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初中11.2 功率课前预习课件ppt
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这是一份初中11.2 功率课前预习课件ppt，共60页。
知识点 功率
说明 1.使用公式P= 时一定要注意三个量的对应关系,功W一定是在对应的时间t内完成的,这样计算出来的功率才是时间t内的功率,不同时间内 对应的功率一般来说是不同的。
2.对推导公式P=Fv的理解:此公式对功率的实际应用有较大的意义,如汽车 发动机的功率一定,由F= 可知,牵引力与速度成反比,在汽车爬坡时,司机采用的措施是换挡减速,以获得更大的牵引力。
例 (2019湖南株洲中考)甲、乙、丙、丁四个同学进行攀岩比赛,他们做 的功W与时间t的关系如图11-2-1所示。若规定做功最快的获胜,则最后胜 出的一定是 ( ) 图11-2-1A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
解析 在相同时间内,做功越多,功率越大,也就是做功越快;由图象知,当时 间相同时,甲做功最多,所以甲功率最大,做功最快,故A正确,B、C、D错 误。答案 A
题型一 对功率的理解例1 (2019上海徐汇期中)关于功率的说法,正确的是 ( )A.功率大的机器所做的功一定比功率小的机器大B.单位时间内所做的功越多,其功率越大C.速度越大,功率越大D.作用力越大,功率越大
解析 功率是表示物体做功快慢的物理量,功率大的机器所做的功一定比 功率小的机器快。由W=Pt可知,在不能确定时间的条件下,仅通过功率的 大小不能得出机器所做的功的多少,故A错误;由功率的定义可知,单位时间 内所做的功越多,其功率越大,故B正确;由公式P= = =Fv可知,仅通过速度的大小或作用力的大小不能得出功率的大小,故C、D错误。
题型二 功率的相关计算例2 (2018山东临沂中考)新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭 的喜爱。小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上匀速行驶12 km,用时10 min。已知该车的总质量为1.6×103 kg,行驶中阻力为车重的0.05,此过程中 该车牵引力做功 J,功率为 kW。(g=10 N/kg)
解析 由于车做匀速直线运动,牵引力等于阻力,则牵引力F=f=0.05G=0.05 mg=0.05×1.6×103 kg×10 N/kg=800 N;牵引力做的功为W=Fs=800 N×12 000 m=9.6×106 J;汽车的功率为P= = =16 000 W=16 kW。
答案 9.6×106 16
点拨 解答这类题目要善于挖掘题干中的信息,题目中的“匀速行驶”相 当于告诉了动力与阻力相等。
易错点 功、功率物理意义的理解例 下列关于功和功率的说法中,正确的是 ( )A.机器做的功越多,功率越大B.机器做功的时间越短,功率越大C.时间与功的比值越大,功率越大D.相同时间内做功越多,功率越大
解析 机器做功越多,功率不一定越大,还要看所用时间的长短,故A选项错 误;做功所用时间越短,功率不一定越大,还要看做了多少功,故B选项错误; 时间与功的比值越大,说明完成相同的功所需要的时间越长,做功越慢,功 率越小,故C选项错误;相同的时间内做功越多,说明做功越快,功率越大,故 D选项是正确的。答案 D易错警示 功率的大小与做功的多少和做功时间的长短两个因素有关。 在研究一个问题与多个因素的关系时,应采用控制变量法,然后综合分析得 出结论。
知识点 功率1.(独家原创试题)如图11-2-1所示是当今非常流行的平衡车。某品牌平衡 车的功率为240 W,能以10.8 km/h的速度在平直的道路上连续匀速行驶10 km,则它在这个过程中受到的阻力为 N,行驶这10 km所做的功为 J。 图11-2-1
答案 80 8×105 解析 由公式P= = =Fv可得,它受到的阻力为f=F= = = =80 N;行驶这10 km所做的功W=Fs=80 N×10×103 m=8×105 J。
2.(2018上海杨浦期中)功率是描述物体 的物理量。某小车功率为 800瓦,它表示的物理意义是 。若该小车工作5分 钟,则做功 焦。答案 做功快慢 小车在1 s内做的功为800 J 2.4×105 解析 功率在数值上等于单位时间内所做的功,所以小车功率为800 W表 示的物理意义是:小车在1 s内做的功为800 J;根据P= 得W=Pt=800 W×5×60 s=2.4×105 J。
3.(2019广东广州海珠一模)小芳拿着书本,老王抱着木箱,都匀速从一楼到 达二楼。其中,小芳先到达二楼。甲的观点:小芳上楼上得快,时间短,所以 小芳对书做功的功率大。乙的观点:木箱质量大,老王对木箱做功多,所以 老王对木箱做功的功率大。(1)你同意甲、乙的观点吗?依据是什么?(2)若你要把一个大西瓜匀速从一楼搬上二楼,请自选器材测量对西瓜做功 的功率。①实验步骤;②用所测的物理量,写出你对西瓜做功功率的表达式。
答案 (1)不同意甲、乙的观点,根据P= = = ,从一楼到达二楼h相同,功率大小取决于质量和时间的比值大小,故无法确定功率大小;(2)①实 验步骤:用磅秤测量出大西瓜质量m,用卷尺测量出一楼到二楼的高度h,用 秒表测量出把一个大西瓜匀速从一楼搬上二楼所用的时间t;②对西瓜做 功功率的表达式P= = = 。
解析 (1)因为P= = = ,由已知条件,从一楼到达二楼h相同,则功率大小取决于质量和时间的比值大小,因小芳拿着书本的质量小,所用时间也 短,故无法确定两人的功率大小;即不同意甲、乙的观点;(2)见答案。
1.(2019山东临沂蒙阴二模)体育课上,亮亮和晶晶决定进行爬杆比赛,他们 同时出发,结果又同时到达相同高度的杆顶。想判断谁的功率大,还需要知 道的物理量是 ( )A.杆的高度 B.爬杆时间C.两人身高 D.二人的体重答案 D 他们同时出发,结果又同时到达相同高度的杆顶,说明爬杆的高 度和时间都相同,由P= = = 知,要比较功率的大小,还要知道二人的体重。
2.(2015广东深圳中考)甲机械比乙机械的功率大,表示两机械在工作时 ( )A.甲做功多 B.甲更省力C.甲做功快 D.甲用时少答案 C 功率是描述物体做功快慢的物理量,功率大的机械做功一定快, 故本题应选C。
3.(2018吉林长春模拟)如图所示,是一个小球自由下落过程中拍摄的频闪 照片(每相邻两幅照片拍摄的时间间隔相同)。小球在下落的前一半距离 中,重力做的功为W1,做功功率为P1;小球在后一半距离中,重力做功为W2,做 功功率为P2,则大小关系正确的是W1 W2、P1 P2。
答案 = <解析 小球的重力G不变,小球在前、后一半距离中下落高度h相同,所以 根据W=Gh可知,在前、后一半距离中重力所做的功相同,即W1=W2;重力做 的功相同,因小球下落得越来越快,则下落前一半距离所用时间大于下落后 一半距离所用时间,根据P= 可知P1
2.(2017广东中考)妈妈与小明进行爬山比赛,他们选择的起点、路径和终 点都相同,全程设为匀速运动,妈妈的体重是小明的2倍,妈妈所用的时间是 小明的3倍。若妈妈克服自身重力做功为W1、功率为P1,小明克服自身重 力做功为W2、功率为P2,则下列关系正确的是 ( )A.W1∶W2=1∶1 B.W1∶W2=2∶3C.P1∶P2=1∶1 D.P1∶P2=2∶3
