内容正文:
沪粤版九年级物理上册
《11.2 怎样比较做功的快慢》
同步训练
一、夯实考点
· 考点01 比较做功的快慢
· 考点02 功率
· 【功率的概念】
· 【功率的单位】
· 【功率的计算】
· 考点03 功率的测量
二、感受真题
考点训练
· 考点01 比较做功的快慢
1.我们可以用两种方法来比较物体做功的快慢。如图是挖掘机和人同时开始工作到某时刻的情形,你认为 方式做功较快,理由是相同时间内甲做的功多;另一种方法是做相同的 ,比较做功时间的多少。
2.无论是人做功,还是利用机械做功,都有做功快与慢的问题。如图所示,为了比较物体做功的快慢,两位同学均将重物匀速地从一楼搬运到三楼。楼层高度相同、重物重力不同,图(d)的重物重力最大、(c)其次、(a)、(b)最小且相等。从图中提供的信息,进行归纳:
(1)分析图中(a)与(b)相关信息,得出比较物体做功快慢的方法是 。
(2)分析图中 相关信息,得出比较物体做功快慢的方法是做功时间相同,比较做功多少,且 。
· 考点02 功率
· 【功率的概念】
1.在物理学中,物理量与时间的比值表示快慢的意思,下列各物理量的单位中,没有表示快慢意思的单位是( )
A.米每秒(m/s)
B.焦每秒(J/s)
C.瓦特(w)
D.千克每立方米(kg/m3)
2.(多选)关于功和功率,下列说法正确的是( )
A.举重运动员举着杠铃不动,人举杠铃的力没有做功
B.小球在粗糙的水平桌面上移动了一段距离,桌面对小球的支持力做了功
C.做功越多的机械功率越大
D.做功越快的机械功率越大
2.关于功率,下列说法正确的是( )
A.力对物体做功越多,功率就越大
B.做功时间越短,功率越大
C.完成相同的功所用时间越长,功率越大
D.功率越大,在单位时间内做的功越多
· 【功率的单位】
1.物理学中常以科学家的名字来作为相关物理量的单位,例如以“帕斯卡(Pa)”作为 的单位,而物理量“功率”则以科学家 来作为其单位。
2.为引导学生加强体育锻炼,提高身体素质,滨州市将“体育与健康科目”的分值计入学业水平考试的总成绩。如图是某同学在练习一分钟跳绳项目,他跳出了150次/min的好成绩,下列关于该同学在跳绳时的估算合理的是( )
A.该同学受到的重力约为60N
B.该同学每次跳起时的高度约为2m
C.该同学每次跳起时克服重力做功约为1000J
D.该同学一分钟跳绳克服重力做功的平均功率约为50W
3.如图,小红某次从教学楼的一楼爬到四楼,用时50s,她这次爬楼的功率值最接近( )
A.10W B.100W C.1×103W D.1×104W
· 【功率的计算】
1.(2024•江西)如图所示,物块在大小为F的拉力作用下,在时间t内沿拉力方向移动的距离为s,则此过程中拉力对物块做的功为 ,功率为
(均用题中所给字母表示)
2.(2024•上海)塔吊吊起重物,在竖直方向匀速上升时,若以地面为参照物,则此重物是 的(选填“运动”或“静止”)。若钢丝绳对物体的拉力为1×104N,物体运动的距离为40m,物体上升的这段时间共花费50s,则拉力做的功为 J,功率为 W。
3.(2022•齐齐哈尔)如图甲所示,在水平地面上的物体在水平推力F的作用下做直线运动。当水平推力为F1时,物体运动的路程与时间关系如图乙所示;当水平推力为F2时,物体运动的速度与时间关系如图丙所示,则F F2。若两次推力的功率分别为P1、P2,则P1 P2。(两空均选填“大于”、“等于”或“小于”)
4.有甲、乙两辆功率相等的汽车,相等的时间内在平直路面上匀速通过的距离之比s甲:s乙=2:3,那么( )
A.两辆汽车的牵引力之比F甲:F乙=2:3
B.两辆汽车的牵引力之比F甲:F乙=3:2
C.两辆汽车做的功之比W甲:W乙=2:3
D.两辆汽车做的功之比W甲:W乙=3:2
· 考点03 功率的测量
1.黄炜栋想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率(不计绳重)。
(1)实验需要测量的物理量:
①用 (填测量器材)测量自己的质量m;
