[第九章 四、功率]
一、选择题
1.下列关于功和功率的说法中,正确的是 ( )
A.做功越慢,功率越小 B.做功时间越长,功率越大
C.做功越多,功率越大 D.做功越多、时间越长,功率越大
2.甲、乙两种机械所做的功W随时间t变化的图像如图图所示,则从图像中可以判断出 ( )
A.甲比乙做功多 B.甲比乙做功少
C.甲比乙做功快 D.甲比乙做功慢
3.物体在自由下落过程中运动速度会越来越大。一小球由A点自由下落,经过B、C两个位置,且AB=BC,如图图所示。小球重力在AB、BC段做功分别为WAB、WBC,功率分别为PAB、PBC,则 ( )
A.WAB>WBC B.WAB
PBC D.PAB4.(2021邵阳)如图图所示,物体A在水平拉力F的作用下,沿水平地面以0.2 m/s的速度匀速运动了5 s,弹簧测力计的示数为8 N,拉力F做功的功率为(不计机械自重及滑轮摩擦) ( )
A.1.6 W B.8 W C.3.2 W D.16 W
5.通过荆州的汉宜铁路上正在运营的列车是CRH2A和谐号动车组,如图图所示。CRH2A和谐号列车采取8节车厢编组,在运行过程中机车牵引力的功率为4800 kW,速度为200 km/h。若这列从荆州站驶出的CRH2A和谐号列车在平直轨道上匀速行驶100 km,则该列车在这段时间内所做的功、列车受到的阻力分别是 ( )
A.8.64×109 J 4.8×104 N B.8.64×109 J 8.64×104 N
C.4.8×109 J 4.8×104 N D.4.8×109 J 8.64×104 N
6.分别用如图图所示的甲、乙两个滑轮组,在100 s内将重为400 N的物体G匀速提升10 m,每个滑轮重均为20 N。不计绳重及摩擦,此过程中 ( )
A.F甲做的功大于F乙做的功
B.F甲做的功小于F乙做的功
C.F甲做功的功率小于F乙做功的功率
D.F甲做功的功率等于F乙做功的功率
7.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
8.跳绳是一项健身运动,看起来似乎很简单,然而亲自跳起来就会感到运动量是相当大的。一名同学对此进行了研究:跳绳者的质量m=50 kg,跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图图所示。根据所给条件可估算出此跳绳者在1 min内克服重力做功的平均功率为(g取10 N/kg) ( )
A.168.75 W B.135 W C.75 W D.67.5 W
二、填空题
9.(2021昆明)釆用功与时间比值的方法,得到单位时间内做的功,这样就能方便比较做功的快慢了,这个比值叫作 。这种方法,实质上还是用 (选填“时间相同比较功”或“功相同比较时间”)来比较做功快慢的。
10.(2021宜昌)小勇放学后,背着重40 N的书包沿水平路面走了200 m,用时3 min,又用1 min爬上了大约9 m高的四楼回到了家,小勇的重力为600 N。则他在回家过程中对书包所做的功为 J,他所做总功的功率是 W。
11.如图图所示的滑轮组,不计滑轮摩擦、绳重和滑轮重。将质量为3 kg的物体A放在粗糙的水平桌面上,物体A在力F的作用下以1 m/s的速度匀速运动时受到的摩擦力f=0.1 G。则物体的重力为 N;在2 s内物体移动的距离为 m;拉力F为 N;拉力F的功率为 W。(g取10 N/kg)
三、实验探究题
12.小明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)实验需要测量的物理量:①用 (填测量器材)测量自己的质量m;②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
(填物理量与其对应字母)。
(2)跳绳时平均功率的表达式:P= 。
(3)小明和小华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
四、计算题
13.(2021安徽)如图图所示,小明在单杠上做引体向上运动,每次引体向上身体上升的高度为握拳时手臂的长度。已知小明重500 N,握拳时手臂的长度为0.6 m,完成4次引体向上所用的时间为10 s。求:
(1)小明完成一次引体向上所做的功。
(2)10 s内小明做引体向上的功率。
答案
第九章 四、功率
1.A
2.C 由公式P=可知,甲的功率大,甲比乙做功快。
3.D 由题可知,AB=BC,小球的重力不变,根据W=Gh可知,小球重力在AB段和BC段做的功相等,即WAB=WBC;由于小球在自由下落时做加速运动,根据变形式t=可知,小球在BC段运动的时间短,根据公式P=可知,小球重力在AB段做功的功率小于在BC段做功的功率,即PAB4.C 弹簧测力计的示数为8 N,不计机械自重及滑轮摩擦,则绳端的拉力F为8 N,绳端移动的速度:v=2v物=2×0.2 m/s=0.4 m/s,拉力做功的功率:P===Fv=8 N×0.4 m/s=3.2 W。
5.B
6.D
7.D 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:==×=×=。
8.B 由题可知:跳绳者的重力为G=mg=50 kg×10 N/kg=500 N,跳一次所用时间t1=
s,1 min内所跳的次数为n==180,由图可知:起跳的最大高度h=0.09 m,克服重力做的功:W=G×nh=500 N×180×0.09 m=8100 J,1 min内克服重力做功的平均功率:P===
135 W。
9.功率 时间相同比较功
功与时间的比值表示功率,是表示物体做功快慢的物理量。求单位时间内做功的多少,是采用时间相同比较做功多少的方法来比较做功快慢的。
10.360 24 (1)小勇在水平路面上行走时,对书包的作用力竖直向上,但在竖直方向上移动的距离是0,此过程中对书包做的功为0 J;在登楼时,将书包提升,克服书包重力做的功:W=G书包h=40 N×9 m=360 J,即他在回家的过程中对书包所做的功为360 J;
(2)同理可得他在回家的过程中克服自身重力所做的功:W'=G人h=600 N×9 m=5400 J;他所做的总功:W总=W+W'=360 J+5400 J=5760 J,总时间:t总=t+t'=3 min+1 min=4 min=240 s,他所做总功的功率:P===24 W。
11.30 2 1 3
物体A的重力:G=mg=3 kg×10 N/kg=30 N;物体A的移动距离:s=vt=1 m/s×2 s=2 m;因为有3段绳子与动滑轮相连,所以n=3,则F=f=×0.1×30 N=1 N;绳子自由端移动的速度:
v绳=nv=3×1 m/s=3 m/s,拉力F的功率:P===Fv绳=1 N×3 m/s=3 W。
12.(1)①磅秤
③停表 时间t
(2)
(3)A
13.(1)做引体向上时需要克服重力做功,已知小明重为G=500 N,每次引体向上上升的距离:h=0.6 m,小明完成一次引体向上做的功:W=Gh=500 N×0.6 m=300 J。
(2)小明10 s内做的总功:W总=4W=4×300 J=1200 J,
小明做引体向上的功率:P===120 W。