答案 D 克服重力做功大小为W=Gh,爬山比赛的起点、终点均相同,即 高度h相同,妈妈体重是小明的2倍,故W1∶W2=2∶1,A、B错误。功率P=W /t,妈妈所用时间是小明的3倍,故P1∶P2=2∶3,C错误、D正确。
3.(2018河南濮阳二模)某型号汽车发动机的额定功率为4×104 W,在水平路 面上匀速行驶时受到的阻力是1 600 N。在额定功率下,当汽车匀速行驶 时,求:(1)发动机所提供的牵引力大小;(2)汽车行驶10 min牵引力所做的功; (3)汽车行驶速度的大小。
答案 (1)1 600 N (2)2.4×107 J (3)25 m/s解析 (1)因汽车在水平路面上匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和 阻力是一对平衡力,所以,发动机所提供的牵引力大小F=f=1 600 N;(2)由P= 可得,汽车行驶10 min牵引力所做的功:W=Pt=4×104 W×10×60 s=2.4×107 J;(3)由P= = =Fv可得,汽车行驶速度的大小:v= = =25 m/s。
1.(2019甘肃兰州一模)在学习了功率的知识后,三位同学想比较爬楼时谁 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用相同的时间爬楼,测量出各自的体重和爬上楼的高度,即可比较功率大 小;②都爬到楼顶,测量出各自的体重和爬楼用的时间,即可比较功率大小;③爬楼后,测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬上楼的高度,算出功率进 行比较。A.③ B.①② C.①③ D.①②③
答案 D 爬楼克服自身重力做功的功率P= = = 因此,比较功率的大小时,体重、高度和时间三个物理量必须都要考虑。方法①控制t,通 过测量G和h,可以比较功率大小;方法②控制h,通过测量G和t,可以比较功 率大小;方法③测量出G、h和t,可以直接计算出功率,因此三套方案均可 行。
答案 C 大明登上山顶做的功:W1=G1h,小华登上山顶做的功:W2=G2h,大 明的登山功率:P1= = ,小华的登山功率:P2= = ,又G1=1.5G2,则 = = × = 。
2.大明和小华一起爬山。大明用了25 min登上山顶,小华用了20 min登上 山顶,大明的体重是小华的1.5倍。大明与小华爬山的功率之比是 ( )A.5︰6 B.8︰15 C.6︰5 D.3︰2
3.(2019福建厦门二模)“塔吊”是修建高层建筑常见的起重设备,又名 “塔式起重机”。某“塔吊”以恒定功率24 kW将质量2 t的重物从静止 开始竖直向上提升45 s,全程v-t关系如图。g取10 N/kg。 (1)求t=30 s时重物所受的拉力。(2)求整个过程重物的最大速度。(3)若重物上升的总高度为60 m,则最后12 s拉力的平均功率为多大?
答案 (1)2×104 N (2)1.2 m/s (3)1×104 W解析 (1)由图象可知,在15~45 s阶段重物竖直向上做匀速直线运动,拉力 与重力是一对平衡力,大小相等,所以,t=30 s时,重物所受的拉力F=G=mg=2 ×103 kg×10 N/kg=2×104 N。(2)由图象知,当重物做匀速运动时的速度最大, 在0~45 s内,拉力的功率恒定不变,由P= = =Fv知,重物的最大速度v= = =1.2 m/s。(3)整个过程中重物上升的总高度为60 m,故全程塔吊对重物做功W=Gh=2×104 N×60 m=1.2×106 J,前45 s塔吊对重物做的功W1 =Pt1=2.4×104 W×45 s=1.08×106 J,最后12 s拉力做的功W2=W-W1 =1.2×106 J- 1.08×106 J =1.2×105 J,则最后12 s拉力的平均功率P2= = =1×104 W。
1.(2019吉林模拟,1,★☆☆)小明爸爸的质量为70 kg、小明的质量为50 kg。若父子俩用相同的时间从居住楼的一层走到二层,下列说法正确的是 ( )A.两个人做功的功率相等B.小明做功的功率比爸爸的大C.爸爸做功的功率比小明的大D.无法比较做功的快慢
答案 C 上楼时小明和爸爸克服各自重力做功,都从一楼到二楼,高度相 同,爸爸的质量大,由W=Gh=mgh可知,爸爸做的功多;又因为俩人上楼时间 相同,由P= 可知,爸爸做功的功率比小明的大。
2.(2019湖南邵阳新宁模拟,8,★★☆)如图11-2-2所示,甲、乙两物体在拉力 F的作用下,沿竖直向上做匀速直线运动,不计空气阻力,则 ( ) 图11-2-2A.甲的速度一定大于乙的速度B.甲的重力一定大于乙的重力C.拉力F甲做的功一定大于拉力F乙做的功D.拉力F甲的功率一定大于拉力F乙的功率
答案 B 由题意知,两个物体都做匀速直线运动,故拉力与重力平衡,大小 相等,因F甲>F乙,故甲的重力大于乙的重力,题目中没有两物体的运动时间、 距离等条件,故无法确定它们的速度大小,也无法确定做的功的多少及功率 的大小。
3.(2017河南平顶山期末,7,★☆☆)两台机器做功之比为3∶2,时间之比为 3∶4,则功率之比为 。答案 2∶1解析 两台机器的功率之比: = = × = × = 。
4.(2019重庆一模,19,★★☆)如图11-2-3所示,重庆轨道2号线在李子坝站 “穿”居民楼而过,山城的复杂地形造就了全国绝无仅有的震撼景象。若 列车电动机功率为370 kW,长度为120 m,行驶速度为25 m/s,该居民楼长度 为130 m,则在列车穿过居民楼的过程中;求:(6分)(1)列车所花的时间;(2)列车电动机做的功。 图11-2-3
答案 (1)10 s (2)3.7×106 J解析 (1)列车穿过居民楼时通过的路程s=L车+L楼=120 m+130 m=250 m,列 车穿过居民楼的时间t= = =10 s;(2)列车电动机做的功W=Pt=370×103 W×10 s =3.7×106 J。
1.(2019湖南张家界模拟,6,★☆☆)如图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,做功快答案 C 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。
2.(2019福建厦门模拟,8,★☆☆)汽车爬坡时,驾驶员的操作是:加大油门,同 时将变速器换成低速挡。加大油门是使发动机发挥较大的功率,换用低速 挡是为了减速。那么,在爬坡时,减小汽车的速度是为了 ( )A.保证安全 B.获取更大的动力C.省油 D.增大惯性答案 B 由P= = =Fv知,在功率不变的条件下,汽车的速度越小,获得的牵引力就越大,故换用低速挡是为了获取更大的动力。
3.(2017江苏无锡江阴长泾一模,22,★★☆)随着人们生活水平不断提高,小 龙家最近也买了辆轿车。若轿车以90 kW的恒定功率启动做直线运动,运 动过程中受到的阻力不变,运动的速度v与时间t的关系如图乙所示,则经过 10 s轿车发动机所做的功是 J,当牵引力为 N时轿车能保 持匀速直线运动。
答案 9×105 3×103 解析 轿车发动机的功率P=90 kW=9×104 W,轿车发动机所做的功:W=Pt= 9×104 W×10 s=9×105 J。由图乙可知,轿车保持匀速直线运动的速度v=30 m /s,轿车发动机的牵引力:F= = =3×103 N。
4.(2017上海金山期中,23,★★☆)如图是我国救援直升机实施救援的情 景。若2人质量共150千克,在拉力作用下匀速向上运动,已知拉力的功率为 1 470瓦,问: (1)拉力多大?(2)拉力在20秒内做功多少?(3)被救人员20秒内向上移动多少距离?
