B
21.(11嘉兴卷)5月19日上午,装载着两台大型桥吊的“振华23号”轮在舟山大浦口码头靠岸。
这两台桥吊将是舟山港起吊速度最快、起重量最大、外伸距最长的集装箱桥吊,将大大提高舟山港的集装箱吞吐能力。
(g=10N/kg)
(1)桥吊一次最多能起吊65吨的货物,65吨货物的重力为多大?
(2)若将65吨的货物竖直吊起20米,用时200秒,则桥吊对货物做了多少功?
功率有多大?
(1)G=mg=65×1000千克×10牛顿/千克=6.5×105…………(2分)
(2)W=Gh=6.5×105牛×20米=1.3×107焦 ………………(2分)
P=W/t=1.3×107焦/200秒=6.5×l04瓦……………(2分)
答:
(1)重力为6.5×105牛
(2)所做功为1.3×107焦,功率为6.5×l04瓦。
22.(11自贡)45、如图所示,现将一重G1=8100N的实心铝块在水中匀速上提h=2m(未露出水面),已知每个滑轮重G2=900N,不计绳重和各种摩擦,不计水的阻力。
已知铝的密度ρ铝=2.7×103kg/m3,水的密度ρ铝=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
求:
(1)滑轮组的机械效率多大?
(2)若绳端拉力的功率为P=540W,则铝块上升的速度为多大?
(1)85%
(2)0.09m/s
23.(11成都)
7.(6分)为了将放置在水平地面上、重G=100N的重物提升到高处。
小明同学设计了图24(甲)所示的滑轮组装置。
当小明用图24(乙)所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时,重物的速度υ和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图24(丙)和(丁)所示。
若重物与地面的接触面积S=5×10-2m2,不计摩擦,绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。
求:
(1)在2~3s内,拉力F的功率P及滑轮组的机械效率η。
(2)在1~2s内,拉力F做的功W。
(3)在0~1s内,重物对地面的压强p。
解:
(1)在2~3s内,重物做匀速运动,υ3=2.50m/s,拉力F3=40N,因为连接动滑轮的绳子有三根,所以拉力F的作用点下降的距离是重物上升高度h3的三倍。
P=F3υ3=100W
η=(W有用/W总)×100%=[Gh3/(3F3h3)]×100%=83.33%
(2)在1~2s内,拉力F2=50N,重物上升高度h2=1.25m
W=3F2h2(1分)
代入数据解得W=187.5J
(3)设动滑轮重为G动
G动=3F3-G=20N
在0~1s内,拉力F1=30N。
把动滑轮和重物看成整体,则这个整体受到向下的重力、向上的支持力以及三根绳向上的拉力作用处于静止状态。
支持力F支=G+G动-3F1=30N
24.(11内江)13.(6分)如图所示,在某学校举行的田径运动会上,质量为60kg、身高为1.7m的某运动员参加跳高比赛时的示意图。
跳高前先将软绳的一端系在该运动员的腰部(重心处),另一端穿过固定在地面上的小环,然后,将绳子拉直后让运动员尽力往上跳。
如果在刚起跳时,该运动员的重心离地面的高度为身高的0.6倍;当运动员跳到最高点时,拉直的绳子从小环到该运动员腰部的总长度为1.8m(g=10N/kg)。
则:
①在这个过程中,运动员重心上升的高度是多少?
运动员跳高所做的功是多少?
②由于月球对位于它表面附近物体的引力是地球对位于它表面的同一物体引力的1/6,如果该运动员按同样的方式起跳,那么,他在月球上能跳起的高度为多少?
(1)0.78m;468J
(2)7.8m
25.(11德州)16.(6分)五岳之首的泰山是我国著名的旅游胜地,人们可乘坐索道吊车观赏泰山美景(如图15所示)。
据了解,中天门索道全长约2078m,上、下高度差约600m,单个吊车载满人后的总重是6000N。
以单个吊车载满人为例,问:
(1)若吊车与索道的接触面积是0.02m2,索道承受的压强多大?
(2)若吊车从索道最高处运行到最低处需要10分钟,重力做功的功率是多大?
