? 中小学教育资源交流中心 http://www.k12zy.com 提供
1.如图17所示,小刚用300N的力匀速竖直向上提升质量为50kg的重物,在10s内把物体提升了1m(不计绳重及摩擦).根据这些数据,请求出五个相关的物理量.(5分)
图17 1、解:(1)G?mg?50kg?9.8N/kg?490N (2)S绳?2h?2?1m?2m (3)W有?Gh?490N?1m?490J (4)W总?FS绳?300N?2m?600J (5)P总?W总/t?600J/10s?60W
若求出v物、v绳、P有、G动、F合等,且计算正确可相应给分.
2、如图9是锅炉上的保险阀,当门受到的蒸汽压强超过安全值时,阀门被顶开,蒸汽跑出一部分,使锅炉内的蒸汽压强减小,已知杠杆重可以忽略不计,OA与AB长度的比值为1:3,阀门的面积是3cm2,要保持锅炉内、外气体的压强差是1.2×105Pa,试求应将质量为多大的生物挂在杠杆的B点?(g取10N/kg)
2、解:33.0.9kg
3.如图16所示,质量不计的光滑木板AB长1.6m,可绕固定点O转动,离O点0.4m的
B端挂一重物G,板的A端用一根与水平地面成30°夹角的细绳拉住,木板在水平位置平衡时绳的拉力是8N。然后在O点的正上方放一质量为0.5kg的小球,若小球以20cm/s的速度由O点沿木板向A端匀速运动,问小球至少运动多长时间细绳的拉力减小到零。(取g=10N/kg,绳的重力不计)
? 中小学教育资源交流中心 http://www.k12zy.com 提供
3.解:画出细绳的拉力F的力臂OA,OA=
′′1OA=0.6(m)???????(1分) 2 根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2 可得:
′ F·OA=G·OB ??????????① ??????????(1分) 设小球运动到距O点L处细绳的拉力恰好为零 根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2 可得:
G球·L=G·OB ??????????② ??????????(1分) 由①、②得:
F·OA= G球·L ???????????????????????(1分) 则L= F·OA′ =
′G球sL0.96 t=??=4.8(s)???????????????????(1分)
vv0.24、用如图15所示的滑轮组,将480N的物体以0.3m/s的速度匀速提起,绳子自由端的拉力为200N(不计摩擦和绳重) (1)滑轮组的机械效率 (2)拉力的功率
(3)若用该滑轮组将重600N的物体匀速提升2m时,拉力做的功。
8?0.6=0.96(m)??????????????(1分)
0.5?10
5、一辆轿车在平直的高速公路上匀速行驶1.8km,轿车上的速度表如图17所示,在此过程中
80 ⑴轿车速度为多少km/h? 合多少m/s? 60 100 ⑵若轿车发动机的功率为40kW,则该车行驶中所受阻力多大?
40 120 ⑶若轿车消耗汽油0.25kg,其发动机的效率多大?(q汽油=4.6×
20 107J/kg) 0
5、解:⑴轿车的速度为90km/h ???????1分 图17
? 中小学教育资源交流中心 http://www.k12zy.com 提供
90?1000m?25m/s???????1分
3600sP4000W⑵由P?Fv 得:F???1600N?????1分
v25m/s90km/h?因轿车匀速运动,受力平衡
所以阻力f=F=1600N?????1分 ⑶汽油燃烧释放的热量为:
Q?mq?0.25kg?4.6?107J/kg?1.15?107J?????1分
牵引力做功为:W?Fs?1600N?1800m?2.88?10J???1分 ∴发动机效率为:
62.88?106J???100%??100%?25%???1分 7W总1.15?10J
6、2003年10月15日9时整,中国第一艘载人飞船“神舟5号”由“长征二号F”运载火箭从甘肃酒泉卫星发射中心发射升空,10多分钟后,成功进入预定轨道。中国首位航天员杨利伟带着中国人的千年企盼梦圆浩瀚太空,中国成为世界上第三个独立开展载人航天活动的国家。
⑴ 火箭在加速上升过程中机械能------------------------(选填:“增大”、“减小”或“不变”), 这个能量是由----------------------能转化过来的。由于地球自西向东不停地自转,为节省燃料,火箭升空后应向--------------------方向飞行(选填:“偏东”或“偏西”);
⑵ 杨利伟在太空中飞行21小时,绕地球14圈,在此过程中他能看到-----------次日出; ⑶ 在飞船的返回舱表面涂有一层特殊材料,这种材料在遇高温时要熔化、汽化而----------大量的热量,从而防止飞船在返回地面时与大气层摩擦而被烧坏。
⑷ 目前中国正在实施“嫦娥一号”登月工程,已知月球表面没有空气,没有磁场,引力为地球的1/6,假如登上月球,你能够---------------------(填代号)
A、用指南针判断方向 B、轻易将100kg物体举过头顶 C、放飞风筝 D、做托里拆利实验时发现管内外水银面高度差为76cm
6、解:⑴增大 内(化学) 偏东 ⑵14 ⑶吸收 ⑷B 每空1分共6分 7、某工人利用滑轮组在20s内将3000N的物体匀速提高4m,已知这个滑轮组的机械效率
是80%.求:
(1)这名工人所做的总功是多少焦? (2)他所做的额外功是多少焦?
