1[2025安徽六安调研]如图是环保卫士小安在进行垃圾分类的情形,下列环节中,小安对瓶子做功的是(

A.从地上拾起瓶子
B.手握瓶子沿水平方向匀速走到垃圾桶旁
C.一只手握瓶子不动,另一只手打开垃圾桶桶盖
D.瓶子离开手后,掉入垃圾桶中
A
)A.从地上拾起瓶子
B.手握瓶子沿水平方向匀速走到垃圾桶旁
C.一只手握瓶子不动,另一只手打开垃圾桶桶盖
D.瓶子离开手后,掉入垃圾桶中
答案
1.A 【解析】A 从地上拾起瓶子,小安对瓶子有向上的力,瓶子在力的方向上移动了距离,小安对瓶子做了功,故A符合题意;B 手握瓶子沿水平方向匀速走到垃圾桶旁,小安对瓶子的力竖直向上,瓶子在力的方向上没有移动距离,小安对瓶子不做功,故B不符合题意;C 手握瓶子不动,小安对瓶子有竖直向上的力,瓶子在力的方向上没有移动距离,小安对瓶子不做功,故C不符合题意;D 瓶子离开手后,小安对瓶子不再施加力的作用,小安对瓶子不做功,故D不符合题意。
解析
【分析】判断是否对物体做功,需依据做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离,两个条件缺一不可。据此逐一分析各选项,判断是否满足做功条件。
【解析】根据做功的两个必要因素分析各选项:
选项A:从地上拾起瓶子时,小安对瓶子施加了向上的力,瓶子在向上的力的方向上移动了一段距离,满足做功的两个必要因素,因此小安对瓶子做了功,A符合题意;
选项B:手握瓶子沿水平方向匀速走到垃圾桶旁,小安对瓶子的力是竖直向上的,而瓶子移动的距离是水平方向,力的方向与距离方向垂直,瓶子在力的方向上没有移动距离,不满足做功条件,小安对瓶子不做功,B不符合题意;
选项C:手握瓶子不动时,小安对瓶子有竖直向上的力,但瓶子在力的方向上没有移动距离,不满足做功条件,小安对瓶子不做功,C不符合题意;
选项D:瓶子离开手后,小安对瓶子不再施加力的作用,没有力作用在瓶子上,因此小安对瓶子不做功,D不符合题意。
【答案】A
【知识点】功的两个必要因素
【点评】本题考查做功的判断,核心是掌握做功的两个必要条件,属于初中物理基础知识点,难度较低。
【难度系数】0.6
【解析】根据做功的两个必要因素分析各选项:
选项A:从地上拾起瓶子时,小安对瓶子施加了向上的力,瓶子在向上的力的方向上移动了一段距离,满足做功的两个必要因素,因此小安对瓶子做了功,A符合题意;
选项B:手握瓶子沿水平方向匀速走到垃圾桶旁,小安对瓶子的力是竖直向上的,而瓶子移动的距离是水平方向,力的方向与距离方向垂直,瓶子在力的方向上没有移动距离,不满足做功条件,小安对瓶子不做功,B不符合题意;
选项C:手握瓶子不动时,小安对瓶子有竖直向上的力,但瓶子在力的方向上没有移动距离,不满足做功条件,小安对瓶子不做功,C不符合题意;
选项D:瓶子离开手后,小安对瓶子不再施加力的作用,没有力作用在瓶子上,因此小安对瓶子不做功,D不符合题意。
【答案】A
【知识点】功的两个必要因素
【点评】本题考查做功的判断,核心是掌握做功的两个必要条件,属于初中物理基础知识点,难度较低。
【难度系数】0.6
2[2026山西晋城质检,中]两快递小哥同时送货到同一单元。甲提着5 kg的货物从1楼匀速爬到5楼,然后在5楼水平地面走了4 m;乙提着10 kg的货物从1楼匀速爬到3楼,然后在3楼水平地面走了3 m。若按对货物做功多少计算运费,则(g取10 N/kg,每层楼高为3 m) (
A.甲的运费高
B.乙的运费高
C.甲、乙运费相同
D.无法确定
C
)A.甲的运费高
B.乙的运费高
C.甲、乙运费相同
D.无法确定
答案
