2022-2023学年度人教版八年级物理下册期末知识点提升训练:11.2功率
一、单选题
1.有两台机械甲和乙,甲的功率为162kW ,乙的功率为128kW,下列说法正确的是( )
A.甲一定比乙做功多 B.乙一定比甲做功多
C.甲一定比乙做功快 D.相同时间内,乙一定比甲做功多
2.举重是我国的优势体育项目,在抓举时,两位运动员用相同时间把同样重的杠铃举起,一位运动员将杠铃举起1.8m,对杠铃所做的功为W1, 功率分别为P1;另一位运动员将杠铃举起1.9m,对杠铃所做的功为W2,功率为P2,则下列关系式中正确的是( )
A.W1< W2 B.W1= W2 C.P1>P2 D.P1=P2
3.体重稍大的大明和体重稍小的小明比赛登楼,比赛方法是:大明背着小明登上两层楼,记录所用的时间,然后小明背着大明登同样的两层楼,也记录所用时间。结果两人用时相等。那么这次比赛两人做功的功率相比,( )
A.大明的较大 B.小明的较大
C.两人的一样大 D.不能比较
4.如图所示,水平木板上有甲、乙两个木块,甲的质量大于乙的质量。两木块下表面的粗糙程度相同。甲、乙分别在水平拉力F1和F2的作用下,以相同速度匀速直线运动了相同时间,下列说法中( )
①F1大于F2
②F2比F1的功率大
③F1比F2做功多
④甲的重力做功较多
A.只有①③正确 B.只有②③正确
C.只有①④正确 D.只有②④正确
5.小明从一楼提30个鸡蛋送给三楼的张爷爷。则小明( )
A.提鸡蛋的力做的功约为90J
B.提鸡蛋的力做功的功率约为90W
C.爬楼做的功约为600J
D.爬楼做功的功率约为600W
6.一次体育课上,甲、乙两同学进行爬爬竿比赛,甲从某一位置匀速爬到竿顶用时8s,乙从同一位置爬到竿顶用时12s。若甲、乙两人体重相等,则他们爬竿功率之比为( )
A.2∶3 B.3∶2 C.4∶9 D.9∶4
7.如图所示的图线,是甲、乙两物体所做功与所用时间的关系图线。由图线可知甲、乙两物体功率P甲、P乙大小关系为( )
A.P甲>P乙 B.P甲=P乙 C.P甲
A.; B.;
C.; D.;
9.在体育课上,小明用频闪照相机记录了质量为450g的足球沿斜坡向下运动的过程。频闪照相机每隔0.2s拍一张照片,照片记录了足球在不同时刻的位置如图所示。由图可估算该足球从位置A到位置B的过程中,足球的重力做功的功率最接近于( )
A.3W B.6W C.9W D.12W
10.将重为2N的物体A挂于弹簧测力计下,测力计与物体A共同处于静止或匀速直线运动状态,已知匀速运动的速度v1
②测力计对物体A的拉力做功的功率最大;
如图所示的四种情景中,同时符合以上二条描述的是( )
A.静止 B.以v1的速度竖直向上匀速运动 C.以v2的速度竖直向上匀速运动 D.水平向右匀速运动
11.甲、乙两人质量之比为5∶4.他们沿静止的自动扶梯匀速跑上楼的功率之比为3∶2.甲跑上楼所用的时间t1,当甲站在自动扶梯上不动,开动自动扶梯把甲送上楼所用的时间t2,那么,当乙用原来的速度沿向上开动的扶梯跑上楼时。所用的时间为( )
A. B.
C. D.
12.某汽车公司对自主研发的无人驾驶汽车性能进行测试,甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动,且v甲<v乙,若不计空气阻力,则汽车匀速行驶时的功率P甲和P乙以及牵引力在相同时间内所做的功W甲和W乙之间的关系正确的是( )
A.P甲<P乙,W甲<W乙 B.P甲>P乙,W甲>W乙
C.P甲>P乙,W甲<W乙 D.P甲=P乙,W甲=W乙
13.如图所示,小丽用滑轮组匀速提升一个重为600N的物体,物体上升的速度为0.1m/s,人拉绳的力F为250N,不计绳重和摩擦,下列说法不正确的是( )
A.人拉绳做功的功率为75W
B.滑轮组的机械效率为80%
C.动滑轮重为100N
D.绳子自由端移动的速度为0.3m/s
14.举重是我国的优势体育项目。一位身高180cm的运动员和一位身高160cm的运动员,在挺举项目中用相同时间把同样重的杠铃举起,如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2,功率分别为P1和P2,则下列关系式正确的是( )
A.W1=W2 P1=P2 B.W1>W2 P1>P2
C.W1>W2 P1=P2 D.W1<W2 P1<P2
15.如图所示,光滑斜面AB>AC,沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部匀速拉到顶部,所用时间相同,所需拉力分别为F1和F2,所做的功分别为W1和W2,所做功的功率分别为P1和P2,则( )
A.F1
二、填空题
16.功率是表示物体_______的物理量。某机器上标有“1000W”字样,其物理意义是_______。若这台机器正常工作2分钟,做功_______焦。
17.如图所示,用水平力推放在水平面上的物体使其做匀速直线运动。当物体运动的速度为0.3m/s时,对物体施加的推力为F1;当物体运动的速度为0.5m/s时,对物体施加的推力为F2,则在两次运动过程中,推力的功率之比P1:P2=________。
18.为了保护环境,我国大力发展新能源电动汽车。如图所示,新能源电动汽车正在充电,充电过程中电动汽车的电池相当于电路中的 ___________;假如这辆新能源车的电池容量为,充电功率为6000W,大约需要 ___________h才能充满电。
19.铁路提速,要解决许多技术问题,通常列车所受阻力与速度平方成正比,即f=kv2,列车要行驶得快,必须用大功率的机车来牵引,试计算列车分别以120km/h和40km/h的速度匀速行驶时,机车功率大小的比值为_____。
