10.4 做功的快慢 同步练习(提升练习)

文档属性

名称 10.4 做功的快慢 同步练习(提升练习)
格式 zip
文件大小 1.5MB
资源类型 试卷
版本资源 沪科版
科目 物理
更新时间 2019-01-11 10:26:46

图片预览

文档简介

沪科版物理八年级第十章机械与人第四节 做功的快慢
同步提升练习
一.选择题(共9小题)
1.为了比较两位同学上楼时的功率,使用下列哪组器材一般不能达到目的(  )
A.皮尺、体重计 B.皮尺、秒表
C.体重计、皮尺、秒表 D.体重计、秒表
2.上体育课时,要粗测小江同学做“引体向上”时的功率。不需要测量的是(  )
A.他的质量m B.单杠的高度H
C.每次身体上升的高度h D.做“引体向上”的时间t
3.班里组织一次比赛活动,从一楼登上五楼,比谁的功率最大。为此,需要测量一些物理量。下列物理量中必须测量的是(  )
①五楼到一楼的高度H; ②从一楼到达五楼所用的时间T:、
③每个同学的体重G; ④四楼到五楼楼梯的长度L。
A.①②③ B.②③ C.②④ D.①②
4.攀岩运动是从登山运动中派生来的新项目,它集健身、娱乐、竞技于一体,以其独有的登临高处的征服感吸引了众多爱好者(如图所示).要测量两名运动员在攀岩时克服重力做功的功率大小,不需要测量的物理量是(  )
A.运动员的质量 B.攀岩的高度
C.运动员的身高 D.攀岩所用的时间
5.为了迎接体育中考,很多男生加强了引体向上的训练,如果想粗略测量某位同学引体向上运动的功率时,下列物理量不需要测量的是(  )
A.学生的质量 B.做引体向上的时间
C.单杠的高度 D.每次身体上升的高度
6.在学习了功率的知识后,三位同学想比较爬杆时谁的功率大。以下是他们讨论后得出的三套方案,其中可行的是(  )
①都爬到杆顶,测量出各自的体重和爬上杆的高度,即可比较功率大小
②都爬到杆顶,测量出各自的体重和爬杆用的时间,即可比较功率大小
③爬杆后,测量出各自的体重、爬杆用的时间和爬上杆的高度,算出功率进行比较。
A.只有① B.①② C.①③ D.②③
7.引体向上,是同学们经常做的一项健身运动。该运动的规范动作是:两手正握单杠,由悬垂开始。上提时,下颚须超过杠面;下放时,两臂放直,不能曲臂。这样上拉下放,重复动作,达到锻炼臂力和腹肌的目的。陈强同学能连续匀速做16个规范的引体向上动作。课外活动小组的同学现要估测陈强同学做动作时的功率,不需要测量的物理量是(  )
A.身高 B.体重 C.臂长 D.时间
8.学习了功率的知识后,小科和几位同学准备做“比一比谁的功率大”的活动。以下是他们设计的三套方案,其中可行的是(  )
①测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,算出功率进行比较。
②控制爬楼的时间相同,测量出各自的体重、爬上楼的高度,算出功率进行比较。
③控制爬楼的高度相同,测量出各自的体重、爬楼用的时间,算出功率进行比较。
A.只有② B.只有②③ C.只有①③ D.①②③
9.同学们学过估测爬楼时的功率,如果要估测宝宝爬楼时克服重力做功的功率,你认为要测量下列哪些物理量(  )
①宝宝的质量 ②宝宝的身高 ③爬楼的长度 ④爬楼的高度 ⑤爬楼的时间。
A.③④⑤ B.①②⑤ C.②④⑤ D.①④⑤
二.多选题(共5小题)
10.班里组织一次比赛活动,从一楼登上三楼,看谁的功率最大。为此,需要测量一些物理量,下列物理量中不需要测量的是(  )
A.三楼地面到一楼地面的高度 B.一楼到三楼楼梯的长度
C.每个同学的体重 D.从一楼到达三楼所用的时间
11.下列有关机械做功和功率的说法中,正确的是(  )
A.机械做的功越多,功率越大 B.机械做功用的时间越短,功率越大
C.相同时间内,做功越多的机械功率越大 D.做相同的功,用时短的机械做功快
12.作为北京城市副中心及京津冀协同发展的“桥头堡“,通州区正大力推进公共交通电动化,满足人民日益增长的优美生态环境需求,为此公交公司一次性引入350辆电动公交车,如图所示。公交车纯电力驱动,安全环保。假定公交车在匀速行驶时电动机输出的功率是50kW,恒定不变,以10m/s的速度匀速行驶5min,不计机械摩擦损耗。则在5min内(  )
A.发动机做功 5×105J B.行驶路程3km
C.发动机做功1.5×107J D.公交车受到的阻力是5000N
13.如图甲所示,小明用弹簧测力计拉木块,使它沿水平木板匀速滑动,图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象。下列说法正确的是(  )
A.木块两次受到的摩擦力相等
B.第2次木块受到的拉力较大
C.第1次拉力做功的功率较大
D.第2次木块的速度较大
14.如图1所示,建筑工人用滑轮组提升重为285N的水泥桶,动滑轮重为15N,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。工人在将水泥桶匀速向上拉的过程中,水泥桶上升的高度h随时间t变化的关系如图2所示。由此可知(  )
A.水泥桶匀速上升的速度为3m/s
B.0~10s内建筑工人对绳的拉力做的功为900J
C.0~8s内建筑工人对水泥桶做的功为684J
D.建筑工人对绳的拉力的功率为90W
三.填空题(共16小题)
15.九年级二班的男同学要举行爬楼比赛,看看谁的功率大,要测出某同学爬楼的功率
(1)已测出了这个同学的质量m,还需要测出的物理量是   。
(2)还需要的测量工具是   。
(3)由测得的物理量,计算爬楼功率的表达式为   。
16.小明已知体重为G,身边器材有刻度处、秒表。需测定自己跑上三楼克服重力做功的功率,完成该实验必须测量的内容是:   ,   ,   。
17.小红想测自己上楼的功率,所需的器材除皮卷尺、磅秤外,还应当有   ;当她分两次从一楼跑到三楼时,小明先后测出了她登楼的时间分别为12s与15s,则她第一次做的功W1   于(选填“大”、“小”、“等”,下同)第二次做的功W2;第一次测出的功率P1   于第二次的功率P2。
