人教版物理八年级寒假班 第10讲 功率 预习讲义(难)(学生版+教师版)

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人教版物理八年级寒假班 第10讲 功率 预习讲义(难)(学生版+教师版)

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功率
比较做功快慢的两种方法
做相同的功,
所用的时间不同
用相同的时间,
所做的功不同
功率
物理意义:
表示物体做功快慢的物理量
定义:
功跟完成这些功所用时间的比值
定义式:
P==Fv
其中W代表功,单位是焦(J);t代表时间,单位是秒(s);F代表拉力,单位是牛(s);v代表速度,单位是m/s;P代表功率,单位是瓦特,简称瓦,符号是W。
功率的单位:
功率的国际单位是瓦特,
.
其他单位还有千瓦和兆瓦.
换算关系:
,
【典型例题】
类型一、基础知识
1、如图1所示两位同学将相同重物从一楼搬到三楼,所用时间不同。由图中提供信息,判断以下说法正确的是(  )
 
A.
a图中同学做功多,做功快
 
B.
b图中同学做功多,做功快
 
C.
做功相同,a图中同学做功时间少,做功快
 
D.
做功相同,b图中同学做功时间多,做功快
【思路点拨】比较做功快慢的方法有两种:(1)在功相同时,比较做功时间的长短,做功时间越短功率越大;(2)在做功时间相同时,比较做功的多少,做的功越多功率越大。
【答案】C
【解析】由图可知两人做的功相同,但做功时间不同,所以做功的快慢不同,做功时间少的同学做功快,即a图同学做功快。选C。
类型二、知识运用
2、有甲、乙两台机器,甲乙做功之比2:3,甲乙所用时间之比1:3,比较甲、乙两机器的功率,则P甲:P乙是(

  A.3:2   
B.2:1   
C.2:3   
D.1:3
【答案】B
【解析】对于这种题目同学们别忘记大胆假设,甲乙做功之比2:3,即设是W甲=2,W乙=3,同理设t甲=1,t乙=3,根据公式P=W/t,可得P甲=2,P乙=1,所以P甲:P乙=2:1。但是注意:使用此方法必须已知所求都是比例。
一.选择题(共23小题)
1.某机器的功率是1000瓦,这句话的物理意义是(  )
A.表示这台机器能做1000瓦的功
B.表示这台机器能做1000焦的功
C.表示这台机器每秒能做1000瓦的功
D.表示这台机器每秒能做1000焦的功
2.功率,下列说法正确的是(  )
A.力对物体做的功越多,功率就越大
B.做功时间短的机械功率大
C.完成相同的功,用的时间越长,功率越大
D.功率大的机械在单位时间里做的功多
3.一台机器铭牌上标出的功率是10千瓦。下列关于机器正常运转时的叙述,正确的是(  )
A.1秒内做功1.0×104焦
B.1秒内做功10千瓦
C.1秒内做功10焦/秒
D.1秒内的功率为10千瓦
4.春游时,小明和小红决定爬山比赛,他们同时出发,结果又同时到达山顶。想判断谁的功率大,还需知道的物理量是(  )
A.山的高度
B.二人的体重
C.爬山的时间
D.二人身高
5.如图所示,是一个小球自由下落过程的频闪照片。小球在落的前一半路程中,重力做的功为W1,功率为P1;小球在后一半路程中,重力做功为W2,功率为P2,则它们的大小关系是(  )
A.W1>W2
P1<P2
B.W1=W2
P1>P2
C.W1=W2
P1<P2
D.W1=W2
P1=P2
6.如图所示,水平地面O点两侧粗糙程度不同,物体一直受到沿水平方向F=3N的力。物体经过M点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置。物体在MO段做匀速直线运动。F在MN、OP段做功分别为WMN、WOP,功率分别为PMN、POP,则(  )
A.物体在MN段的速度大于OP段的速度
B.物体在MN段受到的摩擦力大于3N
C.WMN>WOP
D.PMN<POP
7.如图所示,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,施加的力分别为F1、F2,拉力做的功为W1、W2,拉力做功的功率分别为P1、P2,则它们的关系正确的是(  )
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
8.前后两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,根据运动情况绘制出物体运动的路程与时间图象如图所示.则下列判断中正确的是(  )
A.物体运动的速度:v1=v2
B.物体所受的拉力:F1<F2
C.0~6s内拉力对物体所做的功:W1>W2
D.0~6s内拉力对物体做功的功率:P1<P2
9.用弹簧测力计两次水平拉同一木块使它在同一水平木板上做匀速直线运动,图乙是它运动的路程随时间变化的图象,下列说法正确的是(  )
A.木块两次运动的速度v1<v2
B.木块两次所受的拉力分别为F1、F2,则F1>F2
C.在10s内两次拉力对木块做功分别为W1、W2,则W1<W2
D.在10s内两次拉力分别对木块做功的功率为P1、P2,则P1>P2
10.如图甲所示,货物A在吊车钢索的拉力F1作用下,沿竖直方向,向上做匀速直线运动;如图乙所示,货物B在吊车钢索的拉力F2作用下,沿竖直方向,向上做匀速直线运动。货物A的质量与货物B的质量相等(不考虑空气的阻力和钢索重力),在计时的0~20s的过程中,货物A、B运动的路程(s)﹣时间(t)图象如图丙所示。在0~20s过程中,下列说法中正确的是(  )
A.货物A运动的速度与货物B运动的速度相等
B.拉力F1与拉力F2的大小相等
C.拉力F1做的功与拉力F2做的功相等
D.拉力F1做功的功率与拉力F2做功的功率相等
11.用滑轮组分别以不同速度匀速提升重物A,作用在滑轮组绳子自由端的拉力均为F,如图所示,不计绳重和摩擦。当拉力F的功率为P1时,重物A以速度v1匀速上升h所用的时间为t1;当拉力F的功率为P2时,重物A以速度为v2匀速上升h所用时间为t2;当拉力F的功率为P1+P2时,重物A以速度v3匀速上升h,下列说法正确的是(  )
A.P1:P2=t1:t2
B.P1:P2=t2:t1
C.重物A以速度v3匀速上升h所用的时间为
D.重物A以速度v3匀速上升h所用的时间为
12.在水平路面上,额定功率相同的两辆汽车均正常匀速行驶,在相同时间内两汽车通过的路程之比为3:2,下列说法正确的是(  )
A.牵引力所做的功之比为1:1
B.重力所做的功之比为2:3
C.牵引力之比为3:2
D.速度之比为2:1
13.如图1所示,某工程队在一次施工作业中,以恒定速度沿竖直方向将质量为5×103kg的圆柱形实心工件从深水中吊起至距水面某一高度。不计水的阻力,根据绳子作用在工件上端的拉力F的功率P随工件上升高度h变化的图象(图2)。则下列说法错误的是(  )
A.工件上升的速度大小为0.4m/s
B.当工件露出水面一半时所受的浮力大小为5000N
C.工件的体积为1m3
D.工件的横截面积为1.25m2
