2020—2021学年浙教版 九年级上册科学竞赛辅导 第7讲机械功和功率练习题

九年级上册科学竞赛辅导教学案

     第7讲 机械功和功率

知识梳理：

（一）功

看图：举重运动员举起杠铃时，体内储存的_______能转化为杠铃的_________能。马拉车运动时，会将马体内的__________能转化为马和车的________能。两者虽然现象不同，但有一个共同特点是：

杠铃和马车都受到力的作用，并且都在力的方向上发生了移动，即在_________的方向上移动了一段________。我们就说这个力做了功，常说物体做功。

一、功的两个必要因素：一个是作用在物体上的     ，另一个是物体在力的方向上移动的       

2．功的计算公式：                           ；功的单位：                     。

 做功的过程实质上就是能量的         过程，力对物体做多少功，就有多少能量发生了_______。所以可以用_____来量度______转化的多少，能量单位与功的单位一样，也是_____。           

（二）、功率

1、甲同学用20秒钟做2000焦的功，乙同学用15秒钟做2000焦的功，谁做功快？__________

结论：做功相同，时间不同，时间越少，做功越________

2、甲同学用20秒钟做1000焦的功，乙同学用20秒钟做900焦的功，谁做功快？_________

结论：时间相同，做功不同，做功越多，做功越_________

3、甲同学用20秒钟做1000焦的功，乙同学用5秒钟做400焦的功，谁做功快？___________

结论：甲每秒做功是50焦，乙每秒做功是80焦，所以______快

所以功率是反映物体                的物理量。

4．功率的定义：                                                                。

5．功率的计算公式：                                                             。

6．功率的单位：       。    常用单位还有：          、            

  1瓦=      焦/秒 =        牛•米/秒           1千瓦=         瓦；

二、经典例题简析

例题1、如图是在舟山最后安装、调试后的“海洋石油981”

钻井平台，远远望去，该钻井平台的四个立柱“踩”着两个船体，处于

半潜状态。

(1)5月9日，“海洋石油981"钻井平台在南海荔湾6—1区域成功钻探，该地点位于舟山东南约1728千米的海面。如果在两艘船的拖拽下，以2米／秒的速度移动，则从舟山到达钻探地至少需连续航行多少小时?

(2)钻井平台工作时，如果要将1立方米的石油从深1500米的海底抽到海面，为克服其重力需要做多少功?(ρ石油=0.8×103千克／米3，g=10牛／千克)

例题2： 江西省三清山是我国著名的道教胜地和旅游景点.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？（g取10牛／千克）

三、课堂精炼

基础过关：

一、选择题

1、小华把掉在地上重约为2牛的课本捡起来，放回到课桌上，他对课本做功约为（   ）

A. 0. 2焦       B. 2焦       C. 20焦         D. 200焦

2、甲物体在光滑水平面上运动，乙物体在粗糙的水平面上运动，现用相同的水平推力分别使甲、乙两物体沿水平的方向移动相同的距离，两次推力所做的功为W甲和W乙，则（  ）

A ．W甲＞W乙     B. W甲=W乙     C. W甲<W乙       D.条件不足，无法判断

3、下列叙述正确的是（    ）

A.铅球运动员将铅球推出去，运动员对铅球没有做功

B.人提水桶，使水桶在水平方向移动一段距离，提力对水桶做功

C.雨水从天上落下，重力对雨水做了功

D，玻璃球在光滑桌面滚动了一段距离，桌面对球的支持力做了功

4、下列各项中，“功”的涵义与科学中“功”的涵义一致的是（   ）

A.李丽同学平时学习很用功        

B.中国功夫誉满全球

C.解放军抗洪救灾再立新功        

D值日生提着水桶走上二楼要做功

5、重50牛的物体在10牛的水平拉力作用下，沿水平地面前进了60米，此过程中物体受到的滑动摩擦力也是10牛，则拉力做的功是（   ）

A ．0焦      B ．600焦     C ．3600焦       D．3000焦

6. 如图所示的四个情景中，其中人对物体做了功的是  (    )

A            B              C                D

7、某同学放学后背着重为40牛的书包沿水平路面走了200米，又登上大约10米高的四楼才到家，则他在回家过程中对书包所做的功约为 (     )

A. 0焦    B. 400焦     C. 2000焦      D. 2400焦

8、关于功，下列叙述正确的是（    ）

A.举重运动员举着杠铃不动，举力做了功

B.起重机吊着货物沿水平方向匀速移动了一段距离，向上的拉力做了功

C.重物竖直下落，重力做了功       

D.小球在水平面上滚动，重力做了功

9、用40牛的力踢一只重2牛的足球，球向前滚动了10米后停下，则在这个过程中脚对球做的功为（    ）

A. 400焦    B. 20焦    C. 420焦       D.无法确定

二.填空题

10、如图马拉着木头前进，则马对木头_______,推而未动，则人对石头______.（填做功或没有做功），由此可知，要对物体做功两个必要因素是___________和__________.