②测自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升的高度);
③用 (填测量器材)记录跳n次绳所用的 时间t(填物理量与其对应字母)。
(2)跳绳时平均功率表达式P= 。
(3)为计算方便,若设小黄的质量m=50kg,他跳绳时的重心高度随时间变化的情况如图所示,根据所给条件可估算出他每跳一次克服重力所做的功是 J,在1min内,他跳绳的个数是 个,在1min内克服重力做功的平均功率为 W。(g取10N/kg)
(4)小黄想和华哥比较跳绳的平均功率(假设两人跳起的平均高度相同),则 ;
A.频率相同,体重大的功率大;
B.频率相同,跳的时间长的功率大;
C.体重相同,频率高的功率小;
D.体重相同,跳的时间长的功率大。
2.小明家买了一桶水,小明的爸爸要将这桶水从一楼搬到他家所住的三楼,小明想用所学的物理知识测量他爸爸搬水的过程中对这桶水所做功的功率。
(1)小明设计的实验步骤如下,其中不必要的是 (填字母)。
A.测出这桶水的重力;
B.测出两层楼的楼梯总长度;
C.测出两层楼的竖直高度;
D.测出上楼所用的时间;
E.算出他爸爸搬运这桶水的功率。
(2)小明在测量中所需要的器材有:弹簧测力计(量程足够大)、
和 (或手表、钟表)。
(3)小明设计了一个记录数据的表格,请你帮小明完成表格第一行中还未填好的内容。
两层楼的高度h/m
爸爸上楼的时间t/s
爸爸搬运这桶水的功率P/W
150
6.4
32
(4)结合表中的数据,计算出小明爸爸搬运这桶水的功率 W。
感受真题
一、单项选择题
1.(2005•常州)关于力、距离、功与功率的关系,下列说法正确的是( )
A.力越大,功率越大
B.距离越长,功率越大
C.做功越多,功率越大
D.做功越快,功率越大
2.(2020•长沙)小杰背着书包回家,在水平路面上行走100m用时100s,乘坐电梯从1楼到21楼用时30s,以下符合实际的是( )
A.电梯对小杰做功约3.6×103J
B.小杰乘坐电梯上升时,对书包不做功
C.电梯对小杰做功的功率约1200W
D.小杰在水平路面行走时,重力做功的功率约600W
3.(2023•济南)2023年5月23日12时30分许,我国13名科考队员成功登顶珠穆朗玛峰,巍巍珠峰再次见证历史!如图所示。在他们从山脚下到峰顶的过程中,体重(含装备)越大的队员一定( )
A.做功越多 B.功率越大 C.做功越快 D.功率越小
4.(2024•自贡)如图所示,物体A在水平拉力F的作用下,沿水平面以0.2m/s的速度匀速运动了5s,弹簧测力计的示数为8N(不计滑轮和绳子的质量及它们之间的摩擦),拉力F做功的功率为( )
A.1.6W B.3.2W C.8W D.16W
5.(2024•连云港)如图所示,一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力,将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为W1、W2,功率的大小分别为P1、P2,关于它们之间的大小关系说法正确的是( )
A.W1<W2 P1<P2 B.W1>W2 P1>P2
C.W1=W2 P1=P2 D.W1<W2 P1>P2
6.(2022•枣庄)物体在同一水平面上做匀速直线运动,当物体运动路程与时间的关系图象如图甲时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度与时间的关系图象如图乙时,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( )
A.3:5 9:25 B.3:5 1:1 C.3:5 3:5 D.1:1 3:5
二、多项选择题
7.(2017•江西)如图所示,是跳伞运动员在匀速下落过程中,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
B
C
D
三、填空题
