内容正文:
11.2 功率
一、功率
1.比较做功快慢的方法
时间相同,比较做功的多少,做功多的做功快;做功多少相同,比较所用时间,用时少的做功快;做功多少、所用时间都不相同时,用做功多少除以做功时间。
2.物理意义:在物理学中,用功率表示做功的快慢。
3.定义:功与做功所用时间之比叫做功率(比值定义法)。它在数值上等于单位时间内所做的功。
4.表达式:,W表示力,t表示做功所用时间,P表示功率。变形式:,。
5.单位及换算:由功的单位和时间的单位组合而成的。功的单位是J,时间的单位s,则功率的单位为J/s,它有个专门的名称叫做瓦特,简称瓦,符号W,1W=1J/s。常用单位有kW,1kW=1000W。
6.拓展公式
当物体在力F的作用下,沿力F的方向以速度v做匀速直线运动,由及,可得。应用公式计算时,速度的单位必须是m/s,这样得出的功率单位才是W。
二、功率的计算
1.测量爬楼的功率
【实验原理】由可知,要测量功率,必须测物体(或机械)所做的功W和完成这些功所用的时间t。如果我们要测自己上楼的功率,需测出自己的重力G(或质量m)、楼层的高度h和上楼所用时间t。
【实验器材】体重计(或磅秤),皮尺(或米尺),计时器(停表、手表等)。
【实验步骤】(1)体重计(或磅秤)测出自己的质量(m),求出自己的重力G。
(2)用皮尺(或米尺)测出所登楼层的高度h(或测出一个台阶的高度h0,然后数出楼梯的台阶数n,则所登楼层高度为h=nh0)。
(3)用停表(或手表)测出自己上楼所用时间t。
功率的计算式为:或。
【注意事项】(1)测量人上楼的功率时,登楼梯是克服人自身重力做功。
(2)测量过程中,应测量楼层的高度,而不测量楼梯的长度。
(3)做功的时间越短,测量误差越大,因此在测量时要适当增加做功所用时间,以减小测量误差。
点拨 计算功率的两种方法
1.利用定义式计算,此式适用于任何情况。
①使用公式时,一定要注意三个量的对应关系,功W一定是对应的时间t内完成的,这样算出来的功率才是时间t内的功率。
②由计算出的功率是平均功率 ,即在时间t内的平均功率。
2.利用推导式计算,此式适用于物体在恒力作用下做匀速直线运动的情况,只要问题中出现速度及力,优先考虑该式。在计算时速度的单位为m/s,计算的功率单位才是W。
考点1 功率的概念
【典例1】关于功率的说法,正确的是( )
A.做功越多,功率越大 B.单位时间内所做的功越多,功率越大
C.作用力越大,功率越大 D.功率大的机器比功率小的机器做功多
【针对训练1】关于功和功率的说法中正确的是( )
A.在光滑水平面上由于惯性做匀速直线运动的物体,没有力做功
B.有力作用在物体上,力一定对物体做功
C.物体受到的作用力越大,力对物体做功就越多
D.力对物体做功越多,功率就越大
考点2 比较功率的大小
【典例2】甲、乙两位同学进行举杠铃比赛,如图所示,甲比乙高,他们在相同的时间内举起了相同的杠铃,则( )
A.乙做功较多,功率较大
B.甲做功较多,功率较大
C.甲乙做功相同,甲的功率较大
D.甲乙做功相同,乙的功率较小
【针对训练1】如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动,下列判断正确的是( )
A.两次物体运动的速度v1<v2
B.两次物体所受的摩擦力f1>f2
C.经过相同的路程,两次拉力对物体做功的功率P1>P2
D.相同时间内,两次拉力对物体做功的功率P1<P2
【针对训练2】物体在水平拉力的作用下,沿粗糙程度相同的水平面做直线运动,其运动图像如图所示。图像中OA段拉力对物体做的功和功率分别为和,AB段拉力对物体做的功和功率分别为和。根据图像分析可知( )