18.学过功率以后,引起了同学们对功率的兴趣,李明和王华想测一测跳绳时所做功的功率大约为多少,于是他们带上相应的器材来到学校的操场,打算让王华跳绳,测算其功率:
(1)他们需要的测量器材有:   ;
(2)下面是他们测量的一些物理量:a.测出了王华跳绳时起跳的高度h;
b.测出了王华跳一次的时间T,再记下跳的次数N;
c.测出了王华跳n次的总时间t; d.测出王华的质量m。
以上必须测量的物理量是   ;(写序号)
(3)请用第(2)题中的相关物理量,表示王华跳绳的功率p=   (用字母表达);
(4)若第二次王华快速跳,则他的功率将   (变大/变小/不变)。
19.某班级组织了一次物理课外实践活动,试比较全班同学中从一楼爬上三楼过程中谁的爬楼功率最大。为了简便获得比赛结果,则活动中至少测量的物理量是:人体的体重和   。实验结束后,有位质量为50kg同学进行爬杆训练,当他沿竖直杆匀速上爬时,人受到的摩擦力大小为    N(g=10N/kg)。
20.若要在班级跳绳比赛活动时比一比谁跳绳的功率最大,那么在活动中必须测量的物理量有:   、   、   。功率的表达式为   。
21.(l)小明、小芳要测量自己匀速登楼的功率①实验原理(用公式表达):   ②测量工具   、   和   ;
(2)某次秋游,小明和小芳同时开始登山,小明先到达山顶。   (选填:“能”或“不能”)判定哪个人的登山功率大。依据是   。
22.男生引体向上是盐城市中考体育考试自选项目。如图是小强同学引体向上的示意图,如果要测他的功率,需要的测量工具有体重计、秒表和   。需要测量的物理量有小强的体重G、做5个引起向上所用的时间t和   ,则功率的表达式P=   。(用测量的物理量表示)
23.如图所示,在研究滑轮组时,测得A物体重3N,当拉动甲测力计,使A以0.1m/s的速度匀速向右移动时,甲、乙测力计的示数分别为0.5N和1.2N.则拉动甲测力计的功率大约是   W,在匀速拉动4s时间内所做的额外功约为   J.在拉动的过程中A物体对地面的压强   (选填“变大”或“变小”或“不变”)。
24.一辆电动自行车在平直公路上以100W的功率匀速行驶5min,通过的路程是1200m。这个过程电动自行车做了   J的功,运行时受到的阻力是   N。
25.2015年6月27日,环巢湖全国自行车公开赛在巢湖市体育中心开幕。来自全国各地的600余名骑行选手参加了此项赛事。如图是一名队员用时20s匀速从坡底抵达坡顶时的场景,假设人和车总重为800N.爬坡时该队员做了12000J的功,斜坡长s为20m,坡底到坡顶高H为10m,则该队员匀速爬坡时牵引力的功率为   W,爬坡时受到的阻力和牵引力   (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
26.2018年3月11日,第39届世界头脑奥利匹克中国赛区决赛在青岛市实验高级中学举行。松江区航空模型社团参赛队,在本次比赛中以承压605公斤的重量荣获结构题初中组冠军。图为他们在青岛市的一次打车车费发票。假定出租车在这段时间内的运动为匀速直线运动,那么其速度大小为   米/秒;若出租车发动机的牵引力为2000N,那么出租车在这段时间内所做的功为   焦,功率是   瓦。
27.重为100N的物体受到20N的水平拉力,10秒内在水平面匀速前进了5米,当拉力撤去后,物体由于惯性又前进了2米,则整个过程中重力做功为   J,拉力做功为   J,拉力做功的功率为   W。
28.如图所示,AC>BC,在相同时间内把同一物体分别沿斜面AC、BC匀速推上顶端,推力分别为F1、F2,功率分别为P1、P2,在不考虑摩擦的情况下:F1   F2,P1   P2(二空均填“</>/=”)。
29.在水平地面上,用50N的水平拉力拉着重为100N的小车,使小车沿水平方向前进3m,所用的时间是5s。则拉力所做的功为   J,重力所做的功为   J,拉力做功的功率为   W.重力做功的功率为   W。
30.功率相同的两辆汽车在相等的时间内匀速通过的距离之比为3:2,则两辆汽车做功之比为   ,两辆汽车的牵引力之比为   。
四.实验探究题(共2小题)
31.学习功率的知识后,小明和几位同学准备开展“比一比谁在爬楼过程中的功率大”的活动。
(1)如何比较同学上楼功率,可以有多种方案:
①测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,算出爬楼的功率并进行比较;
②控制爬楼的时间相同,测量出各自的体重、爬楼的高度,算出爬楼做的功并进行比较;
③控制爬楼的高度相同,测量出各自的体重、爬楼的时间,算出体重和时间的比值并进行比较。
可行的是   :
A.只有①B.只有①②C.只有②③D.①②③都可以。
(2)如果要求估测每位同学功率的大小,可根据方案   (填序号),选择必须的测量工具,刻度尺,体重计,   。
(3)相互合作,估测每位同学的上楼功率的数据并记录在自己设计的表格中,根据测量所选方案,填写表格中空缺的栏目内容   。
质量m/kg
上楼高度h/m



(4)功率表达式:   (用符号表示)
32.学习了功率的知识后,小明和几位同学准备开展“比一比谁在爬楼过程中的功率大”的活动。
(1)测量所需要的器材有:   、   、   。
(2)他们设计了三套方案:①测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,算出爬楼的功率并进行比较;②控制爬楼的时间相同,测量出各自的体重、爬楼的高度,算出爬楼做的功并进行比较;③控制爬楼的高度相同,测量出各自的体重、爬楼的时间,算出体重和时间的比值并进行比较。可行的是   
A.只有①B.只有①②C.只有②③D.①②③都可以
(3)登楼梯比赛时,某同学从底楼匀速登上五楼,共用了20s,该同学登楼时克服重力做功的功率最接近于   .
