11.4功率-2024-2025学年九年级物理上册步步为赢·课课练（苏科版）

苏 科 版 物 理 九 年 级 上 册 第十一章《简单机械和功》 11.4功率 夯实基础 知识点一 比较做功快慢的方法 比较做功的快慢必须考虑两个因素：做功的多少和做功所用的时间。类比比较运动快慢的方法可以得出比较做功快慢的方法： （1）比较相同时间内做的功，做功多的做功快； （2）比较做相同的功所用时间，所用时间少的做功快； （3）比较功和时间的比值，比值大的做功快。 趁热打铁： 例1．在相同时间内，小芳把重30N的凳子运到三楼，小明把重100N的桌子也运到三楼，关于他们对凳子和桌子做的功，下列说法正确的是（　　） A．小芳做的功少，做功快 B．小芳做的功多，做功快 C．小明做的功多，做功快 D．小明做的功少，做功慢 例2．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。 知识点二 功率 1．定义：物理学中，将功与做功所用时间的比值，叫做功率，其数值表示物体单位时间内做功的多少。 2．物理意义：表示做功的快慢 敲黑板：功率体现不了做功的多少，只能体现做功的快慢，如果在已知功率的情况下比较做功的多少，必须考虑做功时间的影响。 3．符号： 4．国标单位：焦/秒，叫做瓦特。；常用单位：kW，1kW=1×103W 5．公式： （1）定义式： (P、W、t的单位分别为W、J、s) （2）推导式：当物体在恒力F的作用下，以速度v做匀速直线运动时，有 (P、F、v的单位分别为W、N、m/s) 敲黑板：（1）注意字母P、W、t在公式中的含义，不要把它们和压强的符号p，功率的单位W，路程的符号s搞混。 （2）功率的概念类似于速度，可对比速度理解记忆。 功率 速度 相关的物理量 功W 路程s 时间t 公式 物理意义 表示做功的快慢 表示运动的快慢 趁热打铁： 例3．下列有关物体做功和功率的说法中，正确的是（　　） A．物体做的功越多，功率越大 B．物体做功用的时间越短，功率越大 C．相同时间内，做功越多的物体功率越大 D．做相同的功，用时短的物体做功慢 例4．有两台机械甲和乙，甲的功率为，乙的功率为，下列说法正确的是（    ） A．甲一定比乙做功多 B．乙一定比甲做功多 C．甲一定比乙做功慢 D．相同时间内，甲一定比乙做功多 例5．如图所示为引体向上的示意图。某同学在1分钟内做了8个规范的引体向上，则她在整个做引体向上过程中的功率最接近于（　　） A．3W B．30W C．300W D．3000W 例6．如图所示，小芳用10N的拉力F通过此滑轮组拉着重120N的物体在水平面上以0.2m/s的速度匀速运动了20s，则物体运动的距离为 m；若物体与地面之间的摩擦力为15N，拉力F的功率是 W。 融会贯通 ——打基础—— 一、单选题 1．如图所示，两个滑梯高度相等，如果小阳分别从左侧直梯和右侧弧形滑梯上端滑到地面，所用时间分别为和，小阳所受重力做功分别为和，重力的功率分别为和，已知，则下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 2．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．   3．下列说法正确的是（　　） A．功率跟时间成反比，所以只要时间短，功率就大 B．由可知，功率跟功成正比，所以只要做的功多，功率就大 C．功率大的机器比功率小的机器做的功多 D．甲每小时做的功比乙多，甲的功率就比乙大 4．小明两次用力举高物体，第一次迅速举起，第二次缓慢举起到相同的高度，则（　　） A．两次做功相等，但第一次做功的功率大 B．两次做功相等，但第二次做功的功率大 C．第一次做功少，两次做功的功率相同 D．第一次做功多，两次做功的功率相同 5．电动叉车托着质量为1000kg的货物，在25s时间内沿水平方向行驶了100m，如图甲所示；接着在10s内把货物匀速竖直提升1m，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．叉车水平行驶时克服货物重力做功为 B．叉车水平行驶时克服货物重力做功的功率为 C．叉车提升货物的过程中，克服货物重力做功为 D．叉车提升货物的过程中，克服货物重力做功的功率为 6．如图甲、乙物块（）在相等的恒力F作用下分别通过相等的距离s，用时，力F做的功分别为、，力F做功的功率为、，则（    ） A．， B．， C．， D．， 二、填空题 7．一辆摩托车在平直的公路上以60km/h的速度匀速行驶。