第十一章 和機(jī)械能2節(jié)  功率知識(shí)能力全練知識(shí)點(diǎn)  功率1.(2021上海普陀期中)甲、乙兩臺(tái)機(jī)器,它們的功率分別300瓦和350瓦,則下列選項(xiàng)中正確的是 (    )A.甲做功一定比乙做功多 B.甲做功時(shí)間一定比乙少C.甲做功可能比乙做功多 D.甲做功可能比乙做功慢2.(2021福建廈門(mén)期末)物理學(xué)中常用數(shù)學(xué)方法來(lái)表示某些量的關(guān)系。下列圖像中能用陰影面積表示某物理量的是????????????? (    )3.甲、乙兩輛功率相等的汽車(chē),做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度之比vv=21,那么,兩輛汽車(chē)的牽引力之比為________,在相等的時(shí)間內(nèi)兩輛汽車(chē)做功之比為________。4.如圖所示是當(dāng)今非常流行的平衡車(chē)。某品牌平衡車(chē)的功率為240W,能以10.8km/h的速度在平直的道路上連續(xù)勻速行駛10km,則它在這個(gè)過(guò)程中受到的阻力為________N,行駛這10km所做的功為________J。5.(2021黑龍江哈爾濱道里模擬)一定質(zhì)量的貨物在吊車(chē)鋼索的拉力作用下,豎直向上運(yùn)動(dòng)(不考慮空氣的阻力和鋼索重力),貨物運(yùn)動(dòng)的路程(s)時(shí)間(t)圖像如圖所示。2s時(shí)鋼索的拉力大小________8s時(shí)鋼索的拉力大小0至6s內(nèi)鋼索拉力的功率________6s至12s內(nèi)鋼索拉力的功率。(填“大于”、“小于”或“等于”)6.(2021獨(dú)家原創(chuàng)試題)做引體向上的規(guī)范動(dòng)作是兩手正握單杠,由懸垂開(kāi)始。上提時(shí),下顎須超過(guò)杠面;下放時(shí),兩臂放直,不能曲臂。在動(dòng)作達(dá)到規(guī)范要求后,小明想利用如圖所示的家用引體向上單杠估測(cè)自己做引體向上時(shí)的功率。請(qǐng)你幫他完成該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。(1)實(shí)驗(yàn)原理____________________(2)實(shí)驗(yàn)需要的測(cè)量?jī)x器________________________________________(3)實(shí)驗(yàn)步驟:________________________________________________________________________________(4)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格:   (5)功率計(jì)算表達(dá)式(用已知和測(cè)量出的物理量的正確符號(hào)表示)________。7.如圖,利用叉車(chē)運(yùn)送貨物,已知貨物質(zhì)量為500kg、底面積為5m2,貨物與叉車(chē)水平叉臂的接觸面積為0.8m2,g取10N/kg。(1)叉車(chē)托著貨物勻速水平移動(dòng),求貨物對(duì)叉車(chē)水平叉臂的壓強(qiáng);(2)叉車(chē)在20s內(nèi)將貨物勻速舉高1.8m,求叉車(chē)支持力對(duì)貨物做功的功率。   三年模擬全練8.(2021寧夏吳忠利通期末,2,★☆☆)四位同學(xué)一起到九龍半島公園游玩時(shí)突發(fā)奇想,要進(jìn)行一次比賽。他們商定:四人同時(shí)出發(fā),繞公園跑一圈,功率最大者獲勝。那么,最后勝出者一定是????????????? (    )A.體重最大的同學(xué) B.最快跑完一圈的同學(xué) C.速度最大的同學(xué) D.做功最快的同學(xué)9.(2021河南濮陽(yáng)一模,13,★☆☆)(多選)物體在同一水平地面上做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),通過(guò)相等的路程s,當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)路程和時(shí)間圖像如圖甲時(shí),受到的水平推力為F1;當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度和時(shí)間圖像如圖乙時(shí),受到的水平推力為F2;兩次推力做功分別為W1、W2;兩次推力的功率分別為P1、P2。