A.3000W B.300W C.30W D.3W。
五.计算题(共6小题)
33.一名成年人心脏的功率约为1.5W,求:
(1)该成年人的心脏跳动1h做多少功?
(2)这些功可以把重1000N的水送到多高的地方?
34.如图所示,是一辆汽车通过滑轮组将深并中的物体拉至井口的装置图。已知井深12m,物体重6×103N,汽车重G车=3×104N,汽车匀速拉绳子时的拉力F=2.5×103N,汽车受到的阻力为车重的0.1倍。求:
(1)若汽车运动的速度为3m/s,将物体由井底拉至井口需要多长时间?
(2)将物体从井底拉至井口的过程中,汽车拉绳子的拉力对滑轮组做功多少J?
(3)牵引力的功率为多少W?
35.如图所示,雾炮车(又称多功能抑尘车)是利用高压原理,喷出的水雾颗粒格外细小,它的大小甚至可以达到微米级,在雾霾天气或者空气中尘埃过多需要除尘的天气中。可以对其进行喷雾除尘。已知该雾炮车的质量为10t,满载时可以装水的质量也是10t某日清晨,雾炮车满载时在马路上匀速行驶,5min内行驶1500m,雾炮车满载行驶时的牵引力大约是其总重的0.1倍。计算在上述过程中:
(1)牵引力的大小;
(2)牵引力对雾炮车做的功是多少?功率多大?
36.一辆重为6×104N的载重汽车以10m/s的速度匀速驶上一个长为500m的斜坡,已知汽车的牵引力为4.8×103N,求:
(1)汽车从斜坡底端开到顶端所需的时间。
(2)汽车的牵引力做的功。
(3)汽车的功率是多少?
37.游泳运动员的质量为75kg,仰泳时受到的水平平均动力为30N,在60s内前进了100m。
(1)求在60s内水平动力对运动员做功的功率,
(2)如图所示,该运动员能以仰泳姿势静躺在水中,露出水面的头部体积可以忽略不计,请估算运动员的体积。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
38.一辆质量为1.5t的小货车,载有0.5t的货物,沿平直的公路匀速行驶500m,所用的时间为500s,受到的阻力为车对地面压力的0.05倍(g取10N/kg)。
(1)货车的牵引力是多少?
(2)牵引力做功及其功率是多少?
沪科版物理八年级第十章机械与人第四节 做功的快慢
同步提升练习
参考答案与试题解析
一.选择题(共9小题)
还可以通过相同高度,比较时间,因此可以不使用测量高度的工具,故D能达到目的;
无论选用那种方案,都必须测量人的体重,因此B不能达到目的。
故选:B。
【点评】本题是功率的一个实验测量题,关键是知道功率测量的原理。
2.【分析】引体向上是克服自身的重力做功,由功和功率的计算公式分析需要测量的物理量。
【解答】解:
做引体向上的功率:P===,由此可知,需要测量的物理量是:小江的质量m、每次身体上升的高度h、做“引体向上”的时间t,不需要测量单杠的高度H。
故选:B。
【点评】本题主要考查了生活中功率的测量,关键是要把功率表示出来即可判断。
3.【分析】登楼时是克服自身的重力做功,功等于重力和楼高的乘积,功除以登楼时间就是登楼的功率。
【解答】解:
登楼时克服自身重力在竖直方向上做功,则登楼功率为P==,
从一楼登上五楼,每位同学上楼的高度相同,
所以不需要测量楼高H、一楼到五楼楼梯的长度L;
必须需要测量的物理量是:每个同学的体重G,从一楼到达五楼所用的时间T。
故选:B。
【点评】本题是考查生活中功率的测量,要求我们知道功率的计算公式以及要测量的物理量。
4.【分析】(1)攀岩是克服自身的重力做功,功等于运动员的重力和上升高度的乘积;
(2)功率是反映做功快慢的一个物理量,测出攀岩时间,用功除以时间求出攀岩的功率。
【解答】解:(1)攀岩是克服自身的重力做功,功等于运动员的重力和攀岩高度的乘积,所以我们要知道运动员的重力和攀岩的高度;
(2)功率反映的是做功的快慢,等于功和时间的比值,所以我们还要测出运动员攀岩的时间。
故选:C。
【点评】本题考查功率的测量,要判断测量的物理量,我们首先要知道功率是如何测量出来的,也就是要知道功率的计算公式。
5.【分析】(1)功的计算公式为:W=Gh,G=mg;
(2)功率计算公式为:P=;
(3)综合以上信息,可分析出需要测量的物理量。
【解答】解:
做引体向上运动时,要克服自身重力做功,
做引体向上时的功率:P===,
其中:m为人的质量,h为每次身体上升的高度,t为做引体向上所用的时间,
所以,需要测量的物理量为:学生的质量、每次身体上升的高度、做引体向上的时间。
故不需要测量的是单杠的高度。
故选:C。
【点评】明确实验目的,熟练掌握功和功率的计算方法;是解答此题的关键。
6.【分析】功率指单位时间内做的功,不管采用何种方法,只要能知道做的功W和做功用的时间t,根据P=就可求出每个同学的功率进行比较。
【解答】解:①测出各自的体重和爬杆高度,根据W=Gh可以计算出各自做的功,但没有测量时间,不能判断出功率的大小,故这种方案不可行;
②根据功率计算公式P==可知,三人爬上相同高度,则h相同,再测出各自体重G和爬杆时间t,也可以比较出功率的大小,故这种方案可行;
③如果测出体重G、时间t和高度h,也可以根据公式P═=求出各自的功率,然后比较即可,故这种方案可行。
故选:D。
【点评】该题通过设计实验方案考查学生对功率计算公式,以及影响功率大小的因素的理解,难度不大,只需活用公式即可解答。
7.【分析】引体向上是克服自身重力做功的,一次做功等于体重和人的下颚上升高度的乘积,总功等于16次做功的总和,总功除以时间就是功率。
【解答】解:(1)应测量的物理量:①陈强的体重G;②手臂的长度L;③陈强做16个动作时所用的时间t;
(2)根据功率的计算公式 P==.故A没有必要测量。
故选:A。
【点评】本题考查了学生利用功率公式设计实验方案解决实际问题的应用能力。
8.【分析】要比较功率的大小,有三种方法:
①做功时间一定,比较做功的多少,做功多的,功率大;
②做功的多少一定,做功时间短的,功率大;
③分别测出功率,进行比较。
比较功率不一定必须测出功率
【解答】解:爬楼是克服自身的重力做功,功率P=,若做功时间t一定,测出各自的体重m和爬楼的高度h,体重和爬楼高度、g的乘积越大,功率就越大;
控制爬楼高度一定,测出各自的体重m和爬楼时间t,若的比值越大,功率就越大;
测出各自的体重、爬楼时间和爬楼的高度,根据P=求出功率,比较功率的大小。
所以三种方法都是可以的。
故选:D。
【点评】解答此题的关键是我们首先要知道爬楼是克服自身的重力做功,然后根据比较功率的方法来解答。
9.【分析】爬楼就是克服自身的重力做功,我们可以用台秤测出自身的质量,根据G=mg求出重力,用皮尺测出楼高;
根据W=Gh求出上楼时所做的功,用秒表测出爬楼的时间;
根据P=求出爬楼的功率。
【解答】解:根据P=,实验中要测量宝宝克服重力做的功及爬楼所用时间,而W=Gh=mgh,所用实验中还需测量宝宝的质量和楼的高度,因此ABC错误、D正确。
故选:D。
【点评】本题是功率的一个测量题,关键是知道功率测量的原理,属于基础知识的考查,较简单。
二.多选题(共5小题)
10.【分析】登楼时是克服自身的重力做功,功等于重力和楼高的乘积,功除以登楼时间就是登楼的功率。
【解答】解:登楼是克服自身重力在竖直方向上做功,功率的计算公式为P===,
因此,要比较从一楼登上三楼谁的功率最大,需要测量的物理量是:每个同学的体重、从一楼到达三楼所用的时间即可,不需要测量一楼到三楼楼梯的长度,同时三楼地面到一楼地面的高度相同,也不需要测量。
故选:AB。
【点评】本题是考查生活中功率的测量,要求我们知道功率的计算公式以及要测量的物理量。
11.【分析】①功率是描述物体做功快慢的物理量,其公式是P=;
②物体做功的多少决定于功率和时间,可用公式W=Fs和W=Pt来计算。
【解答】解:
A、在不知道做功时间的情况下,机械做的功越多,功率不一定越大,故A错误;
B、由公式P=可知,在不知道做功多少的情况下,机械做功用的时间越短,功率不一定越大,故B错误;
C、由公式P=可知,相同时间内,做功越多的机械,功率越大,故C正确;
D、由公式P=可知,做相同的功,用时短的机械,功率越大,即做功越快,故D正确。
故选:CD。
【点评】此题考查的是我们对功、功率的理解,深入理解概念并能运用公式进行比较,是解答的关键。
12.【分析】(1)根据P=可计算发动机做功;
(2)根据v=可计算行驶路程;
(3)根据P===Fv可计算公交车受到的牵引力,然后根据二力平衡条件得出阻力。
【解答】解:AC、根据P=可得,发动机做功W=Pt=5×104W×5×60s=1.5×107J.故A错误,C正确;
B、根据v=得,驶路程s=vt=10m/s×5×60s=3000m=3km。故B正确;
D、根据P===Fv可得,牵引力F===5000N,
公交车匀速行驶,受力平衡,
所以阻力f=F=5000N.故D正确。
故选:BCD。
【点评】此题考查功的计算,同时考查速度公式、功率公式的应用,难度不大,是一道较为简单的计算题。
13.【分析】(1)先判断木块两次的运动状态,然后根据二力平衡的条件分析拉力和摩擦力的关系;
(2)根据速度的计算公式:v=利用图象形状可以确定物体的运动状态。
(3)根据决定功率的因素即木块的拉力和木块的速度进行分析。
(4)分析物体运动时的路程、时间图象,确定物体的运动状态;
【解答】解:A、木块的运动速度虽然不同,但前后两次受到的拉力和摩擦力都是一对平衡力。由于木块对水平板的压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以木块受到的摩擦力不变。故A正确。
B、从图象上可以看出,木块两次都是作匀速直线运动,而做匀速直线运动的物体受平衡力作用,所以两次木块受到的拉力和摩擦力相等,故B错误;
C、从图中可以看出第一次木块运动的速度较大,而木块所受的拉力不变,根据公式P===Fv可知,拉力第一次做功的功率大;故C正确。
D、由图乙知,两次的路程、时间图线都是过原点的直线,可知第1次和第2次都是做匀速直线运动,并且在相同时间内第一次通过的量程较大,所以速度较大,故D错误。
故选:AC。
【点评】此题考查了学生对二力平衡条件的掌握及对路程时间图象的分析,同时涉及到了有关影响摩擦力的大小因素。要结合物体受力与运动状态的关系分析,根据平衡力的知识和对图象的理解来解决此题。
14.【分析】(1)由图2水泥桶上升的高度h随时间t变化关系可知水泥桶匀速上升,由图知在10s内上升了3m,利用速度公式求水泥桶匀速上升的速度;
(2)从滑轮组的结构图上得出直接从动滑轮上引出的绳子股数n,则s=nh,
由图知0~10s内水泥桶上升的高度,求出拉力端移动的距离;
不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重,利用F=(G动+G物)求拉力大小,再利用W=Fs求拉力做的功;
(3)利用s=vt求出0~8s内水泥桶上升的高度,利用W=Gh求建筑工人对水泥桶做的功;
(4)上面求出了拉力F,再求出拉力端移动的速度,利用P=Fv求建筑工人对绳的拉力的功率。
【解答】解:
A、由图可知,水泥桶在10s内上升了3m,则水泥桶匀速上升的速度:
v===0.3m/s,故A错;
B、由图可知,0~10s内水泥桶上升的高度h1=3m,
由图可知n=3,则拉力端移动的距离s=3h1=3×3m=9m,
不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重,则绳端的拉力:
F=(G动+G物)=(285N+15N)=100N,
拉力做的功:
W=Fs=100N×9m=900J,故B正确;
C、在0~8s内水泥桶上升的高度:h2=vt′=0.3m/s×8s=2.4m,
