【九年級(jí)下冊(cè)人教版物理】專題20 功和功率

專題20功和功率一．選擇題1．（2018?天津）中國(guó)選手張湘祥在奧運(yùn)會(huì)上獲得男子舉重62kg級(jí)冠軍，挺舉成績(jī)是176kg，圖為他比賽時(shí)的照片。他在挺舉過(guò)程中對(duì)杠鈴做的功最接近（）A．600J B．1200J C．1800J D．3400J【解答】杠鈴的重力：G=mg=176kg×10N/kg=1760N，張湘祥的身高約為1.60m；在挺舉過(guò)程中把杠鈴舉高的高度為張湘祥的身高加上0.4m，即：h=1.60m+0.4=2.0m，在挺舉過(guò)程中對(duì)杠鈴做的功：W=Gh=1760N×2.0m=3520J。故選D。2．（2018?長(zhǎng)沙）下列關(guān)于功的說(shuō)法正確的是（）A．小明用力推發(fā)生故障的汽車而未推動(dòng)時(shí)，推力對(duì)汽車做了功B．吊車吊著重物沿水平方向勻速運(yùn)動(dòng)一段距離時(shí)，吊車的拉力對(duì)重物做了功C．足球在水平地面上滾動(dòng)一段距離時(shí)，重力對(duì)足球做了功D．舉重運(yùn)動(dòng)員從地面將杠鈴舉起的過(guò)程中，舉重運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴做了功【解答】A、用力推發(fā)生故障的汽車而未推動(dòng)時(shí)，只有力沒(méi)有距離；故推力對(duì)汽車沒(méi)有做功；故A錯(cuò)誤；B、吊車吊著重物沿水平方向勻速運(yùn)動(dòng)一段距離時(shí)，拉力方向豎直向上，移動(dòng)距離的方向水平向前；兩個(gè)方向相互垂直，故吊車的拉力對(duì)重物沒(méi)有做功；故B錯(cuò)誤；C、足球在水平地面上滾動(dòng)一段距離時(shí)，移動(dòng)距離的方向水平向前，重力的方向豎直向下；兩個(gè)方向相互垂直，故重力對(duì)足球沒(méi)有做功；故C錯(cuò)誤；D、運(yùn)動(dòng)員從地面將杠鈴舉起的過(guò)程中，力的方向豎直向上，移動(dòng)距離的方向也豎直向上，兩個(gè)方向一致；故舉重運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴做功；故D正確；故選D。3．（2018?鹽城）小明將掉在地面上的物理書撿起來(lái)放在課桌上，他對(duì)課本所做功最接近于（）A．0.02J B．0.2J C．2J D．20J【解答】一本物理課本的質(zhì)量m=200g=0.2kg，G=mg=0.2kg×10N/kg=2N，課桌高度約為1m，人對(duì)課本做的功：W=Gh=2N×1m=2J。故選C。4．（2018?廣州）如圖所示，OQ是水平地面，物體在水平拉力作用下從O勻速直線運(yùn)動(dòng)到Q，OP段拉力F1為300N，F(xiàn)1做的功為W1，功率為P1；PQ段拉力F2為200N，F(xiàn)2做的功為W2，功率為P2．則（）A．W1＞W(wǎng)2 B．W1＜W2 C．P1＞P2 D．P1＜P2【解答】由圖知，OP段的路程s1=4m，PQ段的路程s2=6m，OP段拉力F1做的功為：W1=F1s1=300N×4m=1200J，PQ段拉力F2做的功為：W2=F2s2=200N×6m=1200J，比較可知，W1=W2，故AB錯(cuò)誤；物體在水平拉力作用下從O勻速直線運(yùn)動(dòng)到Q，所以，物體在OP段和PQ段速度相同，又因?yàn)镕1＞F2，所以根據(jù)P===Fv可知，P1＞P2，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。5．（2018?淄博）如圖所示，AC＞BC，在相同時(shí)間內(nèi)把同一物體分別沿斜面AC、BC勻速推上頂端，推力分別為F1、F2，功率分別為P1、P2，在不考慮摩擦的情況下（）A．F1＜F2，P1=P2 B．F1＞F2，P1＞P2 C．F1=F2，P1=P2 D．