8.(2021•昆明)采用功与时间比值的方法,得到“单位时间”内做的功,这样就方便比较做功的快慢了,这个比值叫做 。这种方法,实质上还是用 (选填“时间相同比较功”或“功相同比较时间”)来比较做功快慢的。
9.(2024•赤峰)某老旧小区改造工地,工人用起重机将重1.2×104N的施工材料匀速吊上6m高工作台,用了10s。施工材料上升的速度是 m/s;起重机对施工材料做功 J,做功的功率是 W。
10.(2023•绵阳)“单臂哑铃划船”运动能充分训练背阔肌。训练时,按照如图所示姿势,提升、放下哑铃为1次动作。已知哑铃质量15kg,训练者60s完成一组训练,每组12次动作,每次提升哑铃的竖直高度是30cm。则训练者在1次提升哑铃过程中做功是 J,完成一组训练过程中提升哑铃做功的功率是 W。(g取10N/kg)
11.(2023•广州)物体A重5N,如图1,A在水平拉力F1作用下,在水平面从M匀速直线运动到N用时3s;如图2,在A上放置一个钩码,A在水平拉力F2作用下,在另一水平面从P匀速直线运动到Q用时2s。
(1)在MN、PQ段,A的速度分别为v1、v2,A所受摩擦力分别为f1、f2,则v1 v2,f1 f2。(均选填“>”、“=”、“<”)
(2)A从M运动到N,F1做的功为 J、功率为 W,A所受重力做的功为 J。
四、计算题
12.(2024•黑龙江)如图某厂家开发的汽车,其质量为1500kg,车轮与地面接触的总面积为0.075m2,该车在水平路面上匀速直线行驶13.8km,用时10min,这一过程中汽车发动机的输出功率为4.6×104W。
(1)汽车静止在水平地面上时,对地面的压强是多少?
(2)汽车牵引力所做的功是多少?
(3)行驶过程中汽车受到的阻力是多少?
13.(2023•湖北)如图甲是中国海军十堰舰停泊在港湾时的情景,相关参数如下表。执行任务过程中,该舰以恒定最大推进功率航行。(g取10N/kg)求:
排水量
1220t
吃水深度
4m
最大航速
12.5m/s
最大推动功率
12500kW
(1)十堰舰满载停泊在港湾时所受浮力大小;
(2)若十堰舰从静止出发,加速航行0.96km时达到最大航速,图乙是本次航行的v-t图像,求加速阶段的平均速度;
(3)十堰舰以最大航速水平匀速直线航行时,十堰舰所受阻力大小。
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沪粤版九年级物理上册
《11.2 怎样比较做功的快慢》
同步训练
一、夯实考点
· 考点01 比较做功的快慢
· 考点02 功率
· 【功率的概念】
· 【功率的单位】
· 【功率的计算】
· 考点03 功率的测量
二、感受真题
考点训练
· 考点01 比较做功的快慢
1.我们可以用两种方法来比较物体做功的快慢。如图是挖掘机和人同时开始工作到某时刻的情形,你认为 方式做功较快,理由是相同时间内甲做的功多;另一种方法是做相同的 ,比较做功时间的多少。
【答案】甲;功。
【解答】解:图中是挖掘机和人同时开始工作到某时刻的情形,则所用的时间相同,很显然是甲挖土更多(即用挖掘机做功更多),因此,甲方式做功更快,理由是相同时间内甲做功多;另一种方法:在做功相同时,根据做功时间比较做功的快慢。
故答案为:甲;功。
2.无论是人做功,还是利用机械做功,都有做功快与慢的问题。如图所示,为了比较物体做功的快慢,两位同学均将重物匀速地从一楼搬运到三楼。楼层高度相同、重物重力不同,图(d)的重物重力最大、(c)其次、(a)、(b)最小且相等。从图中提供的信息,进行归纳:
(1)分析图中(a)与(b)相关信息,得出比较物体做功快慢的方法是 。
(2)分析图中 相关信息,得出比较物体做功快慢的方法是做功时间相同,比较做功多少,且 。
【答案】(1)做相同的功,比较做功时间,做功时间越少,做功越快;
(2)(b)、(c)、(d);做功越多,做功越快。
【解答】解:(1)分析图中(a)与(b)相关信息可知,重物重力相等,楼层高度相等,由,两名同学做功相同;
(a)做功时间比(b)少,所以(a)做功快,功率大;