建筑工人对水泥桶做的功:
W=G物h2=285N×2.4m=684J,故C正确;
D、拉力端移动的速度:
v′=3v=3×0.3m/s=0.9m/s,
建筑工人对绳的拉力的功率:
P=Fv′=100N×0.9m/s=90W,故D正确。
故选:BCD。
【点评】本题虽然是选择题,其实是一道比较复杂的计算题,考查了学生的识图能力,同时考查了学生对功的公式、功率的公式、滑轮组s=nh的理解和运用,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重,利用F=(G动+G物)求拉力大小是本题的关键。
三.填空题(共16小题)
15.【分析】功率是指物体单位时间内完成的功,所以要想测出功率,我们需要测出爬楼时所做的功和所用的时间。功又等于力与距离的乘积,所以需直接测量的应该包括同学的体重和爬楼的高度,据此我们再选择测量工具。功率的表达式也应该从功率的公式中,根据测量的量推导得出。
【解答】解:(1)根据公式P=,还需测出爬楼所用的时间t,再根据W=Gh,有了质量m,还需测出爬楼的高度h;
(2)测时间要用到秒表,测高度则需要卷尺;
(3)根据公式,结合测量的量进行推导得出P===。
故答案为:(1)爬楼所用时间t、爬楼的高度h;(2)秒表、卷尺;(3)P=。
【点评】机械功率的测量依据的是功率的公式,具体实验中,不管是测量的数据,还是仪器的选择一般都要围绕力、距离、时间三个量来展开。
16.【分析】根据功率公式、功的计算公式求出功率的表达式,根据功率表达式确定需要测量的量,然后答题。
【解答】解:从底楼跑上三楼克服重力做功的功率P===,
其中G是人的重力,n是台阶数、h'是每级台阶的高度、t是上楼的时间;已知人的重力为G,所以需要测量的量为:一级台阶的高度h',台阶数n,登楼时间t;
故答案为:一级台阶的高度h';台阶数n;登楼时间t。
【点评】本题提供了测量上楼功率的一种方法,知道实验原理、应用功率公式、功的公式即可正确解题。
17.【分析】上楼就是克服自身的重力做功,根据P===可知,需要的实验器材,根据W=Gh=mgh比较两次做功之比,根据P=比较两次做功功率之比。
【解答】解:测量学生上楼功率的原理:P===,
由表达式可知,除了需要皮卷尺测量小红上楼的高度h、磅秤测量小红的质量m外,还需要秒表测量小红上楼的时间t;
当她分两次从一楼跑到三楼时,两次上楼的高度h相同,自身的质量m相等,由W=Gh=mgh可知,她第一次做的功W1等于第二次做的功W2;
又因第一次上楼的时间12s小于第二次上楼的时间15s,
所以,由P=可知,第一次测出的功率P1大于第二次的功率P2。
故答案为:秒表;等;大。
【点评】本题主要考查了功和功率公式的理解与应用,同时考查了探究实验的设计,是一道很好的题目。
18.【分析】估测自己跳绳时克服重力的平均功率,根据P==,需要用体重计测出自己的体重m、用刻度尺测出跳起的高度h.算出跳一次做的功,再数出在一段时间里跳的次数。算出总功,由秒表测出时间。就可由功率公式算出功率。
比较功率的大小可由P=作出判断。当功一定时,时间越短,功率越大;当时间一定时,功越多,功率越大。
【解答】解:(1)实验中,需要用体重计测出自己的体重m、用刻度尺测出跳起的高度h、用秒表记录跳一定次数时所用的时间t;
(2)根据P==知需要测出了王华跳绳时起跳的高度h;测出了王华跳n次的总时间t; 测出王华的质量m,故必须测量的物理量是acd;
(3)①根据重力公式,自己所受的重力G=mg;
②每次克服重力所做的功W=Gh=mgh;
③则平均功率P=。
(3)若第二次王华快速跳,跳相同的次数,用的时间少,功率将变大。
故答案为:(1)秒表、体重计、刻度尺;(2)acd;(3);(4)变大。
【点评】本题考查了功率的测量实验,关键是掌握实验的原理,再根据原理确定需要测量的量,选择合适的器材;体现了学有所用,理论联系实际的新理念。
19.【分析】比较全班同学中从一楼爬上三楼过程中谁的爬楼功率最大,可以用台秤测自身的质量根据G=mg求出重力,根据W=Gh求出上楼时所做的功,再用秒表测出上楼的时间,即可根据P=比较上楼的功率大小关系;
先根据G=mg求出小宇的重力,然后对小宇进行受力分析,再根据小宇匀速下滑,受到平衡力作用,根据二力平衡的条件求出摩擦力的大小。
【解答】解:上楼是克服自身重力做功,功等于自身重力和楼高的乘积,功率等于功和时间的比值;
要比较全班同学谁的爬楼功率最大时,由于都是从一楼爬上三楼,所以上升的高度相同,由P==可知,需要测量人体的重力和爬到三楼所需的时间。
质量为50kg同学匀速爬杆训练时:受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力作用,并且重力和摩擦力是一对平衡力,
因此摩擦力大小和他的重力相等,方向和重力的方向相反,即f=G=mg=50kg×10N/kg=500N,方向竖直向下。
故答案为:爬到三楼所需的时间;500。
【点评】本题考查了功率的测量实验、二力平衡的条件的应用,测量功率的实验中,关键要明确实验原理。
20.【分析】跳绳时是克服自身的重力做功,功等于重力和跳起高度的乘积,功除以做功时间就是跳绳的功率;需要测量同学的体重(质量)、1min跳绳的次数和跳起的高度,利用W=Gh=mgh求1min内做的功,再利用P=求跳绳的平均功率。
【解答】解:班级跳绳比赛时,要比一比谁跳绳的功率最大,应用磅秤测出同学的质量m,刻度尺测出跳起的高度h,用秒表测出t时间内跳绳的次数N;因此需要测量的物理量有质量、高度以及t时间内跳绳的次数,则功率的表达式:P===。
故答案为:质量;跳起的高度;t时间内跳绳的次数;P=。
【点评】本题考查了跳绳时功和功率的计算,掌握其中的原理是关键,计算时注意当重力做功或克服重力做功时,计算功的公式为W=Gh=mgh。
