6. 如图所示,甲用90 N的拉力,乙用50 N的推力,在30 s内共同使一辆小车从一个倾角为$30°$、长为60 m的斜坡底端匀速运动到顶端。甲、乙二人对小车做功

8 400
J,甲对小车做功的功率为180
W。答案
6. 8 400 180
解析
【分析】
要计算甲、乙对小车做的总功,需明确两人的力均沿斜坡向上,小车移动的距离等于斜坡长度,总功为两人做功之和;计算甲的功率时,利用功率公式,用甲做的功除以所用时间即可。
【解析】
1. 计算甲、乙二人对小车做的总功:
甲对小车做的功:$ W_甲 = F_甲 s = 90\,\mathrm{N} × 60\,\mathrm{m} = 5400\,\mathrm{J} $
乙对小车做的功:$ W_乙 = F_乙 s = 50\,\mathrm{N} × 60\,\mathrm{m} = 3000\,\mathrm{J} $
总功:$ W_{总} = W_甲 + W_乙 = 5400\,\mathrm{J} + 3000\,\mathrm{J} = 8400\,\mathrm{J} $
2. 计算甲对小车做功的功率:
根据功率公式 $ P = \frac{W}{t} $,甲的功率:
$ P_甲 = \frac{W_甲}{t} = \frac{5400\,\mathrm{J}}{30\,\mathrm{s}} = 180\,\mathrm{W} $
【答案】
8400;180
【知识点】
功的计算;功率的计算
【点评】
本题考查功和功率的基础计算,核心是明确力与移动距离的对应关系,属于常规基础题,难度适中。
【难度系数】
0.7
要计算甲、乙对小车做的总功,需明确两人的力均沿斜坡向上,小车移动的距离等于斜坡长度,总功为两人做功之和;计算甲的功率时,利用功率公式,用甲做的功除以所用时间即可。
【解析】
1. 计算甲、乙二人对小车做的总功:
甲对小车做的功:$ W_甲 = F_甲 s = 90\,\mathrm{N} × 60\,\mathrm{m} = 5400\,\mathrm{J} $
乙对小车做的功:$ W_乙 = F_乙 s = 50\,\mathrm{N} × 60\,\mathrm{m} = 3000\,\mathrm{J} $
总功:$ W_{总} = W_甲 + W_乙 = 5400\,\mathrm{J} + 3000\,\mathrm{J} = 8400\,\mathrm{J} $
2. 计算甲对小车做功的功率:
根据功率公式 $ P = \frac{W}{t} $,甲的功率:
$ P_甲 = \frac{W_甲}{t} = \frac{5400\,\mathrm{J}}{30\,\mathrm{s}} = 180\,\mathrm{W} $
【答案】
8400;180
【知识点】
功的计算;功率的计算
【点评】
本题考查功和功率的基础计算,核心是明确力与移动距离的对应关系,属于常规基础题,难度适中。
【难度系数】
0.7
7.小明同学两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的路程(s)一时间(t)图像如图所示,根据图像,两次物体所受的拉力$F_{1}\_\_\_\_\_\_F_{2}$,相对时间内两次拉力对物体做功的功率$P_{1}\_\_\_\_\_\_P_{2}$。(填“>”“=”或“<”)

答案
7. = >
解析
【分析】
要解决这个问题,需分两步分析:①判断拉力大小:物体做匀速直线运动时受力平衡,拉力等于滑动摩擦力;滑动摩擦力由压力和接触面粗糙程度决定,两次实验中物体和水平面均相同,故摩擦力相等,拉力也相等。②判断功率大小:功率公式为$P=Fv$,已知拉力相等,需从$s-t$图像求出两次运动的速度,速度大的功率更大。
【解析】
1. 拉力比较:同一物体在同一水平面运动,对水平面的压力等于物体重力,两次压力相同,接触面粗糙程度相同,因此滑动摩擦力$f_1=f_2$。物体做匀速直线运动,受力平衡,拉力等于滑动摩擦力,即$F_1=f_1$,$F_2=f_2$,故$F_1=F_2$。
