11.3 《功 功率》 筑基提能同步分层练习设计(提升版) 初中物理八年级下册(教科版2024)
一、单选题
1.下面关于功和功率的说法中正确的是( )
A.做功越多,功率越大
B.做功的时间越短,功率就越大
C.在相同的时间内,做功越多,功率越大
D.做相同的功,用的时间越长,功率就越大
【答案】C
【知识点】功
【解析】【解答】A、机器做功越多,不知道做功时间,它的功率不一定大,故错误.
B、机械所做的功一定时,所用的做功时间越短,它的功率就越大.光知道时间,不知道功的多少,不能判断.故错误.
C、时间一定时,所做的功与功率成正比,功越多,功率越大.故正确.
D、做功一定时,功率与时间成反比,时间越长,功率越小.故错误.
故选C.
【分析】(1)功率是表示做功快慢的物理量,机器的功率大,说明它做功快,即在相同的时间内做功多.
(2)功率是单位时间内做的功的多少.要想判断功率大小,就要知道所做的功,和所用的时间.
2.(2024八下·金沙月考)汽车驶上陡坡时,驾驶员通常要进行调换挡位的操作,以减小汽车的行驶速度,这样做的根本目的是( )
A.增大汽车发动机的功率 B.增大汽车与地面之间的压强
C.增大汽车与地面之间的摩擦力 D.增大汽车爬坡的牵引力
【答案】D
【知识点】功率计算公式的应用
【解析】【解答】由功率公式P=Fv可知,功率不变,减小速度,可使的汽车有较大的牵引力,D正确,ABC错误。
综上选D。
【分析】1、滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
2、功率的计算公式为P=FV,在功率一定时,牵引力和速度成反比。
3.(2024八下·凤城期末)如图所示的情景中,人对物体施加的力对物体做功的是( )
A. 举着杠铃原地不动
B. 推动汽车前进
C. 手捧奖杯不动
D. 背书包随车水平匀速运动
【答案】B
【知识点】是否做功的判断
【解析】【解答】AC.在力的方向上没有移动距离,没有做功,故AC不符合题意;
B.对汽车施加了推力,且在力的方向上移动了距离,做了功,故B符合题意;
D.人对书包有一个向上的力,书包在力的方向没有移动距离,没有做功,故D不符合题意。
故选B。
【分析】做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上移动的距离,据此分析判断。
4.(2024八下·瑞金期末)下列有关力学知识的说法中正确的是( )
A.用桨向后划水,船就会向前运动,利用了力的作用是相互的
B.做匀速直线运动的物体,速度越大,受到的力也就越大
C.电梯匀速上升的过程中,电梯对人的支持力不做功
D.踢出去的足球,能继续向前滚动,是因为足球受到的惯性的作用
【答案】A
【知识点】力作用的相互性;物体运动状态的变化;惯性及其现象;是否做功的判断
【解析】【解答】A.用桨向后划船,桨对水有力,水对桨有向前的反作用力,于是船就会向前运动,故A正确;
B.做匀速直线运动的物体,合外力为零,速度和受力大小无关,故B错误;
C.电梯匀速上升时,电梯对人有支持力,在力的方向移动了距离,电梯对人的支持力做了功,故C错误;
D.踢出去的足球,由于惯性,仍保持原来的运动状态,向前运动,而不是受到惯性,故D错误。
故选A。
【分析】物体间力的作用是相互的,惯性是物体继续保持原来状态的性质;物体受力且在力的方向移动距离,力对物体做功。
5.(2024八下·杞县期末)在滑雪运动员从山上往山下匀速下滑的过程中,下列说法正确的是( )
A.运动员受到的重力和支持力是一对平衡力
B.运动员受到的摩擦力的方向沿山路向上
C.重力对运动员没有做功
D.运动员滑到山底不能立即停下来是因为受到惯性的作用
【答案】B
【知识点】惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用;摩擦力的方向;是否做功的判断
【解析】【解答】A.运动员下滑过程中,他受到的重力竖直向下,滑雪板对他的支持力垂直斜面向上,二力不是一对平衡力,故A错误;
B.运动员向下运动,则他受到的摩擦力方向沿山路向上,故B正确;
C.运动员时刻受到重力,运动员下滑的过程中在重力的方向上产生了距离,所以重力对运动员做了功,故C错误;
D.运动员滑到山底不能立即停下来是运动员具有惯性,故D错误。
故选B。
【分析】1、惯性是物体的基本属性,只有物体重力有关,当物体速度发生变化时,由于惯性物体保持原来运动状态的属性,利用惯性的实例:运动员助跑起跳,乘车系安全带可以降低司机惯性带来的伤害,惯性不是力,不能用受到惯性、惯性力的作用进行表述
2、摩擦力的方向:与运动方向相反,本题中运动员向下运动,则他受到的摩擦力方向沿山路向上
3、平衡力的特点为:大小相同,方向相反,作用在同一个物体上
6.(2024八下·谷城期末)如图所示,是读小学一年级的小英和爸爸回家上楼的场景。她们从地面开始走楼梯回到家里用时一样多,则她们( )
A.做的功一样多 B.小英的功率大一些
C.爸爸的功率大一些 D.小英做功快一些
【答案】C
【知识点】功率大小的比较;功的计算及应用
【解析】【解答】二人回家时,由于上楼的高度相同,根据W=Gh,重力大的爸爸做功多,根据时间相同,根据,可知爸爸的功率大,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】根据W=Gh,计算做功多少的关系;根据,判断功率的大小。
7.(2024八下·三台期末)超市进了一批洗衣粉,每箱,搬运工要把它们搬到二楼的柜台上,假设他身体可以提供的功率与他所搬运物体的质量的关系如图所示。若要尽可能快地把这批器材搬上去,那么他每次搬运的箱子数应为( )
A.个 B.个 C.个 D.个
【答案】B
【知识点】功率的计算
【解析】【解答】功率表示做功的快慢,为尽快完成搬运,使功率最大即可,根据图像,功率最大时,搬运的质量是30开关,因1箱质量为10kg,则每次搬运3箱,功率最大,搬运最快,B符合题意。
故答案为:B.