答案 (1)1 470 N (2)29 400 J (3)20 m解析 (1)因2人匀速上升时,受到的重力和拉力是一对平衡力,所以拉力F= G=mg=150 kg×9.8 N/kg=1 470 N;(2)拉力在20秒内做功:W=Pt=1 470 W×20 s=29 400 J;(3)匀速上升的速度:v= = =1 m/s,被救人员20秒内向上移动的距离:s=vt=1 m/s×20 s=20 m。
5.(2017广西柳州柳南三模,26,★★☆)在新能源时代,市场推出了一系列的 电动汽车,下表是其中一款电动汽车的相关参数。(g=10 N/kg)求:(6分)
(1)这款车所受重力是多少?(3分)(2)这款车在电机额定功率下以最大运行速度行驶时,最大可以提供多大的牵引力?(3分)
答案 (1)5 000 N (2)540 N解析 (1)这款车的重力:G=mg=500 kg×10 N/kg=5 000 N;(2)电动汽车的最 大行驶速度:v=100 km/h,电机额定功率:P=15 kW,由P= = =Fv可得,汽车的牵引力:F= = =540 N。
1.(2019山东泰安中考,11,★★☆)如图11-2-4所示,完全相同的A、B两个长 方体物块叠放在水平桌面上,用F=20 N的水平向右的力作用在A物块 上,A、B一起向右做匀速直线运动,经过3 s,两个物块一起移动了60 cm的 距离。下列相关说法中 ( ) 图11-2-4①物块B受到的重力和地面对B的支持力是一对平衡力②物块A对B的摩擦力大小是20 N,方向向右③地面对物块B的摩擦力大小是20 N,方向向右
④拉力F的功率为4 WA.只有①④正确 B.只有③④正确C.只有①③正确 D.只有②④正确
答案 D 物块B在竖直方向上,受到重力、地面对B的支持力以及A对B的 压力的共同作用,所以物块B受到的重力和地面对B的支持力不是一对平衡 力,①错误;在水平方向上,地面对B水平向左的摩擦力和A对B向右的摩擦 力,为一对平衡力,故A对B的摩擦力大小是20 N,方向向右,②正确;A、B一 起向右做匀速直线运动,地面对B的摩擦力大小是20 N,水平向左,③错误; 拉力F做的功为W=Fs=20 N×0.6 m=12 J,拉力F的功率P= = =4 W,④正确。
2.(2019四川凉山中考,18,★☆☆)“绿色环保,低碳出行。”一辆纯电动公 交车在水平路面上匀速行驶,发动机的功率为200 kW,速度为72 km/h。公 交车行驶1 h,发动机做的功为 J,公交车行驶的路程为 m。答案 7.2×108 7.2×104 解析 发动机做的功W=Pt=200×103 W×3 600 s=7.2×108 J;公交车行驶的路 程s=vt=72 km/h×1 h=72 km=7.2×104 m。
3.(2017浙江绍兴中考,21,★★☆)如图11-2-5为四旋翼无人机,质量为1.2千 克,下方悬挂着一个质量为0.1千克的摄像机。在10秒内无人机从地面竖直 上升了20米,然后边摄像边斜向上飞行了30秒,仪表盘上显示离地高度为36 米。无人机前10秒对摄像机做功 焦,整个过程中,无人机对摄像机 做功的功率为 瓦。(g=10 N/kg) 图11-2-5
答案 20 0.9解析 摄像机的重力为:G=mg=0.1 kg×10 N/kg=1 N;无人机前10秒对摄像 机做功为:W=Gh=1 N×20 m=20 J;整个过程中对摄像机所做的功为:W'=Gh' =1 N×36 m=36 J;无人机对摄像机做功的功率为:P= = =0.9 W。
4.(2017江苏苏州中考,24,★★☆)小华和妈妈去超市购物,她们将17 kg物品 放在小推车中推行,小推车在某段时间内速度v随时间t变化的关系图象如 图11-2-6所示。已知小推车重130 N,所受阻力是总重的0.15。(g取10 N/ kg) 图11-2-6(1)在0~10 s内,水平推力 (大于/小于/等于)阻力,阻力大小为 N。
(2)10~20 s内水平推力做了多少功?(3)10~20 s内水平推力的功率多大?
答案 (1)大于 45 (2)360 J (3)36 W解析 (1)0~10 s内小车做加速运动,推力大于阻力,10~20 s内做匀速运动, 推力与阻力是一对平衡力,F=f=0.15G总=0.15×(mg+G车)=0.15×(17 kg×10 N/ kg+130 N)=45 N。(2)s=vt=0.8 m/s×10 s=8 m,W=Fs=45 N×8 m=360 J。(3)P= = =36 W。
1.(2019湖北随州中考,25,★☆☆)一只木箱放在水平地面上,地面上各处粗 糙程度相同。对木箱施加一个方向不变的水平推力F(如图甲),F的大小与 时间t的关系、木箱的运动速度v与时间t的关系图象如图乙所示。以下说 法正确的是 ( )
A.在第一个2 s内木箱所受摩擦力为2 NB.在第二个2 s内木箱所受摩擦力为3 NC.在第一个2 s内推力F对木箱所做的功为2 JD.在第三个2 s内推力F对木箱做功的功率为8 W
答案 D 由两个图象可知,在第一个2 s内木箱受到的推力为1 N,木箱处 于静止状态,因此,推力与摩擦力平衡,摩擦力为1 N,推力F没有做功,故A、 C错误;在第二个2 s内,木箱处于加速状态,受到的推力为3 N,所以摩擦力小 于3 N,故B错误;在第三个2 s内,F做功的功率P= = =Fv=2 N×4 m/s=8 W,故D正确。
2.(2018广东广州中考,7,★★☆)如图所示,OQ是水平地面,物体在水平拉力 作用下从O匀速直线运动到Q。OP段拉力F1为300 N,F1做的功为W1,功率 为P1;PQ段拉力F2为200 N,F2做的功为W2,功率为P2。则 ( ) A.W1>W2 B.W1P2 D.P1
3.(2016青海西宁中考,19,★★☆)西宁市湟水河河道改造工程中,装载机5 s 内将一块重2 000 N的石块匀速举高3 m,装载机的举力对石块做功为 J,举力做功的功率为 W。答案 6×103 1.2×103 解析 装载机的举力F=G=2 000 N,装载机的举力对石块做的功W=Fh=2 0 00 N×3 m=6×103 J,装载机的举力对石块做功的功率P= = =1.2×103 W。
4.(2019江苏盐城中考,22,★☆☆)小明提着质量为3 kg的书包,从1楼走到3 楼用了15 s的时间,书包带与手的接触面积为10 cm2,g取10 N/kg。(1)求书包的重力。(2)求书包带对手的压强。(3)估算小明上楼过程中对书包做功的功率。
答案 (1)30 N (2)3×104 Pa (3)12 W解析 (1)书包的重力G=mg=3 kg×10 N/kg=30 N;(2)书包带对手的压强p= = = =3×104 Pa;(3)每层楼的高度大约为3 m,则1楼到3楼书包在竖直方向上运动的距离为6 m,小明对书包做的功W=Fs=30 N×6 m=180 J,小明对书包做功的功率为P= = =12 W。
5.(2017浙江丽水中考,13,★★☆)“汽车共享”在丽水市推出以来受到市 民的青睐,它属于公共交通的补充,可以满足人们自驾出行的需求。如图是 我市一款按租用时间收费的电动共享汽车。五一期间,小科一家租用该款 电动共享汽车去旅游,从租车点一路不停行驶105千米到达目的地,若全程 的速度为70千米/时。回答下列问题: (1)推广电动共享汽车的好处有 (答出一点即可);(2)租用该电动汽车的价格为0.5元/分钟,小科一家从租车点到目的地的租
车费用为 元;(3)该电动汽车发动机的额定功率为30千瓦,若汽车以额定功率在水平路面 匀速直线行驶时,所受的阻力恒为1 200牛,汽车的速度为多少?
