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初中物理人教版(2024)八年级下册11.2 功率优质学案
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这是一份初中物理人教版(2024)八年级下册11.2 功率优质学案,文件包含112功率知识解读原卷版docx、112功率知识解读解析版docx等2份学案配套教学资源,其中学案共27页, 欢迎下载使用。
•知识点1 功率的概念及做功的快慢
•知识点2 功率的计算及大小比较
•知识点3 功率的应用
•作业 巩固训练
知识点1
功率的概念及做功的快慢
1、功率定义:物体在单位时间内所做的功叫功率,在物理学中用字母P表示。
2、功率意义:物理学中,用功率来表示物体做功的快慢。
3、功率公式:功率=功/时间,即。
4、功率单位:国际单位:瓦(W),1W=1J/s;常用单位:千瓦(kW),1kW=103W。。
5、功率的种类:
(1)平均功率:物体做变速运动时,力在不同的时间段内做功快慢不同,平均功率可表示力在某段时间内做功的平均快慢程度。
(2)瞬时功率:物体做变速运动时,力在某时刻做功的快慢。
6、做功快慢比较:
(1)方法一:做相同的功,比较不同的物体所用的时间,所用时间短的物体做功快。
(2)方法二:取相同的时间,比较不同的物体所做功的多少,做功多的物体做功快。
【典例1-1】(2023秋•柳州期末)甲、乙两台机器,甲的功率比乙的大,说明和乙相比,甲做功( )
A.更多B.更快C.时间更短D.效率更高
【答案】B
【解答】解:A、甲的功率比乙的大,只能说明甲做功快,由于不知道时间,所以甲做的功不一定比乙多,故A错误;
B、功率是反映做功快慢的物理量,甲的功率比乙的大,说明甲做功比乙做功快,故B正确;
C、由功率的变形公式W=Pt可知,不知道做功多少,所以无法确定做功时间,故C错误;
D、功率是反映做功快慢的物理量,而机械效率是指有用功占总功的比值,二者没有必然的联系,故D错误。
故选:B。
【典例1-2】(2023春•徐汇区校级月考)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通过的 距离 。物理学把 单位时间 内所做的功叫做功率。某机器正常工作时的功率为2千瓦,该机器正常工作1小时做功为 7.2×106 焦。
【答案】力;距离;单位时间;7.2×106。
【解答】解:做功的两个必要因素:作用在物体上的力,物体在力的方向上移动的距离。
功率是物体在单位时间内所做的功。
该机器正常工作1小时做功W=Pt=2×103W×3600s=7.2×106J。
故答案为:力;距离;单位时间;7.2×106。
【变式1-1】(2023秋•汉中期末)下列有关功和功率的说法,正确的是( )
A.机器的功率越大,做功越快
B.机器做的功越少,功率越小
C.机器做功的时间越短,功率越大
D.抽水机的功率越大,抽的水越多
【答案】A
【解答】解:A.功率是单位时间内做功的多少,是表示做功快慢的物理量;做功越快,功率越大;做功越慢,功率越小,故A符合题意;
BC.功率是描述物体做功快慢的物理量,并不是表示做功的多少;因为功率等于单位时间内所做的功,由此可知做功越多,不一定功率就越大;做功时间越短,不一定功率就越大,故BC不符合题意;
D.相同时间内,功率越大,做功就越多;抽水机的功率越大,但做功的时间不确定,所以做功的多少也不确定,即不能确定抽的水越多,故D不符合题意。
故选:A。
【变式1-2】(2023秋•南昌期中)功率是用来描述物体做功 快慢 (多少、快慢)的物理量;用50N的水平推力使一个重为200N的木块沿水平地面移动了6m,此过程中,重力对木块做的功为 0 J。
【答案】快慢;0。
【解答】解:物理学中,用功率表示做功的快慢。
物体在水平方向上移动了一段距离,竖直方向上没有移动距离,故重力对木块做的功为0J。
故答案为:快慢;0。
知识点2
功率的计算及大小比较
1、功率是表示物体做功快慢的物理量,一般采用下列三种办法比较大小:
(1)在相同时间内,比较做功的多少,做功越多的物体,功率越大。
(2)在完成相同功的条件下,比较所用时间的长短,所用时间越短的物体,功率越大。
(3)做功多少和所用时间都不同的情况下,通过公式计算,然后进行比较。
【典例2-1】(2023秋•桂林期末)小桂重600N,小林重400N,上学时两人同时从一楼爬到二楼,则( )
A.小桂功率大B.小林功率大
C.小桂做功少D.小林做功多
【答案】A
【解答】解:由题知,小桂的重力大于小林,两人都是从一楼爬到二楼,高度相等,
根据W=Gh可知,小桂做功多;
两人同时从一楼爬到二楼,所用时间相同,
由P=可知,小桂功率大。
故选:A。
【典例2-2】(2023秋•霍邱县期中)如图所示,在光滑的斜面上,将物体G分别沿斜面AC和BC(AC>BC),用相同的速度匀速拉到顶端C,两次所做的功分别为W1、W2,功率分别为P1、P2。则W1 = W2,P1 < P2(选填“>”“<”)。
【答案】=;<。
【解答】解:(1)(2)由于斜面光滑,没有摩擦力,则使用两斜面的过程中没有额外功,由于使用任何机械都不省功,所以拉力在两斜面上做功相同,即W1=W2。
(3)斜面AC倾斜角度小于BC,所以物体沿AC运动时拉力较小,即F1<F2;
物体被拉动的速度相同,
