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功的计算公式的应用
知识点概述
做功包括两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离.计算功的公式:W=FS W=GH,w=pt
相关试题
有一斜面高h=1米,长L=4米,重200牛的重物在沿光滑斜面向上的拉力F的作用下,匀速到达斜面顶端,根据功的原理。F=____牛,斜面对重物的摩擦力为____牛,如果斜面高度不变,要使拉力更小些,则必须使斜面的长度____(选填“变大”、“变小”或“保持不变”)。 电动车的蓄电池充满电后能储存4.5×107J的电能,设电动车在水平道上匀速前进,电能的80%转化为机械能用来做功,电动车的牵引力为600N。问电动车充一次电能行驶的路程是多少? 已知某型号的载重车在一段平直的高速公路上匀速行驶10.08km,所用时间是8min,消耗燃油3L(假设燃油完全燃烧),汽车发动机在这段时间内的功率为63kW。若燃油的密度是0.8×103kg/m3,热值为
3.15×107J/kg,求:
(1)汽车行驶速度是多少?
(2)汽车行驶过程的牵引力是多大?
(3)汽车发动机的效率是多少?汽车是当今人类主要的交通工具。若汽车发动机功率P恒为150KW,在某段匀速行驶时,1min通过的距离为1.2km。求:
(1)汽车行驶的速度;
(2)牵引力所做的功;
(3)汽车匀速行驶时受到的阻力?小明的爸爸新买了一辆小汽车,如图所示,小明坐着这辆汽车匀速行驶72km,用时1h,消耗汽油4.5kg,其发动机的功率为23kW。请运用所学的知识解答下列问题(汽油的热值为4.6×107J/kg)。
(1)汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大?
(2)汽车发动机的效率是多少?
(3)观察小汽车的外型,判断小汽车在水平路面高速行驶和静止时,对地面压力哪一个大?为什么?2010年4月26日,新型高速列车“和谐”号动车组开始驰骋在福厦铁路线上,从而闽西南形成“一小时经济圈”,福厦间各设区市的“2小时交通圈”。如图所示的动车组由5节车箱组成,车组总功率为6000kW,最大牵引功率为4800kW,最大行驶速度为250km/h。
(1)当该车组用最大牵引功率以最大速度在平直轨道上匀速行驶3min,通过的路程是多少?在这个过程中车组受到的阻力是多少?
(2)为保证车组正常行驶,每节车箱上供乘客饮水用的电热水器耗电功率不能超过2800W。一节车箱内的电热水器5min最多可产生多少热量?如果热效率为80%,问这些热量可以使多少千克的矿泉水温度从20℃升高到50℃?(c水=4.2×103J/(kg·℃))
(3)仔细观察车头的外形,请你谈谈这样设计的好处。为应对日益短缺的石油危机,世界各国正加紧新能源汽车的研制和生产。我国自主研发的某牌油电混合动力汽车(具备内燃机、电动机两种动力装置),每种动力装置的额定功率都是50kW,充电一次可贮存电能100kW·h。
(1)若该车只由电动机提供动力,每次充电后,可正常工作多少h?
(2)目前车用乙醇汽油的热值约为4.0×107J/kg,汽车行驶消耗一次充电的电能,相当于节约多少kg汽油?
(3)如果该车动力装置的机械效率为75%,它正常工作1min所做的有用功是多少J?马拉着质量为2000kg的车在平直的公路上前进了200m,做了2×105J的功,则马对车的拉力为_______。 质量为30 kg的小车装载了150 kg的货物,工人推动小车在水平路面上沿直线匀速行进,用了20 min前行1.2 km 将货物送到商场,工人对小车做功1.02×105 J求:
(1)小车受到的摩擦力;
(2)小车运动的速度螺旋千斤顶是一种常用的起重装置(如图所示),用手柄转动螺杆时,螺杆顶端的重物就随螺杆一起上升。若螺杆的直径为D,螺距为h,手柄末端到转轴的距离为l,要举起质量为M的重物时,至少要给手柄顶端多大的力?指出本题中为了省力应用了哪几种简单机械。 一个重200N的物体在水平拉力作用下匀速前进了25m,拉力撤销后,物体由于惯性又前进了10m。若拉力做的功为500J,则拉力的大小为__________N。 在学习功的原理后,为了验证结论是否正确,小柯找来杠杆和动滑轮做实验,记录数据如下: (1)完成表中没有填写的空格;
(2)他发现重物做功和动力做功在杠杆实验中是相等的,而在动滑轮实验中却不相等。 其原因是________________。马拉着质量是2000千克的车,在平路上前进了400米,做了3×105焦的功,则马的水平拉力是___________牛. 目前汽车刹车器均采用油压制动.油压制动刹车时消耗的机械能以内能形式排放掉,形成能源的浪费.现有一种汽车再生制动器,能把汽车刹车制动时消耗的机械能转化为电能而储存起来,有效地利用了能量.