F1＜F2，P1＜P2【解答】不計(jì)摩擦，斜面AC傾斜角度小于BC，則AC＞BC，所以物體沿AB運(yùn)動(dòng)時(shí)拉力較小，即F1＜F2；不計(jì)摩擦，使用光滑的斜面沒(méi)有額外功，拉力在兩斜面上做功相同（等于克服物體重力所做的功），即W1=W2；拉力做功相同，所用時(shí)間相同，根據(jù)P=可知，拉力做功的功率相同，即P1=P2。故選A。6．（2018?徐州）一輛汽車在平直公路上沿直線向前行駛，途中經(jīng)過(guò)一段泥濘路面，如果汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率始終保持不變，則汽車行駛路程s隨時(shí)間t的變化關(guān)系可能是（）A． B． C． D．【解答】汽車在泥濘的路面行駛時(shí)，受到的阻力變大了，需要增大其牽引力，所以汽車在整個(gè)行駛過(guò)程中，汽車的牽引力由小變大再變小，即經(jīng)過(guò)泥濘路面時(shí)牽引力變大，經(jīng)過(guò)泥濘路面后牽引力變小；汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率始終保持不變，經(jīng)過(guò)泥濘路面時(shí)牽引力變大，由P===Fv可知，汽車經(jīng)過(guò)泥濘路面時(shí)的速度會(huì)變小，經(jīng)過(guò)泥濘路面后速度會(huì)變大，且在經(jīng)過(guò)泥濘路面前后速度是相同的。在s﹣t圖象中，傾斜的直線表示s與t成正比，即物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)；且圖線越靠近s軸（傾角越大），說(shuō)明物體速度越大。A圖中，圖線是傾斜的直線，說(shuō)明汽車一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)，不符合題意；B圖中，圖線表示汽車的速度先變大后變小，不符合題意；C圖中，中間部分表示汽車往回行駛，不符合題意；D圖中，圖線表示汽車的速度先變小后變大，且經(jīng)過(guò)泥濘路面前后速度是相同的，符合題意。故選：D。7．（2018?棗莊）媽媽與小明進(jìn)行爬山比賽，他們選擇的起點(diǎn)、路徑和終點(diǎn)都相同，全程設(shè)為勻速運(yùn)動(dòng)，媽媽的體重是小明的2倍，媽媽所用的時(shí)間是小明的3倍，若媽媽克服自身重力做功為W1、功率為P1，小明克服自身重力做功為W2、功率為P2，則下列關(guān)系正確的是（）A．W1：W2=2：1P1：P2=6：1 B．W1：W2=2：3P1：P2=2：1C．W1：W2=2：1P1：P2=3：2 D．W1：W2=2：1P1：P2=2：3【解答】由題可知，媽媽與小明爬山的高度相同，媽媽的體重是小明的2倍，媽媽所用的時(shí)間是小明的3倍，由W=Gh可得，媽媽和小明克服重力做功之比：===；由P=可得，媽媽和小明克服重力做功的功率之比：==×=×=，故D正確。故選D。8．（2018?隨州）都市生活離不開(kāi)電梯，如圖，將電梯簡(jiǎn)化為“鋼繩拉著電梯箱在豎直導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)”模型。小剛同學(xué)乘坐電梯從一樓到五樓，電梯箱和人的總質(zhì)量為500kg，電梯上行受到軌道摩擦力為500N，鋼繩對(duì)電梯箱的拉力用T表示。電梯（底面）在A點(diǎn)（一樓地面）到B點(diǎn)（二樓地面）過(guò)程中速度在增加，用時(shí)4s：在B點(diǎn)到D點(diǎn)（四樓地面）過(guò)程中勻速運(yùn)動(dòng)，用時(shí)4s：在D點(diǎn)到E點(diǎn)（五樓地面）過(guò)程中速度逐漸減小，用時(shí)四樓地面4s；每層樓高3m，（g取10Nkg），下面說(shuō)法正確的是（）A．電梯從A點(diǎn)到B點(diǎn)過(guò)程中，鋼繩拉力T做功1.65×104JB．電梯從B點(diǎn)到C點(diǎn)過(guò)程中，鋼繩拉力T做功的功率4.125×103WC．電梯從C點(diǎn)到D點(diǎn)過(guò)程中，鋼繩拉力T做功的功率8.25×103WD．