沪科版物理八年级第十章机械与人第四节 做功的快慢
同步基础练习
一.选择题(共12小题)
1.关于力、时间、功与功率的关系,下列说法正确的是( )
A.力越大,功率越大 B.时间越短,功率越大
C.做功越多,功率越大 D.做功越快,功率越大
2.下列关于功率的说法中,正确的是( )
A.物体做功越多,功率越大 B.物体做功时间越短,功率越大
C.物体做功时间越长,功率越大 D.物体做功越快,功率越大
3.学校运动会上举行“双摇跳绳”比赛,“双摇跳绳”是指每次在双脚跳起后,绳连续绕身体两周的跳绳方法。比赛中,初三某同学Imin内摇轻绳240圈,则他在整个跳绳过程中的功率约为( )
A.150W B.400W C.600W D.1000W
4.体育课上,亮亮和晶晶决定进行爬杆比赛,他们同时出发,结果又同时到达相同高度的杆顶。想判断谁的功率大,还需要知道的物理量是( )
A.杆的高度 B.爬杆时间 C.两人身高 D.二人的体重
5.四个同学在进行骑自行车比赛。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 B.时间最短的 C.速度最大的 D.做功最快的
6.甲、乙两台机器的功率之比是4:3,他们做同样多的功所用时间之比是( )
A.4:3 B.6:8 C.3:4 D.8:6
7.功率是用功和时间的比值来定义的。下列物理量所采用的定义方法与功率不一样的是( )
A.比热容 B.机械效率 C.功 D.热值
8.小聪和小明每人搬一捆质量相等的书从一楼到三楼,小明用了60s,小聪只用了40s,下列关于小聪和小明对书做功的功率说法中正确的是( )
A.由于做功相同,所以功率相同 B.由于小明用的时间长,所以功率大
C.由于小聪用的时间短,所以功率大 D.由于所用时间不同,所以无法比较
9.一位初中生用30s从坡底爬上了9m高的山坡。他爬坡时的功率与下列哪一个最接近( )
A.几瓦 B.十几瓦 C.一百多瓦 D.一千多瓦
10.如图所示,在水平拉力F的作用下使物体G沿水平地面匀速直线运动,若滑轮与绳子质量及摩擦不计,已知物体与地面间的摩擦力为10N,物体运动速度为2m/s,那么关于拉力F的大小和拉力的功率P的大小,下列说法正确的是( )
A.拉力大小为10N B.拉力大小为5N
C.拉力的功率大小为20W D.拉力的功率大小为10W
11.四个同学进行登山比赛,如果规定功率最大者获胜,那么最后胜出者一定是( )
A.体重最大的同学 B.速度最大的同学
C.时间最短的同学 D.做功最快的同学
12.小明爸爸的质量为70kg、小明的质量为50kg。若父子俩用相同的时间从居住楼的一层走到二层,下列说法正确的是( )
A.两个人做功的功率相等 B.小明做功的功率比爸爸的大
C.爸爸做功的功率比小明的大 D.无法比较做功的快慢
二.多选题(共3小题)
13.小明用20N的水平推力推质量为10kg的木块在水平方向移动,10s移动15m,下列说法正确的是( )
A.移动过程中推力做功的功率是30W
B.在移动过程中木块受到的摩擦力为20N
C.将木块放入水中,静止后一半露出水面,则木块的体积为2×10﹣2m3
D.若在木块下安装4个轮子,仍然让它在10s内前进15m,此时推力必然小于20N
14.如图所示,是小球从高空做自由落体运动(即不计空气阻力)的过程中,小球受到的力F、下落的速度、机械能E和重力做功的功率P随时间t的变化图象,其中正确的是( )
15.如图甲、乙所示,A与地面间的摩擦力是A重力的0.3倍,A在拉力F1和F2的作用下沿水平方向以0.1m/s的速度运动,不计绳重、轴摩擦和滑轮重,则( )
A.甲、乙弹簧测力计的示数之比为1:2
B.拉力F1和拉力F2之比为1:2
C.甲、乙图中动滑轮的速度之比为2:1
D.拉力F1和拉力F2的功率之比为1:1
三.填空题(共14小题)
16.功率是用来表示物体做功 (多少/快慢)的物理量。某万吨远洋货轮的功率是60kw,这表明该货轮每秒内做功 。
17.图是某商场的自动扶梯。扶梯的部分几何尺寸如图所示,质量为40kg的小华站在该扶梯上从商场一楼到二楼,已知扶梯以0.5m/s的速度匀速上行。则扶梯对他做的功是 J,对他做的功率是 W.如果站在扶梯上的人数增多,扶梯的效率将 (填“变大”、“变小”或“不变”)
18.100W的意思是物体每秒做的功是 ,功率为2kW的机器工作一分钟所做的功是 。
