第2节 功率(重难点训练)物理新教材人教版八年级下册
2026-02-04
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内容正文:
第2节 功率
一.功率的定义及意义(共6小题)
二.探究比较做功快慢的方法(共5小题)
三.功和功率的区别和联系(共5小题)
四.利用 P=计算功率(共10小题)
五.利用 P=Fv计算功率(共9小题)
六.功率的估算(共5小题)
七.比较功率的大小(共6小题)
八.功率的测量(共5小题)
一.功率的定义及意义(共6小题)
1.甲、乙两台机器,甲的功率比乙的大。下列说法正确的是( )
A.甲做的功一定比乙多 B.甲做功一定比乙快
C.甲做功的时间一定比乙少 D.做相同的功,甲用的时间一定比乙多
【答案】B
【详解】功率是表示物体做功快慢的物理量,功率的大小等于单位时间内所做的功。
A.功率大仅说明做功快,但做功多少还与时间有关。若甲做功时间短,甲做的功可能比乙少,故A错误;
B.功率的物理意义就是描述做功快慢,甲的功率比乙大,说明甲做功一定比乙快,故B正确;
C.做功时间取决于功和功率。若甲做的功远多于乙,即使甲功率大,其做功时间也可能比乙长,故C错误;
D.做相同的功时,功率越大,所用时间越短。甲功率大,故做相同的功甲用的时间一定比乙少,故D错误。
故选B。
2.关于功率,下列说法正确的是( )
A.做功越多,功率越大
B.做功时间越短,功率越大
C.功率越大的机械,做功时间一定越短
D.单位时间内做功越多,功率越大
【答案】D
【详解】A.功率是表示做功快慢的物理量,公式为。做功多但时间不确定时,功率不一定大,故A错误;
B.做功时间短但做功多少不确定时,功率不一定大,故B错误;
C.功率大的机械,若做功多,做功时间不一定短,故C错误;
D.单位时间内做功越多,即越大,功率越大,故D正确。
故选D。
3.关于功、功率,下列说法中正确的是( )
A.做功越快的机械,功率越大 B.功率越大的机械,做功越多
C.火车做的功比汽车做的功多 D.运动得越慢的物体,功率越小
【答案】A
【详解】A.功率是描述做功快慢的物理量,做功越快的机械,功率越大,故A正确;
B.做功的多少与功率大小和时间有关,时间不确定时,功率大的机械,做功不一定多,故B错误;
C.火车的功率一般大于汽车的功率,但时间不确定,因此火车做的功不一定比汽车做的功多,故C错误;
D.速度是反映物体运动快慢的物理量,运动得越慢的物体,速度越小,但牵引力的大小不确定,由可知,功率不一定小,故D错误。
故选A。
4.功率是表示物体 的物理量,某机器的功率为50瓦,其物理意义是该机器 。
【答案】 做功快慢 每秒做功50焦
【详解】[1]在物理学中,功率定义为功与完成这些功所用时间的比值。它描述的是做功的速率,即物体在单位时间内做功的多少。因此,功率是表示做功快慢的物理量。
[2]瓦特(W)是功率的国际单位。1瓦特等于1焦耳/秒 ()。所以,一台功率为50瓦的机器,表示它每秒做功50焦。
5.甲机器的功率为瓦,乙机器的功率为瓦,两台机器正常工作时,甲做功 比乙慢,甲做功 比乙多(均选填“一定”“可能”或“不可能”)。
【答案】 一定 可能
【详解】[1]功率表示物体做功快慢的物理量,功率越大的机器,做功越快,甲的功率比乙的功率小,所以甲做功一定比乙慢。
[2]根据可知,由于不知道做功时间的长短,所以无法判断甲、乙做功的多少,故甲做功可能比乙多,也可能甲、乙做功相同,还可能甲做功比乙少。
6.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。
【答案】 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。
二.探究比较做功快慢的方法(共5小题)
7.探究做功的快慢与做功多少的关系时,要保持做功时间不变,采用的方法是( )
A.转换法 B.类比法 C.控制变量法 D.理想模型法
【答案】C
【详解】实验中要研究做功的快慢(功率)与做功多少的关系,需保持做功时间不变,从而单独分析功的多少对功率的影响。根据公式 ,当时间 一定时,功率 与功 成正比。此方法通过控制时间变量,仅改变功的大小,属于控制变量法,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
8.热火朝天的建筑工地上正在进行一场有趣的挖坑比赛。在1min内,挖掘机挖了一个直径1.2m的大坑,工人师傅挖了一个直径40cm的小浅坑,情境如图所示。关于此次比赛,下列说法正确的是( )
A.挖掘机做功多,做功快,功率大
B.挖掘机做功多,做功慢,功率小
C.工人做功多,做功慢,功率大
D.工人做功少,做功快,功率小
【答案】A
【详解】挖掘机挖的坑更大,说明挖掘机做功较多,时间相同,根据可知挖掘机的功率较大,即做功较快。则工人做功较少,做功较慢,功率较小。故A正确,BCD错误。
故选A。
9.我们可以用两种方法来比较物体做功的快慢,方法一:相同时间,比较做功的多少;方法二;做相同的功,比较完成所用的时间。如图所示是挖掘机(甲)和人(乙)同时开始工作到某时刻的情形,你认为 (选填“甲”或“乙”)做功更少,用方法 (选填“一”或“二”)可以更方便比较甲、乙做功的快慢。
【答案】 乙 一
【详解】[1][2]图中是挖掘机和人同时开始工作到某时刻的情形,则所用的时间相同,很显然是甲挖土更多,甲做功更多,乙挖土少,则乙做功少。相同时间内乙做功较少,则乙做功较慢,这采用的是方法一来比较甲、乙做功的快慢。
10.风车是利用风力做功的装置。小明制作了一架小风车,风车转起来时,回形针能被提起一定高度,他想粗略测量风车在一定风速下做功的功率,实验装置如图所示。
(1)观察实验装置可知,小明是通过测量细线对 做功的功率来测量风车做功的功率的;
(2)除了图中的实验器材,还必需的测量工具有: 、刻度尺和 ;
(3)实验时,逐渐增加挂在细线下的回形针数量,直到细线恰好缓慢 提升回形针为止,这是为了方便测量细线对回形针的拉力。若测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m,则风车做功的功率 ;
(4)实验过程中,风车转轴处总会有摩擦,这会使测得的风车功率与实际相比偏 (选填“大”或“小”);
(5)小明联想到同学们跳绳时克服重力做功的平均功率,若不计绳重,假设同学们起跳的平均高度相同、跳绳的快慢相同,则影响同学们跳绳功率的因素是 。
【答案】(1)回形针
(2) 秒表 天平
(3) 匀速
(4)小
(5)自身重力
【详解】(1)由实验装置可知,风车转起来时,回形针能被提起一定高度,所以是通过测量细线对回形针做功的功率测定风车做功的功率的。
(2)[1][2]由公式可知,要测细线对回形针做的功,需要用天平测出回形针的总质量m,用刻度尺测出回形针上升的高度h,由公式可知,要测出细线对回形针做功的功率,还需要秒表测出所用的时间t,故需要的测量工具有天平、刻度尺和秒表。
