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11.2功率
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.使用机械做功时,下列说法正确的是( )
A.功率大的机器做功一定快 B.功率越大的机器做功时间越短
C.功率小的机器做功不一定慢 D.功率大的机器做功多
2.有甲、乙两辆功率相等的汽车,在相同时间内匀速通过距离之比s甲:s乙=2:1那么( )
A.两辆汽车牵引力之比F甲:F乙=1:1 B.两辆汽车牵引力之比F甲:F乙=2:1
C.两辆汽车做功之比W甲:W乙=2:1 D.两辆汽车做功之比W甲:W乙=1:1
3.两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)一时间(t)图象如图所示,根据图象,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.0﹣6s两次拉力对物体所做的功:W1>W2
D.0﹣6s两次拉力对物体做功的功率:P1<P2
4.下列有关功和功率的说法中正确的是( )
A.只要有力作用在物体上,且这个物体移动了一段距离,我们就说这个力对物体做了功
B.举重运动员举着杠铃,静止不动时,运动员对杠铃做了功
C.物体做功越快,功率一定越大
D.如图所示,50kg的小虎站在扶梯上,扶梯以1m/s的速度匀速上行,扶梯对他做功的功率500W
5.提高机车的额定功率是铁路进一步提速要解决的一个重要课题。机车的输出功率等于牵引力与速度的乘积。若列车所受阻力与速度成正比,那么,列车提速前后分别以最高时速120 km和180 km在平直轨道上匀速行驶时,机车的输出功率之比为
A.2﹕3 B.3﹕2 C.4﹕9 D.9﹕4
6.在光滑的水平面上,用水平力F推动一个静止的物体前进了s的距离,推力所做的功为W1,功率为P1;若仍用水平力F在粗糙的水平面上推同一静止的物体前进了s的距离,推力所做的功为W2,功率为P2(在光滑水平面推物体所用时间比粗糙水平面用的时间短)。那么( )
A.W1=W2,P1>P2 B.W1=W2,P1=P2
C.W1<W2,P1>P2 D.W1<W2,P1=P2
7.某人骑着一辆普通自行车,在平直公路上以某一速度匀速行驶,若人和车所受的阻力为20N,则通常情况下,骑车人消耗的功率最接近( )
A.1W B.10W C.100W D.1000W
8.汽车以恒定功率爬坡时要采用低挡上坡,这样做是为了( )
A.增大汽车惯性 B.减小汽车牵引力 C.增大汽车速度 D.增大汽车牵引力
9.质量为40kg的小华同学,为了从5楼爬到6楼,他在10s内连续向上跳了12个台阶,在这段时间内,小华的功率大小最接近于( )
A.1100W B.8W C.11W D.110W
10.如甲图所示,小明用弹簧测力计水平拉木块,使它先后两次沿水平木板滑动相同的距离,乙图是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象.下列说法错误的是
A.两次木块都做匀速直线运动
B.两次木块受到的摩擦力一样大
C.两次拉力对木块做的功一样多
D.两次拉力对木块做功的功率一样大
11.在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,实验装置如图所示,下列说法中错误的是( )
A.小车运动距离远,表明阻力对物体运动影响小
B.实验中要控制小车每次到达斜面底端时速度相同
C.小车在毛巾、棉布、木板表面运动时阻力做的功不同
D.小车在毛巾表面运动时阻力做功的功率最大
12.甲、乙两辆功率相同的汽车,在同一公路上行驶,两车都经过M点开始计时,每经过相同时间,用虚线记录车的位置。如图所示从M到N的这段路中( )
A.乙做的功较大 B.甲、乙做的功一样大
C.甲车的牵引力较大 D.乙车的牵引力较大
二、填空题
13.2022年2月8日北京冬奥会自由式滑雪大跳台女子组决赛中,中国选手谷爱凌以最后一跳的超高难度动作逆转对手夺得冠军。人与装备的总质量约为80千克,从空中最高处下落10米,用时约2秒,重力的方向是 。下落过程中,重力做功为 焦,重力的功率为 瓦。
14.雅典奥运会上唐功红在比赛中,最后挺举时,先用约3s将 182.5 kg 的杠铃举过头顶,高度约为 2m ,又使杠铃在空中稳稳地停留了5s,三名裁判都亮了白灯,打破了世界纪录,夺得金牌.在这8s内她做功 J,平均功率 W( g 取10 N/kg).
15.人的心脏每跳动一次大约输送8×10﹣5m3的血液,正常人的血压(可看作是心脏压送血液的压强)平均约为1.5×104Pa,心跳约每分钟70次.由此可以估算出心脏工作时的平均功率为 W.
