11.4 功率 课时同步练习2021-2022学年苏科版九年级上册物理（word解析版）

第十一章
简单机械和功
11.4
功率
一．选择题（共11小题）
1．关于功率的说法正确的是（　　）
A．做功多的机械，功率一定大
B．功率大的机械，做功一定多
C．做功快的机械，功率一定大
D．做功时间短的机械，功率一定大
2．五一假期，小冯和爸爸一起去登茅山，小冯用了60min登到山顶，爸爸用了80min登上了山顶，爸爸的体重是小冯的1.5倍，则小冯与爸爸的登山功率之比为（　　）
A．9：8
B．8：9
C．1：2
D．2：1
3．人的心脏每跳一次大约输送8×10﹣5米3的血液，正常人血压（可看作心脏压送血液的压强）的平均值约为1.5×104帕。据此估测心脏平均功率约为（　　）
A．0.14W
B．1.4W
C．14W
D．140W
4．一辆汽车在平直路面上匀速行驶，在t＝0时刻将汽车发动机的输出功率调大为另一个恒定值，设汽车行驶过程中受到的阻力恒定不变。从t＝0时刻开始，下列描述汽车运动的v﹣t图像和牵引力做功的W﹣t图像中，正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
5．引体向上是一种简单易行的体育锻炼活动，在做引体向上时，双臂的拉力克服重力做功使身体上升。小明同学每分钟按标准完成了20个引体向上，在这一过程中，小明消耗的功率最接近（　　）
A．15W
B．30W
C．60W
D．120W
6．工人用如图所示的滑轮组提升重为600N的物体，使物体以0.5m/s的速度匀速、竖直上升。不计滑轮、绳子自重以及轮、轴间摩擦，下列说法中正确的是（　　）
A．人对绳子的拉力为300N，拉力做功的功率为150W
B．人对绳子的拉力为300N，拉力做功的功率为300W
C．人对绳子的拉力为600N，拉力做功的功率为300W
D．人对绳子的拉力为600N，拉力做功的功率为600W
7．小明将长木板端垫高做成斜面，用频闪照相机记录了半径为10cm的球，沿斜面向下，由A处运动到B处的过程。频闪照相机每隔0.2s拍一张照片，照片记录了物体在不同时刻的位置如图所示。已知球的质量为10kg。由图可估算出从A到B的过程中球的重力做功功率最接近于（　　）
A．100W
B．160W
C．220W
D．280W
8．几位同学进行爬楼比赛，规定功率最大的人获胜，那么冠军是（　　）
A．体重最大的人
B．用时最短的人
C．做功最快的人
D．速度最大的人
9．如图所示，小华从地上拿起两个鸡蛋，用了大约2s的时间将它匀速举过头顶，在这2s内小华做的功和做功的功率分别为（　　）
A．200J、100W
B．100J、50W
C．2J、1W
D．1J、0.5W
10．小明对四位同学做功情况各测量了一次，把四位同学做功W和所用时间t在坐标系中描点，得到了图中甲、乙、丙、丁四个点，这四个同学中做功功率最大的是（　　）
A．甲
B．乙
C．丙
D．丁
11．如图所示，是一个小球自由下落过程的频闪照片。小球在落的前一半路程中，重力做的功为W1，功率为P1；小球在后一半路程中，重力做功为W2，功率为P2，则它们的大小关系是（　　）
A．W1＞W2
P1＜P2
B．W1＝W2
P1＞P2
C．W1＝W2
P1＜P2
D．W1＝W2
P1＝P2
二．填空题（共6小题）
13．小明去商场购物时，站在匀速上行的自动扶梯上（如图所示），以扶梯的扶手为参照物时，小明是
　
　的；若扶梯的高度是5m，扶梯长是7m，小明体重为600N．扶梯用10s把小明从一楼送到二楼，扶梯对小明做功
　
　J；扶梯对小明做功的功率是
　
　W；小明运动的速度是
　
　m/s。
14．如图所示，不计滑轮重、绳重、弹簧测力计重和滑轮轴处的摩擦，重为100N的物体在水平拉力F作用下，沿水平面以0.1m/s的速度匀速运动了4s，弹簧测力计的示数为5N，则物体受到的摩擦力为
　
　N，物体的重力做功为
　
　J，拉力F的功率为
　
　W。
15．如图甲所示的滑轮组装置，不计绳重和摩擦，绳对滑轮的拉力方向均为竖直方向。用该滑轮组提升放置在水平地面上重为G＝90N的重物到高处。用竖直向下的拉力拉绳的自由端，拉力F随时间t变化的图像如图乙所示，重物上升的速度v随时间变化的图像如图丙所示。已知在2s～4s内重物上升的竖直高度为2m，求：
（1）在0～2s内，重物对地面的压力大小
　
　（选填“＞”、“＜”或“＝”）90N。
（2）在2s～4s内，绳自由端下降的平均速度为
　
　m/s。
（3）在4s～6s内，重物克服重力做功的功率为
　
　W。
17．一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其v—t图像如图，在第10s时速度达到20m/s，通过的路程为120m。则在0～10s内汽车的平均速度为
　
　m/s。设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为f＝4000N，则汽车行驶时的功率为
　
　W，在0～10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是
　
　J。
三．实验探究题（共2小题）
18．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做功的平均功率（不计绳重）.
