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初中三年级物理

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首页 初中三年级物理知识 压强的大小及其计算 功的计算 功率的计算 功率的计算公式的应用 变速运动 试题正文
  • 计算题
    如图所示为某辆赛车启动过程的频闪照片。该赛车从赛道的起点处（车头所对的零刻度线位置）由静止开始出发，同时，照相机开始拍照，以后车沿直线向右运动的过程中，照相机每隔0.2s曝光一次。仔细观察频闪照片，如果赛车照此规律从起点运动0.8s到达D处。
    （1）填写表格中所缺的数据（不需要估读），并判断赛车启动过程做什么运动？
    （2）若赛车自重1250kg，每条轮胎与地面的接触面积为125cm2，启动过程的牵引力保持在4000N，0.8s到达D处时，汽车在停在水平地面的压强和牵引力做了多少功？（g=10N/kg）
    （3）若赛车的牵引力用F表示，速度用v表示，发动机的功率用P 表示，请你利用功率的定义式，推导出F、P 和v 之间的关系式。
    （4）若赛车的发动机在90kW的额定功率下工作，此时车匀速行驶的速度大小为30m/s，求牵引力F的大小和所受阻力f 的大小。


    本题信息：2010年0119模拟题物理计算题难度极难 来源:牛青丹
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本试题 “如图所示为某辆赛车启动过程的频闪照片。该赛车从赛道的起点处（车头所对的零刻度线位置）由静止开始出发，同时，照相机开始拍照，以后车沿直线向右运动的过...” 主要考查您对

压强的大小及其计算

功的计算

功率的计算

功率的计算公式的应用

变速运动

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  • 功率的计算公式的应用
  • 变速运动
计算公式：
P=F/S，式中p单位是：帕斯卡，简称：帕，1帕=1牛/米2，压力F单位是：牛；受力面积S单位是：米2。
对压强公式的理解：
1．此公式适用于任何情况，即固体、液体、气体的压强计算都可用此公式。

2．此公式中各物理量单位分别是p→Pa、F→N、s→m2。在计算物体的压强时，只有当F的单位为N，S 的单位为m2时，压强的单位才能是Pa，因此在计算中必须统一单位。

3．一张报纸平放时对桌子的压强约0．5Pa。成人站立时对地面的压强约为1．5×104Pa，它表示：人站立时，其脚下每平方米面积上，受到脚的压力为1．5× 104N。

4．公式中的，是压力而不是重力。即使在某些情况下，压力在数值上等于物体所受的重力，也不应把公式直接写成，而应先注明F=G得：。

5．公式中的受力面积S，是指受力物体发生形变的那部分面积，也就是两物体的实际接触面积，而不一定是受力物体的表面积。如图所示，一个圆台形物体置于水平地面上，分别采用A、B两种方式放置，对地面的压力不变，但图A中受力面积是S2，图B中受力面积为S1，而它们都与水平地面的面积大小无关。

6.  由公式推导出F=pS和可用于计算压力和受力面积的大小。

巧用求柱体压强：
  将一密度均匀、高为h的圆柱体放在水平桌面上，桌面受到的压强，所圆柱体(包括长方体、正方体等)产生的压强，只与固体的密度和高度有关，而与固体的重力、体积和底面积因素无关，应用公式就给解这类题带来很大方便。
例1如图所示，两圆柱形铁柱的底面半径之比是 3：1，高度相同，则它们对水平地面的压强之比为（   ）

A．3：1B．1：3C．1：1D．9：l
解析：本题是分析圆柱体的压强，可直接利用公式进行分析。因为两圆柱体的密度相同、高度相同，所以压强相同，选项C正确。
答案：C

功的计算公式：
功（W）等于力（F）跟物体在力的方向上通过的距离（s）的乘积。（功=力×距离），W=FS。

单位：
国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是N·m，它有一个专用名称叫做焦耳，简称焦，用符号J表示，1J=1N·m。
在利用该公式进行计算时的注意点：
(1)力与物体移动的距离在方向上必须一致；

(2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体；

(3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。

功率的计算公式：
（1）P=W/t，其中P代表功率，单位为W，W代表功，单位为J；t代表时间，单位为s。
（2）因为P=W/t，W=Fs，v=s/t，所以P=W/t=Fs/t=Fv，P=Fv是功率的又一表达式。

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


应用：
根据P=W/t，计算W，即W=Pt；根据P=Fv，计算F、v即F=P/v，v=P/F。
功率与力和速度的关系：
    此公式对功率的实际应用有较大的意义。例如汽车发动机的功率一定时，用可知，牵引力与速度成反比。所以汽车爬坡时，司机采用的措施是换挡减速，以获得更大的牵引力。

例：某工人用一个动滑轮将重50N的物体沿竖直方向匀速提升3m，拉力做功的功率为50w，若不计摩擦力和动滑轮重，则绳子自由端移动的速度是______m/s。
解析：由于不计摩擦力和动滑轮重量，拉力做的功就等于不用动滑轮人直接用手将重50N的物体沿竖直方向匀速提升3m所做的功，即。本题要求绳子自由端移动的速度可用两种思路：
（1）由求出做功时间t，再由动滑轮特点可得s=2h，然后由求出速度。
（2）也可由公式，
用已知条件中的P和分析求得的F直接求出v。
方法一：绳自由端移动的距离

拉力做的功

绳自由端移动的时间

绳自由端移动的速度

方法二：由得=2m/s
答案：2
定义：
    变速运动亦称“非匀速运动”。物体的速度随时间而变化，可能是快慢程度变化，也可能是运动方向发生变化，还可能是快慢和方向同时都发生变化它是最常见的一种机械运动。按其运动的轨迹来分，有直线运动和曲线运动。例如火车、汽车和轮船从车站和码头开出的运动，都是变速运动。沿着直线、快慢变化的运动叫变速直线运动。

     由于物体运动的快慢经常改变，所以通常用平均速度来表示变速运动的快慢程度。平均速度表示做变速运动的物体在一段路程上或在一段时间内运动的平均快慢程度。它等于物体通过的路程和通过这段路程所用时间的比值，计算公式为v=。

变速运动又分为匀变速运动（加速度不变）和变加速运动（加速度改变）。
匀变速直线运动：
1、匀变速直线运动的定义：沿着一条直线且加速度不变的运动，叫做匀变速直线运动。当加速度和速度同向时，物体做匀加速直线运动，当加速度和速度反向时，物体做匀减速直线运动。　
2、匀变速直线运动的特点：匀变速直线运动的加速度的大小和方向均不随时间变化而变化。　
3、匀变速直线运动也是一种理想运动过程。
4、当加速度和速度同向时，物体做匀加速直线运动，当加速度和速度反向时，物体做匀减速直线运动。
5、公式
速度公式：V2=V1+at
位移时间公式：s=v1×t+1/2at2
位移速度公式：2as=v22-v12

变加速运动：
“变加速运动”是相对于“匀变速运动”而言的。我们把加速度（或合外力）恒定的运动称为“匀变速运动”，把加速度（或合外力）变化的运动称为“变加速运动”。注意：加速度（或合外力）是矢量，其是否变化要看两个方面，一是大小，二是方向。


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