(3)[1]实验时,逐渐增加挂在细线下的回形针数量,直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止,此时回形针受力平衡,拉力等于重力,方便测量对回形针的拉力。
[2]根据公式和可知,风车做功的功率为
(4)实验过程中,风车转轴处总会有摩擦,克服风车转轴处摩擦消耗的能量,而总能量不变,提起重物做功较少,功率变小,使测得的风车功率与实际相比偏小。
(5)跳绳的快慢相同,根据公式可知,重力大的同学功率大,所以影响同学们跳绳功率的因素是自身重力。
11.某班同学进行登楼比赛,看谁做功快。甲、乙同学记录自己两次从一楼跑到相应楼层所用的时间,并将相关数据记录在表格中。(g取10N/kg)
学生
序号
学生的质量/kg
楼梯的高度/m
登楼做的功/J
所用的时间/s
甲
1
50
3
1500
5
2
50
3
1500
8
乙
3
54
6
12
4
54
3
1620
5
(1)第3次实验乙同学做的功 J。分析比较实验序号 ,可以得出的初步结论是:当做功所用时间相同时,做功越多,做功越快;
(2)分析比较序号1和2,可以得出的初步结论是 ;
(3)分析比较序号2与3,若要比较甲、乙两位同学做功的快慢,则可以比较 来确定哪位同学做功快。(选填“功与时间的比值”、“时间与功的比值”或“两者皆可”)
(4)分析比较以上实验数据,可以得出登楼做功最快的是序号 。在我们所学过的物理量中,类似于这种表示“快慢”的物理量有 (写出一个)。
【答案】(1) 3240 1、4
(2)做功相同,用时越短,做功越快
(3)两者皆可
(4) 4 速度
【详解】(1)[1]由表可知,第3次实验乙同学的质量,高度,所以做的功
[2]由表可知,做功时间相同的只有实验1和实验4,可以发现,实验4比实验1做的功多,故比较实验1和4,可初步得出结论:当做功所用时间相同时,做功越多,做功越快;
(2)由表可知,实验1和2:同一人(甲),质量、高度、做功都相同(1500 J),但时间不同(5s 与8s)。可以发现时间少的做功快,即可初步得出结论:做相同的功,所用时间越少,做功越快。
(3)由表可知,实验2与3:做功不同(1500J 与3240J),时间不同(8s与12s),比较做功快慢要用功与时间的比值(功率),比值越大做功越快,也可以比较时间与功的比值(功率的倒数),比值小的做功快。
(4)[1]根据,可得
可以发现最大的是实验4为324W,即第4次登楼做功最快。
[2]利用比值法定义的物理量除了功率,还有速度(路程与时间之比)
三.功和功率的区别和联系(共5小题)
12.关于功和功率,下列说法正确的是( )
A.做功越多,功率一定越大 B.功率越大,做功一定越快
C.功率小的机器做功一定少 D.做功时间越短,功率一定越大
【答案】B
【详解】A.因为功率还与时间有关,如果做功多但用时很长,功率可能很小。故A错误;
B.功率的物理意义就是描述做功的快慢,功率越大,意味着单位时间内完成的功越多,也就表明做功一定越快,故B正确;
C.功率小只是单位时间做功少,如果工作时间很长,做的总功可以很多。故C错误;
D.如果时间短但做的功非常少,功率也可能很小。故D错误。
故选B。
13.关于功和功率,下列说法正确的是( )
A.做功快的机械,功率一定大
B.做功多的机械,功率一定大
C.功率大的机械,一定更省力
D.功率小的机械,做功时间一定长
【答案】A
【详解】A.功率是表示做功快慢的物理量,做功快的机械,功率一定大,故A正确;
B.功率等于功与时间的比值,做功多,但如果所用时间很长,功率不一定大,故B错误;
C.功率大小与机械是否省力没有必然联系,功率反映的是做功的快慢,故C错误;
D.功率小的机械,若做功少,做功时间不一定长,因为做功时间还与做功的多少有关,故D错误。
故选A。
14.如图所示是关于机械功的部分知识网络建构图,关于图中①②③④的理解正确的是( )
A.①比值 ③快慢
B.②乘积 ④快慢
C.①乘积 ④多少
D.②比值 ③多少
【答案】D
【详解】功等于力与物体在力的方向上移动距离的乘积,即①是乘积;功率等于功与做功所用时间的比值,即②是比值;做功的多少叫功,功率表示做功的快慢,所以③是多少,④是快慢,故ABC错误,D正确。
故选D。
15.功率是表示物体 的物理量,功率大的机械做功 快,做功 多(后两空选填“一定”或“不一定”)。
【答案】 做功快慢 一定 不一定
【详解】[1][2]把物体单位时间内做的功定义为功率,它表示物体做功的快慢;功率越大的机械做功越快,功率越小的机械做功越慢。
[3]由可知,物体做的功与功率和时间都有关,功率大,若做功时间短,那物体做的功不一定多。
16.甲汽车发动机的功率为78千瓦,以此功率运行时,表示每秒钟做功 焦。乙汽车发动机的功率为66千瓦,两台发动机正常工作时,甲机器做功 比乙慢,甲机器做功 比乙多。(后两格均选填“一定”、“可能”或“不可能”)
【答案】 78000J 不可能 可能
【详解】[1]由题可知
甲汽车以此功率运行时,由可得,甲汽车每秒钟做功为
[2]功率是表示物体做功快慢的物理量,即单位时间内做功多少的物理量,由于甲汽车的功率78kW大于乙汽车的功率66kW,故甲机器做功不可能比乙慢。
[3]由可知,物体做功的多少与功率大小和做功时间都有关系,在不知道甲、乙机器做功时间的情况下,仅凭功率大小不能判断甲机器与乙机器谁做功多。故两台发动机正常工作时,甲做功有可能比乙多。
四.利用 P=计算功率(共10小题)
17.在2024年中考体能测试中,某同学选择跳绳。他在0.5min内跳了80次,每次跳离地面的高度为4cm。设他每跳一次所用的时间相等,则他跳绳时的功率最接近( )
A.5W B.50W C.500W D.5000W
【答案】B
【详解】由生活常识可知,初中生的重力约
每次跳离地面的高度为
该同学跳绳做的总功为
总时间为
则跳绳时的功率为,最接近50W。
故选B。
18.体育课上,甲、乙两同学进行爬竿比赛,甲匀速爬上竿顶用时9s,乙匀速爬到竿顶用时10s。若甲、乙两人体重之比为5∶6,则他们爬竿的功率之比是( )
A.4∶3 B.3∶4 C.27∶25 D.25∶27
【答案】D
【详解】爬竿时克服重力做功,由于甲、乙爬的是同一根竿,h相同,因此他们爬竿的功的比值为
他们爬竿的功率的比值为
19.如图甲所示,在水平地面上的一物体受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示,以下说法正确的是( )
A.2~4s,物体所受的合力为0N
B.2~4s,物体受到的摩擦力是3N
C.4~6s,物体受到的推力做功16J
D.4~6s,物体受到的推力做功的功率为16W
【答案】C
【详解】A.由图乙中的v-t图像可知,2~4s内,物体处于加速直线运动,处于非平衡状态,合力不为0,故A错误;
B.由图乙中的v-t图像可知,4~6s内,物体处于匀速直线运动,处于平衡状态,由图乙中的F-t图像可知,此时
由于2~6s内,物体处于运动状态,物体所处的接触面的粗糙程度不变,接触面所受的压力不变,所以滑动摩擦力不变,即,故B错误;
C.由图乙中的v-t图像可知,4~6s内,物体通过的路程为
推力所做的功为,故C正确;
