2018-2019学年人教版物理八年级下学期 11.2 功率 同步练习
一、单选题
1.(2018八上·福田期中)下列关于功和功率的说法正确的是( )
A.功率大的机器做的功一定多 B.功率大的机器做功一定快
C.功率大的机器做功时间一定短 D.功率大的机器做功一定慢
【答案】B
【知识点】功率的概念;功率的计算
【解析】【解答】解: A、由功率的决定因素可知,没规定时间,做功少的机器,功率不一定小,A不符合题意;
BD、功率是来反应物体做功快慢的物理量,功率小的做功一定慢,功率大的做功一定快,B符合题意,D不符合题意;
C、功率大做功快,但功的多少没确定,做功时间也不能确定,C不符合题意。
故答案为:B。
【分析】功率表示做功的快慢,即单位时间做功的多少。
2.一台机器的功率是750瓦,它表示的意思是( )
A.这台机器1分钟做的功是750瓦
B.这台机器1分钟做的功是750焦耳
C.这台机器1秒钟做的功是750焦耳
D.这台机器1秒钟做的功是750瓦
【答案】C
【知识点】功率的概念
【解析】【解答】A.功率表示单位时间内所做的功,时间单位用秒,功的单位为焦耳,A中“1分钟”和“750瓦”都是错的,A不符合题意;B.“1分钟”是错误的,单位应该是秒,B不符合题意;
C.750瓦表示物体一秒钟内所做的功为750J,C符合题意;
D.功的单位应该是焦耳,不是瓦,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】此题是对功率的考查,结合功率的物理意义进行分析即可。
3.如图所示,要粗测小明同学做“引体向上”时的功率。下面所列的物理量中,不需要测量的是( )
A.他的质量 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
【答案】B
【知识点】功率的计算
【解析】【解答】A、小明做引体向上的功率为P==,其中m表示小明的质量,需要测量,A不符合题意。B、小明做引体向上的功率为P==,其中h表示每次身体上升的高度,与单杠的高度无关,所以单杠的高度不需要测量,B符合题意。
C、小明做引体向上的功率为P==,其中h表示每次身体上升的高度,需要测量,C不符合题意。
D、小明做引体向上的功率为P==,其中t表示做引体向上的时间,需要测量,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】此题是对功率计算的考查, 由功率公式P==分析过程中需要测量的物理量。
4.星期天,小明和爸爸一起去登狼山。小明用了20 min登上山顶,爸爸用了25 min登上山顶,爸爸的体重是小明的1.5倍,则小明与爸爸登山时所做功的功率之比是( )
A.5:6 B.6:5 C.15:8 D.2:3
【答案】A
【知识点】功率的计算
【解析】【解答】假设小明的体重为G,则爸爸的体重为1.5G,登上山顶高度为H,小明登山时做的功为W1=GH,爸爸做的功为W2=1.5GH,小明的功率P1 =W1/t1= GH /20,爸爸的功率P2= W2/t2=1.5 GH /25,所以P1:P2=5:6,A符合题意。故答案为:A
【分析】此题是对功率计算的考查,结合做功的功率P=进行计算即可。
5.两台机器同时做功,甲机器做的功是乙机器做的功的,甲做功所用的时间与乙做功所用时间的比值是4:3,则甲、乙两台机器的功率之比是( )
A.2:1 B.1:2 C.8:9 D.9:8
【答案】B
【知识点】功率的计算
【解析】【解答】甲做的功与乙做的功之比为2:3,所用时间之比为4:3,功率等于P=W/t,故而甲与乙的功率之比为1:2,B符合题意。故答案为:B
【分析】此题是对功率的考查,结合功率的计算公式进行计算即可。
6.(2018九上·新吴期中)国庆期间,小明和小刚两人进行了一次登惠山比赛,要比较他们两人的功率,以下方法可行的是( )
①相同时间比较他们所做的功
②做相同的功比较他们所用的时间
③分别计算出他们登山所做的功,并与他们所用的时间相除
④测出他们登山所用的时间,并与他们所做的功相除
A.①② B.①③ C.①②③ D.①②③④
【答案】D
【知识点】功率大小的比较
【解析】【解答】比较他们两人的功率大小的方法:①比较相同时间内做功的多少;②做相同的功,比较他们所用的时间的多少;③求出他们登山做的功,除以他们所用的时间,根据 可以得到功率的大小;④测出他们登山所用的时间,并与他们所做的功相除可以得到功率的倒数,可以比较功率的大小,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】功率表示做功的快慢,在分别限定功或时间时可以比较。
7.(2018九上·宜兴期中)王小虎同学听到上课铃响了,他一口气从一楼跑到三楼,所用时间为10秒。那么他上楼过程中,克服自己重力做功的功率最接近下面哪个值( )
A.3W B.30W C.300W D.3000W
【答案】C
【知识点】功率的计算
【解析】【解答】因王小虎同学是学生体重约400N,一层楼高约4m,从一楼跑到三楼有两层楼高约8m;所用时间为10秒;则克服自己重力做功的功率P= =320W;所以C选项比较接近。
故答案为:C。
【分析】先估计出初中生的体重,每层楼的高度,根据功率的公式计算出功率.