摩托车（含驾驶员）总质量为240kg，行驶时所受阻力为车总重的0.01倍，则摩托车所受的阻力为 N，牵引力的功率为 W。 8．新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜爱。小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上习速行驶2000m，用时100s。已知该车的总质量为1.6×103kg，行驶中阻力为车重的0.05倍，此过程中该车牵引力做功_________J。功率为_________W。（g=10N/kg） 9．如图是世界女子攀岩大赛的比赛情境，右边的中国选手先登顶。若两位选手体重相同，当她们都登顶后，所做功为W1和W2，则W1 W2，对应的功率大小关系是P1 P2（两空均选填“<”、“>”或“=”）。 10．图中某智能机器人的质量为80kg，其轮子与水平地面接触的总面积为5cm2。在水平地面上工作时，该机器人匀速直线移动的速度为1m/s，所受阻力是机器人重力的0.05倍。则机器人对水平地面的压强为 Pa；机器人在水平地面上匀速直线移动时，重力做功为 J；机器人在水平地面上匀速直线移动30s，此过程中牵引力做功的功率为 W。（取g=10N/kg） 11．水平地面上一静止木箱重800N，某人用60N的水平推力在5s内推动木箱前进10m，撤去推力后木箱又继续前进了2m，全程用时6s，整个过程中水平推力做功 J，重力做功 J，6s内推力的功率为 W。 三、实验题 12．某班同学进行登楼比赛，看谁做功快。甲、乙同学记录自己两次从一楼跑到确定的楼层所用的时间，并填入下面表格中，然后将有关的物理量也记录在下面的表格中（g取10N/kg） 学生 实验序号 学生的质量/kg 楼梯的高度/m 登梯做的功/J 所用的时间/s 甲 1 50 3 1500 5 2 50 3 1500 8 乙 3 54 6 10 4 54 3 1620 5 （1）第3次实验乙同学做的功为 J，分析比较实验次数 ，可以得出的初步结论是：当做功所用时间相同时，做功越多，做功越快。 （2）分析比较实验次数1和2，可以得出的初步结论是 。 （3）分析比较以上实验数据，可以得出登楼做功最快的学生是 （填“甲”或“乙”）。 四、计算题 13．如图是当今世界上最新研发的“侦探猎犬”超音速汽车，最大车速能达到1.6×103km/h，它创造了短期内无法超越的世界纪录。在某次测试中，该超音速汽车以1.26×103km/h的速度在水平轨道上匀速直线行驶时，汽车受到水平方向的阻力为1.8×105N，求在这次测试中： （1）汽车受到水平方向的牵引力； （2）汽车牵引力的功率。 ——提能力—— 一、单选题 1．在平直高速公路上，甲、乙两车以不同的速度匀速行驶，若甲、乙两车牵引力的功率之比为2∶3，牵引カ之比为4∶5，则甲、乙两车的速度之比为（　　） A．8∶15 B．3∶4 C．5∶6 D．6∶5 2．物块A静止在粗糙程度相同的水平桌面上，物块A受到水平拉力F的作用如图甲所示，拉力F和时间t的关系如图乙所示，物块A的速度v和时间t的关系如图丙所示。下列说法中正确的是（    ） A．0~6s内，拉力F对物块A做了功 B．6~12s内，拉力F做功越来越快 C．拉力F在6~8s内做功的功率等于在8~10s内做功的功率 D．12~18s内，拉力F做的功是540J 3．如图所示，用28N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重100N的物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。物体B重30N，弹簧测力计的示数恒为5N（不计滑轮、测力计、绳子的重量，滑轮的转轴光滑）。下列说法正确的是（　　） A．滑轮移动的速度是0.4m/s B．物体A受到地面的摩擦力是9N C．水平拉力F的功率是5.6W D．在10s内绳子对物体A做的功为18J 二、填空题 4．若质量为1.5t的轿车以恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力为车重的0.2倍不变，运动的速度v与时间t的关系如图甲所示。则在20~25s时间内，轿车运动的距离是 ，该过程发动机功率是 W，0~10s发动机做的功是 J。 5．如图所示，大人与小孩从一楼爬到三楼，通常每层楼高约3m，若小孩重40kg，则这个过程小孩克服重力做功__________J，若爬到五楼用时30s，则小孩做功的功率为___________W（g取10N/kg）。 6．