2019中考物理知识点全突破系列专题68功的计算和应用

2019中考物理知识点全突破系列专题68功的计算和应用

功的计算和应用 一、单选题 ‎1.一个中学生从一楼登上三楼，所做的功最接近于（   ） ‎ A.300J B.450J C.3000J D.4500J ‎2.妈妈与小明进行爬山比赛，他们选择的起点、路径和终点都相同，全程设为匀速运动， 妈妈的体重是小明的 2 倍，妈妈所用的时间是小明的 3 倍，若妈妈克服重力做功为 W1、 功率为 P1 ， 小明克服自身重力做功为 W2、功率为 P2 ， 则下列关系正确的是（         ） ‎ A. W1：W2=1：1                B. W1：W2=2：3                C. P1：P2=1：1                D. P1：P2=2：3‎ ‎3.如图所示，70kg 的消防员沿着钢管匀速下滑时感到手心发烫，此时受到钢管对他的摩擦力大小和导致手心内能改变的方式是（g=10N/kg）（         ）‎ A. 70N         热传递         B. 70N         做功                 C. 700N         热传递         D. 700N         做功 ‎4.小刚将掉在地面上的物理书捡起来放在课桌上，他对课本所做功最接近于（　　） ‎ A.0.02J B.0.2J C.2J D.20J ‎ ‎5.如图甲所示，建筑工人用滑轮组提升重为285N的水泥桶，动滑轮重为15N，不计绳重．工人在将水泥桶匀速向上拉的过程中，水泥桶上升的速度为0.1m/s，工人拉力所做功与时间关系如图乙所示．因此可知（    ）‎ A. 该滑轮组的效率为95%                                        B. 0﹣10s内建筑工人所做额外功为75J C. 0﹣8 s内建筑工人对水泥桶做的功为228J           D. 建筑工人对水泥桶做功的功率为36W ‎6.如图所示，用30N的水平拉力拉着重为90N的物体沿水平方向做直线运动，若拉力F对物体做了90J的功，则在这一过程中（   ）‎ A.重力做的功一定为90J B.物体一定受到30N的摩擦力 C.物体运动的距离一定是3m D.物体一定是匀速直线运动 ‎7.如图所示，用完全相同的两个滑轮组，分别将重为G1、G2的两个物体匀速提升相同的高度（绳重、摩擦不计），若G1>G2 ， 提升重物所做的有用功分别为W1、W2 ， 机械效率分别为η1、η2 ， 则下列判断正确的是（   ）‎ A.W1>W2、η1>η2 B.W1>W2、η1=η2 C.W1>W2、η1<η2 D.W1=W2、η1>η2‎ ‎8.下列数据中最接近实际情况的是（   ） ‎ A.一个中学生站立时对水平地面的压强约为100Pa B.一个中学生正常骑车的功率约为300W C.一个中学生从一楼走到三楼所做的功约为3000J D.考场内一盏日光灯正常发光时的电流约为2A ‎9.在甲、乙两图中，甲图地面粗糙、乙图地面光滑。质量分别为m、2m的两个物体在大小为F的水平恒力作用下，在力的方向上前进了相同的距离，则下列结论正确的是（   ） ‎ ‎ ‎ A.甲图中 F 做的功小于乙图中 F 做的功 B.甲图中 F 做的功等于乙图中 F 做的功 C.甲图中 F 做的功大于乙图中 F 做的功 D.条件不足无法确定甲、乙图中 F 做的功谁大 ‎10.如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知AB＞AC，施加的力分别为F1、F2拉力做的功为W1、W2 ， 拉力做功的功率分别为P1、P2 ， 则下列判断中正确的是（   ） ‎ ‎ ‎ A.F1＜F2 ， W1=W2 ， P1＞P2 B.F1＞F2 ， W1＞W2 ， P1＞P2 C.F1＜F2 ， W1＜W2 ， P1＜P2 D.F1＜F2 ， W1=W2 ， P1＜P2‎ ‎11.小宇同学在跳绳测试中 2min 内跳了 240 次，每次跳的高度大约是 5cm，则他跳绳时的功率最接近（   ） ‎ A.5W B.50W C.500W D.5000W ‎12.