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周练1 功 功率
一、填空题
1.如图所示，小明先用100 N的水平力推动水平地面上重500 N的木箱匀速直线前进5 m，推力所做的功为　　　　　 J，若用200 N的水平力推动木箱加速直线前进5 m，则该加速过程中推力所做的功为　　　　　J，整个过程中，木箱所受重力做的功为　　　　　J。
2.某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木板，在5 s内将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台。如图所示，已知窗台高3 m，木板长5 m，瓷砖重500 N，沿斜面所用拉力为400 N，则此过程中所做的有用功为　　　　　J，拉力的功率为　　　　　W，瓷砖与木板间的摩擦力为　　　　　N。
3.某汽车在平直公路上行驶，运动的路程-时间图像如图所示。0~6 min汽车的牵引力　　　　　6~12 min汽车的牵引力;0~6 min内汽车牵引力的功率　　　　　6~12 min内汽车牵引力的功率。（均选填“大于”“小于”或“等于”）
4.如图所示的是一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动的v-t图像，汽车行驶过程中所受阻力f=4 500 N恒定不变。在0~10 s内汽车通过的路程为130 m，则在0~10 s内汽车的平均速度为　　　　　m/s，发动机功率为　　　　　W，牵引力所做的功是　　　　　J。
二、选择题
5.人们使用机械时无需考虑 （　　）
A.是否省力 B.是否省功
C.是否省距离 D.是否能提高功率
6.如图所示，某商场中有两种电梯，甲为阶梯式电梯，乙为履带式电梯。小明乘甲、乙两种电梯匀速从一楼到二楼，该过程他与电梯保持相对静止，下列说法错误的是 （　　）
A.两种上楼方式，人克服重力做功相等
B.乘甲电梯过程中，电梯对人没有摩擦力
C.乘甲电梯过程中，电梯对人的支持力做功为零
D.乘乙电梯过程中，电梯对人的支持力做功为零
7.研究表明，人步行时重心升降的幅度约为脚跨一步距离的，人正常步行时，步距（指步行一步的距离）变化不大，请你估算一下：一个中学生正常步行（速度约为4 km/h）半小时克服重力做功的功率约为 （　　）
A.10 W B.20 W
C.70 W D.140 W
8.在水平地面上，小明在10 s内用50 N的力沿水平方向拉着重为100 N的小车前进了5 m，则小明的功率是 （　　）
A.25 W B.50 W
C.250 W D.500 W
9.2024年2月27日，“空中的士”首飞成功，深圳至珠海仅需20分钟。如图所示，“空中的士”的起飞质量为2 000千克，可载5人，巡航速度可达200 km/h，核心模组100%国产化。根据相关信息得出的结论正确的是（　　）
A.本次深圳至珠海航行距离约为400 km
B.“空中的士”能起飞是因为它受到了空气的浮力
C.“空中的士”加速升空时受到的升力等于受到的重力
D.满载时上升100 m对所有乘客做功约为3×105 J
三、实验题
10.风车是利用风力做功的装置。小明带领物理兴趣小组制作了一架小风车，想粗略测定风车在一定风速下做功的功率，利用如图所示的实验装置进行实验：
①将叶片安装在风车底座上，把线的一端固定在风车转轴上，另一端系上钩码;
②在风车正前方1 m处放置电风扇，将电风扇的风速调到1挡位，用秒表记录提升钩码到A点所需的时间。
（1）实验时，若测得钩码上升到A点的高度h、所用的时间t、钩码的质量m，则风车做功的功率P=　　　　　（表达式中的物理量均用符号表示）。
（2）实验交流时，兴趣小组的同学又提出了“风车做功的功率与风速有什么关系”的问题，于是同学们进行了探究并将实验收集到的数据记录在下表中。（注：电风扇挡位越高，风速越大）
电风扇挡位 钩码的质量/g 提升钩码到A点 的时间/s
1 50 15
2 50 13
3 50 10
①实验中，通过测量　　　　　来比较风车输出功率的大小。