19.如图,用5N的力F向下拉绳子,使物体在6s内匀速上升0.3m。这一过程中,拉力所做功为 ,拉力所做功的功率为 ,物体的机械能 (选填“守恒”或“不守恒”)。
20.某校学生乘校车到校外参加活动。该校车在某段平直公路上匀速行驶9km,用时15min。若发动机的功率为60kW,则此过程中发动机的牵引力所做的功为 J,发动机的牵引力大小为 N。
21.某同学在10s内做了5个“引体向上”,他的质量为60kg,每次上升的高度为40cm。该同学的重力是 ,该同学做一次“引体向上”克服重力做的功是 J,10s内做功的功率为 W.(g取10N/kg)
22.功率是描述物体 快慢的物理量,人骑自行车功率约60w,其含义是 ,以5m/s匀速骑行5min,人对自行车做的功是 J,自行车的牵引力是 N。
23.质量是6kg的物体A放在水平桌面上,利用如图所示的装置使物体以0.2m/s的速度做匀速直线运动,弹簧测力计始终保持水平,其示数为2N,不计绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦,则拉力F的功率是 W。
24.功率是描述物体 的物理量。人体安静时,心脏推动血液流动做功的功率为1.5瓦,1.5瓦的物理意义是 。
25.如图所示,在滑轮作用下,物体A沿水平地面以0.2米/秒的速度匀速前进了1米,已知物体A重100牛,拉力F的功率为10瓦,不计绳和滑轮重,则拉力F= 牛。
26.机器甲的功率比机器乙的功率大,表示机器甲做功比机器乙 。已知机器甲的功率是1500W,它表示的物理意义是 。
27.小红同学用50N的力拉着一个重为80N的物体,在水平地面上做匀速直线运动,1分钟内使物体移动60m的距离,物体的运动速度是 m/s,此过程中小红拉力的功率是 W。
28.某人用20N的推力把一个重400N的箱子在2秒内水平移动了10m,则此人对箱子做的功的功率为 W;若此人又将此箱子匀速提到高1m的货架上,此人又对箱子做功为 J。
29.某型号汽车发动机的额定功率为60kW,在水平路面上行驶时受到的阻力是1200N,发动机在额定功率下,汽车匀速行驶时的速度大小约为 m/s.在同样的阻力下,如果汽车匀速行驶时的速度为15m/s,则发动机输出的实际功率是 kW。
四.实验探究题(共2小题)
30.甲、乙、丙三位同学分别将铁块匀速竖直向上提升,所得实验数据如下表:
同学
铁块重力G/N
升高高度h/m
时间t/s
甲
2
1.5
2
乙
4
1.0
4
丙
5
0.5
5
(1)根据上表数据可知,做功最多的是 同学,做功最快的是 同学。
(2)为了比较做功的快慢,他们在表中增加了一栏项目,这个项目的含义是 ,为此物理学中引入一个物理量,叫做 。
(3)这种引入物理量的方法叫比值定义法,试举出我们已学过的用比值定义法定义的一个物理量: 。
31.小刚想粗略地测算自己在单杠上做引体向上的运动时的功率,如图。
小刚想粗略地测算自己在单杠上做引体向上的运动时的功率,如图。
(1)需要的测量工具:体重秤、刻度尺、 。
(2)测量前爱动脑的小刚想:在测量时间时,我们应该拉上去一定的次数,记下所用的时间?还是记下在一定的时间内所拉的次数呢?你认为前者和后者哪个更合理? ,(“前者或后者”)理由是 。
(3)小明采用了合适的方法记录数据,请帮他在空格处补上相应的数据。(取g=10N/kg)
重心上升高度h/m
质量m/kg
拉一次克服重力所做的功W/J
拉上去的次数
时间t/s
功率P/W
0.5
60
5
12
五.计算题(共6小题)
32.渝广高铁是指由重庆西站经怀化到广州南站的高速铁路,全程1100km,若在某段平直铁路上,列车以360km/h的速度行驶时功率为10000kW,求:
(1)列车以360km/h的速度匀速行驶时的牵引力;
(2)列车以360km/h的速度匀速行驶1min牵引力所做的功。
33.如图为一种水陆两栖抢险救援车,救援车停泊在水面上时排开水的体积为6 m3。
已知ρ水=1×103kg/m3,求:
(1)救援车总重力;
(2)当救援车在陆地上匀速行驶时,受到的阻力为其总重量的0.1倍。救援车5 min行驶3 km,求牵引力的功率。
34.一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动,其v﹣t图象如下,设汽车在行驶过程中所受阻力不变,大小为f=4000N,前10s通过的路程为120m.求:
(1)发动机的功率是多少?