則下列關(guān)系正確的是????????????? (    )A.W1<W2   P1=P2 B.W1 =W2   P1<P2 C.F1<F2   P1=P2 D.F1=F2   P1<P210.(2021江蘇無(wú)錫錫山一模,22,★☆☆)如圖所示,“圓夢(mèng)號(hào)”是我國(guó)首個(gè)軍民通用新型平流層飛艇,當(dāng)飛艇推進(jìn)器產(chǎn)生的推力與氣流對(duì)飛艇的水平作用力平衡時(shí),可使飛艇長(zhǎng)時(shí)間懸停。飛艇所受的空氣阻力f與速度v的關(guān)系為f=kv2[式中的k=0.9N/(m2·s-2)],推進(jìn)器的功效(功效是指推進(jìn)器的推力與功率的比值)為0.01N/W,當(dāng)平流層風(fēng)速為30m/s時(shí),使飛艇懸停的推進(jìn)器功率為________kW。11.(2021江西景德鎮(zhèn)樂(lè)平期中,33,★★☆)疫情期間,長(zhǎng)期居家隔離不能出門(mén),于是像練瑜伽、踢鍵子、做廣播操、跳繩等運(yùn)動(dòng)成為一種時(shí)尚。小聰同學(xué)想測(cè)出自己跳繩時(shí)克服重力做功的功率,請(qǐng)你利用所學(xué)的知識(shí)幫助他設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。(1)簡(jiǎn)要的實(shí)驗(yàn)步驟:①用電子秤測(cè)出____________________(填物理量與其對(duì)應(yīng)字母);________測(cè)出跳起的高度h(腳離地面的高度);________記錄跳n次________(物理量與其對(duì)應(yīng)字母)。(2)請(qǐng)?jiān)谔摼€(xiàn)框中設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。(3)跳繩時(shí)克服重力做功的平均功率表達(dá)式P=____________________。(4)小聰先用較慢的速度跳繩,測(cè)得功率為P1,然后用較快的速度跳繩,測(cè)得功率為P2,則P1________P2(填“>”、“=”或“<”)。12.如圖所示是小東同學(xué)騎著某質(zhì)量為12kg的助力車(chē),在平直路面上由靜止開(kāi)始做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的vt圖像,全程共運(yùn)動(dòng)8min,在第5min時(shí)剛好到達(dá)全路程的中點(diǎn),g取10N/kg,則:(1)若助力車(chē)在勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,動(dòng)力的功率恒為2kW,則助力車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),動(dòng)力做功多少J?(2)在全程運(yùn)動(dòng)的時(shí)間內(nèi),助力車(chē)受到的平均動(dòng)力為車(chē)和小東總重的0.25倍,全程動(dòng)力做的總功為5.4×105J,那么,小東的質(zhì)量為多少kg?  五年中考全練13.(2021廣西桂林中考,12,★☆☆)如圖所示,小桂和小林一起坐在秋千凳上蕩秋千,他們的重力分別是G1、G2,且G1<G2,某次從最高點(diǎn)下擺到最低點(diǎn)的過(guò)程中,他們重力做功的大小分別為W1、W2,重力做功的快慢分別為P1、P2。則????????????? (    )A.W>W2  B.W =W2  C.P.<P2 D.P=P214.物塊在水平拉力F(小未知)的作用下,在水平直線(xiàn)軌道上運(yùn)動(dòng)(如圖),其中AB=CD=10m。已知物塊在AB段和CD段分別以2m/s和5m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng),且在AB段、CD段所受摩擦阻力分別為1N和2N,則以下判斷正確的是????????????? (    )A.該物塊在CD段的慣性比在AB段的慣性大 B.該物塊通過(guò)AB段和CD段所用的時(shí)間之比為25C.