初中人教版第十一章 功和机械能11.2 功率同步训练题
展开人教版八年级下册物理课时作业 11.2 功率 含答案
一、选择题
1.两台起重机分别提起两件质量相等的货物,甲以0.2 m/s的速度匀速运送,乙以0.1 m/s的速度匀速运送,则( )
A.甲起重机的功率较大B.乙起重机的功率较大C.甲、乙两起重机的功率相等D.无法比较
2.如图所示是甲、乙两物体做功和所需时间的关系图像,由图像可知,甲物体的功率P甲与乙物体的功率P乙相比较( )
A.P甲>P乙B.P甲
3.粗糙水平地面上有一个重为100N的物体,用20N的水平拉力使其在10s内匀速前进了10m,在此过程中()
A.重力做功的功率为100WB.支持力做功的功率为100W
C.拉力做功的功率为200WD.拉力做功的功率为20W
4.下列说法正确的是()
A.效率高的机械,功率一定大B.做功时间长的机械,功率一定小
C.所有机械的机械效率都小于1D.功率大的机械,做功一定多
5.在某次举重比赛中,一名运动员在抓举比赛时,将质量为127.5 kg的杠铃举起历时约0.5 s,再停留3 s后放下杠铃.那么,该运动员在举起杠铃过程中的平均功率约为
A.几百瓦B.几千瓦C.几十千瓦D.几百千瓦
6.如图甲所示,小明用弹簧测力计拉木块,使它沿水平木板匀速滑动,图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像.下列说法正确的是()
A.木块第一次受到的拉力较大B.拉力第一次做做功的功率大
C.木块两次的动能一样多D.两次拉力对木块做的功一样多
7.一位同学从二楼登上四楼,用了20s。则他上楼时的功率最接近( )
A.十几瓦 B.几十瓦C.一百几十瓦 D.几百瓦
8.举重是我国的优势体育项目.一位身高180cm的运动员和一位身高160cm的运动员,在挺举项目中用相同时间把同样重的杠铃举起,如果他们对杠钤所做的功分别为W1和W2 , 功率分别为P1和P2 , 则下列关系式正确的是( )
A.W1=W2、P 1=P2 B.W1> W2、P 1>P2 C.W1> W2、P 1=P2 D.W1< W2、P 1
9.攀岩运动是从登山运动中派生来的新项目,它集健身、娱乐、竞技于一体,以其独有的登临高处的征服感吸引了众多爱好者(如图所示)。要测量两名运动员在攀岩时克服重力做功的功率大小,不需要测量的物理量是( )
A.运动员的质量B.攀岩的高度C.运动员的身高D.攀岩所用的时间
10.在中考体能测试中,质量为50kg的某同学选择了跳绳。他在1分钟内跳了120次,每次跳离地面的高度约为5厘米。设他每跳一次所用的时间相等,则他跳绳时的功率最接近
A.5W B.50W C.500W D.5000W
11.在学习了功率的知识后,三位同学想比较爬杆时谁的功率大.以下是他们讨论后得出的三套方案,其中可行的是( )
① 用相同的时间爬杆,测量出各自的体重和爬上杆的高度,即可比较功率大小;
② 都爬到杆顶,测量出各自的体重和爬杆用的时间,即可比较功率大小;
③ 爬杆后,测量出各自的体重、爬杆用的时间和爬上杆的高度,算出功率进行比较。
A.只有① B.①② C.①③ D.①②③
12.某学习小组对一辆平直公路上做直线运动的汽车进行观察研究。他们查到车重为1.2×104N,车运动时受阻力2000N,记录了汽车在某段时间内通过的路程与所用的时间,并根据记录的数据绘制了路程与时间的关系图像如图所示。下列相关说法正确的是()
A.汽车在2-5s内的平均速度大于在0-2s内的平均速度B.0-2s内汽车重力做功2.4×104J
C.0-2s内汽车的牵引力小于5-7s内汽车的牵引力D.0-2s内汽车的功率小于5-7s内汽车的功率
二、填空题
13.如图所示,有一重为100N的小球在桌面上滚动了0.1s后滚出桌面,再经0.4s落在离桌面边缘2m的地面上,桌面距离地面高度为0.8m.则小球在整个运动过程中,重力做了________ J的功,其功率是________ W.
