第九章 简单机械 功
第四节 功率
知识清单
一、比较做功快慢的两种方法
1.不同物体做相同的功,所用的时间___________,做功越快.
2.不同物体做功的时间相同,比较做功的多少,做功______________,做功越快.
提示
做功的快慢与做功的多少和做功时间这两个因素都有关系.通常比较做功快慢有两种方法:一种是做功时间相同,比较做功多少;另一种是做相同的功,比较做功时间长短.
二、功率
1.物理意义:表示物体_____________的物理量.做功越_______________,功率越大.
2.定义:___________________与_________________之比.
3.公式:_______________.
4.单位
(1)国际单位:____________,简称____________,符号是___________.
(2)常用单位:_____________.
(3)换算关系:1W=______________J/s,1kW=______________W.
提示
(1)“功率”是指物体做功的快慢,做功多的物体不一定做功快,做功快的物体不一定做功多,当做功时间相同时,做功快的物体做功多.
(2)功率的计算公式 是指平均功率,解答某一瞬间的功率时可运用公式.
基础演练
考点一 功率
1.关于功率,下列说法正确的是( )
A.力对物体做功,时间越短,功率越大 B.功率大的机械在单位时间内做的功多
C.力对物体做的功越多,功率就越大 D.完成相同的功,用的时间越长,功率越大
2.四个同学进行登山比赛,如果规定功率最大者获胜,那么最后胜出者一定是( )
A.体重最大的同学 B.速度最大的同学
C.时间最短的同学 D.做功最快的同学
3.操场旁边有一个小斜坡,小明和几位同学准备做“比一比谁的功率大”的活动.以下是他们设计的三套方案,其中可行的是 ( )
①控制爬坡的时间相同,测量出各自的体重、爬上坡的高度,算出功率进行比较.
②控制爬坡的高度相同,测量出各自的体重、爬坡用的时间,算出功率进行比较.
③测量出各自的体重、爬坡用的时间和爬坡的高度,算出功率进行比较.
A.只有① B.只有①② C.只有②③ D.①②③
考点二 功率的计算
4.双杠屈臂伸是中学生体育测试的项目之一,若一个普通中学生在30s内完成12次屈臂伸,该学生此过程中克服重力做功的平均功率最接近于( )
A.20W B.60W C.100W D.140W
5.一定质量的物体在水平拉力的作用下沿同一水平面做直线运动,其s-t关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.物体20s时的速度大于8s时的速度
B.0~12s物体所受的拉力大于12~24s物体所受的拉力
C.0~12s拉力做功大于12~24s拉力做的功
D.0~12s拉力做功的功率小于12~24s拉力做功的功率
6.在超市里,小明推着重为180N的购物车,在10s内沿水平地面匀速前进了20m,如果水平推力为20N,在此过程中,重力对购物车所做的功为____________ J,顾客对购物车做的功为____________ J,推力的功率为_____________ W.
易错点 对公式理解不透彻
7.一辆汽车在平直公路上沿直线向前行驶,途中经过一段泥泞路面,如果汽车发动机的功率始终保持不变,则汽车行驶路程s随时间t的变化关系可能是( )
能力提升
8.如图所示是甲、乙两物体做功与所需时间的关系图象,由图象可以知道,甲物体的功率甲与乙物体的功率乙大小关系是( )
D.无法确定
9.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,若妈妈克服重力做功为W 、功率为P ,小明克服重力做功为W 、功率为P ,则下列关系正确的是( )
10.举重是我国的优势体育项目之一.一位身高170cm的运动员和一位身高160cm的运动员,在挺举项目中用相同时间,把同样重的杠铃举起.如果他们对杠铃所做的功分别为
W 和W ,功率分别为P 和P ,则下列关系式正确的是( )
11.如图所示,质量为50kg的运动员在做仰卧起坐运动.若该运动员上半身的质量约为全身质量的 则她上半身的重力约为___________N.她在1分钟内做了40个仰卧起坐,每次坐起时上半身重心上升的距离均为0.3m,则她在这段时间克服重力做的功约为____________J,做功的功率是_____________W.(g取10N/ kg)
12.如图是一只桃子从树上落下,先后经过A、B、C三点运动的示意图,且AB=BC.在AB和BC过程中桃子受到的重力所做的功分别为W 、W ,则有经过AB和AC段的功率分别为P 、P ,则P __________ P (前两空均选填“>”“<”或“=”).在桃子落地后沿山坡向下滚的过程中,重力对桃子_____________,山坡对桃子的支持力________ (后两空均选填“做功”或“不做功”).
13.王波同学帮父母搬家,现有30捆书籍,每捆书籍的质量都为5kg.王波想尽快将它们搬上10m高处的新家.如图是王波可以提供的用于搬运物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图象.由图可知,为了尽可能快地将这批书籍搬上新家,他每次应搬__________捆.若每次下楼时间是上楼时间的一半,则他最快完成搬运任务并返回原地,所用的总时间为_____________s.(g取10N/ kg)
14.某蔬菜运输车从山东寿光出发,历时9小时15分钟,行驶777千米,抵达上海徐汇区.该蔬菜运输车总质量为31t,轮子与地面的总接触面积为6200cm .求:(g取10N/kg)
(1)运输车全程的平均速度.
(2)运输车对水平路面的压强.
(3)在某段平直公路上,运输车匀速行驶9km用时6min,受到的阻力为2.6×10 N,求运
输车牵引力做功的功率.
素养培育
15.为了研究物体做功快慢,某实验小组分别将铁块匀速向上提升,所得实验数据如下表
所示.
实验序号 铁块的重力G/N 升高的高度h/m 功W/J 时间t/s
1 5 1 5 2
2 2.5 2 5 4
3 4 3 12 3
4 5 2 10 4
(1)比较实验序号2、4可得出结论:______________________________________________
___________________________________________________________________________.
(2)比较实验序号____________可得出结论:做功相同时,做功所用时间短,做功越快.
(3)如何比较实验序号1、3或2、3或1、4做功的快慢 该组同学经过思考、讨论后,在表格中新增加了一列项目,这个项目的名称是_____________,为此物理学中引入了一个物理量叫________________,它能比较物体做功快慢.
参考答案
知识清单
一、1.越短 2.越多
二、1.做功快慢 快 2.物体做的功 做功所用时间
4.(1)瓦特 瓦 W (2)千瓦(kW)(3)1 10
基础演练
1. B 2. D 3. D 4. B 5. C 6.0 400 40 7. D
能力提升
8. A 9. D 10. C 11.300 3600 60
12.= < 做功 不做功 13.3 450
14.解:(1)运输车的行驶时间t=9h 15 min=9.25h,运输车全程的平均速度
=84km/h.
(2)运输车对水平路面的压力×10 kg×10N/kg=3.1×10 N;运输车对水平路面的压强 10 Pa.
(3)由运输车做匀速直线运动可知,运输车受力平衡,故
运输车牵引力做的功10 J,运输车牵引力做功的功率
素养培育
15.(1)做功时间相同时,做功越多,做功越快
( 功率 [解析](3)分析比较实验序号1、3或2、3或1、4,我们发现做功时间和做功多少都不一样,我们求出功与时间的比值可以比较它们做功的快慢,由此得出用功率来表示物体做功的快慢.
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