9.4功率
达标作业(解析版)
1.分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组,在100 s内将重为400N的物体G匀速提升10 m,每个滑轮的重均为20 N.不计绳重及摩擦,此过程中
A.F甲做的功大于F乙做的功 B.F甲做的功小于F乙做的功
C.F甲做功的功率等于F乙做功的功率 D.F甲做功的功率小于F乙做功的功率
2.用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动,两次运动的s﹣t图象如图所示..其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,功率分别为P1、P2,则它们的关系正确的是( )
A.F1>F2 P1>P2 B.F1<F2 P1<P2
C.F1=F2 P1<P2 D.F1=F2 P1>P2
3.某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km,用时5min45s,消耗燃油1.5kg,已知汽车的牵引力是2000N,燃油的热值为4.6×107J/kg,假设燃油完全燃烧.通过计算可知,下列结果正确的是( )
①汽车行驶速度是20km/h ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J
③汽车牵引力做功的功率是30kW ④汽车发动机的效率是20%
A.只有①和② B.只有②和③ C.只有①和④ D.只有②和④
4.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
A.F1<F2,P1=P2 B.F1>F2,P1>P2
C.F1=F2,P1=P2 D.F1<F2,P1<P2
5.一辆汽车在平直公路上沿直线向前行驶,途中经过一段泥泞路面,如果汽车发动机的功率始终保持不变,则汽车行驶路程s随时间t的变化关系可能是( )
A. B.
C. D.
6.粗糙水平地面上有一个重为100N的物体,用20N的水平拉力使其在10s内匀速前进了10m,在此过程中
A.重力做功的功率为100W B.支持力做功的功率为100W
C.拉力做功的功率为200W D.拉力做功的功率为20W
7.如图,用大小相等的拉力F,分别沿斜面和水平面拉木箱,拉力方向和运动方向始终一致,运动时间tab>tcd,运动距离sab=scd,比较两种情况下拉力所做的功和功率( )
A.ab段做功较多
B.ab段与cd段的功一样多
C.ab段功率较大
D.ab段与cd段的功率一样大
8.下列有关起重机提升货物时机械效率的说法,正确的是( )
A.有用功越多,机械效率越高
B.同一起重机提起的货物越重,机械效率越高
C.额外功越少,机械效率越高
D.同一起重机提起同一货物越快,机械效率越高
9.一辆汽车在平直的公路上做直线运动,其v﹣t图象如图所示,汽车在第10s时已行驶了150m,速度达到了20m/s,随后匀速前进,若汽车在行驶过程中所受阻力大小始终为2000N,以下说法正确的是
A.在0﹣20s内汽车的平均速度为15m/s
B.在0﹣10s内汽车的牵引力大小恒为2000N
C.在10﹣20s内汽车牵引力做的功为4×105J
D.在10﹣20s内汽车牵引力做功的功率为4×105W
10.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,施加的力分别为F1、F2拉力做的功为W1、W2, 拉力做功的功率分别为P1、P2, 则下列判断中正确的是
A.F1<F2, W1=W2,P1>P2 B.F1>F2, W1>W2, P1>P2 C.F1<F2, W1<W2, P1<P2 D.F1<F2, W1=W2, P1<P2
11.甲、乙两台机器功率之比3:2.做相同的功所用的时间之比为_____,在相同时间内完成的功之比_____。
12.一位体重为500N的同学在跳绳测试中,1min跳了150次,如果该同学每次腾空的高度为5cm,他在跳绳过程中,每跳一次克服重力做的功是________J;整个过程他克服重力做功的功率是________W。
13.在水平地面上,工人用100N的水平推力推动重150N的箱子,4s内前进了6m,在这个过程中,木箱所受重力对木箱做功为________ J;工人对木箱做功为________ J;人的功率为________ W.
14.甲、乙两台机器的功率之比为3:2,它们做同样多的功所需的时间之比为________;在相同的时间内,甲、乙两台机器所做功之比为________.