14.甲、乙两辆汽车在公路上匀速行驶,它们的功率相同,行驶速度之比V甲:V乙=3:2,在相同的时间内,甲、乙两车牵引力做功之比为________ ,牵引力之比为________ .
15.如下左图甲所示,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直线运动。两次拉动木块得到的s﹣t 图象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F1、F2 , 两次拉力的功率分别是P1、P2 , 则F1________ F2 , P1 ________ P2。(均填“>”、“=”或“<”)
16.物体只在重力作用下自由下落时速度越来越快。一个小球从A点自由下落,先后经过B、C两点,已知AB和BC的距离相等,则重力在AB段和BC段做功的功率PAB ________ PBC。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
17.跳绳是一种健身运动,李强同学对此作了专门研究:跳绳者的质量m=50kg,跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示.根据所给条件可估算出此跳绳者每跳一次克服重力所做的功是________ J.在lmin内克服重力做功的平均功率为________ W.(g取10N/kg)
18.现有30包大米其总质量为150kg,小明想尽快将它们搬上10m高处的库房.如图为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图象.由图可知他可以提供的最大功率为________ W;他1分钟最多可做________ 焦的功;为了尽可能快地将大米搬上库房,他每次应搬________ 包.若每次下楼时间是上楼时间的一半,则他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间________ s.(g=10N/kg)
三、计算题
19.近年来,智能机器人进入百姓家,如图所示,质量为4kg的清洁机器人某次工作时,在4s内沿水平直线运动了2m,此过程机器人所提供的牵引力为50N,求:
①机器人所受的重力;②牵引力所做的功;③牵引力的功率.
20.随着人们生活水平的不断提高,汽车已经走进千家万户.小欣家刚买了一部小轿车.一天,小欣的爸爸开车送她上学,从她家到学校的路程有6km,用时12min.求:
(1)小欣的爸爸开车送她上学的平均速度是多少km/h?
(2)已知小轿车的质量为1.2×103kg,小轿车受到的重力是多少?
(3)途中小轿车在某段平直的公路上匀速行驶了1000m,用时50s,小轿车受到的阻力为1500N,在这过程中小轿车发动机输出的功率是多少?
答案
第 1 题:
【答案】 A
【考点】功率大小的比较
【解析】解答: 两起重机分别提起质量相等的货物,并且都是匀速运送,故拉力相等,即F=G。设都提升相同高度h,则两起重机所做的功相等,大小为W=Gh。由 得 ,又 故 ,由 可知
故选A
分析:设提升相同高度,确定甲乙做功大小,利用速度公式 确定做功时间大小,根据功率计算公式 即可判断甲乙功率的大小;本题还可用功率变形公式 来判断。
第 2 题:
【答案】 A
【考点】功率大小的比较
【解析】【解答】 由图像可知,在所用时间均为t的情况下,甲所做的功W甲大于乙所做的功W乙 , 即W甲>W乙 , 根据公式P=W/t可知,P甲>P乙 , 故A项正确。 故选A
【分析】要分析清楚图像含义,图像中表示的是做功和时间的关系,即表示的是功率的关系。可以选择比较相同时间内做功越多的功率越大;或者比较做相同的功,用时越少的功率越大。
第 3 题:
【答案】 D
【考点】功率的计算
【解析】【分析】(1)做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上移动一段距离;
(2)根据W=Fs求出拉力做的功,根据P=W/t
求出功率.
【解答】物体在水平地面上运动,重力和支持力没有做功,所以重力和支持力的功率为0W,故AB错误;
拉力对物体做的功是W=Fs=20N×10m=200J,
拉力做功的功率是P=W/t=200J/10s=20W,故C错误,D正确.
故选D.
第 4 题:
【答案】 C
【考点】功率的概念,机械效率
【解析】【解答】A、机械效率是指有用功占总功的比值,与功率大小(做功快慢)无关,A错;
B、做功时间长,做功多少不知道,所以功率大小不能确定,B错;
C、使用机械时,都要克服摩擦、提升机械做额外功,使得有用功小于总功,机械效率小于1,C对;
D、功率大的机械,不知道做功时间,做功多少不能确定,D错.
