11.2 怎样比较做功的快慢 2024—2025学年沪粤版九年级上册物理

2024—2025学年九年级上册物理沪粤版11.3 如何提高机械效率 一、单选题 1.项目学习小组在比较甲、乙两辆不同动力系统玩具车的性能时,使两辆小车在同一水平面上做匀速直线运动,获得如图所示的小车做功W与时间t的图像。下列说法正确的是( ) A.甲车做功多 B.乙车做功多 C.甲车功率大 D.乙车功率大 2.某人骑着一辆普通自行车,在平直公路上以某一速度匀速行驶。若人和车所受的阻力为20N,则通常情况下,骑车人消耗的功率最接近( ) A.5W B.10W C.60W D.1000W 3.如图所示,周末晓丽和爷爷一起进行爬楼梯比赛,已知爷爷的体重是晓丽的2倍,从一楼爬到八楼爷爷用的时间是晓丽的3倍,若晓丽克服自身重力做功为W1、功率为P1,爷爷克服自身重力做功为W2、功率为P2,则下列关系正确的是( ) A.W1∶W2=2∶3 B.W1∶W2=1∶1 C.P1∶P2=3∶2 D.P1∶P2=1∶6 4.学习了物理以后,聪聪同学对物理量进行估测,以下估测正确的是( ) A.宏帆教室的大气压强约为Pa B.初二期末体考中学生跳绳的功率约为7000W C.一个鸡蛋悬浮在盐水中时受到的浮力约为10N D.一名中学生从一楼走上二楼,克服重力做功约为1500J 5.一同学从一楼跑到三楼用了10s,他的功率可能是( ) A.3W B.30W C.300W D.3000W 6.质量是10kg的物体A放在水平桌面上,小云利用如图所示的装置匀速拉动绳子自由端并在10s内做了60J的功,物体A运动速度为0.5m/s,下列判断正确的是( ) A.绳子自由端移动5m B.绳子自由端移动速度为1.5m/s C.作用在绳子自由端的拉力F为12N D.绳子自由端拉力的功率为6W 7.如图所示是“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验装置。实验中用到了一个弹簧测力计、一个长方体木块(各表面粗糙程度相同、一个砝码、两个材料相同但表面粗糙程度不同的长木板。下列说法正确的是( ) A.实验中只要拉动木块做匀速直线运动,滑动摩擦力大小就等于拉力大小 B.乙实验中加速拉动木块时,木块受到的滑动摩擦力会变大 C.甲、乙、丙三次实验中,丙实验中拉力做功的功率最大 D.利用这些器材还能探究滑动摩擦力的大小是否跟接触面积有关 8.“估测”是物理学中常用的一种方法。作为一名中学生的小明尝试估测了与自己身体等相关的一些物理量,其中较为符合实际的是( ) A.他此时考场内大气压约为3个标准大气压 B.他双脚站立时对水平地面的压强约为200Pa C.他正常骑自行车的功率约为7000W D.他从一楼走到三楼所做的功约为3000J 9.在建筑工地,起重机吊臂上的滑轮组如图所示,现起吊重的物体,使物体以1.2m/s的速度匀速上升,此时滑轮组的机械效率为80%,经历5秒的时间,下列有关说法中错误的是( ) A.做有用功为 B.钢丝绳端移动的距离为18m C.拉力F为1500N D.拉力F的功率为1800W 10.如图所示,物体A重30N,物体B重50N,物体B在水平向右的拉力F=60N的作用下以0.3m/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。下列说法正确的是( ) A.物体B与地面之间的摩擦力为10N B.拉力F的功率为8W C.3s内克服A重力做功18J D.3s内克服B重力做功15J 11.甲、乙两汽车在平直公路上匀速行驶,甲汽车受到的阻力是乙汽车的3倍,甲汽车的速度是乙汽车的2倍。则甲乙两车的功率之比为( ) A.1∶6 B.6∶1 C.2∶1 D.1∶2 12.关于功率,下列说法中正确的是 ( ) A.做功越多,功率就越大 B.功率不同,做的功一定不同 C.完成相同的功所用的时间越长,功率就越大 D.在相同时间内做的功越多,功率就越大 13.关于功和功率,下列说法正确的是( ) A.机器做功少,功率一定少 B.功率小的机器做功不一定慢 C.功率大的机器做功一定快 D.功率大的机器做功一定多 14.