16.(2019宿迁,17)如图所示,工人利用滑轮组提升重物,在30s内将静止在水平地面上质量为90kg,底面积为200cm2的长方体物块匀速提升5m,此时工人的拉力为400N(g=10N/kg)。求:
(1)提升前物块对水平地面的压强; (2)工人拉力做功的功率;
(3)滑轮组提升该物块的机械效率。
2019年中考物理试题专题训练——功、功率计算专题答案
1.(2019广东,25)如图所示,质量为960kg、底面积为0.5m2的石材A放在水平地面上,利用滑轮组水平拉动A,使其在20s的时间内匀速向墙靠近了4m,水平拉力F=500N,不计绳、滑轮组的质量以及绳与滑轮组之间的摩擦,g取10N/kg。求:
(1)A对水平地面的压强;
(2)A在运动过程中受到摩擦力的大小: (3)拉力F的功率。
解:(1)A对水平地面的压力:
F=G=mg=960kg×10N/kg=9.6×103N, A的受力面积S=0.5m2, A对水平地面的压强: p==
=1.92×104Pa;
(2)石材A做匀速直线运动,由图可知,动滑轮上绳子的段数n=2, 所以,A在运动过程中受到摩擦力:f=nF=2×500N=1000N。 (3)拉力移动的距离:sF=ns=2×4m=8m, 拉力做的总功:W总=FsF=500N×8m=4000J, 拉力的功率:P=
=
=200W。
答:(1)A对水平地面的压强为1.92×104Pa; (2)A在运动过程中受到摩擦力的大小为1000N: (3)拉力F的功率为200W。
2.(2019北部湾,28)我们在超市购物时,常常使用购物车,已知购物车的质量为10kg,小明用10N的水平推力推着购物车沿水平地面运动了4m,用时4s,求:
(1)购物车的重力; (2)推力所做的功; (3)推力的功率。 解:(1)购物车的重力为: G=mg=10kg×10N/kg=100N (2)推力所做的功为 W?Fs?10N?4m?40J (3)推力的功率为 P?W40J??10W t4s答:(1)购物车的重力为100N;(2)推力所做的功为40J;(3)推力的功率为10W。
3.(2019安顺,19)如图所示,水平桌面上放置一圆柱形容器,其内底面积为200cm2,容器侧面称近底部的位置有一个由阀门K控制的出水口,均匀物体A是边长为10cm的正方体,用不可伸长的轻质细线悬挂放入水中静止,此时物体A有的体积露出水面,细线受到的拉力为12N,容器中水深为18cm。已知细线能承受的最大拉力为15N,打开阀门K,使水缓慢流出,当细线断裂时立即关闭阀门K,关闭阀门K时水流损失不计,细线断裂后物体A下落过程中不翻转,物体A不吸水。
(1)从细线断裂到物体A下落到容器底部的过程中,求重力对物体A所做的功。 (2)物体A下落到容器底部稳定后,求水对容器底部的压强。 (3)阅读后解答:
当细线断裂后,物体A所受重力与浮力将不平衡,物体A所受重力与浮力之差称为物体A所受的合外力F(不计水对物体A的阻力),由牛顿第二定律可知:所受的合外力会使物体产生运动的加速度a,并且合外力与加速度之间关系式为:F=ma(式中的F单位为N,a的单位为m/s2,m为物体的质量,其单位为kg)
通过阅读以上材料,求物体A从全部浸没于水面之下时至恰好沉到圆柱形容器底部的过程中加速度a的大小。
解:(1)正方体的体积:V=(0.1m)3=1×10﹣3m3, 由于用细绳悬挂放入水中,有的体积露出水面, 则V排=(1﹣)V=×1×10m=8×10m, 正方体受到的浮力:F浮=ρ
水
﹣3
3
﹣4
3
gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣4m3=8N,
此时正方体受到竖直向上的浮力和绳子的拉力、竖直向下的重力处于平衡状态, 则物体A的重力:G=F+F浮=12N+8N=20N;
物体A原来浸入水的深度:h=(1﹣)×0.1m=0.08m, 细线断裂后,物体A下落的高度:h下落=0.18m﹣0.08m=0.1m, 则重力对物体A所做的功:W=Gh下落=20N×0.1m=2J;
(2)细线刚好断裂时,物体受到的浮力:F浮'=G﹣F'=20N﹣15N=5N, 此时物体排开水的体积:V排′=
=
=5×10﹣4m3,
则此时物体浸入水中的深度:h'═==0.05m,
水下降的深度:△h下降=h﹣h'=0.08m﹣0.05m=0.03m,
则细线刚好断裂时,露出水面的体积为:V露=V﹣V排′=1×10﹣3m3﹣5×10﹣4m3=5×10﹣4m3,
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