(2)在0﹣10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少
(3)若发动机的转化功率为32%,则需要燃烧多少千克汽油才能使发动机做这么多功。(已知汽油的热值大约为5×107J/kg)
35.如图所示的是我国某艘海监船前往我国固有领土钓鱼岛巡航的情景,若它以18km/h的速度匀速航行1小时,假设船推进力做功的功率是5×106W,则在这段时间内推进力做功是多少?推进力是多少?
36.耕地的拖拉机的功率是2.4KW,它在行驶时受到的平均阻力为8000N,则它匀速前进300m的路程。
(1)做了多少功?
(2)所用的时间是多少?
37.一个重10牛顿的物体,在水平拉力的作用下做匀速直线运动,3秒钟内移动15米,物体与地面的摩擦阻力是2牛顿。求:(1)拉力的功率;
(2)在上述条件下,物体匀速运动了10秒钟,拉力做的功。
沪科版物理八年级第十章机械与人第四节 做功的快慢
同步基础练习
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
1.【分析】功率是单位时间内做功的多少,表示做功快慢的物理量。
【点评】本题考查了功、功率的关系。功率由功和时间共同决定。
2.【分析】功率指物体在单位时间内完成的功,由所做功的多少和所用的时间决定。
它反映了物体做功的快慢,功率越大,做功越快。
【解答】解:
ABC、由P=可知,功率的大小由做功的多少和所用的时间共同决定;仅知道做功多少或做功时间,不能判断功率的大小,故ABC错误。
D、功率是表示做功快慢的物理量,功率越大做功越快,故D正确。
故选:D。
【点评】(1)掌握功率的概念、公式、单位及单位换算。(2)控制变量法研究功率与做做功多少、所用时间的关系。
3.【分析】首先估计出学生的质量,从而求出重力,再估计出腾空高度,根据W=Gh计算出做的功;根据摇绳的次数和时间,结合P=求出功率的大小。
【解答】解:中学生的质量约50kg,其重力:G=mg=50kg×10N/kg=500N;
跳跃过程中腾空高度约h=0.15m;
跳起一次做功:W=Gh=500N×0.15m=75J;
由于“双摇跳绳”是指每次在双脚跳起后,绳连续绕身体两周的跳绳方法,
所以1min内摇轻绳240圈,人起跳=120次;
在1min内一共做功:W总=75J×120=9000J,
则他在整个跳绳过程中的功率约为:P===150W。
故选:A。
【点评】本题考查了功率的计算,关键是能够对学生质量和起跳高度有一个正确的估测,另外理解“双摇跳绳”的概念也是解题的关键。
4.【分析】爬杆时是克服自身的重力做功,功等于自身重力乘以山的高度;功率等于功除以时间。
【解答】解:爬杆做功的功率P===,他们同时出发,结果又同时到达相同高度的杆顶,说明爬杆的高度和时间都相同,因此要比较功率的大小,还要知道二人的体重。
故选:D。
【点评】此题考查的是功率的应用和功率的测量方法。
5.【分析】解答本题可根据功率的物理意义进行分析选择。
【解答】解:功率是反映物体做功快慢的物理量,功率大的物体,做功快;功率小的物体,做功慢。所以,做功最快的那一个人,他的功率最大,按规定可知他是最后的胜出者。
故选:D。
【点评】解答本题关键是要理解功率的物理意义。
6.【分析】知道甲、乙两台机器的功率之比,根据P=求出甲、乙两台机器做同样多的功所用时间之比。
【解答】解:
由P=可知,甲、乙两台机器做同样多的功所用时间之比:
===。
故选:C。
【点评】本题考查了功率公式的灵活应用,是一道基础题目。
7.【分析】比值定义法,就是在定义一个物理量的时候采取比值的形式定义;用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例,比如速度、密度、压强、功率、比热容、热值等等。
【解答】解:功率是用功和时间的比值来定义的,即采用了比值定义法;
A、比热容等于热量与质量和温度变化量乘积的比值,即c=,是采用比值定义法,故A不符合题意;
B、机械效率是有用功和总功的比值,是采用比值定义法,故B不符合题意;
C、功等于力与在力的方向移动距离的乘积,不是采用比值定义法,故C符合题意;
D、热值等于燃料完全燃烧放出的热量与质量的比值,是采用比值定义法,故D不符合题意;
故选:C。
【点评】比值定义法是物理学方法中的重要方法,在初中物理概念定义中有着广泛的应用。
8.【分析】小聪和小明搬一捆质量相等的书从一楼到三楼,对书做的功相同,知道所用的时间,利用P=比较对试卷做功的功率大小关系;
