![精练18 功能计算问题(原卷版)第1页](http://img-preview.51jiaoxi.com/2/5/15580116/0-1712329892689/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![精练18 功能计算问题(原卷版)第2页](http://img-preview.51jiaoxi.com/2/5/15580116/0-1712329892741/1.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![精练18 功能计算问题(原卷版)第3页](http://img-preview.51jiaoxi.com/2/5/15580116/0-1712329892776/2.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![精练18 功能计算问题(解析版)第1页](http://img-preview.51jiaoxi.com/2/5/15580116/1-1712329897394/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![精练18 功能计算问题(解析版)第2页](http://img-preview.51jiaoxi.com/2/5/15580116/1-1712329897421/1.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![精练18 功能计算问题(解析版)第3页](http://img-preview.51jiaoxi.com/2/5/15580116/1-1712329897445/2.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
所属成套资源:2024年浙江中考科学专项突破限时精练
精练18 功能计算问题——浙江中考科学专项突破限时精练
展开
这是一份精练18 功能计算问题——浙江中考科学专项突破限时精练,文件包含精练18功能计算问题原卷版docx、精练18功能计算问题解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共28页, 欢迎下载使用。
知识点一、功的计算
计算公式
力学中规定:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积,即W=FS。
功的单位
功的单位是焦,符号为J,1 J=1 N·m。
③计算时的注意事项 a.分清是哪个力对物体做功,即明确公式中的F; b.公式中的“s”是在力F的方向上通过的距离,必须与“F”对应; c.F、s的单位分别是N、m,得出功的单位才是J。
知识点二、物体做功的快慢——功率
定义
单位时间内所做的功叫做功率,用符号“P”表示;功率是表示物体做功快慢的物理量。
公式:P=eq \f(W,t)=Fv(其中W是物体所做的功,单位是J;t是做功所用的时间,单位是s)
单位
功率P的国际单位是瓦特,符号是W,1 W=1J/s;常用单位还有kW,1 kW=103 W。
温馨提示 功率和机械效率是两个不同的概念,功率表示物体做功的快慢,即单位时间内所做的功;机械效率表示机械做功的效率,即所做的总功中有多大比例的功是有用的。它们之间的物理意义不同,也没有直接联系,功率大的机械,机械效率不一定大;机械效率高的机械,功率也不一定大。
考向一 恒力做功和功率的计算
(2023•余杭区模拟)如图1,一物体放在水平地面上,已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示,物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示。则下列说法正确的是( )
A.物体在0﹣2s时,只受到一对平衡力的作用
B.物体在2﹣6s时,受到的摩擦力为3N
C.物体在6﹣8s内,克服摩擦力所做的功是18J
D.t=7s时,拉力F对物体做功的功率是6W
【解答】解:A、由图3可知,物体在0﹣2s时静止,由力的平衡条件可知,此时物体在竖直方向上受到的重力和支持力是一对平衡力,在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡条件,因此此时物体受到两对平衡力作用,故A错误;