11、两个体重相同的人，都从一楼上三楼，甲慢慢走上去 , 乙是快步跑上去， 甲做功____ 乙做功，甲功率_______乙功率（填大于，小于或等于）.

12、甲、乙两个集装箱的质量相同、起重机第一次将甲集装箱以0. 1米／秒的速度匀速提升10米，第二次将乙集装箱以0.2米／秒的速度匀速提升相同的高度，若不计空气阻力，两次钢绳对集装箱的拉力相比，第一次       第二次；两次集装箱做功的功率相比，第一次     第二次。（两空均选填“大于”、“小于”或“等于”）

13、两台机器功率之比为1：3,它们做同样的功所需的时间之比为      ；在相同的时间内，它们做的功之比为       .

14、我们可以用两种方法判断物体做功的快慢。右图表示用挖掘机挖土与人力挖土做功的快慢不同，它所用的判断方法是：做功时间相同，比较做功多少。另一种判断方法是：                     。

15、拖拉机功率为2. 85 ×103瓦，耕地时匀速前进速度为0.5米／秒，则耕地时它受到的阻力为      它前进2000米发动机牵引力做功       焦

16、在水平地面上，用50牛的水平推力推重为100牛的箱子，在10秒内前进了10米，如图所示，推箱子的小朋友做功的功率为          瓦

三.计算题:

17、电动自行车以其轻便、实用、环保的特点受到消费者的青睐，某型号电动自行车以车速

5米／秒沿水平路面匀速行驶时，电动机输出的有用功率为180瓦。求：（1）经过半小时，电动自行车行驶的距离是多少？（2）电动机半小时内对电动自行车做的功是多少？（3）电动自行车行驶时受到的阻力是多少？

中考链接

一、   填空题

1． 2011年10月年设计作业量50万标箱的“义乌

港”一期建成并投入使用。“义乌港”二期工程也已经开工建设，建成后将达到年出口110万标箱的处理能力。kxtj2008

（1）已知20尺柜规格的集装箱长5.69米，若将110万个20尺柜规格的集装箱首尾相连，你以1.1米／秒的速度通过这些集装箱需要            天（结果保留整数）。

（2）起重机将一只质量为8吨的集装箱从地面吊到高为1.2米的货车上，至少需对集装箱做功          焦。（g取10牛/千克）

2、庆“六一”趣味运动会中，小敏和小王分别把图甲中三个质量均为1千克、边长为30厘米的均质正方体泡沫塑料块按图乙堆叠起来。小敏和小王叠起这堆正方体泡沫塑料块， 每人至少要做功______焦。比赛中小敏快于小王完 成堆叠，则堆叠过程中小敏做功的功率______ (选填“大于”、“等于”或“小于”)小王。

3、正常人的心脏推动血液流动的功率约为1.5瓦，那么在12小时内，心脏做功       焦，这些功可将一个质量为50千克的人匀速举高      米。(g取10牛/千克)

二、   计算题

1．校车安全不容忽视，德清县投入2000多万元购入一批“美式长鼻子”校车专门用来接送学生，如图。

(1)该车安装了尾气净化装置，能把氮氧化物转化为氮气和氧气。这一净化过程属于    变化。

(2)每个座位上都装有安全带，可以防止刹车时人由于具有         ，继续向前运动撞到前排座位而受伤。

(3)若接送过程中整车质量达到1×104千克，汽车以一定速度行驶时受到的阻力为总重力的0.01倍，按此速度行驶1000米，发动机克服阻力做功多少焦耳?

2、中国某企业向日本捐赠了一台62米臂长的泵车

（如图所示），该泵车主要参与核电站反应堆的注水降温工作。请

完成下列问题：

⑴这台泵车于19日下午从长沙启运，经过25小时、1200千米的长途运输，于20日下午送达上海，再海运到日本。求运送这台泵车从长沙到上海的平均速度是多少千米/时？

⑵这台泵车在1小时内将180吨水注入到核反应堆机组内，假设注水高度为50米，求该泵车需对这些水做功多少？

自我挑战

一、选择题

1、甲、乙两同学进行爬竿赛，甲用9秒，乙用10秒都爬上竿顶（竿长相同），甲、乙两人的体重之比是5: 6，则甲、乙两人的爬竿功率之比是   (    )

A. 3：4      B. 4: 3       C. 25：27       D 27：5

2、举重运动员把120千克的杠铃在2秒钟内举高2米后，在空中停留10秒，则在后10秒钟内人对杠铃做功的功率为                                            （    ）