拉力F在AB段所做的功為20J D.拉力F在CD段做功的功率為10W15.(2021黑龍江齊齊哈爾中考,18,★☆☆)在水平地面上工人師傅沿水平方向推重300N的木箱做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),木箱速度隨時(shí)間變化的圖像如圖所示。已知在48s內(nèi)木箱受到的推力恒為100N,則在這段時(shí)間(48s)內(nèi),木箱受到的推力的功率是________W,810s內(nèi)木箱受到的摩擦力________N(忽略空氣阻力)16.某旅行車(chē)滿(mǎn)載時(shí)總質(zhì)量為8t,車(chē)輪與地面接觸的總面積為0.4m2。求(g取10N/kg):(1)旅行車(chē)滿(mǎn)載靜止在水平地面上,對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少?(2)如果在某路段,旅行車(chē)牽引力的功率恒定為72kW,當(dāng)它以108km/h的速度勻速行駛時(shí),受到的阻力是多少?(3)2020年的年底,朝陽(yáng)至北京的高鐵將開(kāi)通,該段鐵路線(xiàn)長(zhǎng)約450km,若高鐵列車(chē)全程以360km/h的最高設(shè)計(jì)速度行駛時(shí),受到的阻力為1.4×105N,則列車(chē)從朝陽(yáng)到北京需要多少小時(shí)?列車(chē)要克服阻力做多少功?     核心素養(yǎng)全練17.小波同學(xué)是一名要參加中考的初三學(xué)生,他了解到中考體育跳繩需要達(dá)到一分鐘180個(gè)才能獲得滿(mǎn)分,于是在某個(gè)陽(yáng)光明媚的上午,小波在學(xué)校操場(chǎng)上進(jìn)行了測(cè)試。同時(shí),“好奇心”物理興趣小組的同學(xué)們也來(lái)測(cè)量小波同學(xué)跳繩的功率。(1)根據(jù)你所掌握的知識(shí),要達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模d趣小組需要選擇的實(shí)驗(yàn)器材有:____________________、____________________和停表。(2)興趣小組同學(xué)根據(jù)小波跳繩情況制作了一張圖,如圖,假設(shè)小波跳繩整個(gè)過(guò)程是勻速的。通過(guò)計(jì)算,可以判斷出這次跳繩小波________(選填“能”或“不能”)獲得滿(mǎn)分。(3)稱(chēng)得小波同學(xué)質(zhì)量約為60kg,請(qǐng)你通過(guò)圖,大致估算出整個(gè)過(guò)程小波做的功為________J;他跳繩的功率約________W。(g取10N/kg)(4)從實(shí)際角度分析,你認(rèn)為小波同學(xué)此次跳繩的實(shí)際功率應(yīng)該比計(jì)算出的功率________(選填“偏大”“偏小”或“相等”)。寫(xiě)出一條你認(rèn)為的原因:_______________________________________(合理即可)
參考答案解析2節(jié)  功率知識(shí)能力全練1.C  做功的多少由功率和時(shí)間共同決定,故A錯(cuò)誤;做功相同的時(shí)候,甲做功用時(shí)一定比乙長(zhǎng),故B錯(cuò)誤;甲每秒做功300J,乙每秒做功350J,根據(jù)W=Pt可知,若t>t,甲做功可能比乙做功多,故C正確;甲的功率小,甲做功一定比乙做功慢,故D錯(cuò)誤。2.B  A、C圖中陰影面積表示功率和功的乘積,D圖中陰影面積表示功和時(shí)間的乘積,這些乘積都不能表示某物理量,故A、C和D選項(xiàng)錯(cuò);B圖陰影部分面積表示功率和做功時(shí)間的乘積,表示功,故B正確。3.答案12  11解析P=F可知,在功率相等時(shí),F(xiàn)與v成反比,因速度之比vv=21,故兩輛汽車(chē)的牽引力之比為12;根據(jù)W=P可知,在時(shí)間相同時(shí),W與P成正比,故兩輛汽車(chē)做功之比為11。4.答案80   8×105解析由公式P==Fv可得,它受到的阻力為f=F==80N:行駛這10km所做的功W=F=80N×10×103m=8×105J。5.