20.某小组测量上楼的功率,用刻度尺测出每步台阶高,长,每层楼梯有n步台阶,转角处平台距离为,用体重计分别测出每人的体重m,用停表记录上楼所用时间t,测得小明相关数据如图,小明的质量是___________,他从第1步走到第3步台阶,克服自身重力做的功是___________J,他们通过思考和交流,总结了用上述测得的物理量计算每位同学上楼功率的表达式为P=___________(用上述物理量的字母表示)。
21.小明周末陪父母自驾纯电汽车外出,途经高速公路服务区时,小明爸爸利用服务区的充电桩进行了25分钟的定时充电,小明从爸爸的手机上的电子发票上看到充电量为50kW·h,则这次充电的平均功率为 ___________kW。从汽车仪表盘上发现汽车此时的电量为90%,可续航里程为630.0km,若汽车满电量(电量100%)___________km。
22.如图所示的滑轮组,水平拉动重为100N的物体以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动,若物体受到的摩擦力为90N,不计机械自重和摩擦,则拉力大小为 ___________N,10s内拉力做的功为 ___________J,拉力的功率为 ___________W。
23.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示。则:
(1)在0-2s时段的2s时间内,推力F对物体所做的功是______J;
(2)在4-6s时段的2s时间内,物体运动的路程是______m;
(3)在4-6s时段的2s时间内,推力F对物体做功的功率是______W;
(4)在2-4s时段的2s时间内,物体受到的摩擦力是______N。
24.如图是一款新型智能航拍无人机。机身总质量3kg,飞行时先以1.2m/s的速度匀速上升36m,又以1m/s的速度沿水平方向匀速飞行100m(g=10N/kg),无人机在整个飞行过程中,需要克服重力做功______J,无人机上升过程所用时间为______s,上升过程,克服重力做功的功率为______W。
25.工人用100N的推力沿斜面推重为150N的箱子,4s内前进了6m,箱子在竖直方向上上升了3m,在这个过程中,木箱克服重力做功为__________J;工人对木箱做功的功率是__________W;斜面摩擦力为__________N。
26.如图甲所示为一辆洒水车,未装水时其质量为4t,水箱的容积为8m3。[已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10N/kg]
(1)洒水车装满水后,在水平路面上匀速行驶洒水过程中,其动能_______ ,机械能_________ ;(两空均选填“增大”“减小”或“不变”)
(2)当洒水车装满水后,司机不在车上未洒水时,轮胎与地面总接触面积为0.5m2,求洒水车对地面产生的压强是多大?( )
(3)洒水车洒完水后空车行驶时,某段时间内的s-t图像如图乙所示,这段时间内其所受阻力为4000N,则这段时间内洒水车牵引力的功率是多少?( )
27.如图所示是某航模小组操控的一架重为20N的小型无人机,让它在10s内沿水平方向匀速前进了10m,则其在竖直方向所受合力为 ___________N。当无人机在10s内沿竖直方向匀速下降10m,则其重力所做的功为 ___________J,该无人机重力做功的功率是 ___________W。
28.如图,在两个大小为15N的压力F1和F2的作用下,质量为1kg的木块可在两个长板之间以0.1m/s的速度匀速向下滑落1min,重力做功______J,如果保持两个压力F1和F2的大小和方向不变,为使木块以0.3m/s的速度匀速向上滑动,对木块向上的推力大小为______N,此时推力的功率是______W。
29.小明用图中的动滑轮匀速向右拉动水平地面上的物体A,测出A在10s内移动的距离s=4m,受到地面的摩擦力 f=10N,水平拉力 F=8N。
(1)物体A受到摩擦力的方向______(选填“水平向左”、“水平向右”);
(2)物体A在10s内移动的速度为______m/s;
(3)拉力F做功的功率为______W。
30.(1)我们可以用两种方法来比较物体做功的快慢,如图是挖掘机(甲)和人(乙)同时开始工作到某时刻的情形,你认为 ___________做功较快,你用的比较方法是 ___________。
(2)水平地面上有一个质量为5kg的箱子,小刚用60N的水平推力使它在10s内匀速前进了10m小刚停止推箱子。箱子又经过2s向前滑动了1.5m停下来,在箱子运动的整个过程中,推力对箱子一共做功 ___________J,小刚对箱子做功的功率是 ___________W。
三、实验题
31.下表是小明和小亮比较上楼的功率的数据,由表格中数据可知:
(1)本次实验使用的测量器材有体重计、刻度尺和______;
(2)根据记录计算功率的表达式是P=______;(用物理量的符号表示)
(3)把小明和小亮的功率填入表格。
姓名 体重G/N 高度h/m 时间t/s 功率P/W
小明 600 6 30 ______
小亮 500 6 20 ______
32.小刚想粗略地测算自己在单杠上做引体向上运动时的功率,如图所示。
(1)需要的测量工具:电子秤、刻度尺、___________;
(2)请帮他设计实验步骤:
①用___________测出小刚的质量m;
②小刚吊在单杠上,用刻度尺测量人的下巴到单杠的高度h,也就是人体上升的高度;
③连续完成n次引体向上,记录需要的___________;
④计算做功的功率;