16.一辆轿车以72km/h的速度在水平路面上沿直线匀速行驶10分钟,轿车的质量为1500kg,行驶时所受阻力为车重的0.2倍(g取10N/kg),则牵引力为 N,此时汽车的功率为 kW。
三、实验题
17.请设计一个实验方案来测定你跳绳的功率
要求:
(1)写出实验中要测量的物理量及其测量器材 ;
(2)设计实验数据记录表 ;
(3)给出计算功率的表达式 ;
(4)为了提高测量的准确程度,实验时应注意哪些事项 。
四、计算题
18.近年来,房车自驾游渐渐的成为旅游的新趋势,这种旅游方式能让游客真正的回归自然、亲近自然,在旅途中享受自由、我国制造的“长城”房车(如图所示)的总重为,在一段平直公路上匀速行驶了56km,受到的阻力为车重的0.1倍。求:
(1)该房车牵引力所做的功;
(2)若该房车的总功率,该房车以20m/s的速度匀速行驶,求此时该房车的牵引力。
五、综合题
19.一辆车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动,其v-t图像如图在第10s的速度达到20m/s,通过的路程为120m.求:
(1)在0~10s内汽车的平均速度 .
(2)设汽车在行驶过程中所受阻力不变,大小为f=4000N,那么在0~10s内汽车发动机的功率是 .(注意:0~10s物体作加速运动)
《11.2功率》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A D C C C A C D D D
题号 11 12
答案 C C
1.A
【详解】AC.电功率是表示物体做功快慢的物理量,电功率大,则物体做功快,电功率小,则物体做功慢,故A正确,C错误;
B.在做功相同时,电功率越大,做功的时间越短,不加前提条件就是错的,故B错误;
D.在相同时间内,功率大的物体做功多,不加前提条件就是错的,故D错误。
故选A。
2.D
【详解】CD.由W=Pt可得,功率相等,时间相同,因此两辆汽车做功之比为
W甲:W乙=P甲t甲:P乙t乙=1:1
故C不符合题意,D符合题意;
AB.根据W=Fs可得,两辆汽车牵引力之比为
故AB不符合题意。
故选D。
3.C
【详解】A.由图像可知,在相同时间内,物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程,所以v1>v2,故A错误.
B.同一物体重力相等,对水平面的压力相等,在同一水平面接触面的粗糙程度相同,因此两次拉动物体时,物体受到的摩擦力相等.由于物体做匀速直线运动,所受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以两次物体所受的拉力:F1=F2,故B错误.
C.由图像可知,0-6s物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程,又因为F1=F2,根据W=Fs可得,0-6s两次拉力对物体所做的功:W1>W2,故C正确.
D.0-6s两次拉力对物体所做的功:W1>W2,时间相同,由可得,0-6s两次拉力对物体做功的功率:P1>P2,故D错误.
答案为C.
4.C
【详解】A.当力的方向与物体移动的方向垂直时,此时力对物体不做功,故A错误;
B.举重运动员举着杠铃,静止不动时,运动员对杠铃有作用力,但杠铃没有移动距离,故运动员对杠铃不做功,故B错误;
C.功率是表示物体做功快慢的物理量,物体做功越快,则功率一定越大,故C正确;
D.由受力分析可知,扶梯对小虎的作用力F竖直向上,大小等于小虎的重力G,即
F=G=mg=50kg×10N/kg=500N
小虎在竖直方向上上升的距离为s=3m,故力F做的功为
W=Fs=500N×3m=1500J
由勾股定理可得,扶梯斜向上移动的距离为
所用时间为
故由可得,扶梯对他做功的功率为
故D错误。
故选C。
5.C
【详解】由题意知:列车所受阻力与速度成正比
v1:v2=120km/h:180km/h=2:3
所以
f1:f2=2:3
由于列车匀速行驶,则列车的牵引力F等于汽车所受的阻力f,那么
P1:P2=F1v1:F2v2=(2×2):(3×3)=4:9
故选 C。
6.A
【详解】在两种平面上,推力相等,物体运动的距离也相等,根据W=Fs可知,推力做的功相等;在光滑水平面推物体所用时间比粗糙水平面用的时间短,根据可知,在光滑水平面的功率较大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.C
【详解】根据
但物体骑自行车在平直公路上匀速行驶时,车速约为5m/s,牵引力和阻力相等,牵引力是20N,所以消耗的功率
故C符合题意。
故选C。
8.D
【详解】A.汽车爬坡时要采用低挡上坡,不会改变汽车的质量,不会增大汽车的惯性,故A不符合题意;
BCD.汽车爬坡时要采用低挡上坡,速度会减小,汽车的功率一定,由功率的变形公式可知,可以增大牵引力,故BC不符合题意,D符合题意。
故选D。
9.D
【详解】小华的重力为
G=mg=40kg×10N/kg=400N
每个台阶的高度约为0.25m,在10s内连续向上跳12个台阶做功的功率为
最接近于110W,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
10.D
【详解】A.物体做匀速直线运动时,路程与时间成正比,由图像可知两次均为正比函数,故选项A说法正确,不符合题意;
B.因滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,两次运动时压力大小相同,接触面的粗糙程度相同,故摩擦力一样大,选项B说法正确,不符合题意;
C.因两次移动距离相同,两次拉力大小相同,故两次对木块做功相同,选项C说法正确,不符合题意;
D.由公式P=Fv可得;拉力大小相同时,速度大小不同,两次做功功率不同;选项D说法错误,符合题意.