8.(2018九上·无锡期中)某人骑着一辆共享单车(自行车),在平直公路上以某一速度匀速行驶,若人和车所受的阻力为20N,则通常情况下,骑车人消耗的功率最接近( )
A.1000W B.100W C.5W D.1W
【答案】B
【知识点】功率的计算
【解析】【解答】在平直公路上匀速行驶时,受到的阻力和骑车者的动力是一对平衡力,即两个力的大小相等,所以,骑车者的牵引力是:F=f=20N,一般情况下骑车速度是5m/s,则骑车者消耗的功率:P=W/t=Fs/t=Fv=20N×5m/s=100W,
故答案为:B。
【分析】根据力和速度的乘积计算力做功的功率。
9.(2018九上·惠州月考)如图所示,物体放在同水平面上第一次在拉力F1的作用下,速度V1匀速运动了距离S;第二次在拉力F2的作用下,以速度V2匀速运动了相同的距离,已知v2>v1.比较前后两次拉力做的功及其功率的大小关系,正确的是( )
A.W1>W2 B.W1<W2 C.P1=P2 D.P1<P2
【答案】D
【知识点】功率大小的比较;功率计算公式的应用
【解析】【解答】因为物体两次都是匀速运动,拉力等于滑动摩擦力,因此拉力F1和拉力F2相等,两次路程也相等,根据功的计算公式 可知W1=W2,A、B不符合题意;v2>v1,两次路程相等,由 可知t2故答案为:D.
【分析】根据W=Fs判定功的大小;根据P=Fv判定功率的大小.
10.(2018·枣庄)妈妈与小明进行爬山比赛,他们选择的起点、路径和终点都相同,全程设为匀速运动,妈妈的体重是小明的2倍,妈妈所用的时间是小明的3倍,若妈妈克服自身重力做功为W1、功率为P1,小明克服自身重力做功为W2、功率为P2,则下列关系正确的是( )
A.W1:W2=2:1 P1:P2=6:1 B.W1:W2=2:3 P1:P2=2:1
C.W1:W2=2:1 P1:P2=3:2 D.W1:W2=2:1 P1:P2=2:3
【答案】D
【知识点】功率的计算
【解析】【解答】由题可知,妈妈与小明爬山的高度相同,妈妈的体重是小明的2倍,妈妈所用的时间是小明的3倍,由W=Gh可得,妈妈和小明克服重力做功之比: ;由P= 可得,妈妈和小明克服重力做功的功率之比 ,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据W=Gh求出做功之比;根据P=求出功率之比.
二、多选题
11.(2018八下·保定期末)如甲图所示,小明先后两次用弹簧测力计拉同一木块在同一水平木板上匀速滑动相同距离,乙图是他两次拉动木块得到的“s-t”图像.下列说法正确的是( )
A.第2次比第1次木块运动的速度小
B.第2次比第1次木块受到的摩擦力大
C.两次拉力对木块做的功一样多
D.两次拉力对木块做功的功率一样大
【答案】A,C
【知识点】功率大小的比较;摩擦力的大小
【解析】【解答】A.由图乙知两次匀速滑动相同距离,第1次所用时间少,因此第1次木块运动的速度大,第2次木块运动的速度小,故正确。
B.滑动摩擦力只与压力和接触面的粗糙程度有关,两次拉动时压力和接触面的粗糙程度不变,木块受到的摩擦力不变,故错误。
C. 两次拉同一木块在同一水平木板上匀速滑动时,木块水平方向受力平衡,拉力等于摩擦力,两次木块受到的摩擦力不变,两次木块受到的拉力就相等,两次滑动相同距离,由
可得两次拉力对木块做的功一样多,故正确。
D.拉动木块时,第1次所用时间少,由 可得第1次拉力对木块做功的功率大,故错误。
故答案为:AC
【分析】此题涉及到二力平衡的条件、摩擦力大小的决定因素、速度的计算等知识点,图象是形象描述物理状态、物理过程和物理规律的常用工具,也是应用数学知识解决物理问题的一个重要方面,它不仅可以使抽象的概念直观形象,也能使动态变化过程更为清晰.
三、填空题
12.(2018·乐山)一辆轿车以72km/h的速度在水平路面上沿直线匀速行驶10分钟,轿车的质量为1500kg,行驶时所受阻力为车重的0.2倍(g取10N/kg),则牵引力为 N.此时汽车的功率为 kW。
【答案】3×103;60
【知识点】功率的计算
【解析】【解答】(1)汽车做匀速直线运动,处于平衡状态,所以牵引力与阻力相等,则牵引力为:
;(2)汽车的速度: ,
根据 计算汽车的功率为:
。
故答案为:3×103;60.
【分析】利用二力平衡条件求出牵引力的大小;根据P=Fv求出汽车的功率.
13.(2018·铜仁)小红同学用50N的力拉着一个重为80N的物体,在水平地面上做匀速直线运动,1分钟内使物体移动60m的距离,物体的运动速度是 m/s,此过程中小红拉力的功率是 W。
【答案】1;50
【知识点】功率的计算
【解析】【解答】物体运动的时间 ,则物体的运动速度: 。此过程中小红拉力的功率: 。
故答案为:1;50。
【分析】根据v=求出物体的运动速度;根据P=Fv求出此过程中小红拉力的功率.