(3)小刚采用表格记录数据,请帮他把表中空格①②③④补充完整,不填写数据。( )( )( )( )
① ② 拉一次克服重力所做的功W/J 拉上去的次数 ③ ④
/ / / / / /
33.某班同学进行登楼比赛如图,看谁做功快,甲、乙、丙三位同学记录了自己从一楼跑到确定的楼层所用的时间,并填入下面表格中,然后将有关的物理量也记录在下面的表格中。
学生 学生体重(牛) 楼梯的高度(米) 登楼做的功(焦耳) 所用时间(秒)
甲 500 3 1500 5
乙 500 3 1500 7.5
丙 600 6 3600 12
(1)分析比较以上实验数据,可以得出甲、乙两同学相比,做功较快的是_______________。判断的理由是______________。
(2)分析比较以上实验数据,若要比较乙、丙两位同学做功的快慢,则要比较的是_______________来确定哪位同学做功快。因此为了比较做功的快慢,引入了物理量_______________。
34.测量两位同学从一楼登上到三楼做功快慢的实验,下表是两位同学的实验数据,其中实验次数1、2做功快慢相同并且最快,次数4做功快慢其次,次数3做功最慢:
同学 实验次数 做功时间(秒) 做功(焦)
甲 1 30 6000
甲 2 60 12000
乙 3 30 4000
乙 4 50 6000
(1)比较实验次数1和3可得到:当______,做功越快;
(2)比较实验次数______可知:当两位同学做功多少相同时,所用时间越短,做功越快;
(3)当做功多少和做功时间均不相同时,需要对表格中的数据进行综合分析,当______,做功越快。因此,为了比较两位同学做功的快慢,应该在表格最后一列增加一栏项目,这个项目是______(要写上单位),为此物理学中引入了一个新的物理量叫______。
35.在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中,实验过程如图所示。
(1)在实验中应水平匀速直线拉动物体A,根据________原理测出滑动摩擦力的大小;
(2)比较甲、丙两次实验可以得出结论:在________相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)在甲、乙两次拉动过程中,如果速度相同,甲、乙两次的拉力功率P甲________P乙;
(4)在图乙所示实验中,若将拉力增大到4.5N,此时B________摩擦力(选填“受”或“不受”)。
四、计算题
36.如图所示是新能源纯电动汽车,质量为1.5t,该汽车在长为1.2×104m的平公路上匀速行驶了10min,测得汽车匀速行驶的阻力500N。求:
(1)电动汽车匀速行驶时的速度;
(2)电动汽车牵引力做的功;
(3)电动汽车牵引力做功的功率。
37.抗击新冠肺炎疫情期间,某市救护车转运患者集中隔离治疗,该车配置了负压装置,负压舱内气压小于外界气压,将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理,有效避免了病毒的传播。某次转运病人时,救护车以的恒定功率在平直公路上匀速行驶,用时。请解答下列问题:
(1)救护车匀速行驶牵引力做的功;
(2)救护车所受的阻力;
(3)按照卫生标准,负压舱内外气压差应为之间。经测量发现,该负压舱的面积上内外气体压力差为,通过计算判断负压舱内外气压差是否符合标准。
38.疫情时期,智能配送机器人从仓库的仁和站出发,将医疗物资送到了武汉第九医院。该智能配送机器人设计的空载质量350kg,承载量可以达到150kg。
(1)该机器人空载时受到的重力是多少
(2)若配送机器人在某段平直的路面上由静止开始运动,如图甲是速度v随时间t变化的关系图象,求在7-12s内配送机器人运动的距离
(3)图乙是牵引力F随时间t变化的关系图象,求在7-12s牵引力做功的功率有多大
39.如图甲所示是使用汽车打捞湖水中重物的示意图,汽车通过定滑轮牵引水底一个质量分布均匀的正方体重物,在整个打捞过程中,汽车以恒定的速度v=0.1m/s向右运动。图乙是此过程中汽车拉力F随时间t变化的图象。设t=0时汽车开始提升重物,忽略水的阻力、绳重、滑轮摩擦和湖水深度的变化,已知湖水的密度是1×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)湖水的深度;
(2)湖水对湖底的压强;
(3)重物的密度;
(4)整个打捞过程中汽车拉力的最小功率。
40.在大型体育比赛中,记者们常使用飞行器在高空中进行拍摄,飞行器上搭载了高清相机,利用螺旋桨升至高空,可以随时进行悬停拍摄,智能返航。如图所示,质量为1.5 kg的飞行器有四个支脚,每个支脚的底面积为1×10-4 m2,起飞前安装上0.08 kg的相机,若飞行器从地面用10 s竖直上升到50 m的高空中悬停进行拍摄。g取10 N/kg,求:
(1)航拍起飞前,飞行器静置于水平地面上时对地面的压强;
(2)航拍起飞后,在上升过程中飞行器的速度;
(3)飞行器克服重力做功的功率。
41.利用如题图甲所示消防车的升降台可以运送消防员至高空作业,升降台在5s内将质量为60kg的消防员(含设备)从A点匀速提升到B点后,在B点静止。AB长为10m,与水平方向夹角为30°。(g=10N/kg)
(1)在框中画出消防员在AB段受力的示意图(用代替消防员);
(2)求出升降台对消防员的支持力;
(3)求出AB段升降台对消防员的支持力做功的功率;
(4)若消防员鞋底总面积,求他在B点静止时对升降台的压强。
42.在某平直路面上,质量是,最大功率为的汽车,受到的阻力是车重的倍。
(1)汽车匀速行驶时,汽车的牵引力是多少?