2. 功率比较:从$s-t$图像计算速度:①的速度$v_1=\frac{s_1}{t_1}=\frac{8m}{8s}=1m/s$;②的速度$v_2=\frac{s_2}{t_2}=\frac{6m}{12s}=0.5m/s$。根据功率公式$P=Fv$,因$F_1=F_2$,且$v_1>v_2$,所以$P_1=F_1v_1 > P_2=F_2v_2$。
【答案】=;>
【知识点】二力平衡、滑动摩擦力、功率
【点评】本题结合$s-t$图像,综合考查力学中平衡条件、滑动摩擦力和功率的知识点,需熟练掌握匀速运动的受力特点及功率的计算方法,关键是从图像中提取速度信息,难度适中。
【难度系数】0.5
要解决这个问题,需分两步分析:①判断拉力大小:物体做匀速直线运动时受力平衡,拉力等于滑动摩擦力;滑动摩擦力由压力和接触面粗糙程度决定,两次实验中物体和水平面均相同,故摩擦力相等,拉力也相等。②判断功率大小:功率公式为$P=Fv$,已知拉力相等,需从$s-t$图像求出两次运动的速度,速度大的功率更大。
【解析】
1. 拉力比较:同一物体在同一水平面运动,对水平面的压力等于物体重力,两次压力相同,接触面粗糙程度相同,因此滑动摩擦力$f_1=f_2$。物体做匀速直线运动,受力平衡,拉力等于滑动摩擦力,即$F_1=f_1$,$F_2=f_2$,故$F_1=F_2$。
2. 功率比较:从$s-t$图像计算速度:①的速度$v_1=\frac{s_1}{t_1}=\frac{8m}{8s}=1m/s$;②的速度$v_2=\frac{s_2}{t_2}=\frac{6m}{12s}=0.5m/s$。根据功率公式$P=Fv$,因$F_1=F_2$,且$v_1>v_2$,所以$P_1=F_1v_1 > P_2=F_2v_2$。
【答案】=;>
【知识点】二力平衡、滑动摩擦力、功率
【点评】本题结合$s-t$图像,综合考查力学中平衡条件、滑动摩擦力和功率的知识点,需熟练掌握匀速运动的受力特点及功率的计算方法,关键是从图像中提取速度信息,难度适中。
【难度系数】0.5
8. 下图是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图。

(1)该实验要探究的是物体动能的大小与物体
(2)该实验物体的动能是指物体
(3)该实验物体动能的大小是通过
(4)该实验物体的速度是指物体A从斜面上由
(5)实验中,当研究物体动能与物体质量的关系时,应让物体从斜面的
(1)该实验要探究的是物体动能的大小与物体
质量
和速度
的关系。(2)该实验物体的动能是指物体
A
(填“A”或“B”)的动能。(3)该实验物体动能的大小是通过
B移动的距离
来反映的。(4)该实验物体的速度是指物体A从斜面上由
静止
滚下与物体B碰前
(填“碰前”或“碰后”)的速度,它是通过改变高度
(填“高度”或“质量”)来实现的。(5)实验中,当研究物体动能与物体质量的关系时,应让物体从斜面的
同一
高度滚下。答案
8.(1)质量 速度 (2)A (3)B移动的距离
(4)静止 碰前 高度 (5)同一
(4)静止 碰前 高度 (5)同一
解析
【分析】
本题是探究物体动能大小影响因素的实验题,需结合控制变量法和转换法分析。首先明确动能的影响因素为质量和速度,实验通过小球A撞击物体B,利用B移动的距离反映A的动能大小;实验中需控制变量,研究速度影响时改变斜面高度,研究质量影响时保持同一高度滚下,速度是A碰撞前的速度。
【解析】
(1) 物体动能的大小与质量和速度有关,因此实验探究的是动能与质量、速度的关系;
(2) 实验中是物体A从斜面滚下撞击B,所以研究的是物体A的动能;
(3) 动能大小无法直接观察,通过转换法,用物体B被推动移动的距离来反映A的动能大小,距离越远,动能越大;
