分钟水水轮t 60s机做功的功率：P= W= 6 107J = 1 x 106W.10 .在某建筑工地上，起重机在2min内把体积为30m 3的花岗岩碑石向上提升2.5m .已知该花岗岩的密度为2.8X103kg/m 3, g取10N/kg ,通过计算回答:(1)这块花岗岩碑石的质量是多大?(2)起重机对碑

17、石所做的功是多少?(3)起重机对碑石做功的功率是多少？10 .(1) 8.4 X104kg (2) 2.1 X106J (3) 1.75 X 104W【解析】知道这块花岗岩碑石的密度和体积，根据£求出其质量；根据G mg求出重力的大小，根据W=F或出起重机对碑石所做的功；根据P求出起重机对碑石做功的功率.【详解】(1)由 m得，这块花岗岩碑石的质量:m V 2.8103kg/m330m3花岗岩的重力：G mg 8.4起重机对碑石所做的功： W Gh(3)起重机对碑石做功的功率：P11 .小明提着质量为3kg的书包，8.4104 kg ；104kg10N/kg 8.4105N;8.41

18、05N 2.5m2.1106J ；W 2.1106Jt 2 60s1.751 04W.从1楼走到3楼用了 15s的时间，书包带与手的接触面积为10cm2g 取 10N/kg(1)求书包的重力 (2)求包带对手的压强 (3)估算小明上楼过程中对书包做功的功率11 . (1) 30N(2) 3Xl04Pa(3) 12W【解析】(1)书包质量为m=3kg,则书包白重力为 G=mg=3kgX10N/kg=30N； FG(2)书包带对手的压力F等于书包的重力G,则包带对手的压强为p=-=G =S S=3X104Pa；30N20.001m2 (3)每层楼高大约3m从1楼走到3楼的高度为h=3mx 2=6旦则小明上楼过程中对书包做的功约为 WGh=30NX 6m=180J所以小明上楼过程中对书包做功的W 180J , 功率为P= =12Wt 15s12 .如图所示为洋湖湿地公园的“河道保洁船”清理水面垃圾时的情景，保洁船的质量为2.5t ,收集宽度为3.4m 0它某次工作时以1m/s的速度做匀速直线运动,其牵引力为5X104N,保洁船