十一章 第7课时 功率

四、功率
第7课时 功率
【基础训练】
1．如图所示，蚂蚁用10－3 N的力拉着树叶，10 s内沿着拉力方向前进了10 cm，则蚂蚁对树叶所做的功为_______J，此时的功率为_______W。
2．如图所示，用20 N的拉力F通过滑轮组将40 N的重物在2s内匀速提升1 m，在此过程中，拉力做功为_______J，拉力的功率是_______W。
3．甲、乙两辆汽车在公路上匀速行驶，如果它们的功率相同，行驶的速度之比为v甲：v乙＝2：1，则它们的牵引力之比F甲：F乙＝_______，相同时间内做功之比W甲：W乙＝_______。
4．四个同学在石峰公园进行登山比赛，如果规定功率最大者获胜，那么最后胜出者一定是 ( )
A．体重最大的一个 B．时间最短的一个
C．速度最大的一个 D．做功最快的一个
5．如图所示，甲、乙两物体沿竖直向上方向做匀速直线运动，不计空气阻力，则 ( )
A．甲的速度一定大于乙的速度
B．甲的重力一定大于乙的重力
C．拉力F甲做的功一定大于拉力F乙做的功
D．拉力F甲的功率一定大于拉力F乙的功率
6．如图所示，在水平拉力F的作用下，物体做匀速直线运动，若滑轮和绳子的质量及其摩擦均不计，已知物体与地面的摩擦力为5N，物体运动的速度为2 m／s，则拉力做功的功率大小为 ( )
A．5 W B．10 W C．15 W D．20 W
7．小明用相同的水平推力，分别使较重的A物体沿较光滑的平面移动，较轻的B物体沿较粗糙的平面移动，若在相同的时间内移动相同的距离，则下列说法正确的是 ( )
A．小明对A物体做的功多
B．小明对B物体做的功多
C．小明推A物体时的功率小
D．小明推A、B两物体时的功率相同
8．如图所示，是某建筑工地上常用的塔式起重机示意图。在15 s的时间内，起重机将质量为0.5 t的水泥板竖直地从1楼匀速提升到5楼，如果每层楼的高度是3m，g取10 N/kg，那么：
(1)起重机提升水泥板所做的功是多少？
(2)起重机电动机输出的功率至少是多少？
【提优拔尖】
9．一木块的重力为30 N，在10 N的水平拉力作用下，10 s内在水平面上沿拉力方向移动了2m。在此过程中，重力做功_______J，拉力做功的功率为_______W。
10．2012年“攀登中国”全国攀登健身大赛首站比赛于5月20日在成都开赛，数百名攀登爱好者共同挑战四川广播电视塔，来自四川烹专的封德军第一个登顶成功，他跑上208 m、1 580级台阶的成绩为8 min 23 s。如果封德军的体重为70 kg，则他登塔所做的功是_______J，功率是_______W。（g取10 N/kg，结果保留整数）
11．小华同学骑着自行车在平直公路上以正常速度匀速行驶时的功率约为70 W，则他骑车时所受的阻力约为( )
A．2 000 N B．200 N C．20 N D．2 N
12．小明同学因上课迟到，一口气从一楼跑到三楼，用时10 s，则他上楼过程中消耗的功率接近 ( )
A．3 W B．30 W C．300 W D．3 000 W
13．航模小组的某位同学在操场上利用如图所示的电动遥控飞机进行训练，他操作遥控器，使重为3N的飞机从水平地面由静止开始竖直上升，飞机先后经历加速、匀速、减速三个阶段，然后悬停在距离地面10 m的高度处。飞机竖直上升的总时间为12 s，匀速上升阶段的速度为1 m/s。假设飞机在空中的受力情况可以简化为仅受重力和竖直向上的升力，则下列说法正确的是 ( )
A．在离开地面的过程中，飞机对地面的压力先增大后减小
B．在上升的阶段受到的升力大于重力
C．在上升阶段飞机的功率为2.5 W
D．在悬停阶段飞机升力的功率为3W
14．（多选）如图甲所示，重力80 N的物体在大小为30 N、水平向左的拉力F1作用下，在水平面上以0.4 m/s的速度做匀速运动，滑轮与绳子的质量及滑轮轴处的摩擦均不计。改用如图乙所示的滑轮组后，该物体在水平向右的拉力F2作用下，在相同的水平面上向右匀速运动0.5 m，下列说法正确的是 ( )
A．物体与水平面间的摩擦力为15 N
B．拉力F1的功率为24 W
C．拉力F2的大小为90 N
D．拉力F2做的功是30 J
15．如图所示为小刚设计的滑轮组装置，其中滑块A置于表面各处粗糙程度都相同的水平面上，动滑轮重G＝10 N，重物B的重力GB可改变。下表是小刚在某次使用该装置时记录的一些数据。若不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，跨过滑轮的绳或竖直或水平，A距水平面上的定滑轮、日距水平面均足够远。求：
(1)在4s～6 s内，水平绳对A的拉力做的功；
(2)在2s～4 s内，重力GB做功的功率；
(3)在0～2 s和2s～4 s两段时间内，A受到的摩擦力大小。
参考答案
1．10－4 10－5
2．60 30
3．1：2 1：1
4—7 DBBD
8．(1)6×104 J (2)4000 W
9．0 2
10．1.456×105 289
11．C
12．C
13．C
14．BCD
15．(1)74 J (2)25 W (3)15 N 18.5 N
习题课
1．如图所示，用10 N的水平推力推重为20 N的物体沿水平方向做匀速直线运动，若5s内推力对物体做了80 J的功，则在这一过程中，物体沿水平方向运动了_______m，推力做功的功率为_______W。
2．如图所示，用20 N的拉力F匀速提起物体A，不计绳重和摩擦，则A的重力为_______N。若物体A在10 s内上升4m，此过程中拉力F做的功为_______J，功率为_______W。