(1)由压强的计算公式得
(2)由功的计算公式得W=Gh=6000N×600m=3.6×106J
由功率的计算公式得
选择
1.(11河池)李玲同学值日时用水桶提水从一楼上到三楼,她做的有用功是
对桶所做的功B.对水所做的功
C.对水和桶所做的功D.对水、桶和人所做的功
B
2.(2011柳州)下列过程,哪个情况小明对桶做了功
A小明提着桶站立不动
B小明提着桶水平移动
C小明提着桶站在匀速水平运动的车厢内
D小明提着桶站在匀速向上运动的电梯内
D
(11北京)小阳打排球,排球离开手后向上运动到一定高度又落回地面。
不计空气阻力,关于排球离开手后的运动过程,下列说法中正确的是
A排球在上升过程中,小阳对排球做功
B排球在下落过程中,排球的重力势能变小
C排球在上升过程中,排球受到的力的方向竖直向下
D排球在下落过程中,排球所受的重力做功越来越快
BCD
(11武汉)如图所示,一瀑布的落差(瀑布顶端和底端的高度差)约为100m。
在0.1s内有18kg的水流过瀑布顶端,经过4.5s落到瀑布底端质量为18kg的这些水从顶端落到底端的过程中,重力的功率约为
A.4×102WB.4×103W
C.1.8×104WD.1.8×105W
B
(2011柳州)如图8,一长为l的粗细不均匀的水泥电线杆,重心在距A端
处,当用竖直向上的力F1将A端抬高h(B端仍在地面上)时,F1做功为W1;当用竖直向上的力F2将B端抬高h(A端仍在地面上)时;F2做功为W2,则F1:
F2=________,W1:
W2=_______。
2:
12:
1
6.(11台湾)阿升家中屋顶装设了一片太阳能板,这是一种可以将光能转换为电能的设备。
阿升某日记录此太阳能板日照12小时产生了2.4度的电能,则此太阳能板在这12小时中的平均电功率为多少瓦特?
(1度=1千瓦‧小时)
(A)0.2(B)5
(C)200(D)5000
C
(11威海)图中是一个两面光滑的斜面,∠β大于∠α,同一个物体分别在AC和BC斜面受拉力匀速运动到C点,所需拉力分别为FA、FB,所做功分别为WA、WB,则:
A、FA=FB,WA=WB B、FA<FB,WA=WB
C、FA<FB,WA<WB D、FA>FB,WA>WB
B
7.(11宿迁)要测量小明通过楼梯上楼时的功率,不需要测量的是
A.身体质量B.通过的楼梯高度C.通过的路程D.上楼所用的时间
C
8.(11天津)粗糙斜面高度为h,长为l,用沿斜面向上的力把重为G的物体由斜面底
端匀速拉到斜面顶端的过程中,拉力做的功为W,则()
A、拉力大小为hG/lB、拉力大小为W/l
C、物体所受摩擦力大小为(W-hG)/lD、物体所受摩擦力大小为(W
-lG)/h
BC
9.(2011临沂)下图所示的过程中,人对物体做功的是
B
10.(11株洲)15.用大小不同的甲、乙两个力拉同—物体,两力所做的功W与在这两个力的方向上移动的距离S的关系图像如图,由图可知,甲、乙两个力的大小关系是
A.F甲>F乙B.F甲<F乙
C.F甲=F乙D.条件不足,无法判断。
A
11.(11达州)13.如图所示用滑轮组将重600N的物体在10秒内匀速提升了5m,如拉力为400N,则下列各计算结果正确的是
A.拉力所做的功为6000JB.机械所做的有用功为2000J
C.拉力的功率为600wD.该滑轮组的机械效率为80%。
D
12.(11广安)10、在图6的四种情境中,人对物体做功的是( )
A.提着水桶在水平地面上匀速前进B.扛着米袋慢慢爬上楼梯
C.用力推汽车,汽车没动D.举着杠铃原地不动
B
13.(11包头)11、如图5所示,斜面长6m,高3m,用沿斜面向上、大小为100N的拉力F使物体在5s内沿斜面移动了2m,下列说
法正确的是()
A、滑轮组的机械效率是40%
B、物体重300N
C、拉力F做的功是600J
D、拉力F的功率是40W
C
计算
1.(2011柳州)用l00N的水平力推着小车在水平面上做匀速直线运动,5s内小车前进了10m,则在这段时间内:
(1)物体运动的速度是多大?
(2)推力做功是多少?
(3)推力的功率是多大?
解1)v=s/t=10m/5s=2m/s
2)W=Fs=100N×10m=1000J
3)P=W/t=1000J/5s=200W
2.(11黄冈)“中国的三一,世界的三一”,三一重工集团自主创新研制的长臂泵车创造了多项吉尼斯记录。
3月20日为支援福岛核电站,三一重工集团将62米泵车通过海路运往日本。
该泵车部分技术参数如下表所示:
(忽略一切摩擦,
=1.4,
=1.7)
名称
SYxTHB62米泵车
泵车全长
15.98m
泵车总质量
51t
长臂总质量
8t
长臂伸直全长
62m
海上运输船运载泵车前后,排开海水的体积变化了多少?