C、由图3可知,物体在6﹣8s内物体做匀速直线运动,速度v=3m/s,由v=st可知,此时物体移动的距离:s=vt=3m/s×(8s﹣6s)=6m,
由图2可知此时物体受到的拉力F=2N,由二力平衡条件可知,物体受到的滑动摩擦力:f=F=2N,
则物体在6﹣8s内,克服摩擦力所做的功:W=fs=2N×6m=12J,故C错误;
B、由图3可知,物体在2﹣6s时物体做加速运动,此时物体受到的摩擦为滑动摩擦,此时物体对地面的压力和接触面的粗糙程度没有发生变化,由滑动摩擦力影响因素可知,此时物体受到的摩擦力不变,仍为2N,故B错误;
D、由图3可知,t=7s时物体的运动速度v=3m/s,由图2可知此时物体受到的拉力F=2N,则拉力F对物体做功的功率:P=Wt=Fst=Fv=2N×3m/s=6W,故D正确。
故选:D。
(2023•绍兴模拟)一定质量的货物在吊车钢索拉力的作用下,竖直向上运动,如图是货物上升的路程s随时间t变化的图象。不考虑空气的阻力和钢索重力,则下列判断正确的是( )
A.2s时与8s时的拉力大小相等
B.0﹣6s内和6﹣12s内通过的距离相等
C.整个上升过程速度一直不变
D.0至12s内拉力做功的功率保持不变
【解答】解:A、根据图象可知,货物在0~6s以较大的速度做匀速直线运动,货物在6~12s的内以较小的速度做匀速直线运动,因为货物处于平衡状态,拉力都等于货物的重力,所以2s时与8s时的拉力大小相等,故A正确;
B、根据图象可知,0~6s内货物通过的距离是3m,6~12s内物体通过的距离为4m﹣3m=1m,所以0﹣6s内和6﹣12s内通过的距离不相等,故B错误;
C、由B知,货物在相同时间内,0~6s通过的距离大于6s~12s通过的距离,因此货物0~6s内的速度大于6~12s内的速度,故C错误;
D、由A知,货物0~6s内的受到的拉力等于6~12s内受到的拉力;由C知,货物0~6s内的速度大于6~12s内的速度,根据P=Wt=Fst=Fv可知,0至12s内拉力做功的功率发生了改变,故D错误。
故选:A。
考向二 利用“功是能量转化量度”解决非恒力做功问题
(2023•萧山区二模)如图所示,一段粗糙程度相同的水平面和一个光滑的圆弧槽在B点处相连。质量为m的物体,以一定的速度从A点出发,最高到达离水平面高度为h的C点,然后下滑,经B点后停在D点;D点恰为AB的中点。(忽略空气阻力)
(1)物体从A点到B点的过程中,受到的摩擦力方向是水平向 。
(2)物体从B点到C点的过程中,能量转化的情况是 。
(3)物体从A点出发到停在D点的过程中,克服摩擦力做的功是 。
【解答】解:(1)物体从A点到B点的过程中,受到的摩擦力与物体相对运动的反向相反,所以方向是水平向左;
(2)物体从B点到C点的过程中,质量不变,速度变小,动能变小,高度变大,重力势能变大,是动能转化为重力势能;
(3)物体在A点时有一定的速度;在C点的机械能为:E=mgh;
经B点后停在D点,D点恰为AB的中点,克服摩擦通过的距离为3BD,从C到B再到D克服摩擦所做的功为mgh,所以整个过程中,克服摩擦力做的功为W=3mgh。
故答案为:(1)左;(2)动能转化为重力势能;(3)3mgh。
(2023秋•拱墅区月考)如图甲所示,有一半径为R的光滑的圆弧槽与一粗糙的水平面相连接,将重为G的物体从斜面顶端由静止释放,停下后测出物块在水平面上滑行距离为s1。图乙中有一个半径为R的粗糙的14圆弧槽与和图甲中同样粗糙的水平面相连接,将图甲中重为G的物体也从图乙中斜槽顶端由静止释放,停下后测出物块在水平面上滑行距离为s2。
(1)甲图中重力对物体做的功W= 。
(2)乙图中物体在水平面上的摩擦力f为 。
【解答】解:(1)甲中重力对物体做的功:W=GR;
(2)甲中物体在水平面上克服摩擦做的功等于物体沿光滑的14半圆弧槽下滑重力做的功,所以,
GR=fs1,所以,图甲中物体在水平面上受到的摩擦力f=GRs1,比较图甲和图乙知,物体间的接触面粗糙程度和压力都相同,则物体受到的滑动摩擦力也相同,即乙中物体在水平面上的摩擦力f′=f=GRs1;
故答案为:(1)GR;(2)GRs1。
考向三 汽车匀速运动时功率问题
(2023秋•拱墅区校级期末)2023年1月1日起正式实施电动自行车新国家标准,小金买了一辆按新国标生产的电动自行车(如图),部分参数如表所示。已知小金质量为60千克,假定电动自行车在水平骑行过程中受到的阻力始终为总重的0.08倍。
(1)车轮上刻花纹的目的是 ;
(2)小金在水平公路上骑电动自行车,匀速行驶10千米过程中克服阻力做了多少功?