由此得出较物体做功快慢的方法是做相同的功,比较做功时间,做功时间越少,做功越快。
(2)做功时间相同,比较做功多少,(b)、(c)、(d)三图做功时间相同,(d)的重物重力最大、(c)其次、(b)最小,且楼层高度相同,由可知,做功由多到少依次为:(d)、(c)、(b),即做功由快到慢依次为:(d)、(c)、(b);所以选择(b)、(c)、(d)进行分析;
由此可得出比较物体做功快慢的方法是做功时间相同,比较做功多少,且做功越多,做功越快。
故答案为:(1)做相同的功,比较做功时间,做功时间越少,做功越快;
(2)(b)、(c)、(d);做功越多,做功越快。
· 考点02 功率
· 【功率的概念】
1.在物理学中,物理量与时间的比值表示快慢的意思,下列各物理量的单位中,没有表示快慢意思的单位是( )
A.米每秒(m/s)
B.焦每秒(J/s)
C.瓦特(w)
D.千克每立方米(kg/m3)
【答案】D
【解答】解:A.米每秒(m/s)是速度单位,物理意义是物体每秒内移动的距离,表示物体运动的快慢,故A不正确;
BC.焦每秒(J/s)和瓦特(W)都是功率单位,1J/s=1W物理意义是物体每秒内做的功,表示做功的快慢,故BC不正确;
D.千克每立方米(kg/m3)是密度单位,物理意义是单位体积内物体的质量,没有表示快慢意思,故D正确。
故选:D。
2.(多选)关于功和功率,下列说法正确的是( )
A.举重运动员举着杠铃不动,人举杠铃的力没有做功
B.小球在粗糙的水平桌面上移动了一段距离,桌面对小球的支持力做了功
C.做功越多的机械功率越大
D.做功越快的机械功率越大
【答案】AD
【解答】解:
A.举重运动员举着杠铃不动,人举杠铃有力的作用,但是没有在力的方向上移动距离,所以没有做功,故A正确;
B.桌面对小球的支持力是在竖直方向上,但小球在竖直方向上没有移动距离,所以桌面对小球的支持力没有做功,故B错误;
CD.功率表示做功快慢的物理量,所以做功越快的机械,功率越大,故C错误,D正确。
故选:AD。
2.关于功率,下列说法正确的是( )
A.力对物体做功越多,功率就越大
B.做功时间越短,功率越大
C.完成相同的功所用时间越长,功率越大
D.功率越大,在单位时间内做的功越多
【答案】D
【解答】解:A、功率的大小等于功与时间的比值,仅仅知道做功多少而不知做功时间长短,无法判断功率大小,故A错误;
B、功率的大小等于功与时间的比值,仅仅知道时间长短而不知做功多少,无法判断功率大小,故B错误;
C、由公式可知,完成相同的功,用时间越短功率越大,故C错误;
D、功率是指单位时间内所做的功,功率越大的机械在单位时间内做的功越多,故D正确。
故选:D。
· 【功率的单位】
1.物理学中常以科学家的名字来作为相关物理量的单位,例如以“帕斯卡(Pa)”作为 的单位,而物理量“功率”则以科学家 来作为其单位。
【答案】压强;瓦特。
【解答】解:压强的单位是帕斯卡,是以法国物理学家帕斯卡的名字命名的。
瓦特是机械功率、电功率的国际单位,符号是“W”,物理量“功率”以科学家瓦特来作为其单位。
故答案为:压强;瓦特。
2.为引导学生加强体育锻炼,提高身体素质,滨州市将“体育与健康科目”的分值计入学业水平考试的总成绩。如图是某同学在练习一分钟跳绳项目,他跳出了150次/min的好成绩,下列关于该同学在跳绳时的估算合理的是( )
A.该同学受到的重力约为60N
B.该同学每次跳起时的高度约为2m
C.该同学每次跳起时克服重力做功约为1000J
D.该同学一分钟跳绳克服重力做功的平均功率约为50W
【答案】D
【解答】解:A、由生活经验可知该同学的质量约为50kg,其重力约为,故A错误;
B、由生活经验可知该同学跳绳时通常每次跳起时的高度约为4cm,故B错误;
C、该同学每次跳起时克服重力做功约为,故C错误;
D、该同学一分钟跳绳克服重力做功的平均功率约为
,故D正确。
故选:D。
3.如图,小红某次从教学楼的一楼爬到四楼,用时50s,她这次爬楼的功率值最接近( )
