【核心素养】双减作业本11.4 功率(第1课时)(苏科2024版九年级上册)含详解

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【核心素养】双减作业本11.4 功率(第1课时)(苏科2024版九年级上册)含详解

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双减作业本11.4功率(第1课时)
1.知道功率的概念,物理意义。
2.知道功率的公式、单位、能用公式计算功率。
(巩固性作业)
1.下列单位中不是功率单位的是( )
A.W B.kW C.J/s D.J/kg
2.关于功率,下列说法正确的是(  )
A.做功越多,功率越大
B.做功时间越短,功率越大
C.功率越大的机械,做功时间一定越短
D.单位时间内做功越多,功率越大
3.某新能源车发动机标有“169马力”,其表示1s内发动机做的功,则“马力”是下列哪一物理量的单位( )
A.功率 B.功 C.机械效率 D.速度
4.丽丽和爸爸买完菜后一起爬楼梯回家,对于爬楼梯过程的分析(不计菜的重力),下列说法正确的是(  )
A.两人做的功一样多 B.丽丽体重轻,做的功较少
C.两人做功的功率相等 D.爸爸体重大,做功的功率较小
5.甲、乙两台机器做功,甲做了600J功,用了2min,乙做了300J功,用了30s,下列说法不正确的是(  )
A.甲比乙做功慢 B.甲比乙功率小
C.甲比乙做功多 D.甲、乙功率之比为2∶1
6.如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动,两次拉动同一木块得到的s-t图像分别是图乙中的图线①、②。两次对应的弹簧测力计示数分别为、,两次拉力的功率分别为、,则(  )
A. B.
C. D.
7.如图所示,用的水平推力推着重为20N的物体沿水平方向做直线运动,若推力F对物体做功40J,在这一过程中(  )
A.物体受到的摩擦力为10N B.物体运动的路程为4m
C.重力做功为80J D.推力做功的功率为2W
8.如图所示,重为50N的物体在大小为40N的水平拉力F作用下,向右匀速运动了10m,所用的时间为20s,则拉力做的功是 J,重力做功的功率为 W。
9.家电“国补”政策拉动了消费,给市民带来了实惠。小明家购买了一台电视机,如图所示,电视机装在箱子里,小明用水平恒力F推箱子,箱子从O点开始向右做加速运动,依次经过a、b、c三点,且a、b之间和b、c之间的距离相等,F在ab段做功为,做功功率为;F在bc段做功为,做功功率为,则 (以下两空选填“”“”或“”), 。小明将电视机从箱子中竖直抱起静止在空中时,小明对电视机 (选填“做功”或“不做功”)。
10.如图甲所示,小桐用弹簧测力计拉木块,使它沿水平木板匀速滑动,图乙是她两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的图像。第一次的拉力为,则第二次木块受到的拉力 。第一次和第二次拉力的功率分别为和,则 。(均选填“小于”“等于”“大于”)
(拓展性作业)
11.下列关于功和功率的说法正确的是( )
A.功率越小,物体做功不一定越慢 B.功率越大,物体做功越多
C.功率越小,物体做功时间越短 D.功率越大,物体做功越快
12.在学校里,小明和小森分别将不同数量的课本从一楼搬运至二楼教室。在搬运过程中,小明对课本做功的功率较大,则小明比小森(  )
A.做功一定快 B.用的时间一定少
C.做的功一定多 D.做功与所用时间的比值一定小
13.如图所示,世界女子攀岩大赛中,中国选手先登顶。若两位选手体重相同,整个过程中国选手和瑞士选手克服重力做功分别为和,对应的功率分别为、,则(  )
A., B.,
C., D.,
14.如图所示,是甲、乙两物体做功与时间的关系图象,由图可知,甲、乙两物体做功的功率大小关系(  )
P甲>P乙 B.P甲<P乙 C.P甲=P乙 D.无法确定
15.如图甲所示,木块放在水平面上,先后两次水平向右拉动使其做直线运动,木块运动的s—t图像如图乙所示,两次木块运动的距离相同;第一次拉力的大小为F1、做功为W1、做功的功率为P1,第二次拉力的大小为F2、做功为W2、做功的功率为P2,则(  )
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
16.两台机器同时做功,甲机器做的功是乙机器做的功的,甲做功所用的时间与乙做功所用时间的比值是3:2,则甲、乙两台机器的功率之比是(  )
A.1:2 B.1:1 C.4:9 D.9:4
17.用如图甲的滑轮组提升重200N的物体,已知拉力F为80N,不计绳重和摩擦,物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示,反映绳子自由端运动的图线是 (选填“A”或“B”),动滑轮重为 N,3s内拉力做功的功率为 W。
18.随着科技的进步,AI机器人将逐渐改变我们的生活。如图所示是我国自主研发的某款人形机器人,具有智能灵巧身手。某次测试中,该机器人用100N竖直向上的力将物体在2s内匀速抬高2m。求:
(1)机器人对物体所做的功;
(2)机器人对物体做功的功率。
19.2025年10月,安徽皖北地区迎来玉米秋收季。小明家的玉米喜获丰收,爸爸用一辆质量为1.5t的四轮小货车运载玉米,小货车装载着500kg的玉米在平直公路上匀速行驶500m,用时50s,小货车所受阻力是小货车和玉米所受总重力的。(g取10N/kg)
(1)小货车匀速行驶500m的过程中所受牵引力是多大?