【解答】解:
由题知,每捆书的重力相同,提升的高度相同,由W=Gh可知,两位同学对书做的功相同;
小明同学用了60s,小聪同学用了40s,即小聪用的时间短,由P=可知,小聪对书做功的功率大。
故选:C。
【点评】本题考查了功率公式的应用,明确搬书时做的功相等是关键。
9.【分析】先估测人的质量,然后根据质量求出重力,知道山坡的高度,和爬坡用的时间,根据W=Gh求出他上楼时做的功,再由P=求出功率。
【解答】解:
中学生的体重在G=500N左右,山坡的高度为h=9m。
登楼的功率:
P====150W,
可见,他爬坡时的功率与C选项最接近。
故选:C。
【点评】估测法是利用物理概念、规律、物理常数和常识对物理量的数值、数量级进行快速计算以及对取值范围合理估测的方法。
10.【分析】(1)读图可知,要解答本题需掌握物体A匀速运动,受到的合力为零,故A物体所受拉力和摩擦力相等;动滑轮上有两段绳子,拉力F是A所受摩擦力的2倍;
(2)因本题已知的是运动的速度,故功率可用公式P===Fv来求解。
【解答】解:AB、已知摩擦力为10N,从图中可得有二段绳子在拉物体,故拉力F=2f=20N,则选项AB错误;
CD、物体运动速度为2m/s,有两段绳子在拉物体,故拉力F移动速度为v=×2m/s=1m/s;
故功率P=Fv=20N×1m/s=20W,则选项C正确、D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了动滑轮的特点、时间的计算、功和功率的计算,综合性较强,可以将图形逆时针旋转90°帮助分析。
11.【分析】解答本题可根据功率的物理意义进行分析选择。
【解答】解:功率的物理意义:功率是反映物体做功快慢的物理量,功率大的物体,做功快;功率小的物体,做功慢。所以做功最快的那一个人,他的功率最大、获胜。
故选:D。
【点评】解答本题关键是要理解功率的物理意义。
12.【分析】由W=Gh=mgh比较两人做功的大小,由P=比较两人做功的功率大小。
【解答】解:
上楼时小明和爸爸克服各自重力做功,都从一楼到二楼,即上楼高度相同,且爸爸的质量大,由W=Gh=mgh可知,爸爸做的功多;
又因为父子俩人上楼时间相同,由P=可知,爸爸做功的功率比小明的大,即爸爸做功快。
故选:C。
【点评】此题考查功和功率的大小比较,关键是公式的灵活运用,难度不大。
二.多选题(共3小题)
13.【分析】(1)已知推力大小20N,物体运动的距离20m,根据W=FS可求出推力做的功,再已知时间10S,根据P=求出推力的功率。
(2)若物体匀速运动,摩擦力与推力是一对平衡力,大小相等,若不是匀速,则摩擦力与推力大小不相等。
(3)知道木块的质量可以求重力,根据漂浮条件可求木块所受浮力;根据阿基米德原理求出V排,则根据V木=V排+V露即可求出木块体积;
(4)由于木块不一定是处于平衡状态,所以拉力的大小无法判断。
【解答】解:
A、推力做的功:W=Fs=20N×15m=300J;
推力的功率:P===30W.故A正确。
B、若物体做匀速运动,摩擦力与推力是一对平衡力,大小相等,为20N;题中没有说明物体是不是匀速运动,所以,摩擦力不确定。故B错误。
C、木块漂浮,则F浮=G木=mg=10kg×10N/kg=100N,
根据F浮=ρ水V排g可得排开水的体积:
V排===1×10﹣2m3,
已知木块静止后一半露出水面,则木块体积为V=2V排=2×1×10﹣2m3=2×10﹣2m3.故C正确。
D、题中没有说明物体是不是匀速运动,并且拉力另一个物体作用的,大小与施力物体有关,所以无法判断。故D错误。
故选:AC。
【点评】本题考查了功、功率、阿基米德原理和二力平衡的应用,关键是注意:
1、一个力做的功就是这个力和物体在力的方向上通过距离的乘积,与其他因素无关;
2、物体匀速运动时受平衡力作用,本题中没有说明物体是不是匀速运动。
14.【分析】明确图象中的横坐标和纵坐标所代表的物理量,再根据图象的形状判断物理量间的关系或变化规律
【解答】解:
AB、小球从高空自由下落过程中,做加速直线运动,速度v随时间增加而增大,由于不计空气阻力,小球只受重力作用,即F=G,因为重力不变,所以小球受力F不变,故A正确,B错误;
C、因为不计空气阻力,只有动能和重力势能的转化,机械能守恒,机械能不随时间变化,故C正确;
D、根据P=Fv=Gv,其中重力G不变、速度v变大,故功率P变大,故D错误。
故选:AC。