答案 (1)绿色环保 (2)45 (3)25 m/s解析 (1)电动共享汽车相比普通汽车有无尾气、噪声小的特点,即绿色环 保;(2)电动共享汽车行驶的距离s=105 km,全程的速度v=70 km/h,电动共享汽车行驶的时间:t= = =1.5 h=90 min,因为租用该电动汽车的价格为0.5元/分钟,所以小科一家从租车点到目的地的租车费用为:0.5元/min×90 min=45元;(3)因为汽车在水平路面上匀速行驶,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,由二力平衡条件可知,发动机所提供的牵引力:F=f=1 200 N;根据P= = =Fv可得,汽车行驶的速度:v= = =25 m/s。
1.(2018广东肇庆端州一模)如图11-2-7所示,小军同学从一楼跑到三楼,他 想通过登楼梯来估测自己的功率。为此:(1)测量所需要的器材有 。(2)小军同学设计的测量步骤如下,其中多余的是 。A.测出自己的质量B.测出楼梯的总长度C.测出一楼到三楼的竖直高度D.测出自己从一楼登上三楼所用的时间E.算出自己登楼梯的功率(3)表是小军设计的实验记录表格,根据要记录的数据,请把表格补充完 整。
答案 (1)台秤、卷尺、停表 (2)B (3)如表所示
解析 本题以测量登楼梯的功率为载体,重点考查了“用物理观念解决实 际问题”的能力。(1)上楼的功率P= ,其中m为小军的质量,h为一楼到三楼的竖直高度,t为上楼所用的时间。所以需要用台秤测量小军的质 量m、用卷尺测量一楼到三楼的竖直高度h,用停表测量上楼所用的时 间t。(2)由(1)可知,实验不需要测量楼梯的总长度,故B是多余的。(3)实验 数据的记录表格包括小军的质量、登楼梯时间、一楼到三楼的竖直高 度、登楼梯的功率这四个内容。
2.(独家原创试题)节能是汽车性能的一个重要指标。但同一辆汽车行驶10 0 km消耗的汽油与行驶速度的快慢是否有关呢?星期天,小明乘坐爸爸的 汽车从自己家去北京,于是他决定借此机会对这一问题进行探究。他们去 时走高速公路,回来时走国道,得到了下表所示的数据。
(1)分析数据后,小明觉得这与他事先的猜想相吻合。你认为小明的猜测应 该是 。请你对该实验结论的可 靠性评估 。(2)若汽车在高速公路上行驶时发动机的功率为60 kW,汽车在去北京的过
程中,发动机所做的功为 。
答案 (1)车速越大、油耗越少,车速越小、油耗越多 此结论不可靠,因 为路况不同 (2)2.16×108 J解析 本题以节能为背景,从生活实际提炼物理模型,对物理观念、科学思 维等素养进行了综合考查。(1)由表中数据可知,当汽车的平均速度是108 km/h,通过里程为108 km,油耗量是8.5 L;则100 km消耗的汽油为 ×100 km=7.87 L;当汽车的平均速度是60 km/h,通过里程为116 km,油耗量是1 1.2 L,则100 km消耗的汽油为 ×100 km=9.66 L。由此可知,车速越大、油耗越少,车速越小、油耗越多。因为来回走的路况不同,所以此结论 不可靠。(2)汽车在去北京的过程中,发动机所做的功W=Pt=P× =60 kW× =60×1 000 W×1 h=6×104 W×3 600 s=2.16×108 J。
1.(2018山东临沂模拟)已知雨滴在空中竖直下落时所受空气阻力与速度大 小的二次方成正比,且不同质量的雨滴所受空气阻力与速度大小的二次方 的比值相同。现有两滴质量分别为m1和m2的雨滴从空中竖直下落,在落到 地面之前都已做匀速直线运动,那么在两滴雨滴落地之前做匀速直线运动 的过程中,其重力的功率之比为 ( )A.m1∶m2 B. ∶ C. ∶ D. ∶
答案 C 正确解答本题需要从“文字材料”中获取有效信息,利用相关 数学知识加以计算解答,考查了“信息收集与处理能力”。因为雨滴落到 地面前均做匀速直线运动,所以雨滴受的是平衡力,雨滴受到的阻力为f=mg =kv2,所以雨滴的速度为v= ;又因为P= = =Fv,所以两滴雨滴重力的功率之比为 = = = = = 。
2.(2018江苏苏州吴江模拟)2015年10月,我国研发的平流层飞艇“圆梦” 号(如图甲)首飞成功。飞艇依靠浮力可升到20 km高的平流层,其推进系统 由太阳能电池提供能量。飞艇悬停时,推进器将空气推向后方获得向前的 推力,推进器产生的推力与气流对飞艇的水平作用力平衡,可使飞艇长时间 悬停。飞艇所受的空气阻力与风速的关系如图乙,推进器的功效(功效是 指推进器的推力与功率的比值)为0.01 N/W,当平流层风速为40 m/s时,飞艇 推进器的推力大小为 N;推进器的功率为 W。
答案 1 140 1.44×105 解析 正确解答本题需要从“文字材料”和“图象”中获取有效信息,利 用相关数学知识加以计算解答,考查了“信息收集与处理能力”、运用物 理知识解决实际问题的能力。由图可知,飞艇受到的阻力与风速的平方成正比,所以,飞艇受到的阻力f=kv2(k为比例系数),由图乙可知,当风速的平方为400 m2/s2时,飞艇受到的阻力f=360 N,则:360 N=k×400 m2/s2,解得k= ;当平流层风速为40 m/s时,飞艇受到的阻力:f'= ×v2= ×(40 m/s)2=1 440 N;
知识点 功率
说明 1.使用公式P= 时一定要注意三个量的对应关系,功W一定是在对应的时间t内完成的,这样计算出来的功率才是时间t内的功率,不同时间内 对应的功率一般来说是不同的。
2.对推导公式P=Fv的理解:此公式对功率的实际应用有较大的意义,如汽车 发动机的功率一定,由F= 可知,牵引力与速度成反比,在汽车爬坡时,司机采用的措施是换挡减速,以获得更大的牵引力。
例 (2019湖南株洲中考)甲、乙、丙、丁四个同学进行攀岩比赛,他们做 的功W与时间t的关系如图11-2-1所示。若规定做功最快的获胜,则最后胜 出的一定是 ( ) 图11-2-1A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
解析 在相同时间内,做功越多,功率越大,也就是做功越快;由图象知,当时 间相同时,甲做功最多,所以甲功率最大,做功最快,故A正确,B、C、D错 误。答案 A
题型一 对功率的理解例1 (2019上海徐汇期中)关于功率的说法,正确的是 ( )A.功率大的机器所做的功一定比功率小的机器大B.单位时间内所做的功越多,其功率越大C.速度越大,功率越大D.作用力越大,功率越大
解析 功率是表示物体做功快慢的物理量,功率大的机器所做的功一定比 功率小的机器快。由W=Pt可知,在不能确定时间的条件下,仅通过功率的 大小不能得出机器所做的功的多少,故A错误;由功率的定义可知,单位时间 内所做的功越多,其功率越大,故B正确;由公式P= = =Fv可知,仅通过速度的大小或作用力的大小不能得出功率的大小,故C、D错误。
