内容正文:
第十章 机械与人
专题训练 4.功和功率的计算
1.【跨学科综合题】如图所示,小明正在进行双杠臂屈伸测试。若小明的重力约为600 N,在30 s内完成了12次臂屈伸,则他克服自身重力做功的平均功率最接近于( B )
A.20 W
B.60 W
C.100 W
D.140 W
B
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专题训练
2.物体在水平面上做匀速直线运动(如图甲),当物体运动路程与时间的关系图像如图乙时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度与时间的关系图像如图丙时,受到的水平推力为F2。两次推力的功率分别为P1、P2,则F1∶F2和P1∶P2分别为( D )
D
A.3∶5和9∶25 B.3∶5和1∶1
C.3∶5和3∶5 D.1∶1和3∶5
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3.[2023·扬州月考]小勇背着重40 N的书包沿水平路面走了200 m,用时3 min,又用1 min 爬了大约9 m高的楼梯回到了家。小勇的重力为600 N,则他在回家过程中对书包所做的功为 360 J。他在上楼过程中克服总重力所做功的功率是 96 W。(沿水平路面行走时不考虑重心高度的变化)
360
96
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4.近年来,机器人已广泛在宾馆、餐厅使用。如图甲所示是一款机器人正在送餐,某段时间内机器人受到的牵引力大小随时间变化图像如图乙所示,机器人在水平地面上运动速度随时间变化图像如图丙所示,20~50 s运动了12 m。下列说法正确的是( A )
A
A.0~20 s内牵引力的功率为80 W
B.0~20 s内牵引力做功为900 J
C.20~50 s内牵引力做功为1 540 J
D.0~50 s内机器人的平均速度为0.4 m/s
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5.[2023·吉林改编]如图所示,工人用150 N的拉力,在10 s内将重为210 N的物体匀速提升了2 m。该过程中,克服物体重力做功 420 J,工人拉力做功的功率为 60 W。
420
60
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6.[2023·盐城二模节选]如图所示,某工人师傅用平行于斜面向上、大小为500 N的推力,把木箱从长4 m的斜面底端推到顶端用时10 s,推力的功率为 200 W。
200
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7.如图甲,用竖直向上的拉力F,将静止在水平地面上的物体向上提升。乙图表示拉力F的大小随时间t的变化关系,丙图表示物体运动速度v的大小随时间t的变化关系。在 0~10 s内物体对地面的压力为 30 N;20~30 s内拉力F做功的功率为 500 W。
30
500
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8.如图所示,物体A重30 N,物体B重50 N。物体B在水平向右的拉力F=60 N的作用下以0.3 m/s的速度匀速向右运动,滑轮与绳子质量及滑轮轴处摩擦均不计。则3 s内克服物体B重力做功 0 J,拉力F做功的功率为 12 W。
0
12
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9.某型号小车质量约为1.5×103 kg,某次在平直公路上进行性能测试时,小车由静止开始运动,其水平方向受到的牵引力F与时间t的关系如图所示,t=20 s后,小车以20 m/s的速度做匀速直线运动。则在20~40 s时间内小车牵引力做的功是 1.2×106 J,小车做匀速直线运动时发动机的功率是 6×104 W。(g取10 N/kg)
1.2×106
6×104
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10.[2023·珠海三模]运动员从高空竖直向下跳伞,运动员(包括装备)的质量为80 kg,只考虑运动员受到的重力和空气阻力,下降时的v-t图像如图所示。求:(g取10 N/kg)
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解:(1)这段时间内运动员的平均速度
v===42 m/s;
(1)运动员在前50 s内下落2 100 m,这段时间内运动员的平均速度;
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(2)运动员在第20~30 s时,所受的空气阻力;
解:(2)运动员和装备的总重力
G=mg=80 kg×10 N/kg=800 N,由题图可知,运动员在第20~30 s时做匀速直线运动,处于平衡状态,所受的空气阻力f=G=800 N。
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解:(3)这段时间内,运动员所受重力做的功
W=Gh=800 N×1 500 m=1.2×106 J,
运动员所受重力做功的功率
P===4×104 W。
(3)运动员在前