【点评】图象能直观形象地表示两个物理量之间的变化规律,是物理上常用的研究物理物体的方法,分析图象时,看清楚图象中的横坐标和纵坐标所代表的物理量,再根据图象的形状判断物理量间的关系或变化规律。
15.【分析】首先根据图示确定甲、乙两图中动滑轮的使用特点,据此确定拉力与所克服的摩擦力的关系,再根据具体的数量关系推理得出弹簧测力计的示数之比、拉力之比、速度之比以及功率之比。
【解答】解:AB、不计绳重、轴摩擦和滑轮重,读图可知,甲动滑轮的拉力作用在绳端,所以拉力是A与地面间的摩擦力的一半,
设A与地面间的摩擦力为f,则F1=f,
乙动滑轮的拉力作用在轴上,费一倍的力,所以F2=2f,
则F1:F2=f:2f=1:4,故B错误;
同时,甲弹簧测力计的示数等于F1=f,乙弹簧测力计的示数等于F2=f,
则甲、乙弹簧测力计的示数之比为1:2,故A正确;
C、甲图中,物体与动滑轮一起移动,二者速度相同,均为0.1m/s;乙图中,动滑轮移动的速度是物体A移动速度的二分之一,即0.05m/s,
即甲、乙图中动滑轮的速度之比为2:1,故C正确;
D、甲图中,绳端移动的速度是物体A移动速度的2倍,即速度为0.2m/s,
则拉力F1和拉力F2的移动速度之比v1:v2=0.2m/s:0.05m/s=4:1,
又因为F1:F2=1:4,
由公式P=Fv可得,拉力F1和拉力F2的功率之比为:===.故D正确。
故选:ACD。
【点评】本题中的两只动滑轮,一个动力作用在轮上,一个动力作用在轴上,二者的省力情况正好相反。能结合图示分析出力的关系,并结合相关的公式列出式子,是正确求出比值关系的关键。有一定难度。
三.填空题(共14小题)
16.【分析】功率表示什么,要从功率定义:单位时间内做的功来理解。
【解答】解:功率是单位时间内做的功,故表示的是做功的快慢;
货轮功率是60kW,表示的就是该货轮每秒钟内要做2×107J的功。
故答案为:快慢;6×104 J。
【点评】本题考查功率的物理意义,要从功率的定义入手来理解。
17.【分析】(1)扶梯对他做的功实际上是克服他的重力所做的功,由W=Gh=mgh计算;再利用速度公式求出从一楼到二楼的时间t,最后根据功率的定义式求出功率的大小;
(2)扶梯上人数增多,重力增大,克服重力所做的功增大,即有用功增大,效率将会变大。
【解答】解:
(1)扶梯对他做的功:
W=Gh=mgh=40kg×10N/kg×3m=1200J,
由勾股定理可得扶梯的长度s=5m,
从一楼到二楼的时间:
t===10s,
扶梯对他做功的功率:
P===120W。
(2)站在扶梯上的人数增多,重力增大,克服重力所做的有用功增加,在额外功不变时,扶梯的效率会变大。
故答案为:1200;120;变大。
【点评】本题考查了速度公式、做功公式、功率公式的应用以及提高机械效率的方法,关键是会利用勾股定理求出扶梯上升的距离,体现了各学科的联系。
18.【分析】(1)功率是表示物体做功快慢的物理量,指单位时间内做功的多少;
(2)由功率的公式P=变形为W=Pt计算做功多少。
【解答】解:功率是指单位时间内做功的多少,100W的意思是物体每秒做的功100J。
一台功率为2kW的机器,由P=可得在1min内能做的功:
W=Pt=2000W×60s=1.2×105J。
故答案为:100J;1.2×105J。
【点评】本题考查功率表示的物理意义。利用功率的公式计算。注意要把kW变成W,分变成秒后计算。1kW=1000W,1min=60s。
19.【分析】(1)由图知承担物重的绳子的段数,已知物体上升的高度,根据s=nh可以得出绳自由端移动的距离,再根据W=Fs计算总功;
(2)利用P=求拉力做功的功率;
(3)分析物体动能和重力势能的变化,得出机械能变化,确定机械能是否守恒。
【解答】解:
(1)由图知,n=2,拉力端移动距离:
s=2h=2×0.3m=0.6m,
拉力所做的功:W=Fs=5N×0.6m=3J;
(2)拉力做功的功率:
P===0.5W;
(3)物体在匀速上升的过程中,质量不变、速度不变,动能不变;同时高度变大,重力势能变大,而物体的机械能等于动能与重力势能之和,所以物体的机械能变大,即机械能不守恒。
故答案为:3J;0.5W;不守恒。
【点评】本题考查了滑轮组的特点、功的公式、功率公式的应用以及物体机械能的大小变化分析,属于基础题目。
20.【分析】已知功率的大小和做功的时间,根据公式W=Pt可求汽车发动机做的功;
由F=求出牵引力F。
【解答】解:由P=可知,汽车发动机做的功W=Pt=60×1000W×15×60s=5.4×107J。
