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精准作业44　专题(四十四)　能的转化与能量守恒(二)——功和功率
概念理解与迁移
1.如图所示,某同学分别用背、抱、平拉、滚拉的方式运同一桶水(塑料桶中间带有转轴,桶中装满水),在粗糙程度相同的水平地面上匀速前进相同路程,他对水做功最多的是(　C　)
2. 运动员用50 N的力把重6 N的足球踢出20 m,运动员对足球做的功为(　D　)
A.1 000 J
B.880 J
C.1 120 J
D.缺少条件,无法计算
3.物块在水平拉力F(大小未知)的作用下,在水平直线轨道上运动(如图所示),其中AB=CD=10 m。已知物块在AB段和CD段分别以2 m/s和5 m/s的速度匀速运动,且在AB段、CD段所受摩擦阻力分别为1 N和2 N,则以下判断正确的是(　D　)
A.该物块在CD段的惯性比在AB段的大
B.该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为2∶5
C.拉力F在AB段所做的功为20 J
D.拉力F在CD段做功的功率为10 W
4.如图所示,AC>BC,把同一物体分别沿光滑斜面AC、BC以相同大小的速度匀速推上斜面顶端,推力大小分别为F1、F2,推力做功的功率分别为P1、P2,则(　B　)
A.F1B.F1C.F1=F2　P1=P2
D.F1P2
5.重2 N的物体A挂于弹簧测力计下,分别做图甲、乙、丙所示的匀速直线运动,运动的速度v1=v3=0.1 m/s,v2=0.2 m/s,物体A沿速度方向均运动了0.5 m。(不考虑空气阻力)
(1)图甲中弹簧测力计对物体A做功为　1　J。
(2)图乙中弹簧测力计对物体A做功的功率为　0.4　W。
(3)图丙中弹簧测力计对物体A没有做功,原因是物体A在力的方向上通过的距离等于　0　m。
6.甬舟铁路正在如火如荼地建设中,据悉铁路全长约77 km,其中有一段是海底高铁隧道。建成以后,从舟山到宁波需25 min,从舟山到杭州需77 min。如图所示,CRH2型动车组最大牵引功率为4 800 kW,最大行驶速度为200 km/h。当该动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,动车组所受阻力为　8.64×104　N。
7.健腹轮是一种健身器材,使用其健身时可将膝盖跪在垫上,双手紧握健腹轮手柄,向前推动健腹轮至身体平行于地面,然后回收归位,反复操作,如图甲所示。
(1)如图甲所示,所受重力为500 N的人的身体从状态1到状态2的过程中,身体重心平均下降30 cm,重力所做的功为　150　J。
(2)在身体从状态1到状态2的过程中,轮内的弹性钢圈因形变而绕紧,在从状态2恢复到状态1时,绕紧的钢圈会自动恢复到原来的状态,让人体自动回弹。图乙是两种弹性钢圈使用过程中弹性势能的变化图像,结合图中信息进行分析,在健腹轮中安装　A　(填“A”或“B”)型钢圈将使产品具有更强的自动回弹功能。
能力沉淀与升华
8. 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光滑,长度为sAB,水平面CD粗糙,长度为sCD,运动时间分别为tAB、tCD,运动速度分别为vAB、vCD。下列说法正确的是(　B　)
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段做功一定相同
9.跳绳是一种简便易行的身体锻炼方式。下图描绘了小明同学某次跳绳时重心移动的高度h随时间t变化的图像。按图像中的规律跳绳,小明在1 min内能完成的跳绳个数为　150　个。若他的质量为50 kg,则他跳绳克服重力做功的平均功率为　75　W。(g取10 N/kg)
10.某品牌电动行李箱的部分参数如下表。质量为50 kg的测试者坐在空行李箱上(如图所示)以最大速度在水平地面上匀速直线骑行20 s,骑行时所受阻力是总重力的0.04倍。求:(g取10 N/kg)
电动行李箱部分参数
最大速度 3 m/s
空箱质量 10 kg
轮子与地面的总接触面积 0.003 m2
(1)测试者在20 s内骑行的路程。
(2)测试者坐在电动行李箱上时,行李箱对水平地面的压强。
(3)测试过程中,电动行李箱克服阻力做功的功率。
解:(1)由v=可知,测试者在20 s内骑行的路程:s=vt=3 m/s×20 s=60 m。
(2)电动行李箱和测试者的总重力:
G总=m总g=(50 kg+10 kg)×10 N/kg=600 N,
测试者坐在电动行李箱上时,行李箱对水平地面的压力:F压=G总=600 N,
电动行李箱对水平地面的压强:
p==2×105 Pa。
(3)由题意可知,测试过程中电动行李箱受到的阻力:
f=0.04G总=0.04×600 N=24 N,
电动行李箱克服阻力做功的功率:
P==fv=24 N×3 m/s=72 W。精准作业44　专题(四十四)　能的转化与能量守恒(二)——功和功率
概念理解与迁移
1.如图所示,某同学分别用背、抱、平拉、滚拉的方式运同一桶水(塑料桶中间带有转轴,桶中装满水),在粗糙程度相同的水平地面上匀速前进相同路程,他对水做功最多的是( )
2. 运动员用50 N的力把重6 N的足球踢出20 m,运动员对足球做的功为( )
A.1 000 J
B.880 J
C.1 120 J
D.缺少条件,无法计算
3.物块在水平拉力F(大小未知)的作用下,在水平直线轨道上运动(如图所示),其中AB=CD=10 m。已知物块在AB段和CD段分别以2 m/s和5 m/s的速度匀速运动,且在AB段、CD段所受摩擦阻力分别为1 N和2 N,则以下判断正确的是( )
A.该物块在CD段的惯性比在AB段的大
B.该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为2∶5
C.拉力F在AB段所做的功为20 J
D.拉力F在CD段做功的功率为10 W
4.如图所示,AC>BC,把同一物体分别沿光滑斜面AC、BC以相同大小的速度匀速推上斜面顶端,推力大小分别为F1、F2,推力做功的功率分别为P1、P2,则( )
A.F1B.F1C.F1=F2　P1=P2
D.F1P2
5.重2 N的物体A挂于弹簧测力计下,分别做图甲、乙、丙所示的匀速直线运动,运动的速度v1=v3=0.1 m/s,v2=0.2 m/s,物体A沿速度方向均运动了0.5 m。(不考虑空气阻力)
(1)图甲中弹簧测力计对物体A做功为 J。
(2)图乙中弹簧测力计对物体A做功的功率为 W。
(3)图丙中弹簧测力计对物体A没有做功,原因是物体A在力的方向上通过的距离等于 m。
6.甬舟铁路正在如火如荼地建设中,据悉铁路全长约77 km,其中有一段是海底高铁隧道。建成以后,从舟山到宁波需25 min,从舟山到杭州需77 min。如图所示,CRH2型动车组最大牵引功率为4 800 kW,最大行驶速度为200 km/h。当该动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,动车组所受阻力为 N。
7.健腹轮是一种健身器材,使用其健身时可将膝盖跪在垫上,双手紧握健腹轮手柄,向前推动健腹轮至身体平行于地面,然后回收归位,反复操作,如图甲所示。
(1)如图甲所示,所受重力为500 N的人的身体从状态1到状态2的过程中,身体重心平均下降30 cm,重力所做的功为 J。
(2)在身体从状态1到状态2的过程中,轮内的弹性钢圈因形变而绕紧,在从状态2恢复到状态1时,绕紧的钢圈会自动恢复到原来的状态,让人体自动回弹。图乙是两种弹性钢圈使用过程中弹性势能的变化图像,结合图中信息进行分析,在健腹轮中安装 (填“A”或“B”)型钢圈将使产品具有更强的自动回弹功能。
能力沉淀与升华
8. 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光滑,长度为sAB,水平面CD粗糙,长度为sCD,运动时间分别为tAB、tCD,运动速度分别为vAB、vCD。下列说法正确的是( )
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段做功一定相同
9.跳绳是一种简便易行的身体锻炼方式。下图描绘了小明同学某次跳绳时重心移动的高度h随时间t变化的图像。按图像中的规律跳绳,小明在1 min内能完成的跳绳个数为 个。若他的质量为50 kg,则他跳绳克服重力做功的平均功率为 W。(g取10 N/kg)
10.某品牌电动行李箱的部分参数如下表。质量为50 kg的测试者坐在空行李箱上(如图所示)以最大速度在水平地面上匀速直线骑行20 s,骑行时所受阻力是总重力的0.04倍。求:(g取10 N/kg)
电动行李箱部分参数
最大速度 3 m/s
空箱质量 10 kg
轮子与地面的总接触面积 0.003 m2
(1)测试者在20 s内骑行的路程。
(2)测试者坐在电动行李箱上时,行李箱对水平地面的压强。
(3)测试过程中,电动行李箱克服阻力做功的功率。
解:(1)由v=可知,测试者在20 s内骑行的路程:s=vt=3 m/s×20 s=60 m。
(2)电动行李箱和测试者的总重力:
G总=m总g=(50 kg+10 kg)×10 N/kg=600 N,
测试者坐在电动行李箱上时,行李箱对水平地面的压力:F压=G总=600 N,
电动行李箱对水平地面的压强:
p==2×105 Pa。
(3)由题意可知,测试过程中电动行李箱受到的阻力:
f=0.04G总=0.04×600 N=24 N,
电动行李箱克服阻力做功的功率:
P==fv=24 N×3 m/s=72 W。

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