名称 | 【核心素养】3.3 能量转化的量度(第2课时)分层练习(含解析) | | |
格式 | zip | ||
文件大小 | 1.3MB | ||
资源类型 | 试卷 | ||
版本资源 | 浙教版 | ||
科目 | 科学 | ||
更新时间 | 2024-09-27 15:30:19 |
(2) 在第4~8s内, 乙的高度没有发生变化,根据W=Gh可知,小明对乙没有做功。
20.【答案】(1)小于
(2)保持速度V做匀速直线运动
【解析】【分析】(1)根据P=Fv分析计算;
(2)根据牛顿第一定律分析。
【解答】(1)根据图片可知,物体在竖直方向上做加速运动,则BC段的平均速度大于AB段的平均速度。根据P=Gv可知,AB段的功率小于BC段的功率,即P1
21.【答案】(1)大于
(2)360
(3)36
【解析】【分析】(1)根据0-10s内物体的运动状态,结合力与运动的关系比较推力和阻力大小;
(2)根据W=Fs计算推力做功;
(3)根据计算10-20s内做功的功率大小。
【解答】(1)根据图片可知,0-10s内物体做加速运动,则合力的方向与运动方向一致,即F-f>0,那么F>f,即推力大于阻力。
(2)10-20s内速度为0.8m/s,通过距离s=vt=0.8m/s×10s=8m;
则水平推力做功:W=Fs=(130N+17kg×10N/kg)×0.15×8m=360J;
(3)10-20s内水平推力做功的功率:。
22.【答案】2500;80W;动;重力势;有;A
23.【答案】(1)D
(2)时间t/s
(3)
【解析】【分析】 机械功率是表示机械做功快慢的物理量,而效率是表示机械在能量利用率高低方面的物理量。功率大的机械,效率不一定高。
【解答】(1)功率是指单位时间内做功的快慢, 如何比较同学上楼功率, 需要知道其克服重力做的功,那么就要知道同学体重,楼高,以及需要知道爬楼的时间,所以D正确;
(2) 根据测量所选方案,表格中空缺的栏目内容应该填 时间t/s ;
(3) 功率表达式:
故答案为:(1)D(2) 时间t/s (3)
24.【答案】(1)不守恒,理由是乘电梯上匀速上升时,质量不变,速度不变,动能不变,高度增大,重力势能增大。
(2)克服重力做功W=Gh=60kg×10N/kg×5m=3000J;
则克服重力做功的功率:。
【解析】【分析】(1)动能与质量和速度有关,重力势能与质量和高度有关,而机械能=动能+重力势能;
(2)根据W=Gh计算克服重力做功,根据计算克服重力做功的功率。
25.【答案】(1)该机器人的重力G=mg=3kg×10N/kg=30N;
(2)水平推力做的功:W=Fs=300N×3m=900J;
(3)根据乙图可知,当机器人的速度为0.5m/s时,机器人受到的推力为50N,则水平推力的功率为:P=Fv=50N×0.5m/s=25W。
【解析】【分析】(1)根据G=mg计算机器人的重力;
(2)根据W=Fs计算水平推力做的功;
(3)根据乙图确定速度为0.5m/s时机器人受到的水平推力,根据P=Fv计算功率即可。
26.【答案】(1)G=mg=50kg×10N/kg=500N,起跳的最大高度h=0.09m,跳一次克服重力做功
(2)由图可知跳一次所用时间,所以一分钟内所跳次数为次
1min内克服重力做功为总
1min内克服重力做功的平均功率
【解析】【分析】功的定义:如果一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移,我们就说这个力对物体做了功。功的计算公式:W=FS(其中W是功,F是力,S是在力的方向上的距离);功率的定义:功率是指物体在单位时间内所做的功的多少,即功率是描述做功快慢的物理量。功率的计算公式:P=W/S=FV(其中P是功率,W是功,S是距离,F是力的大小,V是速度)。
27.【答案】(1)变小
(2)由图丙可知,3~5s内机器人做匀速直线运动,其速度大小为1.0m/s,
则机器人运动的距离s=vt=1.0m/s×2s=2m,
由图乙可知,3~5s内机器人受到的牵引力大小为F=200N,
则牵引力做功W=Fs=200N×2m=400J。
(3)该机器人在匀速直线运动时,牵引力的功率。