(3)他的输出功率是多少瓦? 7、解:∵W有=Gh=3000N×4m=12000J ……1分
W有 ……1分
? 中小学教育资源交流中心 http://www.k12zy.com 提供
∴ ……1分
W额=W总-W有=15000J-12000J=3000J ……1分
……1分
答:这名工人所做的总功为15000J,所做的额外功是3000J,输出功率是750W. 8、一质量为6 kg的石块,沉在装水的容器底部,某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起
1 m,但石块没有露出水面,如图21所示,已知绳的自由端拉力为25N。
求石块在上升过程中(1) 石块受到的浮力为多少?J(2)绳的自由端拉力做功为多少?(3)动滑轮的机械效率为多少?(ρ石=3×103kg/m3 、g=10N/kg )
、
又V排=V F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103 kg /m3 ×10N/kg×2×10﹣33
m=20N--------------2分 (2)W=F·S=F·2h=25N×总
2m=50J-------------------------------------------------1分
(3)G=mg=6kg×10N/kg=60N 又G′=G-F=60N-浮
20N=40N-----------------------------------------------------1分
W有=G′h=40N×1m=40J--------------------------------------------------------------1分
-------------------------------------------------------------1分
答:石块受到的浮力为20N,拉力做功为50J,动滑轮的机械效率为80% 9、春天农民需用水泵缺水灌溉农田,有一水泵铭牌如下: (1)水泵连续正常工作5小时,所做有用功多少J? (2)此水泵总功率为多少?
(3)若此水泵用一柴油机带动,假设柴油完全燃烧所释放的内能有 40%转化为水泵轴的机械能,则每小时消耗多少kg柴油?(柴油
热值按3×10J/ kg计算,g=10N/kg)
9、解:(1)5小时抽水量
由ρ=m/V m=ρV=1.0×103 kg /m3 ×300m3/h×5h=1.5×106 kg--------------------1分
抽水机做的有用功
W有用功=Gh=mgh=1.5×106 kg×10N/kg×12m=1.8×108 J--------------------------1分
7
型号 流量 扬程 质量 效率 8B13 300m3/h 12m 111kg 80% ? 中小学教育资源交流中心 http://www.k12zy.com 提供
∵柴油完全燃烧放出热量的40%转化为水泵的机械能 W′=Q×40%=3×107J/kg×m×40%=0.45×108J
∴m=3.75kg-----------------------------------------------------------------------------2分
答:水泵正常工作5小时,所做有用功是1.8×108 J,水泵总功率为12.5KW,第小时消耗3.75kg柴油。
10、一静止在海面的潜水艇模型,在启动之后,4min内匀速竖直下潜20m,而后沿水平方
向做匀速直线运动,又运动4min. 请在图9中画出潜水艇模型8min之内所受海水压强
和时间的关系图像(?海?1.03?103kg/m3,g?10N/kg,潜艇模型体积和大气压均不计).(2分)
10、解:(1)正确标出压强数据1分。 (2)准确画出图像1分。
11、如图所示,用一个动滑轮把重200N的物体提高了1m,所用的拉力为125N,则动滑轮所做的
有用功W有用=________J,它的机械效率η=__________。