内容正文:
11.4功率(题型优练)2025-2026年九年级物理精品课(78题)(原卷版)
【题型1 知道功率的概念和物理意义】
【题型2 能用功率的公式进行简单的计算】
【题型3 比较功率的大小】
【题型4 掌握并运用功率推导公式P=Fv】
【题型5 设计实验测量功率、估测功率】
【题型6 理解功率相关的图像】
知识详解
一、功率的定义与物理意义
1. 定义
· 单位时间内所做的功,用来描述物体做功的 快慢。
2. 物理意义
· 表示力对物体做功的 快慢程度(与 “功” 的区别:功是 “多少”,功率是 “快慢”)。
▶ 例:两台机器做相同的功,用时短的功率大;用时相同,做功多的功率大。
二、功率的计算公式与单位
1. 基本公式
· P = W/t(功率 = 功 / 时间)。
1. 变形公式:
0. 由 W = F・s 得:P = F·v(适用于力 F 与速度 v 方向一致时,如汽车匀速行驶)。
2. 单位
· 国际单位:瓦特(W),1W = 1J/s(1 秒内完成 1 焦的功)。
· 常用单位:千瓦(kW)、兆瓦(MW),换算关系:
2. 1kW = 10³W
2. 1MW = 10⁶W
三、功率的理解与辨析
1. 功率与功的区别和联系
项目
功率(P)
功(W)
物理意义
描述做功的快慢
描述做功的多少
计算公式
P = W/t 或 P = F・v
W = F・s(力方向与距离一致时)
单位
瓦特(W)
焦耳(J)
联系
功率是功与时间的比值,相同时间内功率大则做功多
功是功率与时间的乘积,功率大且时间长则做功多
四、功率的测量与计算
1. 测量原理
· 根据公式 P = W/t,需测量 “所做的功(W)” 和 “做功时间(t)”。
▶ 例:测量人爬楼梯的功率:
1. 步骤 1:测人的体重 G(等于克服重力的力 F)、楼梯高度 h(力方向上的距离 s);
1. 步骤 2:测爬楼梯的时间 t;
1. 计算:W = G・h,P = W/t = G・h/t。
2. 常见计算场景
· 已知 “功和时间” 求功率(直接用 P = W/t);
· 已知 “力和速度” 求功率(用 P = F・v,如汽车牵引力 F=500N,速度 v=20m/s,则 P=10⁴W);
· 对比不同物体的功率(相同功比时间,相同时间比功)。
五、生活中的功率实例
场景 / 物体
功率大小(参考值)
说明
人步行
约 70W
慢走时功率较小,快跑时可达数百瓦
家用电灯
15W~100W
节能灯功率较低,白炽灯稍高
家用空调
约 1000W~2000W
制冷 / 制热时功率不同
小轿车发动机
约 50kW~200kW
功率越大,加速性能越好
普通起重机
约 20kW~100kW
提升重物越快,功率越大
六、典型题型与易错点
1. 常见题型
· 功率的基本计算(P = W/t 或 P = F・v);
· 功率与功、时间的关系分析(如 “功率大的物体一定做功多吗?”—— 不一定,需看时间);
· 结合实际场景的功率测量与估算(如爬楼功率、跳绳功率)。
2. 易错点提醒
· 公式混淆:区分 “功(W = F・s)” 和 “功率(P = W/t)”,避免将 “做功多少” 与 “做功快慢” 等同;
· 单位换算错误:计算时需统一单位(如 kW 换算为 W,小时换算为秒);
· P = F・v 的适用条件:仅当力 F 与速度 v 方向 一致 时成立(如水平拉力使物体水平运动,竖直拉力使物体竖直运动)。
学有所成,学以致用
【题型1 知道功率的概念和物理意义】
1.(21-22九年级上·安徽亳州·期末)使用机械做功时,下列说法正确的是( )
A.功率大的机器做功一定快 B.功率越大的机器做功时间越短
C.功率小的机器做功不一定慢 D.功率大的机器做功多
2.(2021·广西桂林·中考真题)如图所示,小桂和小林一起坐在秋千凳上荡秋千,他们的重力分别是G1、G2,且G1<G2,某次从最高点下摆到最低点的过程中,他们重力做功的大小分别为W1、W2,重力做功的快慢分别为P1、P2。则( )
A.W1>W2 B.W1=W2 C.P1<P2 D.P1=P2
3.(17-18九年级·全国·课后作业)登楼梯比赛时,质量为50千克的某同学从底楼匀速登上三楼,共用了12s,该同学登楼时克服重力做功的功率约为( )
A.250W B.25W C.37W D.370W
4.(2021·云南昆明·中考真题)采用功与时间比值的方法,得到“单位时间”内做的功,这样就方便比较做功的快慢了,这个比值叫做 。这种方法,实质上还是用 (选填“时间相同比较功”或“功相同比较时间”)来比较做功快慢的。
5.(24-25九年级上·安徽铜陵·期中)重为20N的物体在水平地面上受水平拉力作用时恰能以0.5m/s的速度匀速运动,若物体运动了5m,拉力的功率为3W,则拉力做功 J。
【题型2 能用功率的公式进行简单的计算】
6.(23-24八年级下·山东聊城·期末)为响应国家提出的“节能减排,低碳生活”的号召。质量为60kg的小明同学每天坚持骑自行车上学,他所骑自行车质量为15kg,在水平路面上匀速骑行时所受阻力为总重力的0.02倍(g取10N/kg)。求:
(1)求小明和自行车的总重力;
(2)小明骑行时受到的阻力;
(3)若他在水平路面上5min内匀速骑行了1500m,求他骑行这段时间做的功和功率。
7.(24-25九年级上·安徽池州·期中)在自由下落过程中物体运动速度会越来越快,一个物体由A点自由下落,相继经过B、C两点,已知,如图所示,物体在AB段重力做功,做功功率;在AC段重力做功,做功功率,则下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
8.(24-25九年级上·江苏连云港·期中)爷爷与小丽进行爬楼比赛,他们都从1楼上到6楼。爷爷的体重是小丽体重的2倍,爷爷所用的时间是小丽所用时间的3倍。若爷爷做功为,功率为,小丽做功为,功率为,则 , 。
9.(21-22九年级上·江苏连云港·期中)在水平地面上,小明用100N的水平推力推动重为80N的箱子,在4s内前进了3m,在这个过程中木箱所受的重力对木箱做功为 J,小明对木箱做功的功率为 W。正常人的心脏推动血液流动的功率为1.5W,在5min内心脏做功 J。
10.(22-23九年级上·江苏无锡·阶段练习)如图所示,绳的一端通过弹簧测力计固定,当人对绳的拉力F是60N时,可使物体A以0.1m/s的速度匀速上升。测力计的示数应为 N;若滑轮重20N,不计绳重和摩擦,则物体A重 N。3s内拉力F做功的功率为 W。
【题型3 比较功率的大小】
11.(17-18八年级下·辽宁抚顺·期末)武帅同学帮父母搬家,现有15捆书籍。每捆书籍的质量都为5kg。武帅想尽快将它们搬上6m高的楼上。武帅对这些书籍至少需要做功 J。如图是武帅用于搬运物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图象。由图可知,为了尽可能快地将这批书籍搬到楼上,他每次应搬 捆。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,所用的总时间为 s。
12.(2021·广西玉林·模拟预测)随着城市建设进程的加快,城市内出现了很多高层建筑,电梯是高层建筑的组成部分。某公寓的电梯某次在竖直向上运动中,速度随时间变化如图所示。忽略电梯受到空气阻力和摩擦阻力,向上运行的动力只有竖直向上的电动机拉力,电梯箱和乘客的总质量为600kg。求:
(1)电梯在匀速运动阶段上升高度h1是多少?拉力F1做功是多少?
(2)已知在加速阶段,电动机的拉力F2做了11520J的功,加速阶段上升的高度h2=1.6m,求加速阶段电动机拉力的F2的大小;
(3)电梯开始向上运动后经过64s,电动机的拉力的平均功率是多大?
13.(2022·安徽合肥·一模)研究物理问题时,往往需要突出研究对象的主要因素,忽略次要因素,将其简化为物理模型。如图所示,需要把一重量为400N,边长为1m,质量分布均匀的实心立方体,利用翻滚的方法沿直线移动一段距离(已知;计算结果保留一位小数)。求:
(1)请在图甲中画出缓慢向右翻滚立方体时,使该立方体下底面刚刚离开水平地面所施加的最小力F的示意图,并计算出最小力F的大小;
(2)利用翻滚的方法使立方体翻滚一次(即使原下底面变为左侧面)克服立方体的重力所做功的大小;
(3)如果利用翻滚的方法使该立方体沿水平地面直线缓慢翻滚了10m,用了20s,则在这一过程中克服该立方体重力做功的功率大小是多少?
【题型4 掌握并运用功率推导公式P=Fv】
14.(15-16九年级上·江苏镇江·阶段练习)用拖拉机耕地时,在输出功率一定时,一般都行进得较慢,这是为了( )
A.减少机器损耗
B.减小阻力
C.节省燃油
D.获得较大的牵引力
15.(23-24八年级下·河北衡水·期末)某班准备组织一次爬楼比赛活动,要求从一楼登上五楼,比比谁的功率最大。讨论中,同学们提出测量的物理量有:①一楼到五楼的高度h;②爬楼的时间t;③每个同学的体重G。下面比较方案中可行是( )
A.比较t的大小 B.比较G的大小
C.比较的大小 D.比较的大小
16.(16-17八年级下·河北承德·单元测试)一辆汽车在平直公路上行驶,速度最大可达120 km/h,如果把汽车上的发动机改装在一只汽船上,最大速度可达30 km/h,则汽车受到的阻力是汽船受到阻力的( )
A.4倍 B.倍 C.16倍 D.倍
17.(2021·吉林·中考真题)一辆汽车在平直的公路上匀速行驶,内通过的路程是,它的速度为 ,汽车受到的牵引力为,牵引力做功的功率为 。
18.(23-24九年级下·重庆·期中)如图所示,体重为的人站在地上,用滑轮组将重的物体A沿竖直方向以的速度匀速提起。若动滑轮重为,不计绳重和摩擦,人对地面压力的大小是 N,绳子自由端拉力功率为 W。
19.(24-25九年级上·陕西延安·期末)物体在同一水平面上做匀速直线运动,当物体运动的路程与时间的关系图象如图甲时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度与时间的关系图象如图乙时,受到的水平推力为F2。两次推力的功率分别为P1、P2,则F1∶F2和P1∶P2分别为( )
A.3∶5 9∶25 B.3∶5 1∶1 C.3∶5 3∶5 D.1∶1 3∶5
【题型5 设计实验测量功率、估测功率】
20.(2022·江苏南通·中考真题)在内径约为1cm的玻璃管中注水近满,上端留一个气泡,用橡皮塞塞住管口,再将玻璃管翻转后竖直放置,气泡上升,如图所示。测得气泡上升40cm用时20s,则该过程中气泡所受浮力做功的功率最接近于( )
A.2×10﹣5W B.2×10﹣4W C.2×10﹣3W D.2×10﹣2W
21.(23-24八年级下·全国·假期作业)一辆汽车先在平直公路上沿直线向前匀速行驶,途中匀速经过一段上坡路面,上坡后继续沿平直公路向前匀速行驶。如果汽车发动机的功率始终保持不变,上坡过程需改变速度,增大牵引力。则汽车行驶路程s随时间t变化的关系可能是( )
A.B.C. D.
22.(24-25九年级上·江苏南通·阶段练习)某汽车在平直公路上沿直线行驶时牵引力F随时间t变化的图像如图所示。0~t1时间段,汽车保持某一恒定功率,以速度v0匀速行驶,牵引力为F0;t1时刻开始,司机减小了油门,使汽车保持另一恒定功率行驶,到t2时刻,汽车又开始匀速行驶,速度为v。若运动过程中汽车所受阻力f恒定,则f= ,v= (用已知物理量表示)。
【题型6 理解功率相关的图像】
23.(24-25九年级上·江苏无锡·阶段练习)某轿车以9×104W的恒定功率启动并沿水平路面做直线运动,运动的速度v与时间t的关系如图所示。从静止开始到行驶25s的时间内,若前15s内通过了总路程的一半,由此可知前15s内轿车运动的距离是 m,15~25s内轿车受到的阻力为 N,前15s内轿车牵引力所做功 J。
24.(23-24八年级下·河南南阳·期末)步行是一种简易方便的健身运动,人正常步行时,步距(指步行一步的距离)变化不大,步距还可作为身体上的一把“尺子”。小东测出自己的步距为0.5m,他正常步行1min走了180步。小东根据自己的腿长和步距画出了如图所示的步行示意图,已知小东的腿长是65cm,小东的质量是50kg,对小东步行时重心的变化进行分析发现,单脚着地迈步时的重心比两脚一前一后着地时的重心升高了5cm,因此每走一步都要克服重力做功。则小东正常步行的速度是 m/s,每走一步克服重力所做的功是 J,小东正常步行克服重力做功的功率是 W。(g取10N/kg)
25.(24-25九年级上·江苏扬州·期末)男生引体向上是某市中考体育考试自选项目。如果要测某同学引体向上的功率,需要的测量工具有体重计、秒表和 。若某同学在30s时间内做了10个引体向上,他的质量为60kg,每次向上移动50cm,则该同学每做一次引体向上所做的功为 J,整个过程中的平均功率为 W。()
26.(24-25九年级上·陕西延安·阶段练习)如图所示,小明同学想要测出自己规范地做引体向上时的功率。
(1)该实验的实验原理是 ;
(2)请你帮小明设计实验步骤:
①用电子秤测出小明的 (填物理量及其对应符号);
②用刻度尺测量小明吊在单杠上时,下颚到单杠的高度h,也就是人体上升的高度;
③连续完成10次规范的引体向上动作,记录需要的总时间t;
④计算出功率。
(3)小明做引体向上时的功率 (用已知量g和测量的物理量符号表示);
(4)若小明完成10个引体向上后继续进行实验,后面的过程中逐渐体力不支,每做一个引体向上需要用的时间变长,那么他做引体向上的功率会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
27.(2025·湖南长沙·三模)一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的轻型货车,行驶时所受的阻力始终为车总重的0.1倍,货车(含驾驶员)空载时重为2.5×104N。(g取10N/kg)求:
(1)货车空载行驶时汽车发动机牵引力的大小;
(2)货车以20m/s的速度空载匀速行驶5min,货车牵引力做的功;
(3)若货车以36km/h的速度匀速行驶时,牵引力的功率最大为7.2×104W,货车装载货物的最大质量。
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28.(2024·江苏无锡·一模)汽车在平直公路上以速度匀速行驶,发动机功率为P0,快进入闹市区时,司机在时刻减小了油门,使汽车的功率保持一个较小的恒定功率P继续行驶,设汽车行驶过程中所受阻力大小不变,汽车的牵引力F随时间t变化的图像如图所示。则减小了油门后,汽车所受阻力大小为 (选填“F0”或“0.5F0”);汽车将做 (选填“先减速再加速最后匀速”或“先减速再匀速”)直线运动:汽车将保持的较小恒定功率P为 (选填“0.25P0”“ 0.5P0”或“0.75 P0”),汽车再次匀速运动时的速度大小为 。
29.(23-24九年级下·江苏徐州·阶段练习)汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机功率为P,快进入闹市区时,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶。下面图像中,哪个图像正确表示了从司机减小油门开始,汽车的速度与时间的关系( )
A.B.C.D.