電梯從D點(diǎn)到E點(diǎn)過(guò)程中，鋼繩拉力T=5.5×103N【解答】電梯廂和人的總重力G=mg=500kg×10N/kg=5000N，勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，鋼繩的拉力T=G+f=50000N+500N=5500N，電梯從A點(diǎn)到B點(diǎn)過(guò)程中，加速運(yùn)動(dòng)，T′＞5500N，A、鋼繩拉力T做功W＞Ts=5500N×3m=1.65×104J，故A錯(cuò)誤；B、電梯從B點(diǎn)到C點(diǎn)過(guò)程中，做勻速運(yùn)動(dòng)，上升一層樓高，s=3m，用時(shí)t=2s，拉力做的功W1=Ts=5500N×3m=1.65×104J，鋼繩拉力T做功的功率P===8.25×103W，故B錯(cuò)誤；C、電梯從C點(diǎn)到D點(diǎn)過(guò)程中，做勻速運(yùn)動(dòng)，上升一層樓高，s=3m，用時(shí)t=2s，拉力做的功W1=Ts=5500N×3m=1.65×104J，鋼繩拉力T做功的功率P===8.25×103W，故C正確；D、電梯從D點(diǎn)到E點(diǎn)過(guò)程中，減速運(yùn)動(dòng)，T″＜5500N，故D錯(cuò)誤。故選：C。9．（2018?德州）兩次水平拉動(dòng)同一物體在同一水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，兩次物體運(yùn)動(dòng)的路程（s）一時(shí)間（t）圖象如圖所示，根據(jù)圖象，下列判斷正確的是（）A．兩次物體運(yùn)動(dòng)的速度：v1＜v2B．兩次物體所受的拉力：F1＞F2C．0﹣6s兩次拉力對(duì)物體所做的功：W1＞W(wǎng)2D．0﹣6s兩次拉力對(duì)物體做功的功率：P1＜P2【解答】A、由圖象可知，在相同時(shí)間內(nèi)，物體第一次通過(guò)的路程大于第二次通過(guò)的路程，所以v1＞v2；故A錯(cuò)誤；B、同一物體，則重力相等，對(duì)水平面的壓力相等；同一水平面上，則接觸面的粗糙程度相同，故兩次拉動(dòng)物體時(shí)，物體受到的摩擦力相等；由于物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明物體受到的拉力和摩擦力是一對(duì)平衡力，大小相等，所以，兩次物體所受的拉力：F1=F2=f；故B錯(cuò)誤；C、由圖象可知，0～6s物體第一次通過(guò)的路程大于第二次通過(guò)的路程，又知兩次拉力相等，根據(jù)W=Fs可知，0～6s兩次拉力對(duì)物體所做的功：W1＞W(wǎng)2；故C正確；D、0～6s，時(shí)間相同，且W1＞W(wǎng)2；根據(jù)P=可知，0～6s兩次拉力對(duì)物體做功的功率：P1＞P2；故D錯(cuò)誤。故選C。10．（2018?眉山）小李將一排球豎直向上拋出，排球離開(kāi)手后豎直向上運(yùn)動(dòng)到一定高度又落回地面，不計(jì)空氣阻力，關(guān)于排球離開(kāi)手后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A．排球在上升過(guò)程中小李對(duì)排球做功B．排球在下落過(guò)程中排球的動(dòng)能減小C．排球在上升過(guò)程中排球受到一個(gè)豎直向上的力D．排球在下落過(guò)程中排球所受的重力做功越來(lái)越快【解答】A、排球在上升過(guò)程中，小李不再對(duì)排球施加力，所以小李對(duì)排球不做功，故A錯(cuò)誤；B、排球在下落過(guò)程中，質(zhì)量不變，速度逐漸變大，排球的動(dòng)能變大，故B錯(cuò)誤；C、排球在上升過(guò)程中，不計(jì)空氣阻力，排球只受到豎直向下的重力作用，故C錯(cuò)誤；D、功率是反映做功快慢的物理量；排球在下落過(guò)程中，重力做功的功率P===Gv；由于排球下落時(shí)速度越來(lái)越快，所以重力做功的功率越來(lái)越大，即重力做功越來(lái)越快；故D正確。故選D。二．填空題11．（2018?