14.汽车上坡时驾驶员加大油门的同时将变速器换为低速,加大油门是为了使发动机发挥更大功率,换为低速指是为了减慢车速,那么驾驶员在汽车上坡时减慢车速的目的是(  )
A.保证安全
B.省油
C.增大发动机的牵引力
D.以上说法均正确
15.甲、乙两台起重机的功率之比是4:3,所吊起的重物质量之比是2:3,如果将物体吊到同样高度,它们所用的时间之比是(  )
A.1:2
B.8:9
C.1:1
D.2:1
16.以相同功率正常匀速行驶的两辆汽车,在相同时间内两车通过的路程之比为2:1,下列说法正确的是(  )
A.两车所做功之比是2:1
B.两车所做功之比是1:1
C.两车所受牵引力之比是2:1
D.两车速度之比是1:2
17.2020年1月25日到2020年2月2日,从相关方案的设计完成,到正式投入使用,仅用了8天时间就建成的武汉火神山医院,彰显的不仅是中国速度,更是战胜疫情的坚强决心。如图所示,为了在最短的时间完成地面基础建设,上百台挖掘机同时工作,其目的是增大所有挖掘机总的(  )
A.机械效率
B.功
C.功率
D.有用功
18.拖拉机深耕时的行驶速度一般比在公路上慢,这主要是为了(  )
A.减小惯性
B.提高机械传动效率
C.增大牵引力
D.提高发动机的功率
19.汽车以恒定功率爬坡时要采用低挡上坡,这样做是为了(  )
A.增大汽车惯性
B.减小汽车牵引力
C.增大汽车速度
D.增大汽车牵引力
20.小红和小金进行爬楼比赛,规定从一楼爬到三楼,功率大者获胜.为此,下列物理量中一定要测量的是(  )
①三楼地面到一楼地面的高度;②从一楼到达三楼所用的时间;③小红和小金的体重;④一楼到三楼楼梯的长度
A.①④
B.①③④
C.①②③
D.②③
21.大人与小孩比赛从一楼登上五楼,比比谁的功率大,为此,需要测量一些物理量:①五楼地面到一楼地面的高度;②从一楼到达五楼所用的时间;③大人与小孩的质量或体重;④一楼到五楼楼梯的长度。上述物理量中必须测量的量是(  )
A.①②
B.②③
C.①④
D.①③
22.某班级组织了一次登楼梯比赛活动,从一楼登上三楼,看谁的功率最大,为此,需要测量一些物理量。下列物理量中必须测量的是:①三楼地面到一楼地面的高度;②从一楼到达三楼所用的时间;③每个同学的质量或体重。(  )
A.①②
B.①③
C.①②③
D.②③
23.班里组织一次比赛活动,从一楼登上三楼,看谁的功率最大。为此,需要测量一些物理量,下列物理量中必须测量的是:①三楼地面到一楼地面的高度。②从一楼到达三楼所用的时间。③每个同学的质量或体重。④一楼到三楼楼梯的长度。(  )
A.②④
B.②③
C.③④
D.①④
二.填空题(共14小题)
24.功率是用来表示物体做功 
 (多少/快慢)的物理量。某万吨远洋货轮的功率是60kW,物理意义是 
 。
25.1776年人类制造出第一台有实用价值的蒸汽机。之后又经过一系列重大改进,使之成为“万能的原动机”,在工业上得到广泛应用,使人类进入“蒸汽时代”。后人为纪念这位伟大的发明家,把他的名字 
 规定为功率的单位,功率是描述物体做功 
 的物理量(选填“多少”或“快慢”)。
26.甲机器上标有“5kW”字样,乙机器上标有“1kW”字样,它们正常工作时,花相同的时间,做功多的一定是 
 机器;若做相同的功,花时间少的一定是 
 机器。(均选填“甲”或“乙”)。
27.使用机械可以带来便利,比用人力做功快得多。建筑工地上挖土方,如果用人力挖,需要几天时间,而用挖土机挖,只用几个小时就完成,这是采用 
 方法比较做功快慢的;而同样是一天的时间,挖土机比人力挖的多很多,这是采用 
 方法比较做功快慢的;若所用的时间和挖土量都不同,采用 
 比较做功快慢,并把它定义为功率。采用相同方法定义的物理量还有 
 (举出一个例子)。
28.我们可以用两种方法来判断物体做功的快慢。如图所示,表示用挖掘机挖土与人力挖土做功的快慢不同,它所用的判断方法是:做功时间相同,比较 
 ,另一种判断方法是: 
 。用来表示物体做功快慢的物理量用字母 
 来表示。
29.在如图所示的爬杆比赛中,体重相同的小明和小亮分别以不同的速度匀速往上爬,小明获胜。则小明做功 
 小亮,小明做功功率 
 小亮。(均选填“大于”、“小于”或“等于”)
30.体重相同的甲、乙两人爬同一座山,到达山顶时,甲用的时间比乙少。他们克服重力做的功分别为W甲和W乙,功率分别为P甲和P乙.则W甲 
 W乙,P甲 
 P乙.(均选填“<”、“=”或“>”)
31.某小汽车的发动机的功率为20kW,它在平直公路上以72km/h的速度匀速行驶0.5h,发动机做的功是 
 ,汽车的牵引力是 
 N。
32.假期,小明坐客车去旅游。当客车行驶到高速公路保持车距标识牌“0m”处时,恰好后面一辆小汽车行驶到客车旁,此时客车上速度计显示为“80km/h”。当客车匀速行驶到标识牌“100m”处时,小汽车匀速行驶到了标识牌“200m”处,小汽车 
 (选填“已经”或“没有”)超速,若此时小汽车的功率为80kW,它受到的阻力为 
 N.(此高速路段限定小汽车最高速度为“120km/h”)
33.我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平。若某段工作时间内,“天鲲号”的泥泵功率恒为1×104kW,排泥量为1.4m3/s,排泥管截面积为0.7m2,泥浆在管中的流动的速度为 
 m/s,泥泵对泥浆的推力为 
 N。
34.汽车上坡时,司机采取换挡的方法,使汽车的速度 
 ,牵引力 
 。
35.学完(功率)一节后,老师布置了一项实践性作业:利用生活中的测量工具,设计一种测量自己上楼功率的方案。请补充未完成的步骤(需要测量的物理量用相应的字母表示):
(1) 
 ;
(2)用皮尺测出所上楼梯的总高度h;
(3) 
 ;
(4)上楼功率的表达式P= 
 (g值用该字母表示即可)。
36.某班级组织课外活动,从一楼登上三楼,看谁的功率最大,为此,小明列出了以下需要测量的一些物理量:①一楼地面到三楼地面的高度h;
②从一楼到达三楼所用的时间t;
③每个同学的质量m;
④一楼到三楼楼梯的总长度L问:
(1)小明的计划中必须要测的物理量是: 
 (填序号)。
(2)小明还想测出自己准确的上楼功率,需要的器材: 
 、 
 、 
 、
(3)若用小明计划中所列的物理量的符号进行计算,那他登楼的功率表达式为: 
 。
37.小强要测量自己上楼梯的功率,他需要用到的测量仪器是 
 、 
 、 
 。
三.计算题(共2小题)
38.一辆重5×104N的汽车,以108km/h的速度在一条平直的公路上匀速行驶了20min,已知在这段路程中汽车发动机的功率是1.5×105W,求;
(1)汽车通过这段路程中,重力做功为多少?
(2)汽车在这段路程中所受牵引力做的功多大?
(3)汽车受到的牵引力和阻力的大小?
39.一辆装满货物的汽车总质量为5t,发动机的功率为7×104W,该汽车在平直公路上匀速行驶了10min,汽车所受阻力是车总重的0.1倍。(g=10N/kg)求:
(1)汽车的牵引力是多大?
(2)汽车的行驶速度是多少?