由W=Fs可知∴牵引力F===6×103N。
答故答案为:5.4×107;6×103。
【点评】本题考查做功、牵引力等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,知道物体做匀速运动牵引力等于阻力,解题过程中要注意单位的换算。
21.【分析】(1)知道同学的质量,利用G=mg求其重力;
(2)利用W=Gh求出克服重力做的功;
(3)求出10s内做的总功,据P=求出功率。
【解答】解:
(1)该同学的重力:
G=mg=60kg×10N/kg=600N;
(2)做一次引体向上,克服重力做的功:
W=Gh=600N×0.4m=240J;
(3)在10s内做了5个“引体向上”,则10s内做的总功:
W总=5W=5×240J=1200J,
10s内做功的功率:
P===120W。
故答案为:600N;240;120。
【点评】本题考查了重力公式、功的公式、功率公式的应用,属于基础题目。
22.【分析】功率是表示物体做功快慢的物理量;由功率的公式变形为W=Pt计算做功多少。根据P=Fv求出牵引力。
【解答】解:功率是表示物体做功快慢的物理量。
人骑自行车时的功率为60W,表示在1s内完成60J的功。
由P=得,他以此功率骑车5min做的功:W=Pt=60W×300s=18000J。
根据P=Fv可得自行车的牵引力:F===12N。
故答案为:做功;人每秒对自行车做功60J;18000;12。
【点评】本题考查功率表示的物理意义、利用功率的公式计算,是一道基础题。
23.【分析】根据作用在绳端的拉力与弹簧测力计的示数相等,可知道作用在绳端的拉力F的大小;由图可知,承担物体A与桌面间摩擦力的绳子股数n=3,拉力端移动速度等于物体移动速度的3倍,利用P=Fv求拉力F的功率。
【解答】解:
因为弹簧测力计的示数是2N,所以作用在绳端的拉力F=2N,
由图可知,承担物体A与桌面间摩擦力的绳子股数是3,且不计绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦,
则拉力端移动速度:v=3v物=3×0.2m/s=0.6m/s,
拉力F的功率:
P===Fv=2N×0.6m/s=1.2W。
故答案为:1.2。
【点评】本题考查了功率的计算和滑轮组的特点,要利用好功率的推导公式P=Fv。
24.【分析】根据功率的定义(单位时间内做功多少)回答
【解答】解:功率是指物体在单位时间内所做的功,是描述物体做功快慢的物理量;
心脏推动血液流动的功率约为1.5W,表示心脏1秒内做功1.5J。
故答案为:做功快慢;心脏1秒内做功1.5J。
【点评】此题考查了功率的物理意义,属于基本概念的考查,是一道基础题。
25.【分析】根据v绳=2v物求出绳子的自由端移动的速度,然后根据P===Fv的变形公式即可求出拉力F。
【解答】解:由图知n=2,则绳子自由端移动的速度:
v绳=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s,
由P===Fv得,拉力的大小:
F===25N。
故答案为:25。
【点评】本题主要动滑轮是特点和功率公式的应用,属于基础性题目,比较简单。
26.【分析】物理学中用单位时间内做功的多少表示做功的快慢。单位时间内所做的功叫功率。
【解答】解:功率是描述物体做功快慢的物理量,功率越大,表示物体做功越快。所以机器甲的功率大表示机器甲做功快;
机器的功率是1500W,物理意义是:每秒钟机器做功1500J。
故答案为:快;每秒钟机器做功1500J。
【点评】本题对功率的物理意义的考查,难度不大,属基础题。
27.【分析】(1)知道物体运动的距离和时间,根据v=求出物体的运动速度;
(2)根据P===Fv求出此过程中小红拉力的功率。
【解答】解:物体运动的时间t=1min=60s,
则物体的运动速度:v===1m/s。
此过程中小红拉力的功率:
P===Fv=50N×1m/s=50W。
故答案为:1;50。
【点评】本题主要考查速度公式、功率公式的应用,因已知条件已给出,所以难度不大。
28.【分析】(1)箱子在水平推力作用下运动,移动的距离是水平方向,利用W=Fs求出此人对箱子做的功;再利用P=求做功功率;
(2)根据W=Gh求出将此箱子匀速提到高1m的货架上时,此人对箱子做功。
【解答】解:
(1)水平推箱子时,推力对箱子做的功:
W1=Fs=20N×10m=200J,
推力做功的功率:
P===100W;
(2)将此箱子匀速提到高1m的货架上时,此人对箱子做功:
W2=Gh=400N×1m=400J。
故答案为:100;400。
【点评】本题考查了功和功率的计算,注意要求某个力做的功,就要用这个力乘以物体在这个力方向上通过的距离。有没有做功,要根据做功的两个必要因素去判断。
29.【分析】(1)汽车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,根据二力平衡条件求出发动机所提供的牵引力;知道牵引力的功率和受到的牵引力,根据P===Fv的变形公式求出行驶的速度。
(2)知道牵引力和速度,根据P===Fv求发动机输出的实际功率。
【解答】解:(1)因为汽车匀速行驶,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以由二力平衡条件可知,发动机所提供的牵引力:F=f=1200N;
因为P===Fv,
所以汽车的行驶速度:
v===50m/s;
(2)在同样的阻力下,牵引力仍为1200N,
发动机输出的实际功率是:
P′=Fv′=1200N×15m/s=18000W=18kW。
故答案为:50;18。
【点评】本题主要考查了功,功率公式的应用,是一道基础题。
四.实验探究题(共2小题)
30.【分析】(1)根据公式W=Fs=Gh可计算三位同学做功的多少;知道做功时间,利用功率公式求做功功率得出做功最快的同学是谁。
(2)物理学中,用功率来表示做功的快慢。据此解答。
(3)物理学中,采用比值定义的物理量很多,如密度、速度、压强等。
【解答】解:(1)根据公式W=Fs=Gh,三位同学的做功为:
W甲=G甲h甲=2N×1.5m=3J;
W乙=G乙h乙=4N×1.0m=4J;
W丙=G丙h丙=5N×0.5m=2.5J。
故做功最多的是乙同学;
三位同学做功的功率:
p甲===1.5W,
p乙===1W,
p丙===0.5W。
所以甲同学做功最快。
(2)为了比较做功的快慢,应该在表中增加一栏项目即:功率。功率的含义是功与时间的比值,是表示做功快慢的物理量。
(3)我们已学过的用比值定义法定义的物理量有密度(质量与体积的比值)、速度(路程与时间的比值)、压强(压力与受力面积的比值)等。
故答案为:(1)乙;甲。
(2)功与时间的比值;功率;
(3)密度、速度等(合理即可)。
【点评】本题考查了功、功率公式的正确运用,功率的含义,以及对比值定义法的理解等。
31.【分析】(1)根据功率的计算公式 P==进行分析;
(2)做引体向上时,为了比较公平的比较功率的大小,因此需规定相同次数比较时间;
(3)克服重力所做的功可利用公式W=Gh计算,功率可利用公式P=计算功率的大小。
【解答】解:
(1)做引体向上时要克服自身重力做功,所以,应使用体重秤测量人的体重;要知道每次下颚上升的高度,需要使用刻度尺进行测量;连续完成多个引体向上动作需要的时间用秒表测量。故需要的测量工具有:体重秤、刻度尺、秒表;
(2)由于每个人的体质不同,所以可规定拉上去的次数,然后记录时间,故前者比较合理;
(3)通过表格数据可知,重心上升高度为0.5m,重力G=mg=60kg×10N/kg=600N,
则1次引体向上所做的功:W1=Gh=600N×0.5m=300J;
拉上去的次数为5次,则做的总功:W=5×300J=1500J,
做引体向上运动时的功率:P==═125W。
故答案为:(1)秒表;
(2)前者;人的体质不同;
(3)300;125。
【点评】此题是功率知识在生活中的应用,求解此类问题要结合功的公式和功率的计算公式进行求解。
六、计算题(共5小题)
32.【分析】(1)根据P===Fv计算牵引力;
(2)利用速度公式求出列车1min通过的距离,然后利用W=Fs计算功的大小。
【解答】解:(1)v=360km/h=100m/s,
根据P===Fv可得,牵引力:
F===1×105N;
(2)根据v=可得,1min列车通过的路程:
s=vt=100m/s×60s=6×103m,
牵引力所做的功:
W=Fs=1×105N×6×103m=6×108J。
答:(1)列车以360km/h的速度匀速行驶时的牵引力1×105N;
(2)列车以360km/h的速度匀速行驶1min牵引力所做的功6×108J。
【点评】此题考查牵引力和功的计算,难度不大,关键是相关公式的灵活运用。
33.【分析】(1)由于救援车停泊在水面上,救援车总重力等于受到的浮力,利用阿基米德原理求救援车受到的浮力;
