内容正文:
11.4功率
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.在国际单位制中,压强的单位是( )
A.瓦特(W) B.帕斯卡(Pa)
C.牛顿(N) D.焦耳(J)
2.甲、乙两台机器的功率之比为4∶3,它们工作时间之比为1∶3,它们所做的功之比W甲∶W乙为 ( )
A.2∶9 B.2∶1 C.4∶9 D.3∶2
3.已知雨滴在空中竖直下落时所受空气阻力与速度大小的二次方成正比,且不同质量的雨滴所受空气阻力与速度大小的二次方的比值相同.现有两滴质量分别为m1和m2的雨滴从空中竖直下落,在落到地面之前都已做匀速直线运动,那么在两滴雨滴落地之前做匀速直线运动的过程中,其重力的功率之比为( )
A. B. C. D.
4.下面说法中正确的是( )
A.从可知,功率跟功成正比,所以只要做功多,功率就大
B.功率跟时间成反比,所以只要时间短,功率就大
C.功率大的机器比功率小的机器做功多
D.甲每小时做的功比乙每小时做的功多,甲的功率比乙的功率大
5.一台机器铭牌上标出的功率是10千瓦。下列关于机器正常运转时的叙述,正确的是( )
A.1秒内做功1.0×104焦
B.1秒内做功10千瓦
C.1秒内做功10焦/秒
D.1秒内的功率为10千瓦
6.如图所示,粗略测量小明同学引体向上运动的功率时,下列物理量不需要测量的是( )
A.小明的质量 B.单杠的高度
C.每次身体上升的高度 D.做引体向上的时间
7.中小学阳光大课间推行以来,同学们爱上了各种体育运动项目,如图所示是小华同学参加跳绳运动的场景,她每次跳绳时脚离开地面大约4cm,每分钟能够跳到180次,那么小华跳绳时克服自身重力做功的平均功率约为( )
A.0.6W B.6W C.60W D.600W
8.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.
9.一位同学用20s从一楼上到三楼,则他上楼的功率可能是( )
A.几瓦 B.几十瓦 C.几百瓦 D.几千瓦
10.甲、乙两车在平直的公路上匀速运动,已知两车的功率相等,在相等的时间内通过的距离之比是2∶1,若甲、乙两汽车的牵引力分别记为F甲、F乙,两车的速度分别记为v甲、v乙,则( )
A.F甲∶F乙=1∶2 v甲∶v乙=2∶1
B.F甲∶F乙=1∶1 v甲∶v乙=2∶1
C.F甲∶F乙=1∶2 v甲∶v乙=1∶1
D.F甲∶F乙=1∶1 v甲∶v乙=1∶1
二、填空题
11.做功快慢和做功多少是两个不同的概念。例如,甲在1s内做了50J的功,而乙在5s内做了100J的功,乙做的功虽然比甲多,但比甲用的时间长,乙平均1s内只做20J的功,所以乙比甲做功要 (选填“快”或“慢”)。可见,做功快慢是跟做功的多少和做功所用的时间多少有关的,在物理学中我们用 来描述它。
12.在物理学中,用功率表示做功的 。
13.如图所示,某同学在做仰卧起坐运动,若该同学上半身的质量为20kg,每次上半身重心上升的高度均为30cm,则她做一次仰卧起坐克服重力所做的功为 J;若她做一次仰卧起坐所用的时间是0.6s,则做一次仰卧起坐该同学做功的功率为 W。()
14.比较做功快慢有两种方法,一是在 相同的情况下比较 ;二是在 相同的情况下比较 。以上运用的科学方法是 。
15.原地高抬腿可提高肺活量,增强腿部力量。体重为510N的中学生做原地高抬腿,运动的频率是每分钟60次,每次身体重心上升5cm,则运动一分钟,克服重力所做的总功为 J,克服重力做功的平均功率为 W。
16.1标准大气压的值为 Pa;功率为25kW的拖拉机,它4h做的功如果由功率是0.4kW的耕牛来完成,需要 h。
17.如图所示,AC、BC为同一水平面上的两个光滑斜面,AC>BC。在相等时间内把同一物体从斜面底端分别沿AC、BC匀速推至C点,物体的机械能 (选填“增大”、“减少”或“不变”),若推力所做的功分别为W1、W2,功率分别为P1、P2,则W1 W2,P1 P2。(后两空均选填“>”“<”或“=”)。
18.如图所示,在50N的水平拉力F作用下,重800N的物体沿水平地面做匀速直线运动,物体与地面间滑动摩擦力为120N。则物体A受到的拉力是 N,滑轮组的机械效率为 ;若物体的速度为0.2m/s,则拉力的功率是 W。
19.如图所示,一款智能服务机器人,重力为500N。其内置电动机为机器人提供200N的水平动力,机器人在水平地面上5s内匀速前进了6m的过程中,机器人所受的支持力做功为 J,动力做功的功率是 W。
20.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”)。
三、实验题
21.引体向上是同学们经常做的一项健身运动,如图所示,该运动的规范动作是两手正握单杠,由悬垂开始,上提时,下颚须超过杠面;下放时,两臂放直,不能曲臂。这样上拉下放,重复动作,达到锻炼臂力和腹肌的目的。课外活动时,小华同学连续做了15个规范的引体向上,小组的同学们设计了如下表格,并测量一些物理量估测小华同学做引体向上时的功率。
(1)所需要的测量器材有体重计、秒表和 ;
(2)请在表格a处填上合适的物理量、符号及单位: (不需要填写数据);
人的质量m/kg
完成15个的时间t/s
a
功率P/W
(3)写出计算小华同学做引体向上时功率的表达式:P= (利用以上测量的物理量符号表示);
(4)如果两位同学完成15个规范动作的时间都是1min,两位同学的功率不一定相等,理由是: 。