如图所示，小明正在做俯卧撑，把他的身体看作一个杠杆，O为支点，A 为重心，他的体重为600N。地面对手的支持力F 的力臂是___m，大小为___ N。他每次将身体撑起，肩部上升0.4m，在某次测试中，他1min内完成30次俯卧撑，将身体撑起一次所做得功为_____J。他在1min内做功的功率为_____W。 7．小明用 20N 的水平推力推着重 50N 的木箱，在水平地面上以 1m/s 的速度向东做匀速直线运动，前进了 10m，该过程中重力所做的功是______J，水平推力的功率是______W， 该功率表达的物理意义是__________________，地面对木箱的摩擦力大小为______N，方向为水平______（选填“向东”或“向西”）。若小明将推力增大到 30N，木箱受到的摩擦力将______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。 三、实验题 8．跳绳是我市初中毕业生体育测试的项目之一，小华想利用所学的物理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）用体重计测量自己的质量m； （2）用刻度尺测出自己每次跳起的平均高度h（人的重心上升的高度）； （3）用 （填测量器材）记录跳n次所用的 （填物理量与其对应字母）； （4）计算出跳绳时克服重力的平均功率P＝ （用字母表示）； （5）若跳绳者的质量m＝50kg，跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示。根据图中所给条件，可估算出此跳绳者在1min内克服重力做功的平均功率为 W。（g取10N/kg） 四、计算题 9．“山东舰”航空母舰是我国第一艘完全自主研发制造的国产航空母舰。“山东舰”的满载排水量为，最大航行速度约为，额定功率约为。某次海试，航母在某段海域以最大航速航行了。（海水的密度约为，g取）求： （1）满载时，“山东舰”排开水的体积有多大？ （2）若舰底某处距海面的深度为，则该处受到海水的压强是多少？ （3）本次试航中，航母航行路程和航行时的牵引力？ 10．如图甲，吊车正在对一辆交通事故车实施救援作业，该事故车总重为，吊车以0.5m/s的速度先将该车向上吊起3m，再水平向右移动6m后放到道路事故救援车上运回交警队。（g取） （1）吊车施救过程中对该车做了多少功？ （2）起重臂下滑轮组的结构如图乙所示，若钢丝绳上的拉力F为5000N，将该车向上吊起3m的过程中，拉力F的功率是多少？ （3）若不考虑钢丝绳重和摩擦，钢丝绳能承受的最大拉力是，该滑轮组能否吊起重为的物体？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！15 学科网（北京）股份有限公司 $$ 苏 科 版 物 理 九 年 级 上 册 第十一章《简单机械和功》 11.4功率 夯实基础 知识点一 比较做功快慢的方法 比较做功的快慢必须考虑两个因素：做功的多少和做功所用的时间。类比比较运动快慢的方法可以得出比较做功快慢的方法： （1）比较相同时间内做的功，做功多的做功快； （2）比较做相同的功所用时间，所用时间少的做功快； （3）比较功和时间的比值，比值大的做功快。 趁热打铁： 例1．在相同时间内，小芳把重30N的凳子运到三楼，小明把重100N的桌子也运到三楼，关于他们对凳子和桌子做的功，下列说法正确的是（　　） A．小芳做的功少，做功快 B．小芳做的功多，做功快 C．小明做的功多，做功快 D．小明做的功少，做功慢 【答案】C 【详解】设物体的重为G，运到三楼上升的高度为h，人运物体到三楼对物体做的功 W=Gh 因为h相同，G桌>G凳，所以 W桌>W凳 小明做的功多；物理学中，做功的快慢用功率表示，人搬运物体做功的功率为，因为t相同，所以有 P桌>P凳 即小明做功快，故ABD错误，C正确。 故选C。 例2．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 【详解】[1]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。 [2]另一种方法：在做功相同时，根据做功时间比较做功的快慢。 知识点二 功率 1．定义：物理学中，将功与做功所用时间的比值，叫做功率，其数值表示物体单位时间内做功的多少。 2．物理意义：表示做功的快慢 敲黑板：功率体现不了做功的多少，只能体现做功的快慢，如果在已知功率的情况下比较做功的多少，必须考虑做功时间的影响。 3．符号： 4．国标单位：焦/秒，叫做瓦特。