3．在体育考试中，小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。若实心球重20 N，从最高点到落地点的过程中，球下降的高度为2.7 m，用时约0.75 s，则球下降过程中重力做的功为_______J，功率为_______W。
4．如图所示，一个质量为45 kg的人，在10 s内连续5次跳上每级高度为0.2 m的台阶，则此人在这段时间内的功率是（g取10 N/kg） ( )
A．450 W B．45 W C．4.5 W D．4 500 W
5．小明和爸爸一起去登山，登到山顶时，小明用了20 min，爸爸用了25 min，若爸爸的体重是小明的1.5倍，则小明与爸爸登山的功率之比为 ( )
A．5：6 B．6：5 C．15：8 D．8：15
6．中考体育测试跳绳项目中，某同学在1 min内跳了180次，每次跳的高度约为5 cm。他跳绳时的功率约为 ( )
A．1 000 W B．100 W C．10 W D．1 W
7．A、B是两个粗糙程度不同的物体，弹簧测力计分别以如图甲、乙、丙三种方式拉动物体在同一水平长木板上做匀速直线运动，5s内通过50 cm，F1＝5N，F2＝8 N。下面是几位同学对丙图运动状况的分析：①A物体受到两个力作用；②弹簧测力计的拉力
做功6.5 J；③长木板对B物体的支持力和B物体所受的重力是一对平衡力；④弹簧测力计做功的功率大于乙图中弹簧测力计做功的功率；⑤B物体在水平方向只受两个力作用。其中正确的是 ( )
A．①④⑤ B．②③④ C．①③⑤ D．①②⑤
8．一辆载重卡车连同货物的总质量m＝4.5×103 kg，在F＝4.0×103 N的牵引力作用下在平直公路上做匀速直线运动，1 min内行驶了900 m。g取10 N/kg，求：
(1)卡车连同货物受到的重力大小；
(2)卡车受到的阻力大小；
(3)牵引力做功的功率。
9．我国已兴建3座抽水蓄能水电站，它可调剂电力供应。深夜时，用过剩的电能通过水泵把下蓄水池中的水抽到高处的上蓄水池内，白天则通过闸门放水发电，以补充电能不足。若上蓄水池长为150 m，宽为30 m，从深夜11时至清晨4时抽水，使上蓄水池水面增高20 m，而抽水过程中水上升的高度始终保持为400 m。不计抽水过程中其他能量的损耗，试求抽水的功率。(g取10 N/kg)
10．如图所示，用F为30 N的拉力，通过滑轮组拉着重为300 N的物体在水平面上以0.5 m/s的速度向左做匀速直线运动，则物体受到的摩擦力大小为_______N，拉力F的功率为_______W。（不计绳和滑轮的重力以及滑轮轴承和滑轮与绳子之间的摩擦力）
11．如图所示，小华用2N的拉力在10 s内将重为6N的木块从斜面底部匀速拉到顶部，则拉力所做的功是_______J，功率是_______W。
12．某学习小组对一辆在平直公路上做直线运动的小车进行观察研究。他们记录了小车在某段时间内通过的路程与所用的时间，并根据记录的数据绘制了路程与时间的关系图象（如图所示）。根据图象可知，2s～5 s内，小车的平均速度是_______；若小车受到的牵引力为200 N，5 s~7 s内小车牵引力的功率是_______。
13．如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A。已知AB>AC，如果拉力做的功分别为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2，则W1_______W2，P1_______P2。
14．三清山是我国著名的道教圣地和旅游景点。三清山索道全长2426 m，上、下高度差约600 m。某个吊车如图所示，载满六人后的总重是4500 N。载满六人后，吊车从索道最高处运行到最低处，吊车和人的重力做功为_______J；索道从最高处运行到最低处，需用时20 min，吊车和人的重力做功的功率是_______W。
15．如图所示是健身用的“跑步机”示意图。质量为m的健身者踩在与水平面成a角的静止皮带上，用力向后蹬皮带，可使皮带以速度v匀速向后运动。若皮带在运动过程中受脚的摩擦力为f，则下列说法中正确的是 ( )
A．是皮带运动的阻力
B．人对皮带不做功
C．人对皮带要做功，其做功的功率为fv
D．人的重力与皮带对人的支持力是一对平衡力
16．如图所示，用简单机械使重力都为150 N的物体处于静止状态，不计摩擦、机械自重及绳重，已知OB＝2OA。
(1)F1、F2、F3从大到小的顺序为_______；
(2)求图乙中F2的大小；
(3)利用图丙中的机械，小科把此物体匀速提高2m，用时10 s，求拉力F3的功率。
17．由航空工业六零五研究所自行设计的“海鸥300”轻型水陆两栖飞机（如图所示）将于今年10月首飞，该机可载4~6名乘客，配置有高性能的发动机和先进航空仪表设备，可用于公务飞行、货物运输、海岸巡逻等。设飞机的总质量为4000 kg，g取10 N/kg。
(1)飞机停在水面时，排开水的体积是多少立方米？
(2)若飞机在空中以360 km/h的速度水平匀速飞行时，它在水平方向受到的阻力为飞机重力的0.1倍，则飞机发动机的功率是多少瓦？
参考答案
1．8 16
2．20 80 8
3．54 72
4—7 BABA
8．(1)4.5×104 N (2)4.0×103 N (3)6.0×104 W
9．2×107W
10．90 45
11．2 0.2
12．0 400 W
13．＝ <
14．2.7× 106 2.25 × 103
15．C
16．(1)F2、F1、F3 (2)300 N (3)30 W
17．(1)4 m3 (2)4×105 W