A. B. C. D.
考点3 功率的计算
【典例3】如图,某次拓展训练中,在安全保护措施的前提下中学生小明沿直杆匀速下滑,在4s的时间内人通过AB段.下列关于小明所受重力在AB段做功的功率最接近的是( )
A.200W B.400W
C.700W D.1000W
【针对训练1】如图是某无人机送快递的情景。该无人机先用的时间将的快递沿竖直方向匀速提升到高处,再用的时间使快递沿水平方向匀速移动送到七楼的窗口,则该过程中无人机对快递做功的功率是 W。(不计空气阻力,g取)
【针对训练2】小明用速度传感器和秒表测量一小车在水平路面上的运动情况。如图所示是小明根据测量结果绘制的图像。已知在4~10s内小车受到的牵引力恒为10N。在0~4s内受到的摩擦力 (选填“大于”“等于”或“小于”)10N;在4~10s内小车牵引力的功率为 。
考点4 功率的测量
【典例4】如图所示,要估测小明跳绳的功率。实验中需要的测量工具有体重秤、秒表和 。需要测量的物理量有:该同学100次跳绳所用的时间t、跳起的高度h和 ,则小明跳绳功率的表达式P= 。实验过程中测量100次跳绳时间相比较于测量单次跳绳时间,其好处是 。
【针对训练1】测量小云将器材从一楼搬到三楼过程中对箱子做功的功率。测量步骤如下:
A.测出箱子的质量m
B.测出楼梯的总长度L
C.测出一楼到三楼的竖直高度h。测出小云上楼所用的时间t
E.算出小云搬运箱子的功率P
其中多余的步骤是 (选填序号),功率的表达式为 。
1.(24-25九年级上·广东东莞·阶段练习)下列关于功和功率说法正确的是( )
A.物体做功越多,功率越大
B.人背着书包等车时,人对书包做了功
C.利用滑轮组来提升重物,即可以省力又可以省功
D.物体做功越快,功率越大
2.(24-25九年级上·陕西渭南·期中)“澄城樱桃”畅销全国,获国家地理标志证明商标。每年5月中旬是樱桃的收获时间,小明和爷爷比赛搬运樱桃,他们分别抱着相同的一箱樱桃从一楼上到二楼仓库,爷爷用时更短,则下列有关说法正确的是( )
A.小明克服樱桃重力做功的功率较大 B.爷爷克服樱桃重力做功的功率较大
C.小明克服樱桃重力做功较少 D.爷爷克服樱桃重力做功较多
3.(24-25九年级上·陕西渭南·阶段练习)甲、乙两名举重运动员,甲比乙高。如图所示,他们举起相同质量的杠铃所用的时间相等,甲、乙两名运动员对杠铃做的功分别为,做功的功率分别为,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
4.(24-25九年级上·安徽淮南·阶段练习)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像如图甲时,受到的水平推力为;当物体运动的速度与时间的关系图像如图乙时,受到的水平推力为,两次推力的功率分别为、,则和分别为( )
A.3∶5 9∶25 B.1∶1 1∶1 C.3∶5 3∶5 D.1∶1 3∶5
5.(24-25九年级上·江苏苏州·期中)小明对四位同学做功情况各测量了一次,把四位同学做功W和所用时间t在坐标系中描点,得到了图中甲、乙、丙、丁四个点,这四个同学中做功功率最大的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
6.(24-25九年级上·广东广州·期中)如图1所示,吊机将重为5000N的货物从地面A处竖直匀速提升40s到达B处再水平匀速运送到C处,最后竖直放到楼顶D处。货物从C到D用时50s,路程随时间变化图象如图2所示,下列说法正确的是( )