(ρ海水=1.0×103kg/m3)
在水平地面上,泵车开始工作时,在液压顶的作用下缓慢伸展开多节长臂,使之由水平位置升起到与水平方向成30o夹角,历时1分40秒,此时液压顶恰好与完全伸直的长臂垂直。
长臂展开后简化成粗细均匀的杠杆模型;OA为长臂全长的1/10,如图所示。
求此液压顶对长臂的作用力F的大小?
在此过程中,液压顶对长臂做功的功率为多少?
3.(11荆门)今年我省出现大面积干旱,造成农田缺水,严重影响农作物生长,为缓解旱情,很多地方采用柴油抽水机从江湖中引水灌溉。
某柴油抽水机把湖水抬升4.5m流入沟渠,再去灌溉农田。
已知在2h内抬升了1600m3的水,此柴油抽水机的效率为40%,柴油的热值为4.5×107J/kg,g取10N/kg,求:
此柴油抽水机2h做了多少有用功?
此柴油抽水机工作2h消耗了多少柴油?
此柴油抽水机的总功率为多少千瓦?
7.2×107J;4Kg;25Kw
4.(11重庆)2011年5月22日,世界内河上最豪华的邮轮——“长江黄金l号”在重庆朝天门下水首航。
如图18所示,一架重力为9×l04N的直升飞机在20s内竖直下降10m,最后停在邮轮的停机坪上。
求:
飞机竖直下降20s内的平均速度。
飞机竖直下降20s内重力做的功。
已知:
G=9×l04Nt=20sh=10m
求:
vW
解:
答:
(1)飞机竖直下降20s内的平均速度为0.5m/s;
(2)飞机竖直下降20s内重力做的功为9×105J
5.(11安徽)随着人们生活水平的日益提高,小汽车越来越多地走进了百姓人家。
一辆使用汽油为燃料的小汽车,以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时,发动机的实际功率为20kW。
若小汽车行驶的距离为100km,汽油的热值g=4.6×107J/kg,小汽车发动机的效率为25%。
求小汽车在这段路程中:
运动的时间;
发动机所做的功;
消耗汽油的质量。
5×103S;108J;8.7kg
6.(11威海)如图所示,小灯泡L标有“6V3W”字样,滑动变阻器的最大阻值为100Ω,电压表的量程是0-15V,闭合开关后,移动滑动变阻器,使电压表的示数为6V,这时灯泡正常发光,求:
(1)电源电压。
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻是28Ω时,小灯泡消耗的实际功率。
(1)12V
(2)1.08W
7.(11莆田)《西游记》中对孙悟空到龙宫借宝一段有这样的描述:
“悟空撩衣上前,摸了一把,乃是一根铁柱子,两头是两个金箍,紧挨金箍有镌成的一行字。
‘如意金箍棒一万三千五百斤’,约丈二长短,碗口粗细”。
以国际单位制,金箍棒质量为6750kg,体积约0.2m3,问:
在海底将上述棒抽出后,棒受到的重力和浮力多大?
(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
在海水中将上述棒竖直上提1000m,孙悟空至少要做多大的功?
为了方便用力,孙悟空将棒变得细短了许多(质量不变)。
而思思同学认为孙悟空可以不做功就能让棒上升到海面。
请你说说悟空要怎么做?
(1)2000N
(2)6.55×107N;6.55×107J(3)将棒变长变粗。
棒在海水中受到重力和浮力的作用,当其体积足够大时,海水对棒的浮力大于棒自身的重力(不变),棒就会自行浮到海面。
8.(11襄阳)今年以来,湖北遭遇50年一遇的干旱天气,为了抗旱保收,农民们纷纷打井自救。
一台抽水机每分钟能将600kg的水抽到12m高的地方,抽水机的效率为60%。
(g=
10N/kg)
问:
(1)12m高的水柱产生的压强有多大?
(2)抽水机每分钟能做多少有用功?
(3)抽水机的总功率多大?
(1)1.2×105Pa
(2)7.2×104J(3)2000W
9.(11滨州)在上海杜莎夫人蜡像馆中,有按照与真人一比一比例制成的篮球明星姚明的蜡像,如图所示,这是目前该馆内“最高大”的蜡像。
已知姚明身高229cm,体重约为140kg,其蜡像的平均密度为0.9×103kg/m3,人体的平均密度约等于水的密度,g取10N/kg,求:
姚明蜡像的质量大约是多少?