(2)小货车匀速行驶500m的过程中,牵引力做的功是多少?
(3)小货车匀速行驶500m的过程中,牵引力做功的功率是多少?
(探究性作业)
20.如图甲所示,用竖直向上的拉力F,将静止在水平地面上的物体向上提升。图乙表示F的大小随时间t的变化关系,图丙表示物体的运动速度v的大小随时间t的变化关系。已知在10s~20s内物体上升的高度为50m。下列说法正确的是(  )
A.物体的重力大小为55N
B.在0~10s内,物体对地面的压力大小是30N
C.在10s~30s内,物体上升的平均速度大小为10m/s
D.在20s~30s内,拉力F对物体做功的功率为500W
21.在粗糙程度相同的水平桌面上,物体在水平向右的拉力的作用下做直线运动,如图甲所示。物体运动速度与时间的关系如图乙所示,运动过程中拉力与时间的关系如图丙所示(内的图线未画出)。
(1)内,物体所受的摩擦力大小为 ,方向是 ,与内物体所受的摩擦力大小 (选填“相等”或“不相等”)。
(2)内拉力的大小为 。
(3)若拉力在内和内做功的功率分别为、,则 (选填“”“”或“”)。
22.科普阅读题:读短文,回答后面问题。
“火箭”电梯
据报道,安装在我国上海中心大厦的“火箭”电梯,其攀升速度创造了20.5m/s的世界纪录,从1楼到118楼只需短短55s,电梯的典型结构包括滑轮、轿厢、钢丝绳、配重、电动机、安全装置和信号操纵系统等,如题图甲所示,是某种升降电梯工作原理图。电动机和配重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力,连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近,轿厢与配重的运动方向始终相反。电动机通过切换转轴的转动方向,使轿厢升降自如。
(1)图甲中A和B滑轮是 (选填“定”或“动”)滑轮,其优点是 ;
(2)如图乙所示是某次电梯满载上升时的v-t图像,若配重的质量为,空轿厢的质量是,额定载重量是(g取)。电梯匀速运行阶段配重的重力做功 J。若不计钢丝绳重和一切摩擦,该电梯满载匀速运行时,电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是 W。
答案部分
核心巩固:
1.【答案】D
【解析】W是功率的国际单位;kW是功率的常用单位;功W的单位是J(焦耳),时间t的单位是s(秒),所以J/s是功率的单位(且1J/s=1W),因此J/s是功率单位;而J/kg是热值的单位,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
2.【答案】D
【解析】A.功率是表示做功快慢的物理量,公式为。做功多但时间不确定时,功率不一定大,故A错误;
B.做功时间短但做功多少不确定时,功率不一定大,故B错误;
C.功率大的机械,若做功多,做功时间不一定短,故C错误;
D.单位时间内做功越多,即越大,功率越大,故D正确。
故选D。
3.【答案】A
【解析】由题可知,马力表示1秒内发动机做的功。功率的定义是单位时间内所做的功,公式为 ,单位是瓦特(W)。而马力是功率的常用单位之一,1马力≈735瓦特。因此,马力对应的是功率的单位,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选 A。
4.【答案】B
【解析】AB.爬相同的楼梯,两人升高的高度相同,根据W=Gh可知,丽丽体重小做的功少,爸爸体重大做的功多,故A错误,B正确;
CD.爬相同的楼梯,丽丽做的功少,爸爸做的功多,由于丽丽和爸爸到达家的时间关系题干未给出,根据可知,两人做功功率的大小关系不确定,所以,两人做功的功率不一定相等,爸爸做功的功率也不一定较小,故CD错误。
故选 B。
5.【答案】D
【解析】ABD.根据题意可得,甲、乙两机器的功率分别为,
由于功率是表示物体做功快慢的物理量,甲比乙功率小,因此甲做功比乙做功慢,且甲、乙功率之比为,故AB正确,不符合题意,D错误,符合题意;
C.据题意可知,甲做了600J功,乙做了300J功,则甲比乙做功多,故C正确,不符合题意。
