内容正文:
姓名_________ 日期______ 等第______
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第十一章 简单机械和功
四、 功 率
【考点突破】
知识点一:功率的含义
1、功率反映了物体做功的快慢。
要比较不同物体做功的快慢,必须同时考虑两个因素:一个是物体做功的多少;另一个是物体做功所用去的时间。
2、功率与功是两个不同的物理量,“功”表示做功的“多少”,而“功率”则表示做功的“快慢”,“多少”与“快慢”的意义不一样,只有在做功时间相同时,做功多的做功快;否则做功多不一定做功就快,即“功率”不一定就大,也就是说:功率与功和时间两个因素有关。
【典题精练】
1. 关于功率,下列说法正确的是( )
A. 做功越多,功率一定越大
B. 功率大,做功不一定快
C. 做功所用的时间越短,功率越大
D. 单位时间做的功多,功率就大
2. 如图所示,一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力,将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为W1、W2,功率的大小分别为P1、P2。关于它们之间的大小关系,下列说法正确的是( )
A. W1<W2、P1<P2 B. W1>W2、P1>P2
C. W1=W2、P1=P2 D. W1<W2、P1>P2
知识点二:功率计算
1、功率的计算公式为P=W/t,其中P表示功率,单位是瓦特;W表示做功的多少,单位是焦耳;t表示时间,单位是秒。
2、公式推导:P=Fv。利用该公式时要注意:拉力F必须是恒力,且物体运动的速度应不变;v的单位必须用m/s,这样算出的功率单位才是W;速度v跟拉力F必须对应,即v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度。
【典题精练】
3. 初中生小明回家上楼,用30s从一楼走到三楼,他上楼过程的功率大约为( )
A. 1W B. 10W C. 100W D. 1000W
4. 甲、乙两辆汽车功率相等,如果在相等的时间内匀速通过的路程之比为2∶5,那么( )
A. 它们的牵引力之比为2∶5
B. 它们的牵引力之比为5∶2
C. 它们做的功之比为2∶5
D. 它们做的功之比为5∶2
5. 无人机在生产生活中有着广泛的应用。某款新型智能航拍无人机机身总质量为2kg,小李操作该无人机先以1.2m/s的速度沿竖直方向匀速上升48m,接着又以2m/s的速度沿水平方向匀速飞行80m,无人机在上升过程中需要克服重力做的功为______J,在整个飞行过程中克服重力做功的功率为______W。(g取10N/kg)
6. 如图甲所示,我国自主研制的R20000-720型全球最大塔式起重机,拥有性能超强、技术先进、专利众多等特点,是塔机制造史上一次重要的突破。该塔机最大起重量为720t,最大起升高度为400m。(g取10N/kg)
(1) 请在图乙中画出物体沿竖直方向匀速上升过程中受力的示意图。
(2) 若塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m,则拉力做的功是多少?
(3) 若塔机在(2)过程中所用时间为200s,则拉力做功的功率是多少?
【强化训练】
1. 下列关于功率的说法,正确的是( )
A. 由P=W/t可知,机械做功越多,其功率越大
B. 由P=Fv可知,汽车的牵引力越大,其发动机的功率越大
C. 由P=Fv可知,汽车的速度越大,其发动机的功率越大
D. 由P=Fv可知,发动机的功率一定时,汽车的速度越大,其牵引力越小
2. 在无风的天气,一名中学生在平直的马路上以正常速度骑行时,所受的阻力约为人重力的1/50,则该中学生骑车的功率最接近( )
A. 20W B. 60W C. 120W D. 200W
3. 小宁同学两次水平拉动同一物体,使它们在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的s-t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 物体第一次运动速度为1m/s,第二次运动速度为2m/s
B. 物体第一次所受的摩擦力大于第二次所受的摩擦力
C. 0~8s拉力第一次做的功等于第二次的2倍
D. 0~8s拉力第二次做功的功率等于第一次的2倍
4. 如图所示,物体A在水平拉力F的作用下,沿水平面以0.2m/s的速度匀速运动了5s,弹簧测力计的示数为8N(不计滑轮和绳子的质量及它们之间的摩擦),拉力F做功的功率为( )
A. 1.6W B. 3.2W C. 8W D. 16W
5. 如图所示,A、B两物体叠放在水平桌面上,GA=80N,GB=20N,A、B均为正方体,棱长分别为20cm、10cm。在拉力F=30N的作用下,5s内,物体A、B一起向右匀速直线移动了3m。若不计滑轮和绳自重及绳与滑轮间的摩擦,下列说法中,错误的是( )
A. A与B之间的摩擦力为0
B. A对桌面的压强为2500Pa
C. 绳子自由端移动的速度为1.2m/s
D. 拉力F做功的功率为30W
6. 在水平地面上,小明在10s内用50N的力沿水平方向拉着重为100N的小车前进了5m,则小明对小车做的功为______J,功率为______W。
7. 功率为1000W的拖拉机在平直公路上匀速前进,受到的阻力是2000N,在600s内拖拉机做了_____
_______J的功,拖拉机的行进速度是______m/s。
8. 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180m3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。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
9. 如图所示,甲用90 N的拉力,乙用50 N的推力,在30 s内共同使一辆小车沿一个倾角为30°、长为60 m的斜坡从底端匀速运动到顶端。甲、乙两人对小车做功__________J,甲对小车做功的功率为________W。
10. 一辆轿车以9×106W的恒定功率启动并做直线运动,共运动了25s,已知前15s内行驶了总路程的一半,运动的速度v与时间t的关系如图所
示,由此可知前15s内轿车运动的距离是______m,20~25 s内轿车受到的阻力为________N,前15s内轿车牵引力所做的功是___________J。
11. 质量为45kg的某同学在跳绳时重心高度随时间变化的关系如图所示。根据图像可估算出该同学每分钟跳绳的次数为________,克服重力做功的平均功率为________W。(g取10N/kg)
12. 如图甲,用弹簧测力计测量水平桌面上的钩码所受的重力。弹簧测力计从图示位置开始向上匀速提升,测力计示数F与吊环上升的高度h之间的关系如图乙。请回答下列问题:
(1) 从开始提升到h=2cm,弹簧测力计对钩码所做的功是______。
(2) 从开始提升到h=16cm,历时0.5s,弹簧测力计对钩码所做功的功率是______W。
13. 小军同学从一楼上到三楼,他想通过爬楼梯估测自己上楼的功率。
(1) 小军同学设计的测量步骤如下,其中多余的是______(填字母)。
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. 测出自己从一楼上到三楼所用的时间t
(2) 如表所示为小军设计的实验记录表格,根据要记录的数据,把表格补充完整。
小军的质量m/kg
爬楼梯的功率P/W
(3) 利用上面所测的物理量,写出计算功率的表达式:__________。(g为已知常量)
14. 小明的质量为60kg,他在30s内完成了10个引体向上,每次重心上升50cm,g取10N/kg。求:
(1) 小明完成一个引体向上克服重力做的功。
(2) 小明30s内克服重力做功的平均功率。
参考答案
【考点突破】
1、D;2、C;3、C;4、B;5、960;12;6、(1)如图所示;(2)1×108J;(3)5×105W;
【强化训练】
1、D;2、B;3、C;4、B;5、D;6、250;25;
7、6×105;0.5;8、3.6×106;5×103;9、8400;180;10、300;3×105;1.35×108;11、180;135;
12、0;0.9;13、B;爬楼梯时间t/s;楼梯的竖直高度h/m;P=mgh/t;14、(1)300J;(2)100W。
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