【分析】根据质量不同,功率不同,功率越大,做功越快。
8.(2024八下·衡水期末)如图甲所示,在粗糙程度均匀的水平地面上的运动物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F—t和v—t图像分别如图甲和图乙所示。下列有关拉力做功及其功率的分析正确的是( )
A.9﹣12s内拉力做功为18J B.0﹣3s内拉力做功为9J
C.3﹣6s内拉力的功率逐渐变小 D.第4s拉力的功率为36W
【答案】A
【知识点】功率计算公式的应用;速度公式及其应用;功的计算及应用
【解析】【解答】A.路程,拉力,推力做功,故A正确;
B.在拉力的方向上无移动距离,不做功,故B错误;
C.速度逐渐变大,拉力不变,根据可知,功率逐渐变大,故C错误;
D.拉力为9N,速度为,功率为,故D错误。
故选A。
【分析】(1)根据图乙,利用速度公式求出9~12s内物体通过的距离,根据甲图可得9-12s 内拉力的大小,然后利用计算公式W=Fs计算做的功。
(2)首先根据图判断0~3s时物体的运动状态,判断出拉力F和距离s,再根据计算公式W=Fs计算做的功。
(3)根据公式判断3~6s内拉力的功率的变化。
(4)由图乙计算第4s的速度,根据公式判断拉力功率。
二、多选题
9.(2024八下·普洱期末)把一个木块放在粗糙程度相同的水平地面上,它受到了水平向左的拉力F的作用,如图甲所示。拉力F的大小与时间t的关系如图乙,木块的运动速度v与时间t的关系如图丙所示。则下列说法正确的是( )
A.t=3s时木块受到的合力为2N
B.0~2s内,拉力做功的功率为4W
C.4~6s内,拉力做功48J
D.4~6s内,拉力做功的功率为16W
【答案】A,D
【知识点】功率计算公式的应用;二力平衡的条件及其应用;力与图象的结合;功的计算及应用
【解析】【解答】A.由图丙得,4~6s内,木块做匀速直线运动,木块受到的摩擦力等于拉力,由图乙得,此时摩擦力为4N,而t=3s时,木块做加速直线运动,木块对水平面的压力不变,接触面粗糙程度不变,则木块受到的摩擦力不变,仍为4N,由图乙,此时拉力为6N,木块受到的合力为
,故A正确;
B.0~2s内,木块静止不动,由乙图,此时的拉力为2N,静摩擦力等于拉力,为2N,由于木块不运动,拉力做功为0,拉力做功的功率为0,故B错误;
CD.在4~6s内,木块做匀速直线运动,木块受到的摩擦力等于拉力,由图丙,速度v=4m/s,拉力做功为:,拉力做功的功率为:,故C错误,D正确。
故选AD。
【分析】静止和匀速直线运动时,受到平衡力,结合二力平衡,可以判断摩擦力的大小;根据W=Fs,可以计算做功多少;根据,可以计算功率的大小。
10.(2024八下·北流期末) 如图所示,利用滑轮组将重为80N的物体在30s内匀速提升3m,已知拉力F为 50N,若不计绳重和摩擦。下列说法正确的是( )
A.绳端移动的速度为0.3m /s B.动滑轮重力为20N
C.滑轮组的机械效率为80% D.拉力做功的功率为5W
【答案】B,C
【知识点】功率的计算;速度公式及其应用;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】 A.由图知,承担重力的绳子段数n=2,绳子自由端移动的距离:s=2h=2×3m=6m,绳子自由端移动的速度:,故A错误;
B.不计绳重和摩擦,,所以动滑轮的重力:G动=nF-G=2×50N-80N=20N,故B正确;
C.克服物体重力做的有用功:W有用=Gh=80N×3m=240J,
拉力做的总功:W总=Fs=50N×6m=300J,
滑轮组的机械效率:,故C正确;
D.拉力做功的功率:,故D错误。
故选BC。
【分析】 A.根据图片确定承担重力的绳子段数n,根据s=nh计算绳子自由端移动的距离,利用求绳子自由端移动的速度;
B.不计绳重和摩擦,根据计算动滑轮的重力。
C.利用W有=Gh求拉力做的有用功,利用W总=Fs求拉力做的总功,根据计算滑轮组的机械效率;
D.利用求拉力做功的功率。
11.(2023八下·昌平期中)质量为60kg的工人站在水平地面上,利用如图滑轮组竖直向下拉动绳子自由端,将一质量为80kg的重物A以0.2m/s的速度匀速上升1m,不计摩擦力及绳重,此时该滑轮组的机械效率为80%(g取10N/kg)。对此工作过程及装置以下说法正确的是( )
A.动滑轮重为200N B.拉力F的功率为100W
C.工人对绳的拉力做功1000J D.工人对地面的压力为100N
【答案】A,C,D
【知识点】功率的计算;二力平衡的条件及其应用;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A.根据图片可知,承担重力的绳子段数n=2,
A的重力GA=mg=80kg×10N/kg=800N,
根据滑轮组的机械效率得到:80%=,
解得:G动=200N,故A正确;
C.工人对绳子的拉力为:,
则工人对绳的拉力做的功为:W=Fs=F×2h=500N×2×1m=1000J,故C正确;
B.工人拉绳子的速度v=2vA=2×0.2m/s=0.4m/s,
则拉力F的功率为:P=Fv=500N×0.4m/s=200W,故B错误;
D.工人对绳子的拉力和绳子对人的拉力是一对相互作用力,
则绳子对人的拉力为:F人=F=500N,
工人的重力为G人=m人g=600kg×10N/kg=600N,
则地面对人的支持力为:F支=G人-F人=600N-500N=100N,
则人对地面的压力为:F压=F支=100N,故D正确。
故选ACD。
【分析】A.根据图片确定承担重力的绳子段数n,根据G=mg可求出其重力,最后根据滑轮组的机械效率计算动滑轮的重力;
C.根据F=(G物+G动)求出工人对绳子的拉力,再根据W=Fs计算拉力做的功;
B.根据v=2vA计算工人拉绳子的速度,再根据P=Fv人求出拉力F的功率;
D.利用G=mg求出工人的重力,又已知绳子对人的拉力,则地面对人的支持力等于工人的重力减去绳子对工人的拉力,再根据相互作用力的特点求出人对地面的压力。
