第2节 功率
【A层 基础必会】
考点一 功率的理解
1.健身教练要增大学员的运动量,会加快音乐的节奏,这样可以提高运动的 ( )
A.时间 B.效率 C.速度 D.功率
2.一辆玩具小汽车的功率约为10 W,关于10 W的物理意义,下列解释正确的是 ( )
A.玩具小汽车在1 s内做功是10 J
B.玩具小汽车在1 s内做功是10 W
C.玩具小汽车在1 s内的功率是10 J
D.玩具小汽车在1 s内的功率是10 W
3.某班同学进行登楼比赛如图,看谁做功快。甲、乙、丙三位同学记录了自己从一楼跑到确定的楼层所用的时间,并填入表格中,然后将有关的物理量也记录在表格中。
学生 学生体 重(牛) 楼梯的 高度(米) 登楼做 的功(焦耳) 所用 时间(秒)
甲 500 3 1500 5
乙 500 3 1500 7.5
丙 600 6 3600 12
(1)分析比较以上数据,可以得出甲、乙两同学相比,做功较快的是 。判断的理由是 。
(2)分析比较以上实验数据,若要比较乙、丙两位同学做功的快慢,则要比较的是 。因此为了比较做功的快慢,引入了物理量 。
考点二 功率大小的比较
4.小红和小田从一楼爬到五楼,她们同时出发,小红先到,小田后到。在此过程中 ( )
A.小红的功率大
B.小田的功率大
C.小红和小田的功率一样大
D.无法确定谁的功率大
5.如图(a)所示,放在足够长的水平桌面上的木块,木块两次运动的s-t图像如图(b)所示。由图像可知F1 F2,拉力做功的功率P1 P2。(均选填“>”“<”“=”)
考点三 功率的相关计算
6.(2024·云南中考)AI机器人逐渐改变了我们的生活,我国自主研发的某款人形机器人身高1.65 m,质量55 kg。某次测试中该机器人用100 N竖直向上的力将箱子在2 s内匀速抬高1 m。g取10 N/kg,求:
(1)机器人所受的重力;
(2)2 s内机器人对箱子所做的功;
(3)2 s内机器人对箱子做功的功率。
易错点 不能正确理解功率
7.(2024·河池质检)甲、乙两台抽水机的功率分别为500 W和800 W,当它们都正常工作时,下列说法正确的是 ( )
A.甲抽水机做功比较少
B.乙抽水机做功时间短
C.甲抽水机做功比较快
D.乙抽水机做功比较快
【B层 能力提升】
8.(2024·宜宾中考节选) 2024年4月19日,两辆以氢为燃料的汽车,完成了从北京到上海1 500千米长距离运输的首次测试。假设汽车在一段平直公路上以恒定功率75 kW匀速行驶,速度为108 km/h,则汽车所受阻力为 N。
9.(2024·绵阳质检)
如图1所示,水平地面上有一长方体木箱,小林用水平推力F把木箱向前推动。此过程中,推力F和木箱前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图2甲、乙所示。在第2 s时刻,木箱受到的摩擦力f= N,在3~5 s内,推木箱时克服摩擦力所做功的功率为 W。
10.(2024·无锡质检)跳绳是初三体育中考测试项目之一。在学习完“功率”这节知识后,小红想测一测自己跳绳时克服重力做功的平均功率,于是她找来测量工具并设计了以下实验方案(绳重忽略不计)。
(1)测量原理: ;
(2)简要的实验步骤:
①用体重计测出自己的 (填物理量与其对应字母);
②用刻度尺测出自己每次跳起的高度h(小红重心上升的高度,即跳绳时脚离地面的高度);
③用 (填测量工具名称)记录跳n次的 (填物理量与其对应字母);
(3)小红跳绳时克服重力做功的功率表达式:P= ;
(4)
