题目内容
2.小兰用50N的水平推力推重200N的物体沿水平地面做匀速直线运动,10s内前进了6m,在此过程中,小兰所用推力做功的功率为30W.接着她在2s内将该物体匀速举高1.5m,在此过程中,小兰对物体做功的功率为150W.物体被举起后,在空中停留了2s,在停留的2s内,小兰对物体做功的功率为0W.分析 (1)知道水平推力和水平方向上移动的距离,可利用功W=Fs计算推力做的功;又知道做功的时间,可利用公式P=$\frac{W}{t}$计算功率;
(2)已知物体重力和被举高度,利用W=Gh可求克服重力做的功,利用P=$\frac{W}{t}$计算功率;
(3)物体被举起后,在空中停留了2s,受到重力但在重力的方向上没移动距离,重力不做功;故小兰对物体做功的功率为0.
解答 解:(1)推力做的功为:
W=Fs=50N×6m=300J,
小兰做功的功率:
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{300J}{10s}$=30W;
(2)小兰对物体做的功:
W′=Gh=200N×1.5m=300J,
做功的功率:
P′=$\frac{W′}{h}$=$\frac{300J}{2s}$=150W;
(3)在空中停留2s钟的时间里,虽然有力,但是在力的方向上没有移动距离,所以没做功,即W2=0J,P2=0W.
故答案为:30;150;0.
点评 本题考查了学生对功的公式、功率的公式、做功的两个必要条件的了解与掌握,明确三种情况不做功:一是有力无距离(例如:推而未动),二是有距离无力(靠惯性运动),三是力的方向与运动方向垂直.
练习册系列答案
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13.小东同学利用如图甲所示的电路图,测量了小灯泡的电阻和电功率.他选用了下列器材:额定电压为2.5V的小灯泡、电压表(量程有“0-3V”和“0-15V”)、电流表(量程有“0-0.6A”和“0-3A”)、滑动变阻器(规格分别为甲“10Ω 1A”、乙“20Ω 0.5A”、丙“50Ω 0.2A”)、电压4.5V的电源、开关和若干条导线.

(1)根据电路图和器材的规格,请用笔画线代替导线,完成图乙中实验电路的连接,使滑动变阻器的滑片向左移动时灯泡的亮度变亮.
(2)连接好电路闭合开关后,小灯泡闪亮一下就熄灭,检查发现小灯泡的灯丝已烧断,这可能是由于闭合开关时,滑动变阻器的滑片处在A(选填“A”或“B”)端所致.
(3)小东同学实验记录的数据如右表所示.其中第2次实验的电压表示数如图丙所示,则灯泡两端的电压是1.8V.
(4)经计算,小灯泡的额定功率是0.5W,正常发光时的电阻是12.5Ω;他发现,同一个灯泡计算出的四组电阻值差异较大,其原因是灯丝的电阻随温度升高而增大.
(5)在实验过程中他还发现,第4次灯泡最亮,第3次比第2次亮,第1次最暗,则说明灯泡的实际功率越大(选填“大”或“小”),灯泡越亮.
(6)分析实验数据可知,小东所选的滑动变阻器应当是乙(选填“甲”、“乙”或“丙”).
| 次数 | U/V | I/A |
| 1 | 1.5 | 0.17 |
| 2 | 0.18 | |
| 3 | 2.5 | 0.2 |
| 4 | 3.0 | 0.23 |
(2)连接好电路闭合开关后,小灯泡闪亮一下就熄灭,检查发现小灯泡的灯丝已烧断,这可能是由于闭合开关时,滑动变阻器的滑片处在A(选填“A”或“B”)端所致.
(3)小东同学实验记录的数据如右表所示.其中第2次实验的电压表示数如图丙所示,则灯泡两端的电压是1.8V.
(4)经计算,小灯泡的额定功率是0.5W,正常发光时的电阻是12.5Ω;他发现,同一个灯泡计算出的四组电阻值差异较大,其原因是灯丝的电阻随温度升高而增大.
(5)在实验过程中他还发现,第4次灯泡最亮,第3次比第2次亮,第1次最暗,则说明灯泡的实际功率越大(选填“大”或“小”),灯泡越亮.
(6)分析实验数据可知,小东所选的滑动变阻器应当是乙(选填“甲”、“乙”或“丙”).
10.小明想要探究如图所示弹簧上小丑的振动周期(来回振动一次的时间)与什么因素有关.小明反复打开盒盖观察几次后,猜测小丑的振动周期可能与小丑的质量和初始位置有关.
(1)本实验需要用的测量工具是刻度尺和秒表.
(2)为探究小丑的振动周期是否与质量有关,小明选用质量不同(相同/不同)的小球和一根弹簧按如下步骤进行实验:
①将小球固定在弹簧的末端,并压缩弹簧,测量小球振动周期;
②换用其他的小球重复操作,比较每次测量的周期.
同组的小芳发现,小明的实验方案有问题,还需要进一步完善,你觉得该如何完善这个方案呢?弹簧每次被压缩初始位置相同.
(3)为探究小丑的振动周期是否与初始位置有关,实验步骤如图甲、乙、丙所示(点O是小球平衡位置,点A、B、C是松手时小球在弹簧上的最初位置,点A′、B′、C′是小球弹起的最高点),测量在不同位置松手时小球的振动周期,并将数据记录在表中.分析实验数据可以得出:小丑振动周期与其初始位置无关(选填“有关”或“无关”).