12.(2023八下·城阳期末)如图所示,为了把两件相同货物搬运到汽车上,工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面(CD>AB),分别沿斜面AB、CD将两件相同的货物,在相同时间内从斜面的底端匀速推到顶端。下列说法正确的是( )
A.沿斜面CD推动更省力
B.利用AB、CD两个斜面工人克服货物重力做的功一样多
C.利用AB、CD两个斜面工人克服货物重力做功的功率相同
D.工人克服货物重力做功的功率,沿斜面AB要比沿CD大一些
【答案】A,B,C
【知识点】功率大小的比较;功的计算及应用
【解析】【解答】A、CD斜面比AB斜面坡度缓,所以沿两斜面推相同的货物时,沿斜面CD更省力,故A正确;
B、沿两斜面推货物时,货物相同,所以物重相同,货物升高的距离相同,所以根据功的公式W=Fs=Gh,可知克服货物重力做的功一样多,故B正确;
CD、沿两斜面推货物时,克服货物重力做的功一样多,用的时间相同,根据功率的定义式,可知功率相同,故C正确,D错误;
故答案为:ABC。
【分析】其它条件一定时,斜面坡度越缓,越省力;根据功的公式和功率的定义式,可比较两种方式的做功大小和功率大小。
三、实验填空题
13.(2024八下·连平期末)小明家买了一桶水,小明的爸爸要将这桶水从一楼搬到他家所住的三楼,小明想用所学的物理知识测量他爸爸搬水的过程中对这桶水所做功的功率。
(1)小明设计的实验步骤如下,其中不必要的是 (填字母);
A.测出这桶水的重力; B.测出两层楼的楼梯总长度;
C.测出两层楼的竖直高度; D.测出上楼所用的时间;
E.算出他爸爸搬运这桶水的功率。
(2)小明在测量中所需要的器材有:弹簧测力计(量程足够大)、 和 ;
(3)小明设计了一个记录数据的表格,请你帮小明完成表格第一行中还未填好的内容;
两层楼的高度h/m 爸爸上楼的时间t/s 爸爸搬运这桶水的功率P/W
150 6.4 32
(4)结合表中的数据,计算出小明爸爸搬运这桶水的功率 W。
【答案】B;皮尺;停表;这桶水的重力G/N;30
【知识点】功率计算公式的应用;功率的测量实验;功的计算及应用
【解析】【解答】测量功率大小时,(1)测量搬水的功率时,需要测出克服重力做的功和时间,根据计算功率,测量功时,根据,需要测重力,两层楼的竖直高度,再测量时间,不需测两层楼的楼梯总长度,故B符合题意,ACDE不符合题意。
故选B。
(2)根据需要测量的内容,用弹簧测力计测重力,用皮尺测出两层楼高度,用停表或手表测时间,所需要的器材有弹簧测力计、皮尺、停表。
(3)根据表格,有高度和时间,缺少水的重力,表格第一行中填的内容是:水的重力G/N。
(4)根据重力和高度,计算克服水的重力所做的功为:,
结合时间,计算搬运这桶水的功率为:。
【分析】(1)测量功率时,需要测量重力、高度、时间,再计算功率大小;
(2)测量高度利用皮尺,测量时间利用秒表;
(3)根据实验要测量的物理量,设计表格,并有所测量内容的单位;
(4)根据W=Gh,计算做功多少;利用,计算功率的大小。
14.(2024八下·潮南期末)体育锻炼与物理知识密不可分,回答下列问题。
(1)如图甲所示,体重60kg的小明做引体向上,在1min时间内完成了8个,每次匀速上拉,身体重心上升0.4m,则他每完成一次引体向上做功 J。1min内的平均功率 W。匀速拉升的过程中,他的机械能 (填“增大”“减小”或“不变”)(g取10N/kg);
(2)如图乙是某消防员训练爬杆和爬绳的情况,他受到的摩擦力为和,当他顺着比杆粗糙的绳两次匀速向上爬时, (选填“>”“=”或“<”),此时消防员所受摩擦力的方向 。在紧急集合时,消防员需要抓住竖直的杆从楼上滑下,如果某消防员自身及装备质量共80kg,当他用500N的力抓着竖直的杆匀速下滑时,杆对人的摩擦力大小 N。
【答案】240;32;增大;=;竖直向上;800
【知识点】功率计算公式的应用;二力平衡的条件及其应用;摩擦力的方向;功的计算及应用
【解析】【解答】(1)小明的重力
G=mg=60kg×10N/kg=600N
每次上升高度h=0.4m,则将身体向上拉起一次所做的功
W=Gh=600N×0.4m=240J
时间为
t=1min=60s
在1min时间内完成了8个引体向上,则他在1min内做的总功
W总=8W=8×240J=1920J
平均功率为
匀速拉升的过程中,他的质量不变,速度不变,动能不变;同时高度增大,重力势能增大;因为机械能等于动能与重力势能之和,所以他的机械能增大。
(2)消防员训练爬杆和爬绳时,均做匀速直线运动,受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力,这两个力是一对平衡力,大小相等,两次的摩擦力都等于消防员的重力,故f绳=f杆。
在紧急集合时,消防员需要抓住竖直的杆从楼上滑下,如果某消防员自身及装备质量共80kg,当他用500N的力抓着竖直的杆匀速下滑时,杆对人的摩擦力大小与人的总重力是一对平衡力,故摩擦力为
f=G=mg=80kg×10N/kg=800N
接近地面时,他增大握力,对杆的压力变大,接触面的粗糙程度不变,则此时杆对手的摩擦力将变大,速度逐渐变小,最终停止地面上。
【分析】(1)根据做引体向上时需要克服人体的重力做功,根据公式W= Gh求出完成一次引体向上做的功;在1 min时间内完成了8个引体向上,求出所做的总
功,再根据公式P=.求出功率;动能大小的影
响因素:质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大;重力势能大小的影响因素:质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大;机械能等于动能与势能之和;
(2)对消防员进行受力分析,明确其在竖直方向上受到的力,再根据消防员的运动状态,判断两个力的大小关系。
15.(2023八下·方城期末) 如图甲所示是我国首款大型水陆两栖飞机“鲲龙”,为检测飞机性能,先后进行了模拟灭火和水面滑行测试。
(1)飞机机翼截面如图乙所示,飞行时机翼上表面空气流速 下表面空气流速,使上表面气压 下表面气压,从而获得足够大的升力。均选填“大于”、“小于”或“等于”
(2)“鲲龙”飞机飞行时最大航速为,它飞往远的火灾现场至少需要多长时间?
