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人教版物理八年级下册期末创新专题精练专题16机械功和功率的计算类问题(原卷版+解析)
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这是一份人教版物理八年级下册期末创新专题精练专题16机械功和功率的计算类问题(原卷版+解析),共19页。
(1)货车行驶所用的时间是多少?
(2)该车满载货物时,所受到的重力是多少?
(3)牵引力所做的功是多少?
2. (2020湖北孝感)如图所示,水平地面上M点有一质量为60kg的箱子,现用水平向左的推力将箱子沿直线匀速推至N点,所用时间30s,MN间的距离为15m(g=10N/kg)。求:
(1)箱子所受的重力;
(2)箱子运动的速度;
(3)若箱子在运动过程中所受阻力为自身重力的0.2倍,则从M点推至N点的过程中推力对箱子做功的功率。
3. (2022山东泰安)电动车是人们便捷出行的交通工具。某人骑着电动车在水平路面上沿直线行驶了,已知他和电动车的总重力为,轮胎和地面的总接触面积为。假定骑行过程中电动车的牵引力恒为,在此骑行过程中,求:
(1)牵引力做的功;
(2)电动车对水平路面的压强。
4.(2022重庆B)某品牌国产电动汽车匀速通过长约1800m的朝天门长江大桥用时120s,整个过程中汽车牵引力的功率恒为9.0×103W。求:
(1)整个过程中汽车行驶的速度;
(2)整个过程中汽车牵引力所做的功。
5. (2022内蒙古包头)如图所示,5G智能机器人安装有超声波雾化器自动喷枪,工作时,将消毒液均匀雾化到空气中进行消毒。下表为智能机器人的部分参数,其中额定雾化量是指雾化器工作1h能够雾化消毒液的体积。(g取10N/kg)
(1)求机器人未装消毒液且静止时,对水平地面的压强;
(2)未装消毒液,机器人在水平地面以0.5m/s速度匀速直线运动10min,机器人受到的阻力为自身重力的0.1倍,求牵引力做的功;
(3)装满消毒液,机器人总重力增加了160N,以额定雾化量消毒一段时间后,机器人对水平地面的压强减小了2×103Pa,求此次消毒所用的时间。
6. (2022四川成都)小杨同学品学兼优,全面发展,热爱劳动,周末,他从超市采购归来,手提一袋大米,站在匀速竖直上升的电梯内。
(1)若小杨及所带物品的总重为700N,在电梯上升10m的过程中,求电梯对他的支持力做的功;
(2)若这袋大米总质量为5kg,手的受力面积为2cm2,g取10N/kg,求他的手受到的压强。
7. (2022四川内江)车速过快是造成交通事故的重要原因之一,为限制车速,常常在下坡路段设置减速带。如图所示是有减速带的斜坡示意图,在倾角为的斜坡上有7个减速带,相邻两个减速带间的距离均为50m。现有一辆质量为1.2t的小汽车,从斜坡上离减速带有一定距离的某处开始下滑,由于减速带、小汽车制动等因素的影响,使得小汽车通过相邻减速带间的平均速度均为10m/s。(小汽车的长度不计,减速带的宽度不计,g=10N/kg)则:
(1)小汽车从第1个减速带行驶到第7个减速带所用的时间是多少?
(2)小汽车从第1个减速带行驶到第7个减速带的过程中,重力做的功为多少?
8. (2022辽宁营口)随着科技发展,有些餐厅利用机器人送餐。某次送餐时,机器人与食物的总质量为30kg,轮子与水平地面的接触面积为1×10-3m2,机器人受到的阻力为30N。求:
(1)静止时机器人对水平地面的压强;(g取10N/kg)
(2)机器人水平匀速运动36m,用时1min,牵引力做功的功率是多少?
