内容正文:
第二节 功率
【A层 基础必会】
考点一 做功快慢的比较
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 (选填“甲”或“乙”)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.如图所示,甲、乙两名工人将相同重物从一楼搬到三楼,所用时间不同。关于工人对重物做功,以下说法正确的是( )
A.工人甲做功多,做功快
B.工人乙做功多,做功快
C.两人做功相同,工人甲做功快
D.两人做功相同,工人乙做功快
考点二 功率的理解
3.甲机器的功率为100 W,乙机器的功率为200 W,两台机器正常工作时,下列说法正确的是( )
A.甲机器做功一定多 B.乙机器做功一定快
C.甲机器做功一定快 D.乙机器做功一定多
考点二 功率的相关判断
4.如图所示是甲、乙两物体做功与所用时间的关系图像,由图可知,甲物体的功率P甲和乙物体的功率P乙的关系是( )
A.P甲>P乙 B.P甲<P乙
C.P甲=P乙 D.无法确定
5. (2024·上海期中)如图所示,两名举重运动员,乙比甲高,如果他们同时将相同质量的杠铃从地面匀速举过头顶,若甲比乙先完成,则下列判断正确的是( )
A.甲、乙运动员做功一样多
B.甲运动员做功较少,但功率较大
C.乙运动员做功较少,且功率较小
D.乙运动员做功较多
考点三 功率的相关计算
6.如图所示,在足够长的水平面上,小杰用80 N的水平推力推着箱子做匀速直线运动,6 s内运动的路程为3 m,推力做的功是 ,推力功率是 。
7.如图所示为电动叉车抬升石材的情景。电动叉车将1 500 kg的石材完成一次最大起升高度,用时30 s,其项目参数如表。(g取10 N/kg)
项目
额定载
重(kg)
最大起升
高度(m)
空载行驶速
度(km/h)
空载
质量(kg)
参数
1500
3
5
720
(1)求电动叉车对石材做的功;
(2)求电动叉车对石材做功的功率。
易错点 误认为做功越多,功率越大
8.(2024·济南期末)如图所示为一群科考队员登上某山峰峰顶的过程,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
【B层 能力提升】
9.(2024·淮北模拟)汽车爬坡时,驾驶员的操作是:加大油门使发动机发挥最大的功率,同时将变速器换成低速挡。请结合公式P=Fv分析,汽车在爬坡时,减小汽车的速度是为了( )
A.获取更大动力 B.增加效率
C.做更少的功 D.减小惯性
10.(2024·北京期中)双杠屈臂伸是中学生体育测试的项目之一,它的动作过程为:双手分别握杠,两臂支撑在双杠上,肘关节慢慢弯屈,同时肩关节伸屈,使身体逐渐下降至最低位置。稍停片刻,两臂用力撑起至还原。若一个普通中学生在30 s内完成12次屈臂伸,如图所示该学生一次屈臂伸过程克服重力做功的功率最接近于( )
A.10 W B.60 W C.180 W D.400 W
11.如图所示,爷爷与小红进行爬楼梯比赛,他们都从1楼上到5楼,爷爷的体重是小红体重的2倍,爷爷所用的时间是小红所用时间的2倍,若爷爷做功为W1,功率为P1,小红做功为W2,功率为P2,则W1∶W2= ,P1∶P2= 。
12.跳绳是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=50 kg,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1 min内克服重力做功的平均功率为 W。(g取10 N/kg)
13.一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动,其v-t图像如图所示。已知汽车前10 s通过的路程为80 m,在匀速行驶过程中所受阻力f=4 000 N。求:
(1)在0~10 s内汽车的平均速度大小;
(2)汽车匀速行驶时的功率;
(3)在0~10 s内汽车受到的牵引力所做的功。
【C层 素养培优】
14. (物理学与日常生活)现有30包大米,总质量为180 kg。小明想尽快将它们搬上10 m高处的库房。如图为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像。由图分析可知,他为了尽可能快地将大米搬上库房,每次应搬 包,每次克服大米重力做功为 J;若每次下楼时间是上楼时间的一半,则他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间为 s(g取10 N/kg)。
点思路:
(1)做功一定时,功率最大时,用时最短;
(2)理解“功率-质量”图像中的极值点数据的物理意义。
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第二节 功率
【A层 基础必会】
考点一 做功快慢的比较
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 甲 (选填“甲”或“乙”)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 功 ,比较做功时间的多少。
2.如图所示,甲、乙两名工人将相同重物从一楼搬到三楼,所用时间不同。关于工人对重物做功,以下说法正确的是(C)
A.工人甲做功多,做功快
B.工人乙做功多,做功快