(3)在灭火测试中,飞机盘旋在火场上方处,将所蓄水分次投下,每次投水,用时到达地面。求每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率是多大?
【答案】(1)大于;小于
(2)由可知,飞机飞往火灾现场的最短时间:;
答:“鲲龙”飞机飞往远的火灾现场至少需要;
(3)每次投水时水的重力做的功:,
则重力做功的平均功率:。
答:每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率为。
【知识点】功率的计算;速度公式及其应用;流体压强与流速的关系;功的计算及应用
【解析】【解答】(1)飞机机翼如图乙,上表面凸起,下表面平齐,飞行时,机翼上表面空气流速大于下表面空气流速,上表面气压小于下表面气压,从而获得升力,使飞机升空。
【分析】(1)流体在流速大的地方压强小;
(2)根据,可以计算飞机飞行的时间;
(3)根据W=Gh,计算克服重力做的有用功;根据,计算功率的大小。
四、解答与计算题
16.(2024八下·铁岭期末)小明把质量为2.4kg的花盆由地面匀速竖直拿起,放置在1.2m高的水平窗台上,花盆与窗台接触面积为60cm2,放置后调整花盆位置时,将花盆沿窗台移动0.5m,g取10N/kg,请回答下列问题:
(1)该花盆所受重力的大小是多少?
(2)花盆对窗台的压强是多少?
(3)把花盆由地面拿起到窗台的过程中,小明对花盆做的功是多少?
(4)请判断花盆沿窗台移动的过程中,重力是否做功?
【答案】解:(1)花盆所受重力
(2)花盆与窗台接触面积
花盆对窗台的压强
(3)小明对花盆做的功
(4)不做功,重力的方向竖直向下,未在重力的方向上移动一定的距离,所以重力不做功。
答:(1)该花盆所受重力的大小是24N;
(2)花盆对窗台的压强是4×103Pa;
(3)小明对花盆做的功是28.8J;
(4)花盆沿窗台移动的过程中,重力不做功。
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;是否做功的判断;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)根据G=mg,计算重力;
(2)根据,计算压强大小;
(3)根据W=Gh,计算做功多少;
(4)物体受力,在力的方向没有移动距离,力不做功。
17.(2024八下·佛山期中)如图是我国自主研制的新型气垫两栖登陆艇,它质量约为,底面积约为600m2,求:(g取10N/kg)
(1)登陆艇所受重力的大小是多少?它漂浮在海面时的浮力是多少?
(2)登陆艇静止在水平海滩上时对海滩的压强是多少?
(3)若登陆艇用的推进力以20m/s的速度行驶,则10min做了多少功?它的功率是多少?
【答案】解:(1)登陆艇的质量m=1.2×105kg,
登陆艇的重力G=mg=1.2×105kg×10N/kg=1.2×106N;
因为登陆艇漂浮在海面上,
所以登陆艇受到的浮力F浮=G=1.2×106N;
(2)登陆艇静止在水平海滩上,
登陆艇对水平海滩的压力:F压=G=1.2×106N,
登陆艇对水平海滩的压强:;(3)已知推进力F=3.0×105N,速度v=20m/s,
登陆艇的功率:。
时间t=10min=10×60s=600s,
该过程所做的功:W=Pt=6×106W×600s=3.6×109J。
答:(1)登陆艇受到的重力是1.2×106N;它漂浮在海面上时,受到的浮力是1.2×106N;
(2)登陆艇静止在水平海滩上时,对海滩的压强是2×103Pa;
(3)登陆艇则10min做的功是3.6×109J;它的功率是6×106W。
【知识点】功率计算公式的应用;重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;物体的浮沉条件及其应用;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)知道两栖的登陆艇质量,根据公式G=mg求出登陆艇受到的重力;根据物体的浮沉条件可知当两栖登陆艇在海面上漂浮时受到的浮力F浮=G;
(2)知道登陆艇着地总面积(地面受力面积),利用压强公式求登陆艇对海滩的压强;
(3)知道登陆艇的推进力和航行速度,根据公式P=Fv求出登陆艇的功率,而后根据W=Pt计算10min做的功。
18.(2024八下·娄底月考) 某电动观光旅游车的技术参数如下表:
空车质量 1100kg 车身长度 4.0m
满载人员 10人 满载时轮胎与地总接触面积 0.1m2
最大车速 36km/h 平均连续行驶里程 ≤75km
(1) 若乘员质量平均为50kg,求满载时观光车和人的总重是多少牛
(2)若观光车在前进的过程中受到的阻力是2000N, 汽车以最大速度在水平面上匀速直线行驶 10min, 牵引力所做的功是多少焦
(3)若观光车在前进的过程中受到的阻力是 2500N, 汽车以最大速度在水平面上匀速直线行驶,汽车发动机的功率是多少千瓦
【答案】(1)解:满载时观光车和人的总重:
(2)解:若光车所受的牵引力 ,
运动的路程
,牵引力所做的功
(3)解:汽车发动机的功率:
【知识点】功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)若乘员质量平均为50kg,根据得出满载时观光车和人的总重;
(2)若观光车在前进的过程中受到的阻力是2000N,汽车以最大速度在水平面上匀速直线行驶10min,处于平衡状态,根据得出所受的牵引力,根据s=vt得出运动的路程,根据W=Fs得出牵引力所做的功,由可得汽车发动机的功率。
1 / 111.3 《功 功率》 筑基提能同步分层练习设计(提升版) 初中物理八年级下册(教科版2024)
一、单选题
1.下面关于功和功率的说法中正确的是( )
A.做功越多,功率越大
B.做功的时间越短,功率就越大
C.在相同的时间内,做功越多,功率越大
D.做相同的功,用的时间越长,功率就越大