A.货物的质量为500g
B.BC段吊机对货物的拉力做的功为60000J
C.CD段货物所受重力做功的功率为500W
D.货物从C到D的速度10m/s
7.(24-25九年级上·江西宜春·阶段练习)在今年的巴黎奥运会中,中国选手邓丽娟、伍鹏先后在速度攀岩项目中摘银,这再次点燃了国内大众对攀岩项目的热情。如图所示,是一次攀岩比赛,若参赛选手的体重相同,完成比赛用时 (选填“多”或“少”)的运动员做功的功率更大;若参赛选手用时相同,体重较 (选填“大”或“小”)的运动员做功的功率更大。
8.(24-25九年级上·安徽亳州·阶段练习)重为20N的物体在水平地面上受10N的水平拉力作用时,恰能以0.6m/s的速度匀速运动,若物体运动了4m,则拉力的功率为 W。
9.(24-25九年级上·江苏盐城·阶段练习)小华用100N的力沿水平方向推重500N的物体做匀速直线运动,在10s内移动了5m,则物体的速度为 m/s,重力做功 J,小华做功的功率是 W。
10.(2024·四川绵阳·中考真题)近年来,我国通过推进高标准农田建设,建成了一大批旱涝保收、高产稳产的优质良田。若用水泵在0.2h内把的水抽到距抽水口2m高的高标准农田中,则抽这些水至少做功 J,水泵的功率至少为 W。已知,g取10N/kg。
11.(24-25九年级上·江苏徐州·阶段练习)如图是小明在做俯卧撑和引体向上时的锻炼场景:图甲中小明静止时地面对双手的支持力为,图乙中小明静止悬挂在单杠上时,单杠对他的作用力为,则 。如图乙,小明的质量为60kg,做一次引体向上需克服重力做功 J,如果小明1min完成10个引体向上,则他的功率是 W。(g取10N/kg)
12.(24-25九年级上·江西南昌·期中)物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫自由落体运动。如图是物体自由落体运动的频闪照片,频闪时间间隔为0.03s。如果AB段物体重力做功为W1,做功功率为5W,在BC段物体重力做功为W2,做功功率为P2,则W1 W2;P2 5W。(两空均选填“>”“=”或“<”)
13.(24-25八年级上·广东肇庆·期中)如图所示,小军同学从一楼跑到三楼,他想通过登楼梯来估测自己的功率。为此:
(1)测量功率的原理是 ;
(2)小军同学设计的测量步骤如下,其中多余的是__________;
A.测出自己的质量m
B.测出楼梯的总长度L
C.测出一楼到三楼的竖直高度h
D.测出自己从一楼登上三楼所用的时间t
(3)小军需要的器材有:体重计、 、 ;
(4)下表是小军设计的实验记录表格,根据要记录的数据,请把表格表头补充完整
小军的质量
登楼的高度
登楼梯的功率
(5)利用上面所测的物理量,写出计算功率的表达式 。
14.(24-25九年级上·安徽亳州·期末)随着科技的进步,AI机器人将逐渐改变我们的生活,我国自主研发的某款人形机器人身高1.65m,质量55kg。某次测试中该机器人用100N竖直向上的力将箱子在2s内匀速抬高1m。求:
(1)2s内机器人对箱子所做的功;
(2)2s内机器人对箱子做功的功率。
15.(24-25九年级上·江苏南京·阶段练习)若轿车以的恒定功率行驶,运动过程中受到的阻力不变,运动的速度与时间的关系如图,求:
(1)轿车运动过程中受到的阻力?
(2)该轿车行驶,拉力做的功?