题型二 功率的相关计算例2 (2018山东临沂中考)新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭 的喜爱。小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上匀速行驶12 km,用时10 min。已知该车的总质量为1.6×103 kg,行驶中阻力为车重的0.05,此过程中 该车牵引力做功 J,功率为 kW。(g=10 N/kg)
解析 由于车做匀速直线运动,牵引力等于阻力,则牵引力F=f=0.05G=0.05 mg=0.05×1.6×103 kg×10 N/kg=800 N;牵引力做的功为W=Fs=800 N×12 000 m=9.6×106 J;汽车的功率为P= = =16 000 W=16 kW。
答案 9.6×106 16
点拨 解答这类题目要善于挖掘题干中的信息,题目中的“匀速行驶”相 当于告诉了动力与阻力相等。
易错点 功、功率物理意义的理解例 下列关于功和功率的说法中,正确的是 ( )A.机器做的功越多,功率越大B.机器做功的时间越短,功率越大C.时间与功的比值越大,功率越大D.相同时间内做功越多,功率越大
解析 机器做功越多,功率不一定越大,还要看所用时间的长短,故A选项错 误;做功所用时间越短,功率不一定越大,还要看做了多少功,故B选项错误; 时间与功的比值越大,说明完成相同的功所需要的时间越长,做功越慢,功 率越小,故C选项错误;相同的时间内做功越多,说明做功越快,功率越大,故 D选项是正确的。答案 D易错警示 功率的大小与做功的多少和做功时间的长短两个因素有关。 在研究一个问题与多个因素的关系时,应采用控制变量法,然后综合分析得 出结论。
知识点 功率1.(独家原创试题)如图11-2-1所示是当今非常流行的平衡车。某品牌平衡 车的功率为240 W,能以10.8 km/h的速度在平直的道路上连续匀速行驶10 km,则它在这个过程中受到的阻力为 N,行驶这10 km所做的功为 J。 图11-2-1
答案 80 8×105 解析 由公式P= = =Fv可得,它受到的阻力为f=F= = = =80 N;行驶这10 km所做的功W=Fs=80 N×10×103 m=8×105 J。
2.(2018上海杨浦期中)功率是描述物体 的物理量。某小车功率为 800瓦,它表示的物理意义是 。若该小车工作5分 钟,则做功 焦。答案 做功快慢 小车在1 s内做的功为800 J 2.4×105 解析 功率在数值上等于单位时间内所做的功,所以小车功率为800 W表 示的物理意义是:小车在1 s内做的功为800 J;根据P= 得W=Pt=800 W×5×60 s=2.4×105 J。
3.(2019广东广州海珠一模)小芳拿着书本,老王抱着木箱,都匀速从一楼到 达二楼。其中,小芳先到达二楼。甲的观点:小芳上楼上得快,时间短,所以 小芳对书做功的功率大。乙的观点:木箱质量大,老王对木箱做功多,所以 老王对木箱做功的功率大。(1)你同意甲、乙的观点吗?依据是什么?(2)若你要把一个大西瓜匀速从一楼搬上二楼,请自选器材测量对西瓜做功 的功率。①实验步骤;②用所测的物理量,写出你对西瓜做功功率的表达式。
答案 (1)不同意甲、乙的观点,根据P= = = ,从一楼到达二楼h相同,功率大小取决于质量和时间的比值大小,故无法确定功率大小;(2)①实 验步骤:用磅秤测量出大西瓜质量m,用卷尺测量出一楼到二楼的高度h,用 秒表测量出把一个大西瓜匀速从一楼搬上二楼所用的时间t;②对西瓜做 功功率的表达式P= = = 。
解析 (1)因为P= = = ,由已知条件,从一楼到达二楼h相同,则功率大小取决于质量和时间的比值大小,因小芳拿着书本的质量小,所用时间也 短,故无法确定两人的功率大小;即不同意甲、乙的观点;(2)见答案。
1.(2019山东临沂蒙阴二模)体育课上,亮亮和晶晶决定进行爬杆比赛,他们 同时出发,结果又同时到达相同高度的杆顶。想判断谁的功率大,还需要知 道的物理量是 ( )A.杆的高度 B.爬杆时间C.两人身高 D.二人的体重答案 D 他们同时出发,结果又同时到达相同高度的杆顶,说明爬杆的高 度和时间都相同,由P= = = 知,要比较功率的大小,还要知道二人的体重。
2.(2015广东深圳中考)甲机械比乙机械的功率大,表示两机械在工作时 ( )A.甲做功多 B.甲更省力C.甲做功快 D.甲用时少答案 C 功率是描述物体做功快慢的物理量,功率大的机械做功一定快, 故本题应选C。
3.(2018吉林长春模拟)如图所示,是一个小球自由下落过程中拍摄的频闪 照片(每相邻两幅照片拍摄的时间间隔相同)。小球在下落的前一半距离 中,重力做的功为W1,做功功率为P1;小球在后一半距离中,重力做功为W2,做 功功率为P2,则大小关系正确的是W1 W2、P1 P2。
答案 = <解析 小球的重力G不变,小球在前、后一半距离中下落高度h相同,所以 根据W=Gh可知,在前、后一半距离中重力所做的功相同,即W1=W2;重力做 的功相同,因小球下落得越来越快,则下落前一半距离所用时间大于下落后 一半距离所用时间,根据P= 可知P1
2.(2017广东中考)妈妈与小明进行爬山比赛,他们选择的起点、路径和终 点都相同,全程设为匀速运动,妈妈的体重是小明的2倍,妈妈所用的时间是 小明的3倍。若妈妈克服自身重力做功为W1、功率为P1,小明克服自身重 力做功为W2、功率为P2,则下列关系正确的是 ( )A.W1∶W2=1∶1 B.W1∶W2=2∶3C.P1∶P2=1∶1 D.P1∶P2=2∶3
答案 D 克服重力做功大小为W=Gh,爬山比赛的起点、终点均相同,即 高度h相同,妈妈体重是小明的2倍,故W1∶W2=2∶1,A、B错误。功率P=W /t,妈妈所用时间是小明的3倍,故P1∶P2=2∶3,C错误、D正确。
3.(2018河南濮阳二模)某型号汽车发动机的额定功率为4×104 W,在水平路 面上匀速行驶时受到的阻力是1 600 N。在额定功率下,当汽车匀速行驶 时,求:(1)发动机所提供的牵引力大小;(2)汽车行驶10 min牵引力所做的功; (3)汽车行驶速度的大小。
答案 (1)1 600 N (2)2.4×107 J (3)25 m/s解析 (1)因汽车在水平路面上匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和 阻力是一对平衡力,所以,发动机所提供的牵引力大小F=f=1 600 N;(2)由P= 可得,汽车行驶10 min牵引力所做的功:W=Pt=4×104 W×10×60 s=2.4×107 J;(3)由P= = =Fv可得,汽车行驶速度的大小:v= = =25 m/s。