故选C
【分析】本题根据机械效率、功率、功的定义和公式分析解答.功的多少、功率(做功快慢)、机械效率是三个不同的物理量,含义不同,分析问题时要特别注意:做功快不一定做功多
第 5 题:
【答案】 B
【考点】功率的计算
【解析】【分析】做功的条件是,有力作用在物体上,物体在力的方向上移动距离,根据W=FS可求做的功,停住不动不做功,根据可知,做的功不变,改变的是时间,举的时间是0.5s,停留时间不做功,可求平均的功率.
他对杠铃做功W=FS=127.5kg×10N/kg×2m=2550J;
平均功率。
故选B。
【点评】本题注意了解做功的计算,做功的条件和功率的计算,要知道有力作用在物体上,物体没有移动距离,这个力不做功。
第 6 题:
【答案】 B
【考点】功率的计算
【解析】
【解答】从图象上可以看出,木块两次都是作匀速直线运动,而做匀速直线运动的物体受平衡力作用,所以两次木块受到的拉力和摩擦力相等,故A选项错误;
从图中可以看出第一次木块运动的速度较大,而木块所受的拉力不变,根据公式P=FV可知,拉力第一次做功的功率大;故B选项正确;
从图中可以看出第一次木块运动的速度较大,而木块的质量不变,所以第一次木块具有的动能多,故C选项错误;
从图中可以看出,在相同拉力作用下,木块两次运动的距离不同,所以木块两次所做的功不同,故D选项错误.
故选B.
【分析】(1)先判断木块两次的运动状态,然后根据二力平衡的条件分析拉力和摩擦力的关系;
(2)根据决定功率的因素即木块的拉力和木块的速度进行分析;
(3)根据决定动能的因素即木块的质量和木块的速度进行分析;
(4)根据作用在物体上的拉力和在拉力方向上通过的距离,利用公式W=FS比较两次做功的多少.
第 7 题:
【答案】 C
【考点】功率的计算
【解析】【分析】从功率计算公式P=知,要得到功率,需要知道功和做功时间,时间已知,需要知道克服重力所做的功;要知道克服重力做的功,需要知道体重和楼高.
【解答】
中学生的体重在G=500N左右,一层楼高3m,二楼到四楼高度为h=6m.
登楼的功率为P====150W
故选C.
【点评】解决此类问题需要在平时多观察、多积累,做生活的有心人.
第 8 题:
【答案】 B
【考点】功率大小的比较,功的计算及应用
【解析】
【解答】设身高为180cm的人为甲;身高为160cm的人为乙;
∵两人举起杠铃质量相同,
∴杠铃重相同,
∵甲比乙高,
∴举起的高度:h甲>h乙 ,
∵举起杠铃做功W=Gh,
∴举起杠铃做的功:W1>W2 ,
∵P=;举起杠铃用的时间相同,
∴做功功率:P1>P2;
故选B.
【分析】由题知二人身高的大小,举起相同的杠铃时,举起的高度大,根据W=Gh分析做功大小,又知道所用时间相同,再利用P=比较功率大小.
第 9 题:
【答案】 C
【考点】功率的测量实验
【解析】【解答】(1)攀岩是克服自身的重力做功,功等于运动员的重力和攀岩高度的乘积,所以我们要知道运动员的重力和攀岩的高度;
(2)功率反映的是做功的快慢,等于功和时间的比值,所以我们还要测出运动员攀岩的时间.
故选C.
第 10 题:
【答案】 B
【考点】做功改变物体内能,物体内能的改变,是否做功的判断,功率大小的比较
【解析】【分析】根据生活常识估测处初中生的重力,结合功率的公式P=W/t求解.
【解答】由生活常识可知,初中生的重力大约为G=500N,在1min内跳了120次,所以跳一次所用时间t=0.5s,每次跳离地面的高度为0.05m,所以P=W/t=50W;
故选B.