15.如图所示,是最新一款无人驾驶汽车原型图.汽车自动驾驶时使用雷达传感器,以及激光测距器来了解周围的交通状况.该款车以72 km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8 km时,消耗汽油1.5 L.假设燃油完全燃烧,汽油机的效率为30%,那么,在这段运动过程中,求:
(1)该汽车发动机做的有用功是多少?
(2)该汽车的输出功率为多少?
(已知:汽油的密度为0.8×103 kg/m3,汽油的热值为4.5×107 J/kg)
16.2月13日《桂林晚报》报导:为保障漓江游览持续稳定,满足春节“黄金周”游客的需求,保证磨盘山至阳朔航线的正常运行,思安江水库从2月12日16时开始向漓江补水至三月初,总补水的体积为2.7×107m3.试问:
(1)总补水的质量是多少?
(2)磨盘山至阳朔航线全长约为60km,游船早上8:00出发,12:00到达阳朔,游船的平均速度是多大?
(3)游客乘车从阳朔返回桂林时,60km路程用了1h,若旅游车发动机的平均牵引力为9000N,则旅游车发动机所做的功是多少?平均功率是多大?
参考答案
1.C
【解析】
由图甲可知:n=2,不计绳重及滑轮轴间的摩擦,
F甲= (G物+G轮)= (400N+20N)=210N
F甲做的功为:
W甲=F甲S甲=F甲nh甲=210N×2×10m=4200J
F甲做功的功率:
P甲===42W
由图乙可知:n=3,不计绳重及滑轮轴间的摩擦,
F乙=(G物+G轮)= (400N+20N)=140N
F乙做的功为:
W乙=F乙S乙=F乙nh乙=140N×3×10m=4200J
F乙做功的功率:
P乙===42W
由以上可得:W甲=W乙,P甲=P乙,故C符合题意,ABD不合题意。
2.D
【解析】
由图像知道,木块两次都进行匀速直线运动,所以拉力等于滑动摩擦力,又因为两次拉着同一物体在同一水平面上运动,所以滑动摩擦力相等,即两次弹簧测力计示数F1=F2;由图象知道,第②次的运动速度v较小,由P=Fv知道,在当拉力相等时,速度越大,拉力的功率越大,所以,P1>P2,故选D.
3.D
【解析】
①汽车行驶速度是:
,故①错误;
②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是:
,故②正确;
③匀速行驶时汽车受到的牵引力与阻力是平衡力,所以汽车牵引力做功的功率是:
,故③错误;
④汽车发动机的做的功为:
,
汽车发动机的效率是:
,故④正确..
4.A
【解析】
(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,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.
由于斜面AC倾斜角度小于BC,所以物体沿AC运动时拉力较小,即F1 <F2;拉力在两斜面上做的有用功相同,即都等于克服物体重力所做的功,又因为不计摩擦,使用光滑的斜面没有额外功,所以,拉力做功相同,即W1 =W2,所用时间相同,由P=W/t知道,拉力做功的功率相同,即P1 =P2,故选A.
5.D
【解析】
汽车发动机的功率始终保持不变,途中经过一段泥泞路面,由于泥泞路面摩擦阻力增大,则汽车的牵引力也随之增大,根据可知,汽车的速度变小;
速度变小,则相同时间内通过的距离变小。
A图,始终为匀速直线运动,不正确;
B图,中间一段,在相同时间内通过的距离更远,不正确;
C图,中间一段,随时间的变化,路程出现减小的情况,不正确;
D图,中间一段,在相同时间内通过的距离变小了,说明速度减小了,正确;
6.D
【解析】
重力的方向是竖直向下的,物体水平移动,在重力的方向没移动距离,故重力不做功,重力做功功率为0,故A错;支持力的方向是竖直向上的,物体水平移动,在支持力的方向没移动距离,故支持力不做功,支持力做功功率为0,故B错;拉力做功为W=Fs=20N×10m=200J,拉力做功功率,故C错、D正确;故选D.