14.(2018·自贡)如图所示,一物体在水平向右的拉力F1作用下以3m/s的速度在水平地面上匀速运动了10m,拉力F1所做的功为W1,功率为P1.若该物体在水平向右的拉力F2作用下以2m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了10m,拉力F2所做的功为W2,功率为P2,则W1 W2,P1 P2(选填“>”、“<”或“=”)
【答案】=;>
【知识点】功率大小的比较
【解析】【解答】(1)由题可知,同一物体先后以不同的速度在同一水平地面上匀速运动,则物体对水平地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,因此两次物体受到的滑动摩擦力不变;又因为物体在水平地面上匀速运动,根据二力平衡条件可知,水平拉力F和滑动摩擦力f是一对平衡力,大小相等,即F1=F2=f;(2)物体运动的距离都为10m,且F1=F2,由W=Fs可知W1=W2;由题意可知v1>v2,且F1=F2,由P= =Fv可知,P1>P2。
故答案为:=;>.
【分析】根据W=Fs和P=Fv判断比较功和功率的关系.
15.(2018八下·肇源期末)如图所示,分别用图甲、乙两种形式滑轮组合,把重为500N的物体以0.5m/s的速度匀速向上提起,忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦,图甲中车对绳子的拉力为 N,图乙中人所做有用功的功率为 W。
【答案】500;250
【知识点】功率的计算
【解析】【解答】图甲两个滑轮都是定滑轮,忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦,F=G=500N;图乙中人所做有用功W有用=Gh,图乙中人所做有用功的功率为:。故答案为:500;250。
【分析】(1)使用定滑轮不能省力,但能改变用力方向,则F=G;(2)根据求人所做有用功的功率。
16.(2018九上·无锡月考)如图甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的推力F的作用,其F﹣t和v﹣t的图像分别如图乙、丙所示.由图像可知:0~3s内,推力对物体做功 J;9~12s内,推力对物体做功 J,功率为 W.
【答案】0;54;18
【知识点】功率计算公式的应用;力与运动的关系;力与图象的结合
【解析】【解答】解答:(1)由丙图知:0 3s内物体的速度大小为零,物体处于静止状态,有力无距离,所以,推力对物体做功0J.(2)由丙图知,9 12s时,物体匀速运动,v=3m/s,由乙图知,9 12s时,F=6N,则拉力F做功的功率:P=Fv=6N×3m/s=18W;所以由P=
可知此过程中拉力F做的功为:W=Pt=18W×(12s 9s)=54J;
故答案为:0;54;18.
【分析】熟练读图,根据平衡状态中二力平衡找出力的大小.
功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;二 是物体在力的方向上通过的距离.三种情况不做功:一是有力无距离(例如:推而未动),二是有距离无力(靠惯性运动),三是力的方向与运动方向垂直.
同理,首先从速度图象中9-12s得出物体的运动状态,然后对应的从F-t图象中得出推力;再利用计算公式W=Fs计算做的功;利用P=
求出功率.
四、实验探究题
17.(2018八下·江海月考)学习了功率的知识后,小明和几位同学准备开展“比一比谁在爬楼过程中的功率大”的活动。
(1)测量所需要的器材有: 、 、 ;
(2)他们设计了三套方案:①测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,算出爬楼的功率并进行比较;②控制爬楼的时间相同,测量出各自的体重、爬楼的高度,算出爬楼做的功并进行比较;③控制爬楼的高度相同,测量出各自的体重、爬楼的时间,算出体重和时间的比值并进行比较.可行的是 (_________)
A.只有① B.只有①②
C.只有②③ D.①②③都可以
(3)登楼梯比赛时,某同学从底楼匀速登上五楼,共用了20s,该同学登楼时克服重力做功的功率最接近于( )
A.3000W B.300W C.30W D.3W.
【答案】(1)体重计;秒表;刻度尺
(2)D
(3)B
【知识点】功率大小的比较
【解析】【解答】解:(1)爬楼要克服自身重力做功,功率P= = = ,由P= 可知,
实验时需要测量:体重(质量m)、楼高h、爬楼所用时间t,
因此需要的实验器材为:体重计、秒表、刻度尺;(2)爬楼是克服自身的重力做功,爬楼功率P= ;
①测出各自的体重、爬楼时间和爬楼的高度,由P= 求出功率,直接比较功率的大小;
②控制爬楼的时间相同,测出各自的体重,爬楼的高度,若mgh越大,功率就越大;
③控制爬楼高度相同,测出各自的体重,爬楼时间t,若 的比值越大,功率就越大;
所以三种方法都是可以的,D符合题意.(3)同学的质量约为50kg,每层楼的高度约为3m,
上5楼所做的功约为W=mgh=50kg×10N/kg×4×3m=6000J,
功率约为P= = =300W,
故答案为:B;
故答案为:(1)体重计;秒表;刻度尺;(2)D;(3)B.
【分析】爬楼是克服自身的重力做功,然后根据比较功率的方法(P=)来解答.