（1）用体重计测量自己的质量m；
（2）用刻度尺测出自己每次跳起的平均高度h（人的重心上升的高度）；
（3）用
　
　（填测量器材）记录跳n次所用的
　
　（填物理量与其对应字母）；
（4）计算出跳绳时克服重力的平均功率P＝　
　（用字母表示）；
（5）两人想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
（6）若跳绳者的质量m＝50kg，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，可估算出此跳绳者在1min内克服重力做功的平均功率为
　
　W.（g取10N/kg）
19．跳绳是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做功的平均功率（不计绳重）。
（1）用体重计测量自己的质量m；
（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　
　（填测量器材）记录跳n次所用的　
　（填物理量及对应的字母）。
（4）计算出跳绳时克服重力的平均功率P＝　
　（用物理量的字母表示）。
（5）若要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
四．计算题（共3小题）
20．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，轮胎与水平地面的总接触面积为30cm2，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）小明和自行车的总重力；
（2）他骑行时自行车对地面的压强；
（3）若他在水平路面上5min内匀速骑行了1500m，则他骑行时的功率是多大。
21．如图甲所示的地面清洁机器人，机器人在水平地面上运动时，所受推力与速度关系如图乙所示。求：
（1）该机器人所提供的水平推力为50N时，匀速直线运动2s，此时水平推力做了多少功？
（2）该机器人在水平地面上以0.5m/s速度匀速直线运动时，水平推力的功率是多大？
22．如图所示的汽车总质量为1150kg，以72km/h的速度匀速行驶，若汽车所受阻力为汽车重力的0.1倍，每个轮胎与路面的接触面积为0.05m2。（g＝10N/kg）
求：（1）汽车对路面的压强为多少？
（2）汽车行驶过程中的功率为多少？
参考答案与试题解析
一．选择题（共11小题）
1．【解答】解：A.功率与做功多少和时间都有关系，不知道做功时间，无法确定功率大小，故A错误；
B.由W＝Pt可知，物体做功多少与功率和时间都有关系。功率大，时间不确定，做功多少不能确定，故B错误；
C.功率是表示做功快慢的物理量，故做功快的机械，功率一定大，故C正确；
D.做功的多少不能确定，由公式可知，做功时间短的机械，功率不一定大，故D错误。
故选：C。
2．【解答】解：由题意可知，登山的高度h相同，t小冯：t爸爸＝60min：80min＝3：4，G小冯：G爸爸＝2：3，
由P＝＝得，小冯与爸爸的登山功率之比：
＝＝×＝×＝8：9。
故选：B。
3．【解答】解：
设血管横截面积为S，由p＝可得血压产生的压力为F＝pS，
由V＝SL可得每次血移动的距离L＝，则每跳一次做的功为W＝FL＝pSL＝pV，
每分钟心脏做功的次数约为70次，
则心脏的平均功率约为：P＝＝＝＝1.4W。
故选：B。
4．【解答】解：AB、由题意知，汽车发动机的输出功率恒定，行驶过程中受到的阻力恒定不变，由P＝Fv可知汽车开始速度较小，牵引力较大，随着速度的增大，牵引力会减小，当牵引力减小与汽车所受阻力相等时，汽车做匀速直线运动，由v﹣t的图像可知，AB错误；
CD、由题意知，汽车发动机的输出功率恒定，由W＝Pt可知，牵引力做功W与时间t成正比，C图表示W与t是正比例图像，D图表示W随t的变化而变化，故C符合题意，D不符合题意。
故选：C。
5．【解答】解：小明同学的质量大约为：m＝50kg，身体上升高度约为h＝0.4m，t＝1min，n＝20，
小明同学的体重：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，
做一次引体向上需克服重力做的功：W＝Gh＝500N×0.4m＝200J，
