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第40讲 功和功率
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课
标
精
析
例1 2022·杭州现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m甲>m乙>m丙),在相等的恒力F作用下,分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s,如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙,三者大小判断正确的是( C )
A.W甲>W乙>W丙
B.W甲<W乙<W丙
C.W甲=W乙=W丙
D.W甲=W乙<W丙
变式题 用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动,两次运动的s——t图像如图所示。其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,相同时间内弹簧测力计对物体所做的功分别为W1、W2,则它们的关系正确的是( B )
A.F1>F2,W1>W2
B.F1=F2,W1>W2
C.F1=F2,W1<W2
D.F1<F2,W1<W2
例2 2022年8月29日,女排亚洲杯决赛中,中国队获得亚军。下列各图是排球扣球的几个环节,其中运动员对排球做功的是( C )
A.助跑起跳 B.手往后伸
C.空中击球 D.双脚落地
变式题 关于力对物体做功的叙述,下列说法中正确的是( C )
A.举重运动员举着杠铃不动,运动员竖直向上托举的力对杠铃做了功
B.人推汽车但没有推动,人的推力对汽车做了功
C.起重机吊着重物上升,钢绳竖直向上的拉力对重物做了功
D.足球在水平地面上滚动,足球受到的重力对足球做了功
例3 2022·温州下图是小明在做俯卧撑和引体向上的锻炼场景。
(1)图甲中小明静止时地面对双手的支持力为F1,图乙中小明静止悬挂在单杠上时,单杠对他的作用力为F2,则F1__小于__(填“大于”“小于”或“等于”)F2。
(2)重为600 N的小明按图乙做一个引体向上,需克服自身重力做功约为__420__J。
变式题 如图所示,用10 N的水平推力推着重为60 N的物体沿水平方向做直线运动。若推力对物体做了60 J的功,则在这一过程中( A )
A.物体一定运动了6 m
B.重力做的功一定为360 J
C.物体一定运动了1 m
D.物体一定受到10 N的摩擦力
例4 2022·绍兴长度均为20 cm的相同均质木块A、B平放在水平桌面上,从图示位置开始推木块。当F为3 N时,木块静止;当F为6 N时,木块A、B开始沿桌面做匀速直线运动,2 s后木块A掉落;继续推木块B使其仍做匀速直线运动直到掉落。
(1)推力为3 N时,A、B整体受到摩擦力为__3__N。
(2)木块A在桌面上匀速运动的速度大小为__0.05__m/s。
(3)从开始推动到木块B掉落的过程中,推力共做功__1.2__J。
例5 学习了功率的知识后,小科和几位同学准备做“比一比谁的功率大”的活动。以下是他们设计的三套方案,其中可行的是( D )
①控制爬楼的时间相同,测量出各自的体重、爬上楼的高度,算出功率进行比较。
②控制爬楼的高度相同,测量出各自的体重、爬楼用的时间,算出功率进行比较。
③测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,算出功率进行比较。
A.只有① B.只有①②
C.只有②③ D.①②③
例6 如图所示,用大小相等的拉力F分别沿斜面和水平面拉同一个木箱,拉力方向和运动方向始终一致。斜面AB粗糙,长度为sAB ,水平面CD光滑,长度为sCD ,运动时间分别为tAB、tCD,运动速度分别为vAB、vCD。则( B )
A.若sAB=sCD ,则拉力在AB段做功较多
B.若sAB>sCD且tAB=tCD ,则拉力在AB段做功较快
C.若sAB=sCD且tAB>tCD ,则拉力在AB段做功较快
D.若vAB=vCD ,则拉力在AB段和CD段做功一样多
变式题 如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A,已知AB>AC,施加的力分别为F1、F2 ,拉力做的功分别为W1、W2 ,拉力做功的功率分别为P1、P2 ,则下列判断中正确的是 ( A )
A. F1<F2 ,W1=W2 ,P1<P2
B. F1>F2 ,W1>W2 ,P1>P2
C. F1<F2,W1<W2,P1<P2
D. F1<F2,W1=W2,P1>P2
例7 跳绳是杭州市初中毕业生体育测试的项目之一,小金想利用所学的科学知识估测自己跳绳时克服重力做功的平均功率。(不计绳重)
(1)用体重计测量自身重力为G。
(2)估测自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升的高度)。
(3)用计时器记录跳n次所用的__时间t__(填物理量名称及对应字母)。
(4)小金跳绳时克服重力做功的平均功率为P=____(用以上的字母表示)。
(5)若两位同学想比较跳绳的平均功率(假设两人跳起的平均高度相同),则__B__(填字母)。