第 11 题:
【答案】 D
【考点】功率的测量实验
【解析】
【分析】功率指单位时间内做的功,不管采用何种方法,只要能知道做的功W和做功用的时间t,根据P=就可求出每个同学的功率进行比较.
【解答】①时间相同时,做的功越多,功率越大;测出各自的体重和爬杆高度,根据W=Gh可以计算出各自做的功,所以就可以判断出功率的大小,故这种方案可行;
②根据功率计算公式P==可知,都爬到杆顶,则h相同,再测出各自体重G和爬杆时间t,也可以比较出功率的大小,故这种方案可行;
③如果测出体重G、时间t和高度h,也可以根据公式P==求出各自的功率,然后比较即可,故这种方案可行.
故选D.
【点评】该题通过设计实验方案考查学生对功率计算公式,以及影响功率大小的因素的理解,难度不大,只需活用公式即可解答.
第 12 题:
【答案】 D
【考点】功率的计算,时间速度路程的图像分析
【解析】【解答】A、由s-t图象可知,汽车在2-5s内静止,平均速度是0;汽车在0-2s内的平均速度v===1m/s,故A错误;
B、重力竖直向下,汽车在水平路面上运动,在重力的方向上,汽车没有移动距离,故重力不做功,故B错误;
C、由s-t图象可知,在0~2s内与5~7s内,汽车都做匀速直线运动,处于平衡状态,汽车的牵引力等于阻力,
因此在这两段时间内,汽车的牵引力相等,都等于汽车受到的阻力,故C错误;
D、由s-t图象可知,汽车在5~7s的速度v′===1.5m/s>1m/s,即大于汽车在0~2s内的速度,
由于汽车的牵引力相等,由P=Fv,可知速度v越小,汽车的牵引力功率越小,因此0~2s内汽车的功率小于
5~7s内汽车的功率,故D正确;
故选D.
【分析】A、由s-t图象找出汽车的路程所对应的运动时间,然后由速度公式v= s t 求出汽车的速度,然后做出判断;
B、根据力做功的条件分析答题;
C、根据汽车的运动状态,由平衡条件求出牵引力,然后答题;
D、由于功率公式P=Fv分析答题.此题考查图象的分析能力和平均速度的计算,以及平衡力的知识,是一道学科综合题;这类题也是中考的一个热点.
第 13 题:
【答案】 80|160
【考点】功率的计算,功的计算及应用
【解析】【解答】解:重力做功W=Gh=100N×0.8m=80J,
其功率P= = =160W.
故答案为:80;160.
【分析】物体在重力方向上移动的距离为桌子的高度,重力做功由W=Gh计算,功率由P= 计算.
第 14 题:
【答案】 1:1;2:3
【考点】功率计算公式的应用
【解析】【解答】由题知,P甲=P乙 , t甲=t乙 ,
根据P=可得W=Pt,则甲、乙两车牵引力做功之比:
由题知,v甲:v乙=3:2,
根据P==Fv可得,牵引力之比:
故答案为:1:1;2:3.
【分析】已知两辆汽车的功率相同,利用公式W=Pt求相等的时间内做功之比,又知道行驶的速度之比,再利用P==Fv求出牵引力之比.
第 15 题:
【答案】 =;>
【考点】功率大小的比较
【解析】【解答】解:(1)由图中可知,木块两次都进行匀速直线运动,拉力等于滑动摩擦力,滑动摩擦力相等,拉力F相等,即F1=F2;
(2)从图象中可以判断出,第①次的运动速度v较大,根据公式P=Fv,当拉力相等时,速度越大,拉力的功率越大,即P1>P2。
故答案为:=;>。
【分析】(1)弹簧测力计拉动木块在水平面上匀速直线运动时,水平方向上木块受到拉力和滑动摩擦力作用,拉力和滑动摩擦力是一对平衡力;
(2)滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关,根据P=Fv判断拉力的功率。
第 16 题:
【答案】 小于
【考点】功率大小的比较
【解析】【解答】解:已知AB和BC的距离相等,下落时速度越来越快,根据公式t=可知小球通过BC段的时间短;
根据W=Gh可知,重力相同,通过的距离相同,所以重力做的功相同;
根据P=可知,做功相同的情况下,BC段的时间短,所以BC段的功率大,即PAB<PBC。
故答案为:小于。
【分析】根据v=判断出时间的长短,根据W=Gh判断出做功的多少,在根据P=判断出功率的大小。
第 17 题:
【答案】 45|135
【考点】功率的计算,功的计算及应用
【解析】【解答】解:跳绳者每跳一次克服重力所做的功W=Gh=50kg×10N/kg×0.09m=45J;
由图分析可知,每 s跳一次,即每秒跳3次,则在lmin内可跳跃3×60=180(次),故lmin内克服重力做功的平均功率P= = =135W;
故答案为:45,135.