D.4~6s,物体受到的推力做功的功率为,故D错误。
故选C。
20.跳绳者的重力,跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示。根据图中所给条件,估算出此跳绳者在1min内克服重力做功的平均功率是( )
A. B. C.90W D.90kW
【答案】C
【详解】跳绳者起跳的最大高度
每跳一次克服重力做功
跳一次所用时间为,1min内所跳的次数(次)
克服重力做功
跳绳者在1min内克服重力做功的平均功率为
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
21.起重机用时将的货物从地面竖直吊升了,然后用时吊着货物水平移动了。起重机前对货物做功 ;整个过程中,起重机对货物做功的功率为 。(取)
【答案】 3000 100
【详解】[1]货物的重力为
起重机前将货物从地面竖直吊升了3m,对货物做功
[2]后20s,货物水平移动,起重机对货物做功为0,则起重机对货物做的总功为
整个过程中,起重机对货物做功的功率为
22.如图所示,质量为50kg的同学在做仰卧起坐运动。若该同学上半身的质量约为全身质量的,她在内做了50个仰卧起坐,每次上半身仰卧起坐重心上升的高度均为,则她在内克服重力做的功为 J,功率为 W。
【答案】 3000 50
【详解】[1][2]该同学上半身的重力
故她在内克服重力做的功
克服重力做功的功率
23.如图所示是图书馆里的智能服务机器人,重力为450N,其内置电动机为机器人提供300N的水平动力,机器人在水平地面上6s内匀速前进了5m。机器人所受的重力做功 J,水平动力做的功是 J,动力做功的功率是 W。
【答案】 0 1500 250
【详解】[1]机器人没有在重力的方向上移动距离,所以机器人所受的重力做功。
[2]水平动力做的功为
[3]动力做功的功率为
24.如图所示是一种智能装卸机器人,它能够代替人工进行货物装卸。该机器人在10s内将重为8000N的货物沿竖直方向匀速提升2m。求:
(1)机器人提升货物做的功。
(2)机器人提升货物做功的功率。
【详解】(1)机器人提升货物做的功
(2)机器人提升货物做功的功率
25.垃圾清扫车在创建卫生城市中大显身手。如图所示,一辆垃圾清扫车在清扫任务完成后,沿平直的路面匀速直线行驶,到达垃圾处理站,用时,行驶过程中垃圾清扫车受到的牵引力恒为。求:
(1)垃圾清扫车受到的牵引力做功是多少?
(2)垃圾清扫车受到的牵引力做功的功率是多少?
【详解】(1)垃圾清扫车受到的牵引力做的功为
(2)已知垃圾清扫车行驶的时间
垃圾清扫车受到的牵引力做功的功率
26.科技引领未来,如图所示的是某国产双人智能电动飞行汽车,其质量为360kg,底杠与水平地面的总接触面积为,最大起飞质量为560kg。测试时飞行汽车以最大起飞质量在20s内匀速竖直上升100m。求:
(1)飞行汽车单独静止在水平地面上时对地面的压强。
(2)测试过程中,飞行汽车克服所受的重力做的功。
(3)测试过程中,飞行汽车克服所受的重力做功的功率。
【详解】(1)飞行汽车静止在水平地面上时,对地面的压力等于其自身重力
受力面积
飞行汽车对地面的压强为
(2)测试时飞行汽车以最大起飞质量匀速竖直上升,其总重力为
克服重力做的功为
(3)克服重力做功的功率为
五.利用 P=Fv计算功率(共9小题)
27.在同一水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉同一物体两次,两次运动的图像如图所示.其对应的弹簧测力计示数分别为、,所做功的功率分别为、,则它们的关系正确的是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【详解】物体在水平面上做匀速直线运动时,拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等。从图像能看出,两次物体的运动图像都是过原点的直线,说明物体都做匀速直线运动,因此两次的拉力都等于滑动摩擦力。同一物体、同一水平面,滑动摩擦力的大小只与压力和接触面粗糙程度有关,这两个条件都不变,所以滑动摩擦力相等,即,功率的计算公式为
从图像可知,相同时间第一次通过的路程更大,可以判断第一次的速度更大,说明,因为,结合,可得。
故选D。
28.如图所示,用力F将一个质量为10kg的物块沿斜面(与水平面成30°角)匀速拉往高处,若拉力F的功率为24W,物块受摩擦力大小为30N,则拉物块的速度为( )
A.0.2m/s B.0.3m/s C.0.4m/s D.0.8m/s
【答案】B
【详解】已知斜面与水平面的夹角为30°,由数学知识可知,斜面的长度与斜面高度的关系为
拉力做的总功为
有用功为
额外功为
因
即
则
则拉物块的速度为
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
29.一只木箱放在水平地面上,地面上各处粗糙程度相同。对木箱施加一个方向不变的水平推力F(如图甲):F的大小与时间t的关系、木箱的运动速度v与时间t的关系图象如图乙所示。以下说法不正确的是( )
A.0~2s内木箱所受摩擦力为1N
B.0~2s内推力F对木箱没有做功
C.2s~4s内推力F对木箱所做的功为6J
D.4s~6s内推力F对木箱做功的功率为8W
【答案】C
【详解】A.由v-t图像可知,0~2s内木箱静止,处于平衡状态,此时受到的静摩擦力与推力是一对平衡力,大小相等,据F-t图像可知,此时的推力是1N,则此时木箱受到的摩擦力是1N,故A正确,不符合题意;
B.0~2s内推力F未将物体推动,即有力无距离,因此推力不做功,故B正确,不符合题意;
C.2s~4s内物体做加速运动,运动的距离为构成三角形的面积,则距离为
推力F对木箱所做的功为,故C错误,符合题意;
D.由v-t图像可知,4s~6s内物体做匀速直线运动,速度为4m/s,此时的推力是2N,则推力的功率为,故D正确,不符合题意。
故选C。
30.甲、乙两辆汽车在水平公路上匀速行驶,它们功率相同,行驶速度之比v甲:v乙=2:3,在相同的时间内,甲、乙两车牵引力做功之比为 ,牵引力之比为 ,该过程中汽车重力做功为 J。
【答案】 1:1 3:2 0
【详解】[1]它们功率相同,在相同的时间内,根据可知甲、乙两车牵引力做功之比
[2]根据
可知牵引力之比为
[3]汽车在行驶过程中,没有在重力的方向上通过距离,故不做功,该过程中汽车重力做功为0。
31.如图所示,木板B置于水平地面上,物块A叠放于B上。水平拉力F1=70N,水平拉力F2=50N。B静止,A沿木板B以10cm/s的速度向右匀速滑动。则拉力F2的功率为 W,地面对木板B的摩擦力为 N,方向向 (选填“左”或“右”)。
【答案】 5 20 右
【详解】[1]拉力F2的功率
[2][3]物体A做匀速直线运动,受到的水平向右的拉力F2和B对A水平向左的摩擦力平衡,大小相等,即
由力的相互性可知,B对A水平向左的摩擦力与A对B水平向右的摩擦力大小相等,即
