第3章 能量的转化与守恒(功和功率的计算)专题复习(含解析)

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第3章 能量的转化与守恒(功和功率的计算)专题复习(含解析)

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第三章功和功率的计算专题复习
1.一辆重为6000N的汽车在水平平直公路上匀速行驶,1min内通过的路程为1200m,已知发动机的功率为24kW,求:
(1)发动机对汽车所做的功?
(2)匀速行驶过程中,重力对汽车做的功?
(3)汽车所受摩擦力的大小?(提示:考虑汽车牵引力与摩擦力的关系)
2.如图所示,狗拉着雪橇在水平雪地上做匀速直线运动(忽略雪橇的磨损),它对雪橇的水平拉力为100牛。
(1)雪橇在运动过程中动能将 (选填“变大“不变”或者“变小”);
(2)雪橇运动5米,狗的拉力对雪橇做功为多少焦?
(3)狗拉着雪橇在水平雪地上以10速度匀速直线运动,狗的拉力对雪橇做功功率为多少瓦?
3.在某次无人机送货过程中,无人机的质量千克,货物的质量千克,无人机与货物间通过轻绳相连,请分析:
(1)无人机匀速上升时,其对货物的拉力为 牛;
(2)无人机水平匀速飞行时,1分钟前进了30米,则无人机的速度大小为 米/秒。此过程无人机对货物所做的功为 焦。
4.我国设计生产的无人机世界领先,具有高效、轻巧、功率大等特点,广泛用于工业、农业、军事等领域。如图为某型号农用无人机,主要用于播种、施肥、打药等,铭牌上的部分参数如下表所示。
整机型号 N420
最大起飞质量
药箱额定容量
作业速度
(1)若无人机以的作业速度水平飞行18km,需要多少小时
(2)若无人机以最大起飞质量停放在水平地面,对地面的压强约,则无人机与地面的总接触面积约为多少平方米
(3)若无人机以最大起飞质量竖直向上飞行10米,则无人机克服重力做了多少功
5.如图所示,小科在单杠上做引体向上运动,每次引体向上身体上升的高度为握拳时手臂的长度。已知小科的质量为50kg,握拳时手臂的长度为0.6m,完成4次引体向上所用的时间为10s,求:
(1)小科所受重力大小;
(2)小科完成1次引体向上所做的功;
(3)小科做引体向上的功率。
6.如图杭州亚运会田径比赛场上用“显眼包”——四足机器狗运输铁饼。每当铁饼掷出后,机器狗迅速跑到工作人员处,由工作人员把铁饼夹到机器狗背部的卡槽里运回运动员身边。机器狗自身质量约为15千克,运输的铁饼质量为2千克,若机器狗以3米/秒的速度匀速直线跑回,用时20秒,所受阻力为重力的0.1倍。请计算(写出计算过程):
(1)机器狗运回铁饼时受到的阻力大小。
(2)机器狗在此20秒内克服阻力做功为多少?
(3)机器狗跑回时的功率。
7.如图所示是中考体育选项仰卧起坐时的场景。已知某同学上半身的重力约为280N,每次仰卧起坐时上半身重心上升30cm,下半身的移动可以忽略不计。该同学在1min内完成了50个仰卧起坐,求:
(1)该同学完成1次仰卧起坐所做的功;
(2)该同学做仰卧起坐过程中的平均功率。
8.2023年1月1日起正式实施电动自行车新国家标准,小江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。已知小江质量为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。
项目 参数
整车质量(千克) 40
电动自行车最大功率(瓦) 400
(1)车轮上刻花纹的目的是 ;
(2)小江在水平公路上骑电动自行车,匀速行驶10米过程中克服阻力做了多少功?
(3)若小江骑行过程中电动车以最大功率匀速行驶,则此时的车速为多少?
9.如图所示为某餐厅的智能送餐机器人,使用机器人送餐能节省人力成本,提升配送效率。该机器人自身质量为35kg,某次送餐时,它水平托着质量为5kg的食物沿水平地面匀速直线运动72m,用时1min。已知机器人此时受到的摩擦力是总重力的0.1倍。
(1)在匀速运动过程中,送餐机器人对食物 (选填“做了功”或“没有做功”)。
(2)此次送餐中,机器人受到的牵引力大小为多少?
(3)此次送餐中,机器人受到的牵引力做功的功率为多少?