小明同学的体重为500N，他用重为10N的水桶提着重100N的水匀速登上5m高的教室使用，在这一过程中，他做的有用功和额外功分别是（   ） ‎ A.500J  50J B.500J  2550J C.550J  2500J D.3000J  50J ‎13.小军同学想探究一下做功的多少跟物体运动状态之间的关系，他做了以下实验：用相同的力F拉着物体分别在光滑的水平面、粗糙的水平面、斜面上移动相同的距离s（如图），做的功分别是W1、W2、W3 ， 则它们之间的关系是（   ）‎ A.W1＜W2＜W3 B.W1＞W2＞W3 C.W1=W2=W3 D.W1＜W3＜W2‎ 二、填空题 ‎14.如图所示，放在水平桌面上重为G＝5N的木块，在F=4N的水平拉力作用下，5s内运动了2m，在这个过程中，拉力F做的功为为________J，重力G对物体做的功为________J，拉力F做功的功率为________W．‎ ‎15.如图所示，重10N的物体A在水平拉力F的作用下，沿水平方向以0.4m/s的速度匀速运动了2s，弹簧测力计的示数为4N，物体A所受重力做的功为________ J，拉力F做的功是 ________J。‎ ‎ ‎ ‎16.如图1所示，水平地面上有一长方体木箱，小林用水平推力F把木箱向前推动，此过程中，推力F和木箱前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图2甲、乙所示。在第2s时刻，木箱受到的摩擦力f=________N，在0～1s内，推力对木箱所做的功________J。‎ ‎ ‎ ‎17.小强的身高只有165cm，质量却有80kg，他每天放学背着10kg的书包先要在水平路面上步行约1200m，此过程中小强所受重力做功________J，再爬上高约20m的七楼，总是累的他气喘吁吁，如果小强上到七楼共需5min，则小强上楼过程中对书包做的功为________J，小强上楼时克服总重力做功的功率为________W． ‎ ‎18.斜面高为1m，长为3m，工人用400N沿斜面方向的力将重为900N的箱子匀速推到车上．在这过程中工人做的有用功是________J，机械效率为________；物体受到斜面的摩擦力大小为________N。‎ ‎ ‎ ‎19.一辆汽车以20m/s的速度在水平路面上沿直线匀速行驶5分钟，汽车的质量为1500kg，行驶时所受阻力为车重的0.2倍，则牵引力为________N，此时汽车的功率为________kW，重力做的功为________ J。（取g=10N/kg） ‎ ‎20.如图所示，工人用 3m 长的斜面，把 120kg 的木箱推上 1m 高的卡车，假设斜面光滑则需要施加的推力为________ N；若实际用力为 500N，斜面的机械效率为________ ，重物受到的摩擦力为________ N．（g 取 10N/kg）‎ ‎21.  2018年体育中考立定跳远测试项目中，体重为500N的某同学从最高点到落地点的过程中，重心下降的最大距离为0.3m，用时0.5s，轨迹如图。则此过程重力做的功为________J，重力的功率________W。‎ ‎22.如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用滑轮在10s内将重为40N的物体匀速提升2m，已知拉力F为25N，则在这个过程中拉力做的功是________J，滑轮组的机械效率是________，若匀速提升重为80N的物体，则这个滑轮组的机械效率将________（变大/变小/不变）。 ‎ ‎23.如图甲所示，张华用水平推力F推置于水平地面上的木箱，在此过程中，推力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示，木箱运动速度v的大小随时间t变化的情况如图丙所示，则1~3s木箱做________ (选填“匀速” 或“变速”)运动；3~5s推力对木箱做的功是________J ‎ 三、计算题 ‎24.一辆轿车的质量是1.5 t，它以72 km/h的速度在水平路面上匀速行驶20min，轿车受到的阻力是车重的0.1倍。