【解析】【分析】(1)动能大小的影响因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大。
(2)根据图丙判断3~5s内机器人的运动状态,并得出其速度大小,利用速度公式求出机器人运动的距离,然后根据图乙得出3~5s内机器人受到的牵引力大小,再利用W=Fs计算牵引力做功。
(3)利用计算该机器人在匀速直线运动时,牵引力的功率。
【解答】 (1)机器人在水平地面做匀速直线运动并消毒时,速度不变,但质量变小,所以具有的动能变小。
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3.3 物质的转化(第2课时) 分层练习
科学观念:知道功率的定义和所表示的物理意义;识记功率的公式、单位。
科学思维:能用功率所表示的意义解释相关现象;并能熟练应用公式进行简单的计算。
探究实践:通过实际情景体验做功快慢的过程,理解功率计算公式的得出。
态度责任:通过学习能体会到做功的快慢实质上就是能量转化的快慢。
01 功率
1.(2024九上·武义月考)人爬楼梯时,需要克服自身重力做功。小科和同学们进行爬楼梯比赛,规定功率最大者获胜,则获胜者一定( )
A.做功最快 B.用时最短 C.体重最大 D.速度最快
2.下列关于功率的说法,正确的是( ) 。
A.做功多的功率大 B.做相同的功, 所用时间越长功率越大
C.做功所用时间越短,功率越大 D.用相同的时间,做的功越多功率越大
3.(2023九上·临海期中) 如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动,两次拉动木块得到的s-t关系图像如图乙所示,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是P1、P2,则( )
A.F1=F2,P1>P2 B.F1>F2,P1>P2
C.F1
02 功率的计算
1.(2023九上·杭州期中)杭州某学校小潘同学在进行校外拓展训练时非常热爱攀岩运动。该同学大概用20秒时间登上5m高的岩顶,则他攀岩的平均功率约为( )
A.10W B.100W C.1kW D.10kW
2.三位同学准备进行爬楼梯比赛,并比较功率的大小。为此,他们开展了如下的讨论。
甲:只有测出各自的体重,爬楼用的时间和爬楼的高度,才能进行比较;
乙:控制爬楼的时间相同时,只要测出各自的体重、爬楼的高度,就可以进行比较;
丙:控制爬楼的高度相同时,只要测出各自的体重、爬楼的时间,就可以进行比较。
正确的是( )。
A.甲、乙和丙 B.甲和乙 C.甲和丙 D.乙和丙
3.(2023九上·吴兴期中)2022年4月16日上午,我国神舟十三号载人飞船返回舱首次采用快速返回模式,依次经过轨返分离、推返分离等关键环节。已知返回舱的总质量为3×103千克,假设返回舱在降落过程质量保持不变,返回舱着陆时下落速度与时间的关系如图所示。
合金 性能
铝合金 密度小,耐高温,强度大
黄铜 耐磨,密度大,光泽好
不锈钢 不易锈蚀,耐腐蚀,耐低温
(1)AB段,返回舱的动能 ,机械能 。(填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)参考合金的资料,以下合金最适合作为返回舱外壳的是
(3)计算返回舱受到的总重力在CD段做功的功率。
1.关于功和功率,下列说法正确的是 ( )
A.力越大,对物体做功越多
B.力对物体做功越多,功率越大
C.举重运动员从地面将杠铃举起,运动员对杠铃做了功
D.吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离,拉力对重物做了功
2.体育中考测试时,小科选择了引体向上的项目,如图所示。他想要测量自己做“引体向上”时的功率,不需要测量的是( )
A.自身的质量 B.每次身体上升的高度
C.单杠的高度 D.完成“引体向上”的时间
3.小保同学听到考试预备铃响了,考室还在四楼呀!一口气从一楼跑到四楼考室,所用时间为30秒。他上楼过程克服自身重力做功的功率最接近( )
A.1500W B.150W C.15W D.1.5W
14.如图所示,小金和小华一起坐在秋千凳上荡秋千,他们的重力分别是,且,某次从最高点下摆到最低点的过程中,他们重力做功的大小分别为,重力做功的快慢分别为.则( )