2.C 【解析】甲、乙水平行走时,对货物的力是竖直向上的,而货物在水平方向上移动距离,此过程中人对货物不做功;甲、乙爬楼时克服货物重力做功,1层楼高为3 m,则甲对货物做的功$W_甲=G_{甲货}h_甲=m_{甲货}gh_甲=5\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}×(5-1)×3\ \mathrm{m}=600\ \mathrm{J}$,乙对货物做的功$W_乙=G_{乙货}h_乙=m_{乙货}gh_乙=10\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}×(3-1)×3\ \mathrm{m}=600\ \mathrm{J}$,由于甲、乙对货物做的功一样多,若按对货物做功多少计算运费,则甲、乙运费相同,故C符合题意。
解析
【分析】
要判断运费高低,需先明确人对货物做功的情况:做功的两个必要因素是作用在物体上的力,以及物体在力的方向上通过的距离。水平行走时,人对货物的力竖直向上,货物水平移动,力与位移方向垂直,此过程不做功;只有爬楼时,人对货物的力竖直向上,货物在竖直方向移动,才做功。接下来分别计算甲、乙爬楼时对货物做的功,比较大小即可得出结论。
【解析】
1. 确定做功阶段:水平行走时,人对货物的力竖直向上,货物水平移动,力与位移垂直,不做功;仅爬楼时做功。
2. 计算爬楼高度:1层楼高3m,甲从1楼到5楼的高度差$h_甲=(5-1)×3\ \mathrm{m}=12\ \mathrm{m}$;乙从1楼到3楼的高度差$h_乙=(3-1)×3\ \mathrm{m}=6\ \mathrm{m}$。
3. 计算对货物做的功:根据功的公式$W=Gh=mgh$,
甲的功:$W_甲=m_甲gh_甲=5\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}×12\ \mathrm{m}=600\ \mathrm{J}$;
乙的功:$W_乙=m_乙gh_乙=10\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}×6\ \mathrm{m}=600\ \mathrm{J}$。
4. 比较功的大小:$W_甲=W_乙$,因此运费相同。
【答案】
C
【知识点】
功的计算、做功的必要因素
【点评】
本题考查功的计算,核心是判断做功的有效阶段,水平移动时力与位移垂直不做功,爬楼时克服重力做功;计算楼层高度时需注意是楼层数差对应的高度,避免高度计算错误,属于中等难度的基础应用题目。
【难度系数】
0.6
要判断运费高低,需先明确人对货物做功的情况:做功的两个必要因素是作用在物体上的力,以及物体在力的方向上通过的距离。水平行走时,人对货物的力竖直向上,货物水平移动,力与位移方向垂直,此过程不做功;只有爬楼时,人对货物的力竖直向上,货物在竖直方向移动,才做功。接下来分别计算甲、乙爬楼时对货物做的功,比较大小即可得出结论。
【解析】
1. 确定做功阶段:水平行走时,人对货物的力竖直向上,货物水平移动,力与位移垂直,不做功;仅爬楼时做功。
2. 计算爬楼高度:1层楼高3m,甲从1楼到5楼的高度差$h_甲=(5-1)×3\ \mathrm{m}=12\ \mathrm{m}$;乙从1楼到3楼的高度差$h_乙=(3-1)×3\ \mathrm{m}=6\ \mathrm{m}$。
3. 计算对货物做的功:根据功的公式$W=Gh=mgh$,
甲的功:$W_甲=m_甲gh_甲=5\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}×12\ \mathrm{m}=600\ \mathrm{J}$;
乙的功:$W_乙=m_乙gh_乙=10\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}×6\ \mathrm{m}=600\ \mathrm{J}$。
4. 比较功的大小:$W_甲=W_乙$,因此运费相同。
【答案】
C
【知识点】
功的计算、做功的必要因素
【点评】
本题考查功的计算,核心是判断做功的有效阶段,水平移动时力与位移垂直不做功,爬楼时克服重力做功;计算楼层高度时需注意是楼层数差对应的高度,避免高度计算错误,属于中等难度的基础应用题目。