9. (2022四川重庆)“共建卫生城市,构建美好家园”,如图所示是“雾炮车”喷洒水雾以减少扬尘的情段。某次喷酒完后,该车在的牵引力作用下,匀速通过200m的平直道路用时20s。求:
(1)此过程中该车的速度;
(2)此过程中该车牵引力的功率。
10.(2022辽宁沈阳)周末小雨在家通过举哑铃来锻炼身体。小雨的质量为50kg,他双脚站立在水平地面上,两鞋底与地面的受力面积为400cm2。单臂举起2kg哑铃,每次举起的高度为0.4m,所用时间为2s。(g取10N/kg)求:
(1)小雨的重力;
(2)小雨举着哑铃静止不动时,他对水平地面的压强;
(3)哑铃被匀速举起一次,克服哑铃重力做的功及其功率。
11. (2022山东济南)在泉城济南,游客乘坐画舫游船穿行其间,可以尽享“不出城郭而获山水之怡,身居闹市而有林泉之致”的都市休闲意趣。如图所示,若画舫游船质量为3t,从黑虎泉站出发以的速度匀速行驶到泉城广场站,所用时间约为,牵引力是。取,通过计算回答:
(1)黑虎泉站到泉城广场站河段大约多长?
(2)游船在护城河中受到的浮力多大?
(3)这次水上航行中,牵引力对游船做了多少功?
(4)这次水上航行中,牵引力对游船做功的功率多大?
12. (2022深圳)一校车质量为30t,车轮与地面总接触面积为0.5m2,水平匀速行驶时校车受到的阻力为重力的0.03倍,校车匀速行驶200米,问:
(1)求车对地面的压强;
(2)校车2小时内行驶了150km,问平均速度超不超过限速(限速80km/h);
(3)整个过程牵引力做功多少?
13. (2022广东)图中某智能机器人的质量为80kg,其轮子与水平地面接触的总面积为5×10-4m2。在水平地面上工作时,该机器人匀速直线移动的速度为1m/s,所受阻力是机器人重力的0.05倍。求:(取g=10N/kg)
(1)机器人对水平地面的压强;
(2)机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力;
(3)机器人在水平地面上匀速直线移动30s,此过程中牵引力做的功。
14. (2022广西北部湾)第十二届中国(南宁)国际园林博览会为打造“智慧园博”,引入纯电动无人驾驶观光车,供市民免费乘坐游览,如图所示。若观光车与乘客总质量为600kg,轮胎与地面的总接触面积为0.02m2,在园内某段平直路面上匀速行驶30m,用时10s,牵引力为2×103N,求:
(1)观光车行驶的速度;
(2)牵引力做的功;
(3)观光车静止在水平地面上时对地面的压强。
15. (2022广西玉林)如图所示,质量为200g的小车从斜面顶端由静止下滑,图中显示小车到达A、B、C三处的时刻(数字分别表示“时:分:秒”)。问:
(1)小车通过段、段的路程分别为多少m?
(2)小车通过段的平均速度为多少m/s?
(3)小车重力在段所做的功比在段所做的功多几分之几?
16. (2022黑龙江牡鸡)如图所示工人师傅正在用叉车搬运货物,现将质量为1t的货物匀速提高1.5m用时5s。试求:
(1)货物上升的速度是多少?
(2)货物所受到重力是多少?
(3)叉车提升货物时对货物所做的功是多少?
(4)叉车提升货物的功率是多少?
17. (2022齐齐哈尔)如图所示是我国研发生产的某型号航拍无人机。无人机起飞前,放在地面上要确保四脚着地。启动后,利用遥控器可对它进行控制。无人机的参数如下表:
求:
(1)无人机所受重力是多少?
(2)无人机启动前,四脚着地静止停放在水平地面上,此时无人机对地面的压强是多少?
(3)无人机以最大上升速度匀速竖直升高30米,要飞行多长时间?
(4)无人机从50米高空降落到地面,重力做功是多少?