求轿车在这段时间内： ‎ ‎（1）发动机的牵引力F； ‎ ‎（2）发动机所做的功W； ‎ ‎（3）发动机的功率P。（g取10N/kg） ‎ ‎25.如图，世界上最大的太阳能飞机“阳光动力2号”，机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料，机翼上安装有高效太阳能电池板，能提供65kW的最大功率，该飞机的最大飞行速度为140km/h．求：‎ ‎ ‎ ‎（1）当飞机发动机的输出功率保持60kW，并以108km/h的速度水平匀速飞行时，发动机的牵引力大小。 ‎ ‎（2）若飞机发动机保持60kW的输出功率匀速飞行1h，发动机输出的能量为多大？ ‎ ‎（3）这些能量相当于多少升的航空燃油完全燃烧时释放的能量？（航空燃油的热值取4×107J/kg，密度取0.75×103kg/m3）。 ‎ ‎26.如图是用动滑轮提升货物A的示意图。在竖直向上的拉力F的作用下，使重450N的货物A在50s的时间里，匀速竖直上升了10m。在这个过程中，拉力F做的功为5000J．求：‎ ‎ ‎ ‎（1）有用功W有；‎ ‎（2）拉力F的功率P； ‎ ‎（3）动滑轮的机械效率η。‎ ‎27.某型号的小汽车，在一段平直的公路上匀速行驶了50km，用了半小时，受到的阻力为2×103N，求：‎ ‎（1）若在这一过程中消耗燃油5×10-3m3 ， 求这一过程中燃油燃烧放出的热量（已知燃油密度为0.8×103kg/m3 ， 热值为4.6×107J/kg） ‎ ‎（2）小汽车行驶这段路程，发动机做的功为多少？ ‎ ‎（3）求此过程的能量利用效率． ‎ ‎28.如图，建筑工人用400N的拉力，将1000N重的物体匀速提升3m，所用的时间是15s，不计绳重和摩擦，求： ‎ ‎ ‎ ‎（1）动滑轮重； ‎ ‎（2）工人做有用功的功率； ‎ ‎（3）滑轮组的机械效率 ‎ ‎29.随着国民经济的发展，汽车已走进家庭。一辆小轿车以某一速度在平直胳面上匀速行驶100km，消耗汽油10 L。若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，（ ），求： ‎ ‎（1）这些汽油完全燃烧放出的热量； ‎ ‎（2）这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。 ‎ ‎30.在小型建筑工地，常用简易的起重设备竖直吊运建筑材料，其工作原理相当于如图所示的滑轮组．某次将总重G为4000N的砖块匀速吊运到高为10m的楼上，用时40s，卷扬机提供的拉力F为2500N。求在此过程中：‎ ‎（1）拉力F的功和功率； ‎ ‎（2）滑轮组的机械效率。 ‎ ‎31.一辆汽车为50km长的新建大桥进行通车测试，如图所示．汽车总质量为1.5t，以100km/h的速度匀速通过大桥，受到的阻力是总重的0.08倍，全程消耗了4kg的汽油．g取10N/kg，求汽车通过大桥； ‎ ‎（1）所需的时间； ‎ ‎（2）牵引力所做的功； ‎ ‎（3）汽油机的效率．（q汽油=4.6×107J/kg） ‎ ‎32.合肥地铁的开通大大缓解了公交运输的压力。三十八中学校实践活动小组的同学收集到地铁机车和公交车在甲、乙区间内运行的相关数据如下表。该小组通过计算说明地铁不仅方便人们出行，对环境的保护与改良也是非常有利。请你将计算的过程与结果书写完整。问：‎ ‎（1）甲、乙两地铁站相距2.4km，地铁运行一趟需要多少小时？ ‎ ‎（2）地铁机车的效率是多少？ ‎ ‎（3）公交车每千米消耗燃油0.3kg，公交车热机的效率是多少？ ‎ ‎33.学校机器人兴趣小组进行“精准吊装”实验，n块长短不一的长方体木块均平放在水平地面上，机器人将木块按长度从小到大依次吊装并对称叠放。已知木块的密度相同，高度均为h=0.2m，密度均为ρ=0.5×103kg/m3，长度分别为a1、a2、a3、a4……an ， 且长度比为a1：a2：a3：a4：……：an=1：2：3：……：n；g取10N/kg。 ‎ ‎（1）求吊装前长度为a1的木块对试验平台的压强； ‎ ‎（2）若该平台能承受的最大压强为Pm=1.5×104Pa，平台上最多能叠放几块木块？ ‎ ‎（3）若吊装某木块的过程中需要克服木块重力做功60J，吊装下一块需要做功120J，则在吊装下一块需要做功多少？ ‎ 答案解析部分 一、单选题 ‎1.【答案】C ‎ ‎【解析】【解答】中学生的体重G=500N，一层楼的高度为3m，一楼到三楼的高度h=2×3m=6m，‎ 该同学登楼做的功：W=Gh=500N×6m=3000J。‎ 故答案为：C。‎ ‎【分析】首先估测人的一种，利用W=Gh求得该同学登楼做的功.‎ ‎ ‎ ‎2.【答案】D ‎ ‎【解析】【解答】A.B. 由题可知，W=Gh，W1=2Gh      W2=Gh(G为小明的重力)，所以W1:W2=2:1，A、B选项不符合题意； C.P1=W1/t1=2Gh/3t     P2=W2/t2=Gh/t  (t是小明的时间)  所以P1：P2=2：3，C选项不符合题意； D. P1=W1/t1=2Gh/3t     P2=W2/t2=Gh/t  (t是小明的时间)  所以P1：P2=2：3，D选项符合题意； 故答案为：D 【分析】在比赛过程中，因为两个人爬山的高度h相同，根据公式W=Gh我们可以求出重力做功之比；根据P=W/t求出功率之比．‎ ‎3.【答案】D ‎ ‎【解析】【解答】消防员匀速下滑时，受力平衡，f=G， 因为G=mg=700N 所以f=700N 故答案为：D 【分析】人克服重力做功，机械能转化为内能，所以手心发烫，是通过做功的方式增加物体内能的。‎ ‎4.【答案】C ‎ ‎【解析】【解答】一本物理课本的质量约200g=0.2kg，其重力约为G=mg=0.2kgx10N/kg=2N，课桌的高度约0.8m，所以将掉在地面上的物理书捡起来放在课桌上对课本所做功约为W=Gh=2Nx0.8m=1.6J，故C符合题意，ABD不符合题意。 故答案为：C。‎ ‎【分析】估计物理书的质量，利用公式G=mg，求出物理书的重力，再根据课桌的高度，利用公式W=Gh，即可求出将掉在地面上的物理书捡起来放在课桌上对课本所做的功，然后对照各选项的值选出正确答案。‎ ‎ ‎ ‎5.【答案】C ‎ ‎【解析】【解答】A.可知对水泥桶所做功是有用功，对动滑轮所做功是额外功，工人拉力做功为总功，由图10s内工人做功：W1=360J， 由知10s内水泥桶上升高度：h=vt=0.1m/s×10s=1m， 工人所做有用功：W2=G桶h=285N×1m=285J， 则可算滑轮组的机械效率：η=×100%≈79.2%，A选项不符合题意； B.因为W1=W2+W3 计算额外功：W3=W1-W2=360J-285J=75J，B选项符合题意； C.8s内水泥桶上升高度：h′=vt′=0.1m/s×8s=0.8m，8s内工人对水泥桶做的功：W有′=G桶h′=285N×0.8m=228J，C选项不符合题意； 工人对水泥桶做功的功率：， D项不符合题意； 故答案为：BC 【分析】 在此过程中对水泥桶所做功是有用功，对动滑轮所做功则是是额外功，工人拉力做功为总功，由图看出10s内工人做功，由h=vt计算水泥桶上升高度，由W有=G桶h 计算有用功，由W1=W2+W3计算额外功；由公式计算滑轮组的机械效率。先计算8s内水泥桶上升高度，从而计算出8s内工人对水泥桶做的功。由计算工人对水泥桶做功的功率。‎ ‎6.【答案】C ‎ ‎【解析】【解答】A、重力的方向竖直向下，物体没有在重力方向移动距离，重力没有做功，即重力做的功为0J，A不符合题意；‎ BD、题中并没有告诉物体的运动情况，物体可能做匀速直线运动，也可能做变速运动；由于物体在水平方向不一定做匀速直线运动，所以摩擦力不一定等于拉力，即摩擦力不一定为30N，BD不符合题意；‎ D、由W=Fs可得物体沿水平方向运动的距离： ，C符合题意。‎ 故答案为：C。‎ ‎【分析】根据功的计算公式，可以分析物体移动的距离。‎ ‎7.【答案】A ‎ ‎【解析】【解答】用两个相同的滑轮组将物体提升相同的高度，且G1＞G2 ， 根据W有=Gh可知，有用功的关系为：W1＞W2；两个完全相同的两个滑轮组，绳重和摩擦不计，额外功相同，根据W总=W有用+W额外可知W总1＞W总2 ， 可知，η1＞η2 ． 所以BCD不符合题意，A符合题意。‎ 故答案为：A。‎ ‎【分析】根据力和距离的乘积计算功的大小，根据有用功和总功的比值计算机械效率，并比较。‎ ‎8.