【分析】求解克服重力所做的功可利用公式W=Gh求解计算功的大小,利用功率的公式P= 计算功率的大小.
第 18 题:
【答案】 50 ;3000 ;3;450
【考点】功率的计算,功的计算及应用
【解析】【解答】解:(1)由坐标图可知:当搬动质量为15kg物体时,人用于搬动物体的功率(输出)最大,其值为50W;
(2)1分钟最多做功:W=P最大t=50W×60s=3000J;
(3)30包大米,总质量为150kg,每包大米的质量是5kg,由于搬动物体所需要做的总功是一定的,要尽快完成搬运工作,要求人始终在最大功率(输出)状态下工作,每次应搬动质量15kg的物体,即3包大米;
(4)每次搬运的大米的重力G=mg=15kg×10N/kg=150N;
重力做的功W=Gh=150N×10m=1500J,
由P=得,则每次上楼所用的时间t===30s,每次下楼所用的时间是15s,则一个来回需要的时间是30s+15s=45s,
搬30包大米需要10个来回,所以所用时间一共是45s×10=450s.
故答案为:50;3000;3;450.
【分析】(1)通过图线知,顶点的输出功率最大;
(2)根据最大功率,利用W=Pt计算做功;
(3)读出出输出功率最大时搬运物体的质量,进而计算搬运数量;
(4)抓住总功一定,根据W=Pt得出何种情况下搬运的时间最短;根据最大输出功率以及总功的大小求出搬动物体上楼的时间.
第 19 题:
【答案】 解:①机器人所受的重力:
G=mg=4kg×10N/kg=40N;
②牵引力所做的功:
W=Fs=50N×2m=100J;
③牵引力的功率:
P= = =25W.
答:①机器人所受的重力为40N;②牵引力所做的功为100J;③牵引力的功率为25W.
【考点】功率的计算,重力及其大小的计算,功的计算及应用
【解析】【分析】①已知质量,利用G=mg计算机器人所受的重力;②已知牵引力和移动的距离,利用W=Fs计算牵引力所做的功;③已知牵引力做的功,又知时间,利用P= 计算牵引力的功率.
此题考查重力、功和功率的计算,应用重力、功和功率公式即可正确解题,难度不大.
第 20 题:
【答案】 (1)已知:路程s1=6km,时间t1=12min=0.2h,质量m=1.2×103kg,s2=1000m,时间t2=50s,阻力f=1500N
平均速度:v= = =30km/h
答:小欣的爸爸开车送她上学的平均速度是30km/h
(2)已知:路程s1=6km,时间t1=12min=0.2h,质量m=1.2×103kg,s2=1000m,时间t2=50s,阻力f=1500N
小轿车受到的重力为G=mg=1.2×103kg×10N/kg=1.2×104N
答:小轿车受到的重力是1.2×104N
(3)已知:路程s1=6km,时间t1=12min=0.2h,质量m=1.2×103kg,s2=1000m,时间t2=50s,阻力f=1500N
小轿车在该段平直的公路上匀速行驶时,牵引力F=f=1500N,
牵引力所做的功为W=Fs2=1500N×1000m=1.5×106J,
小轿车发动机输出的功率为:
P= = =3×104W
答:小轿车发动机输出的功率是3×104W
【考点】变速运动与平均速度,功率的计算,重力及其大小的计算
【解析】【分析】(1)根据v= 求出平均速度;(2)根据G=mg求出重力;(3)根据W=Fs求出牵引力做的功,根据P= 求出功率.
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