内容正文:
4.2.2 机械功-功率(难点练)
一、单选题
1.某九年级同学家住5楼,一天,他提着装有10个鸡蛋的塑料袋从1楼走到家里过程中,下列估算不合理的是
A.他提鸡蛋的力做的功约为60J
B.他提鸡蛋的力做功的功率约为10 W
C.他爬楼做的功约为6×103J
D.他爬楼做功的功率约为1×102 W
【答案】B
【解析】
A选项,两只鸡蛋的力大约为1N,可以知道提着10个鸡蛋的力大约为F=5N;住宅楼的楼层高大约3米,家住5楼,此同学实际爬楼高度h=43m=12m,故提鸡蛋的力大约做功:,故A合理,不符合题意.
B选项,从1楼到5楼大约1min=60s,则他提鸡蛋的力做功的功率:,故B不合理,符合题意.
C选项,中学生的重力约500N,克服自身重力做功:
他爬楼做的功:W=W1+W2=6060J,故C合理,不合题意.
D选项,爬楼做功的功率:,故D合理,不合题意.
所以B选项是正确的.
【点睛】
所谓估算不是猜而是依据生活经验或常识对相关物理量进行估计必要时还需根据相关公式计算得出结果:需注意实际爬楼的层数等于楼层数减一,估算出10个鸡蛋的重力和爬楼的高度,根据W=Fs可算出做功的多少,然后再根据估算功率.
2.甲、乙两质量相等的物体,用外力F1使甲以速度v1匀速上升高度h时,F1做功W1,功率为P1;用外力F2使乙以速度v2同样匀速上升高度h时,F2做功W2,功率为P2,已知v1>v2,则( )
A.W1=W2,P1=P2 B.W1=W2,P1>P2
C.W1>W2,P1=P2 D.W1>W2,P1>P2
【答案】B
【解析】
CD.甲、乙两质量相等的物体,甲、乙的重力相同,由于都是匀速上升,故外力F1等于外力F2,匀速上升相同的高度h时,故拉力做的功的大小为,故
故CD错误;
AB.由于v1>v2,匀速上升相同的高度h时,那么根据可知,
根据可知,,故
故A 错误;B正确。
故选B。
3.如图所示,是跳伞运动员在匀速直线下落过程中,下落的速度v、下落的路程s、重力做的功W和重力做功的功率P随时间t变化规律的图象,其中正确的是
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
【答案】D
【解析】
跳伞运动员在匀速下落过程中,做匀速直线运动,匀速直线运动v不随时间变化,故在图象中为平行于时间轴的直线,在s-t图象中,匀速直线运动为倾斜的直线;故①正确、②错误;
根据W=Gh=Gvt,其中重力G、速度v是一定值,重力做的功W与时间t成正比,图象为倾斜的直线,故③错误;
④根据P=Fv=Gv,其中重力G、速度v是一定值,故功率P也为一定值,图象为平行于时间轴的直线,故④正确.
故选D.
4.质量为50kg的某同学在跳绳时重心高度随时间变化的关系如图所示,根据图像可估算出该同学在1分钟内克服重力做功的平均功率为(g取10N/kg)( )
A.15W B.150W C.187.5W D.300W
【答案】B
【解析】
该同学受到的重力为
G=mg=50kg×10N/kg=500N
由图可知该同学跳绳时重心上升的高度为
h=0.1m
该同学跳绳一次克服重力做的功为
W=Gh=500N×0.1m=50J
由图可知该同学从起跳到下一次起跳所用的时间为
=
该同学跳绳的平均功率为
=
故选B。
5.如图所示,一物体放在一水平面上,第一次在拉力F1的作用下,以速度v1匀速运动了距离s,第二次在拉力F2的作用下,以速度v2匀速运动了同样的距离,已知v2>v1。比较前后两次拉力做的功及其功率的大小关系,正确的是( )
A.P1=P2 B.P1>P2
C.W1=W2 D.W1<W2
【答案】C
【解析】
AB.因两次运动物体均处于受力平衡状态,且接触面的压力与粗糙程度均不变,故两次运动物体所受摩擦力相同,故可知两次运动物体所受拉力相同,即F1=F2,又因v2>v1,故由
P=Fv可知,P1<P2,故AB错误;
CD.因两次运动的距离相同,故由W=Fs可知,W1=W2,故C正确,D错误。
故选C。
6.一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动,物体运动的图像如图所示,下列判断正确的是( )
A.物体在10s时的速度大于4s时的速度
B.0~6s物体所受的拉力大于6~12s物体所受的拉力
C.0~6s拉力对物体做功的功率小于6~12s拉力对物体做功的功率
D.0~6s拉力对物体所做的功大于6~12s拉力对物体所做的功
【答案】D
【解析】
A.0~6s直线斜率大于6~12s直线斜率,所以0~6s速度大于6~12s速度,故物体在10s时的速度小于4s时的速度,故A错误;
BD.同一物体沿同一水平面运动,则压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以物体受到的摩擦力大小不变,因物体做匀速直线运动,则拉力等于摩擦力,所以0~6s物体所受的拉力等于6~12s物体