【难度系数】
0.6
3[2025安徽亳州期中,中]如图为小明自制的过山车的简易模型,将小球在斜轨A点由静止释放,小球恰好能通过轨道内侧最高处C点,走完一圈圆形轨道后,再爬上斜轨到达D点并静止,则
(

A.小球从A运动到B的过程,动能增大,重力势能增大
B.小球从A运动到B的过程,动能不变,重力势能增大
C.小球从B运动到C的过程,动能转化为重力势能,机械能不变
D.小球从A运动到D的过程,机械能减小
(
D
)A.小球从A运动到B的过程,动能增大,重力势能增大
B.小球从A运动到B的过程,动能不变,重力势能增大
C.小球从B运动到C的过程,动能转化为重力势能,机械能不变
D.小球从A运动到D的过程,机械能减小
答案
3.D 【解析】小球从A运动到B的过程,小球质量不变,高度降低,重力势能减小,故AB错误;小球从B运动到C的过程,高度增加,重力势能增加,小球的速度变小,动能变小,动能转化为重力势能,小球在走完一圈圆形轨道后,再爬上斜轨到达D点并静止,D点高度比A点低,说明轨道不是光滑的,小球运动过程中需要克服摩擦做功,存在能量损失,因此机械能一直在变小,故C错误,D正确。故选D。
解析
【分析】
要解答本题,需明确:①动能与质量、速度有关,重力势能与质量、高度有关;②小球运动时轨道不光滑,会克服摩擦做功,机械能转化为内能,因此机械能不断减小。接下来逐个分析选项:
选项A、B:小球从A到B,质量不变,高度降低→重力势能减小,速度增大→动能增大,故A中“重力势能增大”、B中“动能不变”均错误。
选项C:小球从B到C,动能转化为重力势能,但因存在摩擦,机械能会减小,并非不变,故C错误。
选项D:小球从A到D,运动过程中持续克服摩擦做功,机械能转化为内能,因此机械能减小,故D正确。
【解析】
小球从A运动到B的过程中,质量不变,高度降低,重力势能减小;速度增大,动能增大,因此A、B选项错误。
小球从B运动到C的过程中,高度增加,重力势能增大,速度减小,动能减小,动能转化为重力势能,但由于轨道不光滑,小球运动时需克服摩擦做功,机械能会转化为内能,机械能减小,故C选项错误。
小球从A运动到D的过程中,始终需要克服轨道的摩擦做功,机械能不断转化为内能,因此机械能减小,故D选项正确。
【答案】
D
【知识点】
机械能转化、动能与势能
【点评】
本题考查机械能的转化规律,易错点在于忽略轨道摩擦对机械能的影响,误认为机械能守恒,需明确实际存在摩擦时机械能会减小,解题时要结合能量转化的实际情况分析。
【难度系数】
0.6
要解答本题,需明确:①动能与质量、速度有关,重力势能与质量、高度有关;②小球运动时轨道不光滑,会克服摩擦做功,机械能转化为内能,因此机械能不断减小。接下来逐个分析选项:
选项A、B:小球从A到B,质量不变,高度降低→重力势能减小,速度增大→动能增大,故A中“重力势能增大”、B中“动能不变”均错误。
选项C:小球从B到C,动能转化为重力势能,但因存在摩擦,机械能会减小,并非不变,故C错误。
选项D:小球从A到D,运动过程中持续克服摩擦做功,机械能转化为内能,因此机械能减小,故D正确。
【解析】
小球从A运动到B的过程中,质量不变,高度降低,重力势能减小;速度增大,动能增大,因此A、B选项错误。
小球从B运动到C的过程中,高度增加,重力势能增大,速度减小,动能减小,动能转化为重力势能,但由于轨道不光滑,小球运动时需克服摩擦做功,机械能会转化为内能,机械能减小,故C选项错误。
小球从A运动到D的过程中,始终需要克服轨道的摩擦做功,机械能不断转化为内能,因此机械能减小,故D选项正确。
【答案】
D
【知识点】
机械能转化、动能与势能
【点评】
本题考查机械能的转化规律,易错点在于忽略轨道摩擦对机械能的影响,误认为机械能守恒,需明确实际存在摩擦时机械能会减小,解题时要结合能量转化的实际情况分析。
【难度系数】
0.6