【答案】C ‎ ‎【解析】【解答】A、中学生的体重在500N左右,站立时双脚与地面的接触面积在 左右,对水平地面的压强大约为 .A不符合题意;‎ B、中学生正常匀速骑自行车时，自行车受到的阻力约为20N，则人蹬车时的动力F=f=20N；骑车的速度约为4m/s，所以骑车的功率约为 ，B不符合题意；‎ C、中学生的体重在500N左右,一楼走到三楼的高度大约6m,所以从一楼走到三楼所做的功约为 .C符合题意;‎ D、教室内日光灯的额定功率在40W左右,正常发光时的电流为 .D不符合题意.‎ 故答案为：C.‎ ‎【分析】根据人体重力和受力面积计算压强的大小，根据摩擦力和骑车速度计算功率的大小，根据重力和高度的乘积计算功的大小，一般灯泡的电流不足1A。‎ ‎ ‎ ‎9.【答案】B ‎ ‎【解析】【解答】力对物体所做的功等于力的大小与物体在力的方向上通过的距离的乘积，由于两个物体所受的拉力大小相等，物体在拉力的方向通过的距离也相等，所以两个力做的功同样多，B符合题意.‎ 故答案为：B。‎ ‎【分析】功是力和在力的方向上移动距离的乘积，当力和距离相同时，力做的功相同。‎ ‎ ‎ ‎10.【答案】D ‎ ‎【解析】【解答】将同一物体分别沿光滑斜面（无摩擦力）AB、AC以相同的速度，匀速拉到顶点A，拉力F1、F2对物体所做的功等于物体克服重力所做的功，而同一物体升高相同的高度克服重力做的功相同，故W1=W2；又因 ，W相同，AB＞AC，所以F1＜F2 ， 再由 知，速度相同，F1＜F2 ， 则P1＜P2.‎ 故答案为：D.‎ ‎【分析】斜面越长，越省力，利用物体的重力和上升的高度可以计算有用功，功和时间的比值计算功率。‎ ‎ ‎ ‎11.【答案】B ‎ ‎【解析】【解答】小宇同学的质量大约是m=50kg，则重力 ，每跳一次做的功 ，他跳绳时做的总 ，他跳绳时的功率  。B符合题意．‎ 故答案为：B．‎ ‎【分析】根据质量计算物体的重力，重力和高度的乘积计算功的大小，功和时间的比值计算功率。‎ ‎12.【答案】B ‎ ‎【解析】【解答】根据题意，提着重100N的水匀速登上5m高的教室做的功为有用功，所以有用功为： ；‎ 额外功为：  ，B符合题意．‎ 故答案为：B．‎ ‎【分析】根据力和距离的乘积计算功的大小。‎ ‎13.【答案】C ‎ ‎【解析】【解答】因为W s ，拉力相同，移动的距离相同，所以拉力做的功： ‎ 故答案为：C。‎ ‎【分析】结合功的计算公式W=Fs分析比较即可.‎ 二、填空题 ‎14.【答案】8；0；1.6 ‎ ‎【解析】【解答】在拉力的方向上移动了距离，拉力做功：W=Fs=4N×2m=8J；木块在水平桌面上移动，在重力的方向上没有移动距离，重力做功为0；拉力做功功率：P= ==1.6W。 【分析】功（W）等于力（F）跟物体在力的方向上通过的距离（s）的乘积，即W=FS。‎ ‎15.【答案】0；6.4 ‎ ‎【解析】【解答】因为物体沿水平方向运动，重力的方向是竖直向下的，力和运动方向相互垂直，故重力不做功，所以物体A所受重力做的功为0J；由图可知，拉力的大小F=4N，物体沿水平方向以0.4m/s的速度匀速运动了2s，通过的路程是 s物=v物t=0.4m/sx2s=0.8m，因为动滑轮省一半力，而费一倍距离，所以拉力移动的距离为s=2s物=2x0.8m=1.6m，故拉力F做的功是W=Fs=4Nx1.6m=6.4J。 故答案为：0；6.4。‎ ‎【分析】（1）根据做功的两个必要因素，分析重力做功情况； （2）由图可知，拉力大小等于弹簧测力计的示数；利用公式s=vt，求出物体2s沿水平方向运动的距离s物 ，根据动滑轮的特点s=2s物，得出拉力移动的距离s，再利用公式W=Fs，即可求出拉力做的功。‎ ‎ ‎ ‎16.【答案】20；0 ‎ ‎【解析】【解答】（1）由图乙可知，在3~5s内木箱做匀速直线运动，处于平衡状态，木箱受到的滑动摩擦力和推力是一对平衡力，大小相等。由甲图可知，在3~5s内推力F=20N，所以f=F=20N。由图乙知，木箱在0~1s静止，在1~3s内做加速运动，受到的摩擦力为滑动摩擦力，因为压力大小和接触面粗糙程度不变，木箱受到的滑动摩擦力不变，在1~3s内木箱受到的摩擦力大小仍为20N。