(3)若小金骑行过程中电动车以最大功率输出,匀速行驶时的车速为多少?
【解答】解:(1)车轮上刻花纹,其目的是通过增大接触面的粗糙度来增大摩擦;
(2)人和车的总重力:G总=(m车+m人)g=(40kg+60kg)×10N/kg=1000N,
车受到的阻力:f=0.08G=0.08×1000N=80N,
匀速行驶10千米过程中克服阻力做的功:W=fs=80N×10×103m=8×105J;
(3)因为电动车在水平的路面上匀速直线行驶时,处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以电动车受到的牵引力:F=f=80N,
根据P=Wt=Fst=Fv可得,匀速行驶时的车速:v=PF=400W80N=5m/s。
(2023秋•萧山区月考)电动自行车是同学们熟悉的交通工具,如图甲所示:
小育骑车在平直的路面上由静止开始运动,由图可知电动自行车运动时速度大小变化的规律是 ;获得如图乙所示的速度和牵引力随时间变化的关系图象。电动自行车匀速行驶时它的功率为 W。用你所学的物理知识解释,为什么以恒定功率行驶时,2﹣7秒牵引力会变小: 。
【解答】解:由速度﹣时间图象可知,电动自行车的运动特点是先加速后匀速;
由牵引力﹣时间图象可知,在7~12s牵引力大小F=35N,因为在7~12s匀速运动,所以摩擦力f=F=35N;
由甲图可知,电动自行车匀速运动的速度为6m/s,
电动自行车匀速行驶时做功的功率:P=Wt=Fst=Fv=35N×6m/s=210W。
根据P=Wt=Fst=Fv知,当功率恒定时,速度变大,则牵引力变小。
故答案为:先加速后匀速;210;当功率恒定时,由P=Fv知,速度变大,则牵引力变小。
难度:★★★ 建议时间:30分钟
(2023秋•临平区校级期末)如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AC、BC以相同的速度从底部匀速拉到顶点C,已知AC>BC,施加的力分别为FA、FB,拉力做功的功率分别为PA、PB,则下列判断中正确的是( )
A.FA>FB,PA<PBB.FA>FB,PA>PB
C.FA<FB,PA<PBD.FA<FB,PA>PB
【解答】解:(1)斜面AC倾斜角度小于斜面BC,所以物体沿AC运动时拉力较小,即:FA<FB;
(2)斜面光滑说明摩擦力为0,不需要做额外功,由使用任何机械都不省功可知,拉力在两斜面上做功相同,即:WA=WB;
因为从底部匀速拉到顶点A物体的速度相同,所以物体沿BC运动时用时较少,
则根据公式P=Wt可知,拉力沿BC运动时拉力做功的功率较大,即PA<PB。
故选:C。
(2023秋•三门县月考)如图所示某同学用4牛的水平拉力F拉动装置,使重为50牛的物体A在4秒内沿水平地面运动了1米,物体B重20牛(物体B与A始终接触),弹簧测力计的示数恒为1牛。下列说法不正确的是( )
A.拉力F做的功为4焦
B.拉力F做功的功率为1瓦
C.物体B的重力做功为0焦
D.物体A克服摩擦力做功0焦
【解答】解:A、拉力做功为:W=Fs=4N×Im=4J,故A正确,不符合题意;
B、拉力F做功的功率为:P=Wt=4J4s=1W,故B正确,不符合题意;
C、物体B始终处于静止状态,物体B的重力方向竖直向下,在重力的方向上没有移动距离,故物体B的重力没有做功,故C正确,不符合题意;
D、由图可知,物体B处于静止状态,水平方向受到测力计向右的拉力和A对B向左的摩擦力是一对平衡力,所以物体A与物体B之间的摩擦力为:f=F示=1N,物体在水平方向上移动了距离,根据W=Fs可知物体克服摩擦力做了功,即物体A克服摩擦力做功不为0J,故D错误,符合题意。
故选:D。