30.(21-22九年级上·浙江杭州·期中)汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机功率为P0,牵引力为F0,t1时刻开始,司机减小了油门,使汽车保持恒定功率P行驶,到t2时刻,汽车又开始做匀速直线运动,速度为v。已知运动过程中汽车所受阻力f恒定不变,汽车牵引力F随时间t变化的图像如图所示,则( )
A.v0=2v
B.F0=2f
C.t1至t2时间内,汽车做加速运动
D.t2时刻之后,汽车将保持功率P0行驶
31.(四川省乐山市2024-2025学年八年级下学期教学质量监测物理试题)步行是一种简易方便的健身运动,人正常步行时,步距(指步行一步的距离)变化不大,步距还可作为身体上的一把“尺子”。小东测出自己的步距为0.5m,他正常步行1min走了180步,小东根据自己的腿长和步距画出了如图所示的步行示意图,对步行时重心的变化进行了分析,当两脚一前一后着地时重心降低,而单脚着地迈步时重心升高,因此每走一步都要克服重力做功。已知小东的腿长为65cm,质量为50kg,g取10N/kg,小东每走一步克服重力所做的功为 J,小东正步行克服重力做的功率为 W。
32.(24-25八年级下·河南平顶山·期末)科学研究中常用图像来表示两个变量之间的关系,使研究的问题变得直观明了。如图所示,是甲、乙两台机器做功W与所用时间t的关系图像,下列说法正确的是( )
A.相同时间内,甲机器做的功比乙做的功少
B.甲、乙两台机器做功的功率都随时间的变化而变化
C.甲、乙两台机器做功的功率相等
D.甲机器做功的功率比乙的大
33.(24-25八年级下·河南周口·期末)老人和小孩爬同一楼梯,若需要比较爬楼梯过程中老人和小孩消耗的功率大小,需要测量的物理量是( )
A.各自爬楼的高度
B.老人质量、小孩质量
C.老人质量、小孩质量,各自爬楼所需时间
D.老人质量、小孩质量,各自爬楼高度和所需时间
34.(24-25八年级下·湖北武汉·期末)如图甲所示,一位同学水平向右推放在水平地面上的箱子,推力F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体的速度v与时间t的关系如图丙所示。下列说法正确的是( )
①0~2s内,人对箱子的推力小于地面对箱子的摩擦力
②2~4s内,箱子受到的合力大小为10N,方向为水平向右
③4~6s内,人对箱子的推力做功的功率为40W
④0~6s内,箱子对地面的摩擦力方向为水平向左
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
35.(24-25八年级下·山西临汾·期末)一定质量的物体在水平拉力的作用下沿同一水平面做直线运动,其路程(s)一时间(t)关系如图所示,下列说法中正确的是( )
A.物体的速度大小保持不变
B.物体所受的拉力大于物体所受的拉力
C.拉力做的功大于拉力做的功
D.水平拉力做功的功率保持不变
36.(24-25八年级下·安徽合肥·期末)如图所示,用的拉力将重为的物体在内水平匀速向左拉动,此时滑轮组的机械效率为80%,此过程中下列说法正确的是( )
A.拉力方向移动速度为 B.拉力做功为
C.物体与地面的摩擦力为 D.有用功的功率为
37.(24-25八年级下·河南郑州·期末)小敏用水平推力推装满篮球的小车,使其以0.8m/s的速度在水平地面匀速前进10米,此时阻力为;后用水平推力使小车以1.1m/s的速度在水平地面匀速前进10米,阻力为。下列说法正确的是( )
A. B.
C.对小车做的功等于对小车做的功 D.的功率等于的功率
38.(24-25八年级下·安徽合肥·期末)下图所示的三个滑轮分别拉着同一物体沿同一水平面以相同的速度做匀速直线运动,所用的拉力做功的功率分别为P1、P2、P3,在不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦的情况下,则下列关系式中正确的是( )
A.P1=P2=P3 B.P1<P2<P3 C.P2>P1>P3 D.P2<P1<P3
39.(安徽省芜湖市(部分学校)2024-2025学年八年级下学期期末测试物理试题)如图所示,重100N的物体A在拉力F的作用下以1m/s的速度在水平面上匀速直线运动了2s,该装置的机械效率为80%。上述过程中( )
A.墙面受到绳子对它的拉力为25N B.拉力F做功的功率为50W
C.拉力F移动的距离为4m D.弹簧测力计对物块A所做的功为40J
40.(江苏省南通市2024-2025学年八年级下学期期末物理试题)雨滴在下落的过程中,所受的阻力随速度的增大而增大。若下落高度足够大且质量保持不变。下列图像中能反映雨滴所受重力G、重力和阻力的合力F、重力做功W、重力做功的功率P随时间t变化的是( )
A.B.C. D.
41.(2025·四川绵阳·二模)如图所示,一均匀木板AB,B端固定在墙壁的转轴上,木板可在竖直平面内转动,木板下垫一木块C,恰好使木板水平放置。木块C各表面粗糙程度相同,木板和地面的粗糙程度均匀且相同,现用水平力F在水平地面由A端向B端缓慢匀速推动木块C。关于此过程,下列有关说法中正确的是( )
①木块C对木板AB的摩擦力水平向右且大小不变
②木块C下表面所受的摩擦力大于上表面所受的摩擦力
③推力F变大,C对地面的压力变大
④推力F大小不变,推力F的功率保持不变
A.①④ B.②③ C.①② D.②④
42.(2025·重庆渝中·二模)如图所示,重为100N的物体A在水平拉力F的作用下水平向左匀速运动,滑轮的速度为1m/s,弹簧测力计的示数为10N,忽略绳子和滑轮自重及绳子与滑轮间的摩擦。则下列说法正确的是( )
A.物体所受地面的摩擦力为5N
B.使用该动滑轮的目的是为了省力
C.水平拉力F的功率20W
D.物体A的运动速度为0.5m/s
43.(23-24八年级下·广东广州·期末)如图所示,某建筑工人用300N的拉力,在20s内将重力为800N的水泥利用滑轮组匀速提高4m,滑轮组的绕绳能承受的最大拉力为400N,若不计摩擦和绳重,下列判断正确的是( )
A.工人做了1200J的功 B.工人做功的功率为60W
C.动滑轮的重力为100N D.使用此滑轮组能匀速提起重为1200N的物体
44.(23-24八年级下·四川绵阳·期末)如图所示,置于水平桌面上的物体A重150N,物体B重100N,物体B在匀速下降了20cm的过程中,拉动物体A在水平桌面上匀速移动了一段距离;若用一水平向左的力F拉动物体A,使物体A在5s内匀速移动0.5m(不计动滑轮、绳重以及滑轮轮轴间摩擦),则A向左运动过程中,下列说法正确的是( )
A.拉力F为50N
B.拉力F的功率为10W
C.物体A与桌面的滑动摩擦力为100N
D.绳子拉力对物体B所做的功为50J
45.(2024·山东菏泽·二模)一定质量的物体在水平拉力的作用下沿同一水平面做直线运动,其关系如图所示,下列正确的是( )
A.0~12s物体所受的摩擦力大于12s~24s物体所受的摩擦力
B.0~12s与12s~24s物体运动的速度之比为
C.0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功
D.0~12s拉力做功的功率小于12s~24s拉力做功的功率
46.(2024八年级下·全国·专题练习)把一个木块放在粗糙程度相同的水平地面上,它受到了水平向左的拉力F的作用,如图甲所示。拉力F的大小与时间t的关系如图乙,木块的运动速度v与时间t的关系如图丙所示。则下列说法正确的是( )
A.t=3s时木块受到的合力为4N
B.t=1s时木块受到的摩擦力为0N
C.4~6s内,拉力做功48J
D.4~6s内,木块克服摩擦力做功的功率为16W
47.(2024·新疆·三模)某中学实验室新买了30箱实验器材,每箱重50N。实验员王老师要把这批器材搬往6m高处的实验室,他的身体可以往外提供的功率P与每次搬起器材的重力G的关系如图所示。已知每次下楼时间为上楼时间的一半,若不考虑搬起箱子、放下箱子的时间,他将这批器材从地面搬到实验室至少需要( )
A.140s B.160s
C.180s D.200s
48.(2024·广东深圳·二模)如下图甲所示,物体A在大小不变的水平拉力F的作用下,先后在粗糙程度不同的表面DE和HG上做直线运动,图乙为物体在DE、HG两段运动过程中距离和时间关系的图像。F在DE段所做的功为,功率为,受到的摩擦力为;在HG段所做的功为,功率为,受到的摩擦力为。则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
49.(23-24九年级下·福建福州·阶段练习)如图所示,物体在力F的作用下水平向右运动,水平地面O点两侧粗糙程度不同,力F沿水平方向、大小恒为3N。物体经过M点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置( )
A.由图可知,物体一直在做匀速直线运动
B.物体在MO段和OQ段受到的摩擦力分别为和,则大于
C.力F在MN、OP段做功率分别为、则大于
D.若在Q点撤去一切外力,物体将在Q点保持静止
50.(23-24九年级上·江苏南通·期末)北京冬奥会上,运动员孔凡影从斜坡上A点沿直线滑到B点过程中,拍摄的频闪照片如图所示,若相机每隔0.2s闪拍一次,则孔凡影在AB间,重力做功的功率最接近于( )
A.7W B.70W C.700W D.7000W
51.(24-25八年级下·上海·期末)如图所示,用200N的拉力拉着物体A、B在水平面上匀速向左运动,A与滑轮相连的绳子所受的拉力为A所受摩擦力的4倍,若不计滑轮重、绳重及滑轮装置摩擦,则B与地面间的摩擦力为 N。若A物体在2秒内前进了1米,则直接拉B物体的绳子对B物体做功为 焦,功率为 瓦。
52.(24-25九年级上·江西南昌·阶段练习)已知雨滴在空中运动时所受到的阻力(为运动速度,为常数)。若有两个雨滴从同一高度落下,其质量分别为、,落到地面前均已做匀速直线运动,则匀速运动阶段两雨滴重力做功的功率之比为 ;整个过程中,重力做功之比为 。(用题中物理量的符号表示)
53.(24-25九年级上·江苏无锡·阶段练习)如图所示,水平地面上有一长方体木箱。小林用水平推力F把木箱向前推动。此过程中,推力F和木箱前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图甲、乙所示。在第2s时刻,木箱受到的摩擦力f= N,在0~1s内,推力对木箱所做的功 J,在3~5s内,推力对木箱所做功的功率为 W。
54.(24-25九年级上·江苏徐州·阶段练习)阅读短文,回答文后的问题
自行车的秘密
自行车是一种广泛使用的交通工具,其中包含了许多简单机械。
首先,自行车上常见的简单机械是杠杆。例如,车把上的刹车闸把是省力杠杆,人们可以用很小的力就能使车闸以较大的压力压到车轮的钢圈上,从而实现刹车。
其次,自行车上有多处使用了轮轴。例如,自行车上的车把是一个轮轴,实质上可以看作为一个省力杠杆,通过它人们可以用很小的力就能转动自行车前轮,来控制自行车的运动方向和自行车的平衡。中轴上的脚蹬和轮盘齿轮组成了省力轮轴,人们用很小的力就能驱动自行车前进。同时,后轴上的齿轮和后轮组成了费力轮轴,通过飞轮带动后轮转动,提高了车速。
除此之外,在自行车的传动系统中也广泛应用了简单机械。比如,变速自行车上后轮上的齿轮变速器组件中就有两个小齿轮,起到改变链条传动方向的作用。
总之,自行车上的简单机械包括杠杆、轮轴、滑轮等。这些简单机械的作用使得人们骑行时更加轻松和便捷。
(1)自行车上有许多简单机械的应用。刹车闸把属于 。
(2)变速自行车上后轮上的齿轮变速器组件中的两个小齿轮相当于哪种简单机械?________
A.杠杆 B.定滑轮 C.动滑轮 D.轮轴
(3)同样一座山,从山脚到山顶,小明同学准备骑车上山,设计了以下4种登山方案,其中骑行最省力的是________。
A.B.C. D.