水箱容积
额定雾化量
自身重力
履带总触地面积
20L
10L/h
500N
200cm2
机身总质量/kg
3.6
四脚着地总面积/
12
电池充调电后储存的电能
108000
最大水平速度/()
6
机身尺寸/mm
400×300×200
最大上升速度/()
1.5
用22个创新专题精练让2023人教版物理8年级下册期末考试百分百(全国通用)
专题16 机械功和功率的计算类问题
1.(2020齐齐哈尔)防疫期间,小慧的爸爸驾驶一辆东风牌的厢式货车,为社区运送物资,如图所示,小慧通过查阅资料了解到:当该车满载货物时,总质量为4×103kg,发动机的牵引力为3×103N.若该车在平直公路上以20m/s的速度匀速直线行驶3600m。在此过程中,求:
(1)货车行驶所用的时间是多少?
(2)该车满载货物时,所受到的重力是多少?
(3)牵引力所做的功是多少?
【答案】(1)180s;(2)4×104N;(3)1.08×107J。
【解析】(1)由v=可得,货车行驶所用的时间为:
t===180s;
(2)当该车满载货物时,总质量为4×103kg,受到的重力为:
G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N;
(3)牵引力所做的功为:
W=Fs=3×103N×3600m=1.08×107J。
2. (2020湖北孝感)如图所示,水平地面上M点有一质量为60kg的箱子,现用水平向左的推力将箱子沿直线匀速推至N点,所用时间30s,MN间的距离为15m(g=10N/kg)。求:
(1)箱子所受的重力;
(2)箱子运动的速度;
(3)若箱子在运动过程中所受阻力为自身重力的0.2倍,则从M点推至N点的过程中推力对箱子做功的功率。
【答案】(1);(2);(3)60W
【解析】(1)箱子受到的重力
(2)箱子运动的速度
(3)箱子所受阻力
箱子向左匀速直线运动,由二力平衡可得推力的大小
推力做的功
推力做功的功率
3. (2022山东泰安)电动车是人们便捷出行的交通工具。某人骑着电动车在水平路面上沿直线行驶了,已知他和电动车的总重力为,轮胎和地面的总接触面积为。假定骑行过程中电动车的牵引力恒为,在此骑行过程中,求:
(1)牵引力做的功;
(2)电动车对水平路面的压强。
【答案】(1);(2)
【解析】(1)由题意可知,电动车的牵引力恒为,这个过程行驶了,则可知牵引力做的功
牵引力做的功为。
(2)由题意可知,他和电动车的总重力为,则他和电动车对地面的压力为,轮胎和地面的总接触面积为
则电动车对水平路面的压强
电动车对水平路面的压强为。
4.(2022重庆B)某品牌国产电动汽车匀速通过长约1800m的朝天门长江大桥用时120s,整个过程中汽车牵引力的功率恒为9.0×103W。求:
(1)整个过程中汽车行驶的速度;
(2)整个过程中汽车牵引力所做的功。
【答案】(1)整个过程中汽车行驶的速度为15m/s;
(2)整个过程中汽车牵引力所做的功为1.08×106J。
【解析】(1)由题知,电动汽车匀速通过的路程1800m,用时120s,
整个过程中汽车行驶的速度v=st=1800m120s=15m/s;
(2)牵引力的功率恒为9.0×103W,
由P=Wt可得,整个过程中汽车牵引力所做的功:
W=Pt=9.0×103W×120s=1.08×106J。
5. (2022内蒙古包头)如图所示,5G智能机器人安装有超声波雾化器自动喷枪,工作时,将消毒液均匀雾化到空气中进行消毒。下表为智能机器人的部分参数,其中额定雾化量是指雾化器工作1h能够雾化消毒液的体积。(g取10N/kg)
(1)求机器人未装消毒液且静止时,对水平地面的压强;
(2)未装消毒液,机器人在水平地面以0.5m/s速度匀速直线运动10min,机器人受到的阻力为自身重力的0.1倍,求牵引力做的功;
(3)装满消毒液,机器人总重力增加了160N,以额定雾化量消毒一段时间后,机器人对水平地面的压强减小了2×103Pa,求此次消毒所用的时间。
【答案】(1)2.5×104Pa;(2)1.5×104J;(3)0.5h
【解析】(1)机器人未装消毒液且静止时,对水平地面的压强
(2)机器人运动10min行驶的路程
机器人在水平地面匀速运动,所受阻力和牵引力是一对平衡力,大小相等,则机器人的牵引力
牵引力做的功
(3)装满消毒液的质量
消毒液的密度
消毒后机器人对地面减小的压力
消毒液减小质量
消毒液减小的体积
消毒所用时间
6. (2022四川成都)小杨同学品学兼优,全面发展,热爱劳动,周末,他从超市采购归来,手提一袋大米,站在匀速竖直上升的电梯内。
(1)若小杨及所带物品的总重为700N,在电梯上升10m的过程中,求电梯对他的支持力做的功;
(2)若这袋大米总质量为5kg,手的受力面积为2cm2,g取10N/kg,求他的手受到的压强。
【答案】(1)7×103J;(2)25×105Pa
【解析】(1)由题意可知,电梯对小杨的支持力F等于小杨的总重力G总,即
F=G总=700N
电梯上升的高度为h=10m,故由W=Fs可得,电梯对他的支持力做的功为
W=Fs=G总h=700N×10m=7×103J
(2)由受力分析可知,大米对手的压力F压大小等于大米的重力G大小,即
F压=G=mg=5kg×10N/kg=50N
由可得,手受到的压强为
7. (2022四川内江)车速过快是造成交通事故的重要原因之一,为限制车速,常常在下坡路段设置减速带。如图所示是有减速带的斜坡示意图,在倾角为的斜坡上有7个减速带,相邻两个减速带间的距离均为50m。现有一辆质量为1.2t的小汽车,从斜坡上离减速带有一定距离的某处开始下滑,由于减速带、小汽车制动等因素的影响,使得小汽车通过相邻减速带间的平均速度均为10m/s。(小汽车的长度不计,减速带的宽度不计,g=10N/kg)则:
(1)小汽车从第1个减速带行驶到第7个减速带所用的时间是多少?
(2)小汽车从第1个减速带行驶到第7个减速带的过程中,重力做的功为多少?
【答案】(1);(2)
【解析】(1)小汽车通过相邻减速带的时间
由题意,小汽车通过全部减速带的时间
(2)小汽车下降的高度
小汽车重力
重力做功
8. (2022辽宁营口)随着科技发展,有些餐厅利用机器人送餐。某次送餐时,机器人与食物的总质量为30kg,轮子与水平地面的接触面积为1×10-3m2,机器人受到的阻力为30N。求:
(1)静止时机器人对水平地面的压强;(g取10N/kg)
(2)机器人水平匀速运动36m,用时1min,牵引力做功的功率是多少?
