内容正文:
《11.3 功 功率》
一.选择题(共10小题)
1.下列说法,其中正确的是( )
A.用力越大,物体移动的距离也越大,则力做的功也一定越大
B.力的大小一定,物体在力的方向上移动的距离越大,力对物体做的功一定越大
C.力的大小一定,力所做的功与物体移动的距离成正比
D.物体受到的力越大,则力对物体做的功也越大
2.在国际单位制中,功的单位是( )
A.焦耳 B.瓦特 C.欧姆 D.牛顿
3.下列关于功和功率的说法中正确的是( )
A.力对物体做功越多,其功率越大
B.力越大对物体做功越多
C.功率大的机械一定比功率小的机械用时少
D.功率越大的机械做功越快
4.关于体育考试中的一些场景,下列说法错误的是( )
A.跳绳过程中,要克服体重做功
B.实心球抛出后最终落回地面是因为受到重力作用
C.跑步到达终点时人不能马上停下来是因为具有惯性
D.立定跳远的同学跳出后在空中受到推力的作用
5.如图所示的现象中,对物体做了功的是( )
A.搬而未动
B.小车在推力作用下运动了一段距离
C.提着滑板在水平路面上前行
D.举着杠铃在空中不动
6.放学后,小华背着重50N的书包,先沿水平路面走了200m,小华放学后回家的全过程中,她对书包做的功为( )
A.450J B.600J C.10450J D.10600J
7.下列数据符合实际情况的是( )
A.一个西瓜的重约为1N
B.一位中学生双脚站立时对地面的压强约为1000Pa
C.一位成年人在游泳,他漂浮时受到的浮力约为65N
D.一位中学生从一楼爬到三楼所做的功大约是3000J
8.如图所示,用同一个滑轮匀速提起同一重物M升高相同的高度,两次施力分别是F1、F2,对应所做的功W1、W2(不计绳重和摩擦),则( )
A.F1<F2 B.F1=F2 C.W1<W2 D.W1>W2
9.甲机器功率为4000瓦,乙机器功率为5000瓦,则( )
A.甲机器做功一定快
B.乙机器做功一定快
C.甲机器做功一定多
D.乙机器做功时间一定少
10.在国际单位制中,以物理学家的名字命名的功率单位是( )
A.瓦特 B.帕斯卡 C.牛顿 D.焦耳
二.填空题(共5小题)
11.一个力作用在物体上,使物体在 上通过一段 ,这个力就对物体做了功。功的计算公式: ,式中F表示作用在物体上的力,s表示物体在力的方向上通过的距离,W表示力对物体做的功。功的国际单位是 。
12.科学的发展离不开物理学家的突出贡献,为了纪念他们,常将他们的名字命名为物理量的单位,名字被命名为功的单位的物理学家是 ;蒸汽机的发明者瓦特的名字被命名为 的单位。
13.具备做功的两个必备因素 和 。
14.中国女足在2022年亚洲杯比赛中荣获冠军。在中国对战韩国的决赛中,张琳艳一脚将足球踢出,足球离开脚前 (选填“做了”或“没有做”)功,足球离开脚后在草坪上向前滚动过程中,足球所受摩擦力的方向 (选填“向前”或“向后”)。
15.重100N的物体在20N的水平拉力作用下,沿水平地面前进10m后撤去拉力,这时物体又上前滑动了5m J,重力做的功是 。
三.解答题(共5小题)
16.功和能单位的名称是 ,功这一物理量的符号是 。
17.商场里我们经常能看到如图甲、乙两类电梯。当小明站在匀速运行的电梯上,与电梯一同上行。请在甲图中画出小明受力的示意图;乙图中的小明受到的摩擦力方向 ;乙图中电梯对小明的支持力 做功(填“有”或“没有”)。
18.在水平地面上,工人用100N的水平推力推动重150N的箱子,4s内前进了6m,木箱所受重力对木箱做功为 J;工人对木箱做功为 J;工人对木箱做功的功率为 W,箱子运动的平均速度为 m/s。
19.根据一些研究表明,青少年在安静地思考问题时,心脏推动血液流动的功率约为1.5W.则你在物理考试的90min内(g取10N/kg)
20.“龟兔赛跑”是同学们很熟悉的寓言故事,本来,兔子跑的速度要比乌龟的快,在途中睡了一大觉,结果在赛跑中输了。对此,几经交涉便有了下面的“龟兔登山比赛”。在这次比赛中,兔子吸取了前次比赛失利的教训,均为1Kg,它们登山时各自的速度保持不变,两位裁判的记录相同,兔子用了5min,作出了不同的裁决:小狗裁判宣布:“兔子和乌龟不分胜负,平局”,小山羊裁判却宣布:“兔子获胜”。其理由是:虽然两者在比赛中所做的功相等,但兔子用的时间少,乌龟用的时间多,功率小。