A.10W B.100W C.1×103W D.1×104W
【答案】B
【解答】解:小红的重力约为500N,一层楼的高度约为3m,
从教学楼的一楼爬到四楼升高的高度,
爬楼做功:,
做功功率:,接近B选项。
故选:B。
· 【功率的计算】
1.(2024•江西)如图所示,物块在大小为F的拉力作用下,在时间t内沿拉力方向移动的距离为s,则此过程中拉力对物块做的功为 ,功率为
(均用题中所给字母表示)
【答案】Fs;
【解答】解:拉力对物块做的功:;
拉力做功的功率:。
故答案为:Fs;
2.(2024•上海)塔吊吊起重物,在竖直方向匀速上升时,若以地面为参照物,则此重物是 的(选填“运动”或“静止”)。若钢丝绳对物体的拉力为1×104N,物体运动的距离为40m,物体上升的这段时间共花费50s,则拉力做的功为 J,功率为 W。
【答案】运动;4×105J;8000W。
【解答】解:(1)塔吊吊起重物时,因为重物相对于地面的位置发生了改变,所以重物相对与地面是运动的;
(2)已知钢丝绳对物体的拉力为1×104N,物体运动的距离为40m,
则拉力做的功为:,
功率为:。
故答案为:运动;4×105J;8000W。
3.(2022•齐齐哈尔)如图甲所示,在水平地面上的物体在水平推力F的作用下做直线运动。当水平推力为F1时,物体运动的路程与时间关系如图乙所示;当水平推力为F2时,物体运动的速度与时间关系如图丙所示,则F F2。若两次推力的功率分别为P1、P2,则P1 P2。(两空均选填“大于”、“等于”或“小于”)
【答案】等于;小于
【解答】解:
由图像乙可知,物体做匀速直线运动,速度大小为;
由图像丙可知,物体的速度保持不变,即物体做匀速直线运动,速度大小为;
因为两次都是匀速直线运动,根据二力平衡条件可知,推力都等于摩擦力,物体对地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则物体受到的摩擦力不变,故受到的水平推力为:;
已知,由可得,两次推力的功率。
故答案为:等于;小于。
4.有甲、乙两辆功率相等的汽车,相等的时间内在平直路面上匀速通过的距离之比s甲:s乙=2:3,那么( )
A.两辆汽车的牵引力之比F甲:F乙=2:3
B.两辆汽车的牵引力之比F甲:F乙=3:2
C.两辆汽车做的功之比W甲:W乙=2:3
D.两辆汽车做的功之比W甲:W乙=3:2
【答案】B
【解答】解:AB.相等的时间内在平直路面上匀速通过的距离之比
,甲、乙的速度之比
利用可得两辆汽车的牵引力之比
故A不正确,B正确;
CD.由可得
故CD不正确。
故选:B。
· 考点03 功率的测量
1.黄炜栋想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率(不计绳重)。
(1)实验需要测量的物理量:
①用 (填测量器材)测量自己的质量m;
②测自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升的高度);
③用 (填测量器材)记录跳n次绳所用的 时间t(填物理量与其对应字母)。
(2)跳绳时平均功率表达式P= 。
(3)为计算方便,若设小黄的质量m=50kg,他跳绳时的重心高度随时间变化的情况如图所示,根据所给条件可估算出他每跳一次克服重力所做的功是 J,在1min内,他跳绳的个数是 个,在1min内克服重力做功的平均功率为 W。(g取10N/kg)
(4)小黄想和华哥比较跳绳的平均功率(假设两人跳起的平均高度相同),则 ;
A.频率相同,体重大的功率大;
B.频率相同,跳的时间长的功率大;
C.体重相同,频率高的功率小;
D.体重相同,跳的时间长的功率大。
【答案】(1)①磅秤;③秒表;时间t.(2);(3)25;180;75;
(4)A。
【解答】解:(1)实验中,除了测人的质量和起跳高度外,还应用秒表记录跳一定次数时所用的时间t;
①用磅秤测出质量m;则重力为;
②测自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升的高度),则每次克服重力所做的功;