1min内做的总功：W总＝20W＝20×200J＝4000J，
小明的功率：P＝＝≈67W，与C选项比较接近；
故选：C。
6．【解答】解：由图可知，该滑轮组有2段绳子拉着动滑轮，不计滑轮、绳子自重以及轮、轴间摩擦，则F＝G＝×600N＝300N；
物体以0.5m/s的速度匀速、竖直上升，则绳子自由端的速度为v＝2×0.5m/s＝1m/s；
则拉力的功率为：P＝＝＝Fv＝300N×1m/s＝300W，故B正确。
故选：B。
7．【解答】解：小球的半径为10cm，直径为10cm×2＝20cm＝0.2m；由图可知，球下落的高度约为4个小球的直径，则球下落的高度为：h＝4×0.2m＝0.8m；
从A到B的过程中球的重力做的功为：W＝Gh＝mgh＝10kg×10N/kg×0.8m＝80J；
根据图可知，从A到B的过程中球所用的时间为：t＝0.2s×4＝0.8s；
则从A到B的过程中球的重力做功功率为：P＝＝＝100W，故A正确。
故选：A。
8．【解答】解：ABD、根据功率的计算公式：P＝＝，只比较体重、时间或速度，无法确定功率的大小，故ABD错误；
C、由功率的物理意义可知，功率大的物体，做功快；功率小的物体，做功慢。所以最后胜出者为做功最快的一个，故C正确。
故选：C。
9．【解答】解：一个鸡蛋的重力约为0.5N，则两个鸡蛋的重力约为1N，
将它匀速举过头顶，则鸡蛋上升的高度约为2m，
所以小华做的功：W＝Gh＝1N×2m＝2J，
小华做功的功率约为：
P＝＝＝1W。
故选：C。
10．【解答】解：
由图可知，纵坐标表示功，横坐标表示时间；分别连接坐标原点和四个点作出四位同学做功的W﹣t图象；在做功时间相同时，甲做功最多，由功率的计算公式P＝可知，甲的功率最大。
。
故选：A。
11．【解答】解：
小球在下落过程中，重力对小球做功；前后一半路程中小球的重力、下落高度均相同，则根据公式W＝Gh可知，重力做功相等，即W1＝W2；
由小球自由下落过程的频闪照片可知，小球在下落过程中做加速直线运动，在后半程用时较少，根据功率公式P＝可知，P1＜P2。
故选：C。
二．填空题（共6小题）
13．【解答】解：
（1）在上升过程中，以扶手为参照物，小明相对于扶手的位置没有改变，所以小明是静止的。
（2）扶梯对小明做的功：
W＝Gh＝600N×5m＝3000J，
扶梯对小明做功的功率：
P＝＝＝300W；
（3）小明运动的速度v＝＝＝0.7m/s。
故答案为：静止；3000；300；0.7。
14．【解答】解：（1）绳子的有效段数n＝2，弹簧测力计的示数为5N，则拉力为：F＝5N，
由F＝f得物体受到的摩擦力为：f＝2F＝2×5N＝10N；
（2）重力的方向竖直向下，物体在竖直方向没有移动距离，重力做功为0J；
（3）物体移动的速度为v'＝0.1m/s，n＝2，所以拉力移动的速度v＝2v'＝2×0.1m/s＝0.2m/s；
拉力F的功率：P＝＝Fv＝5N×0.2m/s＝1W。
故答案为：10；0；1。
15．【解答】解：
（1）由图甲可知，连接动滑轮绳子的股数n＝2，由丙图可知，物体在4s～6s内做匀速直线运动，由图乙可知此时的拉力F3＝50N，
不计绳重和摩擦，则由F＝（G物+G动）得，动滑轮的重力：
G动＝nF3﹣G物＝2×50N﹣90N＝10N，
在0～2s内，物体静止在地面上，由图乙可知此时的拉力F1＝30N，
把动滑轮和重物看成整体，则这个整体受到向下的总重力、向上的支持力以及2股绳子向上的拉力而处于静止状态，
由力的平衡条件得：F支+2F1＝G物+G动，
则地面对物体的支持力：
F支＝G动+G物﹣2F1＝10N+90N﹣2×30N＝40N，
根据力的作用是相互的可知，此过程中重物对地面的压力：F压＝F支＝40N。
故重物对地面的压力大小小于90N；
（2）已知在2s～4s内重物上升的竖直高度为2m，
则绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×2m＝4m，
所用的时间t＝4s﹣2s＝2s，
则在2s～4s内，绳自由端下降的平均速度：
v绳＝＝＝2m/s；
（3）由图丙可知，在4s～6内，重物做匀速直线运动，其速度v3＝2.0m/s，
由P＝＝＝Gv得，重物克服重力做功的功率：
P＝G物v3＝90N×2.0m/s＝180W。