答案等于  大于【解析】由圖像可知,貨物在06s和612s都做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),處于平衡狀態(tài),拉力都等于重力;由圖像可知,06s過(guò)程中貨物通過(guò)的距離為3m;612s的過(guò)程中貨物通過(guò)的距離為1m而拉力相同,由W=Fs可知,0至6s內(nèi)鋼索拉力做的功大于6s至12s內(nèi)鋼索拉力做的功;時(shí)間相同,由P=可知,0至6s內(nèi)鋼索拉力的功率大于6s至12s內(nèi)鋼索拉力的功率。6.答案(1)P=  (2)電子秤、停表、刻度尺  (3)見(jiàn)解析  (4)見(jiàn)解析  (5)P=【解析】(1)測(cè)量引體向上功率的實(shí)驗(yàn)原理是:P=(2)根據(jù)功率的計(jì)算公式P=可知,該實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量小明的質(zhì)量、小明上升的高度和所用的時(shí)間,因此需要的測(cè)量?jī)x器為:電子秤、刻度尺和停表(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟為:①利用電子秤測(cè)量出小明的質(zhì)量;②用刻度尺測(cè)量出小明完成一次規(guī)范引體向上動(dòng)作時(shí)上升的高度h;③用停表測(cè)量出小明連續(xù)完成n次規(guī)范引體向上動(dòng)作時(shí)需要的時(shí)間t④將測(cè)量數(shù)據(jù)填入設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格中,計(jì)算出小明做引體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)的功率P(4)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格如下:(5)P=7.答案(1)6.25×103Pa  (2)450W【解析】(1)貨物對(duì)叉臂的壓力:F=G=mg=500kg×10N/kg=5×103N;F貨物對(duì)叉車(chē)水平叉臂的壓強(qiáng):p=6.25×103Pa;(2)叉車(chē)對(duì)貨物的支持力:F=G=5×103N,叉車(chē)支持力對(duì)貨物做的功:W=Fs=5×103N×1.8m=9×103J叉車(chē)支持力對(duì)貨物做功的功率:P=450W三年模擬全練·8.D  已知功率最大者獲勝,所以最后勝出者一定為做功最快的同學(xué);而體重最大或速度最大的同學(xué)做功不一定快,不一定是最后勝出者。9.BD  由圖像甲、乙可知,物體都做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),都處于平衡狀態(tài),根據(jù)二力平衡條件可知,推力都等于摩擦力,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體對(duì)地面的壓力不變,接觸面的粗糙程度不變,則物體受到的摩擦力不變,故受到的水平推力F1=F2由題知,兩次物體通過(guò)的路程相等,故根據(jù)W=Fs可知,兩次推力做的功:W1=W2由甲圖可知v=2m/s<v,由P==Fv可得,兩次推力的功率P1<P210.答案81解析在平流層飛艇受到的阻力為f=kv2=0.9N/(m2·s-2)×(30m/s)2=810N,飛艇懸停在空中,因此飛艇受到的水平推力和阻力是一對(duì)平衡力,所以水平推力F=f=810N,則此時(shí)飛艇推進(jìn)器的功率為P==81000W=81kW.11.答案(1)①自己的質(zhì)量m   ②刻度尺   ③停表  所用的時(shí)間t  (2)見(jiàn)解析  (3)  (4)<【解析】(1)實(shí)驗(yàn)步驟:①用電子秤測(cè)出自己的質(zhì)量;②用刻度尺測(cè)出跳起的高度h(腳離地面的高度);③用停表記錄跳n次所用的時(shí)t(2)根據(jù)測(cè)量步驟要測(cè)量的物理量,設(shè)計(jì)的表格如下所示:(3)跳繩時(shí)克服重力做功的功率表達(dá)式P=(4)以較快的速度跳繩時(shí),相同時(shí)間內(nèi)跳的次數(shù)多,由表達(dá)式可知功率較大,則P1<P2.12.