阅读上文后请回答:
(1)你认为谁裁决得对?并简单说明其理由。
(2)你认为功和功率有什么区别?要求写出2条。
参考答案与试题解析
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
A
D
D
B
A
D
C
B
A
一.选择题(共10小题)
1.下列说法,其中正确的是( )
A.用力越大,物体移动的距离也越大,则力做的功也一定越大
B.力的大小一定,物体在力的方向上移动的距离越大,力对物体做的功一定越大
C.力的大小一定,力所做的功与物体移动的距离成正比
D.物体受到的力越大,则力对物体做的功也越大
【分析】功等于力与在力的方向上移动距离的乘积,即W=Fs。
【解答】解:A、用力越大,则力做的功也一定越大;
B、力的大小一定,力对物体做的功一定越大;
C、力的大小一定,故C错误;
D、物体受到的力越大,还有看物体在力的方向上移动距离的大小。
故选:B。
【点评】深入理解力的概念和力的计算公式,是解答此题的关键。
2.在国际单位制中,功的单位是( )
A.焦耳 B.瓦特 C.欧姆 D.牛顿
【分析】功的国际单位是焦耳,简称焦,符号是J。
【解答】解:A、焦耳是功和能量的国际单位;
B、瓦特是功率国际单位;
C、欧姆是电阻的国际单位;
D、牛顿是力的国际单位。
故选:A。
【点评】物理学中各个物理量都有自己的符号和国际单位,不要将各符号和各单位相互混淆。
3.下列关于功和功率的说法中正确的是( )
A.力对物体做功越多,其功率越大
B.力越大对物体做功越多
C.功率大的机械一定比功率小的机械用时少
D.功率越大的机械做功越快
【分析】功率是表示做功快慢的物理量,功率等于功与时间之比,公式为:P=;功的计算公式为:W=Fs。
【解答】解:A、力对物体做功越多,还要看时间是否相同;
B、力越大对物体做功不一定越多还要看距离是否相同;
C、功率大的机械一定比功率小的机械用时不一定少,故C错误;
D、功率是表示做功快慢的物理量,故D正确。
故选:D。
【点评】理解功率的概念,知道功和功率的公式,可解答此题。
4.关于体育考试中的一些场景,下列说法错误的是( )
A.跳绳过程中,要克服体重做功
B.实心球抛出后最终落回地面是因为受到重力作用
C.跑步到达终点时人不能马上停下来是因为具有惯性
D.立定跳远的同学跳出后在空中受到推力的作用
【分析】(1)使物体向上运动要克服重力做功。③地面附近的物体受到重力作用,重力方向竖直向下。
(2)地球表面的物体都受到重力作用,由于重力作用,抛出的物体都要落向地面。
(3)物体由于惯性要保持原来的静止状态或匀速直线运动状态。
(4)立定跳远的同学腾空之后,只受重力作用。
【解答】解:
A、跳绳过程中,所以是克服重力做功;
B、实心球抛出后,重力使实心球向下运动,故B正确;
C、跑步到达终点不能立即停下来,要保持原来的运动状态继续前行;
D、立定跳远的同学跳出后在空中受到重力作用。
故选:D。
【点评】用所学物理知识分析身边实际现象是考试的重点,也反映了学以致用的思想,因此在平时学习时注意联系生活,多分析、多解释。
5.如图所示的现象中,对物体做了功的是( )
A.搬而未动
B.小车在推力作用下运动了一段距离
C.提着滑板在水平路面上前行
D.举着杠铃在空中不动
【分析】本题要抓住做功的两个必要因素:
1.作用在物体上的力;
2.物体在力的方向上通过的距离(即力和距离的方向要一致);
二者缺一不可。
【解答】解:A、搬而不动,但在力的方向上没有移动距离,故A错误。
B、小车在推力作用下运动了一段距离,且在力的方向上有距离,故B正确。
C、提着滑板在水平路面上前行,距离的方向是水平方向,故C错误。
D、举着杠铃在空中不动,但在力的方向上没有距离,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了力是否做功的判断方法,属于基础题目。