臨沂）新能源汽車因節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)深受廣大家庭的喜愛(ài)。小明爸爸駕駛電動(dòng)汽車在平直公路上勻速行駛12km，用時(shí)10min。已知該車的總質(zhì)量為1.6×103kg，行駛中阻力為車重的0.05倍，此過(guò)程中該車牽引力做功9.6×106J，功率為16kW．（g=10N/kg）【解答】由于車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則牽引力等于阻力，則牽引力：F=f=0.05G=0.05mg=0.05×1.6×103kg×10N/kg=800N；汽車做的功W=Fs=800N×12000m=9.6×106J；汽車的功率為：P===16000W=16kW；【答案】9.6×106；16。12．（2018?德陽(yáng)）圖甲所示的鐵塊重力G=4N，被吸附在豎直放置且足夠長(zhǎng)的磁性平板上，當(dāng)它在豎直方向上拉力F=6N的作用下向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，鐵塊受到的摩擦力為2N；鐵塊此時(shí)速度v與時(shí)間t的關(guān)系圖象如圖乙所示，則4s內(nèi)拉力F做功是4.8J?！窘獯稹坑梢覉D可見(jiàn)，鐵塊在豎直方向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度保持不變，因此鐵塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，鐵塊受到平衡力的作用。在豎直方向上受到豎直向下的重力G、豎直向下的摩擦力f和豎直向上的拉力F，根據(jù)平衡力的特點(diǎn)，故鐵塊受到摩擦力大小f=F﹣G=6N﹣4N=2N。根據(jù)v=可得，鐵塊在4s內(nèi)升高的距離s=vt=0.2m/s×4s=0.8m，因此拉力F做的功W=Fs=6N×0.8m=4.8J?！敬鸢浮?；4.8。13.（2018?云南）如圖甲所示，張華用水平推力F推置于水平地面上的木箱，在此過(guò)程中，推力F的大小隨時(shí)間t變化的情況如圖乙所示，木箱運(yùn)動(dòng)速度v的大小隨時(shí)間t變化的情況如圖丙所示，則1﹣3s木箱做變速（選填“勻速”或“變速”）運(yùn)動(dòng)；3～5s推力對(duì)木箱做的功是400J．【解答】由v﹣t圖象可知，1～3s內(nèi)木箱的速度逐漸增大，則木箱做變速運(yùn)動(dòng)；從F﹣t圖象可知，3～5s木箱受到的推力F=200N，由v﹣t圖象可知，3～5s木箱做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其速度為1m/s，3～5s木箱移動(dòng)的距離：s=vt=1m/s×2s=2m，3～5s推力對(duì)木塊做的功：W=Fs=200N×2m=400J?！敬鸢浮孔兯伲?00。14．（2018?自貢）如圖所示，一物體在水平向右的拉力F1作用下以3m/s的速度在水平地面上勻速運(yùn)動(dòng)了10m，拉力F1所做的功為W1，功率為P1．若該物體在水平向右的拉力F2作用下以2m/s的速度在同一水平地面上勻速運(yùn)動(dòng)了10m，拉力F2所做的功為W2，功率為P2，則W1=W2，P1＞P2（選填“＞”“＜”或“=”）【解答】由題可知，同一物體先后以不同的速度在同一水平地面上勻速運(yùn)動(dòng)，則物體對(duì)水平地面的壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，因此兩次物體受到的滑動(dòng)摩擦力不變；又因?yàn)槲矬w在水平地面上勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡條件可知，水平拉力F和滑動(dòng)摩擦力f是一對(duì)平衡力，大小相等，即F1=F2=f；物體運(yùn)動(dòng)的距離都為10m，且F1=F2，由W=Fs可知W1=W2；由題意可知v1＞v2，且F1=F2，由P===Fv可知，P1＞P2?！敬鸢浮?；＞。15．（2018?