(2023秋•杭州期中)如图所示,为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放,最高到达右侧圆弧槽B点处,然后再次滑下,最高到达左侧圆弧槽C点处,其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h(忽略空气阻力)。下列选项错误的是( )
A.物体从A点滑到水平面时,重力所做的功为mgH
B.C点距离水平面的高度为2h﹣H
C.物体能返回至C点处,可推出H<2h
D.从A点到B点又回到C点过程中,克服水平面上摩擦力做功为mg(2h﹣H)
【解答】解:A、物体从A点滑到水平面时,在竖直方向上下降的高度为H,所以重力做功为:W=GH=mgH,故A正确;
BC、物体在A、B两点的高度分别为H、h,从A点滑到B点的过程中,设机械能损失量为ΔE,即克服摩擦力做的功,由能量守恒定律得:ΔE=G•Δh=mg(H﹣h)。
物体从B点滑到C点的过程中,物体与水平面间的压力和接触面粗糙程度都不变,长度也不变,即物体克服摩擦力做的功不变,即损失的机械能不变。设C点高度为h′,由能量守恒定律得:ΔE=G•Δh=mg(h﹣h′)。
由上面两个等式可得:ΔE=mg(H﹣h)=mg(h﹣h′),所以h′=2h﹣H,
因为BC之间的距离大于0,则有2h﹣H>0,解得2h>H,故BC正确;
D、根据上面分析,一次克服摩擦力做功ΔE=mg(H﹣h),从A点到B点又回到C点过程中,克服水平面上摩擦力做功为2mg(H﹣h),故D错误。
故选:D。
(2023秋•浙江月考)一物体在水平向右的拉力F1作用下以2m/s的速度在水平地面上匀速运动了10m,拉力F1所做的功为W1,功率为P1;若该物体在水平向右的拉力F2作用下以3m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了10m,拉力F2所做的功为W2,功率为P2。则( )
A.W1=W2 P1>P2B.W1=W2 P1<P2
C.F1>F2 P1=P2D.F1=F2 P1>P2
【解答】解:由题可知,同一物体先后以不同的速度在同一水平地面上匀速运动,则物体对水平地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,因此两次物体受到的滑动摩擦力不变;
又因为物体在水平地面上匀速运动,根据二力平衡条件可知,水平拉力F和滑动摩擦力f是一对平衡力,大小相等,即F1=F2=f;
物体运动的距离都为10m,且F1=F2,由W=Fs可知,拉力做的功:W1=W2。
因为v1<v2,且F1=F2,由P=Wt=Fst=Fv可知,拉力做功的功率:P1<P2。
故答案为:B。
(2023秋•诸暨市校级期中)如图所示,用大小相等的拉力F分别沿斜面和水平面拉同一个木箱,拉力方向和运动方向始终一致。斜面AB粗糙,长度为sAB,水平面CD光滑,长度为sCD,运动时间分别为tAB、tCD,运动速度分别为vAB、vCD.则( )
A.若sAB=sCD,则拉力在AB段做功较多
B.若sAB>sCD且tAB=tCD,则拉力在AB段做功较快
C.若sAB=sCD且tAB>tCD,则拉力在AB段做功较快
D.若vAB=vCD,则拉力在AB段和CD段做功一样多
【解答】解:
A、沿斜面和水平面拉木箱时,所用的力F相等,若sAB=sCD,则根据W=Fs可知,拉力在AB段和CD段做功一样多,故A错误;
B、沿斜面和水平面拉木箱时,所用的力F相等,若sAB>sCD,则根据W=Fs可知,拉力在AB段做功较多,因为tAB=tCD,所以根据P=Wt可知,拉力在AB段做功较快,故B正确;
C、由A知,拉力在AB段和CD段做功一样多;若tAB>tCD,根据P=Wt可知,拉力在AB段做功较慢,故C错误;
D、沿斜面和水平面拉木箱时,所用的力F相等,若vAB=vCD,根据W=Fs=Fvt可知,时间不确定,无法比较做功的多少,故D错误。
故选:B。