A. B.
C. D.
5.举重是杭州亚运会的一项比赛项目。在比赛中运动员甲比乙高,如果甲和乙举起相同质量的杠铃所用的时间相等,如图,则( )
A.甲做功较多,功率较大
B.甲做功较多,功率较小
C.甲做功较多,甲、乙功率相等
D.甲、乙做功相等,乙的功率较大
6.跳绳是宁波市体育中考的选考项目之一,男生满分为180次/分,女生满分为170次/分。某位男生在体育中考中跳了185下,得了满分,则他的功率最接近于( )
A.0.75W B.7.5W C.75W D.750W
7.如图,用大小相等的拉力F,分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱,拉力方向和运动方向始终一致,运动时间tab>tcd运动距离Sab=Scd,比较两种情况下拉力所做的功和功率( )
A.ab段做功较多 B.ab段的功率较小
C.cd段的功较多 D.ab段与cd段的功率一样大
8.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=1:1 B.W1:W2=2:3 C.P1:P2=1:1 D.P1:P2=2:3
9.如图所示,一个物体由A点从静止开始下落,相继经过B、C两点,AB=BC。物体在AB段重力做功W1,做功功率P1;在BC段重力做功W2,做功功率P2,则下列关系正确的是( )
A.W1≠W2,P1≠P2 B.W1=W2,P1=P2
C.W1=W2,P1>P2 D.W1=W2,P1
A.该物块通过AB段的时间为2秒
B.该物块在CD段受到的力不是平衡力
C.拉力F在AB段所做的功为20J
D.拉力F在CD段做功的功率为10W
11.如图所示,志愿者为了把两件相同的物资搬运到货车上,用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面,用沿斜面向上的力将其中一件物资从斜面AB的底端匀速推到顶端,另一件物资用同样的方法沿斜面CD搬运。下列说法错误的是( )
A.沿斜面CD推动更省力
B.沿斜面AB推动,志愿者克服物资重力做的功更多
C.志愿者克服物资重力做功的功率可能相同
D.沿斜面推动物资的过程中,物资的机械能增大
12.如图所示,OQ是水平地面,物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q,OP段拉力F1为300N,做的功为W1,功率为P1;PQ段拉力F2为200N,F2做的功为W2,功率为P2.则( )
A.W1>W2 B.W1
A.甲车的动能大于乙车的动能 B.甲车的功率小于乙车的功率
C.甲车牵引力大于乙车牵引力 D.甲车受到摩擦力小于乙车受到摩擦力
14.两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的路程 ( s )—时间 (t)图像如图 所示,根据图像,下列判断正确的是 ( )
A.两次物体运动的速度:v1<v2
B.两次物体所受的拉力:F1>F2
C.两次拉力0~6s对物体所做的功:W1>W2
D.两次拉力0~6s对物体做功的功率:P1<P2
15.如图所示,水平地面G点左右两侧粗糙程度不同,物体一直受到沿水平方向5 牛的拉力F。物体经过E点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置,物体在EG段做匀速直线运动,则( )
A.物体在EF段的速度大于GH段的速度
B.物体在GK段受到的摩擦力等于5 牛
C.拉力F在EF段所做的功大于在GH段所做的功
D.拉力F在EF段的功率小于在GK段的功率
16.电动叉车托着质量为100kg的货物,在5s内沿着水平方向行驶10m,如图甲所示;接着在10s内把货物匀速竖直提升1m,如图乙所示。回答下列问题:
(1)叉车水平行驶过程中,克服货物的重力做功为 J;
(2)叉车提升货物过程中,叉车对货物做功的功率为 W。
17.重2牛的物体A挂于弹簧测力计下,分别做图甲、乙所示的匀速直线运动,运动的速度V1=0.1m/s,V2=0.2m/s,物体A沿速度方向均运动了0.5米。(不考虑空气阻力)
(1)图甲中弹簧测力计对A做功为 焦;
(2)图乙中弹簧测力计对A做功的功率为 瓦;
18.如图所示,水平桌面上放一重为10N的物体A,在6N的水平推力F的作用下,2s内运动了0.2m,从甲图位置运动到乙图位置,在此过程中,推力F的功率为 W,物体A所受重力做功 J。
19.小明用弹簧测力计分别提着质量都是5千克的甲、乙两个物体做竖直向上运动,甲、乙两物体上升高度随时间变化的图象如图所示。在前2s内弹簧测力计对两个物体做的功率P甲 P乙(选填“>”、“<”、“=”),在第4~8s内,小明对乙物体做的功为 焦。