【答案】(1)3×105Pa(2)18W
【解析】(1)机器人与食物对地面压力
F=G=mg=30kg×10N/kg=300N
机器人对水平地面的压强
(2)在地面上匀速运动,牵引力
F1=f=30N
方法(一)
牵引力做功
W=F1s1=30N×36m=1080J
牵引力做功的功率
方法(二)
机器人匀速运动的速度
由的推导公式求出牵引力做功的功率
P=F1v=30N×0.6m/s=18W
9. (2022四川重庆)“共建卫生城市,构建美好家园”,如图所示是“雾炮车”喷洒水雾以减少扬尘的情段。某次喷酒完后,该车在的牵引力作用下,匀速通过200m的平直道路用时20s。求:
(1)此过程中该车的速度;
(2)此过程中该车牵引力的功率。
【答案】(1)10m/s;(2)4×104W
【解析】(1)由题意可知,根据公式可得此过程车的速度为
(2)根据公式P=Fv可得,该车牵引力的功率为
P=Fv=4×103N×10m/s=4×104W
10.(2022辽宁沈阳)周末小雨在家通过举哑铃来锻炼身体。小雨的质量为50kg,他双脚站立在水平地面上,两鞋底与地面的受力面积为400cm2。单臂举起2kg哑铃,每次举起的高度为0.4m,所用时间为2s。(g取10N/kg)求:
(1)小雨的重力;
(2)小雨举着哑铃静止不动时,他对水平地面的压强;
(3)哑铃被匀速举起一次,克服哑铃重力做的功及其功率。
【答案】(1)500N;(2)1.3×104Pa;(3)8J,4W
【解析】(1)小雨的质量为50kg,则小雨的重力
(2)单臂举起2kg哑铃,两鞋底与地面的受力面积为400cm2,他对水平地面的压强
(3)单臂举起2kg哑铃,每次举起的高度为0.4m,所用时间为2s,克服哑铃重力做的功
克服哑铃重力做的功的功率
11. (2022山东济南)在泉城济南,游客乘坐画舫游船穿行其间,可以尽享“不出城郭而获山水之怡,身居闹市而有林泉之致”的都市休闲意趣。如图所示,若画舫游船质量为3t,从黑虎泉站出发以的速度匀速行驶到泉城广场站,所用时间约为,牵引力是。取,通过计算回答:
(1)黑虎泉站到泉城广场站河段大约多长?
(2)游船在护城河中受到的浮力多大?
(3)这次水上航行中,牵引力对游船做了多少功?
(4)这次水上航行中,牵引力对游船做功的功率多大?
【答案】(1);(2);(3);(4)
【解析】(1)所用时间约为
由公式得,黑虎泉站到泉城广场站河段的长度
(2)画舫游船质量为
画舫游船重力为
因为游船漂浮在水中,根据漂浮条件得,游船在护城河中受到的浮力
(3)牵引力对游船做的功
(4)牵引力对游船做功的功率
12. (2022深圳)一校车质量为30t,车轮与地面总接触面积为0.5m2,水平匀速行驶时校车受到的阻力为重力的0.03倍,校车匀速行驶200米,问:
(1)求车对地面的压强;
(2)校车2小时内行驶了150km,问平均速度超不超过限速(限速80km/h);
(3)整个过程牵引力做功多少?
【答案】(1)6×105Pa;(2)不超过;(3)1.8×106J
【解析】(1)校车质量m=30t=3×104kg
校车的重力
校车对地面压强
(2)校车行驶的平均速度
因为75km/h小于限速80km/h,所以校车的平均速度不超过限速。
(3)水平匀速行驶时校车受到的阻力为重力的0.03倍,所以牵引力
整个过程牵引力做功
答:(1)车对地面的压强为6×105Pa;
(2)校车2小时内行驶了150km,平均速度不超过限速;
(3)整个过程牵引力做功1.8×106J。
13. (2022广东)图中某智能机器人的质量为80kg,其轮子与水平地面接触的总面积为5×10-4m2。在水平地面上工作时,该机器人匀速直线移动的速度为1m/s,所受阻力是机器人重力的0.05倍。求:(取g=10N/kg)
(1)机器人对水平地面的压强;
(2)机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力;
(3)机器人在水平地面上匀速直线移动30s,此过程中牵引力做的功。
【答案】(1);(2)40N;(3)1200J
【解析】(1)机器人的重力
机器人对水平地面的压强
(2)机器人在水平地面上匀速直线移动时,受平衡力,牵引力等于阻力,则牵引力
(3)机器人在水平地面上匀速直线移动30s移动的距离
此过程中牵引力做的功
答:(1)机器人对水平地面的压强是;
(2)机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力是40N;
(3)机器人在水平地面上匀速直线移动30s,此过程中牵引力做的功是1200J。
14. (2022广西北部湾)第十二届中国(南宁)国际园林博览会为打造“智慧园博”,引入纯电动无人驾驶观光车,供市民免费乘坐游览,如图所示。若观光车与乘客总质量为600kg,轮胎与地面的总接触面积为0.02m2,在园内某段平直路面上匀速行驶30m,用时10s,牵引力为2×103N,求:
(1)观光车行驶的速度;
(2)牵引力做的功;
(3)观光车静止在水平地面上时对地面的压强。
【答案】(1)3m/s;(2)6×104J;(3)3×105Pa
【解析】(1)观光车在平直路面上匀速行驶30m,用时10s,所以观光车行驶的速度为
(2)牵引力为2×103N,行驶的路程为30m,所以牵引力做的功为
W=Fs=2×103N×30m=6×104J
(3)观光车与乘客总质量为600kg,静止在水平地面上时对地面的压力为
F=G=mg=600kg×10N/kg=6000N
观光车轮胎与地面的总接触面积为0.02m2,所以观光车对地面的压强为
15. (2022广西玉林)如图所示,质量为200g的小车从斜面顶端由静止下滑,图中显示小车到达A、B、C三处的时刻(数字分别表示“时:分:秒”)。问:
(1)小车通过段、段的路程分别为多少m?