；常用单位：kW，1kW=1×103W 5．公式： （1）定义式： (P、W、t的单位分别为W、J、s) （2）推导式：当物体在恒力F的作用下，以速度v做匀速直线运动时，有 (P、F、v的单位分别为W、N、m/s) 敲黑板：（1）注意字母P、W、t在公式中的含义，不要把它们和压强的符号p，功率的单位W，路程的符号s搞混。 （2）功率的概念类似于速度，可对比速度理解记忆。 功率 速度 相关的物理量 功W 路程s 时间t 公式 物理意义 表示做功的快慢 表示运动的快慢 趁热打铁： 例3．下列有关物体做功和功率的说法中，正确的是（　　） A．物体做的功越多，功率越大 B．物体做功用的时间越短，功率越大 C．相同时间内，做功越多的物体功率越大 D．做相同的功，用时短的物体做功慢 【答案】C 【详解】A．由可知，物体做的功越多，时间未知，功率不一定越大，故A错误； B．由可知，物体做功多少未知，物体做功用的时间越短，功率不一定越大，故B错误； C．由可知，相同时间内，做功越多的物体功率越大，故C正确； D．做相同的功，用时短的物体功率越大，做功快，故D错误。 故选C。 例4．有两台机械甲和乙，甲的功率为，乙的功率为，下列说法正确的是（    ） A．甲一定比乙做功多 B．乙一定比甲做功多 C．甲一定比乙做功慢 D．相同时间内，甲一定比乙做功多 【答案】D 【详解】AB．由W=Pt可知，做功的多少由功率和时间共同决定，甲的功率比乙的功率大，但是时间长短不确定，所以甲乙做功多少无法比较，故AB错误； C．功率是表示做功快慢的物理量。甲的功率大，甲做功一定比乙做功快，故C错误； D．甲的功率大，由W=Pt可知，相同时间内，甲一定比乙做功多，故D正确。 故选D。 例5．如图所示为引体向上的示意图。某同学在1分钟内做了8个规范的引体向上，则她在整个做引体向上过程中的功率最接近于（　　） A．3W B．30W C．300W D．3000W 【答案】B 【详解】某同学的重力约为500N，每一次引体向上的高度约为0.6m，某同学每一次引体向上所做的功 W=Gh=500N×0.6m=300J 某同学1分钟做的总功 W总=300J×8=2400J 做功的平均功率 故选B。 例6．如图所示，小芳用10N的拉力F通过此滑轮组拉着重120N的物体在水平面上以0.2m/s的速度匀速运动了20s，则物体运动的距离为 m；若物体与地面之间的摩擦力为15N，拉力F的功率是 W。 【答案】 4 4 【详解】[1]物体移动的距离 s=v物t=0.2m/s×20s=4m [2]由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，拉力F的速度 v=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s 拉力F的功率 融会贯通 ——打基础—— 一、单选题 1．如图所示，两个滑梯高度相等，如果小阳分别从左侧直梯和右侧弧形滑梯上端滑到地面，所用时间分别为和，小阳所受重力做功分别为和，重力的功率分别为和，已知，则下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】AB．小阳分别从左侧直梯和右侧弧形滑梯上端滑到地面，小阳的重力不变，滑梯的高度不变，由可知，两种情况下小阳重力做的功相等，故，故A正确，B错误； CD．由题知，小阳两次所用时间，根据可知，小阳从左侧直梯到地面时重力做功的功率较大，即 故CD错误。 故选A。 2．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】A 【详解】A．跳伞运动员在匀速下落过程中，其运动的速度v不随时间变化，在v-t图象中为平行于时间轴的直线，故A正确； B．跳伞运动员在匀速下落过程中，路程和时间成正比，在s-t图象中为过原点的倾斜直线，故B错误； C．重力做的功 W=Gh=Gvt 其中重力G、速度v都是定值，所以重力做的功W与时间t成正比，其图象为过原点的倾斜直线，故C错误； D．重力做功的功率 其中重力G、速度v都是定值，故功率P也为一定值，其图象为平行于时间轴的直线，故D错误。 故选A。 3．下列说法正确的是（　　） A．功率跟时间成反比，所以只要时间短，功率就大 B．由可知，功率跟功成正比，所以只要做的功多，功率就大 C．功率大的机器比功率小的机器做的功多 D．甲每小时做的功比乙多，甲的功率就比乙大 【答案】D 【详解】AB．从公式可知，功率的大小与做功的多少和做功的时间有关，故AB错误； C．功率是表示做功快慢的，不是表示做功的多少，故C错误； D．