2.(2024八下·金沙月考)汽车驶上陡坡时,驾驶员通常要进行调换挡位的操作,以减小汽车的行驶速度,这样做的根本目的是( )
A.增大汽车发动机的功率 B.增大汽车与地面之间的压强
C.增大汽车与地面之间的摩擦力 D.增大汽车爬坡的牵引力
3.(2024八下·凤城期末)如图所示的情景中,人对物体施加的力对物体做功的是( )
A. 举着杠铃原地不动
B. 推动汽车前进
C. 手捧奖杯不动
D. 背书包随车水平匀速运动
4.(2024八下·瑞金期末)下列有关力学知识的说法中正确的是( )
A.用桨向后划水,船就会向前运动,利用了力的作用是相互的
B.做匀速直线运动的物体,速度越大,受到的力也就越大
C.电梯匀速上升的过程中,电梯对人的支持力不做功
D.踢出去的足球,能继续向前滚动,是因为足球受到的惯性的作用
5.(2024八下·杞县期末)在滑雪运动员从山上往山下匀速下滑的过程中,下列说法正确的是( )
A.运动员受到的重力和支持力是一对平衡力
B.运动员受到的摩擦力的方向沿山路向上
C.重力对运动员没有做功
D.运动员滑到山底不能立即停下来是因为受到惯性的作用
6.(2024八下·谷城期末)如图所示,是读小学一年级的小英和爸爸回家上楼的场景。她们从地面开始走楼梯回到家里用时一样多,则她们( )
A.做的功一样多 B.小英的功率大一些
C.爸爸的功率大一些 D.小英做功快一些
7.(2024八下·三台期末)超市进了一批洗衣粉,每箱,搬运工要把它们搬到二楼的柜台上,假设他身体可以提供的功率与他所搬运物体的质量的关系如图所示。若要尽可能快地把这批器材搬上去,那么他每次搬运的箱子数应为( )
A.个 B.个 C.个 D.个
8.(2024八下·衡水期末)如图甲所示,在粗糙程度均匀的水平地面上的运动物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F—t和v—t图像分别如图甲和图乙所示。下列有关拉力做功及其功率的分析正确的是( )
A.9﹣12s内拉力做功为18J B.0﹣3s内拉力做功为9J
C.3﹣6s内拉力的功率逐渐变小 D.第4s拉力的功率为36W
二、多选题
9.(2024八下·普洱期末)把一个木块放在粗糙程度相同的水平地面上,它受到了水平向左的拉力F的作用,如图甲所示。拉力F的大小与时间t的关系如图乙,木块的运动速度v与时间t的关系如图丙所示。则下列说法正确的是( )
A.t=3s时木块受到的合力为2N
B.0~2s内,拉力做功的功率为4W
C.4~6s内,拉力做功48J
D.4~6s内,拉力做功的功率为16W
10.(2024八下·北流期末) 如图所示,利用滑轮组将重为80N的物体在30s内匀速提升3m,已知拉力F为 50N,若不计绳重和摩擦。下列说法正确的是( )
A.绳端移动的速度为0.3m /s B.动滑轮重力为20N
C.滑轮组的机械效率为80% D.拉力做功的功率为5W
11.(2023八下·昌平期中)质量为60kg的工人站在水平地面上,利用如图滑轮组竖直向下拉动绳子自由端,将一质量为80kg的重物A以0.2m/s的速度匀速上升1m,不计摩擦力及绳重,此时该滑轮组的机械效率为80%(g取10N/kg)。对此工作过程及装置以下说法正确的是( )
A.动滑轮重为200N B.拉力F的功率为100W
C.工人对绳的拉力做功1000J D.工人对地面的压力为100N
12.(2023八下·城阳期末)如图所示,为了把两件相同货物搬运到汽车上,工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面(CD>AB),分别沿斜面AB、CD将两件相同的货物,在相同时间内从斜面的底端匀速推到顶端。下列说法正确的是( )
A.沿斜面CD推动更省力
B.利用AB、CD两个斜面工人克服货物重力做的功一样多
C.利用AB、CD两个斜面工人克服货物重力做功的功率相同
D.工人克服货物重力做功的功率,沿斜面AB要比沿CD大一些
三、实验填空题
13.(2024八下·连平期末)小明家买了一桶水,小明的爸爸要将这桶水从一楼搬到他家所住的三楼,小明想用所学的物理知识测量他爸爸搬水的过程中对这桶水所做功的功率。
(1)小明设计的实验步骤如下,其中不必要的是 (填字母);
A.测出这桶水的重力; B.测出两层楼的楼梯总长度;
C.测出两层楼的竖直高度; D.测出上楼所用的时间;
E.算出他爸爸搬运这桶水的功率。
(2)小明在测量中所需要的器材有:弹簧测力计(量程足够大)、 和 ;
(3)小明设计了一个记录数据的表格,请你帮小明完成表格第一行中还未填好的内容;
两层楼的高度h/m 爸爸上楼的时间t/s 爸爸搬运这桶水的功率P/W
150 6.4 32
(4)结合表中的数据,计算出小明爸爸搬运这桶水的功率 W。
14.(2024八下·潮南期末)体育锻炼与物理知识密不可分,回答下列问题。
(1)如图甲所示,体重60kg的小明做引体向上,在1min时间内完成了8个,每次匀速上拉,身体重心上升0.4m,则他每完成一次引体向上做功 J。1min内的平均功率 W。匀速拉升的过程中,他的机械能 (填“增大”“减小”或“不变”)(g取10N/kg);
(2)如图乙是某消防员训练爬杆和爬绳的情况,他受到的摩擦力为和,当他顺着比杆粗糙的绳两次匀速向上爬时, (选填“>”“=”或“<”),此时消防员所受摩擦力的方向 。在紧急集合时,消防员需要抓住竖直的杆从楼上滑下,如果某消防员自身及装备质量共80kg,当他用500N的力抓着竖直的杆匀速下滑时,杆对人的摩擦力大小 N。
15.(2023八下·方城期末) 如图甲所示是我国首款大型水陆两栖飞机“鲲龙”,为检测飞机性能,先后进行了模拟灭火和水面滑行测试。
(1)飞机机翼截面如图乙所示,飞行时机翼上表面空气流速 下表面空气流速,使上表面气压 下表面气压,从而获得足够大的升力。均选填“大于”、“小于”或“等于”
(2)“鲲龙”飞机飞行时最大航速为,它飞往远的火灾现场至少需要多长时间?