C.两人做功相同,工人甲做功快
D.两人做功相同,工人乙做功快
考点二 功率的理解
3.甲机器的功率为100 W,乙机器的功率为200 W,两台机器正常工作时,下列说法正确的是(B)
A.甲机器做功一定多 B.乙机器做功一定快
C.甲机器做功一定快 D.乙机器做功一定多
考点二 功率的相关判断
4.如图所示是甲、乙两物体做功与所用时间的关系图像,由图可知,甲物体的功率P甲和乙物体的功率P乙的关系是(B)
A.P甲>P乙 B.P甲<P乙
C.P甲=P乙 D.无法确定
5. (2024·上海期中)如图所示,两名举重运动员,乙比甲高,如果他们同时将相同质量的杠铃从地面匀速举过头顶,若甲比乙先完成,则下列判断正确的是(D)
A.甲、乙运动员做功一样多
B.甲运动员做功较少,但功率较大
C.乙运动员做功较少,且功率较小
D.乙运动员做功较多
考点三 功率的相关计算
6.如图所示,在足够长的水平面上,小杰用80 N的水平推力推着箱子做匀速直线运动,6 s内运动的路程为3 m,推力做的功是 240 J ,推力功率是 40 W 。
7.如图所示为电动叉车抬升石材的情景。电动叉车将1 500 kg的石材完成一次最大起升高度,用时30 s,其项目参数如表。(g取10 N/kg)
项目
额定载
重(kg)
最大起升
高度(m)
空载行驶速
度(km/h)
空载
质量(kg)
参数
1500
3
5
720
(1)求电动叉车对石材做的功;
(2)求电动叉车对石材做功的功率。
解:(1)电动叉车对石材做的功:
W=Gh=mgh=1 500 kg×10 N/kg×3 m=4.5×104 J。
(2)电动叉车对石材做功的功率:
P===1.5×103 W。
易错点 误认为做功越多,功率越大
8.(2024·济南期末)如图所示为一群科考队员登上某山峰峰顶的过程,体重(含装备)越大的队员一定(A)
A.做功越多 B.功率越大
C.做功越快 D.功率越小
【B层 能力提升】
9.(2024·淮北模拟)汽车爬坡时,驾驶员的操作是:加大油门使发动机发挥最大的功率,同时将变速器换成低速挡。请结合公式P=Fv分析,汽车在爬坡时,减小汽车的速度是为了(A)
A.获取更大动力 B.增加效率
C.做更少的功 D.减小惯性
10.(2024·北京期中)双杠屈臂伸是中学生体育测试的项目之一,它的动作过程为:双手分别握杠,两臂支撑在双杠上,肘关节慢慢弯屈,同时肩关节伸屈,使身体逐渐下降至最低位置。稍停片刻,两臂用力撑起至还原。若一个普通中学生在30 s内完成12次屈臂伸,如图所示该学生一次屈臂伸过程克服重力做功的功率最接近于(B)
A.10 W B.60 W C.180 W D.400 W
11.如图所示,爷爷与小红进行爬楼梯比赛,他们都从1楼上到5楼,爷爷的体重是小红体重的2倍,爷爷所用的时间是小红所用时间的2倍,若爷爷做功为W1,功率为P1,小红做功为W2,功率为P2,则W1∶W2= 2∶1 ,P1∶P2= 1∶1 。
12.跳绳是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 停表 (填测量器材)记录跳n次所用的 时间t (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=50 kg,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1 min内克服重力做功的平均功率为 135 W。(g取10 N/kg)
13.一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动,其v-t图像如图所示。已知汽车前10 s通过的路程为80 m,在匀速行驶过程中所受阻力f=4 000 N。求:
(1)在0~10 s内汽车的平均速度大小;
(2)汽车匀速行驶时的功率;
(3)在0~10 s内汽车受到的牵引力所做的功。
解:(1)由题知,在0~10 s内汽车通过的路程s=80 m,则在0~10 s内汽车的平均速度大小:v===8 m/s;
(2)由图可知,10 s后汽车做匀速直线运动,速度v'=15 m/s,此时汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,则牵引力:F=f=4 000 N,汽车行驶时的功率:P===Fv'=4 000 N×15 m/s=6×104 W;
(3)因为汽车的功率不变,所以在0~10 s内汽车发动机产生的牵引力所做的功:
W=Pt=6×104 W×10 s=6×105 J。
【C层 素养培优】
14. (物理学与日常生活)现有30包大米,总质量为180 kg。小明想尽快将它们搬上10 m高处的库房。如图为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像。由图分析可知,他为了尽可能快地将大米搬上库房,每次应搬 2 包,每次克服大米重力做功为 1 200 J;若每次下楼时间是上楼时间的一半,则他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间为 540 s(g取10 N/kg)。
点思路:
(1)做功一定时,功率最大时,用时最短;
(2)理解“功率-质量”图像中的极值点数据的物理意义。
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