已知做功的时间相同，甲做的功多，乙做的功少，根据，甲的功率比乙的功率大，故D正确。 故选D。 4．小明两次用力举高物体，第一次迅速举起，第二次缓慢举起到相同的高度，则（　　） A．两次做功相等，但第一次做功的功率大 B．两次做功相等，但第二次做功的功率大 C．第一次做功少，两次做功的功率相同 D．第一次做功多，两次做功的功率相同 【答案】A 【详解】两次过程中：物体重力不变，高度不变，根据公式W=Gh可知，两次所做功大小相等；两次做的功一样多，第一次的时间小于第二次的时间，由可知第一次的功率大于第二次的功率。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 5．电动叉车托着质量为1000kg的货物，在25s时间内沿水平方向行驶了100m，如图甲所示；接着在10s内把货物匀速竖直提升1m，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．叉车水平行驶时克服货物重力做功为 B．叉车水平行驶时克服货物重力做功的功率为 C．叉车提升货物的过程中，克服货物重力做功为 D．叉车提升货物的过程中，克服货物重力做功的功率为 【答案】D 【详解】AB．功是力和力的方向上移动的距离的乘积，所以水平行驶过程中，叉车对货物没有做功，功率为0，故AB错误； CD．叉车提升货物的过程中，克服货物重力做功 克服货物重力做功的功率 故C错误，D正确。 故选D。 6．如图甲、乙物块（）在相等的恒力F作用下分别通过相等的距离s，用时，力F做的功分别为、，力F做功的功率为、，则（    ） A．， B．， C．， D．， 【答案】D 【详解】在如图所示的两个过程中，力F大小相等，通过的距离s相等，根据W=Fs可得，力F做的功相等，即；由于两个过程所用的时间，根据可知，甲中力F做功的功率大于乙中力F做功的功率，即。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 二、填空题 7．一辆摩托车在平直的公路上以60km/h的速度匀速行驶。摩托车（含驾驶员）总质量为240kg，行驶时所受阻力为车总重的0.01倍，则摩托车所受的阻力为 N，牵引力的功率为 W。 【答案】 24 400 【详解】[1]摩托车所受的阻力 f=0.01G=0.01mg=0.01×240kg×10N/kg=24N [2]摩托车的速度 摩托车做匀速直线运动，所受的牵引力与阻力平衡，大小相等，即 F=f=24N 牵引力的功率 8．新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜爱。小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上习速行驶2000m，用时100s。已知该车的总质量为1.6×103kg，行驶中阻力为车重的0.05倍，此过程中该车牵引力做功_________J。功率为_________W。（g=10N/kg） 【答案】     1.6×106     1.6×104 【解析】 [1]由于车做匀速直线运动，牵引力和阻力是平衡力，牵引力等于阻力，则牵引力 F=f=0.05G=0.05mg=0.05×1.6×103kg×10N/kg=800N 该车牵引力做功 W=Fs=800N×2000m=1.6×106J [2]汽车的功率为 9．如图是世界女子攀岩大赛的比赛情境，右边的中国选手先登顶。若两位选手体重相同，当她们都登顶后，所做功为W1和W2，则W1 W2，对应的功率大小关系是P1 P2（两空均选填“<”、“>”或“=”）。 【答案】 = < 【详解】[1]由题意知，两位选手体重相同，上升的高度相同，根据W=Gh可知，W1=W2。 [2]由题意知，右边的中国选手先登顶，用时较少，由可知，P1<P2。 10．图中某智能机器人的质量为80kg，其轮子与水平地面接触的总面积为5cm2。在水平地面上工作时，该机器人匀速直线移动的速度为1m/s，所受阻力是机器人重力的0.05倍。则机器人对水平地面的压强为 Pa；机器人在水平地面上匀速直线移动时，重力做功为 J；机器人在水平地面上匀速直线移动30s，此过程中牵引力做功的功率为 W。（取g=10N/kg） 【答案】 1.6×106 0 40 【详解】[1]机器人的重力 G=mg=80kg×10N/kg=800N 在水平地面上工作时，机器人对水平地面的压力 F=G=800N 机器人对水平地面的压强 [2]机器人在水平地面上匀速直线移动时，重力的方向竖直向下，没有在重力的方向上通过一定的距离，重力没有做功，重力做功为零。 [3]机器人在水平地面受到的阻力 f=0.05G=0.05×800N=40N 机器人匀速直线运动时，机器人在水平方向上牵引力和阻力是平衡力，则机器人的牵引力 F牵=f=40N 此过程中牵引力做功的功率 11．水平地面上一静止木箱重800N，某人用60N的水平推力在5s内推动木箱前进10m，撤去推力后木箱又继续前进了2m，全程用时6s，整个过程中水平推力做功 J，重力做功 J，6s内推力的功率为 W。 【答案】 600 0 100 【详解】[1]撤去推力后木箱由于惯性继续前进了2m，这个过程人没有对木箱做功，整个过程中水平推力做功 W=Fs=60N×10m=600J [2]重力的方向竖直向下，箱子在水平方向上移动，在竖直方向上通过的距离为0，故重力做功0J。 [3]推力的功率为 三、实验题 12．某班同学进行登楼比赛，看谁做功快。甲、乙同学记录自己两次从一楼跑到确定的楼层所用的时间，并填入下面表格中，然后将有关的物理量也记录在下面的表格中（g取10N/kg） 学生 实验序号 学生的质量/kg 楼梯的高度/m 登梯做的功/J 所用的时间/s 甲 1 50 3 1500 5 2 50 3 1500 8 乙 3 54 6 10 4 54 3 1620 5 （1）第3次实验乙同学做的功为 J，分析比较实验次数 ，可以得出的初步结论是：当做功所用时间相同时，做功越多，做功越快。 （2）分析比较实验次数1和2，可以得出的初步结论是 。 （3）分析比较以上实验数据，可以得出登楼做功最快的学生是 （填“甲”或“乙”）。 【答案】 3240 1、4 做相同的功，所用时间越少的，做功越快 乙 【详解】（1）[1]做的功为 [2]1、4两次实验，登上楼梯的时间相等；但第四次人的质量大，登上高度相同的楼梯，做的功多。比较这两次数据，可以得出结论：在相同的时间内，做功越多，做功就越快。 （2）[3]这两次实验中，做功相同，但的所用的时间不同，故得出的结论是：做功相同时，所用时间越少，做功就越快。 （3）[4]第二次做功比第一次快，第四次慢；第三次做功是第四次功的2倍，所用时间也是第四次的2倍，则这两次做功快慢相同。故乙做功快。 四、计算题 13．如图是当今世界上最新研发的“侦探猎犬”超音速汽车，最大车速能达到1.6×103km/h，它创造了短期内无法超越的世界纪录。在某次测试中，该超音速汽车以1.26×103km/h的速度在水平轨道上匀速直线行驶时，汽车受到水平方向的阻力为1.8×105N，求在这次测试中： （1）汽车受到水平方向的牵引力； （2）汽车牵引力的功率。 【答案】（1）1.8×105N；（2）6.3×107W 【详解】解：（1）由题意可知，超音速汽车在水平轨道上匀速直线行驶时，处于平衡状态，受到平衡力作用，因此汽车在水平方向上受到的阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，则汽车受到水平方向的牵引力为 （2）汽车的速度为 根据 可得，汽车牵引力的功率为 答：（1）汽车受到水平方向的牵引力为1.8×105N； （2）汽车牵引力的功率为6.3×107W。 ——提能力—— 一、单选题 1．在平直高速公路上，甲、乙两车以不同的速度匀速行驶，若甲、乙两车牵引力的功率之比为2∶3，牵引カ之比为4∶5，则甲、乙两车的速度之比为（　　） A．8∶15 B．3∶4 C．5∶6 D．6∶5 【答案】C 【详解】根据 可得，甲、乙两车的速度之比为 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 2．物块A静止在粗糙程度相同的水平桌面上，物块A受到水平拉力F的作用如图甲所示，拉力F和时间t的关系如图乙所示，物块A的速度v和时间t的关系如图丙所示。下列说法中正确的是（    ） A．0~6s内，拉力F对物块A做了功 B．6~12s内，拉力F做功越来越快 C．拉力F在6~8s内做功的功率等于在8~10s内做功的功率 D．12~18s内，拉力F做的功是540J 【答案】B 【详解】A．由丙图可知，0~6s内，物块A的速度一直为0，物块处于静止状态，拉力F对物块A没有做功，故A错误； B．由丙图可知，6~12s过程中，物块A为加速运动，由乙图可知，拉力大小是15N，根据 可知拉力F做功的功率越来越大，做功越来越快，故B正确； C．由丙图可知，6~12s过程中，物块A为加速运动，由乙图可知，拉力大小是5N，在6~8s内和在8-10s内拉力的大小都是15N，6~8s内速度小于在8-10s内速度，根据 拉力F在6~8s内做功的功率小于在8~10s内做功的功率，故C错误； D．