21.【分析】(1)上楼就是克服自身的重力做功,我们可以用体重计测出自身的质量,根据G=mg求出重力,利用米尺测出楼高,根据W=Gh求出上楼时所做的功,再用秒表测出上楼的时间,根据P=求出上楼的功率。
(2)登山比赛中比较两人功率大小,需要知道两人做功多少与所用时间多少,据此分析答题。
【解答】解:(1)上楼的过程就是克服重力做功的过程,
上楼的功率:P===,由P=可知:
实验需要:用台秤测出质量m、用刻度尺测量出楼高h、用秒表测量出上楼的时间t,然后可以求出上楼功率。
(2)两人登山时,上升的高度相同,由于不知两人的体重关系,不知他们克服体重做功的大小关系,虽然知道他们登山时间的长短,但无法比较他们的功率大小。
答案为:(1)P=;台秤;刻度尺;秒表;(2)不能;不知他们的体重关系,不知他们登山时做功多少。
【点评】(1)量功率必须知道功率的计算公式,从而知道需要测量的物理量和需要的工具,考查了学生根据已有知识设计实验的能力,属于一道中档题。
(2)本题考查了功的两个必要因素、功率等重要概念,要明确各物理量大小的影响因素,利用控制变量法判断各物理量的变化。
22.【分析】做引体向上运动的功就是克服自身重力做的功。人在重力方向上上升的高度。克服重力做的功等于重力和升高的高度的乘积,要求功率再除以时间。
测重力时可以测出质量再乘以g,人升高的高度可有刻度尺测出。
【解答】解:根据功率的计算公式P=需要测出:体重、人上升的高度和做引体向上的时间。
(1)实验在中主要用到的测量工具是:体重计、刻度尺、秒表。
(2)测定小强每次上升的高度:做引体向上时上升的高度h,则小强所做功的功率为P==。
故答案为:刻度尺;人升的高度h;。
【点评】此题主要考查学生实验的能力,这就要求在平时做实验时多动手。
23.【分析】(1)由物体A匀速向右移动可得A受到的摩擦力等于拉力(乙测力计的示数);从图中可以看出动滑轮上有3段绳子,甲测力计的速度是物体A的3倍,根据公式P=FV可求拉动甲测力计的功率。
(2)甲的拉力是乙的拉力和滑轮与绳子之间的摩擦力之和的,已知甲、乙测力计的示数,可求滑轮与绳子之间摩擦力的大小,已知A的移动速度和时间,根据公式S=Vt可求移动的距离,最后根据公式W=FS求出在匀速拉动4s时间内所做的额外功。
(3)压强等于压力与受力面积的比值,在拉动A的过程中,压力与受力面积不变,A对地面的压强不变。
【解答】解:(1)物体A匀速向右移动,处于平衡状态,由平衡条件得:物体A受到向左的摩擦阻力:fA=F乙=1.2N;
由图示可知,承重绳子的有效股数n=3,甲测力计移动的速度:V甲=nVA=3VA=3×0.1m/s=0.3m/s,
拉动甲测力计的功率:P===F甲V甲=0.5N×0.3m/s=0.15W,
(2)滑轮与绳子之间摩擦力:f=3F甲﹣F乙=3×0.5N﹣1.2N=0.3N,
在匀速拉动4s时间内A移动的距离:s=vt=0.1m/s×4s=0.4m,
在匀速拉动4s时间内所做的额外功:W=fs=0.3N×0.4m=0.12J。
(3)在拉动的过程中A对地面的压力和与地面的接触面不变,由压强公式可知,物体对地面的压强不变。
故答案为:0.15;0.12;不变。
【点评】本题考查功率和做功的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,重点是会分析动滑轮上绳子的段数,难点是计算额外功(克服滑轮与绳子之间摩擦力做的功)。
24.【分析】(1)由P=计算这段时间内牵引力做的功;
(2)电动自行车匀速行驶,阻力与牵引力是一对平衡力,由P=Fv计算阻力的大小。
【解答】解:
(1)由题知牵引力的功率为100W,行驶时间为5min,
由P=可得,这个过程电动自行车做功(即牵引力做功):
W=Pt=100W×5×60s=3×104J;
(2)电动自行车的速度:v===4m/s,
由题知,电动自行车匀速行驶,所以水平方向的阻力与牵引力是一对平衡力,
由P===Fv=fv可得阻力的大小:
f===25N。
故答案为:3×104;25。
【点评】本题考查了平衡力的认识和理解、功率和速度公式的应用,属于一道比较简单的计算题。
25.【分析】已知自行车运动员上坡做的功和时间,根据P=求出队员爬坡时的功率;
已知自行车运动员上坡做的功和距离,根据W=Fs求出队员爬坡时的牵引力,运动员爬坡时所做的功包括克服重力所做的功和克服阻力所做的功,据此求出阻力,然后根据平衡力条件分析判断爬坡时受到的阻力和牵引力是否为一对平衡力。
【解答】解:
(1)该队员匀速爬坡时的功率为:
P===600W;
(2)根据W=Fs可知,该队员爬坡时的牵引力为:
F===600N;
运动员爬坡时所做的功包括克服重力所做的功和克服阻力所做的功,即W=W重+W阻,
克服重力所做的功:W重=Gh=800N×10m=8000J,
所以克服阻力所做的功为:W阻=W﹣W重=12000J﹣8000J=4000J;
则爬坡时受到的阻力为:f===200N。
由计算可知,爬坡时受到的阻力和牵引力不相等,所以爬坡时受到的阻力和牵引力不是一对平衡力。
故答案为:600;不是。
【点评】此题主要考查的是学生对功、功率、功的计算公式的理解和掌握,属于综合性题目。
26.【分析】(1)知道上车和下车时间,求出车行驶的时间;知道车行驶的时间和路程,利用速度公式求车行驶的速度。
(2)知道车行驶的路程和牵引力,根据W=Fs求出牵引力做的功。
(3)知道牵引力做的功和时间,根据P=求出功率。
【解答】解:(1)出租车行驶的时间:t=10:05﹣10:00=5min=300s,
车行驶的路程:s=6.0km=6000m,
出租车行驶的速度:
v===20m/s;
(2)牵引力做功:
W=Fs=2000N×6000m=1.2×107J;
(3)出租车的功率:
P===4×104 W。