②由表格数据可初步得出：在其他条件相同时，风速越大，风车的输出功率　　　　　（选填“越大”或“越小”）。
（3）兴趣小组在交流评估时有成员提出“上述结论是否符合普遍规律呢 ”的问题，小明从网上查到风速与风力发电机的输出功率的关系如表所示：
风速 /（m·s-1） 4 6 8 10 12 14 16 18 20
输出功 率/kW 0 75 200 360 540 740 730 650 550
①小虎由表格数据得出：风速为14 m/s时风力发电机的输出功率最大。你认为他的判断是　　　　　（选填“准确”或“不准确”）的，理由是　　　　　。
②根据表中数据分析，随着风速的增大，给风电场发电带来的经济效益　　　　　（选填“变大”“变小”“先变大后变小”或“先变小后变大”）。
四、计算题
11.龙舟比赛是中国传统运动项目之一。某队龙舟和运动员总质量为2.5×103 kg，在一次龙舟赛上，该队以1分40秒的成绩夺得500 m比赛冠军。已知该龙舟在运动过程中受到的阻力是龙舟和运动员受到的总重力的，龙舟底部距水面25 cm。（ρ水=1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg）
（1）求该队在500 m比赛过程中的平均速度。
（2）求龙舟底部受到水的压强。
（3）求龙舟在比赛过程中受到的浮力。
（4）如果把在比赛过程中该队龙舟的运动看作匀速直线运动，求运动员在比赛过程中划船时向前的动力所做的功和功率。
参考答案
1.500　1 000　0
2.1 500　400　100
3.等于　小于
4.13　9×104　9×105
5.B
6.C　【解析】两种方式中,小明所受的重力G相同、被提高的高度h也相同,由W有=Gh可知,两种方式做的有用功相等,故A正确;根据题意,在图甲中小明与电梯之间没有相对运动,也没有相对运动趋势,故与电梯之间没有摩擦力,故B正确;图甲中,支持力竖直向上,小明在支持力方向上移动了距离,故支持力做功,图乙中支持力垂直于电梯,在支持力方向上没有移动距离,故支持力不做功,故C错误,D正确。
7.C
8.A
9.D　【解析】“空中的士“的巡航速度v=200 km/h,深圳至珠海所需时间t=20 min= h,所以深圳至珠海的距离s=vt=200 km/h× h≈66.7 km,故A错误;“空中的士“能起飞是因为高速旋转的螺旋桨对空气有向下的推力,根据物体间力的作用是相互的,因此“空中的士“受到空气向上的推力,故而“空中的士“能起飞,故B错误;“空中的士“加速升空时,受力不平衡,受到的升力大于受到的重力,故C错误;成年人所受的重力约为600 N,上升的高度h=100 m,所以满载时上升100 m对所有乘客做功约为W=Gh=5×600 N×100 m=3×105 J,故D正确。
10.（1）
（2）①提升钩码到A点的时间
②越大
（3）①不准确　没有仔细探究风速在14 m/s附近的风力发电机的输出功率的变化情况,可能风速略大于或略小于14 m/s时风力发电机的输出功率最大
②先变大后变小
11.解：（1）由题意可知,该队的龙舟比赛在500 m比赛过程中所用的时间：t=1 min 40 s=100 s
则该队龙舟的平均速度：
v===5 m/s
（2）龙舟底部受到水的压强：p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×25×10-2 m=2.5×103 Pa
（3）龙舟和运动员受到的总重力：
G=mg=2.5×103 kg×10 N/kg=2.5×104 N
龙舟在比赛过程中处于漂浮状态,由物体的漂浮条件可知,龙舟在比赛过程中受到的浮力：
F浮=G=2.5×104 N
（4）龙舟受到的阻力：
f=G=×2.5×104 N=3×103 N
因为该队龙舟的运动看作匀速直线运动,所以,由二力平衡条件可知,运动员在比赛过程中划船时向前的动力：F=f=3×103 N
动力做的功：
W=Fs=3×103 N×500 m=1.5×106 J
动力做功的功率：
P===1.5×104 W

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