邵陽(yáng)）如圖所示，重10N的物體A在水平拉力F的作用下，沿水平方向以0.4m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)了2s，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為4N，物體A所受重力做的功為0J?！窘獯稹课矬wA在水平拉力F的作用下，沿水平方向以0.4m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)了2s，雖然物體A受力，也移動(dòng)了距離，但物體A在重力的方向上沒(méi)有移動(dòng)距離，所以重力沒(méi)做功，即重力做功為0J。【答案】0。16．（2018?紹興）兩個(gè)完全相同的物體A、B，重均為20牛。（1）在10牛的水平推力作用下兩者同時(shí)以2米/秒的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖甲，當(dāng)物體通過(guò)的距離為3米時(shí)，推力所做的功為30焦。（2）若物體A、B在15牛的推力作用下以3米/秒的速度在另一水平面上作勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖乙，則此時(shí)A對(duì)B的推力為7.5牛?！窘獯稹浚?）推力所做的功為：W=Fs=10N×3m=30J；（2）若物體A、B在15N的推力作用下以3m/s的速度在另一水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡可知，推力與摩擦力是一對(duì)平衡力，故AB整體的摩擦力為15N；由于A、B完全相同，接觸面相同、壓力相同，故AB各自受到地面的摩擦力是相同的，總摩擦力為15N，則B受到的地面的摩擦力為15N×=7.5N；B做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A對(duì)B的推力與B受到的摩擦力是一對(duì)平衡力，故A對(duì)B的推力為7.5N?！敬鸢浮浚?）30；（2）7.5。17．（2018?玉林）如圖所示，長(zhǎng)為40cm、重為10N的勻質(zhì)杠桿可繞著O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F，將杠桿緩慢地由與水平方向夾角為30°的位置拉至水平位置（忽略摩擦阻力），在這個(gè)過(guò)程中，力F的大小將增大（選填“增大”“不變”或“減小”），力F所做的功為1J?！窘獯稹吭诟軛U緩慢地由與水平方向夾角為30°的位置拉至水平位置的過(guò)程中，動(dòng)力臂L的長(zhǎng)度沒(méi)有變化，阻力G的大小沒(méi)有變化，而阻力臂L卻逐漸增大；由杠桿的平衡條件知：F?L=G?L′，當(dāng)L、G不變時(shí)，L′越大，那么F越大，因此拉力F在這個(gè)過(guò)程中逐漸增大；物體重心上升的高度h=Lsin30°=×40cm×=10cm=0.1m，拉力做的功W=Gh=10N×0.1m=1J。【答案】增大；1。18．（2018?遂寧）小麗同學(xué)用水平力F拉動(dòng)如圖所示裝置，使重100N的A物體4s內(nèi)在水平地面上勻速運(yùn)動(dòng)了80cm，物體B重50N（物體B與A始終接觸），此過(guò)程中地面受到的摩擦力為10N，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為8N．若不計(jì)輪重、彈簧測(cè)力計(jì)重、繩重和繩與滑輪間摩擦，則滑輪移動(dòng)的速度為0.1m/s，物體A受到B施加的摩擦力水平向右（選填“水平向左”“水平向右”或“為零”），水平拉力F為36N，水平拉力F的功率為3.6W?！窘獯稹课矬w移動(dòng)的速度v物===0.2m/s，滑輪移動(dòng)的速度v輪=v物=×0.2m/s=0.1m/s；因?yàn)榱Φ淖饔檬窍嗷サ?，相互作用力大小相等，方向相反，而物體B受到A的摩擦力fB=8N，所以，物體A受到B施加的摩擦力fB=fB=8N，方向水平向右。