(3)这段时间内汽车的牵引力做了多少功?功率
比较做功快慢的两种方法
做相同的功,
所用的时间不同
用相同的时间,
所做的功不同
功率
物理意义:
表示物体做功快慢的物理量
定义:
功跟完成这些功所用时间的比值
定义式:
P==Fv
其中W代表功,单位是焦(J);t代表时间,单位是秒(s);F代表拉力,单位是牛(s);v代表速度,单位是m/s;P代表功率,单位是瓦特,简称瓦,符号是W。
功率的单位:
功率的国际单位是瓦特,
.
其他单位还有千瓦和兆瓦.
换算关系:
,
【典型例题】
类型一、基础知识
1、如图1所示两位同学将相同重物从一楼搬到三楼,所用时间不同。由图中提供信息,判断以下说法正确的是(  )
 
A.
a图中同学做功多,做功快
 
B.
b图中同学做功多,做功快
 
C.
做功相同,a图中同学做功时间少,做功快
 
D.
做功相同,b图中同学做功时间多,做功快
【思路点拨】比较做功快慢的方法有两种:(1)在功相同时,比较做功时间的长短,做功时间越短功率越大;(2)在做功时间相同时,比较做功的多少,做的功越多功率越大。
【答案】C
【解析】由图可知两人做的功相同,但做功时间不同,所以做功的快慢不同,做功时间少的同学做功快,即a图同学做功快。选C。
类型二、知识运用
2、有甲、乙两台机器,甲乙做功之比2:3,甲乙所用时间之比1:3,比较甲、乙两机器的功率,则P甲:P乙是(

  A.3:2   
B.2:1   
C.2:3   
D.1:3
【答案】B
【解析】对于这种题目同学们别忘记大胆假设,甲乙做功之比2:3,即设是W甲=2,W乙=3,同理设t甲=1,t乙=3,根据公式P=W/t,可得P甲=2,P乙=1,所以P甲:P乙=2:1。但是注意:使用此方法必须已知所求都是比例。
一.选择题(共23小题)
1.某机器的功率是1000瓦,这句话的物理意义是(  )
A.表示这台机器能做1000瓦的功
B.表示这台机器能做1000焦的功
C.表示这台机器每秒能做1000瓦的功
D.表示这台机器每秒能做1000焦的功
【分析】功率是表示物体做功快慢的物理量,它的单位是瓦特,简称瓦。
根据功率的物理意义,来分析选项的内容。
【解答】解:功率的计算公式可以写成:P=。
1000瓦的物理意义,是指这台机器每秒可以做功1000焦耳。
故选:D。
【点评】本题难度不大,考查学生对功率物理意义的掌握情况。
物理意义的学习方法,就是通过课本上的定义或计算公式来记忆。
2.功率,下列说法正确的是(  )
A.力对物体做的功越多,功率就越大
B.做功时间短的机械功率大
C.完成相同的功,用的时间越长,功率越大
D.功率大的机械在单位时间里做的功多
【分析】功率是指单位时间内做的功,表示做功的快慢。
【解答】解:A、功率越大,只能说是做功越快,并不一定做功多的就做功快。故此项不符合题意。
B、做功时间短,做了多少功未知,故不一定做功就快。故此项不符合题意。
C、完成相同的功,用的时间长,说明做功慢,功率小。故此项不符合题意。
D、功率是指单位时间内做的功,故功率大,在单位时间内做的功就多。此项符合题意。
故选:D。
【点评】分析时要抓住功率的定义。
3.一台机器铭牌上标出的功率是10千瓦。下列关于机器正常运转时的叙述,正确的是(  )
A.1秒内做功1.0×104焦
B.1秒内做功10千瓦
C.1秒内做功10焦/秒
D.1秒内的功率为10千瓦
【分析】(1)功率是表示物体做功快慢的物理量,做功快不一定做功多;根据功率的定义回答物理意义;
(2)根据W=Pt算出机器在1秒钟所做的功;
(3)功率大,做功快。
【解答】解:功率是表示物体做功快慢的物理量,功率大的做功快,
某机器标出的功率是10千瓦,则其功率是10kW=1×104W,表示该机器在1s内做功W=1×104W×1s=1.0×104J,故A正确,BCD错误;
故选:A。
【点评】本题考查了功率的定义、物理意义以及做功、功率的计算,牢记功率是表示物体做功快慢的物理量,属于基础题目。
4.春游时,小明和小红决定爬山比赛,他们同时出发,结果又同时到达山顶。想判断谁的功率大,还需知道的物理量是(  )
A.山的高度
B.二人的体重
C.爬山的时间
D.二人身高
【分析】(1)做功的两个必要条件为:力和在力的方向上通过的距离,爬山时是克服自身的重力做功,功等于自身重力乘以山的高度,即W=Gh;
(2)功率等于做的功除以做这些功所用的时间,即P=。
【解答】解:爬山比赛,克服人的重力做功,爬山功率P==,他们同时出发,结果又同时到达山顶,说明登山时间是相同的,要比较功率还要知道二人的体重。
故选:B。
【点评】本题考查了学生对功、功率的公式的掌握和运用,明确爬山时是克服自身的重力做功是本题的关键。
5.如图所示,是一个小球自由下落过程的频闪照片。小球在落的前一半路程中,重力做的功为W1,功率为P1;小球在后一半路程中,重力做功为W2,功率为P2,则它们的大小关系是(  )
A.W1>W2
P1<P2
B.W1=W2
P1>P2
C.W1=W2
P1<P2
D.W1=W2
P1=P2
【分析】根据公式W=Gh判断重力做功的大小;小球在下落过程中做加速直线运动,在后半程用时较少,根据P=判断功率的大小。
【解答】解:
小球在下落过程中,重力对小球做功;前后一半路程中物体的重力、下落高度均相同,则根据公式W=Gh可知,重力做功相等,即W1=W2;
由小球自由下落过程的频闪照片可知,小球在下落过程中做加速直线运动,在后半程用时较少,根据功率公式P=可知,P1<P2。
故选:C。
【点评】本题考查功、功率的大小比较,从频闪照片中得出小球在下落过程中的速度变化是解答此题关键。
6.如图所示,水平地面O点两侧粗糙程度不同,物体一直受到沿水平方向F=3N的力。物体经过M点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置。物体在MO段做匀速直线运动。F在MN、OP段做功分别为WMN、WOP,功率分别为PMN、POP,则(  )
A.物体在MN段的速度大于OP段的速度
B.物体在MN段受到的摩擦力大于3N
C.WMN>WOP
D.PMN<POP
【分析】(1)分析题图,得出MN段和OP段的路程关系以及时间关系,由v=得出速度关系;
(2)处于平衡状态的物体,一定受平衡力的作用,且一对平衡力的大小相等;
(3)利用W=Fs得出做功的大小关系;分析所用时间的关系,利用P=得出功率的大小关系。
【解答】解:
A、由图可知,MN段和OP段的路程都为s=3m,设OP段用的时间tOP=t,则MN段用的时间tMN=2t,由v=可得,物体在MN段的速度小于OP段的速度,故A错误;
B、物体在MN段做匀速直线运动,摩擦力和拉力是一对平衡力,其大小相等,则物体在MN段受到的摩擦力f=F=3N,故B错误;
C、拉力都是F=3N,MN段和OP段的路程都为s=3m,由W=Fs可得做的功WMN=WOP,故C错误;
D、设OP段用的时间tOP=t,则MN段用的时间tMN=2t,所以tMN>tOP,做的功相同,根据P=可知,PMN<POP,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了功和功率的大小比较,读懂图示并能从中获得相关信息加以分析是解答此题的关键。
7.如图所示,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,施加的力分别为F1、F2,拉力做的功为W1、W2,拉力做功的功率分别为P1、P2,则它们的关系正确的是(  )
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
【分析】斜面的倾斜角度越小,越省力;
斜面光滑说明摩擦力为0,即使用光滑的斜面没有做额外功。
从底部匀速拉到顶点A物体的速度相同,且F1<F2,根据公式P===Fv可判断拉力所做功的功率大小。
【解答】解:
(1)由图知,斜面AB的倾斜角度小于斜面AC,且分别拉动同一物体,所以物体沿AB运动时拉力F1较小,即:F1<F2;
(2)斜面光滑说明摩擦力为0,即使用光滑的斜面没有做额外功,所以拉力在两斜面上做功都等于克服物体重力做的功,由W=Gh可知,拉力做的功相同,即:W1=W2;
(3)从底部匀速拉到顶点A物体的速度相同,且F1<F2,根据公式P===Fv可知,物体沿AB运动时拉力F1的功率较小,即P1<P2。
故选:D。
【点评】本题考查了斜面的省力情况,物体做功的大小以及功率的大小,关键是知道接触面光滑,摩擦力为0,没有做额外功。
8.前后两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,根据运动情况绘制出物体运动的路程与时间图象如图所示.则下列判断中正确的是(  )
A.物体运动的速度:v1=v2
B.物体所受的拉力:F1<F2
C.0~6s内拉力对物体所做的功:W1>W2
D.0~6s内拉力对物体做功的功率:P1<P2
【分析】(1)比较相同时间内物体两次通过的路程,或者比较物体通过相同路程两次所用时间得出速度的大小;
(2)根据力的平衡和摩擦力大小的影响因素分析两次物体所受的拉力的大小;
(3)从图中得出0﹣6s物体两次通过的路程的大小关系,然后利用W=Fs分析两次拉力对物体所做的功的大小;
(4)知道做功大小,利用P=分析两次拉力对物体做功的功率大小.