A. 235．2瓦        B. 1176瓦        C. 0瓦      D. 190瓦

3、小明同学和他所骑的轻便自行车总重约为600牛，上学路上他骑车在20秒内匀速通过了一段长100米的平直公路，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，小明同学蹬车的功率约为（   ）

A. 150瓦     B. 300瓦      C. 1500瓦      D. 3000瓦

4、若把物体 沿AB、AC、AD三个斜面匀速拉到顶端时，不计摩擦，则    (    )

A 沿AB 用的拉力最小，最的功最多  

B沿AC 用的拉力最小，最的功最多

C沿AD 用的拉力最大，最的功最少

D三个斜面用的拉力不相等，最的功一样多

三、计算题

5、电动自行车以其快捷、轻便、经济倍受消费者青睐．苏杰电动车“星月金鹰”的主要技术参数如下表所示．

（1）若行驶时，该车和人共重为l400N，每个轮胎与地面的接触面积为5×10-3m2，那么整车对地面的压强为多大？

（2）在某平直路段上，电动自行车匀速行驶时受到的平均阻力为60N，若以额定功率行驶，电动车的速度是多少km/h？近来由于电动自行车引发的交通事故频频发生，郑州市规定电动车的最高时速为20km/h，若以这个速度行驶，从实验中学到人民公园需要0.5h，则动力对自行车所做的功是多少？

6.人类的祖先钻木取火，为人类文明揭开了新的一页。钻木取火的一种方法如图所示，将削尖的木棒伸到木板的洞里，用力压住木棒来回拉动钻弓。木棒在木板的洞里转动时，板与棒互相摩擦，机械能转化为内能，而热集中在洞内，不易散发，提高了木棒尖端的温度，当达到约260℃时木棒便开始燃烧。因木头是热的不良导体，故受热厚度很薄，木棒受热部分的质量只有0.25克。已知：来回拉一次钻弓需1.0秒，弓长为s=0. 25米，人拉弓的力为16牛顿，木头比热C=2× 103焦／（千克·℃），室温为20℃。问：

  (1)、人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功为多少？

  (2)、人克服摩擦力做功使机械能转化为内能，若其中有25％被木棒尖端吸收，则1秒内可使木棒尖端温度提高多少℃？

(3)请你估算用多长时间才能使木棒燃烧起来？

7. “低头族”长时间低头看手机，会引起颈部肌肉损伤。当头颅为竖直状态时，颈部肌肉的拉力为零，当头颅低下时，颈部肌肉会产生一定的拉力。为了研究颈部肌肉的拉力与低头角度大小的关系，我们可以建立一个头颅模型来模拟实验。如图甲所示，把人的颈椎简化成一个支点O，用1kg的头颅模型在重力作用下绕着这个支点O转动，A点为头颅模型的重心，B点为肌肉拉力的作用点。将细线的一端固定在B点，用弹簧测力计拉着细线模拟测量肌肉的拉力，头颅模型在转动过程中，细线拉力的方向始终垂直于OB，如图乙所示，让头颅模型从竖直状态开始转动，通过实验记录出低头角度θ及细线拉力F的数据，如下表：扬州大学附属中学姜雪峰编

 (1)设头颅质量为8kg，当低头角度为60°时，颈部肌肉实际承受的拉力是         N。

(2)在图乙中画出细线拉力F的示意图和重力的力臂。

(3)请解释：为什么低头角度越大，颈部肌肉的拉力会越大？

(4)请你就预防和延缓颈椎损伤提出一个合理化的建议：                        。

8 在探究“滑轮组机械效率”时，小强利用两组滑轮组进行了4次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得第4组数据，如下表：

（1）根据表中前3次实验数据，在答题卷上画出甲图中滑轮组的绕绳方法。

（2）在实验中，测量绳端拉力F时，应尽量竖直匀速向上拉动弹簧测力计，读出乙图中弹簧测力计的示数为        ，第3次实验时滑轮组的机械效率为       。

（3）由表中第             三组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物重有关。

（4）由表中第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与摩擦和动滑轮重有关，请计算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功为        。

9  如图A、B所示，平静的湖面上有两艘小船，绳的一端拴在甲船上，绕过乙船上的滑轮，站在船上或岸上的人用100N的力拉绳子的自由端．如果A、B图中甲船在20s内向右匀速移动了10m，同时乙船向左移动了4m，则A、B图中人拉绳子的功率分别为W与W．

10．如图所示是一种游戏，叫蹦极．游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下．图中a点是弹性绳自然下垂时的位置，c点是游戏者所到达的最低点．对于游戏者由跳台至最低点的过程中，下列说法正确的是（   ）