由丙图可知，12~18s内，物块匀速直线运动，速度是 6cm/s=0.06m/s 由乙图可知，拉力大小是10N，拉力F做的功 W=F′s=F′vt=10N×0.06m/s×6s=3.6J 故D错误。 故选B。 3．如图所示，用28N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重100N的物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。物体B重30N，弹簧测力计的示数恒为5N（不计滑轮、测力计、绳子的重量，滑轮的转轴光滑）。下列说法正确的是（　　） A．滑轮移动的速度是0.4m/s B．物体A受到地面的摩擦力是9N C．水平拉力F的功率是5.6W D．在10s内绳子对物体A做的功为18J 【答案】B 【详解】A．图示为动滑轮，A移动的速度即绳端移动的速度为0.2m/s，所以滑轮的移动速度为 故A错误； B．因为F=28N，所以绳子对A的拉力为 弹簧测力计的示数恒为5N，A相对地面静止，A在水平方向上所受的拉力和B对A的摩擦力是一对平衡力，则物体A对B的摩擦力为5N，方向向左。A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是相互作用力，B对A的摩擦力为5N，方向向右。A匀速直线运动，水平方向上所受的绳子的向左拉力和B对A的向右的摩擦力及地面对A的摩擦力是平衡力，所以地面对A的摩擦力为 f=F-fBA=14N-5N=9N 故B正确； C．水平拉力F的功率 P=Fv滑轮=28N×0.1m/s=2.8W 故C错误； D．绳子对物体A的拉力是14N，10s物体A移动的距离为 s=vt=0.2m/s×10s=2m 所以绳子对物体A做的功 W=FAs=14N×2m=28J 故D错误。 故选B。 二、填空题 4．若质量为1.5t的轿车以恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力为车重的0.2倍不变，运动的速度v与时间t的关系如图甲所示。则在20~25s时间内，轿车运动的距离是 ，该过程发动机功率是 W，0~10s发动机做的功是 J。 【答案】 150m 9×104 9×105 【详解】[1]由图可知，在20~25s时间内轿车的速度v=30m/s，行驶的时间 t=25s-20s=5s 在20~25s时间内，轿车运动的距离 s=vt=30m/s×5s=150m [2]运动过程中受到的阻力 f=0.2G=0.2mg=0.2×1.5×103kg×10N/kg=3000N 轿车匀速直线运动，受到的牵引力和阻力是平衡力，牵引力 F=f=3000N 该过程发动机功率 [3]0~10s发动机做的功 W=Pt′=9×104W×10s=9×105J 5．如图所示，大人与小孩从一楼爬到三楼，通常每层楼高约3m，若小孩重40kg，则这个过程小孩克服重力做功__________J，若爬到五楼用时30s，则小孩做功的功率为___________W（g取10N/kg）。 【答案】     2400     160 【解析】 [1]小孩从一楼爬到三楼，升高的高度 小孩体重 这个过程小孩克服重力做功 [2]小孩从一楼爬到五楼，升高的高度 这个过程小孩克服重力做功 小孩做功的功率为 6．如图所示，小明正在做俯卧撑，把他的身体看作一个杠杆，O为支点，A 为重心，他的体重为600N。地面对手的支持力F 的力臂是___m，大小为___ N。他每次将身体撑起，肩部上升0.4m，在某次测试中，他1min内完成30次俯卧撑，将身体撑起一次所做得功为_____J。他在1min内做功的功率为_____W。 【答案】     1.5     360     144     72 【解析】 [1]由图示可知，地面对手的支持力的力臂 [2]由杠杆平衡条件得，小明平衡时 地面对手的支持力F [3]将身体撑起一次所做功 [4]1min内做的总功 做功功率 7．小明用 20N 的水平推力推着重 50N 的木箱，在水平地面上以 1m/s 的速度向东做匀速直线运动，前进了 10m，该过程中重力所做的功是______J，水平推力的功率是______W， 该功率表达的物理意义是__________________，地面对木箱的摩擦力大小为______N，方向为水平______（选填“向东”或“向西”）。若小明将推力增大到 30N，木箱受到的摩擦力将______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。 