答案(1)3.6×105J  (2)48kg【解析】(1)由題圖可知,助力車(chē)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=8min5min=3min=180s,動(dòng)力做的功:W=Pt=2000W×180s=3.6×105J;(2)勻速運(yùn)動(dòng)的路程:s1=vt=10m/s×180s=1800m,全程的總路程為:s=2s1=2×1800m=3600m,根據(jù)W=Fs可得,全程的平均動(dòng)力為:F=150N.小東和車(chē)的總重力為:G==600N,助力車(chē)的重力為:G車(chē)=m車(chē)g=12kg×10N/kg=120N,小東的重力為:G=GG車(chē)=600N120N=480N,小東的質(zhì)量為:m==48kg。五年中考全練13.C  從最高點(diǎn)下擺到最低點(diǎn)的過(guò)程中,重力做的功為W1=Gh、W2=G2h,因?yàn)閔相同,且G1<G2,則W1<W2,故A、B不符合題意;P1=,P2=,因?yàn)?/span>t相同,W1<W2,所以P1<P2,故C符合題意,D不符合題意。14.D  慣性的大小只與質(zhì)量有關(guān),與速度大小無(wú)關(guān),故A錯(cuò)誤;由題知,物塊在AB段和CD段的速度之比為25,AB=CD,則該物塊通過(guò)AB段和CD段所用的時(shí)間之比為52,故B錯(cuò)誤;物塊在AB段勻速運(yùn)動(dòng),拉力等于摩擦阻力,拉力F在AB段所做的功:W=FAB·AB=fAB·AB=1N×10m=10J,故C錯(cuò)誤物塊在CD段勻速運(yùn)動(dòng),拉力等于摩擦阻力,拉力F在CD段做功的功率:P==FCDvCD=2N×5m/s=10W,故D正確。15.答案100  100解析由圖示知,48s內(nèi),木箱的速度保持不變,則在這段時(shí)間內(nèi),木箱受到的推力的功率P=Fv=100N×1m/s=100W;48s內(nèi),木箱所做的是勻速運(yùn)動(dòng),所受的摩擦力等于推力,即f=F=100N;而810s內(nèi),木箱做減速運(yùn)動(dòng),但木箱對(duì)水平地面的壓力不變,接觸面的粗糙程度不變,則所受的摩擦力大小與48s內(nèi)的相同,為100N。16.答案(1)2×105Pa  (2)2.4×103N  (3)1.25h   6.3×1010J【解析】(1)旅行車(chē)滿(mǎn)載靜止在水平地面上,對(duì)地面的壓強(qiáng)為p=2×105Pa:(2)P==Fv可得旅行車(chē)的牽引力F==2.4×103N.因車(chē)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),故處于平衡狀態(tài),受平衡力的作用,則有f=F=2.4×103N;(3)由v=可得列車(chē)從朝陽(yáng)到北京需要的時(shí)間t=1.25h,列車(chē)要克服阻力做的功為W=Fs=1.4×105N×450×103m=6.3×1010J。核心素養(yǎng)全練17.答案(1)臺(tái)秤   刻度尺  (2)不能  (3)3600  60  (4)偏大   肢的運(yùn)動(dòng)要消耗能量【解析】本題借助“測(cè)量跳繩功率”這一實(shí)際問(wèn)題,考查了“從物理學(xué)視角解釋自然現(xiàn)象和解決實(shí)際問(wèn)題”的綜合能力。(1)測(cè)量跳繩的功率就是測(cè)量克服自身重力做功的平均功率,由P=可知,需要的實(shí)驗(yàn)器材有:測(cè)量小波質(zhì)量m的臺(tái)秤、測(cè)量重心上升高h的刻度尺和測(cè)量時(shí)間t的停表(2)由圖可知,跳一次繩的時(shí)間0.4s,則1min跳繩的次數(shù)n=150個(gè)<180個(gè),所以,這次跳繩小波不能獲得滿(mǎn)分(3)由圖可知,跳一次繩重心上升的高度h=4cm=0.04m,則跳一次繩克服重力所做的功W1=Gh=mgh=60kg×10N/kg×0.04m=24J,整個(gè)過(guò)程小波做的功:W=150×24J=3600J,他跳繩的功率:P==60W;(4)由于四肢的運(yùn)動(dòng)要消耗能量,身體肌肉的收縮和拉伸要消耗能量,心臟推動(dòng)血液循環(huán)要消耗能量,人體向外散熱要消耗能量等,所以,小波同學(xué)此次跳繩的實(shí)際功率應(yīng)該比計(jì)算出的功率偏大。

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