(3)在灭火测试中,飞机盘旋在火场上方处,将所蓄水分次投下,每次投水,用时到达地面。求每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率是多大?
四、解答与计算题
16.(2024八下·铁岭期末)小明把质量为2.4kg的花盆由地面匀速竖直拿起,放置在1.2m高的水平窗台上,花盆与窗台接触面积为60cm2,放置后调整花盆位置时,将花盆沿窗台移动0.5m,g取10N/kg,请回答下列问题:
(1)该花盆所受重力的大小是多少?
(2)花盆对窗台的压强是多少?
(3)把花盆由地面拿起到窗台的过程中,小明对花盆做的功是多少?
(4)请判断花盆沿窗台移动的过程中,重力是否做功?
17.(2024八下·佛山期中)如图是我国自主研制的新型气垫两栖登陆艇,它质量约为,底面积约为600m2,求:(g取10N/kg)
(1)登陆艇所受重力的大小是多少?它漂浮在海面时的浮力是多少?
(2)登陆艇静止在水平海滩上时对海滩的压强是多少?
(3)若登陆艇用的推进力以20m/s的速度行驶,则10min做了多少功?它的功率是多少?
18.(2024八下·娄底月考) 某电动观光旅游车的技术参数如下表:
空车质量 1100kg 车身长度 4.0m
满载人员 10人 满载时轮胎与地总接触面积 0.1m2
最大车速 36km/h 平均连续行驶里程 ≤75km
(1) 若乘员质量平均为50kg,求满载时观光车和人的总重是多少牛
(2)若观光车在前进的过程中受到的阻力是2000N, 汽车以最大速度在水平面上匀速直线行驶 10min, 牵引力所做的功是多少焦
(3)若观光车在前进的过程中受到的阻力是 2500N, 汽车以最大速度在水平面上匀速直线行驶,汽车发动机的功率是多少千瓦
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】功
【解析】【解答】A、机器做功越多,不知道做功时间,它的功率不一定大,故错误.
B、机械所做的功一定时,所用的做功时间越短,它的功率就越大.光知道时间,不知道功的多少,不能判断.故错误.
C、时间一定时,所做的功与功率成正比,功越多,功率越大.故正确.
D、做功一定时,功率与时间成反比,时间越长,功率越小.故错误.
故选C.
【分析】(1)功率是表示做功快慢的物理量,机器的功率大,说明它做功快,即在相同的时间内做功多.
(2)功率是单位时间内做的功的多少.要想判断功率大小,就要知道所做的功,和所用的时间.
2.【答案】D
【知识点】功率计算公式的应用
【解析】【解答】由功率公式P=Fv可知,功率不变,减小速度,可使的汽车有较大的牵引力,D正确,ABC错误。
综上选D。
【分析】1、滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
2、功率的计算公式为P=FV,在功率一定时,牵引力和速度成反比。
3.【答案】B
【知识点】是否做功的判断
【解析】【解答】AC.在力的方向上没有移动距离,没有做功,故AC不符合题意;
B.对汽车施加了推力,且在力的方向上移动了距离,做了功,故B符合题意;
D.人对书包有一个向上的力,书包在力的方向没有移动距离,没有做功,故D不符合题意。
故选B。
【分析】做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上移动的距离,据此分析判断。
4.【答案】A
【知识点】力作用的相互性;物体运动状态的变化;惯性及其现象;是否做功的判断
【解析】【解答】A.用桨向后划船,桨对水有力,水对桨有向前的反作用力,于是船就会向前运动,故A正确;
B.做匀速直线运动的物体,合外力为零,速度和受力大小无关,故B错误;
C.电梯匀速上升时,电梯对人有支持力,在力的方向移动了距离,电梯对人的支持力做了功,故C错误;
D.踢出去的足球,由于惯性,仍保持原来的运动状态,向前运动,而不是受到惯性,故D错误。
故选A。
【分析】物体间力的作用是相互的,惯性是物体继续保持原来状态的性质;物体受力且在力的方向移动距离,力对物体做功。
5.【答案】B
【知识点】惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用;摩擦力的方向;是否做功的判断
【解析】【解答】A.运动员下滑过程中,他受到的重力竖直向下,滑雪板对他的支持力垂直斜面向上,二力不是一对平衡力,故A错误;
B.运动员向下运动,则他受到的摩擦力方向沿山路向上,故B正确;
C.运动员时刻受到重力,运动员下滑的过程中在重力的方向上产生了距离,所以重力对运动员做了功,故C错误;
D.运动员滑到山底不能立即停下来是运动员具有惯性,故D错误。
故选B。
【分析】1、惯性是物体的基本属性,只有物体重力有关,当物体速度发生变化时,由于惯性物体保持原来运动状态的属性,利用惯性的实例:运动员助跑起跳,乘车系安全带可以降低司机惯性带来的伤害,惯性不是力,不能用受到惯性、惯性力的作用进行表述
2、摩擦力的方向:与运动方向相反,本题中运动员向下运动,则他受到的摩擦力方向沿山路向上
3、平衡力的特点为:大小相同,方向相反,作用在同一个物体上
6.【答案】C
【知识点】功率大小的比较;功的计算及应用
【解析】【解答】二人回家时,由于上楼的高度相同,根据W=Gh,重力大的爸爸做功多,根据时间相同,根据,可知爸爸的功率大,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】根据W=Gh,计算做功多少的关系;根据,判断功率的大小。
7.【答案】B
【知识点】功率的计算
【解析】【解答】功率表示做功的快慢,为尽快完成搬运,使功率最大即可,根据图像,功率最大时,搬运的质量是30开关,因1箱质量为10kg,则每次搬运3箱,功率最大,搬运最快,B符合题意。
故答案为:B.