(1)从能量转化的角度看,汽车再生制动器相当于__________ (A/B/C)
A.电动机 B.汽油机 C.发电机
(2)实际上汽车刹车时再生制动器无法提供足够的刹车阻力,仍需要与油压制动器配合使用,产生恒定的刹车阻力来满足刹车要求,若某汽车以72km/h的速度行驶,刹车时再生制动器产生的阻力随时间变化的关系如下表:①汽车刹车时,再生制动器所产生的刹车阻力大小随时间的变化情况是__________(A/B/C/D)
A.逐渐增大 B.先增大后不变 C.先增大后减小 D.先增大后不变再减小
②在图甲中作出汽车刹车时再生制动器0~0. 8s内产生的刹车阻力随时间变化的图像
③如果汽车制动时需要产生恒定的刹车阻力为1×104N,由图甲可知t=0.5s时再生制动器产生的刹车阻力约__________N,此时油压制动器还需产生__________N的刹车阻力,
④在满足③的刹车阻力作用下,汽车的行驶路程与时间变化的关系如图乙所示,则在0~0.5s内汽车克服刹车阻力所做的功W= __________J.去农村耕地主要依靠牛拉犁,现在大部分地区已经使用拖拉机代替牛。若牛的功率为400W,拖拉机的功率为25kW,则拖拉机工作4h所做的功由这头牛来完成,需要工作_________h。 一辆电动汽车的电源是几个电池串联而成的电池组,它最多能提供8×107J的电能。当这辆车以45km/h的速度沿平直公路匀速行驶时,每行驶1m要消耗200J的能量来克服阻力做功,且电源提供的能量只有60%用于克服阻力做功。
(1)这辆车以45km/h的速度匀速直线行驶的最远路程是多少?
(2)这辆车以45km/h的速度匀速直线行驶时,克服阻力做功的功率是多少?
(3)当电池组能量耗尽后,用充电器给电池组充电。若充电器工作电压为220V,平均电流为13A,充电过程中没有能量损失,则给电池组充满一次电所需的时间是多少?有一根绳子,通过如图甲所示的滑轮组,能够提起的最重物体是A,物体再重绳子将断裂(不计绳重和摩擦)。求:
(1)将A匀速提高2m做的有用功为740J,则物重GA=?
(2)若此时滑轮组机械效率为92.5%,人的体重为600N,每只脚与地面接触面积为2×10-2m2,则人对地面的压强p地=?
(3)若用这根绳子和这些滑轮,组成图乙所示滑轮组,利用它从水中缓慢匀速提起(不计水的阻力)一个边长为3×10-1m的正方体B,当提到B的下表面所受水的压强为2×103Pa时,绳子断裂。则正方体B的密度ρB=?用一水平推力使重为800 N 的小车在水平道路上 前进了10 m ,当撤去推力后,小车又前进了2m ,如图所示,若推力对小车做的功为400 J , 则推力大小为 [ ] A.400 N
B.200 N
C.40 N
D.33.3 N山间公路往往盘山而上,这样可以使上山的汽车减 小所需的牵引力,请解释其原因. 倒链(又称神仙葫芦)是一种简单的起重用具,它由滑轮组组成(如图所示),A、B为同轴并一起转动的定滑轮,半径分别为Rl和R2,R1稍大于R2;C为动滑轮,其半径为r.它们之间用铁链按如图所示的方式联结起来.当用力F拉一侧铁链使定滑轮转动时,套在A上的铁链使挂在C上的重物上升,与此同时,套在A上的铁链被放下(图中虚线箭头表示铁链运动方向).转动一周时,其总效果使重物上升的距离为多少?若重物所受重力为G,则使重物缓慢匀速上升时,拉力F的大小至少应为多少? 将重物从长4 m、高l m的斜面底部匀速推上斜面顶端.已知沿斜面所用的推力是300 N,斜面的机械效率是75%,则推力做的总功是____J,推力做的有用功是____J,物体的重力是____N. 一列时速为200km/h的列车从荆门站驶出,在平直轨道上匀速行驶100km,在运行过程中的机车牵引功率为4800kW。则该列火车在这段时间内所做的功、机车受到的阻力分别是( )
A.8.64×109J 4.8 ×104N
B.8.64 ×109J 8.64 ×104N
C.4.8 ×109J 4.8 ×104N
