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- 2021-11-06 发布
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第1课时 功率及其计算
知识点 1 功率的概念
1.把1 t混凝土搬运到3 m高的楼层面上,可以用人力搬,也可以用吊车吊.搬完这批混凝土,人对混凝土所做的功________吊车对混凝土做的功.但完成这项工作,吊车比人需要的时间________.这表明:做功的问题不仅有做功多少之分,还应该有做功________之分.物理学里引入功率这个物理量来描述物体做功的________.
2.机器甲的功率比机器乙的功率大,表示甲机器做功比乙机器________.某机器的功率是1.5 kW,合________W,表示的物理意义是________________________.
3.关于功率,下列说法中正确的是( )
A.功率大的物体做功一定多
B.功率大的物体做功一定快
C.在相同的时间内,功率大的物体做功少
D.做相同的功,功率大的物体用时多
知识点 2 功率的计算
4.雪橇是雪地常见的交通工具.若狗拉着雪橇以10 m/s的速度在水平雪地上沿直线匀速滑行,雪橇受到的阻力是200 N,则狗在5 min内做了________J的功,功率为________W.
5.起重机在5 s内将一个重2×104 N的集装箱匀速提高2 m,在这个过程中,起重机的拉力做了________J的功,它的功率是________W.若起重机又将集装箱水平移动了3 m,此时拉力做功________J,它的功率是________W.
6.甲同学重600 N,乙同学重500 N,他们进行爬楼比赛,从一楼跑上六楼,甲用了60 s,乙用了40 s,则______同学做功较多,______同学功率较大.
7.“绿色环保,低碳出行”.2015年1月18日,某市首批30辆纯电动公交车投入试运行.假定一辆纯电动公交车在水平路面上匀速行驶,其电动机的输出功率为120 kW,速度为36 km/h,行驶2 h,其电动机做功为____________J,公交车的牵引力为____________N.
8.某水泵房每天需要将1000 m3的水送到18 m高的蓄水池里.若用一台水泵每天工作5 h,则这台水泵的功率至少应是多少千瓦?(g取10 N/kg)
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9.两名运动员,甲比乙高,如果他们举起相同质量的杠铃所用的时间相等,如图11-4-1所示,则( )
图11-4-1
A.甲做功较多,功率较大 B.甲做功较多,功率较小
C.甲做功较多,甲、乙功率相等 D.甲、乙做功相等,乙的功率较大
10.如图11-4-2所示是甲、乙两台机械做功时的W-t图像,由图像可知,甲、乙两台机械的功率大小关系是( )
图11-4-2
A.P甲>P乙 B.P甲=P乙 C. P甲<P乙 D. 无法确定
11.如图11-4-3所示,用大小相等的拉力F,沿不同的接触面拉同一物体运动相同的路程s,则下列判断正确的是( )
图11-4-3
A.甲图中的拉力F做功最快
B.乙图中的拉力F做功最慢
C.丙图中的拉力做功最多
D.甲、乙、丙三种情况拉力F做功不相等
12.某次体育课上,甲、乙两同学进行爬杆比赛,甲从某一位置匀速爬到杆顶用时8 s,乙从同一位置匀速爬到杆顶用时10 s.若甲、乙两人体重相等,则他们爬杆的功率之比为( )
A. 5∶4 B. 4∶5 C. 25∶16 D. 16∶25
13.如图11-4-4所示,工人用240 N的拉力在15 s的时间内,将重600 N的建筑材料提升到6 m高的楼顶上,绳子自由端移动了________m,拉力做的功是________J,拉力做功的功率是________W.
图11-4-4
14.如图11-4-5所示,用F=10 N的水平拉力,使重为100 N的物体A,
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沿水平方向在1 s内匀速直线运动0.5 m.若滑轮和绳子的质量及其摩擦均不计,则物体受到地面的摩擦力为______N,拉力F的功率为________W.
