牛顿,若这台拖拉机每小时行驶3600米,则它每小时做功 1.08×108 焦,拖拉机的功率是 3×104 瓦.
【分析】(1)功包含两个必要因素:力和距离;功的大小等于力乘以距离,即W=Fs.
(2)功率的计算公式为P=.
【解答】解:(1)牵引力为F=3×104N;通过的距离为s=3600m;则拖拉机做功为W=Fs=3×104N×3600m=1.08×108J;
(2)拖拉机行驶时间为t=1h=3600s;拖拉机的功率为P==104W;
故答案为:(1)1.08×108;(2)3×104.
【点评】深入理解功率和功的概念,熟练运用功和功率的计算公式,即可解答.
14.(3分)(2017?江阴市)2016年4月24日定为首个中国航天日,是为了纪念我国首枚人造卫星东方红一号发射成功,卫星加速升空的过程中重力势能 变大 ,动能 变大 ,机械能 变大 .(均选填“变大”“变小”或“不变”) 【分析】(1)动能大小的影响因素:质量、速度.质量越大,速度越大,动能越大.
(2)重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度.质量越大,高度越高,重力势能越大.
(3)机械能=势能+动能. 【解答】解:
卫星加速升空的过程中:
①质量不变,速度变大,动能变大; ②质量不变,高度变大,重力势能变大.
③机械能=势能+动能,动能变大,重力势能变大,所以机械能变大. 故答案为:变大;变大;变大.
【点评】(1)掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素. (2)正确判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化.
(3)机械能等于势能与动能的和,物体不发生弹性形变时不考虑弹性势能.
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=3×
15.(2分)(2010?湛江)高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”.据报道:一个50g的鸡蛋从18楼抛下来就可以砸破行人的头骨,从25楼抛下可使人当场死亡.由此可知,鸡蛋的重力势能与 高度 有关,下落过程是将重力势能转化为 动能 .
【分析】要分析鸡蛋的重力势能与什么因素有关,分析创设的情景,18楼与25楼相比,高度不同,从而可得出结论;分析下落过程重力势能的转化,需要用到能量转化的相关知识,思考哪个量减小了,哪个量增大了,得出能量是如何转化的.
【解答】解:根据鸡蛋从18楼抛下来就可以砸破行人的头骨,从25楼抛下可使人当场死亡,可知高度越高,造成的后果越严重,说明高度越高鸡蛋具有的重力势能就越大,从而得出重力势能与高度有关;
鸡蛋下落过程中,质量不变,高度减小,因此重力势能减小,同时速度增大,因此动能增加,增加的动能是由重力势能转化来的,即鸡蛋下落过程是将重力势能转化为动能;
故答案为:高度;动能.
【点评】本题涉及重力势能的影响因素、重力势能与动能之间的相互转化,解题是要熟记这些知识点,从题干中获取有用的信息,结合相关知识解决问题.
16.(2分)(2017?江阴市)举重运动员在2s内用800N的力把杠铃举高2m,这段时间内运动员做功的功率为 800 W;如果他举起杠铃后又在空中停留了3s,则在这3s内运动员做功的功率为 0 W.
【分析】物理学中的做功的两个必要条件:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上移动一段距离,二者缺一不可. 根据W=Fs可求做的功,利用P=计算功率. 【解答】解:
运动员对杠铃做功:W=Fs=800N×2m=1600J, 则2s内运动员做功的功率: P==
=800W;
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后3s内,他举起杠铃后又在空中停留,在力的方向上没有移动距离,所以运动员做功为0J,功率为0W. 故答案为:800;0.
【点评】本题考查功和功率的计算,同时考查学生对功的两个必要因素的理解和掌握,基础性题目.
17.(3分)(2012秋?平塘县校级期末)小明用如图所示的滑轮组将一个重为120N的物体匀速提升2m,所用的拉力为50N.(不计绳重和摩擦) (1)求拉力所做的功; (2)求滑轮组的机械效率;
(3)若仍用该滑轮组提升一个重为170N的物体,此时滑轮组的机械效率为多少?
【分析】(1)已知拉力的大小和动滑轮上绳子的段数以及物体升高的高度,根据公式W=Gh可求拉力做的总功.
(2)已知物体的重力和物体升高的高度,根据公式W=Gh可求克服物体重力做的有用功,有用功和总功的比值就是滑轮组的机械效率.
(3)滑轮组不变,说明所做的额外功不变,额外功就是克服动滑轮重力做的功,根据公式W=Gh可求动滑轮的重力,根据机械效率推导公式η==
可求当物体重力变化时滑轮组的机械效率.
=
【解答】解:(1)拉力所做的功W总=FS=3Fh=3×50N×2m=300J. 答:拉力所做的功为300J.
(2)克服物体重力做的功W有用=Gh=120N×2m=240J,
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滑轮组的机械效率η==×100%=80%.
答:滑轮组的机械效率为80%.
(3)做的额外功W额=W总﹣W有用=300J﹣240J=60J, 动滑轮重力G动=
=
=30N,
=
当该滑轮组提升一个重为170N的物体时,滑轮组的机械效率为η1=
×100%=85%.
答:此时滑轮组的机械效率为85%.
【点评】本题考查总功、有用功、机械效率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,重点是知道动滑轮上绳子的段数,难点是机械效率变形公式的推导.
18.(4分)(2017?江阴市)G=4000N的重物与斜面平行的拉力F的作用下,匀速由底端运动到顶端,斜面长S=5m,高h=2m,斜面的机械效率为80%,求: (1)拉力所做的有用功是多少? (2)拉力所做的总功是多少? (3)拉力F是多少?
(4)斜面对物体的摩擦力为多大?
【分析】(1)已知重物的重力和高,利用W=Gh可求得有用功; (2)已知斜面的机械效率,利用η=
可求得总功.
(3)根据求得的总功,利用W=Fs可求得拉力F;
(4)总功减去有用功即为额外功,然后可求得斜面对物体的摩擦力. 【解答】解:(1)拉力所做的有用功W有用=Gh=4000N×2m=8×103J; (2)已知η=80%,W有用=8×103J;
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由η=×100%可得,拉力所做的总功W总==
=1×104J;
(3)由W总=Fs可得: F=
=
=2000N,
(4)W额=W总﹣W有用=1×104J﹣8×103J=2×103J; 摩擦力f=
=
=400N.
答:(1)拉力所做的有用功是8×103J; (2)拉力所做的总功是1×104J; (3)拉力F是2000N,
(4)斜面对物体的摩擦力为400N.
【点评】本题考查在斜面上的有用功、总功和额外功,以及机械效率公式变形的计算,关键是公式的灵活运用.
19.(2分)(2016秋?南宁期末)夏季,在高速公路服务区内,一些重型汽车停在有水的坑里,这是因为汽车在高速行驶过程中,通过 做功 方式增加轮胎的内能,使轮胎的温度升高;轮胎停在水中,通过 热传递 方式减少内能,降低温度,以保行车安全.
【分析】做功与热传递是改变物体内能的两种方式.
【解答】解:汽车在高速行驶过程中,通过做功的方式增加轮胎的内能,使轮胎的温度升高;轮胎停在水中,通过热传递的方式减少内能,降低温度,以保行车安全.
故答案为:做功;热传递.
【点评】做功与热传递是改变物体内能的两种方式.做功的过程是能量转化过程,热传递是能量的转移过程.
20.(5分)(2015?镇江)如图所示,工作中的四冲程汽油机正处于 做功 冲程,该冲程将 内能 转化为机械能,若该汽油机每秒完成40个冲程,则每秒
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