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11.2 功率
一、功率
1.比较做功快慢的方法
时间相同,比较做功的多少,做功多的做功快;做功多少相同,比较所用时间,用时少的做功快;做功多少、所用时间都不相同时,用做功多少除以做功时间。
2.物理意义:在物理学中,用功率表示做功的快慢。
3.定义:功与做功所用时间之比叫做功率(比值定义法)。它在数值上等于单位时间内所做的功。
4.表达式:,W表示力,t表示做功所用时间,P表示功率。变形式:,。
5.单位及换算:由功的单位和时间的单位组合而成的。功的单位是J,时间的单位s,则功率的单位为J/s,它有个专门的名称叫做瓦特,简称瓦,符号W,1W=1J/s。常用单位有kW,1kW=1000W。
6.拓展公式
当物体在力F的作用下,沿力F的方向以速度v做匀速直线运动,由及,可得。应用公式计算时,速度的单位必须是m/s,这样得出的功率单位才是W。
二、功率的计算
1.测量爬楼的功率
【实验原理】由可知,要测量功率,必须测物体(或机械)所做的功W和完成这些功所用的时间t。如果我们要测自己上楼的功率,需测出自己的重力G(或质量m)、楼层的高度h和上楼所用时间t。
【实验器材】体重计(或磅秤),皮尺(或米尺),计时器(停表、手表等)。
【实验步骤】(1)体重计(或磅秤)测出自己的质量(m),求出自己的重力G。
(2)用皮尺(或米尺)测出所登楼层的高度h(或测出一个台阶的高度h0,然后数出楼梯的台阶数n,则所登楼层高度为h=nh0)。
(3)用停表(或手表)测出自己上楼所用时间t。
功率的计算式为:或。
【注意事项】(1)测量人上楼的功率时,登楼梯是克服人自身重力做功。
(2)测量过程中,应测量楼层的高度,而不测量楼梯的长度。
(3)做功的时间越短,测量误差越大,因此在测量时要适当增加做功所用时间,以减小测量误差。
点拨 计算功率的两种方法
1.利用定义式计算,此式适用于任何情况。
①使用公式时,一定要注意三个量的对应关系,功W一定是对应的时间t内完成的,这样算出来的功率才是时间t内的功率。
②由计算出的功率是平均功率 ,即在时间t内的平均功率。
2.利用推导式计算,此式适用于物体在恒力作用下做匀速直线运动的情况,只要问题中出现速度及力,优先考虑该式。在计算时速度的单位为m/s,计算的功率单位才是W。
考点1 功率的概念
【典例1】关于功率的说法,正确的是( )
A.做功越多,功率越大 B.单位时间内所做的功越多,功率越大
C.作用力越大,功率越大 D.功率大的机器比功率小的机器做功多
【答案】B
【详解】A.由公式可知,做功越多,但时间不确定时,功率不一定越大,故A错误;
B.功率表示做功的快慢,单位时间内做的功越多,功率越大,故B正确;
C.由公式可知,作用力越大,功率不一定越大,故C错误;
D.功率是表示物体做功快慢的物理量,功率大的机器一定比功率小的机器做功快;由可知,功率大的机器不一定比功率小的机器做功多,故D错误。
故选B。
【针对训练1】关于功和功率的说法中正确的是( )
A.在光滑水平面上由于惯性做匀速直线运动的物体,没有力做功
B.有力作用在物体上,力一定对物体做功
C.物体受到的作用力越大,力对物体做功就越多
D.力对物体做功越多,功率就越大
【答案】A
【详解】A.在光滑的水平面上,物体由于惯性做匀速直线运动,水平方向上没有受到力的作用,竖直方向上没有移动距离,所以没有力对物体做功,故A正确;
B.有力作用在物体上,物体没有移动距离时,力对物体没有做功,故B错误;
C.根据 W=Fs,做功的多少跟力的大小和在力的方向上通过的距离有关,物体受到的作用力大,物体在力的方向上通过的距离大小不确定,所以不能确定力对物体做功的多少,故C错误;
D.根据可知,功率大小跟做功多少和做功时间有关,力对物体做功多,做功时间不确定,所以不能判断功率大小,故D错误。
故选A。
考点2 比较功率的大小
【典例2】甲、乙两位同学进行举杠铃比赛,如图所示,甲比乙高,他们在相同的时间内举起了相同的杠铃,则( )