【解答】解:
A、由图象可知,在相同时间内,物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程,所以v1>v2,故A错误;
B、拉动同一物体在同一水平面上运动,则对水平面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,故两次拉动物体时,物体受到的摩擦力相等;
由于物体做匀速直线运动,则物体在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以,两次物体所受的拉力:F1=F2=f,故B错误;
C、由图象可知,0~6s物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程,又知两次拉力相等,根据W=Fs可知,0~6s两次拉力对物体所做的功:W1>W2,故C正确;
D、0~6s,时间相同,且W1>W2,根据P=可知,0~6s两次拉力对物体做功的功率:P1>P2,故D错误.
故选:C.
【点评】根据图象或图表探究物质的规律是近两年来出现较多的题目,图象可以使我们建立更多的感性认识,从表象中去探究本质规律,体验知识的形成过程.此题涉及到的知识点较多,综合性很强.
9.用弹簧测力计两次水平拉同一木块使它在同一水平木板上做匀速直线运动,图乙是它运动的路程随时间变化的图象,下列说法正确的是(  )
A.木块两次运动的速度v1<v2
B.木块两次所受的拉力分别为F1、F2,则F1>F2
C.在10s内两次拉力对木块做功分别为W1、W2,则W1<W2
D.在10s内两次拉力分别对木块做功的功率为P1、P2,则P1>P2
【分析】(1)根据图象,通过比较木块两次在相同时间内通过的路程判断速度大小。
(2)根据物体的运动状态,判断出木块受到平衡力的作用,即拉力等于摩擦力;然后根据滑动摩擦力大小的影响因素得出两次木块受到的摩擦力变化,进而得出木块两次所受的拉力关系。
(3)根据图象得出木块在10s内两次通过的路程关系,然后利用公式W=Fs比较两次做功的多少;
(4)根据P=比较两次功率的大小。
【解答】解:
A、由s﹣t图象可知,在相同时间内,木块第一次通过的路程大于第二次,所以第一次运动的速度大于第二次,即v1>v2,故A错误。
B、用弹簧测力计两次水平拉同一木块使它在同一水平木板上做匀速直线运动,不论其速度大小如何,都受到平衡力的作用,在水平方向上滑动摩擦力和拉力是一对平衡力,则拉力和滑动摩擦力大小相等;
两次实验中,虽然速度变化了,但木块对木板的压力和接触面的粗糙程度不变,则两次木块受到的滑动摩擦力大小不变,所以木块两次所受的拉力大小相等,即F1=F2,故B错误。
C、由s﹣t图象可知,木块在10s内通过的路程第一次大于第二次;由B可知,两次拉力大小相等,所以由W=Fs可知,第一次所做的功大于第二次,即W1=W2,故C错误;
D、由C可知,第一次所做的功大于第二次;又知时间相等,所以根据P=可知,第一次拉力对木块做功的功率较大,即P1>P2,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了学生的识图能力,以及对二力平衡的条件、影响摩擦力的因素、功的计算、功率公式的应用的掌握情况,解题的关键是能从图中得出相关信息,锻炼了学生的观察思考能力。
10.如图甲所示,货物A在吊车钢索的拉力F1作用下,沿竖直方向,向上做匀速直线运动;如图乙所示,货物B在吊车钢索的拉力F2作用下,沿竖直方向,向上做匀速直线运动。货物A的质量与货物B的质量相等(不考虑空气的阻力和钢索重力),在计时的0~20s的过程中,货物A、B运动的路程(s)﹣时间(t)图象如图丙所示。在0~20s过程中,下列说法中正确的是(  )
A.货物A运动的速度与货物B运动的速度相等
B.拉力F1与拉力F2的大小相等
C.拉力F1做的功与拉力F2做的功相等
D.拉力F1做功的功率与拉力F2做功的功率相等
【分析】(1)根据相同时间比路程可知A、B速度的大小;
(2)物体A、B向上做匀速直线运动时,受重力和拉力作用,并且二力是一对平衡力,据此可知拉力F1与拉力F2的大小关系;
(3)根据图示可知在0~20s内A、B通过的距离关系,利用W=Fs可知拉力做功多少的关系;根据P=可知拉力F1功率与拉力F2功率的大小关系。
【解答】解:
A.由图丙知,在20s内,货物A通过的路程大于货物B通过的路程,因此货物A运动的速度大于货物B运动的速度,故A错误;
B.货物A的质量与货物B的质量相等,则A、B受到的重力相等,又因为它们竖直向上做匀速直线运动,故A、B受平衡力作用,拉力等于重力,而A、B的重力相等,因此拉力F1与拉力F2的大小相等,故B正确;
CD.由图丙知,0~20s内,A运动的路程大于B运动的路程,拉力F1与拉力F2的大小相等,由W=Fs知拉力F1做的功与拉力F2做的功不相等;
时间均为20s,由P=可知,拉力做功的功率也不相等,故CD错误。
故选:B。
【点评】本题考查了学生对速度的比较、二力平衡条件、功的公式、功率的公式的掌握和运用,关键能从图象中得出有用的信息。
11.用滑轮组分别以不同速度匀速提升重物A,作用在滑轮组绳子自由端的拉力均为F,如图所示,不计绳重和摩擦。当拉力F的功率为P1时,重物A以速度v1匀速上升h所用的时间为t1;当拉力F的功率为P2时,重物A以速度为v2匀速上升h所用时间为t2;当拉力F的功率为P1+P2时,重物A以速度v3匀速上升h,下列说法正确的是(  )
A.P1:P2=t1:t2
B.P1:P2=t2:t1
C.重物A以速度v3匀速上升h所用的时间为
D.重物A以速度v3匀速上升h所用的时间为
【分析】已知动滑轮上绳子的段数和物体的移动高度,可求拉力F移动的距离;根据公式W=FS求出拉力做的功;再根据公式P=求出拉力的功率,从而得到功率之比;把功率的表达式代入P1+P2,即可求出重物A以速度v3匀速上升h所用的时间。
【解答】解:拉力F移动的距离为2h;拉力F做的功为W=Fs=2Fh,两次情况下物体上升的高度相同,则所做的总功是相同的;
AB、当拉力F的功率为P1时;P1=;当拉力F的功率为P2时,P2=,则:P1:P2=:=t2:t1,故A错误,B正确;
CD、当拉力F的功率为P1+P2
时,P=P1+P2=+=;
所以重物A以速度v3匀速上升h所用的时间为t===,故CD错误。
故选:B。
【点评】本题考查时间的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是知道前后保持不变的是拉力F做的功。
12.在水平路面上,额定功率相同的两辆汽车均正常匀速行驶,在相同时间内两汽车通过的路程之比为3:2,下列说法正确的是(  )