(4) 实验中,物体A需从斜面由静止滚下,此时的速度是碰撞前的速度(碰撞后A速度改变,无法反映初始动能),速度大小通过改变斜面高度实现,高度越高,滚下速度越大;
(5) 研究动能与质量的关系时,需控制速度相同,因此应让物体A从斜面的同一高度滚下,确保到达水平面时速度一致。
【答案】
(1)质量 速度 (2)A (3)B移动的距离 (4)静止 碰前 高度 (5)同一
【知识点】
动能的影响因素、转换法、控制变量法
【点评】
本题是初中物理探究动能影响因素的经典基础实验题,综合考查了控制变量法和转换法的应用,是力学部分的重点实验,需掌握实验设计的核心思路。
【难度系数】
0.7
本题是探究物体动能大小影响因素的实验题,需结合控制变量法和转换法分析。首先明确动能的影响因素为质量和速度,实验通过小球A撞击物体B,利用B移动的距离反映A的动能大小;实验中需控制变量,研究速度影响时改变斜面高度,研究质量影响时保持同一高度滚下,速度是A碰撞前的速度。
【解析】
(1) 物体动能的大小与质量和速度有关,因此实验探究的是动能与质量、速度的关系;
(2) 实验中是物体A从斜面滚下撞击B,所以研究的是物体A的动能;
(3) 动能大小无法直接观察,通过转换法,用物体B被推动移动的距离来反映A的动能大小,距离越远,动能越大;
(4) 实验中,物体A需从斜面由静止滚下,此时的速度是碰撞前的速度(碰撞后A速度改变,无法反映初始动能),速度大小通过改变斜面高度实现,高度越高,滚下速度越大;
(5) 研究动能与质量的关系时,需控制速度相同,因此应让物体A从斜面的同一高度滚下,确保到达水平面时速度一致。
【答案】
(1)质量 速度 (2)A (3)B移动的距离 (4)静止 碰前 高度 (5)同一
【知识点】
动能的影响因素、转换法、控制变量法
【点评】
本题是初中物理探究动能影响因素的经典基础实验题,综合考查了控制变量法和转换法的应用,是力学部分的重点实验,需掌握实验设计的核心思路。
【难度系数】
0.7
9.如图,在做滚摆实验时,当滚轮向下滚动时,滚轮的
重力势
能转化为动
能,机械能不变
(填“变小”“变大”或“不变”)。(不考虑空气的阻力和摩擦)答案
9. 重力势 动 不变
解析
【分析】
要解决滚摆向下滚动时的能量转化问题,需明确动能和重力势能的影响因素:动能与质量、速度有关,重力势能与质量、高度有关。滚摆向下滚动时,质量不变,高度降低则重力势能减小,速度增大则动能增大;又因不考虑空气阻力和摩擦,机械能无损耗,总量不变,据此判断能量转化方向。
【解析】
滚摆向下滚动时,滚轮的质量不变,所处高度减小,因此重力势能减小;同时滚轮的运动速度增大,动能增大,所以滚轮的重力势能转化为动能。由于不考虑空气阻力和摩擦,机械能没有转化为其他形式的能量,因此机械能不变。
【答案】
重力势 动 不变
【知识点】
机械能转化;动能;重力势能
【点评】
本题结合滚摆实验考查机械能的转化,核心是理解不计阻力和摩擦时机械能守恒,需掌握动能和重力势能的影响因素,属于基础概念应用类题目。
【难度系数】
0.5
要解决滚摆向下滚动时的能量转化问题,需明确动能和重力势能的影响因素:动能与质量、速度有关,重力势能与质量、高度有关。滚摆向下滚动时,质量不变,高度降低则重力势能减小,速度增大则动能增大;又因不考虑空气阻力和摩擦,机械能无损耗,总量不变,据此判断能量转化方向。
【解析】
滚摆向下滚动时,滚轮的质量不变,所处高度减小,因此重力势能减小;同时滚轮的运动速度增大,动能增大,所以滚轮的重力势能转化为动能。由于不考虑空气阻力和摩擦,机械能没有转化为其他形式的能量,因此机械能不变。
【答案】
重力势 动 不变
【知识点】
机械能转化;动能;重力势能
【点评】
本题结合滚摆实验考查机械能的转化,核心是理解不计阻力和摩擦时机械能守恒,需掌握动能和重力势能的影响因素,属于基础概念应用类题目。
【难度系数】
0.5
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