(2)汽车的最大速度是多少?
(3)汽车以最大速度行驶,行驶用多长时间?
43.“一方有难八方支援”,如图一辆装载医疗物资的货车正在驶向武汉。该货车在水平路面上沿直线匀速行驶时,它所受的阻力为车总重的0.1倍,货车(含驾驶员)空载时重为2×104N。
(1)货车空载行驶时所受的阻力大小?
(2)货车以54km/h的速度空载匀速行驶时,5s内货车牵引力做的功?
(3)当货车以95kW的额定功率、90km/h的速度匀速行驶时,货车最多可装载多重的货物?
44.无人驾驶汽车也称为轮式移动机器人,主要依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。如图为一款无人驾驶汽车,车重为1.5×104N,汽车轮胎与水平地面的接触总面积为0.15m2。在某次测试中,该车从A地以20m/s的速度匀速行驶0.5h到达B地,这个过程中汽车牵引力的功率为40kW。求(g取10N/kg):
(1)该车静止时对地面的压强?
(2)该车匀速行驶时的牵引力大小?
(3)测试过程中,无人驾驶汽车牵引力做功多少?
45.某国研制出“会飞的汽车”(如图),这款车的车身和一般汽车相似,但车门多了两个可折叠的翅膀。在陆地行驶时,翅膀折叠,在空中飞行时,翅膀张开。g=10N/kg。以下是该车的一些信息,问:
汽车质量 600kg 发动机功率 75kW
空中最大飞行速度 360km/h 最大飞行距离 800km
地面最大行驶速度 160km/h 轮胎与地面接触面积 4×0.03m2
(1)该汽车的重力是多少?
(2)该汽车停在水平地面上时,对地面的压强是多少?
(3)该汽车以最大飞行速度飞行了8000米,则汽车发动机做功多少?
46.为了增强体质,小星定期的进行跳绳训练。如图所示,在一次训练中,小星跳绳时所穿运动鞋的总质量为,平均每分钟他跳绳120次,若每次双脚把运动鞋抬离地面的高度均为,则:
(1)运动鞋的总重力的大小是多少?
(2)每上升一次他对运动鞋做的功为多少?
(3)他跳绳时对运动鞋做功的平均功率为多少W?
(4)在参加中考体育考试时,小星认为跳绳时每次跳的高度不宜太高,这可节省体力更好的参加体考的其它项目。你同意他的观点吗?请写出你的判断理由。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【详解】AB.由W=Pt知道,做功的多少由功率和时间共同决定,甲的功率比乙的功率大,但是时间长短不确定,所以甲乙做功多少无法比较,故AB错误;
C.甲的功率大,甲做功一定比乙做功快,故C正确;
D.乙的功率小,由W=Pt知道,相同时间内,乙一定比甲做功少,故D错误。
故选C。
2.A
【详解】由题可知,两运动员分别将杠铃举高1.9m和1.8m,运动员举起杠铃的重力相同,因为举高1.9m的运动员比举高1.8m的运动员举得高,所以根据W=Gh可知
因为两运动员举起杠铃的时间相同,所以根据可知
综上分析知,故A正确,BCD错误。
故选A。
3.C
【详解】两种比赛方法,两人的总重力相等,爬楼的高度相等,根据W=Gh可知,两种方法做的功相等,又知两人用时相等。根据可知,两人做功的功率一样大。
故选C。
4.A
【详解】由题意可知,甲的质量大于乙的质量,根据可知,,则两物块对地面的压力;两木块下表面的粗糙程度相同,放在相同地面上,所以,两木块受到的摩擦力;两木块匀速前进,所受摩擦力和拉力是平衡力,所以,两木块受到的拉力;两物块以相同速度匀速直线运动了相同时间,所以匀速前进了相同的距离,根据可知,F1比F2做功多,在相同时间匀速前进了相同的距离,表明两木块运动的速度相同;根据可知,甲拉力的功率大于乙拉力的功率,两木块都是水平前进的,重力都没有做功。
综上所述,只有①③正确,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.A
【详解】AB.一个鸡蛋的质量约为
m=50g=0.05kg
30个鸡蛋的总重力
一楼到三楼的总高度
h=3m×2=6m
提鸡蛋的力做的功
W=Gh=15N×6m=90J
所用时间约为t=20s,提鸡蛋的力做功的功率
故A正确,B错误;
CD.小明的重力约500N,爬楼做的功
功率
故CD错误。
故选A。
6.B
【详解】因为甲、乙两同学从同一位置爬杆到顶端,所以两同学爬杆上升的高度h相同,由和W=Gh可知,两同学爬杆功率之比为
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
7.A
【详解】如图所示:
取时间点t0,由图可知,在相同时间内,甲做的功大于乙做的功。由可知,P甲>P乙。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8.B
【详解】由图甲可知,物体做匀速直线运动,速度大小为