故答案为：（1）＜；（2）2；（3）180。
17．【解答】解：
（1）由题知，在0～10s内汽车通过的路程s＝120m，
则在0～10s内汽车的平均速度：
v＝＝＝12m/s；
（2）由图可知，10s后汽车做匀速直线运动，速度v＝20m/s，此时汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，则牵引力：
F＝f＝4000N，
汽车行驶时的功率为：
P＝＝＝Fv＝4000N×20m/s＝8×104W；
（3）因为汽车的功率不变，所以在0﹣10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功：
W＝Pt＝8×104W×10s＝8×105J。
故答案为：12；8×104；8×105。
三．实验探究题（共2小题）
18．【解答】解：
（3）用秒表记录跳n次所用的时间t；
（4）自己所受的重力是：mg；每次克服重力所做的功W＝Gh＝mgh，则跳n次所做的总功W总＝nmgh，
则平均功率P＝＝；
（5）AB、频率相同，体重大的，在相同时间里做的功多，功率大，所以A正确，B错误。
C、体重相同，频率高，在相同时间里做的功多，所以功率大，故C错误。
D、体重相同，跳一次做的功相同，时间越长，由P＝，功率越小；
选A；
（6）由题意知：
该同学的重力G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N；
跳一次所用时间t1＝s；1min内所跳的次数n＝＝180；
起跳的最大高度h＝0.09m；
克服重力做功：W＝G?nh＝500N×180×0.09m＝8100J；
1min内克服重力做功的平均功率：
P＝＝＝135W。
故答案为：（3）秒表；时间t；（4）＝；（5）A；（6）135.
19．【解答】解：
（3）用秒表记录跳n次所用的时间t；
（4）计算出跳绳时克服重力的平均功率P＝＝；
（5）AB、频率相同，体重大的，在相同时间里做的功多，功率大，所以A正确、B错误。
C、体重相同，频率高，在相同时间里做的功多，所以功率大，故C错误。
D、体重相同，只要频率相同，功率与跳的时间长短无关，故D错误。
故答案为：
（3）秒表；时间t；（4）P＝＝；（5）A。
四．计算题（共3小题）
20．【解答】解：（1）小明和自行车的总重力G总＝m总g＝（60kg+15kg）×10N/kg＝750N；
（2）他骑行时自行车对地面的压力F＝G总＝750N，
他骑行时自行车对地面的压强p＝＝＝2.5×105Pa；
（3）在水平路面上匀速骑行时所受阻力为总重力的0.02倍，且处于平衡状态，
则F牵＝f＝0.02G总＝0.02×750N＝15N，
牵引力做功W＝F牵s＝15N×1500m＝22500J，
他骑行时的功率P＝＝＝75W。
答：（1）小明和自行车的总重力为750N；
（2）他骑行时自行车对地面的压强为2.5×105Pa；
（3）若他在水平路面上5min内匀速骑行了1500m，则他骑行时的功率是75W。
21．【解答】解：（1）由图像可知，该机器人所提供的水平推力为50N时的速度v＝0.3m/s，
由v＝可得，机器人通过的路程：s＝vt＝0.3m/s×2s＝0.6m，
此时水平推力做的功：W＝Fs＝50N×0.6m＝30J；
（2）由图像可知，该机器人在水平地面上以0.5m/s速度匀速直线运动时的推力F′＝150N，
则水平推力的功率：P＝＝＝F′v′＝150N×0.5m/s＝75W。
答：（1）此时水平推力做了30J的功；
（2）该机器人在水平地面上以0.5m/s速度匀速直线运动时，水平推力的功率是75W。
22．【解答】解：
（1）汽车对地面的压力：F＝G＝1150kg×10N/kg＝11500N，
轮胎与路面的总接触面积，即受力面积：S＝4×0.05m2＝0.2m2，
汽车对地面的压强：p＝＝＝57500Pa；
（2）汽车受到的阻力：f＝0.1G＝0.1×11500N＝1150N，
汽车匀速行驶过程中的牵引力：F＝f＝1150N，
汽车的速度：v＝72km/h＝20m/s，
牵引力做功的功率：P＝＝＝Fv＝1150N×20m/s＝23000W。
答：（1）汽车对路面的压强为57500Pa；
（2）汽车行驶过程中的功率为23000W。