(2023秋•鹿城区校级月考)一个物体由A点自由下落时,相继经过B、C两点,如图所示,已知AB=BC,物体在AB段重力做功W1,功率P1,在BC段重力做功W2,功率P2,则下列关系正确的是( )
A.W1=W2,P1>P2B.W1=W2,P1=P2
C.W1=W2,P1<P2D.W1<W2,P1<P2
【解答】解:(1)物体在AB和BC段,距离相同,重力相同,根据W=Gh,重力做功相同,所以W1=W2。
(2)物体在下落过程中,重力势能转化为动能,物体质量不变,所以v1<v2,
因为AB=BC,所以t1>t2,
又因为W1=W2,根据P=Wt,所以P1<P2。
故选:C。
(2023•北仑区二模)为充分增强青少年的体质,宁波把跳绳列入了初中体育学业水平测试项目。在某次跳绳测试中,体重为50千克的小科在1分钟内跳了180次,每次离地约4cm,以下相关计算错误的是( )
A.小科每秒甩绳约3圈
B.小科受到的重力大小为500N
C.小科1分钟内克服重力做功约为20J
D.小科克服重力做功的功率约为60W
【解答】解:A、小科在1分钟内跳了180次,1秒钟内跳的次数:n=18060次=3次,即小科每秒甩绳3圈,故A正确;
B、小科受到的重力:G=mg=50kg×10N/kg=500N,故B正确;
C、小科跳绳1次克服重力做的功:W=Gh=500N×4×10﹣2m=20J,
由1分钟内跳了180次可知,1分钟内克服重力做的总功:W总=180W=180×20J=3600J,故C错误;
D、小科克服重力做功的功率:P=W总t=3600J1×60s=60W,故D正确。
故选:C。
(2023•柯桥区模拟)如图1所示,水平路面由两段长度相等粗糙程度不等的区域组成。在2N水平拉力F的作用下,物块(空气阻力忽略不计)从区域①的最左端由静止开始运动。图2为物块在区域①和②上运动的v﹣t图象,则下列分析正确的是( )
A.拉力F在区域①做的功大于在区域②做的功
B.物体在区域①的惯性比在区域②的惯性小
C.拉力F在区域①做功的功率小于在区域②做功的功率
D.区域①比区域②更粗糙
【解答】解:
D、由图2可知:物体在0~2s内做加速运动,在2s~3s内做匀速运动,且物体在0~2s内v﹣t图象与2s~3s内v﹣t图象与坐标轴围成的面积相同,说明物体运动的路程相同,即物体在0~2s内在区域①上做加速运动,在2s~3s内在区域②上做匀速直线运动;
物体在区域①上做加速运动,则区域①表面上受到的摩擦力小于拉力F,即f1<2N;物体在区域②上做匀速直线运动,则在区域②表面上受到的摩擦力等于拉力F,即f2=F=2N,所以f1<f2;
影响滑动摩擦力的因素是压力大小和接触面的粗糙程度,压力大小没有变,则接触面的粗糙程度改变,即区域①比区域②更光滑,故D错误;
B、惯性大小只与物体的质量有关,质量越大、惯性越大;物体在区域①和②上运动时,质量不变,则惯性大小相等,故B错误;
AC、拉力大小恒定不变,且拉力在两个区域上运动的距离相等,由W=Fs可知,拉力做的功相等;
由图2可知物体在区域①上运动时间长,由P=Wt可知,拉力F在区域①做功的功率小于在区域②做功的功率,故A错误,C正确。
故选:C。
(2023•杭州模拟)如图是一个长为5m,高为3m的斜面,一个重10N的物体放在斜面上,恰好可以匀速下滑(如图甲),则物体和斜面的摩擦力为 N。如果用15N的恒力F平行斜面向上拉物体,物体将由静止加速向上运动,则物体运动到斜面顶端的动能是 J。
【解答】解:一个长为5m,高为3m的斜面,一个重10N的物体放在斜面上,恰好可以匀速下滑(如图甲),
此时减小的重力做功全部用来克服摩擦力做功转化为内能,则Gh=fs,即10N×3m=f×5m,解得f=6N;
如果用15N的恒力F平行斜面向上拉物体,此时克服摩擦力做功为W'=fs=6N×5m=30J;