B静止,处于平衡状态,受到平衡力的作用,由于,则地面对木板B施加一个向右的摩擦力,大小为
32.如图甲所示,水平地面上的物体在水平推力的作用下做直线运动。当水平推力为F1时,物体运动的路程与时间关系如图乙所示;当水平推力为F2时,物体运动的速度与时间关系如图丙所示。若0~2s,两次推力分别为F1、F2,则F1 F2;若两次推力做功的功率分别为P1、P2,则P1 P2。(均选填“>”“<”或“=”)
【答案】 = <
【详解】[1]据乙图s-t图像可知,物体做匀速直线运动,速度为
此时物体处于平衡状态,推力与摩擦力是一对平衡力,大小相等;丙图中物体做匀速直线运动,速度为,处于平衡状态,推力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,由于两次运动过程中物体与地面间的压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,则两次推力大小相等,即。
[2]两次推力大小相等,,根据可知,。
33.拉杆箱因其使用方便,得到出差旅游人士的青睐,如图所示。如果拉杆箱质量(包含箱内物品)为。(取)
(1)小红同学的家距离车站720m,放假回家的小红同学拉着该箱子从车站到家用了15min,求小红同学的平均速度;
(2)如果小红同学用水平方向的力拉着箱子匀速行走时,对箱子的阻力是箱子所受重力的,求拉力做功的功率。
【详解】(1)小红同学的平均速度
(2)拉杆箱所受的重力
箱子被水平拉着做匀速直线运动,所以箱子处于平衡状态。在水平方向上,拉力F与阻力f是一对平衡力,大小相等,为
拉力做功的功率
34.为推动成渝双城经济圈建设,重庆金凤隧道主城区段于2024年4月28日正式通车。隧道全长约6km,设计最高时速60km/h。(不计车身长度)
(1)求汽车通过隧道至少需要的时间。
(2)若一辆功率为100kW的货车匀速通过该隧道用时8min,求货车的牵引力。
【详解】(1)汽车通过隧道至少需要的时间
(2)牵引力在8min内做的功
则货车的牵引力
35.河南是我国小麦的主要种植区之一,生产的小麦约占全国总产量的四分之一,素有粮食大省之称。如图所示是收割小麦的场景,装载车和收割机以相同的速度同向匀速直线运动,收割机每分钟将50kg粮食输送到装载车上。收割机空载时的质量为2×103kg,轮胎与地面的总接触面积为0.2m2。装载车空载时质量为1×103kg。(g取10N/kg,开始收割前车为空载状态,设装载车始终在水平地面上,不计空气阻力)求:
(1)装载车和收割机以相同的速度同向匀速直线运动时,以装载车为参照物收割机是 的。
(2)收割机空载时对水平地面的压强。
(3)工作50min后收割机停止向装载车输送小麦,装载车又以4m/s的速度匀速直线运动了10min,若车受到的阻力为车总重力的0.2倍,求停止输送小麦后装载车的牵引力的功率。
【详解】(1)装载车和收割机以相同的速度同向匀速直线运动,它们之间的相对位置没有发生变化,所以以装载车为参照物,收割机是静止的。
(2)收割机空载时对水平地面的压力
收割机空载时对水平地面的压强
(3)工作50min后,装载车上小麦的总质量
此时装载车的总质量
装载车的总重力
装载车受到的阻力
因为装载车匀速直线运动,所以牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等。装载车的牵引力
装载车的牵引力的功率
六.功率的估算(共5小题)
36.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.IW B.10W
C.100W D.1000W
【答案】C
【详解】初中生的质量约为50kg,每一层楼的高度为3m,从一楼走到三楼,上升的高度为6m;从一楼走到三楼做功
从一楼走到三楼的时间为30s,则他上楼时的功率
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
37.下列物理量的估测符合实际情况的是( )
A.从地上捡起一只鸡蛋并把它缓缓举过头顶,所做的功约为10J
B.中学生正常上楼功率约为1500W
C.中学生骑自行车的功率约为80W
D.小明完成一次俯卧撑做的功约为2000J
【答案】C
【详解】A.一只鸡蛋的重力约为0.5N,从地上捡起一只鸡蛋并把它缓缓举过头顶,鸡蛋上升的高度约为2m,所做的功约为,故A不符合题意;
B.中学生的重力约为500N,每层楼的高度约为3m,上一层楼的时间约为15s,正常上楼功率约为,故B不符合题意;
C.中学生骑自行车时的动力约为16N,速度约为5m/s,其骑车的功率约为,故C符合题意;
D.中学生的重力约为500N,完成一次俯卧撑,重心上升高度约为0.4m,做的功约为,故D不符合题意。
故选C。
38.对物理量的估测,是一种良好的学习习惯,也是学好物理的基本功之一。下列关于物理量的估测中,最符合实际情况的是( )
A.中学生从地上拿起篮球举过头顶,对篮球做功约1J
B.一枚鸡蛋从二楼落到地面,重力做功约150J
C.中学生爬楼梯的功率约6W
D.中学生跳绳的功率约60W
【答案】D
【详解】A.篮球的质量约500g,受到的重力为G=mg=0.5kg×10N/kg=5N,从地上拿起篮球,并把它缓缓举过头顶,通过的距离大约2m,所以对篮球做的功大约为W=Gh=5N×2m=10J,故A不符合题意;
B.鸡蛋的重力约为0.5N,从二楼落到地面的距离约为6m,一枚鸡蛋从二楼落到地面,重力做功约W=Gh=0.5N×6m=3J,故B不符合题意;
C.中学生的质量约为50kg,体重(重力)为,一层楼的高度在3m左右,中学生上一层楼的时间在15s左右,爬楼的功率为,故C不符合题意;
D.中学生的体重在500N左右,跳绳高度约为0.05m,1min内大约跳150个,1min内做功:W=150Gh=150×500N×0.05m=3750J,跳绳时克服重力做功的平均功率:,故D符合题意。
故选D。
39.如图所示,物体重力为100N,不计摩擦及滑轮与绳的重力,当用力F匀速提升物体时,力F的大小为 N,在此过程中,物体的动能 (选填“变大”、“变小”或“不变“);若物体在2s内被提高2m,则拉力F做功的功率为 W。
【答案】 100 不变 100
【详解】[1]由图可知,滑轮为定滑轮,可以改变力的方向但不能省力,故不计摩擦及滑轮与绳的重力时,当用力F匀速提升物体时,力F的大小为物体的重力,即100N。
[2]在此过程中,物体的速度不变,故动能不变。
[3]物体运动速度为
则拉力F做功的功率为
40.如图所示,固定齿轮自行车又称单速车,是一种没有飞轮的自行车.结构简单,只有一个车架、两个轮子、一个车把和座子.短时功率可以达到1 (选填“J”、“W”、“kW” ),它的物理意义是 .
【答案】 kW; 自行车每秒做功1000J
【详解】[1]自行车行驶时,牵引力约为60N,自行车行驶速度约为10m/s,此时功率
P==Fv=60N×10m/s=600W,
实际角度考虑,还需要克服空气阻力做功,短时功率可以达到1kW;
[2]自行车短时功率可以达到1kW,它的物理意义是自行车每秒做功1000J.