【答案】     0     20     见解析     20     向西     不变 【解析】 [1]箱子在水平方向上做匀速运动，在竖直方向上没有移动距离，因此重力做功0J。 [2][3]箱子在水平方向上受到的推力是20N，移动的速度是1m/s，故推力的功率 P=Fv=20N×1m/s=20W 该功率表达的物理意义是1s内推力所做的功是20J。 [4][5]因箱子在水平方向上做匀速直线运动，所以箱子受到的推力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，方向相反，故箱子受到的摩擦力为20N，方向水平向西。 [6]滑动摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关，与物体所受推力大小无关，故当推力增大到30N时，摩擦力还是20N不变。 三、实验题 8．跳绳是我市初中毕业生体育测试的项目之一，小华想利用所学的物理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）用体重计测量自己的质量m； （2）用刻度尺测出自己每次跳起的平均高度h（人的重心上升的高度）； （3）用 （填测量器材）记录跳n次所用的 （填物理量与其对应字母）； （4）计算出跳绳时克服重力的平均功率P＝ （用字母表示）； （5）若跳绳者的质量m＝50kg，跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示。根据图中所给条件，可估算出此跳绳者在1min内克服重力做功的平均功率为 W。（g取10N/kg） 【答案】 秒表 时间t 135 【详解】（3）[1][2]想测自己跳绳时克服重力做功的平均功率，需要知道跳绳所做的功跟时间，根据可知克服重力所做功，则还需要用秒表记录跳n次所用的时间t。 （4）[3]自己所受的重力是 每次克服重力所做的功 则跳n次所做的总功 则平均功率 （5）[4]该同学的重力 G=mg=50kg×10N/kg=500N 跳一次所用时间 1min内所跳的次数 起跳的最大高度h=0.09m，克服重力做功 1min内克服重力做功的平均功率 四、计算题 9．“山东舰”航空母舰是我国第一艘完全自主研发制造的国产航空母舰。“山东舰”的满载排水量为，最大航行速度约为，额定功率约为。某次海试，航母在某段海域以最大航速航行了。（海水的密度约为，g取）求： （1）满载时，“山东舰”排开水的体积有多大？ （2）若舰底某处距海面的深度为，则该处受到海水的压强是多少？ （3）本次试航中，航母航行路程和航行时的牵引力？ 【答案】（1）；（2）；（3）270km； 【详解】解：（1）满载时，山东舰的排水量为 65000t=6.5×107kg 排开水的体积 （2）在深度为15m处受到海水的压强 （3）本次试航中，航母航行路程 本次试航的速度 航行时的牵引力 答：（1）满载时，“山东舰”排开水的体积为6.5×104m3； （2）若舰底某处距海面的深度为15m，则该处受到海水的压强是1.5×105Pa； （3）本次试航中，航母航行路程和航行时的牵引力分别为270km，1×107N。 10．如图甲，吊车正在对一辆交通事故车实施救援作业，该事故车总重为，吊车以0.5m/s的速度先将该车向上吊起3m，再水平向右移动6m后放到道路事故救援车上运回交警队。（g取） （1）吊车施救过程中对该车做了多少功？ （2）起重臂下滑轮组的结构如图乙所示，若钢丝绳上的拉力F为5000N，将该车向上吊起3m的过程中，拉力F的功率是多少？ （3）若不考虑钢丝绳重和摩擦，钢丝绳能承受的最大拉力是，该滑轮组能否吊起重为的物体？ 【答案】（1）；（2）7500W；（3）不能 【详解】解：（1）吊车施救过程中，将该车向上吊起过程做功，水平移动过程不做功，因为此时力与物体移动的方向垂直，所以吊车对该车做的功 （2）由图乙知，滑轮组承重绳子为3根，则绳子自由端移动的速度 v=3v1=3×0.5m/s=1.5m/s 拉力F的功率 P=Fv=5000N×1.5m/s=7500W （3）不考虑绳重和摩擦，据得，动滑轮的重力 滑轮组能吊起的物体最大重力 所以该滑轮组不能吊起重为的物体。 答：（1）吊车施救过程中对该车做了的功； （2）拉力F的功率为7500W； （3）该滑轮组不能吊起重为的物体。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！15 学科网（北京）股份有限公司 $$