粤沪版物理九年级上册课课练：11.2　怎样比较做功的快慢（含答案）

[11.2　怎样比较做功的快慢]　　　　　　　　　　　
一、选择题
1.关于功率,下列说法中错误的是(　　)
A.功率表示做功的多少
B.功率表示做功的快慢
C.相同时间,功率大的机器做功多
D.功率大的机器比功率小的机器做功快
2.[2020·淮安] 小明两次分别用时90 s、40 s从一楼爬到五楼,小明的体重与前后两次上升的高度均不变,比较两次爬楼过程 (　　)
A.用时少的做功多 B.用时少的做功功率大
C.用时多的做功多 D.用时多的做功功率大
3.举重是我国的优势体育项目之一。身高170 cm的运动员甲和身高160 cm的运动员乙,在挺举项目中把同样重的杠铃举起,所用时间相同,如图所示。如图果他们对杠铃所做的功分别为W甲和W乙,功率分别为P甲和P乙,则下列关系式中正确的是 (　　)
A.W甲=W乙,P甲=P乙 B.W甲>W乙,P甲=P乙
C.W甲>W乙,P甲>P乙 D.W甲4.如图所示是甲、乙两物体做功和所需时间的关系图像,由图像可知 (　　)
A.P甲>P乙 B.P甲5.[2019·邵阳] 参加邵阳市初中毕业学业考试的王小鹏同学听到考试预备铃响了,考场还在四楼呀!他一口气从一楼跑到四楼考场,所用时间为30 s。他在上楼过程中克服自身重力做功的功率最接近 (　　)
A.1.5 W B.15 W
C.150 W D.1500 W
6.小敏同学和她所骑的轻便自行车总重约600 N,上学路上她骑车在20 s内匀速通过了一段长100 m的平直公路。若自行车受到路面的阻力约为人和车总重的0.05,则通过该段公路时,小敏同学骑车的功率约为 (　　)
A.150 W B.300 W
C.1500 W D.3000 W
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,则下列关系中正确的是 (　　)
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.在学习了功率的知识后,三名同学想比较爬杆时谁的功率大。下面是他们讨论后得出的三套方案,其中可行的是 (　　)
①用相同的时间爬杆,测量出各自的质量和爬上杆的高度,即可比较功率大小
②都爬到杆顶,测量出各自的质量和爬杆用的时间,即可比较功率大小
③爬杆时,测量出各自的质量、爬杆用的时间和爬上杆的高度,算出功率进行比较
A.只有① B.①②
C.①③ D.①②③
9.[2020·长沙] 小杰背着书包回家,在水平路面上行走100 m用时100 s,乘坐电梯从1楼到21楼用时30 s,以下符合实际的是 (　　)
A.电梯对小杰做功约为3.6×103 J
B.小杰乘坐电梯上升时,对书包不做功
C.电梯对小杰做功的功率约为1200 W
D.小杰在水平路面上行走时,重力做功的功率约为600 W
二、填空题
10.一台机器在6 s内做功2400 J,则该机器的功率是　　　W,其物理意义是　　　　　　　　　　。拖拉机耕地的功率是20 kW,若以此功率耕地10 min,拖拉机所做的功是　　　　　J。
11.[2019·北部湾改编] 我们在超市购物时,常常使用购物车,已知购物车的质量为10 kg,小明用10 N的水平推力推着购物车沿水平地面运动了4 m,用时4 s,则推力对购物车做的功为
　　　　J;推力的功率为 　　　　W。
12.在体育考试中,小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。若实心球重20 N,从最高点到落地点的过程中,球下降的高度为2.7 m,用时约0.75 s,则球下降过程中重力做的功为　　　　J,功率为　　　　W。
13.[2019·衡阳改编] 如图所示,用滑轮组提升重900 N的物体,使它在10 s内匀速上升
1 m。已知所用的拉力F为400 N,则在提升重物的过程中(不计绳重和摩擦),滑轮组对物体做的功为　　　　J,拉力的功率是　　　　W。
14.如图甲所示,木块放在水平地面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动,两次拉动木块得到的s-t图像分别是图乙中的图线a、b,两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,两次拉力的功率分别为P1、P2,则F1　　　　F2,P1　　　　P2。(均选填“<”“=”或“>”)
三、实验探究题
15.小刚想粗略地测算自己在单杠上做引体向上运动时的功率,如图所示。
(1)待测功率的最终表达式为P=　 。
(2)需要的测量工具:体重秤、刻度尺、　 。
(3)小刚采用了合适的方法记录数据,请帮他在横线上补上相应的数据。(g取10 N/kg)