A.乙做功较多,功率较大
B.甲做功较多,功率较大
C.甲乙做功相同,甲的功率较大
D.甲乙做功相同,乙的功率较小
【答案】B
【详解】两人举起杠铃质量相同,则杠铃重相同,甲比乙高,则举起的高度,根据W=Gh知道,举起杠铃做的功
由于举起杠铃用的时间相同,由 知道,做功功率
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【针对训练1】如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动,下列判断正确的是( )
A.两次物体运动的速度v1<v2
B.两次物体所受的摩擦力f1>f2
C.经过相同的路程,两次拉力对物体做功的功率P1>P2
D.相同时间内,两次拉力对物体做功的功率P1<P2
【答案】C
【详解】A.由图乙可知,在相同时间内,物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程,所以v1>v2,故A错误;
B.同一木块放在同一水平面上,压力不变、接触面的粗糙程度不变,所以两次木块受到的滑动摩擦力f1=f2,故B错误;
C.由图乙可知,木块两次都做匀速直线运动,拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,二者大小相等;两次木块受到的滑动摩擦力相等,所以两次拉力相等;经过相同的路程,根据W=Fs可知,两次拉力对物体做功相等;又因为v1>v2,根据可知,第一次用的时间少,所以根据可知,两次拉力对物体做功的功率P1>P2,故C正确;
D.因为v1>v2,根据可知,相同时间内,木块第一次通过的路程大;两次拉力相等,根据W=Fs可知,第一次拉力做的功较多,所以根据可知,两次拉力对物体做功的功率P1>P2,故D错误。
故选C。
【针对训练2】物体在水平拉力的作用下,沿粗糙程度相同的水平面做直线运动,其运动图像如图所示。图像中OA段拉力对物体做的功和功率分别为和,AB段拉力对物体做的功和功率分别为和。根据图像分析可知( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】AB.由图像可知,物体做匀速直线运动,拉力等于摩擦力,同一物体对水平面压力相等,接触面的粗糙程度不变,故物体受到的摩擦力相等,拉力相同,根据可知,运动的距离越远,所做的功越大,由图可知,,则,故AB不符合题意;
CD.运动的时间相同都是,根据可知,相同时间内,做功越多,功率越大,即,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
考点3 功率的计算
【典例3】如图,某次拓展训练中,在安全保护措施的前提下中学生小明沿直杆匀速下滑,在4s的时间内人通过AB段.下列关于小明所受重力在AB段做功的功率最接近的是( )
A.200W B.400W
C.700W D.1000W
【答案】B
【详解】由小明的身高对比,AB段距离约为3m,小明的体重约为60kg,重力
小明所受重力在AB段做功
小明所受重力在AB段做功的功率
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【针对训练1】如图是某无人机送快递的情景。该无人机先用的时间将的快递沿竖直方向匀速提升到高处,再用的时间使快递沿水平方向匀速移动送到七楼的窗口,则该过程中无人机对快递做功的功率是 W。(不计空气阻力,g取)
【答案】20
【详解】无人机沿竖直方向对快递做的功W=Gh=mgh=1kg×10N/kg×20m=200J
使快递沿水平方向匀速移动30m,有力无距离,对快递不做功,做功为零,该过程中无人机对快递做功的功率
【针对训练2】小明用速度传感器和秒表测量一小车在水平路面上的运动情况。如图所示是小明根据测量结果绘制的图像。已知在4~10s内小车受到的牵引力恒为10N。在0~4s内受到的摩擦力 (选填“大于”“等于”或“小于”)10N;在4~10s内小车牵引力的功率为 。
