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- 2021-10-27 发布
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第4节 做功的快慢
第十章 机械与人
1. 功率的计算——水平运动
2. 功率的计算——竖直运动
3. 功率的计算——公式P=Fv的运用
4. 功率的计算——公式P=Fs/t的运用
14.【中考·三明】2016年3月7日,三明沙县机场成功首
航,许多市民乘坐新能源公交车去看机场。若该车
在5×103 N牵引力的作用下,沿平直路面匀速行驶,
40 s内通过了600 m。求:
(1)牵引力所做的功;
(2)牵引力的功率。
解: (1)功W=Fs=5×103 N×600 m=3×106 J。
(2)功率P=W/t= =7.5×104 W。
63 10 J
40s
15.【中考·扬州】如图是某一款电动平衡车,车轮与地
面的接触面积为40 cm2。求:
(1)若地面受到的压强为5×104 Pa,则该平衡车对地面
的压力为多少?
(2)若该平衡车20 s内沿水平面匀速行驶
100 m,受到的阻力为90 N,则此过
程中克服阻力做功的功率为多少?
解:(1)根据公式p=F/S可知,平衡车对地面的压力为
F=pS=5×104 Pa×0.004 m2=200 N;
(2)克服阻力所做的功为W=fs=90 N×100 m=9 000 J,
功率为P= =450 W。9000J
20s
W
t
16.【中考·龙东】如图所示工人师傅正在用叉车搬运货
物,现将质量为1 t的货物匀速提高1.5 m用时5 s。
试求:(g取10 N/kg)
(1)货物上升的速度是多少?
(2)货物所受到的重力是多少?
(3)叉车提升货物时对货物所做的功是多少?
(4)叉车提升货物的功率是多少?
解:(1)货物上升的速度v=s/t=1.5 m/5 s=0.3 m/s。
(2)货物所受到的重力
G=mg=1 000 kg×10 N/kg=104 N。
(3)叉车提升货物时对货物所做的功
W=Fs=Gh=104 N×1.5 m=1.5×104 J。
(4)叉车提升货物的功率
P=W/t=1.5×104 J/5 s=3 000 W。
17.【中考·曲靖】人进行各种活动都要消耗能量,下表
列出了人在一些活动中消耗的功率:
问:(1)小明以5 m/s的速度由家里骑自行车到学校,用
时5 min,小明家到学校的距离是多少?
(2)若小明完成一次引体向上需要时间0.5 s,通过的距
离为0.4 m,小明做引体向上的拉力是多大?
人体活动 以5 m/s的速
度骑自行车 打篮球 百米赛跑 引体向上
消耗的平
均功率(W) 500 600 800 400
解:(1)距离s=vt=5 m/s×5×60 s=1 500 m。
(2)完成一次引体向上做功
W=Pt=400 W×0.5 s=200 J,
拉力F=W/h=200 J/0.4 m=500 N。
18.【中考·河北】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0 m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80 km/h。当客车匀速行驶到标识牌100 m处时,
小汽车匀速行驶到标识牌200 m处,小汽车____(填
“已经”或“没有”)超速;若此时小汽车的功率
为80 kW,它的牵引力为________N。以小汽车为
参照物,客车是向_____(填“前”或“后”)运动的。
(此高速路段限定小汽车最高速度为120 km/h)
已经
1.8×103
后
点拨:根据题意可知:客车行驶的路程s1=100 m=
0.1 km,客车速度v1=80 km/h,客车行驶的时间t1=
=0.00125 h;小汽车行驶的路程s2=200 m
=0.2 km,客车行驶100 m所用的时间t1与小汽车行驶
200 m所用的时间t2相等,所以小汽车行驶的速度v2=
=160 km/h, 160 km/h>120 km/h,所以
已经超速了;小汽车的速度v2=160 km/h= m/s,
功率P=80 kW=80 000 W,小汽车所做的功W=Pt=
80 000 W×0.00125×3600 s=360 000 J,
1
1
0.1km
80km/h
s
v
2
2
0.2km
0.00125h
s
t
400
9
牵引力F= =1 800 N;小汽车与客车同
向行驶,小汽车速度大于客车速度,以小汽车为参照
物,客车向后运动。
2
360000J
200m
W
s
19.【中考·绍兴】重15 000 N的小汽车受到发动机800 N
的牵引力作用,在水平地面上做匀速直线运动,其
路程随时间变化的图象如图所示。求:
(1)小汽车速度。
(2)10 s内重力对小汽车做的功。
(3)10 s内发动机对小汽车做的功
和发动机的功率。
解: (1)速度v= =12 m/s。
(2)10 s内重力对小汽车做的功为0。
(3)发动机的功率P=Fv=800 N×12 m/s=9 600 W。
对小汽车做的功W=Pt=9 600 W×10 s=9.6×104 J。
120m
10s
s
t
20. 跳绳是某市初中毕业生体育测试的项目之一,小华
想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力做
功的平均功率(不计绳重)。
(1)用体重计测量自己的质量m。
(2)估测自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升的高
度)。
(3)用____________(填测量器材)记录跳n次所用的
________(填物理量与其对应符号)。
(4)数据处理:
①自己所受的重力G=________;
停表
时间t
mg
②每次克服重力所做的功W=Gh=________,则跳n次
所做的总功W总=nW=_________;
③平均功率P=_________。
(5)小华和小明两人想比较跳绳的平均功率(假设两人跳
起的平均高度相同),则( )
A.频率相同,体重大的功率大
B.频率相同,跳的时间长的功率大
C.体重相同,频率高的功率小
D.体重相同,跳的时间长的功率大
(6)小华要想提高跳绳测试的成绩,请你从物理学角度
为他提出一条合理的建议:________________。
mgh
nmgh
nmgh/t
A
降低跳起的高度
21. 小明想设计实验测量自己爬楼梯时的功率有多大,
请与他一起完成下面的实验:
(1)测量上楼梯功率的实验原理是________。
(2)实验器材:体重计、刻度尺、________。
(3)实验过程:
①用刻度尺测出一级台阶的高度h,数出台阶的级数n。
②用体重计测出小明的质量m。
③测出小明正常爬上n级台阶所需的时间t。
④运用公式计算出功率。
(4)请帮小明设计记录数据的表格:
P=Gh/t
停表
如下表所示。
小明的质
量m/kg
一级台阶的
高度h/m
台阶的
级数n
爬n级台阶
的时间t/s
爬楼的功
率P/W