题文

小明家最近正在装修，他准备将一批沙子运往3米高的楼上。  （1）小明将300N的沙装入一个塑料袋中（塑料袋的重力忽略不计），用1min时间将这一袋沙匀速搬到家中。因为做功的两个必要因素是：_________和__________，因此，小明对这袋沙子所做的功为_____J，功率为______W。 （2）小明将沙子匀速上提的过程中，因为沙子的质量和速度_______，所以动能_______；又因为高度__ _，所以重力势能___________；又因为机械能等于_______和________之和，所以机械能________（填如何变化）。 （3）小明想用更省力的办法把沙子提上楼，于是他找来了一个重约20N的动滑轮，将300N的沙子提到楼上，若不计摩擦，此动滑轮的机械效率是多少？ （4）小明在用动滑轮提沙时，有用功是__________，额外功是________，总功是__________。

题型：填空题  难度：偏难

答案

（1）作用在物体上的力；物体在力的方向上移动的距离；900；15； （2）速度；不变；高度；增大；动能；势能；增大； （3）W有=G·h=300N×3m=900J，W额= G动·h=20N×3m=60J，W总= W有+W额=900J+60J=960J，η= W有/ W总=900J/960J=93.75% 。 （4）提沙所做的功；提动滑轮所做的功；提起沙和动滑轮所做的功

据专家权威分析，试题“小明家最近正在装修，他准备将一批沙子运往3米高的楼上。（1）小明..”主要考查你对  功的计算，功率的计算，动能大小的比较，势能大小的比较，有用功和额外功  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功的计算功率的计算动能大小的比较势能大小的比较有用功和额外功

考点名称：功的计算

• 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。
  

考点名称：功率的计算

• 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