【答案】 等于 15W
【详解】[1]因在4~10s内小车受到的牵引力恒为10N,由图可知,此时小车做匀速直线运动,牵引力和摩擦力是平衡力,故小车受到的滑动摩擦力f=F牵=10N
小车在0~4s内加速运动,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,受到的摩擦力大小等于10N。
[2]由可知在4~10s内小车牵引力的功率为P=F牵v=10N×1.5m/s=15W
考点4 功率的测量
【典例4】如图所示,要估测小明跳绳的功率。实验中需要的测量工具有体重秤、秒表和 。需要测量的物理量有:该同学100次跳绳所用的时间t、跳起的高度h和 ,则小明跳绳功率的表达式P= 。实验过程中测量100次跳绳时间相比较于测量单次跳绳时间,其好处是 。
【答案】 刻度尺 自身质量 误差小
【详解】[1][2][3]跳绳时是克服自身重力做功,则小明跳绳功率的表达式为
所以需要测量的物理量有:该同学100次跳绳所用的时间t、跳起的高度h,并用刻度尺测量自身质量。
[4]实验过程中测量100次跳绳时间相比较于测量单次跳绳时间,其好处是误差更小,结果更准确。
【针对训练1】测量小云将器材从一楼搬到三楼过程中对箱子做功的功率。测量步骤如下:
A.测出箱子的质量m
B.测出楼梯的总长度L
C.测出一楼到三楼的竖直高度h。测出小云上楼所用的时间t
E.算出小云搬运箱子的功率P
其中多余的步骤是 (选填序号),功率的表达式为 。
【答案】 B
【详解】[1]因为测量的是对箱子做功的功率,需要计算对箱子做的功,对箱子做的功就是将箱子的高度提升一楼到三楼竖直高度做的功,因此不需要测量楼梯的总长度L,步骤B是多余的。
[2]将箱子从一楼搬到三楼的过程中对箱子做的功为
W=Gh=mgh
所以对箱子做功的功率为
1.(24-25九年级上·广东东莞·阶段练习)下列关于功和功率说法正确的是( )
A.物体做功越多,功率越大
B.人背着书包等车时,人对书包做了功
C.利用滑轮组来提升重物,即可以省力又可以省功
D.物体做功越快,功率越大
【答案】D
【详解】AD.功率是表示做功快慢的物理量,功率越大,表示物体做功越快,它在数值上等于单位时间内做功的多少,只知道做功的多少,不知道时间的长短,不能比较功率的大小,故A错误,D正确;
B.人背着书包等车时,人对书包有一个竖直向上的力,但书包在竖直方向上没有移动距离,则人对书包没有做功,故B错误;
C.由功的原理可知,使用任何机械都不能省功,故C错误。
故选D。
2.(24-25九年级上·陕西渭南·期中)“澄城樱桃”畅销全国,获国家地理标志证明商标。每年5月中旬是樱桃的收获时间,小明和爷爷比赛搬运樱桃,他们分别抱着相同的一箱樱桃从一楼上到二楼仓库,爷爷用时更短,则下列有关说法正确的是( )
A.小明克服樱桃重力做功的功率较大 B.爷爷克服樱桃重力做功的功率较大
C.小明克服樱桃重力做功较少 D.爷爷克服樱桃重力做功较多
【答案】B
【详解】抱着相同的一箱樱桃从一楼上到二楼仓库,克服樱桃重力做功W=Gh,重力和高度度相同,所以克服樱桃重力做功相同,故CD错误;爷爷用时更短,根据,做功相同,所用时间越短,功率越大,故A错误,B正确。
故选B。
3.(24-25九年级上·陕西渭南·阶段练习)甲、乙两名举重运动员,甲比乙高。如图所示,他们举起相同质量的杠铃所用的时间相等,甲、乙两名运动员对杠铃做的功分别为,做功的功率分别为,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】首先,我们来看功的计算公式:,其中是力,是在力的方向上移动的距离。在这个情境中,力就是运动员对杠铃的举力,它等于杠铃的重力(因为杠铃被匀速举起,所以举力等于重力);距离就是杠铃被举起的高度。由于甲、乙两名运动员举起的杠铃质量相同,所以杠铃的重力也相同。从图中可知甲举起的高度比乙高,所以。接下来,看功率的计算公式:,其中是功,是时间,已知,他们举起杠铃所用的时间相等,所以。
故选C。