故选D。
6.【答案】A
【解析】由图乙可知,两次木块都做匀速直线运动,物体处于平衡状态,拉力等于滑动摩擦力;同一个木块对水平面的压力一定,接触面的粗糙程度相同,所以两次木块受到的滑动摩擦力大小相等,则两次测力计的拉力也相等,即,由乙图像可知,第①次木块运动的速度v较大,且两次拉力的大小相等,由公式可知,第①次拉力的功率较大,即,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.【答案】B
【解析】A.由于物体沿水平方向做直线运动,不一定是匀速直线运动,摩擦力与推力不一定是平衡力,摩擦力的大小无法判断,故A错误;
B.由W=Fs可得物体沿水平方向运动的距离
故B正确;
C.物体在重力的方向上没有移动距离,故重力做的功为0J,故C错误;
D.由于运动时间未知,故无法计算推力做功的功率,故D错误。
故选B。
8.【答案】400 0
【解析】[1]拉力做的功W=Fs=40N×10m=400J
[2]物体水平向右运动,与重力的方向垂直,重力不做功,由知,重力做功的功率为0。
9.【答案】 = < 不做功
【解析】[1][2]因为物体在恒定的水平拉力F的作用下,且ab=bc,根据W=Fs可知,拉力F在ab段和bc段做的功相等,即W1=W2;由于箱子在水平恒力F作用下开始向右加速运动,所以箱子通过ab段和bc段所用的时间t1>t2,由可知,P1[3]小明将电视机从箱子中竖直抱起静止在空中时,小明对电视机的力竖直向上,但是在力的方向没有移动一定距离,因此不做功。
10.【答案】等于 小于
【解析】[1]由图乙得,木块两次运动均作匀速直线运动,则两次运动中木块受到拉力与摩擦力均为平衡力,大小相等;木块对桌面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则木块受到的摩擦力不变,则两次拉力不变,第一次的拉力为,则第二次木块受到的拉力等于。
[2]由图得,木块第二次运动的速度较快,第一次和第二次拉力的功率分别为和,由得。
素养提升
11.【答案】D
【解析】AD.功率是描述物体做功快慢的物理量,功率越小,做功越慢;功率越大,表示物体做功越快,故A错误,D正确;
BC.由可知,做功的多少与功率大小和做功时间都有关系,功率越大,物体做功不一定越多,功率越小,物体做功时间不一定越短,故BC错误。
故选D。
12.【答案】A
【解析】A.功率是表示做功快慢的物理量,功率越大,做功越快,故A符合题意;
B.根据公式可知,只有在做功相同时,功率越大,做功时间越少,故B不符合题意;
C.根据公式可知,做功多少还与时间有关,功率越大不一定做功越多,故C不符合题意;
D.根据公式可知,做功多少与做功时间的比值就是功率,所以功率越大,做功多少与做功时间的比值越大,故D不符合题意。
故选A。
13.【答案】D
【解析】若两位选手体重相同,重力相同,同时从起点出发,都实现了登顶,终点相同,上升的高度相同,故克服重力做的功相同,即,中国选手时间短,根据可知,中国选手的功率比较大,故,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
14.【答案】A
【解析】功率是指物体做功的快慢,比较物体做功功率可以相同时间比较做功的多少;也可以做功相同,比较做功的时间。相同的时间内,甲做的功比乙做的功多,所以甲的功率大于乙的功率,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
15.【答案】D
【解析】两次在水平面上拉动同一木块,压力大小和接触面的粗糙程度均不变,故木块受到的滑动摩擦力大小不变;木块在水平方向上受到拉力和滑动摩擦力的作用,由s-t图象可知,木块两次都做匀速直线运动,所以拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,拉力大小等于滑动摩擦力,由于滑动摩擦力不变,故两次拉动木块运动时拉力F相等,即F1=F2;由于拉力F相等,由题意知,两次木块运动的距离相同,根据W=Fs可知,所以有W1=W2;由图乙可知,两次木块运动相同距离所需的时间t1<t2,根据可得,P1>P2,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