（2）木箱在0~1s内静止，没有在力的方向上通过距离，因此，在0～1s内，推力对木箱所做的功为0J。‎ ‎【分析】要会分析图像，木箱在0~1s静止，在1~3s内做加速运动，受到的摩擦力为滑动摩擦力，因为压力大小和接触面粗糙程度不变，木箱受到的滑动摩擦力不变，在3~5s内木箱做匀速直线运动，处于平衡状态，木箱受到的滑动摩擦力和推力是一对平衡力，大小相等。‎ ‎ ‎ ‎17.【答案】0；1960；58.8 ‎ ‎【解析】【解答】解：（1）在水平路面上步行时，运动的路程是水平方向的，小强虽然受到竖直向下的重力，但在竖直方向没有通过的距离，所以重力没有做功，也就是重力做的功为0；（2）小强上楼过程中对书包做的功：‎ W书包=G书包h=m书包gh=10kg×9.8N/kg×20m=1960J；（3）小强上楼时克服总重力做的功：W总=G总h=m总gh=（80kg+10kg）×9.8N/kg×20m=17640J，‎ 做功的功率：P= = =58.8W．‎ 故答案为：0；1960；58.8．‎ ‎【分析】做功的条件是物体受力，且在力的方向上移动距离；根据物体的质量计算重力，利用重力和上升高度的乘积计算功的大小，根据总质量计算总重力，利用总重力和高度的乘积计算总功，功和时间的比值计算功率。‎ ‎ ‎ ‎18.【答案】900；75%；100N    ‎ ‎【解析】【解答】人对物体所做的有用功为W有＝Gh＝900N×1m＝9000J；人对物体所做的总功W总＝FL＝400N×3m＝1200J；斜面的机械效率为：η＝  ＝75%‎ 额外功W额＝W总−W有＝1200J−900J＝300J；‎ 则摩擦力f＝ ＝ 100N.‎ ‎【分析】根据物体的重力和升高的高度计算有用功，有用功和总功的比值可以计算机械效率，利用总功和有用功的差计算额外功，利用功和距离能计算摩擦力。‎ ‎ ‎ ‎19.【答案】3000；60；0    ‎ ‎【解析】【解答】由题意可知，阻力为0．2G=0．2×1500kg×10N/kg=3×103N，由于汽车是匀速运动的，所以牵引力等于阻力为3×103N，汽车的功率P=Fv=3×103N×20m/s=6×104W=60kW，由于在重力方向上没有通过距离，所以重力不做功，做功为0。 故答案为：3000；60；0.‎ ‎【分析】根据力和力的方向上移动的距离的乘积计算功的大小，功和时间的比值计算功率。‎ ‎20.【答案】400；80%；100    ‎ ‎【解析】【解答】（1）有用功： ；斜面很光滑，由功的原理可知，推力对物体做的功等于人做的有用功即： ， 解得：； （2）若实际用力为 500N，人所做的总功： ；斜面的机械效率： ； （3） ，即： ，所以 ；‎ 故答案为：400；80%；100．‎ ‎【分析】根据斜面上力和距离计算功的大小，另一有用功和总功的比值计算机械效率。‎ ‎21.【答案】150；300    ‎ ‎【解析】【解答】由W=Gh知道，重力做功是：W=Gh=500N×0.3m=150J，重力做功功率是：P=W/t=150J/0.5s=300W。 ​故答案为：150；300.‎ ‎【分析】重力和高度的变化的乘积计算功的大小，功和时间的比值计算功率。‎ ‎22.【答案】100；80%；变大 ‎ ‎【解析】【解答】解：（1）由图可知，连接动滑轮绳子的股数n=2， 绳子自由端移动的距离s=2h=2×2m=4m； 则在这个过程中拉力做的功： W总=Fs=25N×4m=100J；（2）拉力做的有用功： W有=Gh=40N×2m=80J， 则滑轮组的机械效率： η= ×100%= ×100%=80%；（3）由η= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%可知， 滑轮组的机械效率与动滑轮重和物体重有关，动滑轮重力不变，物体重力变大，机械效率将变大。 故答案为：100；80%；变大。 【分析】力和距离的乘积计算功的大小， 有用功和总功的比值计算机械效率，机械效率的大小和物体重力有关.‎ ‎23.【答案】变速；400 ‎ ‎【解析】【解答】（1）由丙图可知，在1～3s内木箱做加速运动；（2）从图像可以看出，在3～5s内木箱做匀速运动，处于平衡状态；由平衡条件可知，木箱受到的滑动摩擦力f=F；由乙图可知，在3～5s内推力F=200N，则木箱受到的滑动摩擦力 ； ，由 可得，该过程中木箱通过的距离： ，推力做功： 。 