18.如图,在测人做引起向上功率的活动中:
(1)实验中需要测的物理量是:人的质量m,身体上升的高度h, .(交代要测的量并用字母表示)
(2)计算功率的表达式是 用所测量的量表示.
(3)说出一种具体测人身体上升高度的方法: .
【答案】(1)做引体向上的时间t
(2)P=
(3)可以测出两中情况下人的脚到地面的高度,两高度差是人身体上升的高度
【知识点】功率的测量实验
【解析】【解答】解:(1)引体向上的功率:P= = ,因此需要测出:人的质量m、身体上升的高度h、做引体向上的时间t.(2)由(1)可知,功率表达式为:P= ;(3)可以测出两中情况下人的脚到地面的高度,两高度差是人身体上升的高度.
故答案为:(1)做引体向上的时间t;(2)P= ;(3)可以测出两中情况下人的脚到地面的高度,两高度差是人身体上升的高度.
【分析】由功率公式求出功率的表达式,然后确定需要测量的物理量.
五、计算题
19.太阳光垂直照射地面,在每平方米的面积上,平均每分钟能得到8.4×104J的热量,如果我们能利用太阳光热的10%,那么在面积为50m2的屋顶上可以利用的太阳热的功率为多少kW?
【答案】解:面积为50m2的屋顶上平均每分钟得到的可以利用的太阳能:
Q=50×8.4×104J×10%=4.2×105J,
可以利用的太阳能的功率:
p= = =7000W=7kW;
【知识点】功率的计算
【解析】【分析】根据在每平方米的面积上平均每分钟能得到8.4×104J的热量,利用太阳光热效率,可以求面积为50m2的屋顶上平均每分钟得到的可以利用的太阳能,利用功率公式求利用的太阳能的功率.
20.举重运动员把2000N的杠铃在2s内举高1.8m后又在空中保持4s,则该运动员前2s的功率是多少?后4s的功率是多少?
【答案】解:由题知:在举高的过程中做的功是:
W=Gh=2000N×1.8m=3600J,
在举高的过程中做的功功率是:
P= = =1800W;
在空中停留4s的时间里,虽然用力,但是在力的方向上没有移动距离,所以没做功,即W′=0J;P′=0W;
【知识点】功率的计算
【解析】【分析】①举重是克服杠铃重力做功的过程,根据W=Gh计算克服杠铃重力所做的功W;根据P= 计算举高过程中做功的功率P.②依据做功的两个条件,看在空中停留4s时是否具备这两个条件,若具备就做功,否则不做功.再根据情况计算功率.
21.(2018八下·丹东期末)为了响应国家“低碳环保,节能减排”的号召,丹东市内在沿江路上设置了许多个共享单车租借站点。质量为55kg的小明同学租借了一辆自行车,从沿江路东向西匀速直线行驶了1500m,所用时间为5min。求:
(1)若自行车的质量为15kg,每个轮胎与地面的接触面积为0.005m2,则小明骑车时,车对地面的压强是多少?
(2)若自行车匀速行驶过程中所受阻力为人和车总重的0.1倍,小明骑车的牵引力做功的功率是多少?
【答案】(1)解:小明骑车时车对地面的压力:F=G总=m总g=(m人+m车)g=(55kg+15kg)×10N/kg=700N,S=0.005m2×2=0.01m2,则小明骑车时车对地面的压强:p= =7×104Pa
(2)解:因为单车做匀速直线运动,处于于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,二力大小相等,所以牵引力:F牵=f=0.1G总=0.1×700N=70N,则小明骑车的功率:P= =F牵v=70N×5m/s=350W.
【知识点】功率的计算;重力及其大小的计算;压强的大小及其计算
【解析】【分析】根据物体的质量计算重力,根据物体对地面的压力和受力面积计算压强的大小,根据力和速度的乘积计算功率的大小。
22.(2018八下·孝感期末)如图所示,由航空工业六O五研究所自行设计的“海鸥300”轻型水陆两栖飞机的总质量为4000kg,可载乘客4﹣6名,该机配置有高性能的发动机和先进航空仪表设备,可用于公务飞行、货物运输、海岸巡逻等。求:(g取10N/kg)
(1)飞机停在水面时,机身浸入水中的体积是多少?
(2)飞机在空中以360km/h的速度水平匀速飞行时,在水平方向飞机受到的空气阻力为飞机重力的0.1倍。以这一速度飞行时,飞机发动机的功率是多少?