拉力做功为W=Fs=15N×5m=75J;
增加的重力势能为W''=Gh=10N×3m=30J;
物体将由静止加速向上运动,则物体运动到斜面顶端的动能为W﹣W'﹣W''=75J﹣30J﹣30J=15J。
故答案为:6;15。
(2023•鹿城区三模)将制作好的水火箭竖直立于地面如图甲所示。用打气筒向瓶内打气,瓶内压强足够大时,瓶内的水向下喷出,水火箭竖直向上飞起。
(1)瓶内的水向下喷出而水火箭向上运动,这是因为 。
(2)水火箭瓶体质量为0.5千克。当水火箭竖直上升至15米高时,瓶体克服自身重力做功 。
(3)图乙是水火箭发射后的速度随时间变化的图像,请选出水火箭发射后受到平衡力的时刻 。(选填“t1”、“t2”或“t3”)
【解答】解:(1)水火箭上升时,瓶内的水向下喷出,同时水对水火箭向上的作用力,使水火箭向上运动,这是因为物体间力的作用是相互的。
(2)水火箭瓶体重力为:G=mg=0.5kg×10N/kg=5N;
瓶体克服自身重力做功为:W=Gh=5N×15m=75J;
(3)在开始一段时间内,火箭受到的向上的推力大于重力,则它做加速运动。随着推力的逐渐减小,当推力与重力相等时,此时合力为零,加速停止,即此时速度最大,此时受到平衡力。根据图乙可知,当t1时刻时,火箭的速度最大,则此时它受到平衡力。
故答案为:(1)物体间力的作用是相互的;(2)75J;(3)t1。
(2023•衢州模拟)如图所示甲为某品牌的电动平衡车,它在行驶过程中仅仅通过人体重心的改变便可实现车辆的启动、停止等动作。
(1)若该电动平衡车的踏板高度为30厘米,小明质量为60千克,当小明从水平地面站到电动平衡车的踏板上,求该过程中小明克服自身重力所做的功为多少?
(2)如图乙所示为小明某次骑行平衡车时运动速度随时间变化曲线。若该平衡车自重为120牛,运动过程中所受阻力为总重的0.1倍,请计算:小明骑行过程中,电动车在5﹣10秒内牵引力做功的功率为多少?
(3)如表为在5米/秒的速度下,普通自行车和电动平衡车遇到突发情况时所需的制动(从发现情况到车停下)时间。请分析表中数据,从安全角度给电动平衡车使用者提出建议。(一条即可)
【解答】解:(1)小明的重力G=mg=60kg×10N/kg=600N,
该过程中小明克服自身重力所做的功W=Gh=600N×30100m=180J;
(2)小明和电动平衡车的总重G总=G+G车=600N+120N=720N,
电动平衡车在5﹣10s做速度为5m/s的匀速直线运动,处于平衡状态,所受的牵引力F=f=0.1G总=0.1×720N=72N,
根据P=Wt=Fst=Fv可知小明骑行过程中,电动车在5﹣10秒内牵引力做功的功率P=Fv=72N×5m/s=360W;
(3)从表格数据可知,在5米/秒的速度下,电动平衡车遇到突发情况时所需的制动(从发现情况到车停下)时间较长,故可给电动平衡车使用者提出建议为:减速慢行。
(2023•温州模拟)如图北口大桥纵贯瓯江南北,是世界首座三塔四跨双层钢桁梁悬索桥,全长7.9千米,上层为高速公路,限速100千米/时,下层为一级公路,限速80千米/时,主梁采用整体吊装箱拼接而成,吊装箱由轮船运输至适当位置,再由吊机向上吊起,拼接成桥面。已知每个吊装箱总质量为300吨。
(1)北口大桥通车后,以最高车速估算,经北口大桥上层高速公路,由乐清市区到龙湾机场的时间可缩短30分钟,相当于两地间的通行距离缩短了 千米。
(2)当吊机将一个吊装箱吊离轮船后,求轮船浸入江水中的体积的变化量?(江水密度取水的密度)
(3)如图2吊机将一个吊装箱由A点竖直向上吊起至B点,再水平向右移至C点,此过程中吊装箱的“路程一时间”关系图像如图3,请在图4中画出吊机对吊装箱的拉力所做的功与时间关系图像。 。
【解答】解:(1)以最高车速估算,30分钟两地间通行缩短的距离s=vt=100km/h×3060h=50km;