【分析】根据质量不同,功率不同,功率越大,做功越快。
8.【答案】A
【知识点】功率计算公式的应用;速度公式及其应用;功的计算及应用
【解析】【解答】A.路程,拉力,推力做功,故A正确;
B.在拉力的方向上无移动距离,不做功,故B错误;
C.速度逐渐变大,拉力不变,根据可知,功率逐渐变大,故C错误;
D.拉力为9N,速度为,功率为,故D错误。
故选A。
【分析】(1)根据图乙,利用速度公式求出9~12s内物体通过的距离,根据甲图可得9-12s 内拉力的大小,然后利用计算公式W=Fs计算做的功。
(2)首先根据图判断0~3s时物体的运动状态,判断出拉力F和距离s,再根据计算公式W=Fs计算做的功。
(3)根据公式判断3~6s内拉力的功率的变化。
(4)由图乙计算第4s的速度,根据公式判断拉力功率。
9.【答案】A,D
【知识点】功率计算公式的应用;二力平衡的条件及其应用;力与图象的结合;功的计算及应用
【解析】【解答】A.由图丙得,4~6s内,木块做匀速直线运动,木块受到的摩擦力等于拉力,由图乙得,此时摩擦力为4N,而t=3s时,木块做加速直线运动,木块对水平面的压力不变,接触面粗糙程度不变,则木块受到的摩擦力不变,仍为4N,由图乙,此时拉力为6N,木块受到的合力为
,故A正确;
B.0~2s内,木块静止不动,由乙图,此时的拉力为2N,静摩擦力等于拉力,为2N,由于木块不运动,拉力做功为0,拉力做功的功率为0,故B错误;
CD.在4~6s内,木块做匀速直线运动,木块受到的摩擦力等于拉力,由图丙,速度v=4m/s,拉力做功为:,拉力做功的功率为:,故C错误,D正确。
故选AD。
【分析】静止和匀速直线运动时,受到平衡力,结合二力平衡,可以判断摩擦力的大小;根据W=Fs,可以计算做功多少;根据,可以计算功率的大小。
10.【答案】B,C
【知识点】功率的计算;速度公式及其应用;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】 A.由图知,承担重力的绳子段数n=2,绳子自由端移动的距离:s=2h=2×3m=6m,绳子自由端移动的速度:,故A错误;
B.不计绳重和摩擦,,所以动滑轮的重力:G动=nF-G=2×50N-80N=20N,故B正确;
C.克服物体重力做的有用功:W有用=Gh=80N×3m=240J,
拉力做的总功:W总=Fs=50N×6m=300J,
滑轮组的机械效率:,故C正确;
D.拉力做功的功率:,故D错误。
故选BC。
【分析】 A.根据图片确定承担重力的绳子段数n,根据s=nh计算绳子自由端移动的距离,利用求绳子自由端移动的速度;
B.不计绳重和摩擦,根据计算动滑轮的重力。
C.利用W有=Gh求拉力做的有用功,利用W总=Fs求拉力做的总功,根据计算滑轮组的机械效率;
D.利用求拉力做功的功率。
11.【答案】A,C,D
【知识点】功率的计算;二力平衡的条件及其应用;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A.根据图片可知,承担重力的绳子段数n=2,
A的重力GA=mg=80kg×10N/kg=800N,
根据滑轮组的机械效率得到:80%=,
解得:G动=200N,故A正确;
C.工人对绳子的拉力为:,
则工人对绳的拉力做的功为:W=Fs=F×2h=500N×2×1m=1000J,故C正确;
B.工人拉绳子的速度v=2vA=2×0.2m/s=0.4m/s,
则拉力F的功率为:P=Fv=500N×0.4m/s=200W,故B错误;
D.工人对绳子的拉力和绳子对人的拉力是一对相互作用力,
则绳子对人的拉力为:F人=F=500N,
工人的重力为G人=m人g=600kg×10N/kg=600N,
则地面对人的支持力为:F支=G人-F人=600N-500N=100N,
则人对地面的压力为:F压=F支=100N,故D正确。
故选ACD。
【分析】A.根据图片确定承担重力的绳子段数n,根据G=mg可求出其重力,最后根据滑轮组的机械效率计算动滑轮的重力;
C.根据F=(G物+G动)求出工人对绳子的拉力,再根据W=Fs计算拉力做的功;
B.根据v=2vA计算工人拉绳子的速度,再根据P=Fv人求出拉力F的功率;
D.利用G=mg求出工人的重力,又已知绳子对人的拉力,则地面对人的支持力等于工人的重力减去绳子对工人的拉力,再根据相互作用力的特点求出人对地面的压力。
12.【答案】A,B,C
【知识点】功率大小的比较;功的计算及应用
【解析】【解答】A、CD斜面比AB斜面坡度缓,所以沿两斜面推相同的货物时,沿斜面CD更省力,故A正确;
B、沿两斜面推货物时,货物相同,所以物重相同,货物升高的距离相同,所以根据功的公式W=Fs=Gh,可知克服货物重力做的功一样多,故B正确;
CD、沿两斜面推货物时,克服货物重力做的功一样多,用的时间相同,根据功率的定义式,可知功率相同,故C正确,D错误;
故答案为:ABC。
【分析】其它条件一定时,斜面坡度越缓,越省力;根据功的公式和功率的定义式,可比较两种方式的做功大小和功率大小。
13.【答案】B;皮尺;停表;这桶水的重力G/N;30
【知识点】功率计算公式的应用;功率的测量实验;功的计算及应用
【解析】【解答】测量功率大小时,(1)测量搬水的功率时,需要测出克服重力做的功和时间,根据计算功率,测量功时,根据,需要测重力,两层楼的竖直高度,再测量时间,不需测两层楼的楼梯总长度,故B符合题意,ACDE不符合题意。
故选B。
(2)根据需要测量的内容,用弹簧测力计测重力,用皮尺测出两层楼高度,用停表或手表测时间,所需要的器材有弹簧测力计、皮尺、停表。
(3)根据表格,有高度和时间,缺少水的重力,表格第一行中填的内容是:水的重力G/N。
(4)根据重力和高度,计算克服水的重力所做的功为:,
结合时间,计算搬运这桶水的功率为:。
【分析】(1)测量功率时,需要测量重力、高度、时间,再计算功率大小;
(2)测量高度利用皮尺,测量时间利用秒表;
(3)根据实验要测量的物理量,设计表格,并有所测量内容的单位;