D.4.8 ×109J 8.64 ×104N如图是小明“探究斜面的机械效率与倾斜程度关系”的实验装置,他在实验时用弹簧测力计拉着重为6N的木块分别沿倾斜程度不同的同一斜面匀速向上运动,实验数据记录如下表。 (1)在第2次实验中拉力所做的额外功是 J,机械效率是 。
(2)小明完成两次实验后,得出的结论是:光滑程度一样的斜 面,其倾斜程度越大,机械效率越高。你觉得他的结论 (选填“可靠”或“不可靠”),理由是 。
(3)斜面 在生产、生活中随处可见。在盘山公路、镊子、螺丝钉、汽车方向盘中,应用了斜面的是 、 。如图所示,用10N的水平推力推重为20N的物体沿水平方向做匀速直线运动.若5s内推力对物体做了80J的功,则在这一过程中,物体沿水平方向运动了 m,推力做功的功率为 W. 如图所示,AC >AB,沿斜面AC和AB分别将同一重物从底部匀速推到顶端,所用推力分别为F1和F2,所做的功分别为W1和W2,若不考虑摩擦,则 ( )
A.F1 >F2;Wl=W2
B.F1=F2;Wl= W2
C.F12;Wl=W2
D.F12;Wl2 如图所示为小林家新买的一辆小汽车.周末,爸爸开车带着小林出去游玩,途中,这辆汽车在1 h的时间内,在水平路面上匀速行驶了72 km,消耗汽油6 kg.若已知该汽车发动机的功率(即牵引力的功率)为23 kW,汽车(包括车上的人和物品)质量为1.5 t,汽油的热值为4.6×10J/kg,g= 10 N/kg.则关于上述1h的行驶过程,下列分析正确的是 [ ] A.该汽车对路面的压力大于1.5×10N
B.该汽车克服阻力做的功是2.3×10J
C.该汽车的牵引力是1.15×103N
D.该汽车发动机的效率是30%如图所示,斜面长s=10 m,高h=4 m.用沿斜面方向的推力F,将一个重为100 N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B,运动过程中物体克服摩擦力做了100 J的功,求:
(1)运动过程中克服物体的重力做的功;
(2)斜面的机械效率;
(3)推力F的大小.2012年3月30日,银川市电动出租车面世,领军西北地区。这种出租车听不到发动机的轰响声,电池充电一次,最大行驶路程为100km,速度最大为75km/h;在进行50千米比对测试时,做3.0×107J的有用功,普通出租车的效率为12.5%,而电动出租车的效率可达83.3%。但其废旧电池如果回收处理不当,会造成比较严重的环境污染。
(1)比对测试时两车在平直路段上匀速行驶,则电动出租车所受的牵引力 N;
(2)根据题目给出的信息,请指出电动出租车主要的优、缺点(至少说出两个优点,一个缺点)。用大小不同的甲、乙两个力拉同一物体,两力所做的功W与在这两个力的方向上移动的距离S的关系图象如图,由图可知,甲、乙两个力的大小关系是( )
A.F甲>F乙
B.F甲<F乙
C.F甲=F乙
D.条件不足,无法判断步枪枪膛里火药爆炸产生的气体往外推子弹的力量是11760N,把子弹从枪膛里推出共做了7291.2J的功。求枪膛的长。 质量为8t的某载重汽车,额定功率为240kw,车上装有12t的砂石.汽车先以36km/h的速度,220kw的功率,在平直的路面上匀速行驶了5min,然后又以额定功率用了2min的时间,把砂石从山坡脚下送到了60m高的坡顶施工场地.求:
(1)汽车在平直路面上匀速行驶的过程中,发动机所做的功和汽车受到的阻力.
(2)汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率.重4×104N的汽车在水平路面匀速运动,所受阻力为920N,汽车牵引力功率为9.2kW,
求汽车运动100s内①发动机对汽车的牵引力多大?②牵引力做了多少功?③汽车通过的距离多长?2004年9月26日,首届F1中国大奖赛在上海国际赛车场“上字型”赛道上隆重举行.比赛吸引了14余万车迷到场观看,最后,法拉利车队的巴西车手巴里切罗赢得本站比赛冠军.“上字型”赛道中最下面一横是整条赛道上最长的大直道,长约1200米.赛车在大直道上经过一次约需13.33秒,如果车手巴里切罗使用的赛车功率为520×103瓦.将赛车在大直道上的运动看作匀速直线运动.求:
(1)赛车在这段时间中的速度.
