本试题 “质量为4kg的物体A放在水平桌面上,利用下图所示的装置使物体以2m/s的速度做匀速直线运动,弹簧测力计拉力F始终保持水平,弹簧测力计的示数是2N,绳子的伸长及...” 主要考查您对功的计算
功率的计算
平衡力与平衡状态
弹簧测力计的使用与读数
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公式法计算功率:
运用时一定要注意三个量的对应关系。“W”一定是对应“t”完成的,不能张冠李戴。单位要统一,P、W、t的单位分别为瓦、焦、秒。
例1 如图所示,铁明同学向上跳台阶进行晨练,铁明重500N,在10s内匀速连跳12个台阶,每个台阶的高度为0.2m。在这个过程中,已知铁明克服摩擦做功为2800J,求出此过程中:
(1)铁明竖直向上跳的平均速率多大?
(2)铁明克服重力做功是多少?
(3)铁明做功的总功率多大?
解析:竖直向上跳的平均速度可以通过向上跳的总高度与所用时间利用速度公式求出,克服重力做功等于重力与高度的乘积,即
,总功率可以通过所做的总功和时间利用功率公式
求得。
(1)0.24m/s
(2)
(3)
例2在打捞海底沉船时,常用水下机器人潜入水下打捞船上物品,已知ρ海水=1.03×103kg/m3。
(1)机器人在水下70m处受到海水产生的压强是多大?
(2)某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.02m3,密度为2.7×103kg/m3的物体静止不动,求该力的大小。
(3)若机器人在水下运动时,所受海水阻力与速度的关系如图所示,求机器人在水下以0.5m/s的水平速度匀速运动时,机器人水平推进力的功率。
解析:(1)由液体压强公式得,
,
(2)物体在水下受平衡力的作用,则
则
(3)由题图可知,海水阻力与机器人的运动速度成正比,当机器人运动速度为0.5m/s时,f=175N 机器人匀速前进时,机器人水平推进力F=f
P=Fv=175N×0.5m/s=87.5W
答案:(1)7.21×105Pa(2)334N(3)87.5W
作用力和反作用力 | 相互平衡的两个力 | ||
相同点 | 大小 | 相等 | 相等 |
方向 | 相反,且在同一直线上 | 相反,且在同一直线上 | |
区别 | 作用对象 | 分别作用在两个物体上 | 共同作用在同一个物体上 |
作用时间 | 同时产生,同时消失 | 一个力消失另一个力可以存在 | |
力的作用效果 | 作用力和反作用力分别作用在不同的物体上,一般产生不同的效果 | 两个力共同作用在同一个物体上,使物体保持平衡 |
实验法研究弹簧伸长量与所受拉力的关系:
1.常用测力计的原理与使用:测量力大小的工具称为测力计,实验室用的测力计就是弹簧测力计。弹簧测力计的工作原理是在弹性限度内,弹簧的伸长量跟所受托力成正比,即,注意伸长量的含义,弹 簧原来的长度通常用l0表示,受力后弹簧长为l,而△l =l-l0,称为伸长量△l或伸长了△l,也用x表示。
2.弹簧测力计的测量范围:在每个弹簧测力计上都标有最大刻度值,这个最大刻度值即为此弹簧测力计的测量范围,超过了此范围,弹簧测力计就可能被损坏了。
例:某同学在研究轻质弹簧的长度随拉力变化的关系时,进行了如图所示的实验。已知每个钩码重为0.5N,刻度尺的分度值是1mm。
(1)请将观察到的数据填入实验记录表中;
(2)根据实验数据,在图所示的坐标系内作出弹簧长度,L随拉力F变化的关系图像;
(3)此实验中弹簧长度L与拉力的关系是________
解析:(1)数据如表
(2)得到拉力与弹簧的长度关系:
(3)在弹性限度内,弹簧的伸长量和所受拉力成正比。
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