③用秒表记录跳n次所用的时间t;
(2)跳绳的平均功率为:。
(3)质量,他跳绳时的重心高度,每跳一次克服重力所做的功是,
在1min内,他跳绳的个数是个,
在1min内克服重力做功的平均功率为。
(4)频率相同,两人跳起的平均高度相同,体重大的,在相同时间里做的功多,功率大。所以A正确、B错误。
体重相同,频率高,在相同时间里做的功多,所以功率大。故C错误。
体重相同,只要跳频率相同,功率与跳的时间长短无关。故D错误。
故选:A。
故答案为:(1)①磅秤;③秒表;时间t.(2);
(3)25;180;75;(4)A。
2.小明家买了一桶水,小明的爸爸要将这桶水从一楼搬到他家所住的三楼,小明想用所学的物理知识测量他爸爸搬水的过程中对这桶水所做功的功率。
(1)小明设计的实验步骤如下,其中不必要的是 (填字母)。
A.测出这桶水的重力;
B.测出两层楼的楼梯总长度;
C.测出两层楼的竖直高度;
D.测出上楼所用的时间;
E.算出他爸爸搬运这桶水的功率。
(2)小明在测量中所需要的器材有:弹簧测力计(量程足够大)、
和 (或手表、钟表)。
(3)小明设计了一个记录数据的表格,请你帮小明完成表格第一行中还未填好的内容。
两层楼的高度h/m
爸爸上楼的时间t/s
爸爸搬运这桶水的功率P/W
150
6.4
32
(4)结合表中的数据,计算出小明爸爸搬运这桶水的功率 W。
【答案】(1)B(2)皮尺(或卷尺)停表(或手表、钟表)
(3)这桶水的重力G/N(4)30
【解答】解:(1)对这桶水所做功的功率:
,(h为在竖直方向上升的高度,即测出两层楼的竖直高度),
A,测出这桶水的重力, C.测出两层楼的竖直高度
D.测出上楼所用的时间 E.算出他爸爸搬运这桶水的功率,
以上选项都是必要的,
测出两层楼的楼梯总长度没有必要,故选B;
(2)由(1)知,除用弹簧测力计测这桶水的重力外,还要测量h和上到二楼所用的时间t,故小明在测量中所需要的器材除弹簧测力计(量程足够大)外,故还用到:皮尺(或卷尺),秒表(或手表、钟表);
(3)根据(1),完成表格第一行中还应用:这桶水的重力G/N
这桶水的重力G/N
(4)小明爸爸搬运这桶水的功率 。
故答案为:(1)B;(2)皮尺(或卷尺),秒表(或手表、钟表);(3)这桶水的重力G/N;(4)30。
感受真题
一、单项选择题
1.(2005•常州)关于力、距离、功与功率的关系,下列说法正确的是( )
A.力越大,功率越大
B.距离越长,功率越大
C.做功越多,功率越大
D.做功越快,功率越大
【答案】D
【解答】解:A、功是力与在力的方向上发生位移的乘积,力再大,如果不发生位移也是没有功产生的,也就没有了功率,A错。
B、物体运动时,如果某力与运动方向相互垂直,该力是不做功的,也就没有了功率,B错。
C、由得,做功多,但是如果时间长,功率也是小的,C错。
D、由得,功率就是描述做功快慢的物理量。D对。
故选:D。
2.(2020•长沙)小杰背着书包回家,在水平路面上行走100m用时100s,乘坐电梯从1楼到21楼用时30s,以下符合实际的是( )
A.电梯对小杰做功约3.6×103J
B.小杰乘坐电梯上升时,对书包不做功
C.电梯对小杰做功的功率约1200W
D.小杰在水平路面行走时,重力做功的功率约600W
【答案】C
【解答】解:A、小杰与书包的总重力大约为600N,1楼到21楼的高度,
电梯对小杰做功,故A不符合实际;
B、小杰乘坐电梯上升时,书包在力的方向上移动了距离,所以对书包做功,故B不符合实际;
C、电梯对小杰做功的功率,故C符合实际;
D、小杰在水平路面行走时,重力没有做功,功率也为0,故D不符合实际。
故选:C。
3.(2023•济南)2023年5月23日12时30分许,我国13名科考队员成功登顶珠穆朗玛峰,巍巍珠峰再次见证历史!如图所示。在他们从山脚下到峰顶的过程中,体重(含装备)越大的队员一定( )
A.做功越多 B.功率越大 C.做功越快 D.功率越小
【答案】A
