内容正文:
第十一章 功和机械能
课时2 功率
课本典型题+变式练
考点一:功率大小的比较
题源1:P66·T1.甲乙二人同时开始登山,甲先到达山顶。你能判定哪个人的功率大吗?为什么?
解答:不能判断;两同学登山时,上升的高度相同,由于体重不同,所以克服体重做功不同;根据公式,甲先到达山顶,甲用的时间短,但是不能比较做功的多少,因此也就不能比较谁的功率大。
变式1:(2021•湘西州)小丹的爸爸比小丹重,他们一起从一楼爬上五楼,显然爸爸在相同时间内比小丹做的功多。这种情况物理学中用____表示做功的快慢。
解析:由题知,爸爸在相同时间内比小丹做的功多,即爸爸做功较快;在物理学中,用“功率”表示物体做功的快慢。
答案:功率
变式2:(2021·岳阳)小明两次分别用时60s、40s从一楼爬到五楼,小明的体重与前后两次上升的高度均不变,比较两次爬楼过程( )
A. 用时少的做功多 B. 用时少的做功功率大
C. 用时多的做功多 D. 用时多的做功功率大
解析:AC.由题知小明的体重与前后两次上升的高度均不变,因此由可知,两次所做的功相同,故AC错误;BD.两次所做的功相同,由可知,用时少的做功功率大,用时多的做功功率小,故B正确,D错误。故选B。
答案:B
考点二:功率的计算
题源2:P66·T2.某建筑工地上一台升降机的厢体连同货物的质量为1.2t,在10s内从楼的2层上升到5层。如果每层楼高3 m,升降机电动机的功率至少是多大?
解析:升降机上升使所用的力:
升降机上升的高度:
升降机做的功:
10s内做功的功率:
答案:升降机电动机的功率至少是。
变式:(2021·湖北宜昌)小勇放学后,背着重40N的书包沿水平路面走了200m,用时3min,又用1min爬上了大约9m高的四楼回到了家,小勇的重力为600N。则他在回家过程中对书包所做的功为______J,他所做总功的功率是______W。
解析:(1)小勇回家过程中对书包的作用力沿竖直方向,所以他背着书包在水平路面行走时,他对书包不做功,只在爬楼过程对书包做了功。所做的功
(2)上楼时,小勇不仅要克服书包的重力做功,还要克服自身重力做功。克服自身重力做的功做的总功整个过程所用时间所做总功的功率
答案:360 24
题源3:P66·T3.功率是25kW的拖拉机,它4h做的功如果由功率是0.4kW的耕牛去完成,需要多长时间?
解析:由可得,拖拉机4h做的功:
根据题意可知,拖拉机所做的功和耕牛所做的功相等,则耕牛完成这些功需要的时间:
答案:功率是25kW的拖拉机,它4h做的功如果由功率是0.4kW的耕牛去完成,需要250h。
变式:(2021·黑龙江绥化)甲、乙两人各自推动一辆小车,从同一地点同时向西做直线运动,乙的推力是50N,运动情况如图所示。以乙为参照物,则甲向______运动;乙推车功率是______W。
解析:(1)如图所示,甲推车的运动速度为乙推车的速度v乙=4m/s,因为甲、乙两人各自推动一辆小车,从同一地点同时向西做直线运动,且v甲<v乙,以乙为参照物,则甲向东运动。
(2)由题意知,乙的推力是50N,则乙推车功率是P=Fv=50N×4m/s=200W
答案:东 200
题源4:P66·T4.一辆重型卡车匀速行驶时发动机的功率为202 kW,速度为80 km/h。汽车行驶2h,发动机做的功是多少?卡车的牵引力是多大?
解析:发动机的功率:,速度:,汽车行驶时间:
由得,发动机做的功:
由,,得,牵引力:
答案:发动机做的功是,卡车的牵引力是
变式:(2021·四川泸州)绵泸高铁内自泸段即将建成通车,据了解泸州乘高铁经内江到成都大约需要84min。其中泸州至内江约130km,按照设计速度250km/h运行,泸州到内江列车大约需要______h。内江至成都约150km,从泸州经内江到成都全程的平均速度约为______km/h。某牵引力为9×104N的动车组在一段平直轨道上匀速行驶时速度为216km/h,则该动车组的输出功率为______W。
解析:(1)从泸州到内江列车需要的时间
(2)内江到成都所需时间从泸州经内江到成都的总路程s=s1+s2=130km+150km=280km
则全程平均速度
(3)该动车组的输出功率P=Fv1=9×104N×216×m/s=5.4×106W
答案:0.52 200 5.4×106
教材图片拓展
1.(教材图片拓展)(2021春•滦南县期末)如图所示,一位老人和一个小孩在相同的时间内爬完相同的楼梯(老人的质量大于小孩的质量)。下列说法正确的是( )
A.老人比小孩做功多,老人功率比小孩大
B.老人与小孩做功相同,两人功率也相同
C.老人与小孩做功相同,小孩功率比老人大
D.老人比小孩做功