小亮同学根据小红跳绳情况绘制了图像,如图所示,并从老师那里了解到中考体育跳绳需要达到30 s跳86个才能满分,假设小红整个跳绳过程是匀速的,通过计算,可以判断出这次跳绳,小红 (选填“能”或“不能”)获得满分;
(5)若小红同学质量为50 kg,请你通过图像,计算出小红跳绳一次所做的功为 J,1 min内克服重力做功的平均功率为 W(g取10 N/kg);
(6)小红要想提高跳绳测试的成绩,请你从物理学角度为她提出一条合理的建议 。
11.(2024·连云港质检)一辆载货卡车连同货物的总质量为m=5×103 kg,轮胎与地面的总接触面积为0.2 m2,卡车在平直公路上做匀速直线运动,若卡车受到的阻力是重力的0.1倍,1 min内行驶了1 200 m。g取10 N/kg,求:
(1)卡车受到的阻力大小;
(2)卡车的输出功率;
(3)当卸完货物之后,卡车的质量为4×103 kg,若卡车的功率不变,卡车的速度是多少
【C层 素养培优】
12.(2024·怀化质检节选)如图甲所示,质量为2.0×103 kg的汽车,在水平路面AB和斜面BC上都做匀速直线运动,其发动机牵引力所做的功W与运动距离s的图像如图乙所示。
(1)在AB段汽车的牵引力为 N;
(2)若汽车运动的速度为3 m/s,则汽车在BC段运动时牵引力的功率为 W。 第2节 功率
【A层 基础必会】
考点一 功率的理解
1.健身教练要增大学员的运动量,会加快音乐的节奏,这样可以提高运动的 (D)
A.时间 B.效率 C.速度 D.功率
2.一辆玩具小汽车的功率约为10 W,关于10 W的物理意义,下列解释正确的是 (A)
A.玩具小汽车在1 s内做功是10 J
B.玩具小汽车在1 s内做功是10 W
C.玩具小汽车在1 s内的功率是10 J
D.玩具小汽车在1 s内的功率是10 W
3.某班同学进行登楼比赛如图,看谁做功快。甲、乙、丙三位同学记录了自己从一楼跑到确定的楼层所用的时间,并填入表格中,然后将有关的物理量也记录在表格中。
学生 学生体 重(牛) 楼梯的 高度(米) 登楼做 的功(焦耳) 所用 时间(秒)
甲 500 3 1500 5
乙 500 3 1500 7.5
丙 600 6 3600 12
(1)分析比较以上数据,可以得出甲、乙两同学相比,做功较快的是 甲 。判断的理由是 做相同的功时,甲做功时间短 。
(2)分析比较以上实验数据,若要比较乙、丙两位同学做功的快慢,则要比较的是 功与时间的比值 。因此为了比较做功的快慢,引入了物理量 功率 。
考点二 功率大小的比较
4.小红和小田从一楼爬到五楼,她们同时出发,小红先到,小田后到。在此过程中 (D)
A.小红的功率大
B.小田的功率大
C.小红和小田的功率一样大
D.无法确定谁的功率大
5.如图(a)所示,放在足够长的水平桌面上的木块,木块两次运动的s-t图像如图(b)所示。由图像可知F1 = F2,拉力做功的功率P1 > P2。(均选填“>”“<”“=”)
考点三 功率的相关计算
6.(2024·云南中考)AI机器人逐渐改变了我们的生活,我国自主研发的某款人形机器人身高1.65 m,质量55 kg。某次测试中该机器人用100 N竖直向上的力将箱子在2 s内匀速抬高1 m。g取10 N/kg,求:
(1)机器人所受的重力;
解:(1)机器人所受的重力
G=mg=55 kg×10 N/kg=550 N
(2)2 s内机器人对箱子所做的功;
解: (2)2 s内机器人对箱子所做的功
W=Fs=100 N×1 m=100 J
(3)2 s内机器人对箱子做功的功率。
解: (3)2 s内机器人对箱子做功的功率
P===50 W
易错点 不能正确理解功率