故答案为：(1). 变速    (2). 400 ‎ ‎【分析】根据v-t图象可知，1～3s内物体运动的速度变化即可判断所处的状态；从速度图象中3～5s得出物体匀速直线运动，然后对应的从F-t图象中得出物体所受的推力F，知道物体在3～5s末的速度和时间求出物体的运动距离，根据W=Fs求出推力做功多少.‎ 三、计算题 ‎24.【答案】（1）解：轿车受到的重力：G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N； 轿车受到的阻力：f=0.1G=0.1×1.5×104N=1.5×103N； 因为轿车匀速行驶，所以牵引力等于阻力：F=f=1.5×103N （2）解：轿车行驶的路程：s=vt=72km/h×1/3h=24km=24000m； 发动机所做的功：W=Fs=1.5×103N×24000m=3.6×107J （3）解：发动机的功率：P=Wt=3.6×107J/1200s=3.0×104W ‎ ‎【解析】【分析】匀速行驶的中处于平衡状态的为阻力与牵引力平衡；求出轿车所行驶的路程s代入所做的功的计算公式W=Fs即可求得所做的功；功率即为单位时间内所做的功。‎ ‎25.【答案】（1）解：飞机速度v=108km/h=30m/s 飞机输出功率P=60k W =60000 W发动机牵引力大小F=P/v=60000W/30m/s=2000N （2）解：t=1h=3600s  发动机输出的能量W=Pt=60000 W ∙3600s= 2.16×108J （3）解：燃烧油的质量m=Q/q=2.16×108J/4×107J/kg=5.4kg油的体积V=m/ρ=5.4kg/0.75×103kg/m3=7.2×10-3 m3=7.2L ‎ ‎【解析】【分析】（1）利用P=Fv计算发动机的牵引力； （2）根据W=Pt计算发动机输出的能量； （3）利用Q=qm得燃料的质量，根据ρ=算出物体的体积.‎ ‎ ‎ ‎26.【答案】（1）解：有用功：W有=Gh=450N×10m=4500J （2）解：已知拉力F做的功为5000J，即W总=5000J， ‎ 拉力做功的功率：P= = =100W ‎ （3）解：动滑轮的机械效率：η= = ×100%=90% ‎ ‎【解析】【分析】（1）利用公式W有=Gh，使用动滑轮做的有用功； （2）利用公式， 求出拉力做功的功率； （3）在使用动滑轮时，拉力做的功即为总功，利用公式， 即可求出动滑轮的机械效率 。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎27.【答案】（1）解：耗燃油的质量：m=ρV=0.8×103kg/m3×5×10-3m3=4kg，‎ 燃油完全燃烧放出的热量：Q放=mq=4kg×4.6×107J/kg=1.84×108J 答：这一过程中燃油燃烧放出的热量是1.84×108J ‎ （2）解：因为车匀速行驶，车受到牵引力和阻力是平衡力，所以牵引力F=f=2×103N，‎ 小汽车行驶50km发动机做的功：W=Fs=2×103N×50×103m=1×108J 答：小汽车行驶这段路程，发动机做的功为1×108J ‎ （3）解：此过程的效率 ‎ 答：此过程的能量利用效率是54.3%‎ ‎【解析】【分析】利用燃料的密度和体积计算质量，结合燃料的热值计算放出的热量，根据力和距离的乘积计算功，功和总热的比值计算热机效率。‎ ‎28.【答案】（1）解：由图可知，承担物重的绳子股数n＝3，不计绳重和摩擦,由F＝ 得， ‎ 动滑轮重：‎ ‎ ＝nF− ＝3×400N−1000N＝200N 答：动滑轮重为200N ‎ （2）解：拉力做的有用功：‎ ‎ ＝Gh＝1000N×3m＝3000J，‎ 工人做有用功的功率：‎ ‎ ＝200W.‎ 答：工人做有用功的功率为200W ‎ （3）解：绳子自由端移动的距离：‎ s＝nh＝3×3m＝9m，‎ 拉力做的总功：‎ ‎ ＝Fs＝400N×9m＝3600J，‎ 则滑轮组的机械效率：‎ η＝ ×100%＝ ×100%≈83.3%‎ 答：滑轮组的机械效率83.3%‎ ‎【解析】【分析】（1）使用滑轮组时，动滑轮上有几股绳，绳子自由端的拉力是滑轮上总重的几分之一，根据拉力和物体重力可以计算滑轮重力； （2）根据物体重力和升高的高度的乘积计算有用功，利用功和时间的比值计算功率；3，拉力和绳子拉长的长度的乘积计算总功，有用功和总功的比值计算机械效率。