4.(24-25九年级上·安徽淮南·阶段练习)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像如图甲时,受到的水平推力为;当物体运动的速度与时间的关系图像如图乙时,受到的水平推力为,两次推力的功率分别为、,则和分别为( )
A.3∶5 9∶25 B.1∶1 1∶1 C.3∶5 3∶5 D.1∶1 3∶5
【答案】D
【详解】同一物体对水平面的压力不变,且接触面的粗糙程度不变,所以两次匀速直线运动时物体受到的摩擦力不变,物体在同一水平面上做匀速直线运动时,受到的推力与滑动摩擦力平衡,大小相等,则两次推力相等,故
由图甲知道,第一次的运动速度
由图乙知道,,由知道,两次推力的功率之比
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
5.(24-25九年级上·江苏苏州·期中)小明对四位同学做功情况各测量了一次,把四位同学做功W和所用时间t在坐标系中描点,得到了图中甲、乙、丙、丁四个点,这四个同学中做功功率最大的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
【答案】A
【详解】分析图像可知,纵坐标表示功,横坐标表示时间。分别连接坐标原点和四个点,作出四位同学做功的W−t图像:
由图像可知,当时间相同时,甲做的功最多,根据公式可知,甲的功率最大,故A符合题意。BCD不符合题意。
故选A。
6.(24-25九年级上·广东广州·期中)如图1所示,吊机将重为5000N的货物从地面A处竖直匀速提升40s到达B处再水平匀速运送到C处,最后竖直放到楼顶D处。货物从C到D用时50s,路程随时间变化图象如图2所示,下列说法正确的是( )
A.货物的质量为500g
B.BC段吊机对货物的拉力做的功为60000J
C.CD段货物所受重力做功的功率为500W
D.货物从C到D的速度10m/s
【答案】C
【详解】货物重为5000N,由知,货物的质量为
故A错误;
B.吊机对货物的拉力竖直向上,BC段水平匀速运动,吊机对货物的拉力没有做功,故B错误;
CD.由图2可知,CD段货物竖直向下做匀速直线运动,速度为
重力做功的功率为
故C正确,D错误。
故选C。
7.(24-25九年级上·江西宜春·阶段练习)在今年的巴黎奥运会中,中国选手邓丽娟、伍鹏先后在速度攀岩项目中摘银,这再次点燃了国内大众对攀岩项目的热情。如图所示,是一次攀岩比赛,若参赛选手的体重相同,完成比赛用时 (选填“多”或“少”)的运动员做功的功率更大;若参赛选手用时相同,体重较 (选填“大”或“小”)的运动员做功的功率更大。
【答案】 少 大
【详解】[1][2]根据可知,攀岩的高度相同,若她们的体重相同,完成比赛用时少的运动员做功的功率更大;若参赛选手用时相同,体重较大的运动员做功的功率更大。
8.(24-25九年级上·安徽亳州·阶段练习)重为20N的物体在水平地面上受10N的水平拉力作用时,恰能以0.6m/s的速度匀速运动,若物体运动了4m,则拉力的功率为 W。
【答案】6
【详解】拉力的功率
9.(24-25九年级上·江苏盐城·阶段练习)小华用100N的力沿水平方向推重500N的物体做匀速直线运动,在10s内移动了5m,则物体的速度为 m/s,重力做功 J,小华做功的功率是 W。
【答案】 0.5 0 50
【详解】[1]根据公式可知,物体的速度为
[2]根据题意,物体移动的方向是水平的,而重力的方向是竖直向下,两者互相垂直,所以重力不做功,即重力做功为0J。
[3]根据公式可知,小华做功的功率为
10.(2024·四川绵阳·中考真题)近年来,我国通过推进高标准农田建设,建成了一大批旱涝保收、高产稳产的优质良田。若用水泵在0.2h内把的水抽到距抽水口2m高的高标准农田中,则抽这些水至少做功 J,水泵的功率至少为 W。已知,g取10N/kg。
【答案】
【详解】[1]的水质量为
则抽这些水至少做功为
[2]水泵的功率至少为