7.(2024·河池质检)甲、乙两台抽水机的功率分别为500 W和800 W,当它们都正常工作时,下列说法正确的是 (D)
A.甲抽水机做功比较少
B.乙抽水机做功时间短
C.甲抽水机做功比较快
D.乙抽水机做功比较快
【B层 能力提升】
8.(2024·宜宾中考节选) 2024年4月19日,两辆以氢为燃料的汽车,完成了从北京到上海1 500千米长距离运输的首次测试。假设汽车在一段平直公路上以恒定功率75 kW匀速行驶,速度为108 km/h,则汽车所受阻力为 2 500 N。
9.(2024·绵阳质检)
如图1所示,水平地面上有一长方体木箱,小林用水平推力F把木箱向前推动。此过程中,推力F和木箱前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图2甲、乙所示。在第2 s时刻,木箱受到的摩擦力f= 20 N,在3~5 s内,推木箱时克服摩擦力所做功的功率为 20 W。
10.(2024·无锡质检)跳绳是初三体育中考测试项目之一。在学习完“功率”这节知识后,小红想测一测自己跳绳时克服重力做功的平均功率,于是她找来测量工具并设计了以下实验方案(绳重忽略不计)。
(1)测量原理: P= ;
(2)简要的实验步骤:
①用体重计测出自己的 质量m (填物理量与其对应字母);
②用刻度尺测出自己每次跳起的高度h(小红重心上升的高度,即跳绳时脚离地面的高度);
③用 秒表 (填测量工具名称)记录跳n次的 时间t (填物理量与其对应字母);
(3)小红跳绳时克服重力做功的功率表达式:P= ;
(4)
小亮同学根据小红跳绳情况绘制了图像,如图所示,并从老师那里了解到中考体育跳绳需要达到30 s跳86个才能满分,假设小红整个跳绳过程是匀速的,通过计算,可以判断出这次跳绳,小红 不能 (选填“能”或“不能”)获得满分;
(5)若小红同学质量为50 kg,请你通过图像,计算出小红跳绳一次所做的功为 25 J,1 min内克服重力做功的平均功率为 62.5 W(g取10 N/kg);
(6)小红要想提高跳绳测试的成绩,请你从物理学角度为她提出一条合理的建议 降低跳起的高度(合理即可) 。
11.(2024·连云港质检)一辆载货卡车连同货物的总质量为m=5×103 kg,轮胎与地面的总接触面积为0.2 m2,卡车在平直公路上做匀速直线运动,若卡车受到的阻力是重力的0.1倍,1 min内行驶了1 200 m。g取10 N/kg,求:
(1)卡车受到的阻力大小;
解:(1)卡车受到的阻力是重力的0.1倍,所以f=0.1mg=0.1×5×103 kg×10 N/kg=
5×103 N
(2)卡车的输出功率;
解: (2)卡车做匀速直线运动时所受的牵引力等于所受的阻力,所以F=f=5×103 N
卡车的速度为v===20 m/s
卡车的输出功率P===Fv=5×103 N×20 m/s=105 W
(3)当卸完货物之后,卡车的质量为4×103 kg,若卡车的功率不变,卡车的速度是多少
解: (3)卸货后,卡车受到的牵引力F'=f'=0.1G'=0.1 m'g=0.1×4×103 kg×10 N/kg
=4×103 N
此时,卡车的速度v'===25 m/s
【C层 素养培优】
12.(2024·怀化质检节选)如图甲所示,质量为2.0×103 kg的汽车,在水平路面AB和斜面BC上都做匀速直线运动,其发动机牵引力所做的功W与运动距离s的图像如图乙所示。
(1)在AB段汽车的牵引力为 600 N;
(2)若汽车运动的速度为3 m/s,则汽车在BC段运动时牵引力的功率为3 000 W。
点思路:图像中的转折点对应B点,所以可知AB和BC段的路程,再根据各段牵引力做的功计算力和功率。