6.放学后,小华背着重50N的书包,先沿水平路面走了200m,小华放学后回家的全过程中,她对书包做的功为( )
A.450J B.600J C.10450J D.10600J
【分析】(1)力对物体做功的两个必要因素:作用在物体上的力,物体在该力的方向上通过的距离。
(2)根据W=Fs进行计算。
【解答】解:某同学背着书包给书包一个向上的力,只有向上移动距离。某同学背着重50N的书包沿水平路面走了200m,移动的距离是水平方向的。又登上四楼,此过程做功:
W=Fs=50N×9m=450J。
故选:A。
【点评】(1)掌握对物体做功的两个必要因素。有力有距离不一定做功,距离一定是在该力的作用下通过的才能说该力做功。
(2)根据W=Fs进行计算。
7.下列数据符合实际情况的是( )
A.一个西瓜的重约为1N
B.一位中学生双脚站立时对地面的压强约为1000Pa
C.一位成年人在游泳,他漂浮时受到的浮力约为65N
D.一位中学生从一楼爬到三楼所做的功大约是3000J
【分析】对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。
【解答】解:A、一个西瓜的重约为10N;
B、中学生的体重在G=500N左右2左右,一位中学生双脚站立时对地面的压强p=;
C、一位成年人的重力约650N浮=G=650N,故C错误;
D、中学生的体重G=500N,一位中学生从一楼爬到三楼所做的功:W=Gh=500N×6m=3000J。
故选:D。
【点评】物理学中,对各种物理量的估算能力,是我们应该加强锻炼的重要能力之一,这种能力的提高,对我们的生活同样具有很大的现实意义。
8.如图所示,用同一个滑轮匀速提起同一重物M升高相同的高度,两次施力分别是F1、F2,对应所做的功W1、W2(不计绳重和摩擦),则( )
A.F1<F2 B.F1=F2 C.W1<W2 D.W1>W2
【分析】若M的重力为G,对动滑轮受力分析可得两力的大小关系。
在不计绳重和摩擦时,由W=Fs分析力F1、F2在相等时间内对物体所做的功。
【解答】解:AB.不计绳重和摩擦,对动滑轮受力分析可得
F1=GM+F绳+G动=2GM+G动,
,
因此F1>F4。故AB不正确;
CD.若M上升了h,F1处绳子上升的高度为,则
,
右图中,绳子自由端上升的距离为h2=2h,则
,
所以W1<W8。故C正确,D不正确。
故选:C。
【点评】本题考查动滑轮和动滑轮的工作特点以及功的大小的比较,解题的关键是理解动滑轮、动滑轮的工作特点和克服物体重力做功的物理意义。
9.甲机器功率为4000瓦,乙机器功率为5000瓦,则( )
A.甲机器做功一定快
B.乙机器做功一定快
C.甲机器做功一定多
D.乙机器做功时间一定少
【分析】根据功、功率关系分析。功率是单位时间内做的功的多少,表示做功的快慢,功率大表明做功快。
【解答】解:ABC、功率是表示做功快慢的物理量,或者是相同的时间内做功多,故AC错误;
D、根据t=,乙机器功率大于甲机器,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了功率和功的意义。功率由功和时间共同决定,它是表示做功的快。
10.在国际单位制中,以物理学家的名字命名的功率单位是( )
A.瓦特 B.帕斯卡 C.牛顿 D.焦耳
【分析】功率的国际单位是瓦特,简称瓦,符号是W。
【解答】解:A、瓦特是功率的国际单位;
B、帕斯卡是压强的国际单位;
C、牛顿是力的国际单位;
D、焦耳是功和能量的国际单位;
故选:A。
【点评】物理学中各个物理量都有自己的符号和国际单位,不要将各符号和各单位相互混淆。
二.填空题(共5小题)
11.一个力作用在物体上,使物体在 力的方向 上通过一段 距离 ,这个力就对物体做了功。功的计算公式: W=Fs ,式中F表示作用在物体上的力,s表示物体在力的方向上通过的距离,W表示力对物体做的功。功的国际单位是 焦耳(J) 。