如图所示,斜面长s为1.2m,高h为0.3m,现将重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端,若拉力F为5N,拉力的功率为3W,则下列说法错误的是( ) A.对物体所做的有用功为4.8J B.斜面的机械效率为80% C.斜面对物体的摩擦力为1.2N D.物体由斜面底端运动到顶端用时2s 15.如图是小明利用闪光照相机拍摄小球自由竖直下落时的照片,下列关于小球在竖直下落过程中重力做功的功率随时间变化的图像。正确的是( ) A. B. C. D. 二、填空题 16.小明在30s内,用20N的水平推力使重120N的箱子在水平地面上匀速前进了15米,在此过程中,箱子受到的摩擦力是 N,小明对箱子做功的功率为 W,箱子的重力所做的功为 J。 17.体重为600牛的某同学从底楼匀速登上五楼(每层楼高为3米),如果耗时20s,则该同学克服重力做功功率为 W;如果耗时40s,所做功 选填“变大”“不变”或“变小”)。 18.如图所示,在水平桌面上,一个质量的物体,通过一滑轮组与三个总重的钩码相连,动滑轮重,此时物体以的速度向右做匀速直线运动,不计绳重及绳与滑轮间的摩擦。现使物块以的速度向左做匀速直线运动,应给物块P施加一个水平向左的 的拉力,该拉力做功的功率为 W,内克服钩码重力所做的功为 J。 19.压强和功率是我们所学的力学知识中的两个重要物理量,则压强是表示压力 的物理量,功率是表示物体 的物理量。 三、计算题 20.利用如图所示的滑轮组,在5s内将重为240N的物体匀速向上提起0.2m,竖直向上的拉力F为100N。不计绳重和摩擦,求: (1)滑轮组的机械效率; (2)拉力F的功率; (3)若用此滑轮组匀速提升600N的物体需要多大拉力? 21.青少年要健康地成长,需要有一个科学、适度地体育锻炼的习惯,如图是同学们在体育课上做仰卧起坐。小林做仰卧起坐,坐起一次上半身重心上升0.3m,用时1s(假设他上半身所受的重力为300N),求: (1)小林上半身上升一次克服重力做的功; (2)在一次训练中,小林1min内完成40个仰卧起坐全过程,求他在这1min内克服上半身重力做功的功率。 22.如图是某饭店引进的送餐机器人,参数如下表: 规格参数 机器人空载时的质量 30kg 轮子与地面接触总面积 1 10-4m2 满载工作时的移动速度 0.8m/s 满载工作时功率 120W (1)机器人空载时的重力是多少?(g取10N/kg) (2)机器人空载时对水平地面的压强是多少? (3)某次送餐过程中,机器人以0.8m/s的速度匀速直线移动,若它在运动过程中所受阻力为50N,则在1min牵引力对机器人所做的功是多少? (4)当它满载工作了50s时,机器人受到的牵引力多大? 试卷第1页,共3页 试卷第1页,共3页 学科网(北京)股份有限公司 参考答案: 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C C D C D D D D A 题号 11 12 13 14 15 答案 B D C C A 1.D 【详解】由图得,甲乙车在相同时间内乙车做的功较多,由得,乙车功率大,故ABC错误,D正确。 故选D。 2.C 【详解】因为车匀速,所以 由 知道,骑车人消耗的功率 故60W比较接近,故C符合题意。 故选C。 3.C 【详解】由题可知,晓丽和爷爷爬楼的高度相同,爷爷的体重是晓丽的2倍,晓丽和爷爷的重力之比G1∶G2=1∶2,爷爷用的时间是晓丽的3倍,晓丽和爷爷的时间之比t1∶t2=1∶3,由W=Gh可得,爷爷和晓丽克服重力做功之比 克服自身重力做功的功率之比 故C正确,ABD错误。 故选C。 4.D 【详解】A.我们生活的环境气压接近1个标准大气压,约为1 105Pa,故A错误; B.一分钟大约跳绳180个,每次大约可跳起5cm左右,则跳绳做的总功为 W=nGh=180 600N 5 10-2m=5400J 则跳绳的平均功率为 故B错误; C.一个鸡蛋的质量在50g=0.05kg左右,受到的重力 G=mg=0.05kg 10N/kg=0.5N 左右,鸡蛋悬浮在盐水中所受的浮力与重力相等,约为0.5N左右,故C错误; D.