20.高空抛物有极大的安全隐患,物体在自由下落过程中运动速度会越来越快。一个物体由A点自由下落,相继经过B、C两点,已知AB=BC,如图所示,物体在AB段重力做功W1,功率为P1;在BC段重力做功W2,功率为P2请回答以下问题:
(1)P1 P2(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)物体在下落过程中(空气阻力忽略不计),某一时刻物体的速度为V,若此时重力突然消失,则物体将 。
21.小宁和妈妈去超市购物,她们将17kg物品放在小推车中推行,小推车在某段时间内速度 随时间t变化的关系图像如图所示。已知小推车重130N,所受阻力是总重的0.15倍。
(1)在0~10s内,水平推力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)阻力;
(2)10~20s内水平推力做功为 J;
(3)10~20s内水平推力的功率为 W。
22.初三学生即将面临体育中考,为此学校组织了一次模拟考试,下面是质量为48千克的小胡参加模拟考试中的一些场景。
(1)早上小胡的爸爸开轿车送他去考场,若轿车在一段平直路上以72千米/时的速度匀速行驶,此时轿车的输出功率为50千瓦,则此时轿车受到的阻力为 N;
(2)小胡跳绳跳起高度约为5厘米(人整体上升,如图甲所示),一分钟200次,则小胡跳绳的功率约为 ;
(3)乙图是立定跳远分解图。小胡在离开地面上升过程中(不计空气阻力)能量转化是 能转化为 能,小胡在最高点时 (选填“有”或“没有”)动能;
(4)在练习实心球时,小胡投出的实心球在空中画了一条优美的弧线,如图丙。这个过程中,其中小胡对实心球有做功的是 。
A.用力将实心球抛出
B.实心球在空中飞行
C.实心球掉到地上
D.实心球在地上滚动
23.学习功率的知识后,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)如何比较同学上楼功率,可以有多种方案:
①测量出各自的体重、爬楼用的时间、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。
以上方案可行的是______。
A.只有① B.只有①②
C.只有②③ D.①②③都可以
(2)相互合作,估测每位同学的上楼功率的数据并记录在自己设计的表格中,根据测量所选方案,表格中空缺的栏目内容应该填 。
质量m/kg 上楼高度h/m
… … …
(3)功率表达式: (用符号表示)。
24.很多商场里安装有供顾客上楼的电梯,如图甲所示。图乙是小明乘这种电梯从地面上到二楼的情景。
(1)当小明乘上电梯匀速上升时,机械能是否守恒,请说明理由。
(2)如果小明的质量是60千克,电梯将小明运送到楼上所用的时间为20秒。电梯克服顾客重力做功的功率是多少?
25.如图甲所示的地面清洁机器人,质量为3kg。机器人在水平地面运动时,所受推力F与速度v关系如图乙所示。求:
(1)该机器人受到的重力为多大
(2)该机器人所提供的水平推力为300N时,匀速直线运动3m,水平推力做了多少功
(3)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
26.跳绳看起来似乎很简单,然而亲自跳起来就会感到运动量是相当大的。有位同学对此作了专门研究: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。根据所给条件分析:
(1)跳绳者跳一次绳所做的功为多少焦
(2)在1分钟内做功的平均功率为多少瓦
27.如图甲所示是疫情期间推出的一款消毒机器人,机器人可在无人控制的情况下,对需要消毒场所进行智能消毒。消毒机器人自身质量为50kg,利用蓄电池驱动,可自主回桩充电。使用前对机器人进行测试:在储液箱中装满消毒液,消毒液质量为20kg,关闭喷洒装置并使机器人在水平地面上运动。此过程中,牵引力F随时间t的变化情况如图乙所示,消毒机器人前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙所示。
(1)如果该机器人在水平地面做匀速直线运动并消毒时,具有的动能 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)在3-5s内,牵引力做功多少焦?
(3)该机器人在匀速直线运动时,牵引力的功率为多少瓦?
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