(4)小明同学在骑行时中轴轮盘匀速转动,每分钟旋转n圈,中轴轮盘的齿轮上有k1个齿,后轴齿轮上有k2个齿,后轮的半径为r,小明骑行时地面对自行车的摩擦力大小为f,则小明骑自行车的功率P的大小为P= (用题目给的字母表示)
55.(2024·广东广州·三模)形状完全相同的N、M两个实心方块分别受到的拉力,均以的初速度分别在玻璃和毛巾水平面做匀速直线运动,且毛巾比玻璃粗糙;N对水平面的压力为,受到的摩擦力为;M对水平面的压力为,受到的摩擦力为。
(1)N、M受到摩擦力 (选填“”、“”或“”);两个实心方块对水平面的压力 (选填“”、“”或“”),判断依据是: ;
(2)拉力对实心物体N做功的功率是 W。
56.(23-24八年级下·吉林四平·期末)小华和妈妈去超市购物,超市地面水平,她们将重为170N的物品放在小推车中水平推行,小推车在某段时间内速度v随时间t变化的关系图像如图所示。已知小推车自重130N,所受阻力是总重的0.15倍。在10~20s内水平推力做功 J,水平推力的功率为 W。
57.(23-24八年级下·四川资阳·期末)如图所示,F1=6N,F2=5N,此时物体A相对于地面静止,物体B以0.2m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。①弹簧测力计计数为 N;②F2的功率为 W;③地面对物体A的摩擦力 N,方向水平向 (选填“左”或“右”)
58.(2024·江苏南京·一模)如图甲所示,两个完全相同的物体a、b叠放在水平桌面上,在水平拉力F1=15N的作用下,一起向右做匀速直线运动,则a受到的摩擦力为 N;如图乙所示,将a、b并排放于同一桌面上,在水平推力F2作用下以0.2m/s的速度一起向右做匀速直线运动,则F2= N,a对b的推力的功率是 W。
59.(23-24九年级下·福建福州·开学考试)某仓库用定滑轮、质量m的箱子等设备将质量为M的货物由二楼运送到三楼(图甲)。在此过程中绳子对货物做功与时间W-t图像如图乙。货物在上升过程的速度始终不变,若不计绳重和摩擦,若。装货物前与装货物后,在上升过程中,绳子拉力的功率之比 ;货物的质量M为 kg。
60.(2021·广东汕头·一模)汽车出厂后在两段长度相等的路段上进行性能测试,内在A路段行驶,内在B路段行驶,汽车的v-t图像和F-t图像分别如图甲、乙所示,则在内汽车牵引力F的功率是 W,在内汽车行驶的平均速度是 m/s,汽车全程克服摩擦力做的功是 J。
61.(23-24九年级上·江苏宿迁·期中)如图所示,物体在力F的作用下水平向右运动,水平地面O点两侧粗糙程度不同,力F沿水平方向、大小恒为。物体经过M点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置。
(1)由图可知,物体在段做 (选填“匀速”“减速”、“加速”)直线运动。物体段和段受到的摩擦力分别为和,则 (选填“大于”、“小于”或“等于”);
(2)力F在MN、OP段做功分别为、,功率分别为、,则 ; (均选填“大于”、“小于”或“等于”)。
62.(22-23九年级上·江苏常州·期中)如图所示,竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组,已知每个滑轮重均为50N,滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连,此时物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动,测力计示数为550N;在物体B下加挂重为90N的物体C后,同时用水平向左的力F拉动物体A使其沿水平桌面向左做匀速直线运动,此时物体B上升的速度大小为5cm/s。若不计绳重及滑轮的摩擦,g取10N/kg,则物体A所受滑动摩擦力大小为 N,B的重力为 N,F的大小为 N,F做功的功率为 W。
63.(22-23八年级下·重庆·期末)如图甲所示,底面积为500cm2的柱形容器中装入了适量的水,将高为10cm的圆柱形物块A上表面栓上细线浸没在水中,物块A的上表面距水面的距离为0.04m;将物块A匀速向上拉的过程中,拉力做功功率随时间变化关系如图乙所示,则匀速向上拉物块的速度为 m/s,当t=3s时,拉力做功功率P1= W。
64.(22-23八年级下·河南南阳·期末)物体A的重力为10N,此时物体B正沿着水平桌面以的速度向左做匀速直线运动;若对B施加一个水平向右的力F,物体B以的速度匀速直线向右运动。若不计绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦,则对物体B施加的水平向右的力 ,物体A匀速上升时,重力做功的功率为 。
65.(2023·辽宁沈阳·模拟预测)在排球比赛时,运动员将一个排球竖直向上抛出,如图所示。排球离开手后,经过A、B、C三点,到达最高点O,然后下落回到A点,其中AB段和BC段的距离相等,到达O点的瞬间,排球处于 状态(填“平衡”或“不平衡”),下落时,重力在BA段做功的功率比CB段 (填“大”或“小”)。
66.(2023·江苏扬州·二模)俯卧撑主要锻炼上肢、腰部及腹部的肌肉。如图所示,小明做俯卧撑时可视为一个杠杆,其重心在A处,手掌作用在地面B处,已知小明体重600N,1min内可做50个俯卧撑,每次重心A上升的距离为0.4m。做俯卧撑时可视为 杠杆,图示位置时两只手掌对地面的压力共为 N,每次俯卧撑小明做的功为 J,做俯卧撑的功率为 W。
67.(24-25八年级下·全国·单元测试)甲、乙、丙三位同学分别将质量不同的物体匀速竖直向上提升,所得的实验数据如下表所示:
同学
质量/kg
升高高度/m
时间/s
甲
4
1.5
2
乙
8
1
4
丙
10
0.5
5
(1)根据表中数据可知,甲、丙两位同学做的功分别为 J和 J。(g取)
(2)三位同学中做功最多的是 同学,做功最快的是 同学。
(3)为了表示做功的快慢,他们在表中增加了最后一栏项目,这个项目的内容是 。为此物理学引入了一个物理量叫 。
(4)后来三位同学想比较爬竿时谁的功率大。以下是他们讨论后得出的三套方案,其中可行的是______(填字母)。
①用相同的时间爬竿,测量出各自的体重和爬上竿的高度,即可比较功率大小;②都爬到竿顶,测量出各自的体重和爬竿用的时间,即可比较功率大小;③爬竿后,测量出各自的体重、爬竿用的时间和爬上竿的高度,算出功率进行比较。
A.① B.①② C.①③ D.①②③
68.(24-25九年级上·江西景德镇·期中)小李同学想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率(不计绳重);
(1)实验需要测量的物理量:
①用 (填测量器材)测量自己的质量m;
②测自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升的高度);
③用 (填测量器材)记录跳n次绳所用的 (填物理量与其对应字母);
(2)跳绳时平均功率表达式P= ;
(3)为计算方便,若设小李的质量m=50kg,他跳绳时的重心高度随时间变化的情况如图所示,根据所给条件可估算出他每跳一次克服重力所做的功是 J,在1min内克服重力做功的平均功率为 W;(g取10N/kg)
(4)小李想和吴哥比较跳绳的平均功率(假设两人跳起的平均高度相同),则_________。
A.频率相同,体重大的功率大
B.频率相同,跳的时间长的功率大
C.体重相同,频率高的功率小
D.体重相同,跳的时间长的功率大
69.(24-25九年级上·江苏扬州·期中)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的平均功率(不计绳重):
(1)用磅秤测量出 (填物理量名称及对应字母);
(2)估测自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升的高度);
(3)用计时器记录跳n次所用的 (填物理量名称及对应字母);
(4)小华跳绳时克服重力做功的平均功率为P= (用以上的字母表示);
(5)若两位同学想比较跳绳的平均功率(设两人跳起的平均高度相同),则 ;
A.跳的时间短的功率大
B.相同时间完成相同次数,体重大的功率大
C.体重相同,跳的时间长的功率大
D.条件不足,无法比较
(6)跳绳能让人体各个器官得到充分的锻炼,若跳绳者的质量为50kg,跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示,根据所给条件可算出此跳绳者在1min内运动员总共跳绳 次。
70.(河南省焦作市2024-2025学年八年级下学期期末物理试题)如图所示为我国国产“运-20”运输机,其最大载重为66t,满载质量为220t,最大飞行速度为920km/h。所有轮胎与地面总接触面积为。g取10N/kg。求:
(1)“运-20”满载时的重力;
(2)“运-20”满载时,静止在水平地面上,对水平地面的压强;
(3)“运-20”满载时,以720km/h的速度在空中沿水平方向匀速直线飞行1h,飞机受到的水平推力为,此过程中推力做的功是多少?这些功由功率为100kW的汽车发动机来做,需要多少时间?
71.(24-25八年级下·山西临汾·期末)某国产科技公司研发的机器狗可以在一些场景代替人们担任“搬运工”的角色,如图所示的是机器狗搬运铁饼时的场景。机器狗自身质量为50kg,脚与地面的总接触面积为,铁饼的质量为2kg。该机器狗在某次任务过程中,在水平地面上以的速度匀速直线运动,它所受阻力为25N。(取)
(1)求机器狗在水平地面匀速直线运动时受到的牵引力大小;
(2)求机器狗搬运铁饼静止时对地面的压强的大小;
(3)在这次任务中,机器狗受到的牵引力做功的功率为多少?
72.(2025·江苏盐城·三模)端午假期,小明一家驾车去大纵湖旅游,沿途欣赏大好风光时看到了路边的标志牌,如图甲所示。已知车和人的总质量为 1.5×103 kg,轮胎与地面接触总面积为,汽车在行驶过程中受到的阻力为车重的0.1倍。(g=10N/kg)求:
(1)汽车静止时对水平地面的压强;
(2)在图乙中画出汽车在平直路面匀速行驶时牵引力的示意图;
(3)若汽车以标志牌上速度行驶时,求牵引力的功率。
73.(24-25八年级下·四川资阳·期末)如图所示的平衡车是年轻人喜欢的一种出行工具。小阳从平衡车的说明书上,获取了表中的部分参数。某次骑平衡车匀速行驶,所用的时间为,取。完成下列问题:
整车质量
最大可载质量
两轮胎与地面接触总面积
(1)求该次平衡车匀速行驶的速度v;
(2)求最大载重行驶时平衡车对水平地面的压强;
(3)若该次匀速行驶过程中,平衡车受到的阻力是,求此过程中,平衡车牵引力做功的功率是多少?
74.(24-25八年级下·福建福州·期末)2025年4月30日,神舟十九号载人飞船返回舱成功着陆,如图所示。若返回舱质量为3×103kg,在着陆过程中,从距地面1m高处竖直向下落地,用时0.4s。
(1)求返回舱在这段时间内
①平均速度;
②重力做功的功率;
(2)若返回舱静止时与水平地面的接触面积为1m2,求它对水平地面的压强。
75.(24-25八年级下·安徽合肥·期末)如图甲是华为与江淮合作推出的尊界品牌首款车型尊界S800。尊界S800实现全自动驾驶和无人自动充电。汽车(包括司乘人员)的质量为。在水平路面上以恒定功率做直线运动的图像如图乙,求:()
(1)汽车静止在水平路面上时,对地面的压强?(轮胎与地面总接触面积为)
(2)汽车匀速行驶过程中所受阻力大小为车总重的0.02倍,求汽车的恒定功率;
(3)汽车在前内牵引力做的功。
76.(24-25八年级下·广东广州·期末)我国生产的无人机世界领先,应用领域广泛,某款无人机如图甲,部分飞行参数见表格.求:
型号
动力系统
电动
质量
1250g
最大上升速度
4m/s
最大下降速度
3m/s
最大水平飞行速度
20m/s
最大飞行海拔高度
600m
最长悬停时间
29min
卫星定位
北斗
(1)无人机在空中悬停时受到的升力;
(2)无人机以的速度匀速直线下降时,所受空气阻力为,此时升力多大;
(3)无人机在空中A点接收到自动返航指令后,沿航线自动返回至起飞点,运动轨迹如图乙.假设无人机在BCD段均以最大速度匀速飞行,求无人机的重力在BCD段做的功和CD段做功的功率.
77.(21-22八年级下·河南郑州·期末)跳绳是我省体育与健康考试的选考项目之一。如图所示为某次跳绳模拟测试中,身高158cm、质量45kg的小禾重心高度随时间变化的情况。小禾每只鞋底与地面的接触面积为180cm2(g取10N/kg)。请完成下列问题:
(1)小禾1min跳绳 次。
(2)小禾静止站立在水平地面上做跳绳测试前的准备,她对地面的压强是多大?
(3)小禾每跳一次克服重力所做的功是多少?在1min内克服重力做功的功率为多大?
78.(2024·河南安阳·二模)电动载人飞行汽车频频试飞,投入商业运行后可以极大地降低人们的通行时间。如图是国内某款飞行汽车,其总质量为680kg,可搭载5名乘客,最大载重400kg,最大设计飞行速度为200km/h,最大续航里程为250km,空载静止在水平地面上时,与地面接触的总面积为。(g取10N/kg)
(1)该飞行汽车空载静止在水平地面上时,求对水平地面的压强;
(2)该飞行汽车以72km/h的速度水平匀速直线飞行了5min,求这段时间内飞行的路程;
(3)该飞行过程中,发动机的输出功率为50kW,求飞行汽车飞行过程中受到的阻力大小。
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11.4功率(题型优练)2025-2026年九年级物理精品课(78题)(原卷版)
【题型1 知道功率的概念和物理意义】
【题型2 能用功率的公式进行简单的计算】
【题型3 比较功率的大小】
【题型4 掌握并运用功率推导公式P=Fv】
【题型5 设计实验测量功率、估测功率】
【题型6 理解功率相关的图像】
知识详解
一、功率的定义与物理意义
1. 定义
· 单位时间内所做的功,用来描述物体做功的 快慢。
2. 物理意义
· 表示力对物体做功的 快慢程度(与 “功” 的区别:功是 “多少”,功率是 “快慢”)。
▶ 例:两台机器做相同的功,用时短的功率大;用时相同,做功多的功率大。
二、功率的计算公式与单位
1. 基本公式
· P = W/t(功率 = 功 / 时间)。
1. 变形公式:
0. 由 W = F・s 得:P = F·v(适用于力 F 与速度 v 方向一致时,如汽车匀速行驶)。
2. 单位
· 国际单位:瓦特(W),1W = 1J/s(1 秒内完成 1 焦的功)。
· 常用单位:千瓦(kW)、兆瓦(MW),换算关系:
2. 1kW = 10³W
2. 1MW = 10⁶W
三、功率的理解与辨析
1. 功率与功的区别和联系
项目
功率(P)
功(W)
物理意义
描述做功的快慢
描述做功的多少
计算公式
P = W/t 或 P = F・v
W = F・s(力方向与距离一致时)
单位
瓦特(W)
焦耳(J)
联系
功率是功与时间的比值,相同时间内功率大则做功多
功是功率与时间的乘积,功率大且时间长则做功多
四、功率的测量与计算
1. 测量原理
· 根据公式 P = W/t,需测量 “所做的功(W)” 和 “做功时间(t)”。
▶ 例:测量人爬楼梯的功率:
1. 步骤 1:测人的体重 G(等于克服重力的力 F)、楼梯高度 h(力方向上的距离 s);
1. 步骤 2:测爬楼梯的时间 t;
1. 计算:W = G・h,P = W/t = G・h/t。
2. 常见计算场景
· 已知 “功和时间” 求功率(直接用 P = W/t);
· 已知 “力和速度” 求功率(用 P = F・v,如汽车牵引力 F=500N,速度 v=20m/s,则 P=10⁴W);
· 对比不同物体的功率(相同功比时间,相同时间比功)。
五、生活中的功率实例
场景 / 物体
功率大小(参考值)
说明
人步行
约 70W
慢走时功率较小,快跑时可达数百瓦
家用电灯
15W~100W
节能灯功率较低,白炽灯稍高
家用空调
约 1000W~2000W
制冷 / 制热时功率不同
小轿车发动机
约 50kW~200kW
功率越大,加速性能越好
普通起重机
约 20kW~100kW
提升重物越快,功率越大
六、典型题型与易错点
1. 常见题型
· 功率的基本计算(P = W/t 或 P = F・v);
· 功率与功、时间的关系分析(如 “功率大的物体一定做功多吗?”—— 不一定,需看时间);
· 结合实际场景的功率测量与估算(如爬楼功率、跳绳功率)。
2. 易错点提醒
· 公式混淆:区分 “功(W = F・s)” 和 “功率(P = W/t)”,避免将 “做功多少” 与 “做功快慢” 等同;
· 单位换算错误:计算时需统一单位(如 kW 换算为 W,小时换算为秒);
· P = F・v 的适用条件:仅当力 F 与速度 v 方向 一致 时成立(如水平拉力使物体水平运动,竖直拉力使物体竖直运动)。
学有所成,学以致用
【题型1 知道功率的概念和物理意义】
1.(21-22九年级上·安徽亳州·期末)使用机械做功时,下列说法正确的是( )
A.功率大的机器做功一定快 B.功率越大的机器做功时间越短
C.功率小的机器做功不一定慢 D.功率大的机器做功多
【答案】A
【详解】AC.电功率是表示物体做功快慢的物理量,电功率大,则物体做功快,电功率小,则物体做功慢,故A正确,C错误;
B.在做功相同时,电功率越大,做功的时间越短,不加前提条件就是错的,故B错误;
D.在相同时间内,功率大的物体做功多,不加前提条件就是错的,故D错误。
故选A。
2.(2021·广西桂林·中考真题)如图所示,小桂和小林一起坐在秋千凳上荡秋千,他们的重力分别是G1、G2,且G1<G2,某次从最高点下摆到最低点的过程中,他们重力做功的大小分别为W1、W2,重力做功的快慢分别为P1、P2。则( )
A.W1>W2 B.W1=W2 C.P1<P2 D.P1=P2
【答案】C
【详解】AB.从最高点下摆到最低点的过程中,重力做的功为
因为h相同,且G1<G2,则,故AB不符合题意;
CD.由可知,
因为t相同,,所以,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
3.(17-18九年级·全国·课后作业)登楼梯比赛时,质量为50千克的某同学从底楼匀速登上三楼,共用了12s,该同学登楼时克服重力做功的功率约为( )
A.250W B.25W C.37W D.370W
【答案】A
【详解】人的重力为:G=mg=50kg×10N/kg=500N,三楼的高度约为:3m×2=6m,由功率的公式可得:P==250W.故只有选项A最接近,符合题意.故选A.
【点睛】由功率的公式可以推导出P=,将人的重力、楼的高度、所用时间代入公式中,即可得出登楼时克服重力做功的功率.
