机械功与机械能

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，每年给我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，爸爸告诉他：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=6.4×103kg(1分)（3）t=s/v=5Km÷90Km/h=h181W=Pt=50000W×181×3600s=1×107J（2分）F=W/s=1×107J÷5000m=2000N（2分）四、计算题:（共35分）23．（5分）某同学将落在地上的重为1N的物理书捡起放到0.8m高的桌面上，在此过程中他至少对书做了多少功？解：W=Fs=Gh=1Nx0.8m=0.8J24．（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=600N②绳子自由端移动的距离s=4h=4×2=8m③物体A上升的速度vA=th=102=0.2m/s④绳子自由端移动的速度vF=ts=108=0.8m/s⑤有用功W有用=Gh=600×2=1200J⑥总功W总=Fs=200×8=1600J⑦额外功W额外=W总－W有用=1600－1200=400J⑧机械效率η=总有用WW×100%=16001200×100%=75%⑨有用功的功率P有用=tW有用=101200=120W⑩总功的功率P总=tW总=101600=160WFA图3-925．（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）该同学所做的功率为图3-10图3-1148kg10N/kg=480N11500m480N200W1212100sGmgfssPGtt（2分）500m5m/s100ssvt（3）该同学骑车时，自行车对地面的压强为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123456789101112答案1．如图3-1所示的四种情景中，人对物体做功的是2．下列关于力做功的说法，正确的是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500JB.拉力大小为100NC.拉力大小为120ND.拉力做的功为100J4.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．0．02JB．O．2JC．2JD．20J6.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．1.8×106JB．3.6×106WC．10kWD．3.6×107W7．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.1200WB.10WC.12WD.120W'51242()(4812)kg10N/kg1.510Pa4010mmmgFGpsss（2分）F图3-2图3-3图3-19．在2006年中考体能测试中，某同学选择跳绳。他在1min内跳了120次，每次跳离地面的高度为5cm。设他每跳一次所用的时间相等，则他跳绳时的功率最接近()A．5WB.50WC.500WD.5000W10．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∶6B．6∶5C．15∶8D．2∶311．4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通过的路程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？____.15．一架我国自行研制的歼-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，他家所购水泵的功率至少要_________KW。20．我们可以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.图3-4图3-6图3-5５m2的物体A向左匀速拉动2m,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：（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，每年给我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3-8所示的位置，爸爸告诉他：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1N的物理书捡起放到0.8m高的桌面上，在此过程中他至少对书做了多少功？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）。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）FA图3-9km/h图3-8图3-7图3-1026．（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）图3-11