【答案】(1)解:飞机处于漂浮状态,F浮=G,
根据阿基米德原理得到飞机机身浸入水中的体积
答:飞机停在水面时,排开水的体积是4m3
(2)解:飞机的速度 ,
飞机受到的阻力f=0.1G=0.1mg=0.1×4000kg×10N/kg=4000N,
飞机水平匀速飞行时,处于平衡状态,飞机受到的动力和阻力是平衡力,动力等于阻力,即F=f=4000N,飞机发动机的功率
答:飞机发动机的功率是4×105W。
【知识点】功率的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)漂浮的物体受到的浮力和重力相等,利用浮力和液体密度计算排开的体积的大小;
(2)根据阻力和重力的关系计算阻力大小,当物体匀速运动时,动力和阻力相等,结合物体运动的速度计算功率的大小。
1 / 12018-2019学年人教版物理八年级下学期 11.2 功率 同步练习
一、单选题
1.(2018八上·福田期中)下列关于功和功率的说法正确的是( )
A.功率大的机器做的功一定多 B.功率大的机器做功一定快
C.功率大的机器做功时间一定短 D.功率大的机器做功一定慢
2.一台机器的功率是750瓦,它表示的意思是( )
A.这台机器1分钟做的功是750瓦
B.这台机器1分钟做的功是750焦耳
C.这台机器1秒钟做的功是750焦耳
D.这台机器1秒钟做的功是750瓦
3.如图所示,要粗测小明同学做“引体向上”时的功率。下面所列的物理量中,不需要测量的是( )
A.他的质量 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
4.星期天,小明和爸爸一起去登狼山。小明用了20 min登上山顶,爸爸用了25 min登上山顶,爸爸的体重是小明的1.5倍,则小明与爸爸登山时所做功的功率之比是( )
A.5:6 B.6:5 C.15:8 D.2:3
5.两台机器同时做功,甲机器做的功是乙机器做的功的,甲做功所用的时间与乙做功所用时间的比值是4:3,则甲、乙两台机器的功率之比是( )
A.2:1 B.1:2 C.8:9 D.9:8
6.(2018九上·新吴期中)国庆期间,小明和小刚两人进行了一次登惠山比赛,要比较他们两人的功率,以下方法可行的是( )
①相同时间比较他们所做的功
②做相同的功比较他们所用的时间
③分别计算出他们登山所做的功,并与他们所用的时间相除
④测出他们登山所用的时间,并与他们所做的功相除
A.①② B.①③ C.①②③ D.①②③④
7.(2018九上·宜兴期中)王小虎同学听到上课铃响了,他一口气从一楼跑到三楼,所用时间为10秒。那么他上楼过程中,克服自己重力做功的功率最接近下面哪个值( )
A.3W B.30W C.300W D.3000W
8.(2018九上·无锡期中)某人骑着一辆共享单车(自行车),在平直公路上以某一速度匀速行驶,若人和车所受的阻力为20N,则通常情况下,骑车人消耗的功率最接近( )
A.1000W B.100W C.5W D.1W
9.(2018九上·惠州月考)如图所示,物体放在同水平面上第一次在拉力F1的作用下,速度V1匀速运动了距离S;第二次在拉力F2的作用下,以速度V2匀速运动了相同的距离,已知v2>v1.比较前后两次拉力做的功及其功率的大小关系,正确的是( )
A.W1>W2 B.W1<W2 C.P1=P2 D.P1<P2
10.(2018·枣庄)妈妈与小明进行爬山比赛,他们选择的起点、路径和终点都相同,全程设为匀速运动,妈妈的体重是小明的2倍,妈妈所用的时间是小明的3倍,若妈妈克服自身重力做功为W1、功率为P1,小明克服自身重力做功为W2、功率为P2,则下列关系正确的是( )
A.W1:W2=2:1 P1:P2=6:1 B.W1:W2=2:3 P1:P2=2:1
C.W1:W2=2:1 P1:P2=3:2 D.W1:W2=2:1 P1:P2=2:3
二、多选题
11.(2018八下·保定期末)如甲图所示,小明先后两次用弹簧测力计拉同一木块在同一水平木板上匀速滑动相同距离,乙图是他两次拉动木块得到的“s-t”图像.下列说法正确的是( )
A.第2次比第1次木块运动的速度小
B.第2次比第1次木块受到的摩擦力大
C.两次拉力对木块做的功一样多
D.两次拉力对木块做功的功率一样大
三、填空题
12.(2018·乐山)一辆轿车以72km/h的速度在水平路面上沿直线匀速行驶10分钟,轿车的质量为1500kg,行驶时所受阻力为车重的0.2倍(g取10N/kg),则牵引力为 N.此时汽车的功率为 kW。
13.(2018·铜仁)小红同学用50N的力拉着一个重为80N的物体,在水平地面上做匀速直线运动,1分钟内使物体移动60m的距离,物体的运动速度是 m/s,此过程中小红拉力的功率是 W。
14.(2018·自贡)如图所示,一物体在水平向右的拉力F1作用下以3m/s的速度在水平地面上匀速运动了10m,拉力F1所做的功为W1,功率为P1.若该物体在水平向右的拉力F2作用下以2m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了10m,拉力F2所做的功为W2,功率为P2,则W1 W2,P1 P2(选填“>”、“<”或“=”)
15.(2018八下·肇源期末)如图所示,分别用图甲、乙两种形式滑轮组合,把重为500N的物体以0.5m/s的速度匀速向上提起,忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦,图甲中车对绳子的拉力为 N,图乙中人所做有用功的功率为 W。
16.(2018九上·无锡月考)如图甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的推力F的作用,其F﹣t和v﹣t的图像分别如图乙、丙所示.由图像可知:0~3s内,推力对物体做功 J;9~12s内,推力对物体做功 J,功率为 W.