‎ ‎ ‎ ‎29.【答案】（1）解：汽油的体积V＝10L＝10×10−3m3 ， 由ρ＝ 得，汽油的质量：m＝ρV＝0.7×103kg/m3×10×10−3m3＝7kg，汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝7kg×4.6×107J/kg＝3.22×l08J （2）解：由题知，用来驱动汽车做的有用功：W有＝Q放×30%＝3.22×108J×30%＝9.66×107J，由W有＝Fs得轿车牵引力：F＝ ＝966N；又因为轿车匀速行驶，所以轿车受到的阻力：f＝F＝966N ‎ ‎【解析】【分析】根据燃料的密度和体积计算质量，利用质量和热值计算燃烧放出的热量，利用热量和热机效率计算热机做的有用功，结合功是力和距离的乘积计算牵引力的的大小。‎ ‎30.【答案】（1）解：由图可知n＝2,拉力F移动的距离：s＝2h＝2×10m＝20m.拉力F所做的总功：W总＝Fs＝2500N×20m＝5×104J.拉力F做功的功率：P＝ ＝1250W 答：拉力F做的功和功率分别是5×104J、1250W ‎ （2）解：拉力F所做的有用功：W有＝Gh＝4000N×10m＝4×104J.滑轮组的机械效率：η＝ ＝80%‎ 答：滑轮组的机械效率是80%‎ ‎【解析】【分析】根据拉力和绳子拉长的长度计算功的大小，利用功和时间的比值计算功率，有用功和总功的比值计算机械效率。‎ ‎31.【答案】（1）解：由v= 可得，所需的时间：t= = =0.5h （2）解：汽车总质量m=1.5t=1.5×103kg，汽车的总重力G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N，汽车受到的阻力是总重的0.08倍，即f=0.08G=0.08×1.5×104N=1.2×103N，因为匀速通过大桥，所以牵引力F=f=1.2×103N，牵引力所做的功W=Fs=1.2×103N×5×104m=6×107J （3）解：汽油完全燃烧放出的热量Q=mq=4kg×4.6×107J/kg=1.84×108J，汽油机的效率η= ×100%= ×100%≈32.6%。 ‎ ‎【解析】【分析】利用速度公式的变形公式求出时间，利用G=mg求出重力，从而求出阻力，因为匀速通过大桥，所以牵引力F=f，利用W=Fs求出牵引力所做的功，利用Q=mq求出汽油完全燃烧放出的热量，利用η= W /Q求出汽油机的效率.‎ ‎32.【答案】（1）解：由 可得,地铁运行时间: ‎ ‎ （2）解：由W=Pt可得,消耗的电能: ‎ ‎ ‎ W有=Fs=5×104N×2400m=1.2×108J 所以 ‎ ‎ （3）解：公交汽车行驶2.4km,消耗燃油: ‎ ‎, ‎ 燃油完全燃烧放出的热量: ‎ 公交汽车的效率: ‎ ‎【解析】【分析】利用物体的路程和时间计算速度，根据物体的功率和时间计算功的大小，根据拉力和长度的乘积计算功的大小，根据燃料的热值和质量计算总热的大小，利用有用功和总功的比值计算热效率。‎ ‎33.【答案】（1）解:设长度为 的木块底面积为 ，则其重力为 ； 答：吊装前长度为a1的木块对试验平台的压强为103Pa； （2）解:设叠放第i块木块后，对平台的压强达到最大， 解得i=5 答：平台上最多能叠放5块木块； （3）解:吊装k号木块克服重力做功 ； 同理 ，解得k=3 吊装下一块（第5块）克服重力做功 ： 答：在吊装下一块需要做的功为200J。 ‎ ‎【解析】【分析】（1）先根据G=mg求出木块的重力，在根据p= 求解；（2）叠放第i块木块后木块对平台的压力，再根据p= 和木块对平台的压强求出i的值；（3）根据W=Gh分别列出吊装k号、k+1号木块克服重力做功的表达式，再根据两次做功的大小求出k的值，得出吊装第4块木块做的功为120J，同理列出吊装第 4、5块木块是做功的表达式和吊装第4块木块做的功求解。‎