初中物理人教版八年级下第十一章功和机械能 一等奖

第11章功和机械能专题训练专训1.功和功率的计算1．进行功的计算应注意的问题：不可随意将力和距离相乘的结果作为最终的结果，而应利用功的两个必要条件判断力是否做功，再利用公式W＝Fs计算功的大小。2．常见的做功的两种情景：(1)拉着物体沿水平方向前进，克服阻力做功(W＝Fs＝fs)；(2)提升物体竖直上升，克服重力做功(W＝Gh)。3．功率可用公式P＝W/t或P＝Fv进行计算。当利用公式P＝Fv计算功率时，速度v的单位应为“米/秒”。功的计算——水平做功1．(2023·安徽)如图所示，一轻绳绕过定滑轮，一端与粗糙水平桌面上的滑块相连，另一端悬挂一个砂桶。调整桶内砂的质量，当砂桶和砂的总质量m＝kg时，砂桶和滑块都做匀速直线运动，速度大小v＝m/s。不计滑轮的摩擦，求砂桶和滑块匀速运动时：(1)滑块受到的摩擦力大小；(2)砂桶和砂所受的重力在2s内做的功。(第1题图)功的计算——竖直做功2．(2023·邵阳)在2023年第53届世界乒乓球锦标赛中，我国选手马龙获得男子单打冠军，他在夺冠后兴奋地跳上球桌庆祝胜利。如果马龙的质量是70kg，双脚与桌面接触的总面积为m2，他跳上球桌时重心上升的高度为m。(g取10N/kg)求：(1)他受到的重力。(2)他站立在球桌上时对桌面的压强。(3)他跳上球桌时克服自身重力所做的功。功率的计算——公式P＝eq\f(W,t)的运用3．(2023·福州节选)为提高车辆通行质量，福州交警在市区一些道路某些时段推出“绿波通行”，即车辆在绿波路段以如图所示的50km/h～55km/h范围内行驶，一路绿灯。在绿波时段，质量是×103kg的汽车，经过绿波路段上相距×103m的两个路口，用时180s，问：(1)汽车行驶的平均速度是多少？是否“绿波通行”？(2)若汽车在这段距离内行驶的牵引力保持3000N不变，则汽车的输出功率是多少？(第3题图)功率的计算——公式P＝Fv的运用4．图甲是使用汽车打捞水下重物的示意图，汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物，在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度v＝m/s向右运动。图乙是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t变化的图象。设t＝0时汽车开始提升重物。忽略水的阻力和滑轮的摩擦，g取10N/kg。求：(1)圆柱形重物的质量；(2)圆柱形重物的密度。(第4题图)专训2.功率的探究比较做功的快慢有三种方法：时间相同，比较所做的功；做功相同，比较做功时间；比较单位时间所做的功(功率)。功率测量的原理是P＝W/t＝Fs/t，所需的测量工具有弹簧测力计(或天平)、刻度尺、停表。测量上楼梯功率的实验中，应该测量楼高，而不是楼梯长。比较做功的快慢1．甲、乙、丙三位同学分别将铁块匀速竖直向上提升，所得实验数据如下表：同学铁块重力G/N升高高度h/m时间t/s甲22乙44丙55(1)根据上表可知，做功最多的是________同学，做功最快的是________同学。(2)为了比较做功的快慢，他们在表中增加了一栏项目，这个项目表示的是________________，为此物理学中引入一个物理量，叫做______。(3)这种定义物理量的方法叫比值法，试举出我们已学过的一个类似物理量：________。2．某班同学进行登楼比赛，看谁做功快。甲、乙两位同学记录自己两次从一楼跑到确定的楼层所用的时间，并填入下面表格中，然后将有关的物理量也记录在下面的表格中。学生实验序号学生的质量/kg楼梯的高度/m登楼做的功/J所用的时间/s甲150314705250314708乙35461245435(1)分析比较以上实验数据，可以得出登楼做功最快的学生是________(填“甲”或“乙”)。(2)分析比较实验次数________，可以得出的初步结论是：当做功所用时间相同时，做功越多，做功越快。(3)分析比较实验次数1和2，可以得出的初步结论是__________________________________________。