10功和功率计算

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1、力学专题功和功率计算十功和功率计算【例1】如图甲是某种型号的轿车，车的质量为600kg，每个轮胎与地面的接触面积为200cm2，。一次该车在一段平直的公路上匀速行驶，遇到车速监控检测点，传感器从向车发出超声波信号到接收到信号共用了0.6s。在连接距离传感器的计算机屏幕上显示的该车运动的s-t图象如图乙所示(超声波在空气中传播速度为340ms)，小车在运动中所受阻力大小为车重的0.5倍。求：该小轿车空载时对地面的压强；超声波信号遇到小车时，小车与检测监控点的距离；小车在10s内牵引力所做的功；发动机的输出功率；若10s内消耗的汽油为50g（汽油热值为5107J/kg），汽车的效率是多大？【例2】

2、人体心脏的功能是为人体血液循环提供能量。正常人在静息状态下，心脏搏动一次 ，能以1.6105Pa的平均压强将70ml的血液压出心脏，送往人体各部位。若每分钟人体血液循环量约为6000ml，则此时，心脏的平均功率为多大？当人运动时，心脏的平均功率比静息状态增加20%，若此时心脏每搏输出的血量变为80ml，而输出压强维持不变，则心脏每分钟搏动次数为多少？水坝高度15m海湾面积4.5106m2涨潮海湾最高水位10m发电机日平均发电量4.0104kWh退潮海湾最低水位6m水轮发电机总效率10%【例3】如图是利用潮汐发电的原理图。左方为陆地和海湾，中间为水坝，其下有通道，无论涨潮或落潮，水流经过通道均可

3、带动发电机发电。一昼夜中两次涨、落潮，四次发电。涨潮时，堵住通道，潮水涨至最高水位时打开通道，进水发电，如图甲所示；当海湾水位涨至最高时，堵住通道，如图乙所示；落潮至最低水位时，打开通道放水发电，如图丙所示。（取g=10N/，海水的密度1.0103/m3）以下是某小型潮汐发电站的一组数据，据此回答下列问题：（1）当海湾水位涨至最高时，海湾底部所受水的压强是多少？（2）每次涨潮（或落潮）经过通道水的质量为多少？（3）试计算每日水流对水轮发电机做了多少功？（4）若某次落潮过程中经过通道的水的平均流量为3.6106m3/h，试求这次落潮过程中水流对水轮发电机做功的平均功率。甲 乙【例4】如图甲所示，

4、某工程队在一次施工作业中，以恒定速度沿竖直方向将质量为5103kg的圆柱形实心工件从深水中吊起至距水面某一高度。绳子作用在工件上端的拉力F的功率P随工件上升高度h变化的图象如图乙所示，不计水的阻力（g取10N/kg），求：工件上升的速度大小？当工件露出水面的1/2时所受的浮力大小？工件的横截面积S是多大？ 【习题】1如图所示的四幅图是小新提包回家的情景，小新提包的力不做功的是 2. 一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离S（如图所示），该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3，关于它们之间的大小关系说法正确的是 AW1

5、W2W3 BW1W2=W3 CW1=W2=W3 DW1=W2W33.如图所示，质量分布均匀的长方体砖，平放在水平地面上，第一次用竖直向上的力F1作用于ab的中点，第二次用竖直向上的力F2作用于bc的中点，都使它们在竖直方向上慢慢向上移动h（habbc），则在上述过程中F1 F2（选填“大于”、“小于”或“等于”）；F1所做的功 F2所做的功（选填“大于”、“小于”或“等于”）；第一次克服重力所做的功 第二次克服重力所做的功（选镇“大于”、“小于”或“等于”）。4. 大伟同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体，从滑轮正下方沿水平方向移动了4m，如图所示，若不计绳重和摩擦，他至少做功为

6、 J。5. 小敏同学和他所骑的轻便自行车总重约600N，上学路上他骑车在20s内匀速通过了一段长100m的平直公路。若自行车所受路面的阻力约为人和车总重力的0.05倍，则通过该段公路时，小敏同学蹬车的功率约为 A 150W B 300W C 1500W D 3000W6. 小明向远处投掷石块，其过程是：石块先与手共同运动一段距离，然后石块离开手飞向远处。已知石块和手共同运动的距离是0.4m，手对石块的作用力为5N。石块离开手后，又运动了20m后落到地面上，整个过程中，小明对石块所做的功为 A. 2J B. 100J C. 102J D. 不能确定7. 体育测试立定跳远项目中，体重为500N的某

7、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，重力的功率为_W。8. 如图所示，分别沿不同光滑斜面BA、CA把同一物体匀速推到斜面顶端，所用沿斜面的推力的大小分别为F1、F2，对物体所做的功分别为W1、W2，则 A. F1=F2，W1=W2 B. F1 F2，W1 W2 D. F1=F2，W1 W29. 起重机的钢绳把重500N的物体吊高了5m，接着又吊着该物体沿水平面移动了4m，在此过程中，起重机对物体做的功 AW500N5m BW500N4m CW500N(54)m DW500N(54)m10. 经测量重3N的物体沿如图所示