11.C
【详解】A.阻力较小时,小车可以运动的更远,阻力较大时小车运动的距离小,故小车运动距离远时阻力对物体运动的影响小,故A正确,不符合题意;
B.根据控制变量法,实验中要使小车在水平面运动时只有阻力大小不同,故每次都要控制小车到达斜面低端时速度相同,故B正确,不符合题意;
C.小车从斜面知水平面时因小车的质量和速度相同,则三次实验中小车的机械能相同,最终停止时是阻力做功等于到水平面时的机械能,故C错误,符合题意;
D.小车在毛巾表面运动的时间最短,且阻力做功一样,由可知时间小功率大,故D正确,不符合题意。
故选C。
12.C
【详解】AB.因为两辆车的输出功率相同,所以由可得,从M到N甲车所用的时间比乙车多,所以甲车做的功比乙车多,故AB不符合题意;
CD.由可得,从M到N甲、乙辆车移动距离相同,甲车所用时间比乙车多,所以
v甲由可得,输出功率相同,甲车的速度小于乙车的速度,所以甲车的牵引力大于乙车的牵引力,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
13. 竖直向下 8000 4000
【详解】[1][2]重力的方向始终竖直向下,重力做的功为
W=Gh=mgh=80kg×10N/kg×10m=8000J
[3]重力的功率为
14. 3650 456.25
【详解】杠铃的重为:
对杠铃所做的功为:
;
平均功率:
.
点睛:需要注意的是举重时,杠铃向上移动时,是克服重力做功,在空中静止时,不做功,但计算平均功率时,停留时间应计算在内,这是个容易出错的地方.
15.1.4
【详解】设血管截面积为S,则产生的压力大小是:F=pS;每次血移动的距离是:L=V/S;每跳一次做的功是:W=FL=pSL=pV;当心跳每分钟70次时,人的心脏工作的平均功率是:P1 =W/t=70pV/t=70×1.5×104Pa×8×10 5m3/60s=1.4W.
【点睛】本题考查的是功率的计算,难点是求心脏每跳一次所做的功,解题的关键是公式及其变形的灵活运用.
16. 3×103 60
【分析】汽车匀速运动处于平衡状态,根据平衡力条件求解牵引力;再根据P=Fv求解功率。
【详解】[1]汽车做匀速直线运动,处于平衡状态,所以牵引力与阻力相等,则牵引力为
[2]汽车的速度
根据
计算汽车的功率为
17. 磅秤、米尺以及秒表 见解析 尽量使自己每次跳相同的高度,多跳几次以提高时间测量的准确性
【详解】(1)[1]由
可知,本次实验所用的器材有磅秤、米尺以及秒表。
(2)[2]①用磅秤测量出自己的质量;
②用米尺测量出跳绳时身体升高的高度h;
③测量出跳绳的次数n,并记下所用的时间t;
故记录表为:
质量(kg) 高度(m) 时间(s) 次数
(3)[3]跳绳功率的表达式
(4)[4]尽量使自己每次跳相同的高度,多跳几次以提高时间测量的准确性。
18.(1);(2)
【详解】解:(1)房车匀速行驶时牵引力等于阻力,故牵引力为
F1=f=3×104N×0.1=3×103N
该房车牵引力所做的功为
(2)此时该房车的牵引力为
答:(1)该房车牵引力所做的功;
(2)此时该房车的牵引力为。
19. 12m/s
【分析】已知路程和时间,根据速度的公式得到0-10s内汽车的平均速度;知道汽车的功率不变,利用P=Fv得到汽车发动机的功率.
【详解】(1)0-10s内汽车的平均速度;
(2)由图可知,10s后汽车做匀速直线运动,速度v=20m/s,
根据二力平衡条件可得,牵引力:F=f=4000N,
汽车的功率为:.
故答案为(1)12m/s;(2).
【点睛】本题考查速度公式和功率的应用以及二力平衡条件的应用,解决本题的关键知道结合二力平衡条件得出汽车做匀速直线运动时的牵引力大小.
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