(1)本实验需要用的测量工具是刻度尺和秒表.
(2)为探究小丑的振动周期是否与质量有关,小明选用质量不同(相同/不同)的小球和一根弹簧按如下步骤进行实验:
①将小球固定在弹簧的末端,并压缩弹簧,测量小球振动周期;
②换用其他的小球重复操作,比较每次测量的周期.
同组的小芳发现,小明的实验方案有问题,还需要进一步完善,你觉得该如何完善这个方案呢?弹簧每次被压缩初始位置相同.
| 实验序号 | 甲 | 乙 | 丙 | |
| 振动周期/s | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
17.物体只在重力作用下由静止开始下落的运动,叫做自由落体运动,这种运动只在没有空气的空间才能发生,在有空气的空间,如果空气阻力相对物体的重力比较小,可以忽略,物体的下落也可以近似地看作自由落体运动.为了探究自由落体运动时间与哪些因素有关,同学小王有如下猜想:
猜想一:物体下落的时间与物体的材料有关;
猜想二:物体下落的时间与物体下落的高度有关;
猜想三:物体下落的时间与物体的质量有关.
为验证猜想的正确性,几同学用三个金属球做了一系列的实验,实验数据记录如下:
(1)为验证猜想一,应比较实验序号1、3,结论是:在下落高度相同时,物体下落的时间与材料无关;
(2)为了验证猜想三,应控制物体的材料和下落的高度相同.
(3)小敏同学也对这个问题进行了研究,她让质量相等的铁球和纸团同时从三楼由静止开始下落,她发现两者下落时间不相等(填“相等”或“不相等”),原因是它们在下落过程中受空气的阻力较大,不能忽略.
(4)物体下落过程中,速度逐渐增大,说明力可以改变物体的运动状态;物体受非平衡(填“平衡”或“非平衡”)力作用.
猜想一:物体下落的时间与物体的材料有关;
猜想二:物体下落的时间与物体下落的高度有关;
猜想三:物体下落的时间与物体的质量有关.
为验证猜想的正确性,几同学用三个金属球做了一系列的实验,实验数据记录如下:
| 实验序号 | 材料 | 物体质量(kg) | 下落高度(m) | 下落时间(s) |
| 1 | 铁球 | 1 | 20 | 1.96 |
| 2 | 铁球 | 1 | 30 | 2.47 |
| 3 | 铅球 | 1 | 20 | 1.96 |
| 4 | 铅球 | 2 | 20 | 1.96 |
(2)为了验证猜想三,应控制物体的材料和下落的高度相同.
(3)小敏同学也对这个问题进行了研究,她让质量相等的铁球和纸团同时从三楼由静止开始下落,她发现两者下落时间不相等(填“相等”或“不相等”),原因是它们在下落过程中受空气的阻力较大,不能忽略.
(4)物体下落过程中,速度逐渐增大,说明力可以改变物体的运动状态;物体受非平衡(填“平衡”或“非平衡”)力作用.
7.某小组同学用实验小车去撞击同一木块来研究小车的动能与小车的质量和速度直接的关系,实验时利用了DIS装置精确地测出了小车撞击木块时的速度,小车撞击木块后与木块一起向前滑动,该同学借用木块滑动的距离来反映小车动能的大小,记录的实验数据如下表所示.为了进一步探究动能与所测物理量间的数值关系,他们进行了适量的运算,将结果记录在表中最后一列中
(1)本实验进行多组实验的目的是通过多次测量获得多组数据,来寻找一定的规律.
(2)若用0.80千克的小车进行第10次试验,当小车的速度是0.612米/秒(结果精确到0.001)时,木块滑动的距离与第9次实验相同
(3)综合分析比较表中的数据及相关条件,得到的结论是①小车的质量与速度的平方的乘积相同时,小车动能相同;
②小车的质量与速度的平方的乘积不同时,小车动能不同,且乘积越大,小车的动能也越大.
| 实验序号 | 小车质量(千克) | 小车速度(米/秒) | 木块滑动距离(米) | 小车速度的平方(米/秒)2 |
| 1 | 0.20 | 0.7071 | 0.2 | 0.5000 |
| 2 | 0.40 | 0.5000 | 0.2 | 0.2500 |
| 3 | 0.60 | 0.4083 | 0.2 | 0.1667 |
| 4 | 0.20 | 1.0000 | 0.4 | 1.0000 |
| 5 | 0.40 | 0.7071 | 0.4 | 0.5000 |
| 6 | 0.60 | 0.5773 | 0.4 | 0.3333 |
| 7 | 0.20 | 1.225 | 0.6 | 1.5000 |
| 8 | 0.40 | 0.8660 | 0.6 | 0.7500 |
| 9 | 0.60 | 0.7071 | 0.6 | 0.5000 |
(2)若用0.80千克的小车进行第10次试验,当小车的速度是0.612米/秒(结果精确到0.001)时,木块滑动的距离与第9次实验相同
(3)综合分析比较表中的数据及相关条件,得到的结论是①小车的质量与速度的平方的乘积相同时,小车动能相同;
②小车的质量与速度的平方的乘积不同时,小车动能不同,且乘积越大,小车的动能也越大.
14.在物理学的发展过程中,许多物理学家做出了杰出贡献.在精心研究了历史上其他科学家的工作成就后,提出“宇宙间的物体都存在相互吸引的力(万有引力)”的是( )
| A. | 牛顿 | B. | 焦耳 | C. | 托里拆利 | D. | 阿基米德 |