七.比较功率的大小(共6小题)
41.如图所示,华山素有“奇险天下第一山”之称,是国家AAAAA级旅游景区,位于陕西省渭南华阴市境内,南接秦岭,北瞰黄渭。周末,小明一家自驾去爬华山,小明和爸爸进行了一场爬山比赛,他们从同一位置出发,沿相同路线往上爬,同时到达了金锁关。已知爸爸的体重比小明重,则下列说法正确的是( )
A.小明所做的功比爸爸多
B.小明和爸爸所做的功一样多
C.小明做功的功率和爸爸一样
D.爸爸做功的功率一定比小明大
【答案】D
【详解】AB.已知爸爸的体重比小明重,他们从同一位置出发,沿相同路线往上爬,同时到达了金锁关,上升的高度相同,根据得到爸爸所做的功比小明多,故AB错误;
CD.爸爸和小明爬山所用的时间相同,根据可知爸爸做功的功率比小明大,故C错误,D正确。
故选D。
42.小宇同学先后两次沿水平方向拉动同一物体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,不正确的是( )
A.两次物体所受的拉力:F1>F2
B.0~4s两次拉力对物体所做的功:W1>W2
C.两次物体运动的速度:v1>v2
D.0~4s两次拉力对物体做功的功率:P1>P2
【答案】A
【详解】A.同一物体的重力不变,对水平面的压力不变;在同一水平面上运动,接触面的粗糙程度相同,故两次拉动物体时,物体受到的摩擦力相等;由图像可知,两次物体都做匀速直线运动,说明物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以,两次物体所受的拉力,故A错误,符合题意;
BD.由图像可知,0~4s物体第一次通过的路程为4m,第二次通过的路程为2m,又知两次拉力相等,根据可知0~4s两次拉力对物体所做的功
由可知两次拉力对物体做功的功率,故BD正确,不符合题意;
C.由图像可知,0~4s物体第一次通过的路程为4m,第二次通过的路程为2m,由可知两次物体运动的速度为,故C正确,不符合题意。
故选A。
43.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】由图像可知,物体做匀速直线运动,拉力等于摩擦力,同一物体对水平面的压力相等,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W=Fs可知,运动的距离越远,所做的功越大,由图可知,sOA>sAB,则WOA>WAB;由图像可知,OA段运动的时间tOA=6s,AB段运动的时间tAB=12s-6s=6s
则OA段和AB段运动的时间相同,都是6s,根据可知,相同时间,做的功越多,功率就越大,则POA>PAB;综上,WOA>WAB,POA>PAB,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
44.如图所示,小明的教室在五楼,通常他上楼需,有一次他跑步上楼只花了40s。这两种情况下,小明做的功是 的,做功的功率是 的。选填“相同”或“不同”
【答案】 相同 不同
【详解】[1][2]小明的重力不变,这两种情况下,根据可知,爬楼高度相同,则小明做的功是相同的。第一次爬楼所用时间为
根据可知,两次情况爬楼所用时间不同,做功的功率不同。
45.如图甲,物体在水平地面上做直线运动。当物体运动的路程和时间图像如图乙时,受到的水平推力为;当物体运动的速度和时间图像如图丙时,受到的水平推力为。两次推力的功率 (选填“>”、“=”或“<”)
【答案】<
【详解】由图乙可知,物体做匀速直线运动。根据二力平衡条件,此时物体受到的水平推力和摩擦力f 大小相等,即,物体的速度
由图丙可知,物体的速度不随时间变化,做匀速直线运动。根据二力平衡条件,水平推力和摩擦力 f 大小相等,即,此时物体的速度 ,因为物体在两种情况下受到的摩擦力 f 相同(同一物体在同一水平地面,压力和接触面粗糙程度不变),所以,,根据功率公式 则有,,故。
46.老旧小区没装电梯的情况下,李师傅送水时会选择将水扛上楼,第一次李师傅用2min将一桶水从一楼送到四楼,第二次用5min将同样的一桶水从一楼送到六楼,两次送水过程中李师傅对水桶做的功分别为,对水桶做功的功率分别为,则 , 。
【答案】
【详解】[1]从一楼到四楼,上升的楼层数为3层;从一楼到六楼,上升的楼层数为5层。
设每层楼的高度为h,第一次送水上升的高度,第二次送水上升的高度。
因为水的重力G不变,根据,可得第一次送水做功
第二次送水做功
则李师傅对水桶做的功之比
[2]已知第一次送水时间,第二次送水时间,则
由,则李师傅对水桶做功的功率之比
八.功率的测量(共5小题)
47.小明和同学准备开展“比一比谁在爬楼过程中的功率大”的活动,下列说法不正确的是( )
质量m/kg
楼梯高度h/m
爬楼时间t/s
①
A.表格①处应该填的项目是功率P/W
B.同一个同学可以通过比较前后两次爬到五楼所用的时间来比较功率大小
C.小明和小李都爬到5楼,可以通过比较两个同学体重的大小来比较谁的功率大
D.爬楼功率越大,做功越快
【答案】C
【详解】A.题目中需要比较功率的大小,因此表格中需要记录功率。表格中已列出质量、楼梯高度、爬楼时间,需计算功率因此空格处应填功率P/W,故A正确,不符合题意;
B.同一同学体重和高度相同,根据可知,功率与时间成反比,比较时间即可判断功率大小,故B正确,不符合题意;
C.小明和小李爬到5楼(高度相同),根据可知,功率由体重和时间共同决定,仅比较体重无法确定功率大小,故C错误,符合题意;
D.功率的物理意义是做功快慢,功率越大,做功越快,故D正确,不符合题意。
故选C。
48.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,不能屈臂。这样上拉下放,可达到锻炼臂力和腹肌的目的。物理实践活动时,小林连续做了10次规范的引体向上,现粗略测算小林做引体向上的功率,实验记录如下表所示。(g取)
质量
完成10次的时间
每次重心升高的高度
功率
60
60
0.7
(1)实验中需要的测量器材有:体重计、 和 。
(2)小林引体向上的功率为 W。
(3)同组的小华同学也在60s内完成了10次规范的引体向上动作,小组同学讨论后认为,小林和小华的功率不相等,理由是 (写出一点即可)。
【答案】(1) 秒表 刻度尺
(2)70
(3)质量不同(每次重心上升高度不同)
【详解】(1)[1][2]由表格中数据:质量 用体重计测量,完成 10 次的时间 用秒表测量,每次重心升高的高度用刻度尺测量
(2)由表可得一次引体向上做功,则完成10 次引体向上所作的总功
,完成10次所用时间 ,则功率
(3)两人质量有可能不同,即使质量相同,每次引体向上重心上升的高度也可能不同,都会导致功率不同。
49.小明和小华想测量自己通常情况下爬楼的功率。实验原理是 ;需要的测量器材有磅秤、米尺、 。他们给出了以下2种方法:小明认为每天测1次自己正常爬楼的功率,一个星期后把测得的功率求平均值;小华认为在1h内不间断地爬楼n次,最后求出n次爬楼功率的平均值。其中 (选填“小明”或“小华”)求得的平均功率值,能较准确地反映他通常情况下爬楼的功率。
【答案】 秒表/停表 小明