物體A受到向左的拉力等于地面對(duì)A的摩擦力f地加上物體A受到B施加的摩擦力fA，F(xiàn)左=f地+fA=10N+8N=18N，滑輪為動(dòng)滑輪，水平拉力F為F左的2倍，故F=2F左=2×18N=36N，則拉力做功功率P===Fv=36N×0.1m/s=3.6W?！敬鸢浮?.1；水平向右：36：3.6。19．（2018?樂(lè)山）一輛轎車以72km/h的速度在水平路面上沿直線勻速行駛10分鐘，轎車的質(zhì)量為1500kg，行駛時(shí)所受阻力為車重的0.2倍（g取10N/kg），則牽引力為3×103N．此時(shí)汽車的功率為60kW?！窘獯稹科囎鰟蛩龠\(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，由二力平衡條件得牽引力：F=f=0.2G=0.2mg=0.2×1500kg×10N/kg=3×103N；汽車的速度：v=72km/h=20m/s；汽車的功率：P===Fv=3×103N×20m/s=6×104W=60kW?！敬鸢浮?×103；60。三．計(jì)算題20．（2018?成都）成都IE在大力發(fā)展包括無(wú)人機(jī)在內(nèi)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)?？爝f行業(yè)的一些公司積極嘗試無(wú)人機(jī)送貨，如圖所示。一架無(wú)人機(jī)載著貨物沿豎直方向勻速上升5m，該貨物質(zhì)量為3.6kg、體枳為2.4×10﹣3m3．g取10N/kg。求：（1）貨物的密度；（2）提升貨物所做的功?！窘獯稹浚?）貨物的密度：ρ===1.5×103kg/m3；（2）提升貨物所做的功：W=Gh=mgh=3.6kg×10N/kg×5m=180J?！敬鸢浮浚?）1.5×103kg/m3；（2）180J。21．（2018?重慶）如圖所示，某公司研發(fā)的智能服務(wù)機(jī)器人，它具有凈化室內(nèi)空氣、陪伴老人聊天散步等功能。若它在50N的牽引力作用下，以0.5m/s的速度在水平地面勻速直線行駛60s，求：（1）它行駛的路程；（2）此過(guò)程中牽引力所做的功。【解答】（1）因?yàn)関=，所以它行駛的路程：s=vt=0.5m/s×60s=30m；（2）此過(guò)程中牽引力所做的功：W=Fs=50N×30m=1500J。【答案】（1）30m；（2）1500J。22．（2018?山西）每天都會(huì)有許多全國(guó)各地的人民群眾，來(lái)到天安門廣場(chǎng)觀看升國(guó)旗儀式。天安門廣場(chǎng)上的國(guó)旗，每天都會(huì)隨太陽(yáng)一起升起，25000次零失誤。奇跡。天安門廣場(chǎng)上的國(guó)旗總重為175N，升旗時(shí)（如圖），國(guó)旗上升高度為30m，所使用時(shí)間2分07秒，求解下列問(wèn)題：（1）國(guó)旗上升的平均速度是多少？（保留一位小數(shù)）（2）將國(guó)旗沿豎直方向勻速升高30m，拉力對(duì)國(guó)旗做的功是多少？（3）若某持槍戰(zhàn)士總重約為700N，估算該戰(zhàn)士站立時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)?！窘獯稹浚?）國(guó)旗上升的時(shí)間：t=2min7s=127s，國(guó)旗上升的平均速度：v==≈0.2m/s；（2）拉力對(duì)國(guó)旗做的功：W=Fs=Gh=175N×30m=5250J；（3）戰(zhàn)士雙腳站立時(shí)與地面的接觸面積約為：S=500cm2=5×10﹣2m2，戰(zhàn)士對(duì)地面的壓力：F=G=700N，該戰(zhàn)士站立時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)：p===1.4×104Pa?！敬鸢浮浚?）0.2m/s；（2）5250J；（3）1.4×104Pa。23．（2018?烏魯木齊）如圖所示，長(zhǎng)1m，重5N的勻質(zhì)杠桿OB連接在豎直墻壁的0點(diǎn)，在杠桿的中點(diǎn)A處懸掛45N的重物。固定在A點(diǎn)的繩子跨過(guò)定滑輪，在拉力F作用下使杠桿在水平位置平衡，此時(shí)∠OAC=45°．