(2)每个吊装箱的重力G=mg=300×103kg×10N/kg=3×106N,
将一个吊装箱吊离轮船后,轮船减小的浮力等于一个吊装箱的重力,所以轮船减小的浮力:ΔF浮=G=3.0×106N,
轮船减小的排水量:ΔV排=ΔF浮ρ水g=3.0×106N1.0×103kg/m3×10N/kg=300m3;
(3)由图2可知吊装箱由A点竖直向上吊起至B点,上升的高度为20m,
则吊机将一个吊装箱由A点竖直向上吊起至B点,克服重力做的功W=Gh=3×106N×20m=6×107J,
吊装箱由B点水平移动到C点,水平方向上有距离没有受到力的作用,竖直方向上受到了力的作用,但没有在竖直方向上移动距离,所以此过程中没有力做功,则吊机对吊装箱的拉力所做的功与时间关系图像入下图所示:
。
(2023•慈溪市校级模拟)在“双碳”目标背景下,2021年我国新能源汽车产销量均超350万辆。如图所示是我国某品牌厂商生成的某款型号电动汽车,其部分参数如表。
(1)若电动汽车空载静止时,对水平地面的压强为多少?
(2)若该电动汽车在额定功率下以20m/s的速度在水平路面匀速直线行驶10min,求该过程中电动车通过的距离和电动车受到的阻力各是多少?
(3)在电动汽车快充过程中,充电桩的额定输出功率为多少?
(4)规格相近的某燃油车每百公里耗油6.5L,与燃油车相比,电动车每行驶100km会向空气减少排放多少二氧化碳?(已知使用1kW•h电平均排放二氧化碳0.785kg,每消耗1L汽油平均排放二氧化碳2.7kg)
【解答】解:(1)电动汽车的重力:G=mg=1900kg×10N/kg=1.9×104N;
电动汽车空载静止时对水平地面的压力:F压=G=1.9×104N,
则电动汽车空载静止时对水平地面的压强:p=F压S=1.9×104N4×40×10-4m2=1.1875×106Pa;
(2)由v=st可知,电动汽车通过的距离:s=vt=20m/s×10×60s=1.2×104m;
由表中数据可知,电动机额定功率P=90kW=9×104W,
由P=Wt=Fst=Fv可知,电动汽车的牵引力:F=Pv=9×104W20m/s=4500N,
因为电动汽车在水平路面匀速直线行驶,所以,由二力平衡条件可知,电动汽车受到的阻力:f=F=4500N;
(3)由表中数据可知,快充至80%电量时消耗的电能:W=80%×43.2×103W×3600s=1.24416×108J,
则充电桩的额定输出功率:P=Wt=1.24416×108J40×60s=5.184×104W;
(4)由题意可知,电动车每行驶100km排放的二氧化碳质量:m电碳=9.4×0.785kg=7.379kg,
行驶100km某燃油车排放的二氧化碳质量:m油碳=6.5×2.7kg=17.55kg,
则与燃油车相比,电动汽车排放二氧化碳减少量:Δm碳=m油碳﹣m电碳=17.55kg﹣7.379kg=10.171kg。
(2023•镇海区模拟)小科在卸货点用水平方向的推力把箱子推到D处,如图甲。经过A处4s后在B处遇到小宁,小宁迅速取下小箱子,1s后在C处小科调整了推力,继续将大箱子推到D处才撤去推力。AD段推力与时间的关系如图乙,箱子速度与时间的关系如图丙。已知AB段大、小箱子保持相对静止,大箱子底面积为0.5m2,质量为40kg,小箱子质量为10kg。
(1)AB段大箱子受到的摩擦力大小为 N。
(2)计算AB段大箱子对地面的压强。
(3)计算CD段小科推力所做的功。
【解答】解:(1)根据题意可知,AB段做匀速直线运动,由图乙可知,此时的推力为100N;由于大箱子做匀速直线运动,所以推力与滑动摩擦力是一对平衡力,即f=F=100N;
(2)AB段大箱子对地面的压力:F压=G总=m总g=(40kg+10kg)×10N/kg=500N;
AB段大箱子对地面的压强:p=F压S=500N0.5m2=1000Pa;