四、实验探究题
17.(2018八下·江海月考)学习了功率的知识后,小明和几位同学准备开展“比一比谁在爬楼过程中的功率大”的活动。
(1)测量所需要的器材有: 、 、 ;
(2)他们设计了三套方案:①测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,算出爬楼的功率并进行比较;②控制爬楼的时间相同,测量出各自的体重、爬楼的高度,算出爬楼做的功并进行比较;③控制爬楼的高度相同,测量出各自的体重、爬楼的时间,算出体重和时间的比值并进行比较.可行的是 (_________)
A.只有① B.只有①②
C.只有②③ D.①②③都可以
(3)登楼梯比赛时,某同学从底楼匀速登上五楼,共用了20s,该同学登楼时克服重力做功的功率最接近于( )
A.3000W B.300W C.30W D.3W.
18.如图,在测人做引起向上功率的活动中:
(1)实验中需要测的物理量是:人的质量m,身体上升的高度h, .(交代要测的量并用字母表示)
(2)计算功率的表达式是 用所测量的量表示.
(3)说出一种具体测人身体上升高度的方法: .
五、计算题
19.太阳光垂直照射地面,在每平方米的面积上,平均每分钟能得到8.4×104J的热量,如果我们能利用太阳光热的10%,那么在面积为50m2的屋顶上可以利用的太阳热的功率为多少kW?
20.举重运动员把2000N的杠铃在2s内举高1.8m后又在空中保持4s,则该运动员前2s的功率是多少?后4s的功率是多少?
21.(2018八下·丹东期末)为了响应国家“低碳环保,节能减排”的号召,丹东市内在沿江路上设置了许多个共享单车租借站点。质量为55kg的小明同学租借了一辆自行车,从沿江路东向西匀速直线行驶了1500m,所用时间为5min。求:
(1)若自行车的质量为15kg,每个轮胎与地面的接触面积为0.005m2,则小明骑车时,车对地面的压强是多少?
(2)若自行车匀速行驶过程中所受阻力为人和车总重的0.1倍,小明骑车的牵引力做功的功率是多少?
22.(2018八下·孝感期末)如图所示,由航空工业六O五研究所自行设计的“海鸥300”轻型水陆两栖飞机的总质量为4000kg,可载乘客4﹣6名,该机配置有高性能的发动机和先进航空仪表设备,可用于公务飞行、货物运输、海岸巡逻等。求:(g取10N/kg)
(1)飞机停在水面时,机身浸入水中的体积是多少?
(2)飞机在空中以360km/h的速度水平匀速飞行时,在水平方向飞机受到的空气阻力为飞机重力的0.1倍。以这一速度飞行时,飞机发动机的功率是多少?
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】功率的概念;功率的计算
【解析】【解答】解: A、由功率的决定因素可知,没规定时间,做功少的机器,功率不一定小,A不符合题意;
BD、功率是来反应物体做功快慢的物理量,功率小的做功一定慢,功率大的做功一定快,B符合题意,D不符合题意;
C、功率大做功快,但功的多少没确定,做功时间也不能确定,C不符合题意。
故答案为:B。
【分析】功率表示做功的快慢,即单位时间做功的多少。
2.【答案】C
【知识点】功率的概念
【解析】【解答】A.功率表示单位时间内所做的功,时间单位用秒,功的单位为焦耳,A中“1分钟”和“750瓦”都是错的,A不符合题意;B.“1分钟”是错误的,单位应该是秒,B不符合题意;
C.750瓦表示物体一秒钟内所做的功为750J,C符合题意;
D.功的单位应该是焦耳,不是瓦,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】此题是对功率的考查,结合功率的物理意义进行分析即可。
3.【答案】B
【知识点】功率的计算
【解析】【解答】A、小明做引体向上的功率为P==,其中m表示小明的质量,需要测量,A不符合题意。B、小明做引体向上的功率为P==,其中h表示每次身体上升的高度,与单杠的高度无关,所以单杠的高度不需要测量,B符合题意。
C、小明做引体向上的功率为P==,其中h表示每次身体上升的高度,需要测量,C不符合题意。
D、小明做引体向上的功率为P==,其中t表示做引体向上的时间,需要测量,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】此题是对功率计算的考查, 由功率公式P==分析过程中需要测量的物理量。
4.【答案】A
【知识点】功率的计算
【解析】【解答】假设小明的体重为G,则爸爸的体重为1.5G,登上山顶高度为H,小明登山时做的功为W1=GH,爸爸做的功为W2=1.5GH,小明的功率P1 =W1/t1= GH /20,爸爸的功率P2= W2/t2=1.5 GH /25,所以P1:P2=5:6,A符合题意。故答案为:A
【分析】此题是对功率计算的考查,结合做功的功率P=进行计算即可。
5.【答案】B
【知识点】功率的计算
【解析】【解答】甲做的功与乙做的功之比为2:3,所用时间之比为4:3,功率等于P=W/t,故而甲与乙的功率之比为1:2,B符合题意。故答案为:B
【分析】此题是对功率的考查,结合功率的计算公式进行计算即可。
6.【答案】D
【知识点】功率大小的比较
【解析】【解答】比较他们两人的功率大小的方法:①比较相同时间内做功的多少;②做相同的功,比较他们所用的时间的多少;③求出他们登山做的功,除以他们所用的时间,根据 可以得到功率的大小;④测出他们登山所用的时间,并与他们所做的功相除可以得到功率的倒数,可以比较功率的大小,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】功率表示做功的快慢,在分别限定功或时间时可以比较。
7.【答案】C
【知识点】功率的计算
【解析】【解答】因王小虎同学是学生体重约400N,一层楼高约4m,从一楼跑到三楼有两层楼高约8m;所用时间为10秒;则克服自己重力做功的功率P= =320W;所以C选项比较接近。
故答案为:C。
【分析】先估计出初中生的体重,每层楼的高度,根据功率的公式计算出功率.