不計(jì)繩子重力和轉(zhuǎn)動(dòng)部分的摩擦，求：（1）緩慢地將杠桿從水平位置轉(zhuǎn)動(dòng)到豎直位置的過(guò)程中，拉力做的功；（2）杠桿從水平位置逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)多大角度后，繩子拉力開(kāi)始小于50N?！窘獯稹浚?）圖中為定滑輪，不計(jì)繩子重力和轉(zhuǎn)動(dòng)部分的摩擦，則拉力F做的功等于克服杠桿與物重所做的功。根據(jù)題意可知，杠桿O長(zhǎng)1m，將杠桿從水平位置轉(zhuǎn)動(dòng)到豎直位置的過(guò)程中，杠桿和重物上升的高度h=OB=×1m=0.5m；即W=W杠+W物=G杠h+G物h=5N×0.5m+45N×0.5m=25J；（2）如圖，由題可知，∠OAC=45°，所以O(shè)C=OA，根據(jù)杠桿平衡條件可得：G×OM=F×ON，當(dāng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)至某一角度時(shí)，拉力F=50N，則50N×OM=50×ON，所以，OM=ON，又OC=OA，根據(jù)三形知識(shí)可得：∠MOA′=∠A′ON=∠NOC=30°?！敬鸢浮浚?）25J；（2）50N。24．（2018?宿遷）游泳運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為75kg，仰泳時(shí)受到的水平平均動(dòng)力為30N，在60s內(nèi)前進(jìn)了100m。（1）求在60s內(nèi)水平動(dòng)力對(duì)運(yùn)動(dòng)員做功的功率；（2）如圖所示，該運(yùn)動(dòng)員能以仰泳姿勢(shì)靜躺在水中，露出水面的頭部體積可以忽略不計(jì)，請(qǐng)估算運(yùn)動(dòng)員的體積。（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）【解答】（1）水平動(dòng)力對(duì)運(yùn)動(dòng)員做的功：W=Fs=30N×100m=3000J，則水平動(dòng)力對(duì)運(yùn)動(dòng)員做功的功率：P===50W。（2）因?yàn)樵撨\(yùn)動(dòng)員漂浮在水面上，所以運(yùn)動(dòng)員受到的浮力：F浮=G=mg=75kg×10N/kg=750N，由F浮=ρ水gV排得，運(yùn)動(dòng)員排開(kāi)水的體積：V排===0.075m3，因?yàn)槁冻鏊娴念^部體積可以忽略不計(jì)，所以，運(yùn)動(dòng)員的體積V=V排=0.075m3?！敬鸢浮浚?）50W；（2）0.075m3。25．（2018?內(nèi)江）步行是一種簡(jiǎn)易方便的健身運(yùn)動(dòng)，人正常步行時(shí)，步距（指步行一步的距離）變化不大，步距還可作為身體上的一把“尺子”。小東測(cè)出自己的步距為0.5m，他正常步行1min走了180步。小東根據(jù)自己的腿長(zhǎng)和步距畫出了如圖所示的步行示意圖，對(duì)步行時(shí)重心的變化進(jìn)行了分析，當(dāng)兩腳一前一后著地時(shí)重心降低，而單腳著地邁步時(shí)重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。（已知小東的腿長(zhǎng)是65cm，質(zhì)量是50kg）（g取10N/kg）求：（1）小東正常步行的速度是多少？（2）小東每走一步克服重力所做的功是多少？（3）小東正常步行克服重力做功的功率是多少？【解答】（1）小東1min經(jīng)過(guò)的路程為：s=0.5m×180=90m，他的步行速度為：v=═=1.5m/s；（2）重心升高的高度h=65cm﹣=5cm=0.05m；小東每走一步克服重力所做的功：W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×0.05m=25J；（3）1min做的總功：W總=180W=180×25J=4500J，功率：P===75W。【答案】（1）1.5m/s；（2）25J；（3）75W。26．（2018?