(2)小车通过段的平均速度为多少m/s?
(3)小车重力在段所做的功比在段所做的功多几分之几?
【答案】(1)0.40m,0.50m;(2)0.3m/s;(3)四分之一
【解析】(1)由图可知
sAB=10.0dm-6.0dm=4.0dm=40cm=0.40m
sBC=6.0dm-1.0dm=5.0dm=0.50m
(2)由图可知
sAC=10.0dm-1.0dm=9.0dm=0.90m
tAC=23s-20s=3s
小车通过AC段的平均速度为
(3)设斜面的角度为α,小车重力在BC段所做的功
W1= G×hBC =G×sBC×sinα=0.5Gsinα
小车重力在AB段所做的功
W2= G×hAB=G×sAB×sinα=0.4Gsinα
小车重力在BC段所做的功比在AB段所做的功多
ΔW=W1-W2=0.5Gsinα-0.4Gsinα=0.1Gsinα
小车重力在BC段所做的功比在AB段所做的功多
16. (2022黑龙江牡鸡)如图所示工人师傅正在用叉车搬运货物,现将质量为1t的货物匀速提高1.5m用时5s。试求:
(1)货物上升的速度是多少?
(2)货物所受到重力是多少?
(3)叉车提升货物时对货物所做的功是多少?
(4)叉车提升货物的功率是多少?
【答案】(1)0.3m/s;(2)104N;(3)1.5×104J;(4)3×103W
【解析】(1)货物上升的速度
(2)货物所受的重力
G=mg=1000kg×10N/kg=104N
(3)叉车提升货物时对货物所做的功
W=Fs=104N×1.5m=1.5×104J
(4)叉车提升货物的功率
17. (2022齐齐哈尔)如图所示是我国研发生产的某型号航拍无人机。无人机起飞前,放在地面上要确保四脚着地。启动后,利用遥控器可对它进行控制。无人机的参数如下表:
求:
(1)无人机所受重力是多少?
(2)无人机启动前,四脚着地静止停放在水平地面上,此时无人机对地面的压强是多少?
(3)无人机以最大上升速度匀速竖直升高30米,要飞行多长时间?
(4)无人机从50米高空降落到地面,重力做功是多少?
【答案】(1)36N;(2)3×104Pa;(3)20s;(4)1800J
【解析】(1)无人机重力为
(2)因为无人机停放在水平地面上,故其对地面的压力为
对地面的压强为
(3)由得,以最大上升速度匀速竖直升高30米,要飞行时间为
(4)无人机从50米高空降落到地面,重力做功
水箱容积
额定雾化量
自身重力
履带总触地面积
20L
10L/h
500N
200cm2
机身总质量/kg
3.6
四脚着地总面积/
12
电池充调电后储存的电能
108000
最大水平速度/()
6
机身尺寸/mm
400×300×200
最大上升速度/()
1.5
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