8.【答案】B
【知识点】功率的计算
【解析】【解答】在平直公路上匀速行驶时,受到的阻力和骑车者的动力是一对平衡力,即两个力的大小相等,所以,骑车者的牵引力是:F=f=20N,一般情况下骑车速度是5m/s,则骑车者消耗的功率:P=W/t=Fs/t=Fv=20N×5m/s=100W,
故答案为:B。
【分析】根据力和速度的乘积计算力做功的功率。
9.【答案】D
【知识点】功率大小的比较;功率计算公式的应用
【解析】【解答】因为物体两次都是匀速运动,拉力等于滑动摩擦力,因此拉力F1和拉力F2相等,两次路程也相等,根据功的计算公式 可知W1=W2,A、B不符合题意;v2>v1,两次路程相等,由 可知t2故答案为:D.
【分析】根据W=Fs判定功的大小;根据P=Fv判定功率的大小.
10.【答案】D
【知识点】功率的计算
【解析】【解答】由题可知,妈妈与小明爬山的高度相同,妈妈的体重是小明的2倍,妈妈所用的时间是小明的3倍,由W=Gh可得,妈妈和小明克服重力做功之比: ;由P= 可得,妈妈和小明克服重力做功的功率之比 ,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据W=Gh求出做功之比;根据P=求出功率之比.
11.【答案】A,C
【知识点】功率大小的比较;摩擦力的大小
【解析】【解答】A.由图乙知两次匀速滑动相同距离,第1次所用时间少,因此第1次木块运动的速度大,第2次木块运动的速度小,故正确。
B.滑动摩擦力只与压力和接触面的粗糙程度有关,两次拉动时压力和接触面的粗糙程度不变,木块受到的摩擦力不变,故错误。
C. 两次拉同一木块在同一水平木板上匀速滑动时,木块水平方向受力平衡,拉力等于摩擦力,两次木块受到的摩擦力不变,两次木块受到的拉力就相等,两次滑动相同距离,由
可得两次拉力对木块做的功一样多,故正确。
D.拉动木块时,第1次所用时间少,由 可得第1次拉力对木块做功的功率大,故错误。
故答案为:AC
【分析】此题涉及到二力平衡的条件、摩擦力大小的决定因素、速度的计算等知识点,图象是形象描述物理状态、物理过程和物理规律的常用工具,也是应用数学知识解决物理问题的一个重要方面,它不仅可以使抽象的概念直观形象,也能使动态变化过程更为清晰.
12.【答案】3×103;60
【知识点】功率的计算
【解析】【解答】(1)汽车做匀速直线运动,处于平衡状态,所以牵引力与阻力相等,则牵引力为:
;(2)汽车的速度: ,
根据 计算汽车的功率为:
。
故答案为:3×103;60.
【分析】利用二力平衡条件求出牵引力的大小;根据P=Fv求出汽车的功率.
13.【答案】1;50
【知识点】功率的计算
【解析】【解答】物体运动的时间 ,则物体的运动速度: 。此过程中小红拉力的功率: 。
故答案为:1;50。
【分析】根据v=求出物体的运动速度;根据P=Fv求出此过程中小红拉力的功率.
14.【答案】=;>
【知识点】功率大小的比较
【解析】【解答】(1)由题可知,同一物体先后以不同的速度在同一水平地面上匀速运动,则物体对水平地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,因此两次物体受到的滑动摩擦力不变;又因为物体在水平地面上匀速运动,根据二力平衡条件可知,水平拉力F和滑动摩擦力f是一对平衡力,大小相等,即F1=F2=f;(2)物体运动的距离都为10m,且F1=F2,由W=Fs可知W1=W2;由题意可知v1>v2,且F1=F2,由P= =Fv可知,P1>P2。
故答案为:=;>.
【分析】根据W=Fs和P=Fv判断比较功和功率的关系.
15.【答案】500;250
【知识点】功率的计算
【解析】【解答】图甲两个滑轮都是定滑轮,忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦,F=G=500N;图乙中人所做有用功W有用=Gh,图乙中人所做有用功的功率为:。故答案为:500;250。
【分析】(1)使用定滑轮不能省力,但能改变用力方向,则F=G;(2)根据求人所做有用功的功率。
16.【答案】0;54;18
【知识点】功率计算公式的应用;力与运动的关系;力与图象的结合
【解析】【解答】解答:(1)由丙图知:0 3s内物体的速度大小为零,物体处于静止状态,有力无距离,所以,推力对物体做功0J.(2)由丙图知,9 12s时,物体匀速运动,v=3m/s,由乙图知,9 12s时,F=6N,则拉力F做功的功率:P=Fv=6N×3m/s=18W;所以由P=
可知此过程中拉力F做的功为:W=Pt=18W×(12s 9s)=54J;
故答案为:0;54;18.