4.(2021·云南昆明·中考真题)采用功与时间比值的方法,得到“单位时间”内做的功,这样就方便比较做功的快慢了,这个比值叫做 。这种方法,实质上还是用 (选填“时间相同比较功”或“功相同比较时间”)来比较做功快慢的。
【答案】 功率 时间相同比较功
【详解】[1]“单位时间”内做的功,叫做功率,表示做功的快慢。
[2]功率取了相同的单位时间,即1s,所以是时间相同比较功。
5.(24-25九年级上·安徽铜陵·期中)重为20N的物体在水平地面上受水平拉力作用时恰能以0.5m/s的速度匀速运动,若物体运动了5m,拉力的功率为3W,则拉力做功 J。
【答案】30
【详解】物体以0.5m/s的速度匀速运动5m需要的时间为
根据W=Pt可得,拉力做的功为
W=Pt=3W×10s=30J
【题型2 能用功率的公式进行简单的计算】
6.(23-24八年级下·山东聊城·期末)为响应国家提出的“节能减排,低碳生活”的号召。质量为60kg的小明同学每天坚持骑自行车上学,他所骑自行车质量为15kg,在水平路面上匀速骑行时所受阻力为总重力的0.02倍(g取10N/kg)。求:
(1)求小明和自行车的总重力;
(2)小明骑行时受到的阻力;
(3)若他在水平路面上5min内匀速骑行了1500m,求他骑行这段时间做的功和功率。
【答案】(1)750N;(2)15N;(3),75W
【详解】解:(1)小明和自行车的总重力
(2)小明骑行时受到的阻力为
(3)因为匀速直线骑行,所有
骑行1500m做的功
他骑行时的功率
答:(1)小明和自行车的总重力750N;
(2)小明骑行时受到的阻力为15N;
(3)他骑行这段时间做的功是,功率是75W。
7.(24-25九年级上·安徽池州·期中)在自由下落过程中物体运动速度会越来越快,一个物体由A点自由下落,相继经过B、C两点,已知,如图所示,物体在AB段重力做功,做功功率;在AC段重力做功,做功功率,则下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】已知AB=BC,根据W=Gh可知,物体在AB段和BC段做的功相等,则物体在AC段做的功是它们的两倍,即
W2=2W1
假设AB所用时间为t1,BC段所用时间为t2,因为自由下落过程中物体运动速度会越来越快,则
t1>t2
可知AC段所用时间小于2t1,物体在AB段做功功率
在AC段做功功率
因为物体在AC段所用时间小于2t1,则
故C正确,ABD错误。
故选C。
8.(24-25九年级上·江苏连云港·期中)爷爷与小丽进行爬楼比赛,他们都从1楼上到6楼。爷爷的体重是小丽体重的2倍,爷爷所用的时间是小丽所用时间的3倍。若爷爷做功为,功率为,小丽做功为,功率为,则 , 。
【答案】 2∶1 2∶3
【详解】[1]爷爷与小丽所做功之比为
[2]爷爷与小丽所做功的功率之比为
9.(21-22九年级上·江苏连云港·期中)在水平地面上,小明用100N的水平推力推动重为80N的箱子,在4s内前进了3m,在这个过程中木箱所受的重力对木箱做功为 J,小明对木箱做功的功率为 W。正常人的心脏推动血液流动的功率为1.5W,在5min内心脏做功 J。
【答案】 0 75 450
【详解】[1]做功的两个必要因素:①作用在物体上的力;②物体沿力的方向通过一段距离;二者同时具备;由此可知,木箱在水平移动的过程中,木箱在重力方向上没有移动距离,木箱的重力做功为0J。
[2]小明对木箱所做的功
小明对木箱做功的功率
[3]在5min内心脏做的功
10.(22-23九年级上·江苏无锡·阶段练习)如图所示,绳的一端通过弹簧测力计固定,当人对绳的拉力F是60N时,可使物体A以0.1m/s的速度匀速上升。测力计的示数应为 N;若滑轮重20N,不计绳重和摩擦,则物体A重 N。3s内拉力F做功的功率为 W。
【答案】 60 100 12
【详解】[1]图中使用的是动滑轮,弹簧测力计的示数等于拉力F大小,故弹簧测力计的示数为60N。
[2]使用动滑轮时,n=2,不计摩擦和绳重,拉力, 则物体的重力为
G=nF-G动=2×60N- 20N=100N
[3]使用动滑轮能省一半的力,但要费距离,拉力端移动距离等于物体提升高度的2倍,拉力端移动的速度
v=nv物=2×0.1m/s=0.2m/s
则3s内拉力F做功的功率
【题型3 比较功率的大小】
11.(17-18八年级下·辽宁抚顺·期末)武帅同学帮父母搬家,现有15捆书籍。每捆书籍的质量都为5kg。武帅想尽快将它们搬上6m高的楼上。武帅对这些书籍至少需要做功 J。如图是武帅用于搬运物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图象。由图可知,为了尽可能快地将这批书籍搬到楼上,他每次应搬 捆。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,所用的总时间为 s。
【答案】 4500 3 135
【详解】[1]武帅对书所做的功
W=mgh=5kg×15×10N/kg×6m=4500J
[2]由图像知,当搬动的物体质量为15kg时,搬动的功率最大为50W,所以要想尽可能快地搬书上楼,每次应搬书的捆数
[3]最快完成任务,搬书上楼所用的时间
则下楼的时间
所以搬书所用的最快时间t总=t+t1=90s+45s=135s
12.(2021·广西玉林·模拟预测)随着城市建设进程的加快,城市内出现了很多高层建筑,电梯是高层建筑的组成部分。某公寓的电梯某次在竖直向上运动中,速度随时间变化如图所示。忽略电梯受到空气阻力和摩擦阻力,向上运行的动力只有竖直向上的电动机拉力,电梯箱和乘客的总质量为600kg。求:
(1)电梯在匀速运动阶段上升高度h1是多少?拉力F1做功是多少?
(2)已知在加速阶段,电动机的拉力F2做了11520J的功,加速阶段上升的高度h2=1.6m,求加速阶段电动机拉力的F2的大小;
(3)电梯开始向上运动后经过64s,电动机的拉力的平均功率是多大?
【答案】(1)48m,2.88×105J;(2)7200N;(3)4680W
【详解】解:(1)电梯匀速阶段v1=0.8m/s,时间为
电梯在匀速运动阶段上升的高度为
电梯箱和乘客的总质量m=600kg,则总重力为
拉力F1做功为
(2)已知在加速阶段,电动机的拉力F2做了11520J的功,由可得,加速阶段电动机拉力为
(3)整个过程做的功为
电动机的拉力的平均功率为
答:(1)电梯在匀速运动阶段上升的高度h1为48m,拉力F1做功为2.88×105J;
(2)匀加速阶段电动机拉力F2的大小7200N;
(3)电动机的拉力的平均功率4680W。
13.(2022·安徽合肥·一模)研究物理问题时,往往需要突出研究对象的主要因素,忽略次要因素,将其简化为物理模型。如图所示,需要把一重量为400N,边长为1m,质量分布均匀的实心立方体,利用翻滚的方法沿直线移动一段距离(已知;计算结果保留一位小数)。求:
(1)请在图甲中画出缓慢向右翻滚立方体时,使该立方体下底面刚刚离开水平地面所施加的最小力F的示意图,并计算出最小力F的大小;
(2)利用翻滚的方法使立方体翻滚一次(即使原下底面变为左侧面)克服立方体的重力所做功的大小;
(3)如果利用翻滚的方法使该立方体沿水平地面直线缓慢翻滚了10m,用了20s,则在这一过程中克服该立方体重力做功的功率大小是多少?
【答案】(1),141.4N;(2)82.8J;(3)41.4W
【详解】解:(1)翻滚时,以正方体的一条边为支点,以一个面的对角线为动力臂时,施加的力最小。阻力是物体的重力,边长的一半为阻力臂,如图所示:
由图可知阻力臂
动力臂
由杠杠平衡条件可得
施加的最小力为
(2)开始时,重心离地面高度为边长一半,翻滚到最高点,重心离地面高度为一个面的对角线的一半,所以翻滚一次,物体重心升高
所以翻滚一次克服立方体的重力所做功
(3)翻滚10m,则需要翻滚10次,所以整个过程中克服重力做功为
整个过程中克服重力做功功率为
答:(1)翻滚立方体时,下底面刚刚离开水平地面所施加的最小力F的示意图如图所示:
最小力为141.4N;
(2)翻滚一次克服立方体的重力所做功82.8J;
(3)翻滚10m,用了20s,克服该立方体重力做功的功率是41.4W。
【题型4 掌握并运用功率推导公式P=Fv】
14.(15-16九年级上·江苏镇江·阶段练习)用拖拉机耕地时,在输出功率一定时,一般都行进得较慢,这是为了( )
A.减少机器损耗
B.减小阻力
C.节省燃油
D.获得较大的牵引力
【答案】D
【详解】由公式P=Fv可知,当在输出功率一定时,牵引力与运动的速度成反比,当速度减小时,可以获得较大的牵引力,故选D。
15.(23-24八年级下·河北衡水·期末)某班准备组织一次爬楼比赛活动,要求从一楼登上五楼,比比谁的功率最大。讨论中,同学们提出测量的物理量有:①一楼到五楼的高度h;②爬楼的时间t;③每个同学的体重G。下面比较方案中可行是( )
A.比较t的大小 B.比较G的大小
C.比较的大小 D.比较的大小
【答案】C
【详解】爬楼时要克服自身的重力做功,则爬楼的功率为
根据上述表达式可知,要比较爬楼功率的大小,需要比较每个同学的体重G、一楼到五楼的高度h以及爬楼的时间t。由于一楼到五楼的高度h是相同的,所以只需要测量每个同学的体重G和爬楼的时间t,通过比较的大小,就能比较出谁的功率最大,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
16.(16-17八年级下·河北承德·单元测试)一辆汽车在平直公路上行驶,速度最大可达120 km/h,如果把汽车上的发动机改装在一只汽船上,最大速度可达30 km/h,则汽车受到的阻力是汽船受到阻力的( )
A.4倍 B.倍 C.16倍 D.倍
【答案】B
【详解】由
得可知功率不变时力和速度成反比,汽车在平直公路上行驶的最大速度为,则,把汽车上的发动机改装在汽船上时速度为,则,因为在匀速直线运动时,阻力等于牵引力,所以汽车受到的阻力和汽船受到的阻力的比值为
故选B。
17.(2021·吉林·中考真题)一辆汽车在平直的公路上匀速行驶,内通过的路程是,它的速度为 ,汽车受到的牵引力为,牵引力做功的功率为 。
【答案】 20 6×104
【详解】[1]汽车的运动速度
[2]牵引力做功的功率
18.(23-24九年级下·重庆·期中)如图所示,体重为的人站在地上,用滑轮组将重的物体A沿竖直方向以的速度匀速提起。若动滑轮重为,不计绳重和摩擦,人对地面压力的大小是 N,绳子自由端拉力功率为 W。
【答案】 400 4.4
【详解】[1]由图可知,绳子承重段数n=2,人对绳子的拉力为
力的作用是相互的,所以绳子给人的拉力也为110N,人静止,受力平衡,地面给人的支持力为
人对地面的压力与地面给人的支持力是一对相互作用力,大小相等,所以压力为400N。
[2]绳子自由端拉力功率
19.(24-25九年级上·陕西延安·期末)物体在同一水平面上做匀速直线运动,当物体运动的路程与时间的关系图象如图甲时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度与时间的关系图象如图乙时,受到的水平推力为F2。两次推力的功率分别为P1、P2,则F1∶F2和P1∶P2分别为( )
A.3∶5 9∶25 B.3∶5 1∶1 C.3∶5 3∶5 D.1∶1 3∶5
【答案】D
【详解】根据图像甲可知,水平推力为F1时的速度为
根据图像乙可知,水平推力为F2时的速度为5m/s,由于都为匀速直线运动,推力均等于摩擦力,同一水平面摩擦力相同,故F1∶F2=1∶1
则功率之比为
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【题型5 设计实验测量功率、估测功率】
20.(2022·江苏南通·中考真题)在内径约为1cm的玻璃管中注水近满,上端留一个气泡,用橡皮塞塞住管口,再将玻璃管翻转后竖直放置,气泡上升,如图所示。测得气泡上升40cm用时20s,则该过程中气泡所受浮力做功的功率最接近于( )
A.2×10﹣5W B.2×10﹣4W C.2×10﹣3W D.2×10﹣2W
【答案】B
【详解】玻璃管的内径约为1cm,则玻璃管的半径约为0.5cm;气泡的形状近似为球形,则气泡的体积
由于气泡浸没在水中,故气泡排开水的体积
气泡在水中受到的浮力
气泡上升距离s=40cm=0.4m
气泡所受浮力做的功
气泡所受浮力做功的功率
故气泡所受浮力做功的功率最接近于2×10﹣4W,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
21.(23-24八年级下·全国·假期作业)一辆汽车先在平直公路上沿直线向前匀速行驶,途中匀速经过一段上坡路面,上坡后继续沿平直公路向前匀速行驶。如果汽车发动机的功率始终保持不变,上坡过程需改变速度,增大牵引力。则汽车行驶路程s随时间t变化的关系可能是( )
A.B.C. D.