由图乙可知,物体的速度保持不变,即物体做匀速直线运动,速度大小为;因为两次都是匀速直线运动,拉力和摩擦力是平衡力,根据二力平衡条件可知,推力都等于摩擦力,物体在两次运动过程中,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,故受到的水平推力不变,两次水平推力为
已知
由
可得,两次推力的功率
故B正确,ACD不符合题意。
故选B。
9.A
【详解】足球的直径约为20cm,由图可知,足球下落的高度约为2个足球的直径,则足球下落的高度
足球从位置A到位置B的过程中,足球的重力对足球做的功
由图可知,从位置A到位置B的过程中,足球运动的时间
则此过程中,重力对足球做功的功率
故选A。
10.C
【详解】由图示知,物体A不管向哪个方向匀速运动,或静止,都是处于平衡状态,所受的是平衡力,所以弹簧测力计的示数等于A的重力,为2N。A以v3的速度向右匀速运动时,移动的距离水平,拉力的方向竖直向上,拉力不做功,功率为0;A处于静止时,拉力也不做功,功率为0;A向上匀速直线运动时,拉力做功的功率P=Fv,而拉力相等,速度越大功率越大,且v1
【详解】甲乙的重力之比为
甲乙的功率之比,由功率的公式
得甲乙的速度之比为
得,设扶梯高度为s,则甲的速度,且;扶梯速度;当乙用原来的速度沿向上开动的扶梯跑上楼时,所用的时间为
故ABC错误,不符合题意;D正确,符合题意。
故选D。
12.A
【详解】由于不计空气阻力,在水平方向上,甲、乙两辆汽车都受牵引力F与摩擦力f作用,两辆汽车都做匀速直线运动,处于平衡状态,所以
F甲=f甲,F乙=f乙
甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动,两辆汽车对水平路面的压力相等,都等于汽车自身的重力;接触面的粗糙程度相同,所以两辆汽车所受的摩擦力大小相等,即
f甲=f乙
所以牵引力
F甲=F乙
因为v甲<v乙,根据P=Fv可知
P甲<P乙
运动的时间相同,根据W=Pt可知
W甲<W乙。
故A正确,BCD不正确。
故选A。
13.C
【详解】AD.因为物体上升的速度为
,
所以绳子移动的速度为
人拉绳做功的功率为
故AD正确,AD不符合题意;
B.滑轮组的机械效率为
故B正确,B不符合题意;
C.由
得
故C错误,C符合题意。
故选C。
14.B
【详解】由题知身高180cm的运动员和身高160cm的运动员举起杠铃的重力相同,因为身高180cm的运动员比身高160cm的运动员高,所以根据可知,;因为两运动员举起杠铃的时间相同,根据可知,,由分析可知,B正确,ACD错误。
故选B。
15.D
【详解】因为斜面光滑,且同一重物被匀速地从底部被拉到顶部,所以
W1=W2=Gh
又因为
,
且AB>AC,所以
F1
P1=P2
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
16. 做功快慢 1s内机器做功1000J 1.2×105
【详解】[1]由功率的定义可知,功率是表示物体做功快慢的物理量。
[2][3]某机器上标有“1000W”,它的含义是1s内机器做功1000J,这台机器正常工作2分钟,做功
W=Pt=1000W×2×60s=120000J=1.2×105J
17.3:5
【详解】因为两次运动过程中压力大小和接触面的粗糙程度都没有发生变化,所以,由滑动摩擦力的影响因素可知,两次运动过程中物体受到的摩擦力大小相等,因为两次运动过程中物体都做匀速直线运动,所以,由二力平衡条件可知,两次运动过程中的推力大小相等,由
可知,推力的功率之比为
18. 用电器 7.9
【详解】[1]新能源电动汽车正在充电,充电过程中电动汽车的电池消耗了电能,相当于电路中的用电器。
[2]由于6000W=6kW;电池充满电需要的时间约为
19.27
【详解】[2]根据题意可知,列车所受阻力之比为
因为列车做匀速直线运动,所以,由二力平衡条件可知,机车牵引力之比
由公式
可知,机车功率之比为
即机车功率大小的比值为27。
20. 50 150
【详解】[1][2]根据图丙知小明的质量为50kg,小明的重力为
从第1步走到第3步的高度为
小明克服自身重力做的功为
[3]小明同学爬楼的功率的表达式为
21. 120 700
【详解】[1]这次充电的平均功率为
[2]电量每1%可续航里程
若汽车满电量(电量100%)可续航里程
22. 30 180 18
【详解】[1]若忽略绳重和摩擦,则可以对动滑轮做受力分析,向左受到的三段绳子拉力,向右受到物体的拉力,这个拉力大小等于物体所受地面给它的摩擦力。因此绳子自由端拉力为
[2]在10s内物体移动的距离
绳子自由端通过的距离
拉力做的功
W=Fs=30N×6m=180J
[3]拉力的功率为