(2)赛车在这段时间中所做的功.
(3)赛车在这段时间中所受的平均阻力.某建筑工地的工人利用滑轮组把一车砖匀速拉到5m高的楼上,共做有用功1.5×104J:(1)这车砖重多少牛?(2)如果滑轮组的机械效率是60%,要用200N的力把车拉上去,绳子要拉下多少米? 引体向上是一项缎炼臂力和腹肌的健身运动.该运动的规范动作是:两手正握单杠,身体自然悬垂,上拉时,下颚超过单杠;下放时,两臂放直,不能曲臂.这样上拉、下放,重复动作,达到锻炼的目的.今测得小明的体重m=54kg,在时间t=1min内完成n=20次引体向上的动作,每次上拉时上升的高度h=0.5m,g取10N/kg,试求
(1)每完成一次动作,小明所做的功;
(2)小明做引体向上时的功率.某汽油机的效率为30%,则完全燃烧10kg汽油能使汽油机获得的有用功是多少?如果汽车的牵引力是104N,则这些汽油能使汽车行驶多少千米?(q柴油=3.3×107 J/kg) 在粗糙水平面上有一个重50N的物体,用10N的水平推力使其在10s内匀速前进了20m,则在此过程中( ) A.推力做了1000J的功 B.推力的功率为20W C.重力做了100J的功 D.摩擦力为50N 某同学用一恒定不变的力F匀速推动重为1000N的物体,前进了4m,做2×103J的功,求推力F的大小. 如图所示,从射击架上有高压水枪竖直向上喷水柱,可以将一个底面积为150cm2开口向下的小铁盒顶在空中静止不动,已知高压水枪对小铁盒向上的压强为1000Pa.若高压水枪停止喷水,小铁盒将落到射击架上,小铁盒在下落到射击架上的过程中所受重力对它做的功是37.5J.则小铁盒射击架高度为______m.(g取10N/kg) 抽水机把10m3的水从矿井抽到地面,做了4.9×106J的功,这个矿井有多深? 用功率30kW的电动机带动水泵抽水,供给高出水面30m的水箱,已知水箱的容积为60m3,抽水机装置的机械效率是60%,求:
(1)水箱装满水后,水箱内水的质量.
(2)把水箱装满水所需要的时间.在一个建筑工地上,一个工人用一个动滑轮把重为200牛的物体匀速提高10米,用时10秒,他的拉力为125牛,他做功的功率为______瓦. 如图所示,护理人员用重150N的轮椅将质量为45kg的老人匀速推上高1.2m、长4m的斜坡,花了6s时间.忽略一切摩擦,取g=10N/kg,试计算该过程中:
(1)护理者对轮椅施加的沿斜面向上的推力;
(2)推力的功率;
(3)轮椅的机械效率.两台机器的功率比为3:4,它们做同样多的功所需要的时间之比为______;在相同的时间所做的功之比为______. 用一个动滑轮匀速提起108N的物体(绳重与摩擦不计),所用的拉力为60N,则动滑轮的机械效率为______.若用此动滑轮匀速提起重180N的物体,当物体被匀速拉高______m时,拉力做的功为288J. 小华用500N的举力,将杠铃匀速地举高,若所做的功为250J,那么举高的高度是多少m? 电动车以其轻便、实用、环保的优点,深受人们的喜爱.已知一辆电动车的质量为40kg,速度最大可达36km/h.该电动车每次充电,能储存电能3×106 J,其中有72%的电能可以转化为机械能.假设该电动车一直行驶在平直路面上,当它以最大速度匀速行驶时,受到的阻力为30N.
(1)该电动车以最大速度匀速行驶时,电动车牵引力的功率为多大?
(2)该电动车充一次电,以最大速度匀速行驶,最多可连续行驶多长时间?若“勇气”号克服阻力在2s内匀速行进8cm,此时轮子的功率为60W,则这时“勇气”号克服阻力做功______J,所受的阻力是______N. 一台功率为40kW的抽水机,机械效率为60%,如果能把河水抽到5m高处,则每小时抽水机做功______J,抽水的质量为______kg.(g=10N/kg)
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