4[2025山东潍坊中考改编,中]如图甲所示,电动机通过滑轮组沿斜面匀速拉动重为900 N的货物,电动机的输出功率恒为240 W。0~10 s内货物运动的路程随时间变化关系如图乙所示,货物被提升的高度为2 m。不计滑轮重、绳重及滑轮上的摩擦,则0~10 s内 (

A.斜面对货物的支持力做功为1 800 J
B.电动机对绳子的拉力为600 N
C.货物受到斜面的摩擦力为150 N
D.该装置的机械效率为80%
C
)A.斜面对货物的支持力做功为1 800 J
B.电动机对绳子的拉力为600 N
C.货物受到斜面的摩擦力为150 N
D.该装置的机械效率为80%
答案
4.C 【解析】斜面对货物的支持力的方向垂直于斜面向上,货物在支持力的方向上没有移动距离,支持力不做功,即支持力做功为0 J,故A错误;由图示滑轮组可知,绳子的有效股数n=4,图乙中0~10 s内货物运动的路程为4 m,所以滑轮组绳子自由端移动距离$s_1=4s=4×4\ \mathrm{m}=16\ \mathrm{m}$,速度$v_1=\frac{s_1}{t}=\frac{16\ \mathrm{m}}{10\ \mathrm{s}}=1.6\ \mathrm{m/s}$,由$P=\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}=Fv$得电动机对绳子的拉力$F=\frac{P}{v_1}=\frac{240\ \mathrm{W}}{1.6\ \mathrm{m/s}}=150\ \mathrm{N}$,故B错误;有用功$W_{有用}=Gh=900\ \mathrm{N}×2\ \mathrm{m}=1800\ \mathrm{J}$,总功$W_总=Pt=240\ \mathrm{W}×10\ \mathrm{s}=2400\ \mathrm{J}$,该装置的机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_总}×100\%=\frac{1800\ \mathrm{J}}{2400\ \mathrm{J}}×100\%=75\%$,故D错误;不计滑轮重、绳重及滑轮上的摩擦,额外功为克服斜面摩擦力所做的功,即$W_{额外}=W_总-W_{有用}=2400\ \mathrm{J}-1800\ \mathrm{J}=600\ \mathrm{J}$,货物受到斜面的摩擦力$f=\frac{W_{额外}}{s}=\frac{600\ \mathrm{J}}{4\ \mathrm{m}}=150\ \mathrm{N}$,故C正确。
解析
【分析】
要解决这道题,需结合功的判断、滑轮组特点、功率公式、机械效率公式及斜面额外功的来源,逐个分析选项:
1. 分析A选项:根据功的两个必要因素(力和力方向上的位移),判断支持力是否做功;
2. 分析B选项:确定滑轮组绳子有效股数,结合图像得货物路程,算出绳子自由端速度,再用功率公式求拉力;
3. 分析C选项:计算有用功(提升货物的功)和总功(电动机做的功),额外功为克服斜面摩擦力的功,进而算出摩擦力;
4. 分析D选项:利用机械效率公式计算装置效率,判断正误。
【解析】
A选项:斜面对货物的支持力方向垂直斜面向上,货物沿斜面运动,在支持力方向(垂直斜面)无位移,根据功的定义,支持力做功为0 J,故A错误;
B选项:由图甲知滑轮组绳子有效股数n=4;图乙中0~10 s货物运动路程s=4 m,绳子自由端移动距离$s_绳=ns=4×4\ \mathrm{m}=16\ \mathrm{m}$,绳子自由端速度$v=\frac{s_绳}{t}=\frac{16\ \mathrm{m}}{10\ \mathrm{s}}=1.6\ \mathrm{m/s}$;由$P=Fv$得,电动机对绳子的拉力$F=\frac{P}{v}=\frac{240\ \mathrm{W}}{1.6\ \mathrm{m/s}}=150\ \mathrm{N}$,故B错误;