重心上升 高度h/m 质量 m/kg 引体向上一次 克服重力做 的功W/J 引体向上 的次数/次 时间 t/s 功率 P/W
0.5 60 　　 5 12 　　
四、计算题
16.起重机在10 s内将重为2000 N的石头沿竖直方向匀速提升0.5 m。求:
(1)起重机对石头做的功。
(2)起重机提升石头的功率。
17.[2020·乐山] 如图所示,一款新型无人驾驶电动汽车,总质量为1.5×103 kg,在性能测试中,沿平直的公路匀速行驶,行驶过程中汽车受到的阻力为总重力的0.1,求:
(1)汽车匀速直线行驶的速度。
(2)汽车受到的牵引力。(g取10 N/kg)
(3)此过程中汽车牵引力所做的功和做功的功率。
　　　　　　　　　　　
18.汽车在行驶过程中,发动机的功率为P,牵引力为F,汽车行驶的速度为v,这三者之间的关系为P=Fv。当汽车爬坡时,驾驶员的操作总是加大油门同时换低挡,加大油门是为了使发动机发挥最大的功率,换低挡是为了减小车速。那么,在爬坡时减小车速的目的是 (　　)
A.保证安全 B.省油
C.增大发动机的牵引力 　 D.以上说法均正确
答案
1.A
2.B　 由题知小明的体重与前后两次上升的高度均不变,由W=Gh可知,两次所做的功相同,故A、C错误;两次所做的功相同,由P=可知,用时少的做功功率大,用时多的做功功率小,故B正确,D错误。
3.C　 由题知身高170 cm的运动员甲和身高160 cm的运动员乙举起的杠铃的重力相同,身高170 cm 的运动员甲较高,根据公式W=Gh可知,W甲>W乙;因为两名运动员举起杠铃的时间相同,根据公式P=可知,P甲>P乙。
4.A
5.C　 王小鹏同学的体重约为500 N,一层楼高约为3 m,从一楼跑到四楼上升了三层楼的高度约9 m,所用时间为30 s;则克服自身重力做功的功率约为P====150 W。
6.A　
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,妈妈和小明克服自身重力做功之比:===;
由P=可得,妈妈和小明克服重力做功的功率之比:==×=×=,故D正确。
8.D
9.C　 小杰与书包的总重力大约为600 N,从1楼到21楼的高度:h=20×3 m=60 m,
电梯对小杰做的功:W=Gh=600 N×60 m=3.6×104 J,故A不符合实际;小杰乘坐电梯上升时,书包在力的方向上移动了距离,所以对书包做功,故B不符合实际;电梯对小杰做功的功率:P===1200 W,故C符合实际;小杰在水平路面上行走时,重力没有做功,功率为0,故D不符合实际。
10.400　该机器在1 s内做功400 J　1.2×107
功率是表示物体做功快慢的物理量,P===400 W。10 min=600 s,以20 kW的功率耕地10 min所做的功:W=Pt=20000 W×600 s=1.2×107 J。
11.40　10　 推力所做的功:W=Fs=10 N×4 m=40 J。
推力的功率:P===10 W。
12.54　72　
13.900　120 　 滑轮组对物体所做的功,即为克服物体重力所做的功:W1=Gh=900 N×1 m=900 J;该滑轮组承重绳子的股数为n=3,绳端移动的距离s=3h=3×1 m=3 m,则拉力做的功为W2=Fs=400 N×3 m=1200 J,拉力F的功率为P===120 W。
14.=　>
15.(1)　(2)停表　(3)300　125
(1)由功率的公式推导可以得出,待测功率的最终表达式为P===。
(2)连续完成多个引体向上动作需要的时间用停表测量,故还需要的测量工具是停表。
(3)通过表格数据可知,重心上升的高度为0.5 m,重力G=mg=60 kg×10 N/kg=600 N,则引体向上1次所做的功:W=Gh=600 N×
0.5 m=300 J;引体向上的次数为5次,则做的总功:W总=5×300 J=1500 J,做引体向上运动时的功率:P===125 W。
16.(1)起重机对石头做的功:
W=Gh=2000 N×0.5 m=1000 J。
(2)起重机提升石头的功率:
P===100 W。
17.(1)由图可知,汽车行驶的路程:
s=5.4 km-3.6 km=1.8 km,
汽车行驶的时间:t=3 min=h=h,
汽车匀速直线行驶的速度:
v===36 km/h。
(2)由于汽车匀速行驶,所以汽车受到的牵引力等于阻力,即F牵=f阻=0.1G=0.1mg=0.1×1.5×103 kg×10 N/kg=1.5×103 N。
(3)汽车牵引力所做的功:W=F牵s=1.5×103 N×1.8×103 m=2.7×106 J;
汽车牵引力做功的功率:
P===1.5×104 W。
18.C　 根据P=Fv可知,在功率一定时,牵引力F与速度v成反比,爬坡时减小车速可以获得更大的牵引力。