【答案】D
【详解】由题知,汽车先在平直公路上匀速行驶,再在上坡路面匀速行驶,最后又在平直公路上匀速行驶。汽车在上坡路面行驶时,牵引力增大,所以汽车在整个行驶过程中,汽车的牵引力由小变大再变小,而汽车发动机的功率始终保持不变;由可知,汽车在上坡路面匀速行驶时速度会变小,在上坡前后速度是相同的。在图像中,倾斜的直线表示s与t成正比,即物体做匀速直线运动,且图线越靠近s轴(倾角越大),说明物体速度越大。图A中,图线是一条倾斜的直线,说明汽车一直做匀速直线运动,A不符合题意。图B中,图线表示汽车的速度先变大后变小,B不符合题意。图C中,中间部分表示汽车往回行驶,C不符合题意。图D中,图线表示汽车的速度先变小后变大,且上坡前后的速度是相同的,D符合题意。
22.(24-25九年级上·江苏南通·阶段练习)某汽车在平直公路上沿直线行驶时牵引力F随时间t变化的图像如图所示。0~t1时间段,汽车保持某一恒定功率,以速度v0匀速行驶,牵引力为F0;t1时刻开始,司机减小了油门,使汽车保持另一恒定功率行驶,到t2时刻,汽车又开始匀速行驶,速度为v。若运动过程中汽车所受阻力f恒定,则f= ,v= (用已知物理量表示)。
【答案】 F0
【详解】[1]汽车做匀速直线运动时,牵引力与阻力平衡,所以
[2]由题知,t1时刻以前,汽车以速度v0匀速行驶,发动机功率为P0,则有
t1时刻开始,司机减小了油门,使汽车保持恒定功率P行驶,在该瞬间汽车的速度不变(仍为v0),牵引力F0减小为,所以
到t2时刻,汽车又开始做匀速直线运动,速度为v,由图可知,汽车再次做匀速直线运动时的牵引力与开始时做匀速直线运动的牵引力大小相等,均为F0,根据可得第二次做匀速直线运动时的速度
【题型6 理解功率相关的图像】
23.(24-25九年级上·江苏无锡·阶段练习)某轿车以9×104W的恒定功率启动并沿水平路面做直线运动,运动的速度v与时间t的关系如图所示。从静止开始到行驶25s的时间内,若前15s内通过了总路程的一半,由此可知前15s内轿车运动的距离是 m,15~25s内轿车受到的阻力为 N,前15s内轿车牵引力所做功 J。
【答案】 300 3×103 1.35×106
【详解】[1]15~25s的速度为30m/s,前15s内通过了总路程的一半,由此可知前15s内轿车运动的距离是
[2] 15~25s内轿车受到的阻力为
[3]前15s内轿车牵引力所做功为
24.(23-24八年级下·河南南阳·期末)步行是一种简易方便的健身运动,人正常步行时,步距(指步行一步的距离)变化不大,步距还可作为身体上的一把“尺子”。小东测出自己的步距为0.5m,他正常步行1min走了180步。小东根据自己的腿长和步距画出了如图所示的步行示意图,已知小东的腿长是65cm,小东的质量是50kg,对小东步行时重心的变化进行分析发现,单脚着地迈步时的重心比两脚一前一后着地时的重心升高了5cm,因此每走一步都要克服重力做功。则小东正常步行的速度是 m/s,每走一步克服重力所做的功是 J,小东正常步行克服重力做功的功率是 W。(g取10N/kg)
【答案】 1.5 25 75
【详解】[1]小东测出自己的步距为0.5m,他正常步行1min走了180步,则小东1min走的距离为
步行速度为
[2]小东每走一步重心升高的高度为5cm,则每走一步克服重力所做的功为
[3]小东正常步行1min克服重力做功
功率为
25.(24-25九年级上·江苏扬州·期末)男生引体向上是某市中考体育考试自选项目。如果要测某同学引体向上的功率,需要的测量工具有体重计、秒表和 。若某同学在30s时间内做了10个引体向上,他的质量为60kg,每次向上移动50cm,则该同学每做一次引体向上所做的功为 J,整个过程中的平均功率为 W。()
【答案】 刻度尺 300 100
【详解】[1]引体向上时人克服重力做功的功率
由以上公式可知,实验中需要测出:人的质量、做引体向上的时间、人上升的高度。实验中主要用到的测量工具是:体重计、秒表和刻度尺。
[2]每次人上升的高度h=50cm=0.5m
做一次引体向上所做的功W=Gh=mgh=60kg×10N/kg×0.5m=300J
[3]在30s时间内做了10个引体向上,整个过程中做的功W总=10W=10×300J=3000J
整个过程中的平均功率为
26.(24-25九年级上·陕西延安·阶段练习)如图所示,小明同学想要测出自己规范地做引体向上时的功率。
(1)该实验的实验原理是 ;
(2)请你帮小明设计实验步骤:
①用电子秤测出小明的 (填物理量及其对应符号);
②用刻度尺测量小明吊在单杠上时,下颚到单杠的高度h,也就是人体上升的高度;
③连续完成10次规范的引体向上动作,记录需要的总时间t;
④计算出功率。
(3)小明做引体向上时的功率 (用已知量g和测量的物理量符号表示);
(4)若小明完成10个引体向上后继续进行实验,后面的过程中逐渐体力不支,每做一个引体向上需要用的时间变长,那么他做引体向上的功率会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)
(2)质量m
(3)
(4)变小
【详解】(1)实验中需要测量功和时间,根据得到功率,实验原理是。
(2)使用电子秤测量小明的质量m;用刻度尺测量每次引体向上上升的高度h;用秒表测量连续10次引体向上动作需要的时间t。
(3)小明做引体向上时的功率
(4)每做一个引体向上需要用的时间变长,做功大小不变,根据得到他做引体向上的功率变小。
27.(2025·湖南长沙·三模)一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的轻型货车,行驶时所受的阻力始终为车总重的0.1倍,货车(含驾驶员)空载时重为2.5×104N。(g取10N/kg)求:
(1)货车空载行驶时汽车发动机牵引力的大小;
(2)货车以20m/s的速度空载匀速行驶5min,货车牵引力做的功;
(3)若货车以36km/h的速度匀速行驶时,牵引力的功率最大为7.2×104W,货车装载货物的最大质量。
【答案】(1)2.5×103N
(2)1.5×107J
(3)4.7×103kg
【详解】(1)轻型货车做匀速直线运动,则牵引力与阻力是一对平衡力,
(2)货车通过的路程为
牵引力做的功为
(3)由题意,由可得,此时牵引力为
可知此时的总重力是
装载货物的质量为
培养尖优、打造学神
28.(2024·江苏无锡·一模)汽车在平直公路上以速度匀速行驶,发动机功率为P0,快进入闹市区时,司机在时刻减小了油门,使汽车的功率保持一个较小的恒定功率P继续行驶,设汽车行驶过程中所受阻力大小不变,汽车的牵引力F随时间t变化的图像如图所示。则减小了油门后,汽车所受阻力大小为 (选填“F0”或“0.5F0”);汽车将做 (选填“先减速再加速最后匀速”或“先减速再匀速”)直线运动:汽车将保持的较小恒定功率P为 (选填“0.25P0”“ 0.5P0”或“0.75 P0”),汽车再次匀速运动时的速度大小为 。
【答案】 先减速再匀速 0.5P0 0.5v0
【详解】[1]由题意知,t1时刻之前,汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,则汽车处于平衡状态,所受牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,由图像可知,此时所受阻力为F0。减小了油门后,汽车行驶过程中所受阻力大小不变,则汽车所受的阻力仍为F0。
[2]由图像可知,t1时刻之后,牵引力由0.5F0慢慢增大为F0,而阻力不变,则在牵引力慢慢增大时,由于牵引力小于阻力,故汽车一直先减速,到最后牵引力变为F0与阻力相等时,汽车匀速。
[3]司机在时刻前,发动机功率为P0,司机在时刻减小了油门,牵引力变为了原来的一半,减速瞬间,速度不变,故功率变为了原来的一半后,保持不变,故为0.5 P0。
[4]汽车再次匀速运动时,牵引力变为了F0,则此时速度大小为
29.(23-24九年级下·江苏徐州·阶段练习)汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机功率为P,快进入闹市区时,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶。下面图像中,哪个图像正确表示了从司机减小油门开始,汽车的速度与时间的关系( )
A.B.C.D.
【答案】C
【详解】汽车在匀速行驶时牵引力等于阻力,由P=Fv可知,当功率减半时,如速度不变,可知牵引力减半,故阻力大于牵引力,车将减速,因功率恒定,故做变减速运动,而牵引力变大,当牵引力等于阻力时,汽车将做匀速运动。由以上分析可知C项符合题意。
故选C。
30.(21-22九年级上·浙江杭州·期中)汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机功率为P0,牵引力为F0,t1时刻开始,司机减小了油门,使汽车保持恒定功率P行驶,到t2时刻,汽车又开始做匀速直线运动,速度为v。已知运动过程中汽车所受阻力f恒定不变,汽车牵引力F随时间t变化的图像如图所示,则( )
A.v0=2v
B.F0=2f
C.t1至t2时间内,汽车做加速运动
D.t2时刻之后,汽车将保持功率P0行驶
【答案】A
【详解】由题意可知,在t1时刻以前,汽车以速度v0匀速行驶,发动机功率为P0,牵引力为F0,且有
P0=F0v0··········①
在t1时刻,司机减小了油门,汽车的功率突然减小为P,在该瞬间汽车的速度不变(仍为v0),牵引力由F0突然减小为,所以有
··········②
由①②可知,(即汽车的功率突然减小为原来的一半);
AD.由题意可知,t1时刻后汽车的功率保持恒定,由前面分析知,汽车的功率将保持不变,到t2时刻,汽车又开始做匀速直线运动,速度为v;由图可知,汽车再次做匀速运动时的牵引力与最初做匀速运动的牵引力大小相等,均为F0;根据P=Fv可得第二次做匀速直线运动时的速度为
即v0=2v,故A正确,D错误;
B.汽车做匀速直线运动时,牵引力与阻力平衡,所以F0=f,故B错误;
C.由图可知,t1至t2时间内,汽车受到的牵引力增大,功率不变,由P=Fv可得,汽车行驶的速度减小,所以汽车做减速运动,故C错误;
故选A。
31.(四川省乐山市2024-2025学年八年级下学期教学质量监测物理试题)步行是一种简易方便的健身运动,人正常步行时,步距(指步行一步的距离)变化不大,步距还可作为身体上的一把“尺子”。小东测出自己的步距为0.5m,他正常步行1min走了180步,小东根据自己的腿长和步距画出了如图所示的步行示意图,对步行时重心的变化进行了分析,当两脚一前一后着地时重心降低,而单脚着地迈步时重心升高,因此每走一步都要克服重力做功。已知小东的腿长为65cm,质量为50kg,g取10N/kg,小东每走一步克服重力所做的功为 J,小东正步行克服重力做的功率为 W。
【答案】 25 75
【详解】[1]根据数学知识可得,小东每走一步重心升高的高度为
小东每走一步克服重力所做的功是
[2]小东正常步行1min克服重力做功
则小东正步行克服重力做的功率
32.(24-25八年级下·河南平顶山·期末)科学研究中常用图像来表示两个变量之间的关系,使研究的问题变得直观明了。如图所示,是甲、乙两台机器做功W与所用时间t的关系图像,下列说法正确的是( )
A.相同时间内,甲机器做的功比乙做的功少
B.甲、乙两台机器做功的功率都随时间的变化而变化
C.甲、乙两台机器做功的功率相等
D.甲机器做功的功率比乙的大
【答案】D
【详解】ACD.由图可知,相同时间内,甲机器做的功比乙做的功多,根据可知,甲机器做功的功率比乙的大,故AC错误,D正确;
B.由图可知,甲、乙两台机器做功W与所用时间t的关系为正比关系,所以,甲、乙两台机器做功的功率都是定值,不随时间变化,故B错误。
故选D。
33.(24-25八年级下·河南周口·期末)老人和小孩爬同一楼梯,若需要比较爬楼梯过程中老人和小孩消耗的功率大小,需要测量的物理量是( )
A.各自爬楼的高度
B.老人质量、小孩质量
C.老人质量、小孩质量,各自爬楼所需时间
D.老人质量、小孩质量,各自爬楼高度和所需时间
【答案】C
【详解】爬楼的功率可表示为可见,需要测量老人质量、小孩质量,各自爬楼高度和所需时间,因为老人和小孩爬同一楼梯,则不再需要测量爬楼的高度,所以,需要测量的物理量是老人质量、小孩质量,各自爬楼所需时间,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
34.(24-25八年级下·湖北武汉·期末)如图甲所示,一位同学水平向右推放在水平地面上的箱子,推力F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体的速度v与时间t的关系如图丙所示。下列说法正确的是( )
①0~2s内,人对箱子的推力小于地面对箱子的摩擦力
②2~4s内,箱子受到的合力大小为10N,方向为水平向右
③4~6s内,人对箱子的推力做功的功率为40W
④0~6s内,箱子对地面的摩擦力方向为水平向左
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
【答案】B
【详解】①0~2s内,箱子静止,人对箱子的推力与地面对箱子的摩擦力是一对平衡力,大小相等,即。故①错误;
②4~6s内,箱子做匀速直线运动,处于平衡状态,人对箱子的推力与滑动摩擦力是一对平衡力,
2~4s内,人对箱子的推力为30N,箱子受到的滑动摩擦力与箱子的速度无关,大小为20N,箱子受到的合力大小为
合力的方向为水平向右;故②正确;
③4~6s内,人对箱子的推力做功的功率为
故③正确;
④0~2s内地面受到的静摩擦力水平向右, 内,地面受到的滑动摩擦力水平向右;因此0~6s内,箱子对地面的摩擦力方向为水平向右,故④错误;
故B正确,ACD错误。
故选B。
35.(24-25八年级下·山西临汾·期末)一定质量的物体在水平拉力的作用下沿同一水平面做直线运动,其路程(s)一时间(t)关系如图所示,下列说法中正确的是( )
A.物体的速度大小保持不变
B.物体所受的拉力大于物体所受的拉力
C.拉力做的功大于拉力做的功
D.水平拉力做功的功率保持不变
【答案】C
【详解】A.由图可知,0~12s通过的路程是6m,12~24s通过路程为2m,相同时间内通过的路程不相等,由可知物体的速度是变化的,故A错误;
B.由图象可知,物体在0~12s和12s~24s均做匀速直线运动,拉力和摩擦力是平衡力,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,所以0~12s物体所受的拉力等于12s~24s物体所受的拉力,故B错误;
C.0~12s通过的路程是6m,12~24s通过路程为2m,0~12s物体所受的拉力等于12s~24s物体所受的拉力,物体0~12s通过的路程大于12~24s通过的路程,由W=Fs可知,0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功,故C正确;
D.0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功,两段时间相同,由可知,0~12s拉力做功的功率大于12s~24s拉力做功的功率,水平拉力做功的功率是变化的,故D错误。
故选C。
36.(24-25八年级下·安徽合肥·期末)如图所示,用的拉力将重为的物体在内水平匀速向左拉动,此时滑轮组的机械效率为80%,此过程中下列说法正确的是( )
A.拉力方向移动速度为 B.拉力做功为
C.物体与地面的摩擦力为 D.有用功的功率为
【答案】C
【详解】A. 根据滑轮组的特点,可知拉力方向移动的距离为
因此,拉力方向移动速度为
故A错误;
B.拉力做功为
故B错误;
C.滑轮组的机械效率为80%,所以有用功为
所以摩擦力为
故C正确;
D.有用功的功率为
故D错误。
故选C。
37.(24-25八年级下·河南郑州·期末)小敏用水平推力推装满篮球的小车,使其以0.8m/s的速度在水平地面匀速前进10米,此时阻力为;后用水平推力使小车以1.1m/s的速度在水平地面匀速前进10米,阻力为。下列说法正确的是( )
A. B.
C.对小车做的功等于对小车做的功 D.的功率等于的功率
【答案】C
【详解】A.摩擦力与压力大小和接触面的粗糙程度有关,两次运动压力相同,接触面的粗糙程度相同,摩擦力相同,所以f1=f2,故A错误;
B.小车以0.8m/s的速度在水平地面匀速前进10米,受到的推力和摩擦力是一对平衡力,F1=f1 ;同理,小车以1.1m/s的速度在水平地面匀速前进10米,F2=f2 ,所以F1=F2,故B错误;
C.由W=Fs得,两次推力相同,小车沿力的方向移动的距离相同,所以对小车做的功等于对小车做的功 ,故C正确;
D.由得,两次推力相同,速度不同,v1<v2,则P1<P2,所以推力的功率不相等,故D错误。
故选C。
38.(24-25八年级下·安徽合肥·期末)下图所示的三个滑轮分别拉着同一物体沿同一水平面以相同的速度做匀速直线运动,所用的拉力做功的功率分别为P1、P2、P3,在不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦的情况下,则下列关系式中正确的是( )
A.P1=P2=P3 B.P1<P2<P3 C.P2>P1>P3 D.P2<P1<P3
【答案】A
【详解】由题意知,不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦,三个滑轮分别拉着同一物体沿同一水平面以相同的速度做匀速直线运动,则物块与水平面之间的摩擦相同,设为F摩,物块运动的速度设为v物,则第一个图中为定滑轮,F1=F摩,v绳1=v物,则P1=F1v绳1=F摩v物
第二个图中为动滑轮,,v绳2=2v物,则
第三个图中也为动滑轮,,,则
因此P1=P2=P3。
故选A。
39.(安徽省芜湖市(部分学校)2024-2025学年八年级下学期期末测试物理试题)如图所示,重100N的物体A在拉力F的作用下以1m/s的速度在水平面上匀速直线运动了2s,该装置的机械效率为80%。上述过程中( )
A.墙面受到绳子对它的拉力为25N B.拉力F做功的功率为50W
C.拉力F移动的距离为4m D.弹簧测力计对物块A所做的功为40J
【答案】D
【详解】ACD.如图,动滑轮右侧所受拉力为F=50N,左侧有两段绳子拉动滑轮,拉力记为F拉,物体A运动的距离为sA=vAt=1m/s×2s=2m
则拉力F移动的距离为
总功为W总=Fs=50N×1m=50J
有用功为弹簧测力计对物体A所做的功,大小为W有=ηW总=80%×50J=40J
又W有=F拉sA,所以动滑轮左侧绳子拉力(等于弹簧测力计的示数)为
故AC不符合题意,D符合题意;
B.拉力F做功的功率为
故B不符合题意。
故选D。
40.(江苏省南通市2024-2025学年八年级下学期期末物理试题)雨滴在下落的过程中,所受的阻力随速度的增大而增大。若下落高度足够大且质量保持不变。下列图像中能反映雨滴所受重力G、重力和阻力的合力F、重力做功W、重力做功的功率P随时间t变化的是( )
A.B.C. D.