A.牵引力所做的功之比为1:1
B.重力所做的功之比为2:3
C.牵引力之比为3:2
D.速度之比为2:1
【分析】(1)因为两汽车均正常匀速行驶,则汽车的实际功率等于额定功率,可得汽车实际功率之比,知道行驶时间关系,利用W=Pt可得牵引力所做的功之比;
(2)因为汽车在水平路面上行驶,在重力的方向上没有移动距离,重力不做功,即重力做功为0,所以不存在重力做功之比;
(3)利用速度公式求甲乙两车行驶速度之比,再利用P=Fv求牵引力之比。
【解答】解:A、因为两汽车均正常匀速行驶,所以汽车的实际功率等于额定功率,则两汽车实际功率之比P1:P2=1:1,
由题知,行驶时间t1:t2=1:1,
由W=Pt可得牵引力所做的功之比:
W1:W2=P1t1:P2t2=P1:P2=1:1,故A正确;
B、因为汽车在水平路面上行驶,在重力的方向上没有移动距离,重力不做功,所以不存在重力做功之比,故B错误;
CD、两汽车通过的路程之比为3:2,则甲乙两车行驶速度之比:
v1:v2=:=:=3:2,
由P===Fv得牵引力之比:
F1:F2=:=:=2:3,故CD都错。
故选:A。
【点评】本题为力学综合题,考查了速度公式、功的公式、功率公式的应用以及做功的必要条件,因为是求比值,要细心,防止因颠倒而出错!
13.如图1所示,某工程队在一次施工作业中,以恒定速度沿竖直方向将质量为5×103kg的圆柱形实心工件从深水中吊起至距水面某一高度。不计水的阻力,根据绳子作用在工件上端的拉力F的功率P随工件上升高度h变化的图象(图2)。则下列说法错误的是(  )
A.工件上升的速度大小为0.4m/s
B.当工件露出水面一半时所受的浮力大小为5000N
C.工件的体积为1m3
D.工件的横截面积为1.25m2
【分析】(1)由P﹣h图象求出工件离开水面后拉力的功率,对工件进行受力分析,由平衡条件求出拉力大小,最后由功率的变形公式v=求出工件的速度;
(2)由P﹣h图象求出工件完全浸没在水中时拉力的功率,由功率的变形公式F=求出拉力,然后对工件进行受力分析,由平衡条件求出工件浸没时受到的浮力,最后由阿基米德原理可知工件露出水面的时所受的浮力大小;
(3)由图象求出工件的高度,由浮力公式的变形公式求出工件的体积,最后根据V=Sh可求出工件的横截面积。
【解答】解:
(1)由P﹣h图象可知,工件离开水面后拉力的功率P1=20kW,
工件离开水面后,受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F1作用而做匀速运动,处于平衡状态,
由二力平衡条件可得工件受到的拉力:F1=G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N,
由P===Fv可得,工件匀速上升的速度:v===0.4m/s,故A正确;
(2)由P﹣h图象可知,工件全部在水中时拉力的功率P2=16kW,
则此过程中工件受到的拉力:F2===4×104N,
工件完全浸没在水中时,受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F2、竖直向上的浮力F浮作用,
由工件受到的合力为零可得:F2+F浮=G,
则工件浸没时受到的浮力:F浮=G﹣F2=5×104N﹣4×104N=1×104N,
工件露出水面一半时,其排开水的体积是浸没时的一半,
由F浮=ρgV排可得此时工件所受的浮力:F′浮=F浮=×1×104N=5000N,故B正确;
(3)由P﹣h图象可知工件的高h=12m﹣10m=2m,
由F浮=ρgV排可得,工件的体积:V物=V排===1m3,故C正确;
由V=Sh可得,工件的横截面积:S===0.5m2,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查了二力平衡条件和功率公式、阿基米德原理的应用等,由P﹣h图象获取足够的信息是正确解题的前提与关键,要加强由图象获取信息能力的培养。
14.汽车上坡时驾驶员加大油门的同时将变速器换为低速,加大油门是为了使发动机发挥更大功率,换为低速指是为了减慢车速,那么驾驶员在汽车上坡时减慢车速的目的是(  )
A.保证安全
B.省油
C.增大发动机的牵引力
D.以上说法均正确
【分析】当油门调到最大时,功率达最大此时功率无法再增加,由P=Fv可分析减少车速的原因。
【解答】解:
爬坡时需要发动机提供很大的牵引力,而单靠增大功率无法达到必要的牵引力,由P=Fv可知,在功率一定时,要想使F增大,只能减小速度;当功率为最大时,速度最小时,牵引力最大;
所以减小速度可以增大发动机的牵引力;而不是为了保证安全,而油量取决于油门的大小,故也无法省油,只有C正确。
故选:C。
【点评】汽车爬坡及启动时满足P=Fv,即增大功率及减小运行速度可以提高牵引力。
15.甲、乙两台起重机的功率之比是4:3,所吊起的重物质量之比是2:3,如果将物体吊到同样高度,它们所用的时间之比是(  )
A.1:2
B.8:9
C.1:1
D.2:1
【分析】先根据W=Gh计算出甲乙两台起重机所做的功的比例关系,再列出两台起重机的功率与做的功的比例关系,根据做功公式W=Pt就所用的时间之比。
【解答】解:由题可知:P甲:P乙=4:3;m甲:m乙=2:3,根据t===可得:
==×=×==1:2,故A正确,BCD均不正确。
故选:A。
【点评】本题考查了功的计算,列出功率、时间与做功的比例关系是解题的关键。
16.以相同功率正常匀速行驶的两辆汽车,在相同时间内两车通过的路程之比为2:1,下列说法正确的是(  )
A.两车所做功之比是2:1
B.两车所做功之比是1:1
C.两车所受牵引力之比是2:1
D.两车速度之比是1:2
【分析】已知功率相等,在相等的时间内,根据W=Pt可求出出两车所做的功之比;再根据W=Fs变形,可求出牵引力之比,利用v=可求出速度之比。
【解答】解:(1)两车功率相同,根据P=可知,在相等的时间内做的功相等,即两车所做的功之比为1:1,故A错误,B正确;
(2)由W=Fs可得,两车所受牵引力之比为:F1:F2=:=×=1:2,故C错误;
(3)由v=可得,v1:v2=:==2:1,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了学生对功的公式、功率以及速度计算公式的掌握和运用,要求功、牵引力、速度的大小之比,要求细心,防止因颠倒而出错。
17.2020年1月25日到2020年2月2日,从相关方案的设计完成,到正式投入使用,仅用了8天时间就建成的武汉火神山医院,彰显的不仅是中国速度,更是战胜疫情的坚强决心。如图所示,为了在最短的时间完成地面基础建设,上百台挖掘机同时工作,其目的是增大所有挖掘机总的(  )