1.(2019甘肃兰州一模)在学习了功率的知识后,三位同学想比较爬楼时谁 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用相同的时间爬楼,测量出各自的体重和爬上楼的高度,即可比较功率大 小;②都爬到楼顶,测量出各自的体重和爬楼用的时间,即可比较功率大小;③爬楼后,测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬上楼的高度,算出功率进 行比较。A.③ B.①② C.①③ D.①②③
答案 D 爬楼克服自身重力做功的功率P= = = 因此,比较功率的大小时,体重、高度和时间三个物理量必须都要考虑。方法①控制t,通 过测量G和h,可以比较功率大小;方法②控制h,通过测量G和t,可以比较功 率大小;方法③测量出G、h和t,可以直接计算出功率,因此三套方案均可 行。
答案 C 大明登上山顶做的功:W1=G1h,小华登上山顶做的功:W2=G2h,大 明的登山功率:P1= = ,小华的登山功率:P2= = ,又G1=1.5G2,则 = = × = 。
2.大明和小华一起爬山。大明用了25 min登上山顶,小华用了20 min登上 山顶,大明的体重是小华的1.5倍。大明与小华爬山的功率之比是 ( )A.5︰6 B.8︰15 C.6︰5 D.3︰2
3.(2019福建厦门二模)“塔吊”是修建高层建筑常见的起重设备,又名 “塔式起重机”。某“塔吊”以恒定功率24 kW将质量2 t的重物从静止 开始竖直向上提升45 s,全程v-t关系如图。g取10 N/kg。 (1)求t=30 s时重物所受的拉力。(2)求整个过程重物的最大速度。(3)若重物上升的总高度为60 m,则最后12 s拉力的平均功率为多大?
答案 (1)2×104 N (2)1.2 m/s (3)1×104 W解析 (1)由图象可知,在15~45 s阶段重物竖直向上做匀速直线运动,拉力 与重力是一对平衡力,大小相等,所以,t=30 s时,重物所受的拉力F=G=mg=2 ×103 kg×10 N/kg=2×104 N。(2)由图象知,当重物做匀速运动时的速度最大, 在0~45 s内,拉力的功率恒定不变,由P= = =Fv知,重物的最大速度v= = =1.2 m/s。(3)整个过程中重物上升的总高度为60 m,故全程塔吊对重物做功W=Gh=2×104 N×60 m=1.2×106 J,前45 s塔吊对重物做的功W1 =Pt1=2.4×104 W×45 s=1.08×106 J,最后12 s拉力做的功W2=W-W1 =1.2×106 J- 1.08×106 J =1.2×105 J,则最后12 s拉力的平均功率P2= = =1×104 W。
1.(2019吉林模拟,1,★☆☆)小明爸爸的质量为70 kg、小明的质量为50 kg。若父子俩用相同的时间从居住楼的一层走到二层,下列说法正确的是 ( )A.两个人做功的功率相等B.小明做功的功率比爸爸的大C.爸爸做功的功率比小明的大D.无法比较做功的快慢
答案 C 上楼时小明和爸爸克服各自重力做功,都从一楼到二楼,高度相 同,爸爸的质量大,由W=Gh=mgh可知,爸爸做的功多;又因为俩人上楼时间 相同,由P= 可知,爸爸做功的功率比小明的大。
2.(2019湖南邵阳新宁模拟,8,★★☆)如图11-2-2所示,甲、乙两物体在拉力 F的作用下,沿竖直向上做匀速直线运动,不计空气阻力,则 ( ) 图11-2-2A.甲的速度一定大于乙的速度B.甲的重力一定大于乙的重力C.拉力F甲做的功一定大于拉力F乙做的功D.拉力F甲的功率一定大于拉力F乙的功率
答案 B 由题意知,两个物体都做匀速直线运动,故拉力与重力平衡,大小 相等,因F甲>F乙,故甲的重力大于乙的重力,题目中没有两物体的运动时间、 距离等条件,故无法确定它们的速度大小,也无法确定做的功的多少及功率 的大小。
3.(2017河南平顶山期末,7,★☆☆)两台机器做功之比为3∶2,时间之比为 3∶4,则功率之比为 。答案 2∶1解析 两台机器的功率之比: = = × = × = 。
4.(2019重庆一模,19,★★☆)如图11-2-3所示,重庆轨道2号线在李子坝站 “穿”居民楼而过,山城的复杂地形造就了全国绝无仅有的震撼景象。若 列车电动机功率为370 kW,长度为120 m,行驶速度为25 m/s,该居民楼长度 为130 m,则在列车穿过居民楼的过程中;求:(6分)(1)列车所花的时间;(2)列车电动机做的功。 图11-2-3
答案 (1)10 s (2)3.7×106 J解析 (1)列车穿过居民楼时通过的路程s=L车+L楼=120 m+130 m=250 m,列 车穿过居民楼的时间t= = =10 s;(2)列车电动机做的功W=Pt=370×103 W×10 s =3.7×106 J。
1.(2019湖南张家界模拟,6,★☆☆)如图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,做功快答案 C 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。
2.(2019福建厦门模拟,8,★☆☆)汽车爬坡时,驾驶员的操作是:加大油门,同 时将变速器换成低速挡。加大油门是使发动机发挥较大的功率,换用低速 挡是为了减速。那么,在爬坡时,减小汽车的速度是为了 ( )A.保证安全 B.获取更大的动力C.省油 D.增大惯性答案 B 由P= = =Fv知,在功率不变的条件下,汽车的速度越小,获得的牵引力就越大,故换用低速挡是为了获取更大的动力。
3.(2017江苏无锡江阴长泾一模,22,★★☆)随着人们生活水平不断提高,小 龙家最近也买了辆轿车。若轿车以90 kW的恒定功率启动做直线运动,运 动过程中受到的阻力不变,运动的速度v与时间t的关系如图乙所示,则经过 10 s轿车发动机所做的功是 J,当牵引力为 N时轿车能保 持匀速直线运动。
答案 9×105 3×103 解析 轿车发动机的功率P=90 kW=9×104 W,轿车发动机所做的功:W=Pt= 9×104 W×10 s=9×105 J。由图乙可知,轿车保持匀速直线运动的速度v=30 m /s,轿车发动机的牵引力:F= = =3×103 N。
4.(2017上海金山期中,23,★★☆)如图是我国救援直升机实施救援的情 景。若2人质量共150千克,在拉力作用下匀速向上运动,已知拉力的功率为 1 470瓦,问: (1)拉力多大?(2)拉力在20秒内做功多少?(3)被救人员20秒内向上移动多少距离?