23. 0 8 8 2
【详解】(1)[1]在0-2s时段的2s时间内,由运动图像可知此时物体静止,故物体运动的路程为0,故不做功,即做功为0。
(2)[2]在4-6s时段的2s时间内,由运动图像可知此时物体的速度为4m/s,故运动的路程为
(3)[3]在4-6s时段的2s时间内,推力大小为2N,此时匀速直线运动,故推力等于摩擦力等于2N,速度为4m/s,故推力F对物体做功的功率是
(4)[4]在2-4s时段的2s时间内,物体处于加速运动,但是物体对接触面的压力和接触面的粗糙程度都未变,故此时受到的摩擦力仍为2N。
24. 1080 30 36
【详解】[1]无人机的重力
G=mg=3kg×10N/kg=30N
无人机在整个飞行过程中,需要克服重力做功
W=Gh=30N×36m=1080J
[2]无人机上升所用时间
[3] 上升过程,克服重力做功的功率
25. 450 150 25
【详解】[1]木箱克服重力做功为
[2]工人对木箱做功
工人对木箱做功的功率是
[3]斜面摩擦力做功为
由得,斜面摩擦力为
26. 减小 减小
【详解】(1)[1][2]洒水车装满水后,在水平路面上匀速行驶洒水过程中,速度不变,质量减小,所以动能减小;高度不变,质量减小,重力势能也减小,总的机械能减小。
(2)[3]根据题意可知,装满水后有
车静止在水平路面上,压力的大小等于车和水的总重,则有
故洒水车对地面产生的压强为
(3)[4]由图可知,洒水车做匀速直线运动,所以有
则这段时间内洒水车牵引力的功率为
27. 0 200 20
【详解】[1]小型无人机在10s内沿水平方向匀速前进,匀速直线运动属于平衡状态,受平衡力,则其在竖直方向所受合力为0。
[2]重力做功
[3]重力做功的功率
28. 60 20 6
【详解】[1]木块受到的重力
G=mg=1kg×10N/kg=10N
匀速向下滑落的高度
h=vt=0.1m/s×60s=6m
重力做功
W=Gh=10N×6m=60J
[2][3]在竖直方向上,当木块在两个压力的作用下匀速下滑时,由二力平衡条件可知,竖直方向上所受重力和摩擦力是一对平衡力,木块受到竖直向上的摩擦力
f=G=10N
当木块在两个大小和方向都不变的压力的作用下向上匀速滑动时,由平衡条件可知,物体受到竖直向上的推力与竖直向下的重力、摩擦力平衡,则推力为
F=G+f ′
由影响滑动摩擦力的大小因素可知,物体匀速向上运动和匀速向下运动时,对物体的压力、接触面的粗糙程度不变,所以此时物体受到的摩擦力不变,即
f ′=f=10N
则推力大小
F=G+f '=10N+10N=20N
推力的功率
P=Fv′=20N×0.3m/s=6W
29. 水平向左 0.4 6.4
【详解】(1)[1]物体A在水平向右的拉力作用下,水平向右运动,所以受到滑动摩擦力的方向与运动方向相反,即水平向左。
(2)[2]A在10s内移动的距离s=4m,即物体A在10s内移动的速度
(3)[3]由图可知,水平滑轮组中n=2,绳端移动距离
则拉力F做功
则拉力F做功的功率
30. 甲 相同的时间比较做功的多少 600 60
【详解】(1)[1][2]图中是挖掘机和人同时开始工作到某时刻的情形,则所用的时间相同,很显然是甲挖土更多(即用挖掘机做功更多),因此甲方式做功更快,采用的比较方法是:相同的时间比较做功的多少。
(2)[3]小刚前10s对箱子做的功为
W=Fs=60N×10m=600J
后2s箱子由于惯性滑行,小刚没有对其做功,故推力对箱子一共做功600J。
[4]小刚对箱子做功的功率
31. 秒表 120 150
【详解】(1)[1]由表可知,需要测量时间,所以还需要的测量工具是秒表。
(2)[2]上楼时需要克服自身的重力做功,功率的表达式
(3)[3]小明的功率
[4]小亮的功率
32. 秒表 电子秤 时间t 人的质量m/kg 人体上升的高度h/m 时间t/s 功率P/W
【详解】(1)[1]根据
除使用体重计、刻度尺外,要测量功率还需要测量时间,实验器材还需要秒表。
(2)[2][3]使用电子秤测量小刚的质量m;用刻度尺测量每次引体向上上升的高度h;用秒表测量连续n次引体向上动作需要的时间t;根据
计算出小刚做引体向上运动时的功率。
(3)[4][5][6][7]由以上实验步骤可知,表中需要记录的数据是人的质量m/kg,人体上升的高度h/m,时间t/s,功率P/W。
33. 甲 做相同的功时,甲做功时间短 功与时间的比值 功率
【详解】(1)[1][2]甲、乙两位同学做的功相同,而乙同学用时7.5s、甲同学用时5s,所以甲的功率大。
(2)[3][4]乙、丙两位同学登楼做的功和所用时间不同,要想确定哪位同学做功快,应比较功与时间的比值的大小,即比较功率的大小。
34. 做功时间相同时,做功越多 1与4 做功与时间的比值越大时 做功/时间(焦/秒) 功率