8、的斜面运动时，受到的摩擦力约为0.6N,斜面的长与高分别是2m和1m。若物体从斜面顶部自由滑到底端，滑下斜面后又沿水平方向滑行1m后停下。重力对物体所做的功是 J，物体克服摩擦力所做的功大约是 J。ABC11. 林雨同学将掉落在地面的物理课本捡起来放在课桌上，他对课本所做的功最接近于 A.0.02J B.0.2J C.2J D.20J12. 如图所示，一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点。已知ABBC，在AB段物体重力做功W1、功率P1；在BC段物体重力做功W2、功率P2。那么，下列关系正确的是 AW1W2，P1P2 BW1W2，P1P2 CW1W2，P1P2 DW1W2，P1P213.

9、载重汽车爬坡时,一般都走得较慢,这是为了 A. 减小速度 B. 获得较大的牵引力 C. 节省燃油 D. 保护发动机14建筑工人用50N的水平推力推木箱，使木箱在水平地面上匀速前进了15m，小车受到的摩擦力为 N。撤去推力，小车仍然能继续向前运动05m，这是由于小车具有 。在上述小车前进15.5m的过程中，建筑工人对小车做的功为 J。后来的0.5m过程中，克服摩擦力做功为 J。15. 如图所示，粗略测量小明同学引体向上运动的功率时，下列物理量不需要测量的是 A. 小明的质量 B. 单杠的高度C. 做引体向上的时间 D. 每次身体上升的高度16某步枪的枪膛长0.5m，火药对子弹的平均推力是500N

10、，用此步枪击中前方100m的靶，则推力对子弹做的功为 J。17. 小强同学听到上课铃响后，一口气从一楼跑上了三楼，所用时间仅10s，他上楼过程中，克服自身重力做功的功率最接近 A5W B50W C500W D5000W18如图所示，某同学在做俯卧撑运动，可将他视为一个杠杆，他的重心在A点，重力为500N，那么他将身体撑起，双手对地面的压力至少N，若他在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，则他的功率至少为W。19. 某电梯公寓的电梯某次在竖直向上运行的过程中，速度随时间变化的情况如图所示，忽略电梯受到的空气阻力和摩擦阻力，向上运行的动力只有竖直向上的电动机拉力，电梯箱和乘

11、客的总质量为600 kg，g=10N/kg。求：电梯在匀速运动阶段上升的高度h1是多少?拉力F1做了多少功?电梯在加速阶段的平均速度等于该阶段速度的最大值和最小值的平均值。已知在加速阶段，电动机的拉力F2做了11520J的功，加速阶段电动机拉力F2的大小?电梯开始向上运动后经过64s，电动机的拉力的平均功率是多大?20.三清山索道全长2426m，上、下高度差约600m，单个吊车载满两人后的总重是2500N以单个吊车载满两人为例，试回答下列问题（1）吊车与索道的接触面积以0.01m2计，索道上挂吊车处的钢索承受的压强是多大？（2）单个吊车从索道最高处运行到最低处，吊车和人的重力做多少功？（3）若

12、单个吊车从索道最高处运行到最低处，需时20分钟，吊车和人的重力做功的功率是多少？ Pt021. 一重力G=2.510-3N的雨滴从高空由静止开始竖直落下（不计横向风的影响和浮力），设雨滴下落过程中受到的空气阻力（f）与下落速度的平方（v2）成正比，关系为f=kv2,其中，常数k=110-4Ns2/m2。求：（1）该雨滴匀速下落时所受空气阻力的大小。（2）若雨滴匀速下落的距离为400m，则这个过程重力对雨滴做的功为多少J？（3）雨滴匀速下落时的速度为多少？（4）请在图中画出从开始下落到落地这一过程中重力的功率随时间变化的图像。（描绘出大致情况即可）22. 如图是某抽水机的示意图，水泵的流量为18

13、0m3/h（每小时流出管口的水的体积），抽水高度H为12m。（1）水泵的轴心距水面的高度h最大为多少?（2）该机械装置所做有用功的功率为多少?（3）带动水泵的动力装置为柴油机，每小时燃烧的柴油（热值为4.0107J/L）为 1.25L。则整个机械装置的效率为多少? 23. 你思考过“人在水平路面上前进时是否要克服重力做功”这个问题吗？小文同学对此进行了研究她通过查阅资料得知，人体的重心大约位于肚脐上方2寸、脊椎前1寸处，人只要走路，其重心就必然会发生上下位置的变化，重心升高就需要克服重力做功。小文假设人在正常走路时，重心在人体中的位置近似不变，她行走了100m，有关测量数据如下表（表中的步距是指跨出每一步两脚之间的距离）：（1）小文同学注意到，当自己的前脚跨出时重心会下降，而后脚收起时重心会升高，则她每走一步，自己的重心会下降或升高多少米？（2）小文行走100m需要克服重力做多少功？克服重力做功的功率多大？质量m/kg步距S/m腿长l/m时间t/s50050065100