【详解】[1]爬楼的过程就是克服重力做功的过程,所以爬楼的功率为
[2]要计算功率,需要测量:人的质量m(用磅秤);爬楼的高度h(用米尺);爬楼的时间t(用秒表或停表);因此还需要的器材是秒表(或停表)。
[3]实验目的是测量“通常情况下爬楼的功率”,即日常单次、非疲劳状态下的功率。小明的方法:每天测1次正常爬楼的功率,一周后求平均。每次测量都是正常状态,能反映日常爬楼的真实功率。小华的方法:1小时内不间断爬n次,此时人处于疲劳状态,爬楼速度和功率会下降,不能反映“通常情况”的功率。因此小明的方法更准确。
50.“1分钟跳绳”是多地体育测试的自选项目之一,小南想估测自己跳绳时的功率(不计绳重),将下列步骤补充完整。
(1)用体重秤测量自己的 ;(填物理量及其符号)
(2)估测自己每次跳起的平均高度h;
(3)用测量跳n次绳所用的时间t(填物理量及其符号);
(4)小南跳绳的功率P= ;(用物理量符号表示)
(5)若要比较小南和其他同学跳绳的功率大小,(设跳起的平均高度相同)则 。
A.跳绳快的功率一定大
B.跳绳的快慢相同时,体重大的功率大
C.体重相同时,跳的个数越多的功率越大
D.体重相同时,跳的时间越长的功率越大
【答案】 质量m B
【详解】[1]估测自己跳绳时的功率,根据需要测出在一段时间里做的功。要知道跳绳时克服重力做的功,就要测出自己的质量m和跳起的高度h.,算出跳一次做的功,再数出在一段时间里跳的次数。算出总功,由秒表测出时间,就可由功率公式算出功率。因此需要测量自己的质量m。
[2]自己所受的重力为G=mg;每次克服重力所做的功
则跳n次所做的总功
则跳绳的平均功率
[3]A.起跳的高度相同,不知道体重的大小,不能得到做功的多少,无法根据跳绳的快慢比较功率的大小,故A不符合题意;
B.起跳的高度相同,跳绳的快慢相同,体重越大,所做的功越多,时间相同,根据可知,体重大的功率大,故B符合题意;
C.体重相同,起跳的高度相同,跳的个数越多的克服重力做功越多,但不知道时间,无法判定功率的大小,故C不符合题意;
D.体重相同,起跳的高度相同,由于不知道跳绳的个数无法判定功的大小,所以根据跳的时间无法判定功率的大小,故D不符合题意。
故选B。
51.小明同学利用所学的物理知识测量自己引体向上时克服重力做功的平均功率。
(1)用 测量自己的质量m。
(2)用刻度尺测出自己每次引体向上的平均高度h。
(3)用 测出引体向上n次所用的 (填物理量与其对应字母)。
(4)引体向上时,克服自身重力的平均功率P= (用所测物理量和已知量符号表示)。
(5)小华和小明引体向上的平均高度相同,假设把每分钟做引体向上的平均次数定义为频率。则( )
A.体重相同,频率高的平均功率小
B.频率相同,引体向上时间长的平均功率大
C.频率相同,体重大的平均功率大
D.体重相同,引体向上时间长的平均功率大
(6)若小华的质量为60kg,每次重心上升高度为40cm,每分钟引体向上25次,在1min内他克服重力做功的平均功率为 W。(g取10N/kg)
【答案】 体重秤 秒表 时间t C 100
【详解】[1]人的质量超过了天平的量程,所以可以用体重秤测量自己的质量。
[2][3]测出了人的质量、引体向上的平均高度h,根据,可以计算克服重力所做的功,由可知,只有测出时间,就可以计算功率,所以用秒表测出引体向上n次所用的时间t。
[4] 引体向上n次所做的功为,结合 可得,克服自身重力的平均功率
[5]A.体重相同,频率高,在相同时间里做的功多,所以功率大,故A错误;
B.频率相同,由及频率的定义可知,平均功率与体重成正比,与引体向上的总时间无关,故B错误。
C.频率相同,体重大的,在相同时间里做的功多,功率大,故C正确;
D.根据可知,体重相同,由于n不知道,不能根据时间长短来判断功率的大小,故D错误。
故选C。
[6]每次重心上升高度为
一次克服重力做功
每分钟做功
克服重力做功的平均功率为
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第2节 功率
一.功率的定义及意义(共6小题)
二.探究比较做功快慢的方法(共5小题)
三.功和功率的区别和联系(共5小题)
四.利用 P=计算功率(共10小题)
五.利用 P=Fv计算功率(共9小题)
六.功率的估算(共5小题)
七.比较功率的大小(共6小题)
八.功率的测量(共5小题)
一.功率的定义及意义(共6小题)
1.甲、乙两台机器,甲的功率比乙的大。下列说法正确的是( )
A.甲做的功一定比乙多 B.甲做功一定比乙快
C.甲做功的时间一定比乙少 D.做相同的功,甲用的时间一定比乙多
2.关于功率,下列说法正确的是( )
A.做功越多,功率越大
B.做功时间越短,功率越大
C.功率越大的机械,做功时间一定越短
D.单位时间内做功越多,功率越大
3.关于功、功率,下列说法中正确的是( )
A.做功越快的机械,功率越大 B.功率越大的机械,做功越多
C.火车做的功比汽车做的功多 D.运动得越慢的物体,功率越小
4.功率是表示物体 的物理量,某机器的功率为50瓦,其物理意义是该机器 。
5.甲机器的功率为瓦,乙机器的功率为瓦,两台机器正常工作时,甲做功 比乙慢,甲做功 比乙多(均选填“一定”“可能”或“不可能”)。
6.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。
二.探究比较做功快慢的方法(共5小题)
7.探究做功的快慢与做功多少的关系时,要保持做功时间不变,采用的方法是( )
A.转换法 B.类比法 C.控制变量法 D.理想模型法
8.热火朝天的建筑工地上正在进行一场有趣的挖坑比赛。在1min内,挖掘机挖了一个直径1.2m的大坑,工人师傅挖了一个直径40cm的小浅坑,情境如图所示。关于此次比赛,下列说法正确的是( )
A.挖掘机做功多,做功快,功率大
B.挖掘机做功多,做功慢,功率小
C.工人做功多,做功慢,功率大
D.工人做功少,做功快,功率小
9.我们可以用两种方法来比较物体做功的快慢,方法一:相同时间,比较做功的多少;方法二;做相同的功,比较完成所用的时间。如图所示是挖掘机(甲)和人(乙)同时开始工作到某时刻的情形,你认为 (选填“甲”或“乙”)做功更少,用方法 (选填“一”或“二”)可以更方便比较甲、乙做功的快慢。
10.风车是利用风力做功的装置。小明制作了一架小风车,风车转起来时,回形针能被提起一定高度,他想粗略测量风车在一定风速下做功的功率,实验装置如图所示。
(1)观察实验装置可知,小明是通过测量细线对 做功的功率来测量风车做功的功率的;
(2)除了图中的实验器材,还必需的测量工具有: 、刻度尺和 ;
(3)实验时,逐渐增加挂在细线下的回形针数量,直到细线恰好缓慢 提升回形针为止,这是为了方便测量细线对回形针的拉力。若测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m,则风车做功的功率 ;
(4)实验过程中,风车转轴处总会有摩擦,这会使测得的风车功率与实际相比偏 (选填“大”或“小”);
(5)小明联想到同学们跳绳时克服重力做功的平均功率,若不计绳重,假设同学们起跳的平均高度相同、跳绳的快慢相同,则影响同学们跳绳功率的因素是 。