《11.4功率》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
C
C
D
A
B
C
D
C
A
1.B
【详解】在国际单位制中:
A.瓦特是功率的主单位,A不符合题意;
B.帕斯卡是压强的主单位,B符合题意;
C.牛顿是力的主单位,C不符合题意;
D.焦耳是各种能量的主单位,D不符合题意。
故选B。
2.C
【详解】根据,得
故C符合题意。
故选C。
3.C
【详解】在落到地面之前都已做匀速直线运动,有二力平衡条件可知
所以
由公式可知
故选ABD均不符合题意,C符合题意。
故选C。
4.D
【详解】AB.从公式可知功率的大小与做功的多少和做功的时间有关,故AB错误;
C.功率就是表示做功快慢的,不是表示做功多少的,故C错误;
D.已知做功的时间相同,甲做的功多,乙做的功少,根据所以甲的功率比乙的功率大,故D正确。
故选D。
5.A
【详解】功率是表示物体做功快慢的物理量,数值上等于单位时间内做的功,某机器标出的功率是10千瓦,则其功率是10kW=1×104W,表示该机器在1s内做功1.0×104J,故A正确,BCD错误。
故选A。
6.B
【详解】要想粗略测量小明同学引体向上运动的功率,根据
我们需要知道小明的质量,每次引体向上时上升的高度以及做引体向上的时间。不需要知道单杠的高度。
故选B。
7.C
【详解】中学生小华的质量约为50kg,每次跳绳克服重力做的功为
每分钟跳绳180次,每分钟做的总功
小华跳绳时克服自身重力做功的平均功率约
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
8.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。
9.C
【详解】一个学生的质量为50kg,每一层楼的高度为3m,从一楼走到三楼,上升的高度为6m,则克服重力做的功为
W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×6m=3000J
他上楼时的功率
故选C。
10.A
【详解】两车的速度之比
根据
得到牵引力之比
故选A。
11. 慢 功率
【详解】做功快慢和做功多少是两个不同的概念。例如,甲在1s内做了50J的功,而乙在5s内做了100J的功时,乙做的功虽然比甲多,但它比甲用的时间长,平均1s内只做了20J的功,所以乙比甲做功要慢。在物理学中用功率来描述做功的快慢。
12.快慢
【详解】像用速度表示运动的快慢一样,在物理学中,用功率表示做功的快慢。
13. 60 100
【详解】[1]她做一次仰卧起坐克服重力所做的功为
W=Gh=mgh=20kg×10N/kg×0.3m=60J
[2]做一次仰卧起坐该同学做功的功率为
14. 时间 做功多少 做功 时间长短 控制变量法
【详解】[1][2][3][4]为了比较物体做功的快慢,可以在相同的时间内,比较做功的多少;可以做相同的功,比较做功时间长短。
[5]控制其中一个因素不变,改变另一个因素,用到控制变量法。
15. 1530 25.5
【详解】[1]运动一分钟,克服重力所做的总功
W=nGh=60×510N×0.05m=1530J
[2]克服重力做功的平均功率
16. 1.01×105 250
【详解】[1]1标准大气压的值约为1.01×105Pa。
[2]由可得,拖拉机4h做的功
W=P拖t拖=25kW×4h=100kW•h
根据题意可知,拖拉机所做的功和耕牛所做的功相等,则耕牛完成这些功需要的时间
17. 增大 = =
【详解】[1]把物体从斜面底端分别沿AC、BC匀速推至C点,物体质量不变,速度不变,则动能不变,高度增加,重力势能增大,机械能等于动能与势能的总和,则物体的机械能增大。
[2]使用光滑的斜面没有额外功,推力在两斜面上做功相同,等于克服物体重力所做的功,且同一物体的重力不变,推到斜面顶端时上升高度相同根据W=Gh可知,W1=W2。
[3]推力做功相同,所用时间相同,根据可知,推力做功的功率相同,即P1=P2。
18. 120 80% 30
【详解】[1]物体与地面间滑动摩擦力为120N,物体沿水平地面做匀速直线运动,物体处于平衡状态,所以物体A受到的拉力等于物体受到的摩擦力,为120N。
[2]由图可知,动滑轮上有3股绳,在50N的水平拉力F作用下,A受到的拉力为120N,则滑轮组的机械效率
[3]由
物体的速度为0.2m/s,则拉力的功率
19. 0 240
【详解】[1]机器人所受支持力方向竖直向上,机器人在水平方向前进,在竖直方向上没有通过距离,根据功的定义,支持力做功为0J。
[2]已知动力,前进的距离,动力做的功为
动力做功的功率是
20. 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。
21. 刻度尺 见解析 见解析
【详解】(1)[1]根据功率的公式可得
因此,需要的测量器材有除体重计、秒表外,还应该有刻度尺。
(2)[2]由功率的测量原理公式
和表中数据可知,表格a处应该填每次引体向上重心上升的高度h/m。
(3)[3]由于测量的是完成15个引体向上做的功和时间,因此,小华同学做引体向上时功率的表达式为
(4)[4]如果两位同学完成15个规范动作的时间都是1min,两位同学的功率不一定相等,由公式
可知,两同学的质量(体重)可能不同。
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