中学生的体重在G=500N左右,一楼到二楼的高度在h=3m左右,中学生从教学楼一楼到二楼克服重力做功约为 W=Gh=500N 3m=1500J 故D正确。 故选D。 5.C 【详解】学生体重约500N,一层楼高约3m,从一楼跑到三楼有两层楼高约6m,所用时间为10s,则克服自己重力做功的功率 故选C。 6.D 【详解】A.10s内物体移动距离 s物=v物t=0.5m/s 10s=5m由图可知滑轮组动滑轮绕绳子的段数n=2,绳子自由端移动距离 s=ns物=2 5m=10m故A错误; B.绳子自由端移动速度 v=nv物=2 0.5m/s=1.0m/s故B错误; C.由W=Fs可得拉力 故C错误; D.拉力的功率 故D正确。 故选D。 7.D 【详解】A. 实验中要水平拉动木块做匀速直线运动,滑动摩擦力大小就等于拉力大小。选项中没有说水平,故A项错误; B. 乙实验中加速拉动木块时,木块对长木板的压力和木块和长木板的接触面粗糙度不变,所以摩擦力大小不变。故B项错误; C. 由功率的公式,由于题目中没有说做功大小和时间。所以功率的大小无法比较。故C项错误; D. 可将木块竖放或者侧放,使之在水平方向做匀速直线运动,比较摩擦力的大小与接触面积的关系。所以这些器材还能探究滑动摩擦力的大小是否跟接触面积有关,故D项正确。 8.D 【详解】A.考场内大气压接近1个标准大气压,故A不符合题意; B.一个普通中学生的体重,站在水平地面上与地面的接触面积,则他对地的压强约为 故B不符合题意; C.中学生正常匀速骑自行车时,自行车受到的阻力约为20N,则人蹬车时的动力;骑车的速度约为4m/s,所以骑车的功率约为 故C不符合题意; D.中学生的体重在500N左右,一楼走到三楼的高度大约6m,所以从一楼走到三楼所做的功约为 故D符合题意。 故选D。 9.D 【详解】A.该物体重为3.6 103N,上升的高度为 此过程中有用功为 故A正确,不符合题意; B. 从图中可以看到,三条绳子托着动滑轮,则钢丝绳移动的距离 故B正确,不符合题意; C. 滑轮组的机械效率为80%,而由A解析可知,此过程中有用功为2.16 104J,则这过程所做的总功为 由B解析可知,钢丝绳移动的距离为18m,作用在钢丝绳的拉力所做的功为总功,则这个拉力大小为 故C正确,不符合题意; D.拉力做的功为,这个过程的时间为5s,则其功率为 故D错误,符合题意。 故选D。 10.A 【详解】从图中可以看出,两个滑轮都是动滑轮,左边的滑轮 右边的滑轮 A.每段绳子的拉力 B受到滑轮的拉力 物体B匀速向右运动,物体B受到的摩擦力 故A正确; B.拉力F的速度 拉力F的功率为 故B错误; C.A上升的速度 3s内A上升的高度 克服A重力做功 故C错误; D.B沿水平方向做匀速直线运动,没有在重力的方向上通过距离,3s内克服B重力做功0 J,故D错误。 故选A。 11.B 【详解】甲、乙两汽车在平直公路上匀速行驶,均受力平衡,牵引力等于阻力,甲汽车受到的阻力是乙汽车的3倍,则甲乙牵引力之比为,甲汽车的速度是乙汽车的2倍,根据可知甲乙两车的功率之比为 故B符合题意,ACD不符合题意。 故选B。 12.D 【详解】功率是表示做功快慢的物理量,功率的大小同时取决于做功多少和所用时间,A和B没有涉及做功时间,不符合题意;完成相同的功所用的时间越长,功率就越小,故C不合题意;在相同时间内做的功越多,功率就越大,D符合题意,故选D. 13.C 【详解】A.影响功率大小的因素是做功的多少和做功的时间,只知道做功的多少,不能判断功率的大小。故A错误; BC.功率是描述做功快慢的物理量,功率小的机器做功一定慢,功率大的机器做功一定快。故B错误,C正确; D.做功多少与功率大小和做功的时间有关,只知道功率大,不能判断做功的多少。故D错误。 故选C。 14.C 【详解】A.由题意可知 W有用=Gh=16N 0.3m=4.8J 故A正确,不符合题意; B.拉力做的总功为 W总=Fs=5N 1.2m=6J 斜面的机械效率为 =80% 故B正确,不符合题意; C.