【答案】D
【详解】A.物体的重力与其质量成正比,雨滴下落过程中质量不变,所以重力不变,其G-t图像为平行于时间轴的直线,故A不符合题意;
B.刚开始下落时,雨滴的速度小,所受阻力小,重力大于阻力,合力向下;下落过程中,速度逐渐增大,阻力随之增大,而重力不变,所以合力逐渐减小,直到阻力增大到等于重力,合力为0,之后雨滴做匀速直线运动,所以其合力先减小后保持不变。故B不符合题意;
C.雨滴下落过程中,重力一直做功,所以重力做功随时间不断增大,故C错误;
D.雨滴下落过程中,重力不变,速度先增大后不变,由P=Gv可知,重力做功的功率先增大后不变,故D符合题意。
故选D。
41.(2025·四川绵阳·二模)如图所示,一均匀木板AB,B端固定在墙壁的转轴上,木板可在竖直平面内转动,木板下垫一木块C,恰好使木板水平放置。木块C各表面粗糙程度相同,木板和地面的粗糙程度均匀且相同,现用水平力F在水平地面由A端向B端缓慢匀速推动木块C。关于此过程,下列有关说法中正确的是( )
①木块C对木板AB的摩擦力水平向右且大小不变
②木块C下表面所受的摩擦力大于上表面所受的摩擦力
③推力F变大,C对地面的压力变大
④推力F大小不变,推力F的功率保持不变
A.①④ B.②③ C.①② D.②④
【答案】B
【详解】AB为杠杆,B点为支点,木块C对木板的支持力为动力,木板的重力为阻力。用水平力F在水平地面由A端向B端缓慢匀速推动木块C的过程中,阻力和阻力臂不变,动力臂变短,根据杠杆平衡条件,动力即木块C对木板的支持力变大,根据相互作用力条件,木板对木块C的压力变大,则C对地面的压力也变大。木板AB相对于木块C向左运动,则木块C对木板AB的摩擦力水平向右。木块C各表面粗糙程度相同,木板和地面的粗糙程度均匀且相同,所以木板AB与木块C之间接触面的粗糙程度不变,因为木板对木块C的压力变大,所以木块C对木板AB的摩擦力变大;木块C对地面的压力大于木板对木块C的压力,接触面的粗糙程度相同,所以木块C下表面所受的摩擦力大于上表面所受的摩擦力;C对地面的压力变大,则地面对C的摩擦力变大,木板AB对C的摩擦力也变大,因为木块C匀速直线运动,所以推力F等于地面对C的摩擦力与木板AB对C的摩擦力之和,所以推力F变大;木块C匀速直线运动,推力F变大,根据可知推力F的功率变大。故②③正确,①④错误。
故B正确,ACD错误。
故选B。
42.(2025·重庆渝中·二模)如图所示,重为100N的物体A在水平拉力F的作用下水平向左匀速运动,滑轮的速度为1m/s,弹簧测力计的示数为10N,忽略绳子和滑轮自重及绳子与滑轮间的摩擦。则下列说法正确的是( )
A.物体所受地面的摩擦力为5N
B.使用该动滑轮的目的是为了省力
C.水平拉力F的功率20W
D.物体A的运动速度为0.5m/s
【答案】C
【详解】A.物体A匀速运动,说明物体A受到水平方向的拉力与摩擦力平衡,即大小相等,弹簧测力计的示数为10N,即物体A受到水平方向的拉力为10N,故摩擦力也应为10N,故A错误;
B.使用该动滑轮不可以省力,但可以省距离,故B错误;
C.对动滑轮进行受力分析可知,拉力F=10N+10N=20N,故拉力的功率为,故C正确;
D.滑轮的速度为1m/s,则物体A的运动速度为
故D错误。
故选C。
43.(23-24八年级下·广东广州·期末)如图所示,某建筑工人用300N的拉力,在20s内将重力为800N的水泥利用滑轮组匀速提高4m,滑轮组的绕绳能承受的最大拉力为400N,若不计摩擦和绳重,下列判断正确的是( )
A.工人做了1200J的功 B.工人做功的功率为60W
C.动滑轮的重力为100N D.使用此滑轮组能匀速提起重为1200N的物体
【答案】C
【详解】A.绳子段数为n=3,绳子自由端移动的距离为
s=nh=3h=3×4m=12m
工人做的总功为
W总=Fs=300N×12m=3600J
故A错误;
B.根据功率的公式,工人做功的功率为
故B错误;
C.由于不计摩擦和绳重,根据得,动滑轮的重力为
G动=nF−G=3×300N−800N=100N
故C正确;
D.由于滑轮组由3段绳子承担物重,且动滑轮的重力为100N,所以绳子自由端的拉力为
所以使用此滑轮组不能匀速提起重为1200N的物体,故D错误。
故选C。
44.(23-24八年级下·四川绵阳·期末)如图所示,置于水平桌面上的物体A重150N,物体B重100N,物体B在匀速下降了20cm的过程中,拉动物体A在水平桌面上匀速移动了一段距离;若用一水平向左的力F拉动物体A,使物体A在5s内匀速移动0.5m(不计动滑轮、绳重以及滑轮轮轴间摩擦),则A向左运动过程中,下列说法正确的是( )
A.拉力F为50N
B.拉力F的功率为10W
C.物体A与桌面的滑动摩擦力为100N
D.绳子拉力对物体B所做的功为50J
【答案】B
【详解】AC.物体B在匀速下降的过程中,A向右做匀速直线运动,水平方向上受到水平向右的拉力和向左的摩擦力,即
物体A向左匀速运动过程中,摩擦力水平向右大小不变为50N,绳子拉力水平向右大小不变,根据平衡状态可知物体A此时所受拉力
故AC错误;
B.运动的时间t=5s,移动的距离s=0.5m,则拉力F的功率
故B正确;
D.物体A在5s内匀速移动0.5m,绳子也移动0.5m,绳子拉力对物体B所做的功
故D错误。
故选B。
45.(2024·山东菏泽·二模)一定质量的物体在水平拉力的作用下沿同一水平面做直线运动,其关系如图所示,下列正确的是( )
A.0~12s物体所受的摩擦力大于12s~24s物体所受的摩擦力
B.0~12s与12s~24s物体运动的速度之比为
C.0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功
D.0~12s拉力做功的功率小于12s~24s拉力做功的功率
【答案】C
【详解】A.由图象可知,物体在0~12s和12s~24s都做匀速直线运动,根据二力平衡的条件,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,故A错误;
B.从图象上看,0~12s通过的路程是6m,12~24s通过路程为2m,故0~12s与12s~24s物体运动的速度之比为
故B错误;
CD.由图象可知,物体在0~12s和12s~24s都做匀速直线运动,根据二力平衡的条件,拉力等于摩擦力,物体受到的摩擦力相等,所以0~12s物体所受的拉力等于12s~24s物体所受的拉力,由W=Fs可知,因0~12s通过的路程长,故0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功。根据可知,相同时间内0~12s拉力做的功的功率大于12s~24s拉力做的功的功率,故C正确,D错误。
故选C。
46.(2024八年级下·全国·专题练习)把一个木块放在粗糙程度相同的水平地面上,它受到了水平向左的拉力F的作用,如图甲所示。拉力F的大小与时间t的关系如图乙,木块的运动速度v与时间t的关系如图丙所示。则下列说法正确的是( )
A.t=3s时木块受到的合力为4N
B.t=1s时木块受到的摩擦力为0N
C.4~6s内,拉力做功48J
D.4~6s内,木块克服摩擦力做功的功率为16W
【答案】D
【详解】A.由图丙可知,4~6s内,木块做匀速直线运动,处于平衡状态,木块所受滑动摩擦力和拉力是一对平衡力,由图乙可知4~6s内木块受到的拉力为4N,则木块所受的摩擦力
f=F=4N
2~4s内,木块做加速运动,但木块对地面的压力和接触面的粗糙程度均不变,所以,t=3s时木块受到滑动摩擦力的大小仍然为4N;由图乙可知t=3s时木块受到的拉力为6N,则t=3s时木块受到的合力为
6N﹣4N=2N
故A错误;
B.由图丙可知0~2s内,木块处于静止状态,由图乙可知此过程中木块受到的拉力为2N,由二力平衡条件可知,此过程中木块受到的摩擦力为
f'=F'=2N
故B错误;
D.由图丙可知4~6s内木块运动的速度为4m/s,则4~6s内拉力F的功率为
故D正确;
C.由可知,4~6s内拉力做的功
W=Pt=16W×(6s﹣4s)=32J
故C错误。
故选D。
47.(2024·新疆·三模)某中学实验室新买了30箱实验器材,每箱重50N。实验员王老师要把这批器材搬往6m高处的实验室,他的身体可以往外提供的功率P与每次搬起器材的重力G的关系如图所示。已知每次下楼时间为上楼时间的一半,若不考虑搬起箱子、放下箱子的时间,他将这批器材从地面搬到实验室至少需要( )
A.140s B.160s
C.180s D.200s
【答案】A
【详解】由P-G图象知,搬运的物体重力为300N时,功率最大为90W,由于对这批器材做功一定,故搬运的物体重量为300N时,所用时间最短,一箱重量为50N,所以他每次搬运的箱子数
该实验员搬箱上楼一次需要做的功
W=Gh=50N×6×6m=1800J
最大功率P=90W,搬箱上楼一次需要的最短时间
由题意可知,将这批器材全部搬到实验楼所需次数
因此将这批器材全部搬到实验楼所需的最短时间
t上总=5t上=5×20s=100s
需要的下楼次数
n下=5-1=4
因为每次下楼的时间为上楼时间的一半,所以完成任务下落所需时间
由于不考虑人自重和搬起箱子、放下箱子的时间,因此将这批器材从底楼搬到实验室,完成任务所需的最短时间是
t=t上总+t下总=100s+40s=140s
故选A。
48.(2024·广东深圳·二模)如下图甲所示,物体A在大小不变的水平拉力F的作用下,先后在粗糙程度不同的表面DE和HG上做直线运动,图乙为物体在DE、HG两段运动过程中距离和时间关系的图像。F在DE段所做的功为,功率为,受到的摩擦力为;在HG段所做的功为,功率为,受到的摩擦力为。则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.从乙图可知,DE段路程为3m,在HG段路程为3m,拉力相同,路程相同,故拉力在DE段和HG段做功相同,故A错误;
B.从乙图可知,DE段做匀速直线运动,拉力等于摩擦力,故B正确;
C.拉力在DE段和HG段做功相同,DE段做功时间大于HG段做功时间,故
故C错误;
D.DE段做匀速直线运动,拉力等于摩擦力,在HG段,不做匀速直线运动,拉力等于此阶段的摩擦力,故两次的摩擦力不相等,故D错误。
故选B。
49.(23-24九年级下·福建福州·阶段练习)如图所示,物体在力F的作用下水平向右运动,水平地面O点两侧粗糙程度不同,力F沿水平方向、大小恒为3N。物体经过M点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置( )
A.由图可知,物体一直在做匀速直线运动
B.物体在MO段和OQ段受到的摩擦力分别为和,则大于
C.力F在MN、OP段做功率分别为、则大于
D.若在Q点撤去一切外力,物体将在Q点保持静止
【答案】B
【详解】A.由图可知,MO之间经过相同的时间通过的路程总相等,物体做匀速直线运动,在OQ段,相同时间内通过的路程,不断增大,做加速运动,所以物并不是一直在做匀速直线运动,故A不符合题意;
B.物体在水平面上滑动,MO做匀速直线运动,根据力和运动的关系可知,此时f1=F,OQ段物体做加速运动,根据力和运动的关系可知,此时f2<F,故f1> f2,故B符合题意;
C.根据W=Fs可知力F在MN、OP段力的大小相同,物体沿力的方向移动距离相等,所以F在MN、OP段做的功相等,即W1=W2,由图可知,物体在MN段运动的时间大于在OP段运动的时间,根据可知,在做功相同时,做功时间越长功率越小,故P1<P2,故C不符合题意;
D.在Q点物体处于运动状态,撤去一切外力后,根据牛顿第一定律可知,物体将匀速直线运动,故D不符合题意。
故选B。
50.(23-24九年级上·江苏南通·期末)北京冬奥会上,运动员孔凡影从斜坡上A点沿直线滑到B点过程中,拍摄的频闪照片如图所示,若相机每隔0.2s闪拍一次,则孔凡影在AB间,重力做功的功率最接近于( )
A.7W B.70W C.700W D.7000W
【答案】D
【详解】运动员的身高约为1.7m,由图可知,AB间高度差约为3个运动员的身高,根据题意可知相机每隔0.2s闪拍一次,则运动时间
t=2×0.2s=0.4s
运动时竖直向下的平均速度
孔凡影的重力约600N,重力做功的功率
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
51.(24-25八年级下·上海·期末)如图所示,用200N的拉力拉着物体A、B在水平面上匀速向左运动,A与滑轮相连的绳子所受的拉力为A所受摩擦力的4倍,若不计滑轮重、绳重及滑轮装置摩擦,则B与地面间的摩擦力为 N。若A物体在2秒内前进了1米,则直接拉B物体的绳子对B物体做功为 焦,功率为 瓦。
【答案】 80 160 80
【详解】[1]已知A受到水平向左的拉力,此时A做匀速直线运动,水平方向上受到向左的拉力和向右的拉力、摩擦力平衡,根据力的平衡条件和题意可得:
解得A所受摩擦力为
则A受到的绳子向右的拉力,即动滑轮左端绳子拉力为
由图可知,该滑轮为动滑轮,不计滑轮重、绳重及滑轮装置摩擦,则B物体受到动滑轮的拉力
[2]如图,B做匀速直线运动,B与地面间的摩擦力
B物体移动的距离等于A物体移动距离的2倍,即
直接拉B物体的绳子对B物体做的功
[3]功率
52.(24-25九年级上·江西南昌·阶段练习)已知雨滴在空中运动时所受到的阻力(为运动速度,为常数)。若有两个雨滴从同一高度落下,其质量分别为、,落到地面前均已做匀速直线运动,则匀速运动阶段两雨滴重力做功的功率之比为 ;整个过程中,重力做功之比为 。(用题中物理量的符号表示)
【答案】
【详解】[1]因为雨滴落到地面前均已做匀速直线运动,所以雨滴受的是平衡力,雨滴受到的阻力等于重力,即
f=G=mg=kv2
所以雨滴的速度
根据
可知,两雨滴的功率之比
[2]两个雨滴从同一高度落下,落到地面时,两个雨滴下降高度相同,则整个过程中,重力做功之比
53.(24-25九年级上·江苏无锡·阶段练习)如图所示,水平地面上有一长方体木箱。小林用水平推力F把木箱向前推动。此过程中,推力F和木箱前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图甲、乙所示。在第2s时刻,木箱受到的摩擦力f= N,在0~1s内,推力对木箱所做的功 J,在3~5s内,推力对木箱所做功的功率为 W。
【答案】 20 0 20
【详解】[1]由乙图可知,在3~5s内木箱做匀速直线运动,处于平衡状态,由力的平衡条件可知,木箱受到的滑动摩擦力f=F;由图可知,在3~5s内推力F=20N,则木箱受到的滑动摩擦力
f=F=20N
由图乙可知,木箱在1~3s内做加速运动,受到的摩擦力为滑动摩擦力,滑动摩擦力与推力大小无关,接触面的粗糙程度、物体间的压力均不变,木箱受到的滑动摩擦力不变,则1~3s内木箱受到的摩擦力大小仍为20N。
[2]木箱在0~1s内没有动,因此,在0~1s内,推力对木箱所做的功为0J。
[3]由乙图知,箱子3~5s内通过的距离
s=vt=1m/s×2s=2m
由图知此时受到的推力F=20N,因此推力做功
W=Fs=20N×2m=40J
在3~5s内,推力对木箱所做功的功率为
54.(24-25九年级上·江苏徐州·阶段练习)阅读短文,回答文后的问题
自行车的秘密
自行车是一种广泛使用的交通工具,其中包含了许多简单机械。
首先,自行车上常见的简单机械是杠杆。例如,车把上的刹车闸把是省力杠杆,人们可以用很小的力就能使车闸以较大的压力压到车轮的钢圈上,从而实现刹车。
其次,自行车上有多处使用了轮轴。例如,自行车上的车把是一个轮轴,实质上可以看作为一个省力杠杆,通过它人们可以用很小的力就能转动自行车前轮,来控制自行车的运动方向和自行车的平衡。中轴上的脚蹬和轮盘齿轮组成了省力轮轴,人们用很小的力就能驱动自行车前进。同时,后轴上的齿轮和后轮组成了费力轮轴,通过飞轮带动后轮转动,提高了车速。