【详解】(1)[1] 比较实验次数1和3,做功时间相同时,1做功多,1做功快,可知做功时间相同时,做功越多,做功越快。
(2)[2]比较实验次数1与4,两位同学做功多少相同,甲所用时间越短,甲做功快,可知做功多少相同时,所用时间越短,做功越快。
(3)[3]由实验数据可知,当做功多少和做功时间均不相同时,当做功与时间的比值越大时,做功越快。
[4][5]为了比较两位同学做功的快慢,应该列增加的一栏项目是做功/时间(焦/秒),我们物理学中把做功与所用时间之比叫功率。
35. 二力平衡 压力 < 受
【详解】(1)[1]在实验中应水平匀速直线拉动物体A,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡原理,测力计读数等于物体受到的滑动摩擦力的大小。
(2)[2]比较甲、丙两次实验,压力相同,丙中接触面粗糙程度更大,测力计示数也大,故可以得出结论:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)[3]在甲、乙两次匀速直线拉动物体的过程中,乙中测力计示数较大,如果速度相同,根据
知,甲、乙两次的拉力功率P甲(4)[4]乙图中物体B开始随A做匀速直线运动,B相对于A没有相对运动的趋势,B不受摩擦力,若将拉力增大到4.5N,B相对于A有相对运动的趋势,B受摩擦力。
36.(1)20m/s;(2)6×106J;(3)1×104W
【详解】解:(1)电动汽车匀速行驶时的速度
(2)因为电动汽车做匀速直线运动,所以,由二力平衡条件可知,电动汽车的牵引力
F=f=500N
电动汽车牵引力做的功
W=Fs=500N×1.2×104m=6×106J
(3)电动汽车牵引力做功的功率
答:(1)电动汽车匀速行驶时的速度为20m/s;
(2)电动汽车牵引力做的功为6×106J;
(3)电动汽车牵引力做功的功率为1×104W。
37.(1);(2);(3)不符合标准
【详解】(1)救护车的功率
救护车行驶的时间
根据可得,救护车匀速行驶牵引力做的功
(2)救护车运动的距离
由可得,牵引力
因为救护车做匀速直线运动,所以牵引力和阻力是一对平衡力,即
(3)负压舱内外气压差
按照卫生标准,负压舱内外气压差应在之间,所以负压舱内外气压差是,不符合标准。
答:(1)救护车匀速行驶牵引力做的功是;
(2)救护车所受的阻力是;
(3)通过计算负压舱内外气压差为,不符合标准。
38.(1)3500N;(2)30m;(3)180W
【详解】(1)机器人空载时的重力
(2)由图象可知,在做匀速直线运动,速度,根据速度公式可得在7-12s内配送机器人运动的距离
(3)由图象可知,在做匀速直线运动,速度,由图象可知,在机器人的动力,则配送机器人牵引力做功的功率
答:(1)该机器人空载时受到的重力是3500N;
(2)在7-12s内配送机器人运动的距离为30m;
(3)在7-12s牵引力做功的功率为180W。
39.(1)6m;(2)6×104Pa;(3)3×103kg/m3;(4)2000W
【详解】解:(1)由图乙可知从开始提升重物到重物完全露出水面所用的时间t1=60s,忽略湖水深度的变化,湖水的深度
h=s=vt1=0.1m/s×60s=6m
(2)湖水对湖底的压强
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×6m=6×104Pa
(3)由图乙可知,重物上表面刚露出水面到下表面刚露出水面所用的时间
t2=60s﹣50s=10s
重物的边长
l=vt2=0.1m/s×10s=1m
正方体重物的体积
V=l3=(1m)3=1m3
由图乙可知,重物的重力
G=F2=3×104N
由G=mg可知,重物的质量
则重物的密度
(4)由
可知,速度恒定时,拉力最小时汽车的功率最小,当重物浸没在水中时,排开水的体积最大,重物受到的浮力最大,由力的平衡条件可知,此时汽车的拉力最小,重物浸没在水中时排开水的体积
V排=V=1m3
重物受到浮力
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1m3=1×104N
则汽车的最小拉力
F最小=G﹣F浮=3×104N﹣1×104N=2×104N
整个打捞过程中汽车拉力的最小功率
P最小=F最小v=2×104N×0.1m/s=2000W
答:(1)湖水的深度为6m;
(2)湖水对湖底的压强为6×104Pa;
(3)重物的密度为3×103kg/m3;
(4)整个打捞过程中汽车拉力的最小功率为2000W。
40.(1);(2);(3)79W
【详解】解:(1)航拍起飞前,飞行器静置于水平地面上时对地面的压力
对地面的压强
(2)在上升过程中飞行器的速度
(3)飞行器克服重力做的功
飞行器克服重力做功的功率