A.机械效率
B.功
C.功率
D.有用功
【分析】建造一所医院所做的有用功是不变的,为了缩短时间,根据P=可知,就需要增大挖掘机的功率。
【解答】解:建成一所医院所做的有用功是相同的,为了减小做功的时间(缩短工期),根据P=可知,需要增大挖掘机的功率,所以,上百台挖掘机同时工作,其目的是增大所有挖掘机总的功率,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【点评】本题主要考查了对功率的理解,属于基础题目,难度不大。
18.拖拉机深耕时的行驶速度一般比在公路上慢,这主要是为了(  )
A.减小惯性
B.提高机械传动效率
C.增大牵引力
D.提高发动机的功率
【分析】根据功率公式:P===Fv,当拖拉机的功率一定时,牵引力跟速度成反比。
【解答】解:拖拉机深耕时,阻力较大,需要更大的牵引力,因为拖拉机的功率是一定的,根据P===Fv可知,要想获得较大的牵引力,就必须减小速度,所以,拖拉机深耕时的行驶速度一般比在公路上慢。
故选:C。
【点评】本题主要考查了功率公式:P=Fv的运用,只要知道功率一定,F与v
成反比即可解答。
19.汽车以恒定功率爬坡时要采用低挡上坡,这样做是为了(  )
A.增大汽车惯性
B.减小汽车牵引力
C.增大汽车速度
D.增大汽车牵引力
【分析】功率公式P===Fv,功率一定时,减小行驶速度可增大牵引力。
【解答】解:
A、汽车爬坡时要采用低挡上坡,不会改变汽车的质量,不会增大汽车的惯性,故A错;
BCD、汽车爬坡时要采用低挡上坡,速度会减小,汽车的功率一定,由功率的变形公式P=Fv可知,可以增大牵引力,故BC错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了功率公式的应用,在功率一定时,分析力的问题时常用到功率的变形公式P=Fv。
20.小红和小金进行爬楼比赛,规定从一楼爬到三楼,功率大者获胜.为此,下列物理量中一定要测量的是(  )
①三楼地面到一楼地面的高度;②从一楼到达三楼所用的时间;③小红和小金的体重;④一楼到三楼楼梯的长度
A.①④
B.①③④
C.①②③
D.②③
【分析】爬到三楼的功率为P==,据此分析。
【解答】解:
爬到三楼的功率:
P==,因h相同,只需要测量的物理量是参赛者的体重以及登楼所用的时间,一定要测量的是②③,只有D正确。
故选:D。
【点评】此题主要是考查比较功率大小的方法,明确实验原理是关键。
21.大人与小孩比赛从一楼登上五楼,比比谁的功率大,为此,需要测量一些物理量:①五楼地面到一楼地面的高度;②从一楼到达五楼所用的时间;③大人与小孩的质量或体重;④一楼到五楼楼梯的长度。上述物理量中必须测量的量是(  )
A.①②
B.②③
C.①④
D.①③
【分析】登楼时是克服自身的重力做功,功等于重力和楼高的乘积,功除以登楼时间就是登楼的功率。
【解答】解:登楼是克服自身重力在竖直方向上做功,功率的计算公式为:
P===;
大人与小孩上楼的高度相同,故不需要测量楼高,需要测量的物理量是:从一楼到达五楼所用的时间,大人与小孩的质量或体重,②③,只有B正确。
故选:B。
【点评】本题是考查生活中功率的测量,要求我们知道功率的计算公式以及要测量的物理量。
22.某班级组织了一次登楼梯比赛活动,从一楼登上三楼,看谁的功率最大,为此,需要测量一些物理量。下列物理量中必须测量的是:①三楼地面到一楼地面的高度;②从一楼到达三楼所用的时间;③每个同学的质量或体重。(  )
A.①②
B.①③
C.①②③
D.②③
【分析】登楼梯比赛活动中人克服自身的重力做的功与所用时间之比即人的功率,根据P===分析。
【解答】解:
登楼梯比赛活动中克服重力做功的功率为P===,因此,要比较从一楼登上三楼谁的功率最大,需要测量的物理量是:每个同学的体重或质量、从一楼到达三楼所用的时间即可,因三楼地面到一楼地面的高度相同,故不需要测量,
所以,必须测量的是②③。
故选:D。
【点评】本题考查测量登楼梯比赛功率的实验原理及所用测量的物理量。
23.班里组织一次比赛活动,从一楼登上三楼,看谁的功率最大。为此,需要测量一些物理量,下列物理量中必须测量的是:①三楼地面到一楼地面的高度。②从一楼到达三楼所用的时间。③每个同学的质量或体重。④一楼到三楼楼梯的长度。(  )
A.②④
B.②③
C.③④
D.①④
【分析】登楼时是克服自身的重力做功,功等于重力和楼高的乘积,功除以登楼时间就是登楼的功率
【解答】解:登楼时克服自身重力在竖直方向上做功,则功率的计算公式为:
P===,
因此,要比较从一楼登上三楼谁的功率最大,需要测量的物理量是:每个同学的体重或质量、从一楼到达三楼所用的时间即可,
不需要测量一楼到三楼楼梯的长度,因三楼地面到一楼地面的高度相同,也不需要测量,
所以,必须测量的是②③。
故选:B。
【点评】本题是考查生活中功率的测量,要求我们知道功率的计算公式以及要测量的物理量。
二.填空题(共14小题)
24.功率是用来表示物体做功 快慢 (多少/快慢)的物理量。某万吨远洋货轮的功率是60kW,物理意义是 远洋货轮1s内做功6×104J 。
【分析】功率是表示物体做功快慢的物理量,它是指物体在单位时间内做的功。
【解答】解:
功率是单位时间内做的功,功率是表示物体做功快慢的物理量;
60kW=6×104J/s,表示远洋货轮1s内做功6×104J。
故答案为:快慢;远洋货轮1s内做功6×104J。
【点评】本题考查功率的物理意义,要从功率的定义入手来理解。
25.1776年人类制造出第一台有实用价值的蒸汽机。之后又经过一系列重大改进,使之成为“万能的原动机”,在工业上得到广泛应用,使人类进入“蒸汽时代”。后人为纪念这位伟大的发明家,把他的名字 瓦特 规定为功率的单位,功率是描述物体做功 快慢 的物理量(选填“多少”或“快慢”)。
【分析】(1)根据对科学家的贡献分析解答;
(2)功率是描述物体做功快慢的物理量。
【解答】解:英国发明家瓦特在1776年制造出第一台有实用价值的蒸汽机,开辟了人类利用能源的新时代,使人类进入了“蒸汽时代”。后人为了纪念他,用他的名字来命名功率的单位;
功率是描述物体做功快慢的物理量。
故答案为:瓦特;快慢。
【点评】此题考查的是我们对常见物理常识、物理量的掌握情况,属于识记性知识的考查,比较简单,容易解答。
26.甲机器上标有“5kW”字样,乙机器上标有“1kW”字样,它们正常工作时,花相同的时间,做功多的一定是 甲 机器;若做相同的功,花时间少的一定是 甲 机器。(均选填“甲”或“乙”)。
【分析】比较做功快慢的方法:(1)相同的时间,做功多的,功率大;