C选项:有用功$W_{有}=Gh=900\ \mathrm{N}×2\ \mathrm{m}=1800\ \mathrm{J}$,总功$W_{总}=Pt=240\ \mathrm{W}×10\ \mathrm{s}=2400\ \mathrm{J}$;不计滑轮重、绳重及滑轮摩擦,额外功为克服斜面摩擦力的功,即$W_{额}=W_{总}-W_{有}=2400\ \mathrm{J}-1800\ \mathrm{J}=600\ \mathrm{J}$;由$W_{额}=fs$得,摩擦力$f=\frac{W_{额}}{s}=\frac{600\ \mathrm{J}}{4\ \mathrm{m}}=150\ \mathrm{N}$,故C正确;
D选项:装置的机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{1800\ \mathrm{J}}{2400\ \mathrm{J}}×100\%=75\%$,不是80%,故D错误。
【答案】
C
【知识点】
功的判断、滑轮组应用、机械效率计算
【点评】
本题综合考查滑轮组与斜面的力学计算,需明确有用功、总功、额外功的来源,掌握功率、机械效率公式,易错点为滑轮组绳子段数判断和额外功分析,属于中等难度综合题。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需结合功的判断、滑轮组特点、功率公式、机械效率公式及斜面额外功的来源,逐个分析选项:
1. 分析A选项:根据功的两个必要因素(力和力方向上的位移),判断支持力是否做功;
2. 分析B选项:确定滑轮组绳子有效股数,结合图像得货物路程,算出绳子自由端速度,再用功率公式求拉力;
3. 分析C选项:计算有用功(提升货物的功)和总功(电动机做的功),额外功为克服斜面摩擦力的功,进而算出摩擦力;
4. 分析D选项:利用机械效率公式计算装置效率,判断正误。
【解析】
A选项:斜面对货物的支持力方向垂直斜面向上,货物沿斜面运动,在支持力方向(垂直斜面)无位移,根据功的定义,支持力做功为0 J,故A错误;
B选项:由图甲知滑轮组绳子有效股数n=4;图乙中0~10 s货物运动路程s=4 m,绳子自由端移动距离$s_绳=ns=4×4\ \mathrm{m}=16\ \mathrm{m}$,绳子自由端速度$v=\frac{s_绳}{t}=\frac{16\ \mathrm{m}}{10\ \mathrm{s}}=1.6\ \mathrm{m/s}$;由$P=Fv$得,电动机对绳子的拉力$F=\frac{P}{v}=\frac{240\ \mathrm{W}}{1.6\ \mathrm{m/s}}=150\ \mathrm{N}$,故B错误;
C选项:有用功$W_{有}=Gh=900\ \mathrm{N}×2\ \mathrm{m}=1800\ \mathrm{J}$,总功$W_{总}=Pt=240\ \mathrm{W}×10\ \mathrm{s}=2400\ \mathrm{J}$;不计滑轮重、绳重及滑轮摩擦,额外功为克服斜面摩擦力的功,即$W_{额}=W_{总}-W_{有}=2400\ \mathrm{J}-1800\ \mathrm{J}=600\ \mathrm{J}$;由$W_{额}=fs$得,摩擦力$f=\frac{W_{额}}{s}=\frac{600\ \mathrm{J}}{4\ \mathrm{m}}=150\ \mathrm{N}$,故C正确;
D选项:装置的机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{1800\ \mathrm{J}}{2400\ \mathrm{J}}×100\%=75\%$,不是80%,故D错误。
【答案】
C
【知识点】
功的判断、滑轮组应用、机械效率计算
【点评】
本题综合考查滑轮组与斜面的力学计算,需明确有用功、总功、额外功的来源,掌握功率、机械效率公式,易错点为滑轮组绳子段数判断和额外功分析,属于中等难度综合题。
【难度系数】