(3)根据图丙可知,大木箱做匀速直线运动时的速度:v=1.5m/s,
由v=st可得,CD段的路程:sCD=vt=1.5m/s×(10s﹣5s)=7.5m,
由图乙和题意可知CD段小明的推力为80N,
则CD段小明推力所做的功:W=Fs=80N×7.5m=600J。
(2023•定海区二模)甬舟铁路正在如火如荼地建设中,据悉铁路全长约77千米,其中有一段是海底高铁隧道。建成以后,从舟山到宁波25分钟,从舟山到杭州77分钟。未来舟山居民生活水平和质量会不断提高。
(1)如图所示的CRH2型动车组由5节车厢组成,最大牵引功率为4800千瓦,最大行驶速度为200千米/时。该车组用最大牵引功率以最大速度在平直轨道上匀速行驶时,车组所受阻力为多大?
(2)如果动车用大功率的电动机提供动力,列车到站前停止供电,电动机线圈随车轮转动,带动发电机发电,这个过程车速从200km/h减到90km/h,在90km/h以下才进行机械刹车,列车停止供电后机械能转化为 。
(3)生活质量要不断提高,就要注意身心健康。血糖的平衡对于保证人体各种组织和器官的能量供应,保证人体的健康有着非常重要的意义。当人体血糖浓度过高时, 分泌增加,从而使人体血糖恢复到正常值。
(4)动车运行需要大量能量。我市引入“大风车”进行发电(如图),每只“大风车”风机年发电量达2万千瓦时,每年可节约燃料天然气近104m3。如果某风力发电站安装100只“大风车”,每年可以减少大约多少二氧化碳排放?(注:天然气按主要成分CH4计,已知标准大气压下,天然气密度是0.72kg/m3)
【解答】(1)已知最大行驶速度为200千米/时,v=200km/h=5009m/s;车组匀速行驶,故牵引力等于阻力,则阻力f=F=Pv=4.8×106W5009m/s=8.64×105N;
(2)列车到站前停止供电,电动机线圈随车轮转动,带动发电机发电,故将机械能转化为电能;
(3)当人体血糖浓度过高时,胰岛素分泌增加,使人体血糖恢复到正常值;
(4)设CO2的质量为x
已知甲烷的体积104m3×100,密度为0.72kg/m3,则甲烷的质量m=ρV=104m3×100×0.72kg/m3=7.2×105kg;
CH4+2O2点燃¯2H2O+CO2
16 44
7.2×105kg x
1644=7.2×105kgx
x=1.98×106kg
答二氧化碳的质量为1.98×106kg。
故答案为:(1)8.64×105N;(2)电能;(3)胰岛素;(4)1.98×106kg。
项目
参数
最高车速(千米/小时)
25
整车质量(千克)
40
电动自行车最大功率(瓦)
400
车辆种类
普通自行车
电动平衡车
时间(秒)
2
8
汽车的整备质量
1900kg
电动机额定功率
90kW
每个车轮与地面的接触面积
40cm2
电池的容量
43.2kW•h
每百公里耗电
9.4kW•h
快充至80%电量时间
40min
相关试卷
这是一份精练17 浮力实验探究——浙江中考科学专项突破限时精练,文件包含精练17浮力实验探究原卷版docx、精练17浮力实验探究解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共28页, 欢迎下载使用。
这是一份精练05 气体的制取实验——浙江中考科学专项突破限时精练,文件包含精练05气体的制取实验原卷版docx、精练05气体的制取实验解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共38页, 欢迎下载使用。
这是一份精练04 金属相关问题——浙江中考科学专项突破限时精练,文件包含精练04金属相关问题原卷版docx、精练04金属相关问题解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共32页, 欢迎下载使用。