除此之外,在自行车的传动系统中也广泛应用了简单机械。比如,变速自行车上后轮上的齿轮变速器组件中就有两个小齿轮,起到改变链条传动方向的作用。
总之,自行车上的简单机械包括杠杆、轮轴、滑轮等。这些简单机械的作用使得人们骑行时更加轻松和便捷。
(1)自行车上有许多简单机械的应用。刹车闸把属于 。
(2)变速自行车上后轮上的齿轮变速器组件中的两个小齿轮相当于哪种简单机械?________
A.杠杆 B.定滑轮 C.动滑轮 D.轮轴
(3)同样一座山,从山脚到山顶,小明同学准备骑车上山,设计了以下4种登山方案,其中骑行最省力的是________。
A. B.
C. D.
(4)小明同学在骑行时中轴轮盘匀速转动,每分钟旋转n圈,中轴轮盘的齿轮上有k1个齿,后轴齿轮上有k2个齿,后轮的半径为r,小明骑行时地面对自行车的摩擦力大小为f,则小明骑自行车的功率P的大小为P= (用题目给的字母表示)
【答案】(1)杠杆
(2)B
(3)D
(4)
【详解】(1)刹车闸使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆。
(2)使用时轴固定不动的滑轮叫定滑轮,变速自行车上后轮上的齿轮变速器组件中的两个小齿轮相当于定滑轮,故选B。
(3)盘山公路是一种变形的斜面。在斜面高度一定时,斜面越长,越省力。同样一座山,山的高度是一定的,从山脚到山顶,小明同学准备骑车上山,设计了以下4种登山方案,其中骑行最省力的是D。
(4)中轴轮盘匀速转动,每分钟旋转n圈,则角速度为,中轴轮盘与后轮通过链条连接,其线速度相同,即
故有
后轮的角度为
后轮的线速度为
小明骑行时地面对自行车的摩擦力大小为f,即后轮受到地施加的摩擦力,根据
小明骑自行车的功率P的大小为
55.(2024·广东广州·三模)形状完全相同的N、M两个实心方块分别受到的拉力,均以的初速度分别在玻璃和毛巾水平面做匀速直线运动,且毛巾比玻璃粗糙;N对水平面的压力为,受到的摩擦力为;M对水平面的压力为,受到的摩擦力为。
(1)N、M受到摩擦力 (选填“”、“”或“”);两个实心方块对水平面的压力 (选填“”、“”或“”),判断依据是: ;
(2)拉力对实心物体N做功的功率是 W。
【答案】(1) = > 见解析
(2)30
【详解】(1)[1]N保持3m/s的速度做匀速直线运动,处于平衡状态,水平方向上它受到的摩擦力等于拉力,即
M保持3m/s的速度做匀速直线运动,处于平衡状态,水平方向上它受到的摩擦力等于拉力,即
由此可知,两个摩擦力的关系:。
[2][3]滑动摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度有关,已知N与玻璃之间比较光滑,M与毛巾之间比较粗糙,摩擦力,所以M、N对接触面的压力大小为。
(2)拉力的功率
56.(23-24八年级下·吉林四平·期末)小华和妈妈去超市购物,超市地面水平,她们将重为170N的物品放在小推车中水平推行,小推车在某段时间内速度v随时间t变化的关系图像如图所示。已知小推车自重130N,所受阻力是总重的0.15倍。在10~20s内水平推力做功 J,水平推力的功率为 W。
【答案】 360 36
【详解】[1]阻力的大小
由v−t图象可知,在10∼20s内小推车做匀速运动,处于平衡状态,则水平推力
由可得,10∼20s内小推车运动的距离
10∼20s内水平推力做的功
[2]10∼20s内水平推力的功率
57.(23-24八年级下·四川资阳·期末)如图所示,F1=6N,F2=5N,此时物体A相对于地面静止,物体B以0.2m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。①弹簧测力计计数为 N;②F2的功率为 W;③地面对物体A的摩擦力 N,方向水平向 (选填“左”或“右”)
【答案】 15 2 4 右
【详解】[1]对定滑轮受力分析知,弹簧测力计的示数为
F=3F2=3×5N=15N
[2]如图,绳子自由端移动的速度是B移动速度的2倍,即
v=2vB=2×0.2m/s=0.4m/s
由知,F2的功率为
P=F2v=5N×0.4m/s=2W
[3]对动滑轮受力分析知,动滑轮与B之间的绳子的拉力为
F拉=2F2=2×5N=10N
对B受力分析知,A对B的摩擦力为
fA对B=F拉=10N
由相互作用力的关系知,B对A的摩擦力为
fB对A=fA对B=10N
因为A相对于B向右运动,所以B对A的摩擦力的方向水平向左,对A受力分析知,地面对A的摩擦力为
f=fB对A-F1=10N-6N=4N
[4]若A与地面之间没有摩擦,则A相对于地面向左运动,所以A相对地面有向左运动的趋势,故地面对A的摩擦力方向水平向右。
58.(2024·江苏南京·一模)如图甲所示,两个完全相同的物体a、b叠放在水平桌面上,在水平拉力F1=15N的作用下,一起向右做匀速直线运动,则a受到的摩擦力为 N;如图乙所示,将a、b并排放于同一桌面上,在水平推力F2作用下以0.2m/s的速度一起向右做匀速直线运动,则F2= N,a对b的推力的功率是 W。
【答案】 0 15 1.5
【详解】[1]a、b一起向右做匀速直线运动,所以a、b没有相对运动的趋势,a、b间没有摩擦力,则木块a受到的摩擦力大小为0。
[2]甲图,a和b整体在水平方向上受到水平向右的推力F1和水平向左的滑动摩擦力,整体做匀速直线运动,这两个力是平衡力,大小相等,F1是15N,所以整体受到地面的滑动摩擦力是15N;从甲图到乙图,改变a和b的放置情况,压力大小不变,接触面粗糙程度不变,a和b整体受到的滑动摩擦力不变,所以乙图的滑动摩擦力大小还是15N;整体仍然做匀速直线运动,故乙图中推力F2大小是15N。
[3]a、b在水平推力F2作用下以0.2m/s的速度一起向右做匀速直线运动,由于b对地面的压力为a、b的总压力的一半,接触面粗糙程度不变,则a对b的推力等于F2的一半,为7.5N,则a对b的推力的功率
59.(23-24九年级下·福建福州·开学考试)某仓库用定滑轮、质量m的箱子等设备将质量为M的货物由二楼运送到三楼(图甲)。在此过程中绳子对货物做功与时间W-t图像如图乙。货物在上升过程的速度始终不变,若不计绳重和摩擦,若。装货物前与装货物后,在上升过程中,绳子拉力的功率之比 ;货物的质量M为 kg。
【答案】 1∶2 60
【详解】[1]由题意可知,货物由二楼运送到三楼,由图甲可知,设备从一楼上升,到二楼装好货物之后,匀速上升,则货物装入箱子的过程中耗时
t=40s-20s=20s
由图乙可知,装货物前,绳子拉力的功率
第二阶段绳子对货物做功
W2=9000J-3000J=6000J
装货物后,绳子拉力的功率
故绳子拉力的功率之比
[2]由W=Gh可知,楼层高
第二阶段绳子对货物做功
W2=G总h=m总gh = (M+m)gh
故
60.(2021·广东汕头·一模)汽车出厂后在两段长度相等的路段上进行性能测试,内在A路段行驶,内在B路段行驶,汽车的v-t图像和F-t图像分别如图甲、乙所示,则在内汽车牵引力F的功率是 W,在内汽车行驶的平均速度是 m/s,汽车全程克服摩擦力做的功是 J。
【答案】 3000 12.5 37500
【详解】[1]由题图甲可知,0~5s内汽车做匀速直线运动,速度为15 m/s;由题图乙可知,0~5s内汽车的牵引力为200N,汽车牵引力的功率为
[2]由题图甲可知,在A路段汽车通过的路程
内在A路段行驶,内在B路段行驶,两个路段的长度相等,在内汽车运动的路程
其平均速度是
[3]汽车在A路段受到的摩擦力
在A路段汽车克服摩擦力做的功
汽车在B路段受到的摩擦力
在B路段汽车克服摩擦力做的功
则汽车全程克服摩擦力做的功是
61.(23-24九年级上·江苏宿迁·期中)如图所示,物体在力F的作用下水平向右运动,水平地面O点两侧粗糙程度不同,力F沿水平方向、大小恒为。物体经过M点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置。
(1)由图可知,物体在段做 (选填“匀速”“减速”、“加速”)直线运动。物体段和段受到的摩擦力分别为和,则 (选填“大于”、“小于”或“等于”);
(2)力F在MN、OP段做功分别为、,功率分别为、,则 ; (均选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】 匀速 大于 等于 小于
【详解】(1)[1]由图可知,物体在段相同的时间内运动的距离相同,都是1.5m,所以速度相同,即做匀速直线运动。
[2]物体在段相同的时间内运动的距离越来越大,说明做加速直线运动,则拉力大于摩擦力;物体在段做匀速直线运动,受力平衡,则拉力等于摩擦力,拉力恒为,所以物体在段摩擦力更大,即。
(2)[3][4]力F在MN、OP段大小相等,物体移动的距离相等,根据可知做功相等,即;但是OP段用时较短,根据可知OP段功率更大,即。
62.(22-23九年级上·江苏常州·期中)如图所示,竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组,已知每个滑轮重均为50N,滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连,此时物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动,测力计示数为550N;在物体B下加挂重为90N的物体C后,同时用水平向左的力F拉动物体A使其沿水平桌面向左做匀速直线运动,此时物体B上升的速度大小为5cm/s。若不计绳重及滑轮的摩擦,g取10N/kg,则物体A所受滑动摩擦力大小为 N,B的重力为 N,F的大小为 N,F做功的功率为 W。
【答案】 250 700 530 79.5
【详解】[1][2]对定滑轮受力分析,受到竖直向上的测力计的拉力、两根绳子向下的拉力和定滑轮的重力,定滑轮处于平衡状态,所以测力计示数为
F示=2F拉1+G定
代入数据得
550N=2F拉1+50N
滑轮组绳子末端受到的拉力F拉1=250N。以动滑轮为研究对象,得
代入数据得,解得B的重力为
GB=3F拉1-G动=3×250N-50N=700N
由于力的作用相互的,物体A受到的水平拉力为
F1=F拉1=250N
因为物体A匀速直线运动,所以A物体所受摩擦力为
f=F1=250N
[3][4]在物体B下加挂重为90N的物体C后,滑轮组绳子末端受到的拉力为
由于力的作用相互的,物体A受到向右的拉力为
F右=F拉2=280N
因为物体A对桌面的压力、接触面的粗糙程度不变,所以物体A受到摩擦力不变,还是f=250N,此时物体A受到向左的拉力F、向右的拉力F右、向右的摩擦力f,因为物体A向左匀速直线运动,所以可得
F=F右+f=280N+250N=530N
物体A左移的速度为
v=3v物=3×5cm/s=15cm/s=0.15m/s
拉力做功功率为
P=Fv=530N×0.15m/s=79.5W
63.(22-23八年级下·重庆·期末)如图甲所示,底面积为500cm2的柱形容器中装入了适量的水,将高为10cm的圆柱形物块A上表面栓上细线浸没在水中,物块A的上表面距水面的距离为0.04m;将物块A匀速向上拉的过程中,拉力做功功率随时间变化关系如图乙所示,则匀速向上拉物块的速度为 m/s,当t=3s时,拉力做功功率P1= W。
【答案】 0.04 2
【详解】[1]物块A的上表面距水面的距离为0.04m,由图像知,物体露出水面前运动的时间为t= 1s;匀速向上拉物块的速度为
[2]物体拉出水面用了2s,物体移动的距离是
s = vt = 0.04m/s×2s = 0.08m
而物体的高度是
h物=10cm = 0.1m
说明液面下降了
∆h=0.1m-0.08m=0.02m=2cm
物体的体积等于液面下降减小的体积
V= Sh =500cm2×2cm= 1000cm3=1×10-3m3
根据可知,物体浸没在水中时的拉力
物体浸没时受到的浮力
则物体的重力
则拉力
出水后的功率
64.(22-23八年级下·河南南阳·期末)物体A的重力为10N,此时物体B正沿着水平桌面以的速度向左做匀速直线运动;若对B施加一个水平向右的力F,物体B以的速度匀速直线向右运动。若不计绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦,则对物体B施加的水平向右的力 ,物体A匀速上升时,重力做功的功率为 。
【答案】 40N 10W
【详解】[1]由图可知,有两段绳子拉着动滑轮,物体A的重力为10N,则绳子自由端的拉力为
不计摩擦、绳重及滑轮重,且物体B向左做匀速直线运动,根据可得,物体B受到的摩擦力
若对B施加一个水平向右的力F,物体B向右匀速直线运动,物体B与水平桌面间的粗糙程度不变,压力不变,所以摩擦力不变,为20N,物体B受到向右的拉力、向左的摩擦力和滑轮组向左的拉力,且B受到滑轮组向左的拉力
由于物体B做匀速直线运动,所以拉力
[2]绳子自由端物体A的移动速度为物体B移动速度的2倍,物体A的速度
物体A匀速上升时,重力做功的功率
65.(2023·辽宁沈阳·模拟预测)在排球比赛时,运动员将一个排球竖直向上抛出,如图所示。排球离开手后,经过A、B、C三点,到达最高点O,然后下落回到A点,其中AB段和BC段的距离相等,到达O点的瞬间,排球处于 状态(填“平衡”或“不平衡”),下落时,重力在BA段做功的功率比CB段 (填“大”或“小”)。
【答案】 不平衡 大
【详解】[1]排球到达O点的瞬间,只受到重力的作用,受力不平衡,处于不平衡状态。
[2]下落时,球的速度越来越大,在BA段速度比CB段快,受到的重力不变,根据
可知,重力在BA段的功率比CB段大。
66.(2023·江苏扬州·二模)俯卧撑主要锻炼上肢、腰部及腹部的肌肉。如图所示,小明做俯卧撑时可视为一个杠杆,其重心在A处,手掌作用在地面B处,已知小明体重600N,1min内可做50个俯卧撑,每次重心A上升的距离为0.4m。做俯卧撑时可视为 杠杆,图示位置时两只手掌对地面的压力共为 N,每次俯卧撑小明做的功为 J,做俯卧撑的功率为 W。
【答案】 省力 480 240 200
【详解】[1]由图可知动力臂大小是
L1=0.8m+0.2m=1m
阻力臂大小是L2=0.8m,动力臂大于阻力是省力杠杆。
[2]由杠杆平衡条件可得
解得,因为力的作用是相互的,所以双手对地面的压力
[3]每次俯卧撑小明做的功为
[4]1min做的总功
做俯卧撑的功率
67.(24-25八年级下·全国·单元测试)甲、乙、丙三位同学分别将质量不同的物体匀速竖直向上提升,所得的实验数据如下表所示:
同学
质量/kg
升高高度/m
时间/s
甲
4
1.5
2
乙
8
1
4
丙
10
0.5
5
(1)根据表中数据可知,甲、丙两位同学做的功分别为 J和 J。(g取)
(2)三位同学中做功最多的是 同学,做功最快的是 同学。
(3)为了表示做功的快慢,他们在表中增加了最后一栏项目,这个项目的内容是 。为此物理学引入了一个物理量叫 。