11.某班同学进行登楼比赛,看谁做功快。甲、乙同学记录自己两次从一楼跑到相应楼层所用的时间,并将相关数据记录在表格中。(g取10N/kg)
学生
序号
学生的质量/kg
楼梯的高度/m
登楼做的功/J
所用的时间/s
甲
1
50
3
1500
5
2
50
3
1500
8
乙
3
54
6
12
4
54
3
1620
5
(1)第3次实验乙同学做的功 J。分析比较实验序号 ,可以得出的初步结论是:当做功所用时间相同时,做功越多,做功越快;
(2)分析比较序号1和2,可以得出的初步结论是 ;
(3)分析比较序号2与3,若要比较甲、乙两位同学做功的快慢,则可以比较 来确定哪位同学做功快。(选填“功与时间的比值”、“时间与功的比值”或“两者皆可”)
(4)分析比较以上实验数据,可以得出登楼做功最快的是序号 。在我们所学过的物理量中,类似于这种表示“快慢”的物理量有 (写出一个)。
三.功和功率的区别和联系(共5小题)
12.关于功和功率,下列说法正确的是( )
A.做功越多,功率一定越大 B.功率越大,做功一定越快
C.功率小的机器做功一定少 D.做功时间越短,功率一定越大
13.关于功和功率,下列说法正确的是( )
A.做功快的机械,功率一定大 B.做功多的机械,功率一定大
C.功率大的机械,一定更省力 D.功率小的机械,做功时间一定长
14.如图所示是关于机械功的部分知识网络建构图,关于图中①②③④的理解正确的是( )
A.①比值 ③快慢 B.②乘积 ④快慢 C.①乘积 ④多少 D.②比值 ③多少
15.功率是表示物体 的物理量,功率大的机械做功 快,做功 多(后两空选填“一定”或“不一定”)。
16.甲汽车发动机的功率为78千瓦,以此功率运行时,表示每秒钟做功 焦。乙汽车发动机的功率为66千瓦,两台发动机正常工作时,甲机器做功 比乙慢,甲机器做功 比乙多。(后两格均选填“一定”、“可能”或“不可能”)
四.利用 P=计算功率(共10小题)
17.在2024年中考体能测试中,某同学选择跳绳。他在0.5min内跳了80次,每次跳离地面的高度为4cm。设他每跳一次所用的时间相等,则他跳绳时的功率最接近( )
A.5W B.50W C.500W D.5000W
18.体育课上,甲、乙两同学进行爬竿比赛,甲匀速爬上竿顶用时9s,乙匀速爬到竿顶用时10s。若甲、乙两人体重之比为5∶6,则他们爬竿的功率之比是( )
A.4∶3 B.3∶4 C.27∶25 D.25∶27
19.如图甲所示,在水平地面上的一物体受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示,以下说法正确的是( )
A.2~4s,物体所受的合力为0N
B.2~4s,物体受到的摩擦力是3N
C.4~6s,物体受到的推力做功16J
D.4~6s,物体受到的推力做功的功率为16W
20.跳绳者的重力,跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示。根据图中所给条件,估算出此跳绳者在1min内克服重力做功的平均功率是( )
A. B. C.90W D.90kW
21.起重机用时将的货物从地面竖直吊升了,然后用时吊着货物水平移动了。起重机前对货物做功 ;整个过程中,起重机对货物做功的功率为 。(取)
22.如图所示,质量为50kg的同学在做仰卧起坐运动。若该同学上半身的质量约为全身质量的,她在内做了50个仰卧起坐,每次上半身仰卧起坐重心上升的高度均为,则她在内克服重力做的功为 J,功率为 W。
23.如图所示是图书馆里的智能服务机器人,重力为450N,其内置电动机为机器人提供300N的水平动力,机器人在水平地面上6s内匀速前进了5m。机器人所受的重力做功 J,水平动力做的功是 J,动力做功的功率是 W。
24.如图所示是一种智能装卸机器人,它能够代替人工进行货物装卸。该机器人在10s内将重为8000N的货物沿竖直方向匀速提升2m。求:
(1)机器人提升货物做的功。
(2)机器人提升货物做功的功率。
25.垃圾清扫车在创建卫生城市中大显身手。如图所示,一辆垃圾清扫车在清扫任务完成后,沿平直的路面匀速直线行驶,到达垃圾处理站,用时,行驶过程中垃圾清扫车受到的牵引力恒为。求:
(1)垃圾清扫车受到的牵引力做功是多少?
(2)垃圾清扫车受到的牵引力做功的功率是多少?
26.科技引领未来,如图所示的是某国产双人智能电动飞行汽车,其质量为360kg,底杠与水平地面的总接触面积为,最大起飞质量为560kg。测试时飞行汽车以最大起飞质量在20s内匀速竖直上升100m。求:
(1)飞行汽车单独静止在水平地面上时对地面的压强。
(2)测试过程中,飞行汽车克服所受的重力做的功。
(3)测试过程中,飞行汽车克服所受的重力做功的功率。
五.利用 P=Fv计算功率(共9小题)
27.在同一水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉同一物体两次,两次运动的图像如图所示.其对应的弹簧测力计示数分别为、,所做功的功率分别为、,则它们的关系正确的是( )
A., B.,
C., D.,
28.如图所示,用力F将一个质量为10kg的物块沿斜面(与水平面成30°角)匀速拉往高处,若拉力F的功率为24W,物块受摩擦力大小为30N,则拉物块的速度为( )
A.0.2m/s B.0.3m/s C.0.4m/s D.0.8m/s
29.一只木箱放在水平地面上,地面上各处粗糙程度相同。对木箱施加一个方向不变的水平推力F(如图甲):F的大小与时间t的关系、木箱的运动速度v与时间t的关系图象如图乙所示。以下说法不正确的是( )
A.0~2s内木箱所受摩擦力为1N B.0~2s内推力F对木箱没有做功
C.2s~4s内推力F对木箱所做的功为6J D.4s~6s内推力F对木箱做功的功率为8W
30.甲、乙两辆汽车在水平公路上匀速行驶,它们功率相同,行驶速度之比v甲:v乙=2:3,在相同的时间内,甲、乙两车牵引力做功之比为 ,牵引力之比为 ,该过程中汽车重力做功为 J。
31.如图所示,木板B置于水平地面上,物块A叠放于B上。水平拉力F1=70N,水平拉力F2=50N。B静止,A沿木板B以10cm/s的速度向右匀速滑动。则拉力F2的功率为 W,地面对木板B的摩擦力为 N,方向向 (选填“左”或“右”)。
32.如图甲所示,水平地面上的物体在水平推力的作用下做直线运动。当水平推力为F1时,物体运动的路程与时间关系如图乙所示;当水平推力为F2时,物体运动的速度与时间关系如图丙所示。若0~2s,两次推力分别为F1、F2,则F1 F2;若两次推力做功的功率分别为P1、P2,则P1 P2。(均选填“>”“<”或“=”)
33.拉杆箱因其使用方便,得到出差旅游人士的青睐,如图所示。如果拉杆箱质量(包含箱内物品)为。(取)
(1)小红同学的家距离车站720m,放假回家的小红同学拉着该箱子从车站到家用了15min,求小红同学的平均速度;
(2)如果小红同学用水平方向的力拉着箱子匀速行走时,对箱子的阻力是箱子所受重力的,求拉力做功的功率。