【分析】熟练读图,根据平衡状态中二力平衡找出力的大小.
功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;二 是物体在力的方向上通过的距离.三种情况不做功:一是有力无距离(例如:推而未动),二是有距离无力(靠惯性运动),三是力的方向与运动方向垂直.
同理,首先从速度图象中9-12s得出物体的运动状态,然后对应的从F-t图象中得出推力;再利用计算公式W=Fs计算做的功;利用P=
求出功率.
17.【答案】(1)体重计;秒表;刻度尺
(2)D
(3)B
【知识点】功率大小的比较
【解析】【解答】解:(1)爬楼要克服自身重力做功,功率P= = = ,由P= 可知,
实验时需要测量:体重(质量m)、楼高h、爬楼所用时间t,
因此需要的实验器材为:体重计、秒表、刻度尺;(2)爬楼是克服自身的重力做功,爬楼功率P= ;
①测出各自的体重、爬楼时间和爬楼的高度,由P= 求出功率,直接比较功率的大小;
②控制爬楼的时间相同,测出各自的体重,爬楼的高度,若mgh越大,功率就越大;
③控制爬楼高度相同,测出各自的体重,爬楼时间t,若 的比值越大,功率就越大;
所以三种方法都是可以的,D符合题意.(3)同学的质量约为50kg,每层楼的高度约为3m,
上5楼所做的功约为W=mgh=50kg×10N/kg×4×3m=6000J,
功率约为P= = =300W,
故答案为:B;
故答案为:(1)体重计;秒表;刻度尺;(2)D;(3)B.
【分析】爬楼是克服自身的重力做功,然后根据比较功率的方法(P=)来解答.
18.【答案】(1)做引体向上的时间t
(2)P=
(3)可以测出两中情况下人的脚到地面的高度,两高度差是人身体上升的高度
【知识点】功率的测量实验
【解析】【解答】解:(1)引体向上的功率:P= = ,因此需要测出:人的质量m、身体上升的高度h、做引体向上的时间t.(2)由(1)可知,功率表达式为:P= ;(3)可以测出两中情况下人的脚到地面的高度,两高度差是人身体上升的高度.
故答案为:(1)做引体向上的时间t;(2)P= ;(3)可以测出两中情况下人的脚到地面的高度,两高度差是人身体上升的高度.
【分析】由功率公式求出功率的表达式,然后确定需要测量的物理量.
19.【答案】解:面积为50m2的屋顶上平均每分钟得到的可以利用的太阳能:
Q=50×8.4×104J×10%=4.2×105J,
可以利用的太阳能的功率:
p= = =7000W=7kW;
【知识点】功率的计算
【解析】【分析】根据在每平方米的面积上平均每分钟能得到8.4×104J的热量,利用太阳光热效率,可以求面积为50m2的屋顶上平均每分钟得到的可以利用的太阳能,利用功率公式求利用的太阳能的功率.
20.【答案】解:由题知:在举高的过程中做的功是:
W=Gh=2000N×1.8m=3600J,
在举高的过程中做的功功率是:
P= = =1800W;
在空中停留4s的时间里,虽然用力,但是在力的方向上没有移动距离,所以没做功,即W′=0J;P′=0W;
【知识点】功率的计算
【解析】【分析】①举重是克服杠铃重力做功的过程,根据W=Gh计算克服杠铃重力所做的功W;根据P= 计算举高过程中做功的功率P.②依据做功的两个条件,看在空中停留4s时是否具备这两个条件,若具备就做功,否则不做功.再根据情况计算功率.
21.【答案】(1)解:小明骑车时车对地面的压力:F=G总=m总g=(m人+m车)g=(55kg+15kg)×10N/kg=700N,S=0.005m2×2=0.01m2,则小明骑车时车对地面的压强:p= =7×104Pa
(2)解:因为单车做匀速直线运动,处于于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,二力大小相等,所以牵引力:F牵=f=0.1G总=0.1×700N=70N,则小明骑车的功率:P= =F牵v=70N×5m/s=350W.
【知识点】功率的计算;重力及其大小的计算;压强的大小及其计算
【解析】【分析】根据物体的质量计算重力,根据物体对地面的压力和受力面积计算压强的大小,根据力和速度的乘积计算功率的大小。
22.【答案】(1)解:飞机处于漂浮状态,F浮=G,
根据阿基米德原理得到飞机机身浸入水中的体积
答:飞机停在水面时,排开水的体积是4m3
(2)解:飞机的速度 ,
飞机受到的阻力f=0.1G=0.1mg=0.1×4000kg×10N/kg=4000N,
飞机水平匀速飞行时,处于平衡状态,飞机受到的动力和阻力是平衡力,动力等于阻力,即F=f=4000N,飞机发动机的功率
答:飞机发动机的功率是4×105W。
【知识点】功率的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)漂浮的物体受到的浮力和重力相等,利用浮力和液体密度计算排开的体积的大小;
(2)根据阻力和重力的关系计算阻力大小,当物体匀速运动时,动力和阻力相等,结合物体运动的速度计算功率的大小。
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