内容正文:
第十一章 机械功与机械能
11.2 怎样比较做功的快慢
1. [科学思维]如图所示,比较挖掘机与人力挖土做功的快慢,我们可以采用时间相同,比较____________的方法,或采用做功多少相同,比较__________的方法。
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做功多少
时间长短
2.某小车功率为800 W,它表示的物理意义是__________________________。
小车在1 s内做的功为800 J
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3.当你在安静思考问题时,心脏推动血液流动的功率约为1.5 W,则你在考试的1.5 h内,心脏做的功为________ J。
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8 100
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4.一辆重型卡车正在平直公路上以20 m/s的速度匀速行驶,卡车的牵引力为1.0×104 N。卡车行驶1 min后发动机做的功是________ J,发动机输出功率为________W。
1.2×107
2×105
5.如图所示,小明在单杠上做引体向上运动,每次引体向上身体上升的高度为握拳时手臂的长度。已知小明的体重为500 N,握拳时手臂的长度为0.6 m,完成4次引体向上所用的时间为10 s。求:
(1)小明完成1次引体向上所做的功。
解:做引体向上时需要克服重力做功,已知小明体重G=500 N,每次上升距离h=0.6 m,小明完成一次引体向上做的功为W=Gh=500 N×0.6 m=300 J。
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5.如图所示,小明在单杠上做引体向上运动,每次引体向上身体上升的高度为握拳时手臂的长度。已知小明的体重为500 N,握拳时手臂的长度为0.6 m,完成4次引体向上所用的时间为10 s。求:
(2)10 s内小明做引体向上的功率。
解:小明10 s内做的总功W总=4×300 J=1 200 J,
小明做引体向上的功率P=
6.[教材改编题]小强同学准备测量一下他从一楼上到三楼的功率。
(1)他应该准备的测量器材有:卷尺、体重计和________。
(2)他应该测量的距离是____(填“A”或“B”)。
A.测出一楼到三楼的竖直高度
B.测出楼梯的总长度
秒表
A
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(3)请你根据他的测量数据计算出他上楼时的功率,并填写在表格空白处。(g取10 N/kg)
m/kg h/m t/s P/W
50 6 15
200
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7.健身教练要增大学员的运动量,会加快音乐的节奏,以________(填“增大”或“降低”)运动的________(填“功”“时间”或“功率”)。
增大
功率
8.[2022·安徽改编]在一次跳伞表演中,运动员在5 s的时间内竖直向下匀速降落了30 m。若运动员和降落伞作为整体受到的重力为1 000 N,这个整体在该过程中,所受阻力为________N,所受重力做功的功率为________W。
1 000
6 000
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9.[2023·马鞍山模拟]工人师傅使用一个动滑轮用竖直向上的大小为100 N的拉力将一个重物在2.5 s内匀速提升0.6 m,则拉力做功的功率为________W。
48
【点拨】拉力端移动的距离s=2h=2×0.6 m=1.2 m,已知拉力F=100 N,则拉力做的功W=Fs=100 N×1.2 m=120 J,拉力做功的功率P=
10.[2023· 亳州月考]跳绳是安徽中考体育考试项目之一。在今年的中考体育考试时,某一质量为50 kg的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 min内跳绳的次数为________次,克服重力做功的平均功率为________W。(g取10 N/kg)
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180
75
11.甲、乙两种机械所做的功W随时间t变化的图像如图所示,则从图像可以判断出( )
A.甲比乙做功快
B.甲比乙做功慢
C.甲比乙做功多
D.甲比乙做功少
A
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12.大明和小华一起去登黄山,大明用了2.5 h登上山顶,小华用了2 h登上山顶,大明的体重是小华的1.5倍,大明与小华的爬山的功率之比是( )
A.5∶6 B.8∶15
C.6∶5 D.3∶2
C
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【点拨】由题知,大明的体重是小华的1.5倍,G大明=1.5G小华,W大明=G大明h=1.5 G小华h,W小华=G小华h,
13.[易错题]如图所示,一个物体由A点落下,速度越来越快,相继经过B、C两点,且AB=BC。物体在AB段和BC段重力做的功分别为W1和W2,做功的功率分别为P1和P2。则( )
A.W1=W2 P1<P2
B.W1>W2 P1=P2
C.W1>W2 P1<P2
D.W1=W2 P1>P2
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A
14.小明对四位同学做功情况各测量了一次,把四位同学做功W和所用时间t在坐标系中描点,得到了图中甲、乙、丙、丁四个点,这四位同学中做功功率相同的是( )
A.甲和乙
B.乙和丙
C.甲和丙
D.甲和丁
B
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15.一辆汽车装满货物时的总质量为5 t,发动机输出的功率为70 kW,在平直公路上匀速行驶了10 min,汽车所受阻力是车总重的 0.1。求:(g取10 N/kg)
(1)这段时间内汽车牵引力做的功。
解:汽车行驶时间t=10 min=600 s,
发动机的功率P=70 kW=7×104 W,
牵引力做的功为W=Pt=7×104 W×600 s=4.2×107 J。
15.一辆汽车装满货物时的总质量为5 t,发动机输出的功率为70 kW,在平直公路上匀速行驶了10 min,汽车所受阻力是车总重的 0.1。求:(g取10 N/kg)
(2)汽车的行驶速度。
解:总质量m=5 t=5 000 kg,
汽车所受阻力f=0.1 G=0.1 mg=0.1×5 000 kg×10 N/kg
=5×103 N,
因为汽车在平直公路上做匀速直线运动,牵引力F与阻力f
是一对平衡力,所以汽车的牵引力F=f=5×103 N,
由P= =Fv得,汽车的行驶速度为v=
=14 m/s。
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16.汽车爬坡时,驾驶员的操作是加大油门,同时将变速器换成低速挡,加大油门是使发动机有更大功率,换用低速挡是为了减速,那么,在爬坡时,减小汽车的速度是为了( )
A.保证安全 B.获取更大的动力
C.省油 D.增大惯性
B
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==120 W。
==48 W。
故 ==。因为==,
大明与小华的爬山功率之比==×=。
=
=
$$