若姚明蜡像与地面的接触面积为3.2×10-2m2,则蜡像对地面的压强是多少?
姚明在某次跳投时身体升高了35cm,则他在下落过程中,重力做了多少功?
(1)126kg
(2)4×104Pa(3)490J
10.(11上海)某物体在50N的水平拉力作用下沿水平面作作均速直线运动,10秒内前进了6米。
求此过程中拉力做的功W和功率P。
300J;30W
11.(11天津)如图18所示,某桥梁工程部门在一次工程作业中,利用汽车将重为G,高为h0的柱形实心铁块,从水深为h1的河底竖直打捞上来。
汽车速度为υ,且保持恒定。
水的密度为ρ0,铁的密度为ρ1。
不计滑轮的摩擦和绳重,不考虑水的阻力和物体排开水的体积对水面高度的影响。
请完成下列有关分析和计算。
铁块上升过程中所受浮力的最大值;
推导出自铁块上表面与水面相平升至整体刚露出水面的过程中,绳子的拉力随时间变化的关系式(从铁块上表面与水面相平时开始计时)
在图19中,定性画出铁块
自河底升至滑轮处的过程中,绳子拉力的功率P随铁块上升高度h变化关系的图象。
(1)由题意可知,铁块在未打捞出水面前,铁块受到的浮力最大
(2)
(3)如图
12.(11淮安)(10分)我国自行研发的纯电动中巴车的质量约为2000kg,静止时轮胎与路面接触的总面积约0.2m2,以30m/s的速度沿水平路面匀速行驶时的输出功率约72kW。
(g取10N/kg)
中巴车所受的重力是多少?
静止时中巴车对路面的压强有多大?
以30m/s匀速行驶时,所受阻力是多少?
中巴车改用汽油作动力,以72kW的输出功率行驶1h,至少要燃烧多少L的汽油?
(汽油的热值为3.2×107J/L)
20000N;105Pa;2400N;8.1L
13.(11乐山)(6分)工人用如图所示装置从6m深的井中匀速吊起一个重量是800N的物体,所用拉力为500N,2min后物体由井底升至井口,求:
物体由井底升至井口工人所做的有用功;
滑轮组的机械效率;
物体上升过程中工作做功的功率。
4800J;80%(3)50W
14.( 2011福州 )(9分)2011年4月12日,英国伦敦展出了新研发的“侦探猎犬”超音速汽车,如图13所示。
该车功率极大,最大车速能达到1609km/h,创造了短期内无法超越的世界纪录。
在一次测试中,“侦探猎犬”以400m/s的速度匀速直线行驶了2000m,受到水平方向的阻力为2×105N。
问:
在测试过程中,
汽车受到水平方向的牵引力是多少?
汽车牵引力所做的功和功率分别是多少?
该车的外观设计成流线型,这样做的好处是什么?
15.(2011菏泽)(6分)体积为2m3、密度为2.6×103kg/m3的古代石像沉在河底,考古工作者用动滑轮将石像缓慢提升,如图13所示,在没有将石像提出水面前,若不计摩擦和滑轮重力,求:
石像的重力
石像在水中受到的浮力
作用于绳端的拉力F
若缓慢将石像提升3m,拉力做的功是多少?
(g=10N/kg)
(1)
N
(2)
N
(3)
N
(4)
J
16.(2011义乌)为了参加义乌市中学生承重塔制作比赛,某校进行了选拔。
丁丁同学用横截面积为0.06cm2的均匀竹签等材料制成了一个质量为60g、高为50cm的三棱柱形承重塔。
,(总共只有3根竹签与地面接触,g取10N/kg)
求:
(1)把放在地面上的3kg物体放到承重塔上时至少需要做多少功?
(2)放上该物体后承重塔对地面的压强是多少?
解:
(1)W=FS(G=mg)…………………………………………………1分
=Gh=3kg×10N/kg×0.5m=15焦………………………1分
(2)
………………1分
=1.7×106帕……………………………………………1分
17.(2011衢州)2011年3月11日,日本发生9.0级地震,地震引发海啸。
受此影响,福岛第一核电站发生爆炸,多个反应堆机组起火。
3月19日中国某企业向日本捐赠了一台62米臂长的泵车,该泵车主要参与核电站反应堆的注水降温工作。
请完成下列问题:
(1)这台泵车从长沙启运,经过25小时、12