10.如图所示,小科骑着电动平衡车,在水平路面上沿直线匀速行驶。若小科的质量为60kg,电动平衡车的质量是20kg,行驶时电动平衡车受到的阻力为车总重的0.05倍,求:
(1)电动平衡车行驶时所受的阻力;
(2)若小科在10分钟内,行驶了3千米,求电动平衡车牵引力做的功;
(3)当电动平衡车以100W的恒定功率匀速行驶时,求电动平衡车行驶的速度。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
《第三章功和功率的计算专题复习》参考答案
1.(1)
(2)0J
(3)
【详解】(1)发动机对汽车所做的功
(2)匀速行驶过程中,重力的方向是竖直向下的,而物体是在水平方向上移动距离,所以重力没有做功,即重力做功为0J。
(3)汽车受到的牵引力为
汽车匀速直线运动时,受到的阻力和牵引力是一对平衡力,所以水平方向的阻力为
2.(1)不变
(2)500J
(3)1000W
【详解】(1)雪橇做匀速直线运动,质量不变、速度不变,因此动能不变。
(2)狗的拉力对雪橇做功为
(3)狗拉着雪橇在水平雪地上以10速度匀速直线运动,狗的拉力对雪橇做功功率为
3.(1)10
(2) 0.5 0
【详解】(1)无人机匀速上升时,货物处于平衡状态,货物受到的拉力与货物的重力大小相等为
(2)[1]无人机水平匀速飞行时,1分钟前进了30米,则无人机的速度大小为
[2]无人机对货物施加的力是竖直方向的,运动的距离是水平方向的,因此无人机对货物不做功,所做的功为0J。
4.(1)见解析
(2)见解析
(3)见解析
【详解】(1)无人机速度
5m/s=5×3.6km/h=18km/h
由得需要的时间
(2)无人机以最大起飞质量停在水平地面上时,对地面的压力
F=G=mg=56kg×10N/kg=560N
由得,受力面积为
(3)若无人机以最大起飞质量竖直向上飞行10米,则无人机克服重力做的功
W=Gh=560N×10m=5600J
5.(1)500N
(2)300J
(3)120W
【详解】(1)小明所受的重力为:。
(2)小明完成1次引体向上所做的功为:。
(3)小明10s内做的总功为:,小明做功的功率为:。
6.(1)见解析
(2)见解析
(3)见解析
【详解】(1)机器狗匀速直线奔跑时受到的阻力为
(2)机器狗在20秒内运动的路程
s=vt=3m/s×20s=60m
此过程中克服阻力做功
W=fs=17N×60m=1020J
(3)机器狗跑回时的功率
7.(1)84J
(2)70W
【详解】(1)解:该同学上半身的重力G=280N,每次仰卧起坐时上半身重心上升30cm即0.3m,则该同学完成1次仰卧起坐所做的功为
(2)该同学在1min内完成了50个仰卧起坐做的功为
该同学在这段时间内做功的平均功率为
答:(1)该同学完成1次仰卧起坐所做的功为84J;
(2)该同学做仰卧起坐过程中的平均功率为70W。
8.(1)通过增大接触面的粗糙度来增大摩擦
(2)800J
(3)5m/s
【详解】(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
车受到的阻力
匀速行驶10米过程中克服阻力做的功
(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
根据知道,匀速行驶时的车速
9.(1)没有做功
(2)见解析
(3)见解析
【详解】(1)功是力与物体在力的方向上通过的距离的乘积,机器人对食物的作用力竖直向上,食物沿水平地面匀速直线运动,在力的方向上没有前进距离,故没有做功。
(2)机器人在水平面上做匀速直线远动受到平衡力的作用,牵引力等于摩擦力,所以牵引力
F=f=0.1×(35kg+5kg)×10kg/N=40N
(3))牵引力所在的功
W=Fs=40N×72m=2880J
机器人受到的牵引力做功的功率
10.(1)40N
(2)1.2×105J
(3)2.5m/s
【详解】(1)车和小科的总重力
G=(m人+m车)g=(60kg+20kg)×10N/kg=800N
电动平衡车受到的阻力为
f=0.05×G=0.05×800N=40N
(2)因平衡车匀速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,牵引力的大小
F=f=40N
电动平衡车牵引力做的功
F=f=40N
W=Fs=40N×3000m=1.2×105J
(3)根据
当电动平衡车以100W的恒定功率匀速行驶时,电动平衡车行驶的速度
答案第1页,共2页
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