瀘州）如圖甲所示的滑輪組裝置，不計(jì)繩重和摩擦，繩對(duì)滑輪的拉力方向均為豎直方向。用該滑輪組提升放置在水平地面上重為G=80N的重物到高處。用豎直向下的拉力拉繩的自由端，拉力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示，重物上升的速度v隨時(shí)間t變化的圖象如圖丙所示。已知在2s～4s內(nèi)重物上升的豎直高度為2m，求：（1）在4s～6s內(nèi)，重物克服重力做功的功率；（2）在2s～4s內(nèi)，繩自由端下降的平均速度；（3）在0～2s內(nèi)，重物對(duì)地面的壓力大小?！窘獯稹浚?）由圖丙可知，在4s～6內(nèi)，重物做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其速度v3=2.0m/s，由P===Fv得，重物克服重力做功的功率：P=Gv3=80N×2.0m/s=160W。（2）由圖甲可知，連接動(dòng)滑輪繩子的股數(shù)n=2，已知在2s～4s內(nèi)重物上升的豎直高度為2m，則繩子自由端移動(dòng)的距離：s=nh=2×2m=4m，所用的時(shí)間t=4s﹣2s=2s，則在2s～4s內(nèi)，繩自由端下降的平均速度：v===2m/s。（3）由丙圖可知，物體在4s～6s內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由圖乙可知此時(shí)的拉力F3=50N，因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦，則由F=（G物+G動(dòng)）得，動(dòng)滑輪的重力：G動(dòng)=nF3﹣G物=2×50N﹣80N=20N，在0～2s內(nèi)，由圖乙可知此時(shí)的拉力F1=30N，把動(dòng)滑輪和重物看成整體，則這個(gè)整體受到向下的總重力、向上的支持力以及2股繩子向上的拉力而處于靜止?fàn)顟B(tài)，由力的平衡條件得，F(xiàn)支+2F1=G+G動(dòng)，則地面對(duì)物體的支持力：F支=G動(dòng)+G物﹣2F1=20N+80N﹣2×30N=40N，根據(jù)力的作用是相互的可知，此過(guò)程中重物對(duì)地面的壓力：F壓=F支=40N。【答案】（1）160W；（2）2m/s；（3）40N。27.（2018?湖州）在拓展課上，小泉同學(xué)模擬某建筑工地上拉動(dòng)工件的情景，設(shè)置了如圖所示的滑輪組。他用該滑輪組在4秒內(nèi)將一個(gè)重為100牛的物體，沿著水平地面勻速拉動(dòng)了2米。人的拉力為18牛，物體移動(dòng)時(shí)受到地面的摩擦力為物重的0.35倍，不計(jì)繩重及機(jī)械的摩擦。求：（1）人的拉力所做的功。（2）人的拉力做功的功率。（3）動(dòng)滑輪受到的重力?！窘獯稹浚?）由圖知，n=2，則繩端移動(dòng)的距離：s繩=ns物=2×2m=4m，人的拉力所做的功：W=Fs繩=18N×4m=72J；（2）拉力F做功的功率：P===18W；（3）因?yàn)槲矬w移動(dòng)時(shí)受到地面的摩擦力為物重的0.35倍，所以物體受到的摩擦力：f=0.35G=0.35×100N=35N；因物體勻速移動(dòng)時(shí)處于平衡狀態(tài)，物體受到的拉力F拉和摩擦力是一對(duì)平衡力，所以，滑輪組對(duì)物體的拉力：F拉=f=35N，不計(jì)繩重及機(jī)械的摩擦，由F=（G動(dòng)+F拉）可得，動(dòng)滑輪的重力：G動(dòng)=nF﹣F拉=2×18N﹣35N=1N?！敬鸢浮浚?）72J；（2）18W；（3）1N。28．（2018?德州）我國(guó)首款大型水陸兩棲飛機(jī)“鯤龍”AG600如圖所示，該飛機(jī)蓄滿水后總質(zhì)量53.5t。為檢測(cè)飛機(jī)性能，先后進(jìn)行了模擬滅火和水面滑行測(cè)試。在滅火測(cè)試中：飛機(jī)盤懸在火場(chǎng)上方150m處，將所蓄水分次投下，每次投水200kg，用時(shí)20s到達(dá)地面。在水面滑行測(cè)試中：飛機(jī)在水平面上以10m/s的速度