内容正文:
第2节 功率
基础达标
知识点1 功率
1.(2025石家庄新华区月考)关于功率的计算公式P=,下列说法正确的是( )
A.做的功越多,功率就越大
B.做功时间越短,功率就越大
C.功率越大,做功越快
D.功率越大,做功越多
2. 如图所示,大人和小孩进行爬楼梯比赛,爬相同的楼梯,大人的质量大于小孩的质量,第一次小孩先到达楼顶,则________(选填“大人”或“小孩”)做的功多;第二次两人到达楼顶用时相同,则大人的功率________(选填“大于”“等于”或“小于”)小孩的功率。
知识点2 功率的计算
3.小车重200 N,小红用30 N的水平力推小车沿水平路面匀速前进50 m的过程中,用时100 s,则推力做的功等于________J,推力的功率等于________W。
4. 如图所示,重庆轨道2号线在李子坝站“穿”居民楼而过,山城的复杂地形造就了全国绝无仅有的震撼景象。若列车电动机功率为370 kW,合______________W。列车穿过居民楼时电动机做的功为3.7×106 J,则列车穿过居民楼的时间为________s。该列车不停靠行驶1 min,则电动机做的功为______________J。
5.一起重机在10 s内将重为5 000 N的物体竖直向上匀速提升2 m,求:
(1)物体上升的速度大小。
(2)起重机提升物体的功率。
易错点 误认为功率大做功一定多
6.有两台机械甲和乙,甲的功率为198 kW,乙的功率为96 kW,下列说法正确的是( )
A.甲一定比乙做功多
B.乙一定比甲做功多
C.甲一定比乙做功慢
D.相同时间内,甲一定比乙做功多
能力提升
1.(2025张家口宣化区期末)在2025年中考体能测试中,某同学选择跳绳。他在1 min内跳了120次,每次跳离地面的高度为5 cm。若他每跳一次所用的时间相等,则他跳绳时的功率最接近( )
A.5 W B.50 W C.500 W D.5 000 W
2.举重是我国的优势体育项目。一位身高170 cm的运动员和一位身高160 cm的运动员,在挺举项目中用相同时间,把同样重的杠铃举起,如图所示。如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2,功率分别为P1和P2,则下列关系式中正确的是( )
A.W1=W2,P1=P2 B.W1>W2,P1=P2
C.W1>W2,P1>P2 D.W1<W2,P1<P2
3.骑自行车出行既环保又健身。若徐老师骑自行车在某路段匀速行驶6 km,耗时10 min,已知该路段阻力约为人和车总重力的,则他骑车的功率最接近于( )
A.10 W B.20 W C.200 W D.2 000 W
4.(2025石家庄裕华区期末)有甲、乙两辆功率相等的汽车,相等的时间内在平直路面上匀速通过的距离之比s甲∶s乙=2∶3,那么( )
A.两辆汽车的牵引力之比F甲∶F乙=2∶3
B.两辆汽车的牵引力之比F甲∶F乙=3∶2
C.两辆汽车做的功之比W甲∶W乙=2∶3
D.两辆汽车做的功之比W甲∶W乙=3∶2
5.(2025保定模拟)如图甲所示,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W1,功率为P1,受到的摩擦力为f1;在HG段所做的功为W2,功率为P3,受到的摩擦力为f2。则下列说法正确的是( )
A.W1>W2 B.F=f1
C.P1>P2 D.f1=f2
6.甲、乙两个集装箱的质量相同,起重机第一次将甲集装箱以0.1 m/s的速度匀速提升10 m,第二次将乙集装箱以0.2 m/s的速度匀速提升相同的高度。若不计空气阻力,两次钢绳对集装箱的拉力相比,第一次________第二次;两次对集装箱做功的功率相比,第一次________第二次。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
7.(科学思维)一辆无人自动驾驶汽车沿着平直公路行驶,运动的路程—时间图像如图所示,车辆的质量为1 600 kg,所受到的阻力是车重的,g取10 N/kg。求:
(1)10 min内无人驾驶汽车的平均速度。
(2)前5 min无人驾驶汽车牵引力做的功。
(3)前5 min无人驾驶汽车牵引力做功的功率。
参考答案
基础达标
1.C 2.大人 大于 3.1 500 15
4.3.7×105 10 2.22×107
5.解:(1)物体上升的速度:
v====0.2 m/s;
(2)由题意知,物体匀速上升,在物体受到的拉力与重力是一对平衡力,
所以,拉力F=G=5 000 N;
起重机做的功:W=Fh=5 000 N×2 m=10 000 J;
起重机提升物体的功率:
P===1 000 W。
6.D
能力提升
1.B 解析:由生活常识可知,初中生的重力大约为G=500 N,在1 min内跳了120次,所以跳一次所用时间t=0.5 s,每次跳离地面的高度为h=5 cm=0.05 m,所以P====50 W。故B正确。
2.C 解析:由题知两人举起杠铃的重力相同,因为左边的运动员比右边的运动员高,所以举起的高度:h1>h2,由W=Gh可知,举起杠铃做的功:W1>W2;因为举起杠铃用的时间相同,且W1>W2,所以由P=可知,做功的功率:P1>P2。
3.C 解析:徐老师的质量约为70 kg,整车质量约为30 kg,人与车的总重力G=m总g=(70 kg+30 kg)×10 N/kg=1 000 N,匀速骑行时受到的阻力:f=G=×1 000 N=20 N,骑自行车克服阻力所做的功:W=fs=20 N×6×103 m=1.2×105 J,骑行时做功的功率:P===200 W。故选C。
4.B 解析:相等的时间内在平直路面上匀速通过的距离之比s甲∶s乙=2∶3,甲、乙的速度之比===,利用P===Fv可得两辆汽车的牵引力之比===,故A错误,B正确;由W=Fs可得===,故C、D错误。
5.B 解析:由图乙可知,物体A在水平拉力F的作用下在DE段移动了3 m,用时6 s,物体A在水平拉力F的作用下在HG段移动了3 m,用时3 s,已知物体A在大小不变的水平拉力F的作用下运动,即拉力F相同,移动的距离相等,根据W=Fs可知,F在DE段所做的功等于在GH段所做的功,即W1=W2,故A错误;从图乙看,DE段做匀速直线运动,拉力等于摩擦力,即F=f1,故B正确;F在DE段所做的功等于在HG段所做的功,物体A在HG段运动的时间少于在DE段运动的时间,根据P=可知,F在DE段所做功的功率小于在HG段所做功的功率,即P1<P2,故C错误;物体A在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,拉力不等于此阶段的摩擦力,故两次的摩擦力不相等,故D错误。
6.等于 小于
解析:已知集装箱质量相同,由G=mg可知,集装箱的重力G相同;当集装箱以0.1 m/s或0.2 m/s速度匀速上升时,集装箱受到的重力和拉力是一对平衡力,F1=F2=G,因此两次拉力相等;已知两个集装箱的重力相等,v1<v2,所以由P===Gv可知,P1<P2。
7.解:(1)10 min内无人驾驶汽车的路程为s=0.75 km,平均速度v===1.25 m/s。
(2)车辆重力G=mg=1 600 kg×10 N/kg=16 000 N,由于无人驾驶汽车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力,则牵引力F牵=f=G=×16 000 N=800 N,前5 min无人驾驶汽车运动的距离s1=0.45 km=450 m,牵引力做的功W=F牵s1=800 N×450 m=3.6×105 J。
(3)前5 min无人驾驶汽车牵引力做功的功率P===1 200 W。
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