0.5
5[2025江苏常州中考,中]
2025年2月20日,实践二十五号卫星与北斗G7星对接之后,实践二十五号卫星为北斗G7星注入142 kg燃料。燃料加注过程中,两颗卫星结合在一起环绕地球做匀速转动且距地高度不变,加注过程中北斗G7星的动能

2025年2月20日,实践二十五号卫星与北斗G7星对接之后,实践二十五号卫星为北斗G7星注入142 kg燃料。燃料加注过程中,两颗卫星结合在一起环绕地球做匀速转动且距地高度不变,加注过程中北斗G7星的动能
变大
、重力势能变大
、机械能变大
。答案
5.变大 变大 变大 【解析】燃料加注过程中,北斗G7星的质量变大,速度不变,故动能变大;高度不变,质量变大,故重力势能变大;机械能等于动能与势能之和,故机械能变大。
解析
【分析】要判断北斗G7星动能、重力势能、机械能的变化,需明确各能量的决定因素:动能由质量和速度决定(公式$E_k=\frac{1}{2}mv^2$),重力势能由质量和高度决定(公式$E_p=mgh$),机械能是动能与重力势能的总和。题目中,加注燃料时北斗G7星的质量增大,且环绕地球匀速转动(速度不变)、距地高度不变,据此分析各能量变化。
【解析】1. 动能:加注燃料过程中,北斗G7星的质量增大,它环绕地球匀速转动,速度v不变,根据动能公式$E_k=\frac{1}{2}mv^2$,质量m增大、速度v不变,因此动能变大;2. 重力势能:北斗G7星距地高度h不变,质量m增大,根据重力势能公式$E_p=mgh$,高度h不变、质量m增大,因此重力势能变大;3. 机械能:机械能等于动能与重力势能之和,动能和重力势能均变大,所以机械能变大。
【答案】变大 变大 变大
【知识点】动能的影响因素、重力势能的影响因素、机械能
【点评】本题考查机械能相关的基础知识点,核心是掌握动能、重力势能的决定因素,结合题目中质量、速度、高度的变化即可判断各能量的变化,属于基础题型,难度较低。
【难度系数】0.7
【解析】1. 动能:加注燃料过程中,北斗G7星的质量增大,它环绕地球匀速转动,速度v不变,根据动能公式$E_k=\frac{1}{2}mv^2$,质量m增大、速度v不变,因此动能变大;2. 重力势能:北斗G7星距地高度h不变,质量m增大,根据重力势能公式$E_p=mgh$,高度h不变、质量m增大,因此重力势能变大;3. 机械能:机械能等于动能与重力势能之和,动能和重力势能均变大,所以机械能变大。
【答案】变大 变大 变大
【知识点】动能的影响因素、重力势能的影响因素、机械能
【点评】本题考查机械能相关的基础知识点,核心是掌握动能、重力势能的决定因素,结合题目中质量、速度、高度的变化即可判断各能量的变化,属于基础题型,难度较低。
【难度系数】0.7
6 [AI] DPSK原创 新考法 [中]人体的心脏能够为人体血液循环提供能量,假设人在静息状态下,心脏搏动以 $1.6×10^5$ Pa 的平均压强将血液压出心脏,送往人体各部位,每分钟从心脏压出的血液量为 6 000 mL,则心脏每分钟做的功是
960
J,心脏的平均功率为 16
W;若人在运动时,心脏输血压强和静息状态下相同,但每分钟从心脏压出的血液量变大,则心脏输血的平均功率会 增大
(填“减小”“不变”或“增大”)。答案
6.960 16 增大 【解析】根据$W=Fs$和$p=\frac{F}{S}$可知,心脏每分钟做的功$W=Fs=pS· s=pV=1.6×10^5\ \mathrm{Pa}×6000×10^{-6}\ \mathrm{m}^3=960\ \mathrm{J}$;心脏的平均功率$P=\frac{W}{t}=\frac{960\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{s}}=16\ \mathrm{W}$;当人在运动时,每分钟从心脏压出的血液量变大,根据$P=\frac{W}{t}=\frac{pV}{t}$可知,心脏输血的平均功率会增大。
解析
【分析】