(2)做相同功,时间少的功率大。
【解答】解:由题意知,甲的功率比乙的功率大,若花相同的时间,根据W=Pt知,甲的功率越大,甲做功多;
若做相同的功,根据t=可知,甲的功率大,甲用的时间少。
故答案为:甲;甲。
【点评】本题考查了比较功率大小的方法,是一道基础题。
27.使用机械可以带来便利,比用人力做功快得多。建筑工地上挖土方,如果用人力挖,需要几天时间,而用挖土机挖,只用几个小时就完成,这是采用 做功相同,比较时间多少 方法比较做功快慢的;而同样是一天的时间,挖土机比人力挖的多很多,这是采用 时间相同,比较做功多少 方法比较做功快慢的;若所用的时间和挖土量都不同,采用 做功与时间的比值 比较做功快慢,并把它定义为功率。采用相同方法定义的物理量还有 速度 (举出一个例子)。
【分析】(1)做功快慢跟做功多少和用时多少有关,比较物体做功快慢有两种方法:相同时间比较做功多少,做功越多,做功越快;做相同的功,用时越少,做功越快。
(2)功率是表示物体做功快慢的物理量,单位时间内物体所做的功叫功率。
【解答】解:
(1)如果用人力挖,需要几天时间,而用挖土机挖,只用几个小时就完成,这是采用做功相同,比较时间多少的方法比较做功快慢的;
而同样是一天的时间,挖土机比人力挖的多很多,这是采用时间相同,比较做功多少的方法比较做功快慢的;
所用的时间和挖土量都不同时,可用做功与时间的比值来比较做功快慢,即相同时间比较做功多少,并把它定义为功率(即单位时间内所做的功)。
(2)采用相同方法定义的物理量还有①速度:单位时间内所通过的路程,②压强:单位面积上所受的压力,③密度:单位体积的某种物质的质量等等。
故答案为:做功相同,比较时间多少;时间相同,比较做功多少;做功与时间的比值;速度。
【点评】掌握功率的定义、公式、计算,掌握比较做功快慢的两种方法。
28.我们可以用两种方法来判断物体做功的快慢。如图所示,表示用挖掘机挖土与人力挖土做功的快慢不同,它所用的判断方法是:做功时间相同,比较 做功的多少 ,另一种判断方法是: 做相同的功,比较做功时间的长短 。用来表示物体做功快慢的物理量用字母 P 来表示。
【分析】(1)判断功率的大小有两种方法:
①做相同的功,比较做功时间的长短;做相同的功,做功用时越长,则做功越慢;
②在相同时间内,比较做功的多少;相同时间内做功越多,则做功越快。
(2)物体做功快慢用物理量是功率,用字母P表示,公式为P=。
【解答】解:
图中挖掘机挖土与人力挖土做功的快慢不同,它所用的判断方法是:做功时间相同,比较做功的多少(挖土的多少);
还可以用另一种判断方法,即做相同的功(挖同样多的土),比较做功时间的长短。
用来表示物体做功快慢的物理量是功率,用字母P表示。
故答案为:做功的多少;做相同的功,比较做功时间的长短;P。
【点评】本题考查了比较做功快慢的方法以及功率的物理意义,是一道基础题。
29.在如图所示的爬杆比赛中,体重相同的小明和小亮分别以不同的速度匀速往上爬,小明获胜。则小明做功 等于 小亮,小明做功功率 大于 小亮。(均选填“大于”、“小于”或“等于”)
【分析】①已知体重相同的小明和小亮,知道重力关系和上升高度关系,利用公式W=Gh判断做功的多少;
②小明获胜,说明小明爬杆用的时间短,利用公式P=比较功率大小关系。
【解答】解:
已知小明和小亮的体重相同,两人上升高度相同,由公式W=Gh知,两人做的功W相同;
小明获胜,说明小明爬杆用的时间短,由P=可知,小明做功的功率大于小亮。
故答案为:等于;大于。
【点评】此题考查了功、功率的大小比较,结合已知条件利用基本公式进行比较即可。
30.体重相同的甲、乙两人爬同一座山,到达山顶时,甲用的时间比乙少。他们克服重力做的功分别为W甲和W乙,功率分别为P甲和P乙.则W甲 = W乙,P甲 > P乙.(均选填“<”、“=”或“>”)
【分析】根据题意和公式W=Gh判断两人克服重力做功的多少;又知道所用的时间,再利用P=比较功率大小。
【解答】解:体重相同的甲、乙两人爬同一座山,两人的重力相同,上升的高度相同,根据W=Gh可知,他们克服重力做的功相同,即W甲=W乙;
因为到达山顶时,甲用的时间比乙少,所以根据P=可知,甲克服重力做功的功率大,即P甲>P乙。
故答案为:=;>。
【点评】本题考查了学生对功的公式、功率的公式的掌握和运用,能分析出高度、重力以及时间的关系是本题的突破口。
31.某小汽车的发动机的功率为20kW,它在平直公路上以72km/h的速度匀速行驶0.5h,发动机做的功是 3.6×107J ,汽车的牵引力是 1000 N。
【分析】(1)利用P=可求得汽车发动机所做的功;
(2)根据P===Fv分析。
【解答】解:
(1)根据P=知,汽车发动机所做的功:
W=Pt=20×103W×0.5×3600s=3.6×107J;
(2)汽车的速度为v=72km/h=20m/s,
根据P===Fv知,汽车的牵引力为:
F===1000N。
故答案为:3.6×107J;1000。
【点评】本题考查了功、功率公式的应用等,难易程度适中。
32.假期,小明坐客车去旅游。当客车行驶到高速公路保持车距标识牌“0m”处时,恰好后面一辆小汽车行驶到客车旁,此时客车上速度计显示为“80km/h”。当客车匀速行驶到标识牌“100m”处时,小汽车匀速行驶到了标识牌“200m”处,小汽车 已经 (选填“已经”或“没有”)超速,若此时小汽车的功率为80kW,它受到的阻力为 1800 N.(此高速路段限定小汽车最高速度为“120km/h”)
【分析】(1)利用速度公式求出小汽车的速度与限大小比较作出判断;
(2)利用P===Fv求出小汽车的牵引力;小汽车匀速行驶,水平方向小车受到牵引力和阻力是一对平衡力,据此求出阻力。
【解答】解:
(1)由v=得客车行驶时间为:
t===h;
则小汽车的速度为:
v2===160km/h>120km/h,
故小汽车已经超速了;
(2)由P===Fv得小汽车的牵引力为:
F===1800N;
小汽车匀速行驶,水平方向受力平衡,阻力和牵引力是一对平衡力,所以小汽车受到的阻力为1800N。
故答案为:已经;1800。
【点评】此题主要考查学生对于速度公式、功率公式和二力平衡等知识的理解和应用能力,灵活运用功率和速度公式是解题的关键。
33.我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平。若某段工作时间内,“天鲲号”的泥泵功率恒为1×104kW,排泥量为1.4m3/s,排泥管截面积为0.7m2,泥浆在管中的流动的速度为 2 m/s,泥泵对泥浆的推力为 5×106 N。
【分析】根据排泥量和排泥管的横截面积可求泥浆在管中的流动的速度,再根据P=Fv即可求得泥泵对排泥管内泥浆的推力。