11.(24-25九年级上·江苏徐州·阶段练习)如图是小明在做俯卧撑和引体向上时的锻炼场景:图甲中小明静止时地面对双手的支持力为,图乙中小明静止悬挂在单杠上时,单杠对他的作用力为,则 。如图乙,小明的质量为60kg,做一次引体向上需克服重力做功 J,如果小明1min完成10个引体向上,则他的功率是 W。(g取10N/kg)
【答案】 < 420 70
【详解】[1]图甲中,小明静止时双脚、双手受到地面的支持力之和等于小明的重力,则小明静止时地面对双手的支持力F1小于小明的重力;图乙中小明静止悬挂在单杠上时,单杠对他的作用力F2等于小明的重力,则
[2]小明的质量为60kg,做一次引体向上需克服重力做功
[3]如果小明1min完成10个引体向上,则他的功率是
12.(24-25九年级上·江西南昌·期中)物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫自由落体运动。如图是物体自由落体运动的频闪照片,频闪时间间隔为0.03s。如果AB段物体重力做功为W1,做功功率为5W,在BC段物体重力做功为W2,做功功率为P2,则W1 W2;P2 5W。(两空均选填“>”“=”或“<”)
【答案】 < >
【详解】[1]自由下落物体的运动是加速下落,故物体下落的距离hAB<hBC,物体的重力G不变,所以,根据W=Gh知,W1<W2。
[2]由图知自由落体运动的频闪照片,频闪时间间隔为0.03s。物体通过AB和BC段的时间相等,P1=5W,又W1<W2,所以根据可知,P2>5W。
13.(24-25八年级上·广东肇庆·期中)如图所示,小军同学从一楼跑到三楼,他想通过登楼梯来估测自己的功率。为此:
(1)测量功率的原理是 ;
(2)小军同学设计的测量步骤如下,其中多余的是__________;
A.测出自己的质量m
B.测出楼梯的总长度L
C.测出一楼到三楼的竖直高度h
D.测出自己从一楼登上三楼所用的时间t
(3)小军需要的器材有:体重计、 、 ;
(4)下表是小军设计的实验记录表格,根据要记录的数据,请把表格表头补充完整
小军的质量
登楼的高度
登楼梯的功率
(5)利用上面所测的物理量,写出计算功率的表达式 。
【答案】(1)
(2)B
(3) 秒表 米尺
(4)登楼梯时间t/s
(5)
【详解】(1)根据功率的计算公式,从而设计实验,故此实验测量功率的原理为
(2)根据功率的计算公式可得测量的上楼的功率为
其中m为自己的质量,h为一楼到三楼的竖直高度,t为上楼所用的时间,所以,实验不需要测量楼梯的总长度。
故选B。
(3)[1][2]由(2)中分析可知,除了体重计测自己的质量外,还需要用秒表测量上楼所用的时间,用米尺测量一楼到三楼的竖直高度。
(4)根据(2)中分析可知,实验数据的记录表格需要包括体重、登楼梯高度、登楼梯时间、功率这四个内容,故需要补充的内容为:登楼梯时间t/s。
(5)利用上面所测的物理量,根据(2)中分析可得计算功率的表达式为
14.(24-25九年级上·安徽亳州·期末)随着科技的进步,AI机器人将逐渐改变我们的生活,我国自主研发的某款人形机器人身高1.65m,质量55kg。某次测试中该机器人用100N竖直向上的力将箱子在2s内匀速抬高1m。求:
(1)2s内机器人对箱子所做的功;
(2)2s内机器人对箱子做功的功率。
【答案】(1)100J
(2)50W
【详解】(1)2s内机器人对箱子所做的功
(2)2s内机器人对箱子做功的功率
15.(24-25九年级上·江苏南京·阶段练习)若轿车以的恒定功率行驶,运动过程中受到的阻力不变,运动的速度与时间的关系如图,求:
(1)轿车运动过程中受到的阻力?
(2)该轿车行驶,拉力做的功?
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)轿车的功率
由图示知道,轿车匀速运动时的速度是v=30m/s;所以,轿车运动过程中受到的阻力
(2)轿车以的恒定功率行驶,拉力做的功
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