答案 (1)1 470 N (2)29 400 J (3)20 m解析 (1)因2人匀速上升时,受到的重力和拉力是一对平衡力,所以拉力F= G=mg=150 kg×9.8 N/kg=1 470 N;(2)拉力在20秒内做功:W=Pt=1 470 W×20 s=29 400 J;(3)匀速上升的速度:v= = =1 m/s,被救人员20秒内向上移动的距离:s=vt=1 m/s×20 s=20 m。
5.(2017广西柳州柳南三模,26,★★☆)在新能源时代,市场推出了一系列的 电动汽车,下表是其中一款电动汽车的相关参数。(g=10 N/kg)求:(6分)
(1)这款车所受重力是多少?(3分)(2)这款车在电机额定功率下以最大运行速度行驶时,最大可以提供多大的牵引力?(3分)
答案 (1)5 000 N (2)540 N解析 (1)这款车的重力:G=mg=500 kg×10 N/kg=5 000 N;(2)电动汽车的最 大行驶速度:v=100 km/h,电机额定功率:P=15 kW,由P= = =Fv可得,汽车的牵引力:F= = =540 N。
1.(2019山东泰安中考,11,★★☆)如图11-2-4所示,完全相同的A、B两个长 方体物块叠放在水平桌面上,用F=20 N的水平向右的力作用在A物块 上,A、B一起向右做匀速直线运动,经过3 s,两个物块一起移动了60 cm的 距离。下列相关说法中 ( ) 图11-2-4①物块B受到的重力和地面对B的支持力是一对平衡力②物块A对B的摩擦力大小是20 N,方向向右③地面对物块B的摩擦力大小是20 N,方向向右
④拉力F的功率为4 WA.只有①④正确 B.只有③④正确C.只有①③正确 D.只有②④正确
答案 D 物块B在竖直方向上,受到重力、地面对B的支持力以及A对B的 压力的共同作用,所以物块B受到的重力和地面对B的支持力不是一对平衡 力,①错误;在水平方向上,地面对B水平向左的摩擦力和A对B向右的摩擦 力,为一对平衡力,故A对B的摩擦力大小是20 N,方向向右,②正确;A、B一 起向右做匀速直线运动,地面对B的摩擦力大小是20 N,水平向左,③错误; 拉力F做的功为W=Fs=20 N×0.6 m=12 J,拉力F的功率P= = =4 W,④正确。
2.(2019四川凉山中考,18,★☆☆)“绿色环保,低碳出行。”一辆纯电动公 交车在水平路面上匀速行驶,发动机的功率为200 kW,速度为72 km/h。公 交车行驶1 h,发动机做的功为 J,公交车行驶的路程为 m。答案 7.2×108 7.2×104 解析 发动机做的功W=Pt=200×103 W×3 600 s=7.2×108 J;公交车行驶的路 程s=vt=72 km/h×1 h=72 km=7.2×104 m。
3.(2017浙江绍兴中考,21,★★☆)如图11-2-5为四旋翼无人机,质量为1.2千 克,下方悬挂着一个质量为0.1千克的摄像机。在10秒内无人机从地面竖直 上升了20米,然后边摄像边斜向上飞行了30秒,仪表盘上显示离地高度为36 米。无人机前10秒对摄像机做功 焦,整个过程中,无人机对摄像机 做功的功率为 瓦。(g=10 N/kg) 图11-2-5
答案 20 0.9解析 摄像机的重力为:G=mg=0.1 kg×10 N/kg=1 N;无人机前10秒对摄像 机做功为:W=Gh=1 N×20 m=20 J;整个过程中对摄像机所做的功为:W'=Gh' =1 N×36 m=36 J;无人机对摄像机做功的功率为:P= = =0.9 W。
4.(2017江苏苏州中考,24,★★☆)小华和妈妈去超市购物,她们将17 kg物品 放在小推车中推行,小推车在某段时间内速度v随时间t变化的关系图象如 图11-2-6所示。已知小推车重130 N,所受阻力是总重的0.15。(g取10 N/ kg) 图11-2-6(1)在0~10 s内,水平推力 (大于/小于/等于)阻力,阻力大小为 N。
(2)10~20 s内水平推力做了多少功?(3)10~20 s内水平推力的功率多大?
答案 (1)大于 45 (2)360 J (3)36 W解析 (1)0~10 s内小车做加速运动,推力大于阻力,10~20 s内做匀速运动, 推力与阻力是一对平衡力,F=f=0.15G总=0.15×(mg+G车)=0.15×(17 kg×10 N/ kg+130 N)=45 N。(2)s=vt=0.8 m/s×10 s=8 m,W=Fs=45 N×8 m=360 J。(3)P= = =36 W。
1.(2019湖北随州中考,25,★☆☆)一只木箱放在水平地面上,地面上各处粗 糙程度相同。对木箱施加一个方向不变的水平推力F(如图甲),F的大小与 时间t的关系、木箱的运动速度v与时间t的关系图象如图乙所示。以下说 法正确的是 ( )
A.在第一个2 s内木箱所受摩擦力为2 NB.在第二个2 s内木箱所受摩擦力为3 NC.在第一个2 s内推力F对木箱所做的功为2 JD.在第三个2 s内推力F对木箱做功的功率为8 W
答案 D 由两个图象可知,在第一个2 s内木箱受到的推力为1 N,木箱处 于静止状态,因此,推力与摩擦力平衡,摩擦力为1 N,推力F没有做功,故A、 C错误;在第二个2 s内,木箱处于加速状态,受到的推力为3 N,所以摩擦力小 于3 N,故B错误;在第三个2 s内,F做功的功率P= = =Fv=2 N×4 m/s=8 W,故D正确。
2.(2018广东广州中考,7,★★☆)如图所示,OQ是水平地面,物体在水平拉力 作用下从O匀速直线运动到Q。OP段拉力F1为300 N,F1做的功为W1,功率 为P1;PQ段拉力F2为200 N,F2做的功为W2,功率为P2。则 ( ) A.W1>W2 B.W1
3.(2016青海西宁中考,19,★★☆)西宁市湟水河河道改造工程中,装载机5 s 内将一块重2 000 N的石块匀速举高3 m,装载机的举力对石块做功为 J,举力做功的功率为 W。答案 6×103 1.2×103 解析 装载机的举力F=G=2 000 N,装载机的举力对石块做的功W=Fh=2 0 00 N×3 m=6×103 J,装载机的举力对石块做功的功率P= = =1.2×103 W。
4.(2019江苏盐城中考,22,★☆☆)小明提着质量为3 kg的书包,从1楼走到3 楼用了15 s的时间,书包带与手的接触面积为10 cm2,g取10 N/kg。(1)求书包的重力。(2)求书包带对手的压强。(3)估算小明上楼过程中对书包做功的功率。
答案 (1)30 N (2)3×104 Pa (3)12 W解析 (1)书包的重力G=mg=3 kg×10 N/kg=30 N;(2)书包带对手的压强p= = = =3×104 Pa;(3)每层楼的高度大约为3 m,则1楼到3楼书包在竖直方向上运动的距离为6 m,小明对书包做的功W=Fs=30 N×6 m=180 J,小明对书包做功的功率为P= = =12 W。
5.(2017浙江丽水中考,13,★★☆)“汽车共享”在丽水市推出以来受到市 民的青睐,它属于公共交通的补充,可以满足人们自驾出行的需求。如图是 我市一款按租用时间收费的电动共享汽车。五一期间,小科一家租用该款 电动共享汽车去旅游,从租车点一路不停行驶105千米到达目的地,若全程 的速度为70千米/时。回答下列问题: (1)推广电动共享汽车的好处有 (答出一点即可);(2)租用该电动汽车的价格为0.5元/分钟,小科一家从租车点到目的地的租
车费用为 元;(3)该电动汽车发动机的额定功率为30千瓦,若汽车以额定功率在水平路面 匀速直线行驶时,所受的阻力恒为1 200牛,汽车的速度为多少?