16.【答案】C
【解析】功率的计算公式为,设乙机器做的功为,则甲机器做的功
乙机器做功时间为,甲做功所用的时间与乙做功所用时间的比值是3:2,则甲机器做功时间
甲机器的功率
则甲、乙两台机器的功率之比4:9。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
17.【答案】A 40 120
【解析】[1]由图甲可知,n=3,则拉绳端移动距离s=3h,所以图乙中上面的倾斜直线A是绳子自由端运动的s-t图像,而下面的倾斜直线B是物体运动的s-t图像。
[2]根据可知,动滑轮重为
[3]由图乙可知,t=2s时,绳子自由端运动的距离s=3m,拉力F做的功
则拉力F做功的功率
因为是匀速拉动,所以3s内拉力做功的功率也是120W。
18.【答案】(1)200J (2)100W
【解析】(1)机器人对物体所做的功
(2)机器人对物体做功的功率
19.【答案】(1)800N (2) (3)8000W
【解析】(1)货车和玉米总质量
总重力
阻力
因小货车匀速行驶,处于平衡状态,受到的牵引力等于阻力,则牵引力的大小为
(2)牵引力做的功为
(3)牵引力做功的功率是
自我超越:
20.【答案】D
【解析】A.由图丙可知,物体在20s~30s时做匀速直线运动,处于平衡状态,受到拉力和重力是一对平衡力,因此物体的重力大小等于此时的拉力,由图乙可知,此时物体受到的拉力为50N,因此物体的重力大小为50N,故A错误;
B.由图乙可知,物体在0~10s内受到的拉力F=30N,由图丙可知,此时物体静止,处于平衡状态,物体在竖直方向上受到竖直向下重力、竖直向上的拉力和地面的支持力,由力的平衡条件可知,地面对物体的支持力
F支=G﹣F=50N﹣30N=20N
由物体间力的作用是相互的可知,物体对地面的压力
F压=F支=20N
故B错误;
C.在10s~20s内,物体处于加速运动状态,速度小于10m/s,在20s~30s内,速度为10m/s,故在10s~30s内,物体上升的平均速度小于10m/s,故C错误;
D.由图乙可知,20s~30s内受到的拉力F=50N,由图丙可知,物体的速度v=10m/s,则拉力F对物体做功的功率
故D正确。
故选D。
21.【答案】(1) 5 水平向左 相等 (2)5 (3)
【解析】(1)[1][2]结合乙、丙两图可知,0 3s内,物体受5N的拉力做匀速直线运动,此时物体处于平衡状态,受到的滑动摩擦力和此时的拉力大小相等,为5N,方向与拉力的方向相反,为水平向左。
[3]物体在3~6s都在相对于水平面运动,所受摩擦均为滑动摩擦,运动过程中,物体对接触面的压力大小不变,接触面的粗糙程度不变,所以受到的滑动摩擦力大小不变,所以这段时间内的摩擦力大小相等。
(2)由图乙可知,6~9s内,物体做匀速直线运动,受力平衡,拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,方向相反,摩擦力等于5N,所以拉力大小等于摩擦力大小,即拉力大小为5N。
(3)在0 3s内和6~9s内物体所受的拉力相等,但0 3s内物体的速度更快,根据可得P1>P2。
22.【答案】(1) 定 改变力的方向 (2) 5.4×104 2.4×104
【解析】(1)[1][2]图甲中A、B滑轮的轴心不随圆轮的转动而移动,即其轴心是固定不动的,所以A、B滑轮都是定滑轮,使用时都不能省力,只能改变力的方向。
(2)[1]由图乙知道,电梯匀速运行阶段,轿厢运行的时间
轿厢的速度为2m/s,配重下降的高度等于轿厢上升的高度,故配重下降的高度
配重的重力
则配重的重力做功为
[2]电梯满载匀速运行时,电动机钢丝绳对轿厢拉力为由图乙可知,电梯以2m/s的速度匀速运行,根据可知,功率为
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