答:(1)航拍起飞前,飞行器静置于水平地面上时对地面的压强为;
(2)航拍起飞后,在上升过程中飞行器的速度为5m/s;
(3)飞行器克服重力做功的功率为79W。
41.(1);(2)600N;(3)600W;(4)
【详解】解:(1)将消防员从A点匀速提升到B点的过程中,消防员处于平衡状态,且消防员受到竖直向下的重力和升降台对他竖直向上的支持力,由二力平衡条件可知这两个力的大小相等,如图所示:
(2)消防员的重力
因为消防员从A点匀速提升到B点,处于平衡状态,由二力平衡条件可知,升降台对消防员的支持力
(3)由数学知识可知,消防员上升的高度
AB段升降台对消防员的支持力做的功
支持力做功的功率
(4)消防员对水平升降台的压力
他在B点静止时对升降台的压强
答:(1)见解析;
(2)升降台对消防员的支持力为600N;
(3)AB段升降台对消防员的支持力做功的功率为600W;
(4)消防员在B点静止时对升降台的压强为。
42.(1);(2);(3)
【详解】解:(1)由题意可得,汽车受到的重力为
因为汽车做匀速直线运动,汽车受到的阻力与牵引力是一对平衡力,大小相等,所以汽车受到的牵引力
(2)根据
可知,汽车的最大速度为
(3)根据可知,汽车以最大速度行驶,行驶所用的时间为
答:(1)汽车匀速行驶时,汽车的牵引力是;
(2)汽车的最大速度是;
(3)汽车以最大速度行驶,行驶用。
43.(1)2×103N;(2)1.5×105J;(3)1.8×104N
【详解】解:(1)货车空载行驶时所受的阻力大小
f=0.1G空=0.1×2×104N=2×103N
(2)因为货车匀速行驶,所以牵引力和阻力是平衡力,牵引力
F=f=2×103N
汽车的速度
v=54km/h=15m/s
5s货车行驶的距离
s=vt=15m/s×5s=75m
5s内货车牵引力做的功
W=Fs=2×103N×75m=1.5×105J
(3)货车功率
P′=95kW=9.5×104W
此时货车的速度
v′=90km/h=25m/s
由
得,此时牵引力
因为汽车匀速行驶,所以此时阻力和牵引力是平衡力,阻力
f′=F′=3800N
因为
f′=0.1G总
所以总重力
装载货物的最大重力
G载物=G总﹣G空=3.8×104N﹣2×104N=1.8×104N
答:(1)货车空载行驶时所受的阻力大小为2×103N;
(2)货车以54km/h的速度空载匀速行驶时,5s内货车牵引力做的功为1.5×105J;
(3)当货车以95kW的额定功率、90km/h的速度匀速行驶时,货车最多可装载多重的货物1.8×104N。
44.(1)105pa;(2)2000N;(3)7.2×107J
【详解】解:(1)水平地面上汽车对地面的压力
F=G=1.5×104N
地面的受力面积
S=0.15m2
由 知道,该车静止时对地面的压强
(2)汽车牵引力的功率
P=40kW=40000W
由于
故该车匀速行驶时的牵引力
(3)汽车行驶的时间
t=0.5h=0.5×3600s=1800s
所以,测试过程中,无人驾驶汽车牵引力做的功
W=Pt=40000W×1800s=7.2×107J
答:(1)该车静止时对地面的压强为105pa;
(2)该车匀速行驶时的牵引力大小为2000N;
(3)测试过程中,无人驾驶汽车牵引力做的功为7.2×107J。
45.(1)6000N;(2)5×104Pa;(3)6×106J
【详解】解:(1)汽车的重力
G=mg=600kg×10N/kg=6000N
(2)汽车在水平地面上压力等于重力,即
F=G=6000N
受力面积
S=4×0.03m2=0.12m2
汽车对水平地面的压强为
(3)汽车的飞行的速度
v=360km/h=100m/s
汽车的飞行时间为
发动机功率
P=75kW=75000W
汽车发动机做功
W=Pt=75000W×80s=6×106J
答:(1)该汽车的重力是6000N;
(2)该汽车停在水平地面上时,对地面的压强是5×104Pa;
(3)汽车发动机做功6×106J。
46.(1)2N;(2)0.12J;(3)0.24W;(4)见解析
【详解】解:(1)运动鞋的总重力为
(2)每上升一次他对运动鞋做的功为
(3)平均每分钟他跳绳120次,则跳一次所用的时间为
平均功率为
(4)同意,因为每次跳的高度太高,则每次对自己以及运动鞋所需做功也较多,根据做功实现能量的转化,所以当做功越多则导致被转化的体能也越多。
答:(1)运动鞋的总重力为2N;
(2)每上升一次他对运动鞋做的功为;
(3)他跳绳时对运动鞋做功的平均功率为;
(4)同意,因为每次跳的高度太高,则每次对自己以及运动鞋所需做功也较多,根据做功实现能量的转化,所以当做功越多则导致被转化的体能也越多。
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