7.B
【解析】
拉力大小相等且sab=scd,根据W=Fs可知:拉力所做的功相同,故A错误,B正确;由于tab>tcd,根据得:Pab<Pcd,故C、D错误.
8.B
【解析】
机械效率是有用功与总功的比值,若只知道有用功越多,而总功的多少不确定,则无法判断有用功与总功比值的大小,即不能判断机械效率的高低,故A错误;起重机提起的货物做有用功变化时,所做的额外功基本不变,此时有用功在总功中所占的比重会变大,所以它的机械效率就越大,故B正确;机械效率越高,说明所做有用功占总功的比值大,额外功所占总功的比值小,而不是做的额外功越少,故C错误;使用滑轮组做功越快,说明功率越大,但机械效率与功率无关,故D错误,故选B.
9.C
【解析】
A.根据图象可知,汽车在10~20s内做匀速运动,其速度为v2=20m/s,汽车在10~20s内行驶的路程s2=v2t=20m/s×10s=200m,在0~20s内行驶的总路程s=s1+s2=150m+200m=350m,则在0~20s内汽车的平均速度v==17.5m/s,故A错误;
B.根据图象可知,在0~10s内,汽车做加速运动,牵引力大于阻力,即牵引力大于2000N,故B错误;
C.汽车在10~20s内做匀速运动,处于平衡状态,牵引力等于阻力,即F=f=2000N,则牵引力做的功:W2=Fs2=2000N×200m=4×105J,故C正确;
D.汽车在10~20s内牵引力做功的功率:P2==4×104W,故D错误.
10.D
【解析】
将同一物体分别沿光滑斜面(无摩擦力)AB、AC以相同的速度,匀速拉到顶点A,拉力F1、F2对物体所做的功等于物体克服重力所做的功,而同一物体升高相同的高度克服重力做的功相同,故W1=W2;又因,W相同,AB>AC,所以F1<F2,再由知,速度相同,F1<F2,则P1<P2.
所以选择D.
11.2:3 3:2
【解析】
[1]由题意可知,P1:P2=3:2,
由P=可知,
做相同的功时,所用时间之比:
====;
[2]若用相同时间,则所做功之比:
===。
12.25J 62.5W
【解析】
每跳一次克服重力做的功是:
W=Gh=500N×0.05m=25J,
1min内做的功为:
W总=25J×150=3750J,
克服重力做功的功率为:
P=W总/t=3750J/60s=62.5W。
13.0 600 150
【解析】
根据题意木箱没有在重力的作用下移动距离,因此重力对木箱并没有做功,即做功为0,
由题可知:
F=100N,s=6m,t=4s,
那么推力对木箱做的功为:
W=Fs=100N×6m=600J,
做功的功率为:
,
故答案填0;600;150..
14.2:3 3:2
【解析】
(1)甲乙两台机器做功相等,故
W甲:W乙=1:1,
根据公式 可得:
(2)在相同的时间内,
t甲:t乙=1:1
根据公式 可得:
15.(1)1.62×107J;(2)4.05×104W.
【解析】
(1)消耗汽油的质量为kg
汽油完全燃烧放出的热量=
汽油机的有用功
(2)汽车运动的时间=400s
汽车的输出功率
16.(1)2.7×1010kg(2)15km/h(3)5.4×108J 1.5×105W
【解析】
(1)由ρ=可得,总补水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×2.7×107m3=2.7×1010kg;
(2)游船航行的时间t=4h;游船的平均速度v==15km/h;
(3)旅游车发动机所做的功W=Fs=9000N×60×103m=5.4×108J;发动机平均功率P==1.5×105W;
答:(1)总补水的质量是2.7×1010kg;
(2)游船的平均速度是15km/h;
(3)旅游车发动机所做的功是5.4×108J;平均功率是1.5×105W。