在此过程中克服摩擦力做的功为额外功,则 W额外=fs=W总-W有用=6J-4.8J=1.2J 斜面对物体的摩擦力为 f==1N 故C错误,符合题意; D.由W=Pt可得,物体由斜面底端运动到顶端用时 t==2s 故D正确,不符合题意。 故选C。 15.A 【详解】由图示知,小球在下落过程中,相同时间内通过的路程变大,则小球下落的速度是随时间不断增大。小球下落过程中重力做功的功率 因为小球的重力不变,其速度不断变大,所以小球下落过程中重力做功的功率随时间变化而变大,且小球自由竖直下落时,始终只受到重力作用,故速度变化相同,即v与t成正比,所以P与t成正比,故A正确,BCD错误。 故选A。 16. 20 10 0 【详解】[1]木箱在20N的水平推力作用下做匀速直线运动,推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以箱子受到的摩擦力是20N。 [2]推力对木箱做的功为 W=Fs=20N 15m=300J 小明做功的功率为 [3]重力方向竖直向下,箱子沿水平方向前进,所以WG=0J。 17. 不变 【详解】[1]从底楼到五楼,某同学上升了 该同学克服重力做功功率为 [2]如果耗时40s,所做功依然是 与所用时间无关,故所做功不变。 18. 8 0.8 0.6 【详解】[1]三个钩码的重力G=6N,图中使用的是动滑轮,绳子的质量以及绳与滑轮间的摩擦均可忽略不计,物体P受到的摩擦力和绳子拉力平衡,大小相等,摩擦力 要使物块P以0.1m/s的速度向左做匀速直线运动,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,所以向左的拉力 F1=f+F=4N+4N=8N [2]此时拉力做功的功率 [3]2s内拉力移动的距离 s=vt=0.1m/s 2s=0.2m 钩码上升的高度 2s内克服钩码重力所做的功 W=Gh=6N 0.1m=0.6J 19. 作用效果 做功快慢 【详解】[1]单位面积上物体受到的压力不同,则压力的作用效果不同;压强是表示压力的作用效果的物理量,压强大代表压力作用效果明显。 [2]物理学中功率是表示物体做功快慢的物理量。 20.(1)80%;(2)12W;(3)220N 【详解】解:(1)由图可知,通过动滑轮绳子段数n=2,所以做有用功 总功 所以滑轮组的机械效率 (2)拉力的功率 (3)不计绳重和摩擦, 由提起24N物体时可得动滑轮重 所以当匀速提升600N的物体需要的拉力为 答:(1)滑轮组的机械效率为80%; (2)拉力F的功率为12W; (3)用此滑轮组匀速提升600N的物体需要拉力为220N。 21.(1)90J;(2)60W 【详解】解:(1)上升一次克服重力做的功 W=Gh=300N 0.3m=90J (2)小林1min内克服重力所做的总功 W总=40W=40 90J=3600J 克服重力做功的功率 答:(1)小林上半身上升一次克服重力做的功为90J; (2)他在这1min内克服上半身重力做功的功率为60W。 22.(1)300N;(2)3 106Pa;(3)2400J;(4)150N 【详解】解:(1)机器人空载时的质量为m=30kg,故重力为 G=mg=30kg 10N/kg=300N (2)机器人空载时对水平地面的压力等于空载时的重力,即 F=G=300N机器人空载时对水平地面的压强为 (3)机器人以0.8m/s的速度匀速直线移动时,由二力平衡知,牵引力等于阻力,即 F牵=f=50N 在1min内机器人通过的路程为 s=vt=0.8m/s 60s=48m牵引力对机器人所做的功为 W=F牵s=50N 48m=2400J (4)机器人满载工作时的移动速度为v=0.8m/s,功率为P=120W,根据 可知,机器人受到的牵引力为 答:(1)机器人空载时的重力是300N; (2)机器人空载时对水平地面的压强是3 106Pa; (3)某次送餐过程中,机器人以0.8m/s的速度匀速直线移动,若它在运动过程中所受阻力为50N,则在1min牵引力对机器人所做的功是2400J; (4)当它满载工作了50s时,机器人受到的牵引力为150N。 答案第1页,共2页 答案第1页,共2页 学科网(北京)股份有限公司 $$