答案 (1)绿色环保 (2)45 (3)25 m/s解析 (1)电动共享汽车相比普通汽车有无尾气、噪声小的特点,即绿色环 保;(2)电动共享汽车行驶的距离s=105 km,全程的速度v=70 km/h,电动共享汽车行驶的时间:t= = =1.5 h=90 min,因为租用该电动汽车的价格为0.5元/分钟,所以小科一家从租车点到目的地的租车费用为:0.5元/min×90 min=45元;(3)因为汽车在水平路面上匀速行驶,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,由二力平衡条件可知,发动机所提供的牵引力:F=f=1 200 N;根据P= = =Fv可得,汽车行驶的速度:v= = =25 m/s。
1.(2018广东肇庆端州一模)如图11-2-7所示,小军同学从一楼跑到三楼,他 想通过登楼梯来估测自己的功率。为此:(1)测量所需要的器材有 。(2)小军同学设计的测量步骤如下,其中多余的是 。A.测出自己的质量B.测出楼梯的总长度C.测出一楼到三楼的竖直高度D.测出自己从一楼登上三楼所用的时间E.算出自己登楼梯的功率(3)表是小军设计的实验记录表格,根据要记录的数据,请把表格补充完 整。
答案 (1)台秤、卷尺、停表 (2)B (3)如表所示
解析 本题以测量登楼梯的功率为载体,重点考查了“用物理观念解决实 际问题”的能力。(1)上楼的功率P= ,其中m为小军的质量,h为一楼到三楼的竖直高度,t为上楼所用的时间。所以需要用台秤测量小军的质 量m、用卷尺测量一楼到三楼的竖直高度h,用停表测量上楼所用的时 间t。(2)由(1)可知,实验不需要测量楼梯的总长度,故B是多余的。(3)实验 数据的记录表格包括小军的质量、登楼梯时间、一楼到三楼的竖直高 度、登楼梯的功率这四个内容。
2.(独家原创试题)节能是汽车性能的一个重要指标。但同一辆汽车行驶10 0 km消耗的汽油与行驶速度的快慢是否有关呢?星期天,小明乘坐爸爸的 汽车从自己家去北京,于是他决定借此机会对这一问题进行探究。他们去 时走高速公路,回来时走国道,得到了下表所示的数据。
(1)分析数据后,小明觉得这与他事先的猜想相吻合。你认为小明的猜测应 该是 。请你对该实验结论的可 靠性评估 。(2)若汽车在高速公路上行驶时发动机的功率为60 kW,汽车在去北京的过
程中,发动机所做的功为 。
答案 (1)车速越大、油耗越少,车速越小、油耗越多 此结论不可靠,因 为路况不同 (2)2.16×108 J解析 本题以节能为背景,从生活实际提炼物理模型,对物理观念、科学思 维等素养进行了综合考查。(1)由表中数据可知,当汽车的平均速度是108 km/h,通过里程为108 km,油耗量是8.5 L;则100 km消耗的汽油为 ×100 km=7.87 L;当汽车的平均速度是60 km/h,通过里程为116 km,油耗量是1 1.2 L,则100 km消耗的汽油为 ×100 km=9.66 L。由此可知,车速越大、油耗越少,车速越小、油耗越多。因为来回走的路况不同,所以此结论 不可靠。(2)汽车在去北京的过程中,发动机所做的功W=Pt=P× =60 kW× =60×1 000 W×1 h=6×104 W×3 600 s=2.16×108 J。
1.(2018山东临沂模拟)已知雨滴在空中竖直下落时所受空气阻力与速度大 小的二次方成正比,且不同质量的雨滴所受空气阻力与速度大小的二次方 的比值相同。现有两滴质量分别为m1和m2的雨滴从空中竖直下落,在落到 地面之前都已做匀速直线运动,那么在两滴雨滴落地之前做匀速直线运动 的过程中,其重力的功率之比为 ( )A.m1∶m2 B. ∶ C. ∶ D. ∶
答案 C 正确解答本题需要从“文字材料”中获取有效信息,利用相关 数学知识加以计算解答,考查了“信息收集与处理能力”。因为雨滴落到 地面前均做匀速直线运动,所以雨滴受的是平衡力,雨滴受到的阻力为f=mg =kv2,所以雨滴的速度为v= ;又因为P= = =Fv,所以两滴雨滴重力的功率之比为 = = = = = 。
2.(2018江苏苏州吴江模拟)2015年10月,我国研发的平流层飞艇“圆梦” 号(如图甲)首飞成功。飞艇依靠浮力可升到20 km高的平流层,其推进系统 由太阳能电池提供能量。飞艇悬停时,推进器将空气推向后方获得向前的 推力,推进器产生的推力与气流对飞艇的水平作用力平衡,可使飞艇长时间 悬停。飞艇所受的空气阻力与风速的关系如图乙,推进器的功效(功效是 指推进器的推力与功率的比值)为0.01 N/W,当平流层风速为40 m/s时,飞艇 推进器的推力大小为 N;推进器的功率为 W。
答案 1 140 1.44×105 解析 正确解答本题需要从“文字材料”和“图象”中获取有效信息,利 用相关数学知识加以计算解答,考查了“信息收集与处理能力”、运用物 理知识解决实际问题的能力。由图可知,飞艇受到的阻力与风速的平方成正比,所以,飞艇受到的阻力f=kv2(k为比例系数),由图乙可知,当风速的平方为400 m2/s2时,飞艇受到的阻力f=360 N,则:360 N=k×400 m2/s2,解得k= ;当平流层风速为40 m/s时,飞艇受到的阻力:f'= ×v2= ×(40 m/s)2=1 440 N;
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