【解答】解:从山脚到峰顶的过程中,各科考队员上升的高度是相同的,根据公式可知,体重越大(含装备)越大的队员,做功越多;
因为从山脚到山顶各科考队员所用的时间未知,根据公式
可知,功率的大小无法比较。
故选:A。
4.(2024•自贡)如图所示,物体A在水平拉力F的作用下,沿水平面以0.2m/s的速度匀速运动了5s,弹簧测力计的示数为8N(不计滑轮和绳子的质量及它们之间的摩擦),拉力F做功的功率为( )
A.1.6W B.3.2W C.8W D.16W
【答案】B
【解答】解:弹簧测力计的示数为8N,则绳端的拉力F为8N,
绳端移动的速度:;
拉力做功的功率:;
所以ACD错误,B正确。
故选:B。
5.(2024•连云港)如图所示,一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力,将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为W1、W2,功率的大小分别为P1、P2,关于它们之间的大小关系说法正确的是( )
A.W1<W2 P1<P2 B.W1>W2 P1>P2
C.W1=W2 P1=P2 D.W1<W2 P1>P2
【答案】C
【解答】解:因为用相同的力移动相同的距离,根据可知它们做功相等,所用时间相同,根据得到功率的大小相同。
故选:C。
6.(2022•枣庄)物体在同一水平面上做匀速直线运动,当物体运动路程与时间的关系图象如图甲时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度与时间的关系图象如图乙时,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( )
A.3:5 9:25 B.3:5 1:1 C.3:5 3:5 D.1:1 3:5
【答案】D
【解答】解:因为两次都是匀速直线运动,根据二力平衡条件可知,推力都等于摩擦力,摩擦力没变,故受到的水平推力为,因此,
由图象甲可知,第一次物体的速度大小为:,
由v-t图象乙可知,第二次物体的速度大小为:,
由可得,两次推力的功率之比:,故D正确。
故选:D。
二、多项选择题
7.(2017•江西)如图所示,是跳伞运动员在匀速下落过程中,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
B
C
D
【答案】AD
【解答】解:
AB、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A正确、B错误;
C、根据,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C错误;
D、根据,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D正确。
故选:AD。
三、填空题
8.(2021•昆明)采用功与时间比值的方法,得到“单位时间”内做的功,这样就方便比较做功的快慢了,这个比值叫做 。这种方法,实质上还是用 (选填“时间相同比较功”或“功相同比较时间”)来比较做功快慢的。
【答案】功率;时间相同比较功
【解答】解:功与时间比值叫做功率;
比较做功快慢的方法有两种,一是相同的时间比较做功;二是功相同比较时间。利用“单位时间”内做的功比较做功的快慢,实质上还是用相同的时间比较做功。
故答案为:功率;时间相同比较功。
9.(2024•赤峰)某老旧小区改造工地,工人用起重机将重1.2×104N的施工材料匀速吊上6m高工作台,用了10s。施工材料上升的速度是 m/s;起重机对施工材料做功 J,做功的功率是 W。
【答案】0.6;7.2×104;7.2×103。
【解答】解:施工材料上升的速度是:
起重机对施工材料做功为:
;
做功的功率是:。
故答案为:0.6;7.2×104;7.2×103。