图11-4-5
15.如图11-4-6所示,工人用小车把质量m=100 kg的物品沿斜面运送到高处.已知斜面长L=3 m,斜面高h=1.5 m;工人沿斜面推车的推力F=600 N,用时20 s.则工人推车的功率是________W,物体克服重力做了________J的功.(g取10 N/kg)
图11-4-6
16.如图11-4-7所示,某同学在做俯卧撑运动,可将他视为一个杠杆.
(1)此杠杆的支点为________(选填“O”“A”或“B”)点.
(2)若该同学的质量为50 kg,那么他将身体撑起,每只手受到地面的支持力至少为多少牛?若他在1 min内做了30个俯卧撑,每次肩部上升的距离均为0.4 m,则他的功率至少为多少瓦?(g取10 N/kg)
图11-4-7
17.[2017·广西]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
18.[2017·云南]某工人用如图11-4-8所示的装置,将重150 N的木块在10 s内竖直向上匀速提升4 m,此装置是________(选填“定”或“动”)滑轮,该工人拉力的功率为________W(滑轮和绳的重力、摩擦均不计).
图11-4-8
19.[2017·莱芜]甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的s—t图像如图11-4-9所示.请根据图像判断两辆汽车的牵引力F甲
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________(选填“大于”“小于”或“等于”)F乙,两辆汽车的功率之比为P甲∶P乙=________(空气阻力忽略不计).
图11-4-9
教师详解详析
1.等于 短 快慢 快慢
2. 快 1500 机器每秒做功1500 J
3. B 4.6×105 2×103
5. 4×104 8000 0 0 6.甲 乙
7. 8.64×108 1.2×104
8.由ρ=可得水的质量:m=ρV=1.0×103 kg/m3×1000 m3=1.0×106 kg,
水的重力:G=mg=1.0×106 kg×10 N/kg=1.0×107 N,
把这些水抽到18 m高的蓄水池中克服重力做的功为
W=Gh=1.0×107 N×18 m=1.8×108 J,
由于水泵每天工作5 h,那么水泵的功率为
P===104 W=10 kW.
9. A [解析] 由于甲比乙高,所以举起相同质量的杠铃时甲做功较多,而做功时间相等,则P甲大于P乙.
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9. A [解析] 本题通过W-t图像来考查功率的大小.可以通过两种方法来判断:一是相同时间内比较做功多少;二是做相同的功比较用时多少.根据图示可知,相同时间内,甲做的功比乙多,故甲的功率比乙的功率大,即P甲>P乙.
11. A [解析] 由题知:F甲=F乙=F丙,s甲=s乙=s丙;由功的计算公式W=Fs可以看出:W甲=W乙=W丙,即三种情况下拉力F做功相等,故C、D错误;由图甲水平面光滑,乙水平面粗糙,丙斜面粗糙且物体在F作用下向上运动,所以甲中物体运动时速度最大,时间最少,由P=可知,甲图中的拉力F做功最快.
12. [解析] 爬杆时功率P===,则两同学爬杆的功率之比:==××=1×1×=.
13.18 4320 288
[解析] 由题图可知,n=3,绳子自由端移动的距离:s=3h=3×6 m=18 m;拉力做的功:W=Fs=240 N×18 m=4320 J;拉力做功的功率:P===288 W.
14. 20 10
15. 90 1500
16.(1)O (2)150 N 60 W
17. A [解析] 拉力做功:W=Fs=50 N×5 m=250 J,则小明的功率:P===
25 W.
18.动 60
[解析] 图中的滑轮随物体一起运动,此装置是动滑轮;滑轮和绳的重力、摩擦均不计,工人拉力做的功:W=Gh=150 N×4 m=600 J,该工人拉力的功率:P===60 W.
19.等于 2∶1
[解析] 甲、乙两辆汽车做匀速直线运动,处于平衡状态,所以汽车受到的牵引力大小等于摩擦力大小,而两汽车完全相同,则两汽车对路面的压力和接触面的粗糙程度相同,所以摩擦力相等,则牵引力相等.由图可知,两汽车运动3.5 s时,通过的路程分别为30 m和15 m.根据P==可知,两辆汽车的功率之比为P甲∶P乙=:=∶=2∶1.
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