【分析】(1)做功的两个必要因素:作用在物体上的力,物体在力的方向上通过的距离,二者缺一不可。
(2)功的大小等于力与距离的成绩,公式为:W=Fs,功的国际单位是焦耳,符号是焦耳(J)。
【解答】解:一个力作用在物体上,使物体在力的方向上通过一段距离。功的计算公式:W=Fs。
故答案为:力的方向;距离;焦耳(J)。
【点评】深入理解功的概念、公式和单位,可解答此题。
12.科学的发展离不开物理学家的突出贡献,为了纪念他们,常将他们的名字命名为物理量的单位,名字被命名为功的单位的物理学家是 焦耳 ;蒸汽机的发明者瓦特的名字被命名为 功率 的单位。
【分析】功和能量的国际单位是焦耳,简称焦,符号是J;功率的国际单位是瓦特,简称瓦,符号是W。
【解答】解:名字被命名为功的单位的物理学家是焦耳;蒸汽机的发明者瓦特的名字被命名为功率的单位。
故答案为:焦耳;功率。
【点评】物理学中各个物理量都有自己的符号和国际单位,不要将各符号和各单位相互混淆。
13.具备做功的两个必备因素 作用在物体上的力 和 物体在力的方向移动一段距离 。
【分析】做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上移动一段距离。
【解答】解:力对物体做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上移动一段距离。
故答案为:作用在物体上的力;物体在力的方向移动一段距离。
【点评】掌握做功的两个必要因素。利用功的两个必要因素能判断力对物体是否做功。
14.中国女足在2022年亚洲杯比赛中荣获冠军。在中国对战韩国的决赛中,张琳艳一脚将足球踢出,足球离开脚前 做了 (选填“做了”或“没有做”)功,足球离开脚后在草坪上向前滚动过程中,足球所受摩擦力的方向 向后 (选填“向前”或“向后”)。
【分析】(1)做功的两个必要因素:作用在物体上的力,物体在力的方向上通过的距离(即力和距离的方向要一致),二者缺一不可。
(2)当一个物体在另一个物体表面滚动时,产生的摩擦力叫滚动摩擦力,摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。
【解答】解:张琳艳一脚将足球踢出,足球离开脚前,因为足球受到踢力且在踢力方向上移动了距离,足球所受摩擦力的方向向后。
故答案为:做了;向后。
【点评】理解做功的必要条件和摩擦力的方向,看解答此题。
15.重100N的物体在20N的水平拉力作用下,沿水平地面前进10m后撤去拉力,这时物体又上前滑动了5m 200 J,重力做的功是 0 。
【分析】(1)已知拉力F和物体在拉力的作用下移动的距离S,根据公式W=Fs即可求出所做的功W;
(2)功的两个必要因素:一是有力作用在物体上;二是物体在力的方向上移动一段距离。
【解答】解:物体在光滑的水平地面上前进,拉力F=20N1=10m,则拉力所做的功W1=Fs4=20N×10m=200J,
在重力的方向上没有移动距离,因此重力对物体没有做功。
故答案为:200;0。
【点评】此题主要是考查做功的两个必要因素和对功的计算公式的理解和熟练运用。功的两个必要因素缺一不可。
三.解答题(共5小题)
16.功和能单位的名称是 焦耳 ,功这一物理量的符号是 W 。
【分析】功是能量转化的量度,单位相同,都是焦耳;功这一物理量的符号是W。
【解答】解:
功是能量转化的量度,力做功时,它们的单位相同;
功这一物理量的符号是W。
故答案为:焦耳;W。
【点评】该题考查功与能的区别与联系,解答的关键是明确功和能的概念,知道其联系和区别,基础问题。
17.商场里我们经常能看到如图甲、乙两类电梯。当小明站在匀速运行的电梯上,与电梯一同上行。请在甲图中画出小明受力的示意图;乙图中的小明受到的摩擦力方向 沿电梯向上 ;乙图中电梯对小明的支持力 没有 做功(填“有”或“没有”)。
【分析】(1)对小明进行受力分析,然后再画出力的示意图;
(2)摩擦力产生的条件:一是两个物体互相接触;二是物体表面粗糙;三是物体发生相对运动或有相对运动的趋势;