(4)分析比较实验次数2和3，若要比较甲、乙两位同学做功的快慢，则可以比较______________________来确定哪位同学做功快，因此为了比较做功快慢，还应在表格中增加的栏目是________。功率的测量——选择实验方案3．三位同学准备进行爬楼比赛，看看谁的功率大。他们展开了如下的讨论：甲：只有测出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度，才能进行比较；乙：在爬楼的时间相同时，只要测出各自的体重、爬楼的高度，就可以进行比较；丙：在爬楼的高度相同时，只要测出各自的体重、爬楼的时间，就可以进行比较。其中正确的是()A．甲、乙和丙B．甲和乙C．甲和丙D．乙和丙功率的测量——评价实验方案4．(中考·广东)学校买了一箱物理器材，小军同学将它从一楼搬运到三楼(如图所示)，小丽同学想测量小军同学搬运器材过程中对箱子做功的功率。(1)测量所需要的器材有：________________________。(2)小丽同学设计的测量步骤如下，其中多余的是()A．测出箱子所受的重力B．测出楼梯的总长度C．测出一楼到三楼的竖直高度D．测出小军上楼梯所用的时间E．算出小军搬运箱子的功率(3)请你帮小丽设计一个实验记录表格。(第4题图)功率的测量——设计实验方案5．体育课上，小明和小鹏在练习引体向上，小明突发奇想，对小鹏说：“咱俩谁做引体向上的功率大？”则：(1)若小明的体重已知，要测出他的功率，还需要测出的物理量有________________________________________________________________、________________________________________________________________。(2)请完成下面的测量步骤：①测出小明做5次引体向上的______，记为______；②量出小明的脚尖上升的________，记为______；③小明引体向上的功率P＝________________。

专训答案eq\a\vs4\al(专训1)1．解：(1)砂桶和砂的总重力G＝mg＝kg×10N/kg＝2N，砂桶和滑块匀速运动，故滑块受到的摩擦力f＝G＝2N。(2)砂桶和砂在2s内移动的距离h＝vt＝m/s×2s＝1m，砂桶和砂所受的重力在2s内做功W＝Gh＝2N×1m＝2J。2．解：(1)重力G＝mg＝70kg×10N/kg＝700N。(2)压强p＝F/S＝700N/m2＝×104Pa。(3)功W＝Fs＝Gh＝700N×m＝560J。3．解：(1)汽车行驶的平均速度v＝eq\f(s,t)＝eq\f×103m,180s)＝15m/s＝54km/h，因为50km/h＜v＝54km/h＜55km/h，所以该汽车是“绿波通行”。(2)汽车的牵引力做的功W＝Fs＝3000N××103m＝×106J，则汽车的输出功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f×106J,180s)＝×104W。4．解：(1)汽车在AB段对重物的拉力为F1＝eq\f(P1,v)＝700W/m/s＝3500N。同理，汽车在CD段对重物的拉力为F3＝4000N。整个重物打捞过程应该分为三个阶段：第一阶段，将重物从水底拉至上表面刚好接触水面，这一过程，G不变，F浮不变，F1不变，且有G＝F浮＋F1①，对应图乙中的AB段。第二阶段，将重物拉出水面的过程，这一过程中G不变、浮力变小直至为0，故拉力F2越来越大，对应图乙中的BC段。第三阶段，重物从刚好全部拉出水面后继续向上拉的过程，这一过程中G不变，拉力F3与重力G相等，G＝F3②，对应图乙中的CD段。故G＝F3＝4000N，则m＝eq\f(G,g)＝eq\f(4000N,10N/kg)＝400kg。(2)由①、②知F浮＝G－F1＝F3－F1＝4000N－3500N＝500N。又V物＝F浮/(ρ水g)＝500N/×103kg/m3×10N/kg)＝5×10－2m3，ρ物＝eq\f(m,V物)＝eq\f(400kg,5×10－2m3)＝8×103kg/m3。eq\a\vs4\al(专训2)1．(1)乙；甲(2)单位时间做的功；功率(3)速度2．(1)乙(2)1和4(3)做相同的功，所