要解决这道题,需先推导心脏做功的表达式:心脏压出血液时,压力$ F = pS $,血液移动的距离对应体积$ V = S · s $,因此做功$ W = Fs = pS · s = pV $,关键是将血液体积转换为国际单位;功率为功与时间的比值,需统一时间单位;最后结合公式分析运动时的功率变化即可。
【解析】
1. 计算心脏每分钟做的功:
已知压强$ p = 1.6×10^5\ \mathrm{Pa} $,每分钟压出的血液体积$ V = 6000\ \mathrm{mL} = 6000×10^{-6}\ \mathrm{m}^3 = 0.006\ \mathrm{m}^3 $。
根据推导公式$ W = pV $,代入数值:
$ W = 1.6×10^5\ \mathrm{Pa} × 0.006\ \mathrm{m}^3 = 960\ \mathrm{J} $。
2. 计算心脏的平均功率:
时间$ t = 1\ \mathrm{min} = 60\ \mathrm{s} $,根据功率公式$ P = \frac{W}{t} $,代入数值:
$ P = \frac{960\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{s}} = 16\ \mathrm{W} $。
3. 分析运动时的功率变化:
已知输血压强$ p $不变,每分钟压出的血液量$ V $变大,时间$ t $不变,根据功率公式$ P = \frac{W}{t} = \frac{pV}{t} $,可知$ V $增大时,功率$ P $增大。
【答案】
960;16;增大
【知识点】
功的计算、功率的计算
【点评】
本题结合生活实际考查物理公式的应用,核心是推导心脏做功与压强、体积的关系,单位转换是解题易错点,需掌握功和功率的基本公式及变形应用。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需先推导心脏做功的表达式:心脏压出血液时,压力$ F = pS $,血液移动的距离对应体积$ V = S · s $,因此做功$ W = Fs = pS · s = pV $,关键是将血液体积转换为国际单位;功率为功与时间的比值,需统一时间单位;最后结合公式分析运动时的功率变化即可。
【解析】
1. 计算心脏每分钟做的功:
已知压强$ p = 1.6×10^5\ \mathrm{Pa} $,每分钟压出的血液体积$ V = 6000\ \mathrm{mL} = 6000×10^{-6}\ \mathrm{m}^3 = 0.006\ \mathrm{m}^3 $。
根据推导公式$ W = pV $,代入数值:
$ W = 1.6×10^5\ \mathrm{Pa} × 0.006\ \mathrm{m}^3 = 960\ \mathrm{J} $。
2. 计算心脏的平均功率:
时间$ t = 1\ \mathrm{min} = 60\ \mathrm{s} $,根据功率公式$ P = \frac{W}{t} $,代入数值:
$ P = \frac{960\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{s}} = 16\ \mathrm{W} $。
3. 分析运动时的功率变化:
已知输血压强$ p $不变,每分钟压出的血液量$ V $变大,时间$ t $不变,根据功率公式$ P = \frac{W}{t} = \frac{pV}{t} $,可知$ V $增大时,功率$ P $增大。
【答案】
960;16;增大
【知识点】
功的计算、功率的计算
【点评】
本题结合生活实际考查物理公式的应用,核心是推导心脏做功与压强、体积的关系,单位转换是解题易错点,需掌握功和功率的基本公式及变形应用。
【难度系数】
0.6
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