(3)做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离,二者缺一不可。
【解答】解:(1)甲图中,小明站在匀速运行的电梯上,此时小明只受到重力和支持力,小明不受摩擦力
(2)乙图中,小明有向下运动的趋势;
(3)乙图中,小明受到垂直于电梯表面向上的支持力,所以电梯对小明的支持力没有做功。
故答案为:见解答图;沿电梯向上。
【点评】本题考查了受力分析、力的示意图、做功的判断等,有一定综合性,属易错题。
18.在水平地面上,工人用100N的水平推力推动重150N的箱子,4s内前进了6m,木箱所受重力对木箱做功为 0 J;工人对木箱做功为 600 J;工人对木箱做功的功率为 150 W,箱子运动的平均速度为 1.5 m/s。
【分析】(1)做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上移动的距离,箱子是在水平地面上移动,在重力的方向上移动距离为0,重力做功为0J;
(2)知道工人的推力和移动的距离,利用W=Fs求工人对木箱做功;知道工人做的功和时间,利用功率公式P=求工人的功率。
(3)知道箱子移动的距离和时间,利用v=求平均速度。
【解答】解:(1)由题知,箱子在水平地面上运动,所以重力做功为0J;
(2)工人对木箱做功:
W=Fs=100N×6m=600J;
工人的功率:
P===150W。
(3)平均速度:
v===4.5m/s。
故答案为:0;600;6.5。
【点评】本题考查速度、功和功率的计算,易错点是判断推力和重力做功情况。注意三种情况不做功:一是有力无距离(例如:推而未动),二是有距离无力(靠惯性运动),三是力的方向与运动方向垂直。
19.根据一些研究表明,青少年在安静地思考问题时,心脏推动血液流动的功率约为1.5W.则你在物理考试的90min内(g取10N/kg)
【分析】知道心脏推动血液流动的功率和做功时间,可利公式W=Pt计算出心脏做功多少;若用这些功提升物体,知道物体的质量,可利用公式W=Gh=mgh计算出物体提升高度。
【解答】解:
∵P=1.5W,t=90min=5400s,
∴在90min内心脏做功为:
W=Pt=6.5W×5400s=8100J;
而m=100kg,
由公式W=FS=mgh可得:
得h===8.4m。
答:心脏做功约为8100J,用这些功可以使一个质量为100kg的物体匀速升高8.1m。
【点评】本题考查了学生对重力公式、功的公式、功率的公式的掌握和运用,要灵活选用公式,计算时注意单位统一。
20.“龟兔赛跑”是同学们很熟悉的寓言故事,本来,兔子跑的速度要比乌龟的快,在途中睡了一大觉,结果在赛跑中输了。对此,几经交涉便有了下面的“龟兔登山比赛”。在这次比赛中,兔子吸取了前次比赛失利的教训,均为1Kg,它们登山时各自的速度保持不变,两位裁判的记录相同,兔子用了5min,作出了不同的裁决:小狗裁判宣布:“兔子和乌龟不分胜负,平局”,小山羊裁判却宣布:“兔子获胜”。其理由是:虽然两者在比赛中所做的功相等,但兔子用的时间少,乌龟用的时间多,功率小。
阅读上文后请回答:
(1)你认为谁裁决得对?并简单说明其理由。
(2)你认为功和功率有什么区别?要求写出2条。
【分析】(1)功包含两个必要因素:力和距离;功的大小等于力乘以距离,即W=Fs。
(2)功率的计算公式为P=。
【解答】解:功的大小可通过以下方法计算:W=Gh=mgh;由于质量m和高度h都相等;
功率为P=;两者做功相等,故兔子的功率大。
故答案为:(1)小山羊的栽决是正确的。因为:小狗只是比较做功的多少、即做功快慢不同。
(2)①描述的对象不同:功是用来描述物体做功多少的物理量,而功率是用来描述物体做功快慢的物理量。
②计算的公式不同:功的计算用W=Fs,而功率的计算用P=。
③单位不同:功的单位是J,而功率的单位是W。
【点评】深入理解功率和功的概念,熟练运用功和功率的计算公式,即可解答。
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