故答案为:20;1.2×107;4×104 。
【点评】从出租车的车票求出出租车行驶的时间、路程、速度、做功、功率,体现了物理和生活的密切关系。
27.【分析】(1)根据做功的两个必要因素:一是有力作用在物体上;二是物体在力的方向上移动一段距离分析重力做的功。
(2)根据公式W=Fs求出拉力做的功;根据公式P=求出功率。
【解答】解:(1)重力的方向是竖直向下的,而物体是在水平方向上移动距离,所以重力没有做功,即重力做功为0J;
(2)当拉力撤去后,物体由于惯性又前进了2m,
在此过程中,拉力不做功,
所以拉力只有在物体在水平面匀速前进了5m的过程中做功,
故拉力做的功:W=Fs=20N×5m=100J;
拉力的功率P===10W。
故答案为:100;0;20;
【点评】此题主要考查的是学生对功、做功的两个必要因素、功率计算公式的理解和掌握,基础性题目。
28.【分析】(1)斜面倾斜角度越大,越费力,斜面AC的倾斜角度小于斜面BC,所以斜面AC更省力,
(2)不考虑摩擦的情况下,斜面光滑,使用光滑的斜面没有额外功;根据功率的计算公式P=,结合做功的多少和所用时间的多少分析所做的功的功率大小。
【解答】解:
(1)不计摩擦,AC>BC,则斜面AC倾斜角度小于BC,所以物体沿AC运动时拉力较小,即F1<F2;
(2)不计摩擦,使用光滑的斜面没有额外功,拉力在两斜面上做功相同(等于克服物体重力所做的功),即W1=W2;拉力做功相同,所用时间相同,根据P=可知,拉力做功的功率相同,即P1=P2。
故答案为:<;=。
【点评】本题考查斜面的省力情况,物体做功的大小以及做功功率的大小,关键是知道接触面光滑,摩擦力为0,使用任何机械都不省功。
29.【分析】①已知水平拉力、物体在拉力的方向上前进的距离,利用W=Fs求拉力做的功;又知道做功用的时间,再利用公式P=计算出拉力的做功功率;
②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,据此分析重力做功。然后用P=计算重力做功的功率。
【解答】解:拉力做功:W=Fs=50N×3m=150J;
拉力做功功率:P===30W;
小车在水平方向上运动,在重力方向上没有移动距离,故重力做功为0J;重力做功的功率为0W;
故答案为:150;0;30;0。
【点评】本题考查了功和功率的计算、力是否做功的判断,属于基础题目。明确三种情况不做功:一是有力无距离(例如:推而未动),二是有距离无力(靠惯性运动),三是力的方向与运动方向垂直。
30.【分析】已知两辆汽车功率之比和所用时间之比,利用公式W=Pt得到做功之比;
已知汽车做功之比和通过距离之比,利用公式F=得到牵引力之比。
【解答】解:由题知,两汽车的功率相同,行驶的时间相同,
由P=可得,两辆汽车做功之比:
==×=;
由W=Fs可得,两辆汽车的牵引力之比:
==×=×=。
故答案为:1:1;2:3。
【点评】此题主要考查的是学生对功和功率计算公式的理解和掌握,基础性题目。
四.实验探究题(共2小题)
31.【分析】要比较功率的大小,有三种方法:
①做功时间一定,比较做功的多少,做功多的,功率大;
②做功的多少一定,做功时间短的,功率大;
③分别测出功率,进行比较。
比较功率不一定必须测出功率。
【解答】解:
(1)(4)爬楼时需要克服自身的重力做功,爬楼的功率P===,
①测出各自的体重、爬楼时间和爬楼的高度,根据P=求出功率,直接比较功率的大小;
②控制爬楼的时间相同,测出各自的体重m和爬楼的高度h,算出爬楼做的功(即W=mgh),爬楼做的功越大,功率就越大;
③控制爬楼高度相同,测出各自的体重m和爬楼时间t,若的比值越大,功率就越大;
所以三种方法都是可以的,故选D;
(2)要求估测每位同学功率的大小,根据P=测出功率的值,可以用方案①;
可知需要测量的物理量有:同学的体重(m)、上楼的高度(h)、上楼所用的时间(t);用体重计用测量体重,用卷尺测楼高,用秒表测登楼时间。
(3)表格中缺少时间,故应填入时间t/s;
故答案为:(1)D;(2)①;秒表;(3)时间t/s;(4)P=。
【点评】此题是功率的一个实验测量题。功率是无法直接测量的,我们要知道需要测量的物理量。
32.【分析】(1)爬楼过程中要克服重力做功,根据功率公式求出功率表达式,然后分析测量需要的器材;
(2)要比较功率的大小,有三种方法:
①做功时间一定,比较做功的多少,做功多的,功率大;
②做功的多少一定,做功时间短的,功率大;
③分别测出功率,进行比较。
比较功率不一定必须测出功率。
(3)先估算出该同学上楼所做的功,然后由功率公式求出他上楼的功率。
【解答】解:(1)爬楼要克服自身重力做功,功率P===,由P=可知,
实验时需要测量:体重(质量m)、楼高h、爬楼所用时间t,
因此需要的实验器材为:体重计、秒表、刻度尺;
(2)爬楼是克服自身的重力做功,爬楼功率P=;
①测出各自的体重、爬楼时间和爬楼的高度,由P=求出功率,直接比较功率的大小;
②控制爬楼的时间相同,测出各自的体重,爬楼的高度,若mgh越大,功率就越大;
③控制爬楼高度相同,测出各自的体重,爬楼时间t,若的比值越大,功率就越大;
所以三种方法都是可以的,故D正确。
(3)同学的质量约为50kg,每层楼的高度约为3m,
上5楼所做的功约为W=mgh=50kg×10N/kg×4×3m=6000J,
功率约为P===300W,故选B;
故答案为:(1)体重计;秒表;刻度尺;(2)D;(3)B。
【点评】解答此题的关键是我们首先要知道爬楼是克服自身的重力做功,然后根据比较功率的方法来解答。
五.计算题(共6小题)
33.【分析】知道心脏的功率和做功时间,利用P=求心脏做功多少;若用这些功提升水,知道水的重力,利用W=Gh求提升高度。
【解答】解:根据P=可得,该成年人的心脏跳动1h做的功:
W=Pt=1.5W×1×3600s=5.4×103J;
根据W=Gh可得,用这些功提升水的高度:
h===5.4m。
答:(1)该成年人的心脏跳动10h做功5.4×103J;
(2)这些功可以把重1000N的水送到5.4m高的地方。
【点评】本题考查了学生对功的公式、功率的公式的掌握和运用,要灵活选用公式,计算时注意单位统一。
34.【分析】(1)由图可知,承担物重的绳子段数n=3,汽车运动的速度即绳子自由端移动的速度,利用v物=v可求,利用速度公式可求时间;
(2)先由s=nh计算绳子自由端通过距离,利用W=Fs汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功;
(3)根据二力平衡计算牵引力的大小,然后利用P=Fv计算拉力做功功率。
【解答】解:(1)由图可知,承担物重的绳子段数n=3,
汽车运动的速度为,v=3m/s,
则物体上升速度:v物=v=×3m/s=1m/s,
已知井深,h=12m,
由v=得,将物体由井底拉至井口需要的时间:
t物===12s;
(2)将物体从井底拉至井口的过程中,绳端移动的距离:s=3h=3×12m=36m,
汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功:
W总=Fs=2.5×103N×36m=9×104J;
(3)汽车匀速运动时,受向右的牵引力、向左的绳子拉力和向左的阻力,
汽车拉绳子的力与绳子拉汽车的力是下滑作用力,
根据力的平衡条件可得牵引力:
F牵=F+f=F+0.1G车=2.5×103N+0.1×3×104N=5.5×103N,
牵引力做功功率:
P=F牵v汽=5.5×103N×3m/s=1.65×104W。
答:(1)将物体由井底拉至井口需要12s;
(2)将物体从井底拉至井口的过程中,汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了9×104J功;
(3)汽车牵引力的功率为1.65×104W。
【点评】本题主要考查了学生对滑轮组的使用,功率公式,以及对速度公式的理解和运用,根据平衡力求出牵引力的大小是此题的难点,是一道综合题。
35.【分析】(1)求出雾炮车载满水时总质量,利用G=mg求总重力,雾炮车满载行驶时的牵引力F=0.1G;
(2)利用W=Fs求牵引力做功;知道做功时间,再利用P=求牵引力对雾炮车做功的功率。
【解答】解:(1)雾炮车载满水时的总质量:m总=m车+m水=10×1000kg+10×1000kg=2×104kg,
总重力:G总=m总g=2×104kg×10N/kg=2×105N,
由题可知,雾炮车满载行驶时的牵引力:F=0.1G总=0.1×2×105N=2×104N,
(2)牵引力做功:W=Fs=2×104N×1500m=3×107J;
牵引力对雾炮车做功的功率:
P===1×105W。
答:(1)牵引力的大小为2×104N;
(2)牵引力对雾炮车做的功是3×107J;功率多大是1×105W。
【点评】本题考查了密度公式、重力公式、功的公式以及功率公式的应用,虽知识点多,但都属于基础,难度不大,计算时注意单位统一。
36.【分析】(1)知道斜坡长度、汽车速度,利用速度公式求汽车从斜坡底端开到顶端所需的时间;
(2)知道汽车牵引力和汽车爬坡走的路程(斜坡长度),利用W=Fs求汽车的牵引力做的功;
(3)根据P===Fv可求得汽车的功率。
【解答】解:
(1)由v=,可得,
汽车从斜坡底端开到顶端所需的时间:
t===50s;
(2)汽车的牵引力做的功:
W=Fs=4.8×103N×500m=2.4×106J。
(3)汽车的功率P===Fv=4.8×103N×10m/s=4.8×104W。
答:(1)汽车从斜坡底端开到顶端所需的时间为50s;
(2)汽车的牵引力做的功为2.4×106J。
(3)汽车的功率是4.8×104W。
【点评】本题考查了学生对速度公式、功的公式的掌握和运用,因条件已给出,难度不大。
37.【分析】(1)先根据W=Fs求出水平动力对运动员做的功,然后根据P=求出水平动力对运动员做功的功率;
(2)根据漂浮条件和F浮=ρ水gV排求出运动员排开水的体积即为运动员的体积。
【解答】解:(1)水平动力对运动员做的功:
W=Fs=30N×100m=3000J,
则水平动力对运动员做功的功率:
P===50W。
(2)因为该运动员漂浮在水面上,所以运动员受到的浮力:
F浮=G=mg=75kg×10N/kg=750N,
由F浮=ρ水gV排得,运动员排开水的体积:
V排===0.075m3,
因为露出水面的头部体积可以忽略不计,
所以,运动员的体积V=V排=0.075m3。
答:(1)在60s内水平动力对运动员做功的功率为50W;
(2)运动员的体积约为0.075m3。
【点评】本题主要考查功的公式、功率公式、浮沉条件以及阿基米德原理的应用,通过本题让学生知道人体的密度与水的密度相近,对以后的估算会有很大的帮助,属于基础性题,难度不大。
38.【分析】(1)货车对地面的压力和自身的总重力相等,根据F=G=mg求出其大小,货车沿平直的公路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,二小大小相等,根据F=f=0.05F压求出牵引力的大小;
(2)根据W=Fs求出牵引力做功,再根据P=求出其功率。
【解答】解:(1)货车对地面的压力:
F压=G总=(m车+m货)g=(1.5×103kg+0.5×103kg)×10N/kg=2×104N,
因货车沿平直的公路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,
【点评】本题考查了重力公式和做功公式、功率公式以及二力平衡条件的应用,要注意水平面上物体的压力和自身的重力相等。

同课章节目录