【解答】解:泥浆在管中的流动速度为:
v===2m/s,
根据P===Fv可得,泥泵对泥浆的推力为:
F===5×106N。
故答案为:2;5×106。
【点评】本题主要是考查规律的计算,解答本题的关键是知道排泥速度的求解方法,根据P=Fv进行求解。
34.汽车上坡时,司机采取换挡的方法,使汽车的速度 减小 ,牵引力 增大 。
【分析】司机用“换挡”的办法来减速行驶是为了获得更大的牵引力来上坡,由P=FV可知,在功率一定的情况下,当速度减小时,汽车的牵引力就会增大。
【解答】解:由功率公式P===Fv,即P=Fv,由P=Fv可知,在功率一定的情况下,当速度减小时,汽车的牵引力就会增大,此时更容易上坡。
故答案为:减小;增大。
【点评】本题很好的把现实生活中的事情与所学的物理知识结合了起来,可以激发学生的学习兴趣。
35.学完(功率)一节后,老师布置了一项实践性作业:利用生活中的测量工具,设计一种测量自己上楼功率的方案。请补充未完成的步骤(需要测量的物理量用相应的字母表示):
(1) 用台秤测出自身的质量为m ;
(2)用皮尺测出所上楼梯的总高度h;
(3) 用秒表测量出上楼所用的时间t ;
(4)上楼功率的表达式P=  (g值用该字母表示即可)。
【分析】人上楼要克服自己的重力做功,P===,据此确定要测量的物理量。
【解答】解:
(1)用台秤测出自身的质量为m;
(2)用皮尺测出所上楼梯的总高度h;
(3)用秒表测量出上楼所用的时间t;
(4)上楼功率的表达式:P===。
故答案为:
(1)用台秤测出自身质量为m;(3)用秒表测量出上楼所用的时间t;(4)。
【点评】本题设计方案测自己上楼的功率,关键是明确测量原理。
36.某班级组织课外活动,从一楼登上三楼,看谁的功率最大,为此,小明列出了以下需要测量的一些物理量:①一楼地面到三楼地面的高度h;
②从一楼到达三楼所用的时间t;
③每个同学的质量m;
④一楼到三楼楼梯的总长度L问:
(1)小明的计划中必须要测的物理量是: ②③ (填序号)。
(2)小明还想测出自己准确的上楼功率,需要的器材: 磅秤 、 刻度尺 、 秒表 、
(3)若用小明计划中所列的物理量的符号进行计算,那他登楼的功率表达式为:  。
【分析】(1)根据P===,因比较功率大小,而h相同,据此确定测量的物理量;
(2)根据P===必须要的器材是测质量的磅秤、测高度的刻度尺和测量时间的秒表;
(3)他登楼的功率表达式为P===。
【解答】解:
(1)比较从一楼登上三楼的功率大小时,上升的高度h相同,根据P===,故要测量②从一楼到达三楼所用的时间t;③每个同学的质量m;
(2)根据P===,要准确测量自己上楼的功率,必须要的器材是磅秤(测出自己的质量m)、刻度尺(测从一楼地面到三楼地面的高度h)和秒表(测量时间t);
(3)小明登楼的功率表达式为:P===。
故答案为:(1)②③;(2)磅秤;刻度尺;秒表;(3)。
【点评】本题比较功率大小和求功率大小,关键是根据P===,明白不变的量,确定要测量的物理量。
37.小强要测量自己上楼梯的功率,他需要用到的测量仪器是 台秤 、 皮尺 、 秒表 。
【分析】上楼就是克服自身的重力做功,上楼的功率为P===,据此分析所用的测量工具。
【解答】解:上楼的功率:P===,
用台秤(磅秤)测质量m、用皮尺测楼高h、用秒表(手表)测登楼时间t,即所用测量工具为:台秤、皮尺、秒表。
故答案为:台秤、皮尺、秒表。
【点评】本题考查了功率的测量实验,知道实验的原理是解决本题的关键。
三.计算题(共2小题)
38.一辆重5×104N的汽车,以108km/h的速度在一条平直的公路上匀速行驶了20min,已知在这段路程中汽车发动机的功率是1.5×105W,求;
(1)汽车通过这段路程中,重力做功为多少?
(2)汽车在这段路程中所受牵引力做的功多大?
(3)汽车受到的牵引力和阻力的大小?
【分析】(1)做功的两个必要条件,即:作用在物体上的力,二是物体在这个方向上通过的距离。
(2)已知功率和时间,利用P=计算牵引力所做的功;
(3)利用速度公式v=求出汽车通过的路程,利用W=Fs计算牵引力的大小,再根据二力平衡得出阻力的大小。
【解答】解:
(1)由题意可知,汽车通过这段路程中,没有在重力的方向上移动距离,所以根据做功的两个必要条件可知,重力做功为0J;
(2)由P=可得,汽车在这段路程上牵引力所做的功:W=Pt=1.5×105W×20×60s=1.8×108J;
(3)由v=可得,汽车行驶的距离:s=vt=108km/h×h=36km=3.6×104m,
由W=Fs可得,牵引力:F===5000N,
因为汽车在水平直线的公路上匀速行驶,所以受到的阻力与牵引力是一对平衡力,f=F=5000N。
答:(1)汽车通过这段路程中,重力做功为0J;
(2)汽车在这段路程上牵引力所做的功为1.8×108J;
(3)汽车受到的牵引力和阻力均为5000N。
【点评】本题考查做功、牵引力、阻力等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,知道物体做匀速运动牵引力等于阻力,同时,还要会根据两个必要因素判断物体是否做功。解题过程中要注意单位的换算。
39.一辆装满货物的汽车总质量为5t,发动机的功率为7×104W,该汽车在平直公路上匀速行驶了10min,汽车所受阻力是车总重的0.1倍。(g=10N/kg)求:
(1)汽车的牵引力是多大?
(2)汽车的行驶速度是多少?
(3)这段时间内汽车的牵引力做了多少功?
【分析】(1)匀速直线行驶的汽车,水平方向受到的牵引力和摩擦阻力是一对平衡力,根据平衡条件和汽车受到的阻力为车重的0.1倍求出阻力即为牵引力;
(2)利用功率公式P=Fv可以求出汽车的速度;
(3)已知汽车发动机的功率和所用时间,由功率公式P=计算汽车牵引力做的功。
【解答】解:
(1)汽车所受阻力:f=0.1G=0.1mg=0.1×5000kg×10N/kg=5×103N;
因为汽车匀速直线运动,牵引力F与摩擦阻力f是一对平衡力,汽车的牵引力:F=f=5×103N;
(2)由P===Fv得汽车的速度:v===14m/s;
(3)汽车行驶时间:t=10min=600s,
由P=得牵引力做的功:W=Pt=7×104W×600s=4.2×107J;
答:(1)汽车的牵引力为5×103N;
(2)汽车的速度为14m/s;
(3)这段时间内汽车的牵引力做的功为4.2×107J。
【点评】本题考查的是功和功率的计算公式以及二力平衡条件的应用,其中已知汽车行驶的速度和发动机的牵引力,功率利用公式P=Fv计算,更简便。

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