10.(2023•绵阳)“单臂哑铃划船”运动能充分训练背阔肌。训练时,按照如图所示姿势,提升、放下哑铃为1次动作。已知哑铃质量15kg,训练者60s完成一组训练,每组12次动作,每次提升哑铃的竖直高度是30cm。则训练者在1次提升哑铃过程中做功是 J,完成一组训练过程中提升哑铃做功的功率是 W。(g取10N/kg)
【答案】45;9。
【解答】解:训练者在1次提升哑铃过程中做功是:
;
训练者60s完成一组训练,每组12次动作,完成一组训练过程中提升哑铃做功的功率是:。
故答案为:45;9。
11.(2023•广州)物体A重5N,如图1,A在水平拉力F1作用下,在水平面从M匀速直线运动到N用时3s;如图2,在A上放置一个钩码,A在水平拉力F2作用下,在另一水平面从P匀速直线运动到Q用时2s。
(1)在MN、PQ段,A的速度分别为v1、v2,A所受摩擦力分别为f1、f2,则v1 v2,f1 f2。(均选填“>”、“=”、“<”)
(2)A从M运动到N,F1做的功为 J、功率为 W,A所受重力做的功为 J。
【答案】(1)<;>;(2)0.3;0.1;0。
【解答】解:(1)由图1可知,在MN段,A匀速运动的路程,水平拉力,其速度:,在PQ段,A匀速运动的路程,水平拉力,其速度:,则;
因A在MN、PQ段均做匀速直线运动,受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,
所以,A所受摩擦力:,,则。
(2)A从M运动到N,F1做的功:,功率,
A所受重力在竖直方向上,A在竖直方向上没有移动距离,重力没有做功,即A所受重力做的功为0J。
故答案为:(1)<;>;(2)0.3;0.1;0。
四、计算题
12.(2024•黑龙江)如图某厂家开发的汽车,其质量为1500kg,车轮与地面接触的总面积为0.075m2,该车在水平路面上匀速直线行驶13.8km,用时10min,这一过程中汽车发动机的输出功率为4.6×104W。
(1)汽车静止在水平地面上时,对地面的压强是多少?
(2)汽车牵引力所做的功是多少?
(3)行驶过程中汽车受到的阻力是多少?
【答案】(1)汽车静止在水平地面上时,对地面的压强是2×105Pa;
(2)汽车牵引力所做的功是2.76×107J;
(3)行驶过程中汽车受到的阻力是2×103N。
【解答】解:
(1)该汽车静止在水平路面上时,对地面的压力:,
对地面的压强:;
(2)汽车牵引力所做的功:;
(3)汽车受到的牵引力:,
汽车匀速直线运动,牵引力和阻力是平衡力,阻力:。
答:(1)汽车静止在水平地面上时,对地面的压强是2×105Pa;
(2)汽车牵引力所做的功是2.76×107J;
(3) 行驶过程中汽车受到的阻力是2×103N。
13.(2023•湖北)如图甲是中国海军十堰舰停泊在港湾时的情景,相关参数如下表。执行任务过程中,该舰以恒定最大推进功率航行。(g取10N/kg)求:
排水量
1220t
吃水深度
4m
最大航速
12.5m/s
最大推动功率
12500kW
(1)十堰舰满载停泊在港湾时所受浮力大小;
(2)若十堰舰从静止出发,加速航行0.96km时达到最大航速,图乙是本次航行的v-t图像,求加速阶段的平均速度;
(3)十堰舰以最大航速水平匀速直线航行时,十堰舰所受阻力大小。
【答案】(1)十堰舰满载停泊在港湾时所受浮力大小为1.22×107N;
(2)加速阶段的平均速度为8m/s;
(3)十堰舰以最大航速水平匀速直线航行时,十堰舰所受阻力大小为106N。
【解答】解:(1)十堰舰满载停泊在港湾时所受浮力大小为:
;
(2)由图乙知十堰舰到达最大航速的时间为120s,则加速阶段的平均速度为:
;
(3)根据得十堰舰以最大航速水平匀速直线航行时的牵引力为:,
由于十堰舰匀速行驶,所以其受到的阻力等于牵引力,即。
答:(1)十堰舰满载停泊在港湾时所受浮力大小为1.22×107N;
(2)加速阶段的平均速度为8m/s;
(3)十堰舰以最大航速水平匀速直线航行时,十堰舰所受阻力大小为106N。
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