(4)后来三位同学想比较爬竿时谁的功率大。以下是他们讨论后得出的三套方案,其中可行的是______(填字母)。
①用相同的时间爬竿,测量出各自的体重和爬上竿的高度,即可比较功率大小;②都爬到竿顶,测量出各自的体重和爬竿用的时间,即可比较功率大小;③爬竿后,测量出各自的体重、爬竿用的时间和爬上竿的高度,算出功率进行比较。
A.① B.①②
C.①③ D.①②③
【答案】(1) 60 50
(2) 乙 甲
(3) 功与时间的比值 功率
(4)D
【详解】(1)[1]甲同学做的功为
[2]丙同学做的功为
(2)乙同学做的功为
比较可知,乙同学做的功最多。 三位同学做功的功率分别为,,
比较可知,甲同学做功最快。
(3)[1][2]为了比较做功的快慢,应该在表中增加一栏项目:功与时间的比值,即W/t(W)。功率的含义是功与时间的比值,是表示做功快慢的物理量。
(4) ①用相同的时间爬竿,测量出各自的体重和爬上竿的高度,即可比较功率大小。这个方案是可行的,因为功率是功与时间的比值,当时间相同时,功越大,功率越大。而功又与体重和高度有关,所以可以通过测量体重和高度来比较功率。
②都爬到竿顶,测量出各自的体重和爬竿用的时间,即可比较功率大小。这个方案也是可行的,因为当高度相同时,体重越大,做的功就越多。如果时间还更短,那么功率就越大。
③爬竿后,测量出各自的体重、爬竿用的时间和爬上竿的高度,算出功率进行比较。这个方案同样是可行的,因为直接测量了计算功率所需的各个物理量。
综上,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
68.(24-25九年级上·江西景德镇·期中)小李同学想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率(不计绳重);
(1)实验需要测量的物理量:
①用 (填测量器材)测量自己的质量m;
②测自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升的高度);
③用 (填测量器材)记录跳n次绳所用的 (填物理量与其对应字母);
(2)跳绳时平均功率表达式P= ;
(3)为计算方便,若设小李的质量m=50kg,他跳绳时的重心高度随时间变化的情况如图所示,根据所给条件可估算出他每跳一次克服重力所做的功是 J,在1min内克服重力做功的平均功率为 W;(g取10N/kg)
(4)小李想和吴哥比较跳绳的平均功率(假设两人跳起的平均高度相同),则_________。
A.频率相同,体重大的功率大
B.频率相同,跳的时间长的功率大
C.体重相同,频率高的功率小
D.体重相同,跳的时间长的功率大
【答案】(1) 磅秤 秒表 时间t
(2)
(3) 25 75
(4)A
【详解】(1)[1]需要用磅秤测量人的质量。
[2][3]由于功率是做功的多少与时间之比,故还需要用秒表测量跳n次绳所用的时间t。
(2)他每跳一次克服重力所做的功是
跳绳时平均功率表达式
(3)[1]他每跳一次克服重力所做的功是
[2]1min跳的个数为
在1min内克服重力做功的平均功率为
(4)AB.频率相同,相同的时间内,跳的个数相同,即n,h相同,体重大的功率大,故A正确,B错误;
C.体重相同,频率高,相同的时间内跳的个数多,做的功多,功率大,故C错误;
D.体重相同,由于做功的多少未知,功率未知,故D错误。
故选A。
69.(24-25九年级上·江苏扬州·期中)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的平均功率(不计绳重):
(1)用磅秤测量出 (填物理量名称及对应字母);
(2)估测自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升的高度);
(3)用计时器记录跳n次所用的 (填物理量名称及对应字母);
(4)小华跳绳时克服重力做功的平均功率为P= (用以上的字母表示);
(5)若两位同学想比较跳绳的平均功率(设两人跳起的平均高度相同),则 ;
A.跳的时间短的功率大
B.相同时间完成相同次数,体重大的功率大
C.体重相同,跳的时间长的功率大
D.条件不足,无法比较
(6)跳绳能让人体各个器官得到充分的锻炼,若跳绳者的质量为50kg,跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示,根据所给条件可算出此跳绳者在1min内运动员总共跳绳 次。
【答案】 小华的质量m 时间t B 180
【详解】(1)[1]根据
实验中要用体重计测量小华的质量m。
(3)[2]测量功率,据知,需要测量时间,用秒表记录跳n次所用的时间t。
(4)[3]计算出一次跳绳克服重力做的功
n次跳绳克服重力做的总功
克服重力做功的平均功率
(5)[4]两人跳起的平均高度相同,h相同;
A.跳的时间短的,起跳的次数不一定多,不知道体重,也无法比较功率的大小,故A不符合题意;
BD.相同时间完成相同次数,起跳的高度相同,体重大的做功多,时间相同,根据可知,体重大的功率大,故B符合题意,D不符合题意;
C.体重相同,跳的时间长的,次数不一定多,功不一定大,无法比较功率大小,故C不符合题意。
故选B。
(6)[5]跳绳者的重力为
跳绳一次做的功为
由图像可得,跳绳一次所用的时间为,所以1min钟跳绳的次数为
70.(河南省焦作市2024-2025学年八年级下学期期末物理试题)如图所示为我国国产“运-20”运输机,其最大载重为66t,满载质量为220t,最大飞行速度为920km/h。所有轮胎与地面总接触面积为。g取10N/kg。求:
(1)“运-20”满载时的重力;
(2)“运-20”满载时,静止在水平地面上,对水平地面的压强;
(3)“运-20”满载时,以720km/h的速度在空中沿水平方向匀速直线飞行1h,飞机受到的水平推力为,此过程中推力做的功是多少?这些功由功率为100kW的汽车发动机来做,需要多少时间?
【答案】(1)2.2×106N
(2)5.5×106Pa
(3)1.152×106s
【详解】(1)“运-20”满载时的重力
(2)“运-20”满载时,对地面的压力
“运-20”满载时,静止在水平地面上,对水平地面的压强
(3)“运-20”满载时匀速直线飞行1h,通过的路程
此过程中推力做的功是
这些功由功率为100kW的汽车发动机来做,需要的时间是
71.(24-25八年级下·山西临汾·期末)某国产科技公司研发的机器狗可以在一些场景代替人们担任“搬运工”的角色,如图所示的是机器狗搬运铁饼时的场景。机器狗自身质量为50kg,脚与地面的总接触面积为,铁饼的质量为2kg。该机器狗在某次任务过程中,在水平地面上以的速度匀速直线运动,它所受阻力为25N。(取)
(1)求机器狗在水平地面匀速直线运动时受到的牵引力大小;
(2)求机器狗搬运铁饼静止时对地面的压强的大小;
(3)在这次任务中,机器狗受到的牵引力做功的功率为多少?
【答案】(1)25N
(2)
(3)2.5W
【详解】(1)机器狗做匀速直线运动,机器狗受到的牵引力为
(2)机器狗搬运铁饼静止时对地面的压力为
机器狗搬运铁饼静止时对地面的压强的大小
(3)在这次任务中,机器狗受到的牵引力做功的功率为
72.(2025·江苏盐城·三模)端午假期,小明一家驾车去大纵湖旅游,沿途欣赏大好风光时看到了路边的标志牌,如图甲所示。已知车和人的总质量为 1.5×103 kg,轮胎与地面接触总面积为,汽车在行驶过程中受到的阻力为车重的0.1倍。(g=10N/kg)求:
(1)汽车静止时对水平地面的压强;
(2)在图乙中画出汽车在平直路面匀速行驶时牵引力的示意图;
(3)若汽车以标志牌上速度行驶时,求牵引力的功率。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)已知车和人的总质量为 1.5×103kg,汽车静止时对水平地面的压力
轮胎与地面接触总面积为,汽车静止时对水平地面的压强
(2)汽车在行驶过程中受到的阻力为车重的0.1倍,则汽车受到的阻力
汽车在平直路面匀速行驶时,牵引力与阻力是一对平衡力,牵引力方向沿汽车行驶方向,牵引力
作用点在汽车的重心上,画出一个沿汽车行驶方向的箭头,并标上,如图所示:
(3)由标志牌可知,汽车行驶速度,牵引力的功率
73.(24-25八年级下·四川资阳·期末)如图所示的平衡车是年轻人喜欢的一种出行工具。小阳从平衡车的说明书上,获取了表中的部分参数。某次骑平衡车匀速行驶,所用的时间为,取。完成下列问题:
整车质量
最大可载质量
两轮胎与地面接触总面积
(1)求该次平衡车匀速行驶的速度v;
(2)求最大载重行驶时平衡车对水平地面的压强;
(3)若该次匀速行驶过程中,平衡车受到的阻力是,求此过程中,平衡车牵引力做功的功率是多少?
【答案】(1)5m/s
(2)2.2×105Pa
(3)500W
【详解】(1)平衡车匀速行驶的速度为
(2)平衡车最大载重行驶时,对水平地面的压力为F=G总=(m人+m车)g=(100kg+10kg)×10N/kg=1100N
受力面积
最大载重行驶时平衡车对水平地面的压强
(3)该平衡车在平直地面上匀速行驶时,受到的牵引力和阻力平衡,大小相等,根据题意知道,平衡车的牵引力为
此过程中平衡车的牵引力做的功为
平衡车牵引力做功的功率
74.(24-25八年级下·福建福州·期末)2025年4月30日,神舟十九号载人飞船返回舱成功着陆,如图所示。若返回舱质量为3×103kg,在着陆过程中,从距地面1m高处竖直向下落地,用时0.4s。
(1)求返回舱在这段时间内
①平均速度;
②重力做功的功率;
(2)若返回舱静止时与水平地面的接触面积为1m2,求它对水平地面的压强。
【答案】(1)2.5m/s,7.5×104W
(2)3×104Pa
【详解】(1)由题意知,返回舱在着陆过程中,从距地面1m高处竖直向下落地,用时0.4s,则平均速度
返回舱质量为3×103kg,其重力为G=mg=3×103kg×10N/kg=3×104N
根据可知,重力做功的功率P=Gv=3×104N×2.5m/s=7.5×104W
(2)返回舱静止时对水平地面的压力F压=G=3×104N
则它对水平地面的压强
75.(24-25八年级下·安徽合肥·期末)如图甲是华为与江淮合作推出的尊界品牌首款车型尊界S800。尊界S800实现全自动驾驶和无人自动充电。汽车(包括司乘人员)的质量为。在水平路面上以恒定功率做直线运动的图像如图乙,求:()
(1)汽车静止在水平路面上时,对地面的压强?(轮胎与地面总接触面积为)
(2)汽车匀速行驶过程中所受阻力大小为车总重的0.02倍,求汽车的恒定功率;
(3)汽车在前内牵引力做的功。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)汽车静止在水平路面上时对路面的压力
汽车静止在水平路面上时对地面的压强为
(2)汽车匀速行驶过程中所受阻力大小为车重的0.02倍,所以汽车受到的阻力为
汽车匀速行驶,根据二力平衡知识可知,汽车受到的牵引力与阻力相等,所以牵引力为F=f=540N
汽车匀速行驶的速度为v=30m/s
汽车的恒定功率为
(3)汽车的输出功率恒定,始终为P=16200W,则汽车在前20s内牵引力做的功为
76.(24-25八年级下·广东广州·期末)我国生产的无人机世界领先,应用领域广泛,某款无人机如图甲,部分飞行参数见表格.求:
型号
动力系统
电动
质量
1250g
最大上升速度
4m/s
最大下降速度
3m/s
最大水平飞行速度
20m/s
最大飞行海拔高度
600m
最长悬停时间
29min
卫星定位
北斗
(1)无人机在空中悬停时受到的升力;
(2)无人机以的速度匀速直线下降时,所受空气阻力为,此时升力多大;
(3)无人机在空中A点接收到自动返航指令后,沿航线自动返回至起飞点,运动轨迹如图乙.假设无人机在BCD段均以最大速度匀速飞行,求无人机的重力在BCD段做的功和CD段做功的功率.
【答案】(1)
(2)
(3),
【详解】(1)无人机在空中悬停时处于平衡状态,受到的升力与重力为一对平衡力,大小相等,则升力为
(2)无人机匀速直线下降时,处于平衡状态,无人机受到向上的升力F′、空气阻力f和向下的重力G作用,此时的升力为
(3)重力做功的条件是在重力方向上移动距离,BCD段中,只有CD段在重力方向(竖直方向 )移动距离,由图知CD段竖直下落高度 。根据功的公式W=Gh,无人机的重力在BCD段做的功
无人机的重力在CD段做功的功率
77.(21-22八年级下·河南郑州·期末)跳绳是我省体育与健康考试的选考项目之一。如图所示为某次跳绳模拟测试中,身高158cm、质量45kg的小禾重心高度随时间变化的情况。小禾每只鞋底与地面的接触面积为180cm2(g取10N/kg)。请完成下列问题:
(1)小禾1min跳绳 次。
(2)小禾静止站立在水平地面上做跳绳测试前的准备,她对地面的压强是多大?
(3)小禾每跳一次克服重力所做的功是多少? 在1min内克服重力做功的功率为多大?
【答案】 180 1.25×104Pa 22.5J 67.5W
【详解】解:(1)读图象可以知道,每跳一次绳及间歇时间为,则一分钟内跳绳的次数是
(2)小禾站在水平地面上,对地面的压力等于自身重力,她对地面的压强为
(3)跳高的过程,对人做功增加了人的重力势能,做功的大小等于人增加的重力势能,则做的功为
功率为
答(1)1min跳绳180次;
(2)对地面的压强为1.25×104Pa;
(3)跳绳一次做功22.5J,功率为67.5W。
78.(2024·河南安阳·二模)电动载人飞行汽车频频试飞,投入商业运行后可以极大地降低人们的通行时间。如图是国内某款飞行汽车,其总质量为680kg,可搭载5名乘客,最大载重400kg,最大设计飞行速度为200km/h,最大续航里程为250km,空载静止在水平地面上时,与地面接触的总面积为。(g取10N/kg)
(1)该飞行汽车空载静止在水平地面上时,求对水平地面的压强;
(2)该飞行汽车以72km/h的速度水平匀速直线飞行了5min,求这段时间内飞行的路程;
(3)该飞行过程中,发动机的输出功率为50kW,求飞行汽车飞行过程中受到的阻力大小。
【答案】(1);(2)6km;(3)900N
【详解】解:(1)如图是国内某款飞行汽车,其总质量为680kg,该飞行汽车空载静止在水平地面上时,对地面的压力为
对水平地面的压强
(2)这段时间内飞行的路程
(3)该飞行过程中,发动机的输出功率为50kW,最大设计飞行速度为200km/h,飞行的速度为
根据
可知,飞行汽车飞行过程中的牵引力的大小为
飞行汽车在飞行的过程中,是匀速直线的,飞行汽车飞行过程中受到的阻力大小
答:(1)飞行汽车空载静止在水平地面上时,对水平地面的压强为;
(2)这段时间内飞行的路程为6km;
(3)该飞行过程中,发动机的输出功率为50kW,飞行汽车飞行过程中受到的阻力大小为900N。
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