(2)当救援车在陆地上匀速行驶时,受到的牵引力等于阻力,等于总重力的0.1倍,利用速度公式求行驶速度,再利用P===Fv求牵引力的功率。
【解答】解:
(1)因为救援车停泊在水面上(即漂浮),
所以救援车总重力:
G=F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×6m3=6×104N;
(2)当救援车在陆地上匀速行驶时,受到的牵引力:
F=f=0.1G=0.1×6×104N=6000N,
救援车的行驶速度:
v===10m/s,
牵引力的功率:
P===Fv=6000N×10m/s=60000W=60kW。
答:(1)救援车总重力为6×104N;
(2)牵引力的功率为60kW。
【点评】本题考查了速度公式、阿基米德原理、功率公式、物体的漂浮条件以及二力平衡条件的应用,要求灵活应用相关公式。
34.【分析】(1)根据图象,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,然后利用P=Fv求出功率;
(2)由题知,汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动,再利用W=Pt求在0﹣10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功;
(3)根据发动机的转化功率为32%,可求得汽油完全燃烧放出的热量,然后利用Q=mq可求得汽油质量。
【解答】解:
(1)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,
则汽车的功率为:
P===Fv=4000N×20m/s=8×104W;
(2)由题知,汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动,
在0﹣10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功:
W=Pt=8×104W×10s=8×105J;
(3)由η=汽油完全燃烧放出的热量:
Q===2.5×106J,
由Q=mq可得需要燃烧汽油的质量:
m===0.05kg。
答:(1)发动机的功率是8×104W。
(2)在0﹣10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是8×105J。
(3)若发动机的转化功率为32%,则需要燃烧0.05kg汽油才能使发动机做这么多功。
【点评】本题考查功、功率、效率、燃料完全燃烧放热的计算,以及二力平衡条件的应用,关键是根据图象,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
35.【分析】已知功率和时间,根据公式P=可求推进力所做的功;根据P===Fv计算 推进力。
【解答】解:根据P=可得,推进力所做的功:
W=Pt=5×106W×3600s=1.8×1010J;
v=18km/h=5m/s,
根据P===Fv可得,推进力F的大小:
F===1×106 N。
答:在这段时间内推进力做功1.8×1010J;推进力是1×106 N。
【点评】此题考查功率计算公式的应用,难度不大,是一道较为简单的计算题,但在解答过程中应注意单位的统一。
36.【分析】(1)先判断拖拉机的牵引力,由W=Fs计算拖拉机做的功;
(2)由P=计算拖拉机做功的时间。
【解答】解:
(1)由题知,拖拉机耕地时的平均阻力为8000N,
拖拉机匀速前进,所以拖拉机的牵引力:
F=f=8000N,
所以拖拉机做的功:
W=Fs=8000N×300m=2.4×106J;
(2)由P=可得拖拉机做功的时间:
t===1000s。
答:(1)做了2.4×106J的功;
(2)所用的时间是1000s。
【点评】本题考查了平衡力、功和功率计算公式的应用,灵活运用公式是解题的关键。
37.【分析】(1)物体做匀速直线运动时处于平衡状态,受到的拉力和摩擦阻力是一对平衡力,二力大小相等,又知道物体在水平方向移动的距离,根据W=Fs求出拉力做的功,根据P=求出拉力的功率;
(2)根据W=Pt求出物体匀速运动了10秒钟拉力做的功。
答:(1)拉力的功率为10W;
(2)在上述条件下,物体匀速运动了10秒钟,拉力做的功为100J。
【点评】本题考查了二力平衡条件和做功公式、功率公式的应用,是一道较为简单的应用题。
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