11.2 怎样比较做功的快慢 练习题（含答案）

11.2　怎样比较做功的快慢 　　　
题组1　功率及其大小比较　　　　　　　
1.生活中,人们通常用两种方法来比较做功的快慢。方法①:相同的时间内比较做功的多少;方法②:　　　　　　　　　　　　　　　　。如图1所示,表示的是用挖土机挖土比人力挖土快得多,所用的是判断方法　　　　;物理学用功率描述做功的快慢,公式为P=Wt,这种方法与方法　　　　是相同的。(后两空均选填“①”或“②”)?
图1
2.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1500 W,它表示的物理意义是　 。?

图2 图3 图4
3.如图2所示是一个小球自由下落过程中拍摄的频闪照片(每相邻两张照片拍摄的时间间隔相同)。小球在下落的前一半距离中,重力做的功为W1,做功功率为P1;小球在后一半距离中,重力做功为W2,做功功率为P2,则大小关系正确的是W1　　　　W2,P1　　　　P2。?
4.如图3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。(均选填“>”“<”或“=”)
5.两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)-时间(t)图像如图4所示,根据图像,下列判断正确的是(　　)
A.两次物体运动的速度v1B.两次物体所受的拉力F1>F2
C.0～6 s内拉力对物体所做的功:W1>W2
D.0～6 s内拉力对物体做功的功率:P1题后反思
　　比较功率的方法有:①已知时间相同,比较功的大小;②已知做功相同,比较所用时间的长短;③功和所用时间都不相同,比较两者的比值;④已知力和力的作用点的运动速度,可利用P=Fv比较功率。
题组2　功率的计算　　　　　　　
6.跳绳是同学们喜欢的一种运动,某同学质量为50 kg,如果1 min内跳120次,每次离地高度约4 cm(设每次离地高度和时间相同),则该同学跳一次做功　　　　J,他在这1 min锻炼中的功率是　　　　W。(g取10 N/kg)?
7.如图5所示的塔吊,用1×104 N的拉力F在20 s内将重为1.8×104 N的重物匀速竖直提升10 m,拉力F所做的功为　　　　J,功率是　　　　W。?

图5 图6
8.图6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40 kg的小华站在该扶梯上从商场一楼到二楼,已知扶梯以0.5 m/s的速度匀速上行。则扶梯对他做的功是
　　　　J,对他做功的功率是　　　　W。(g取10 N/kg)?
9.家用清洁机器人已经逐渐被人们接受并使用,如图7甲所示,质量为3 kg的清洁机器人在水平地面上匀速运动时,所受水平推力与速度的关系如图乙所示。在150 N的水平推力作用下,该机器人在水平地面上匀速运动10 s的过程中,推力所做的功为 　　　　J;当该机器人在水平地面上以0.6 m/s的速度匀速运动时,水平推力的功率为　　　　W。?
图7
10.周末大明和小华二人一起去登山,大明用了25 min登上山顶,小华用了20 min登上山顶,大明的体重是小华体重的1.5倍,则大明与小华的爬山功率之比是(　　)
A.5∶6 B.8∶15 C.6∶5 D.3∶2
11.[2020·随州] 物块在水平拉力F(大小未知)的作用下,在水平直线轨道上运动(如图8所示),其中AB=CD=10 m。已知物块在AB段和CD段分别以2 m/s和5 m/s的速度匀速运动,且在AB段、CD段所受摩擦阻力分别为1 N和2 N,则以下判断正确的是 (　　)
图8
A.该物块在CD段的惯性比AB段大
B.该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为2∶5
C.拉力F在AB段所做的功为20 J
D.拉力F在CD段做功的功率为10 W
12.[2020·乐山] 如图9所示,一款新型无人驾驶电动汽车,总质量为1.5×103 kg,在性能测试中,沿平直的公路匀速行驶,行驶过程中汽车受到的阻力为总重力的0.1。求:(g取10 N/kg)
(1)汽车匀速行驶的速度。
(2)汽车受到的牵引力。
(3)此过程中汽车牵引力所做的功和做功功率。
图9
题组3　测量功率　　　　　　　
13.小强准备测量他从一楼上到三楼的功率。
(1)他应该准备的测量器材有:卷尺、体重计和　　　　。?
(2)他应该测量的距离是　　　　。(填序号)?
A.一楼到三楼的竖直高度
B.楼梯的总长度
(3)下表是他的测量记录表,请你根据他的测量数据计算出他上楼的功率,并填写在表格的空白处。(g取10 N/kg)
质量m/kg
上升的高度h/m
所用的时间t/s
功率P/W
50
6
15
　　　?
14.已知一辆小轿车的质量为1.3 t,轮胎与地面的总接触面积约0.1 m2,发动机的额定功率为78 kW。 (g取10 N/kg)
(1)如果小轿车在水平方向上受到的牵引力为F,运动的速度为v,请你推导:小轿车的功率P=Fv。
(2)小平的爸爸驾驶该车在水平公路上沿直线匀速行驶,若在行驶中小轿车所受阻力约为车重的0.3,则此时小轿车的速度是多大?
(3)汽车在爬坡时一般车速都较慢,根据你所学的知识,解释其原因。
　　　　　　　　　　 　　　　 　　
答案
1.做相同的功比较所用时间的多少　①　①
2.快　该机器每秒做功1500 J
3.=　<
4.=　<
5.C　
6.20　40　
7.3×105　1.5×104　
8.1200　120　
9.750　180
10.C　
11.D　
12.(1)由图可知,汽车行驶的路程:s=5.4 km-3.6 km=1.8 km,
汽车行驶的时间:t=3 min=120 h。
汽车匀速行驶的速度:v=st=1.8km120h=36 km/h。
(2)由于汽车匀速直线行驶,所以汽车受到的牵引力等于阻力,即:F牵引=F阻=0.1G=0.1mg=0.1×1.5×103 kg×10 N/kg=1.5×103 N。
(3)此过程中汽车牵引力做功:W=F牵引s=1.5×103 N×1.8×103 m=2.7×106 J;
汽车牵引力做功的功率为P=Wt=2.7×106 J180 s=1.5×104 W。
13.(1)停表　(2)A　(3)200
14.(1)牵引力对小轿车做的功为W=Fs,小轿车行驶的速度为v=st,则小轿车发动机的功率:P=Wt=Fst=Fv。
(2)小轿车匀速直线运动过程中,发动机的牵引力:F=f=0.3G=0.3mg=0.3×1.3×103 kg×10 N/kg=3.9×103 N,由P=Fv可得,小轿车行驶的速度:v=PF=78×103 W3.9×103N=20 m/s。
(3)由P=Fv可知,在功率一定时,速度v越小,牵引力F越大,汽车上坡时,需要的牵引力较大,所以要减速行驶,以提供较大的牵引力。