34.为推动成渝双城经济圈建设,重庆金凤隧道主城区段于2024年4月28日正式通车。隧道全长约6km,设计最高时速60km/h。(不计车身长度)
(1)求汽车通过隧道至少需要的时间。
(2)若一辆功率为100kW的货车匀速通过该隧道用时8min,求货车的牵引力。
35.河南是我国小麦的主要种植区之一,生产的小麦约占全国总产量的四分之一,素有粮食大省之称。如图所示是收割小麦的场景,装载车和收割机以相同的速度同向匀速直线运动,收割机每分钟将50kg粮食输送到装载车上。收割机空载时的质量为2×103kg,轮胎与地面的总接触面积为0.2m2。装载车空载时质量为1×103kg。(g取10N/kg,开始收割前车为空载状态,设装载车始终在水平地面上,不计空气阻力)求:
(1)装载车和收割机以相同的速度同向匀速直线运动时,以装载车为参照物收割机是 的。
(2)收割机空载时对水平地面的压强。
(3)工作50min后收割机停止向装载车输送小麦,装载车又以4m/s的速度匀速直线运动了10min,若车受到的阻力为车总重力的0.2倍,求停止输送小麦后装载车的牵引力的功率。
六.功率的估算(共5小题)
36.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.IW B.10W C.100W D.1000W
37.下列物理量的估测符合实际情况的是( )
A.从地上捡起一只鸡蛋并把它缓缓举过头顶,所做的功约为10J
B.中学生正常上楼功率约为1500W
C.中学生骑自行车的功率约为80W
D.小明完成一次俯卧撑做的功约为2000J
38.对物理量的估测,是一种良好的学习习惯,也是学好物理的基本功之一。下列关于物理量的估测中,最符合实际情况的是( )
A.中学生从地上拿起篮球举过头顶,对篮球做功约1J
B.一枚鸡蛋从二楼落到地面,重力做功约150J
C.中学生爬楼梯的功率约6W
D.中学生跳绳的功率约60W
39.如图所示,物体重力为100N,不计摩擦及滑轮与绳的重力,当用力F匀速提升物体时,力F的大小为 N,在此过程中,物体的动能 (选填“变大”、“变小”或“不变“);若物体在2s内被提高2m,则拉力F做功的功率为 W。
40.如图所示,固定齿轮自行车又称单速车,是一种没有飞轮的自行车.结构简单,只有一个车架、两个轮子、一个车把和座子.短时功率可以达到1 (选填“J”、“W”、“kW” ),它的物理意义是 .
七.比较功率的大小(共6小题)
41.如图所示,华山素有“奇险天下第一山”之称,是国家AAAAA级旅游景区,位于陕西省渭南华阴市境内,南接秦岭,北瞰黄渭。周末,小明一家自驾去爬华山,小明和爸爸进行了一场爬山比赛,他们从同一位置出发,沿相同路线往上爬,同时到达了金锁关。已知爸爸的体重比小明重,则下列说法正确的是( )
A.小明所做的功比爸爸多 B.小明和爸爸所做的功一样多
C.小明做功的功率和爸爸一样 D.爸爸做功的功率一定比小明大
42.小宇同学先后两次沿水平方向拉动同一物体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,不正确的是( )
A.两次物体所受的拉力:F1>F2 B.0~4s两次拉力对物体所做的功:W1>W2
C.两次物体运动的速度:v1>v2 D.0~4s两次拉力对物体做功的功率:P1>P2
43.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.,
44.如图所示,小明的教室在五楼,通常他上楼需,有一次他跑步上楼只花了40s。这两种情况下,小明做的功是 的,做功的功率是 的。选填“相同”或“不同”
45.如图甲,物体在水平地面上做直线运动。当物体运动的路程和时间图像如图乙时,受到的水平推力为;当物体运动的速度和时间图像如图丙时,受到的水平推力为。两次推力的功率 (选填“>”、“=”或“<”)
46.老旧小区没装电梯的情况下,李师傅送水时会选择将水扛上楼,第一次李师傅用2min将一桶水从一楼送到四楼,第二次用5min将同样的一桶水从一楼送到六楼,两次送水过程中李师傅对水桶做的功分别为,对水桶做功的功率分别为,则 , 。
八.功率的测量(共5小题)
47.小明和同学准备开展“比一比谁在爬楼过程中的功率大”的活动,下列说法不正确的是( )
质量m/kg
楼梯高度h/m
爬楼时间t/s
①
A.表格①处应该填的项目是功率P/W
B.同一个同学可以通过比较前后两次爬到五楼所用的时间来比较功率大小
C.小明和小李都爬到5楼,可以通过比较两个同学体重的大小来比较谁的功率大
D.爬楼功率越大,做功越快
48.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,不能屈臂。这样上拉下放,可达到锻炼臂力和腹肌的目的。物理实践活动时,小林连续做了10次规范的引体向上,现粗略测算小林做引体向上的功率,实验记录如下表所示。(g取)
质量
完成10次的时间
每次重心升高的高度
功率
60
60
0.7
(1)实验中需要的测量器材有:体重计、 和 。
(2)小林引体向上的功率为 W。
(3)同组的小华同学也在60s内完成了10次规范的引体向上动作,小组同学讨论后认为,小林和小华的功率不相等,理由是 (写出一点即可)。
49.小明和小华想测量自己通常情况下爬楼的功率。实验原理是 ;需要的测量器材有磅秤、米尺、 。他们给出了以下2种方法:小明认为每天测1次自己正常爬楼的功率,一个星期后把测得的功率求平均值;小华认为在1h内不间断地爬楼n次,最后求出n次爬楼功率的平均值。其中 (选填“小明”或“小华”)求得的平均功率值,能较准确地反映他通常情况下爬楼的功率。
50.“1分钟跳绳”是多地体育测试的自选项目之一,小南想估测自己跳绳时的功率(不计绳重),将下列步骤补充完整。
(1)用体重秤测量自己的 ;(填物理量及其符号)
(2)估测自己每次跳起的平均高度h;
(3)用测量跳n次绳所用的时间t(填物理量及其符号);
(4)小南跳绳的功率P= ;(用物理量符号表示)
(5)若要比较小南和其他同学跳绳的功率大小,(设跳起的平均高度相同)则 。
A.跳绳快的功率一定大
B.跳绳的快慢相同时,体重大的功率大
C.体重相同时,跳的个数越多的功率越大
D.体重相同时,跳的时间越长的功率越大
51.小明同学利用所学的物理知识测量自己引体向上时克服重力做功的平均功率。
(1)用 测量自己的质量m。
(2)用刻度尺测出自己每次引体向上的平均高度h。
(3)用 测出引体向上n次所用的 (填物理量与其对应字母)。
(4)引体向上时,克服自身重力的平均功率P= (用所测物理量和已知量符号表示)。
(5)小华和小明引体向上的平均高度相同,假设把每分钟做引体向上的平均次数定义为频率。则( )
A.体重相同,频率高的平均功率小
B.频率相同,引体向上时间长的平均功率大
C.频率相同,体重大的平均功率大
D.体重相同,引体向上时间长的平均功率大
(6)若小华的质量为60kg,每次重心上升高度为40cm,每分钟引体向上25次,在1min内他克服重力做功的平均功率为 W。(g取10N/kg)
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