(4)根据W=Gh,计算做功多少;利用,计算功率的大小。
14.【答案】240;32;增大;=;竖直向上;800
【知识点】功率计算公式的应用;二力平衡的条件及其应用;摩擦力的方向;功的计算及应用
【解析】【解答】(1)小明的重力
G=mg=60kg×10N/kg=600N
每次上升高度h=0.4m,则将身体向上拉起一次所做的功
W=Gh=600N×0.4m=240J
时间为
t=1min=60s
在1min时间内完成了8个引体向上,则他在1min内做的总功
W总=8W=8×240J=1920J
平均功率为
匀速拉升的过程中,他的质量不变,速度不变,动能不变;同时高度增大,重力势能增大;因为机械能等于动能与重力势能之和,所以他的机械能增大。
(2)消防员训练爬杆和爬绳时,均做匀速直线运动,受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力,这两个力是一对平衡力,大小相等,两次的摩擦力都等于消防员的重力,故f绳=f杆。
在紧急集合时,消防员需要抓住竖直的杆从楼上滑下,如果某消防员自身及装备质量共80kg,当他用500N的力抓着竖直的杆匀速下滑时,杆对人的摩擦力大小与人的总重力是一对平衡力,故摩擦力为
f=G=mg=80kg×10N/kg=800N
接近地面时,他增大握力,对杆的压力变大,接触面的粗糙程度不变,则此时杆对手的摩擦力将变大,速度逐渐变小,最终停止地面上。
【分析】(1)根据做引体向上时需要克服人体的重力做功,根据公式W= Gh求出完成一次引体向上做的功;在1 min时间内完成了8个引体向上,求出所做的总
功,再根据公式P=.求出功率;动能大小的影
响因素:质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大;重力势能大小的影响因素:质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大;机械能等于动能与势能之和;
(2)对消防员进行受力分析,明确其在竖直方向上受到的力,再根据消防员的运动状态,判断两个力的大小关系。
15.【答案】(1)大于;小于
(2)由可知,飞机飞往火灾现场的最短时间:;
答:“鲲龙”飞机飞往远的火灾现场至少需要;
(3)每次投水时水的重力做的功:,
则重力做功的平均功率:。
答:每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率为。
【知识点】功率的计算;速度公式及其应用;流体压强与流速的关系;功的计算及应用
【解析】【解答】(1)飞机机翼如图乙,上表面凸起,下表面平齐,飞行时,机翼上表面空气流速大于下表面空气流速,上表面气压小于下表面气压,从而获得升力,使飞机升空。
【分析】(1)流体在流速大的地方压强小;
(2)根据,可以计算飞机飞行的时间;
(3)根据W=Gh,计算克服重力做的有用功;根据,计算功率的大小。
16.【答案】解:(1)花盆所受重力
(2)花盆与窗台接触面积
花盆对窗台的压强
(3)小明对花盆做的功
(4)不做功,重力的方向竖直向下,未在重力的方向上移动一定的距离,所以重力不做功。
答:(1)该花盆所受重力的大小是24N;
(2)花盆对窗台的压强是4×103Pa;
(3)小明对花盆做的功是28.8J;
(4)花盆沿窗台移动的过程中,重力不做功。
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;是否做功的判断;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)根据G=mg,计算重力;
(2)根据,计算压强大小;
(3)根据W=Gh,计算做功多少;
(4)物体受力,在力的方向没有移动距离,力不做功。
17.【答案】解:(1)登陆艇的质量m=1.2×105kg,
登陆艇的重力G=mg=1.2×105kg×10N/kg=1.2×106N;
因为登陆艇漂浮在海面上,
所以登陆艇受到的浮力F浮=G=1.2×106N;
(2)登陆艇静止在水平海滩上,
登陆艇对水平海滩的压力:F压=G=1.2×106N,
登陆艇对水平海滩的压强:;(3)已知推进力F=3.0×105N,速度v=20m/s,
登陆艇的功率:。
时间t=10min=10×60s=600s,
该过程所做的功:W=Pt=6×106W×600s=3.6×109J。
答:(1)登陆艇受到的重力是1.2×106N;它漂浮在海面上时,受到的浮力是1.2×106N;
(2)登陆艇静止在水平海滩上时,对海滩的压强是2×103Pa;
(3)登陆艇则10min做的功是3.6×109J;它的功率是6×106W。
【知识点】功率计算公式的应用;重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;物体的浮沉条件及其应用;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)知道两栖的登陆艇质量,根据公式G=mg求出登陆艇受到的重力;根据物体的浮沉条件可知当两栖登陆艇在海面上漂浮时受到的浮力F浮=G;
(2)知道登陆艇着地总面积(地面受力面积),利用压强公式求登陆艇对海滩的压强;
(3)知道登陆艇的推进力和航行速度,根据公式P=Fv求出登陆艇的功率,而后根据W=Pt计算10min做的功。
18.【答案】(1)解:满载时观光车和人的总重:
(2)解:若光车所受的牵引力 ,
运动的路程
,牵引力所做的功
(3)解:汽车发动机的功率:
【知识点】功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)若乘员质量平均为50kg,根据得出满载时观光车和人的总重;
(2)若观光车在前进的过程中受到的阻力是2000N,汽车以最大速度在水平面上匀速直线行驶10min,处于平衡状态,根据得出所受的牵引力,根据s=vt得出运动的路程,根据W=Fs得出牵引力所做的功,由可得汽车发动机的功率。
1 / 1