根据公P===Fv可知,拉力沿AC运动时拉力F2做功的功率较大,即P1<P2。
故答案为:=;<。
【变式2-1】(2023秋•舒城县期末)一定质量的物体在水平拉力的作用下沿同一水平面做直线运动,其s﹣t关系如图,下列说法正确的是( )
A.物体20s时的速度大于8s时的速度
B.0~12s拉力做的功小于12~24s拉力做的功
C.0~12s拉力做功的功率大于12~24s拉力做功的功率
D.0~12s物体所受的拉力小于12~24s物体所受的拉力
【答案】C
【解答】解:
A、由s﹣t图象可知,0~12s和12s~24s物体以不同的速度做匀速直线运动,而0~12s物体通过的路程是6m,12~24s物体通过的路程为2m,因为相同时间内通过的路程越多,速度越大,所以0~12s过程中的速度大于12~24s过程中的速度,即物体20s时的速度小于8s时的速度,故A错误;
D、0~12s和12s~24s物体以不同的速度做匀速直线运动,由二力平衡条件可知拉力都等于摩擦力;同一物体对水平面压力不变,接触面的粗糙程度不变,则两过程中物体受到的摩擦力相等,所以0~12s物体所受的拉力等于12s~24s物体所受的拉力,故D错误;
B、由上述解答可知,0~12s物体所受的拉力等于12s~24s物体所受的拉力,物体0~12s通过的路程大于12~24s通过的路程,由W=Fs可知,0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功,故B错误;
C、因为0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功,且两段时间相同,所以根据P=可知,0~12s拉力做功的功率大于12s~24s拉力做功的功率,故C正确。
故选:C。
【变式2-2】(2023秋•金安区校级期中)如图甲所示,将一块质地均匀的长木板平放在水平桌面上,用水平力F向右匀速推动木板至如图乙所示位置,推动木板的过程中,水平推力F做功的功率将 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】不变。
【解答】解:推动木板的过程中,因为接触面的粗糙程度不变,压力不变,故摩擦力不变;
根据二力平衡原理,推力等于摩擦力,摩擦力大小不变,则推力大小不变;用水平推力F向右匀速推动木板,则速度大小不变,根据P==Fv得到水平推力F做功的功率不变。
故答案为:不变。
知识点3
功率的应用
1、功率的计算公式应用:
(1)功率的公式:(其中P表示功率,W表示功,t表示时间)。
(2)计算功率的另一个公式:P=Fv,即物体在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动,则拉力F所做的功的功率可表示为Fv.(其中F表示物体所受的拉力,v表示物体运动的速度)。
a.推导:由,联立W=Fs,得==Fv。
由该公式可知:在功率P一定时,力F与速度v成反比。
b.应用:当汽车上坡时,司机采取换挡的办法,减小速度,以获得较大的牵引力。
【典例4-1】(2023秋•临渭区期末)一个质量约为50kg的中学生从一楼登上教学楼的三楼,所用时间为20s,在此过程中,他克服自身的重力做功的功率最接近于( )
A.25WB.150WC.225WD.1500W
【答案】B
【解答】解:该同学的质量约为50kg,
该同学的重力:G=mg=50kg×10N/kg=500N,
一层楼的高度约为3m,则从一楼跑上三楼上升的高度:h=3m×2=6m,
上楼时间约为:t=20s,
上楼时做功:W=Gh=500N×6m=3000J,
他克服自身重力做功的功率:P==150W。
故选:B。
【典例4-2】(2023秋•达州期末)一辆纯电动汽车在水平马路上匀速直线行驶,其电动机的输出功率为200kW,速度为72km/h,共行驶10min,电动机所做的功为 1.2×108 J,该车的牵引力为 1×104 N。
【答案】1.2×108;1×104。
【解答】解:电动机的输出功率P=200kW=2×105W,
行驶时间t=10min=600s,
电动机做的功W=Pt=2×105W×600s=1.2×108J;
汽车速度为v=72km/h=20m/s,
汽车的路程s=vt=20m/s×600s=1.2×104m,
该车的牵引力为F==1×104N。
故答案为:1.2×108;1×104。
【典例4-3】(2023秋•蒙城县期末)一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车,行驶时所受的阻力始终为车总重的0.1倍,货车(含驾驶员)空载时重为2.5×104N。求:
(1)货车以36km/h的速度空载匀速行驶时,10s内货车牵引力做的功;
(2)当货车装载1.1×104N的货物以20km/h的速度匀速行驶时,货车牵引力的功率。
【答案】(1)10s内货车牵引力做的功为2.5×105J;
(2)货车牵引力的功率为2×104W。
【解答】解:(1)根据题意知道,货车匀速行驶过程中受到的阻力f=0.1G=0.1×2.5×104N=2500N,
货车匀速行驶时受到平衡力作用,由二力平衡的条件知道,货车的牵引力F=f=2500N,
行驶速度36km/h=10m/s,
货车10s内行驶的路程s=vt=10m/s×10s=100m,
则货车牵引力做的功W=Fs=2500N×100m=2.5×105J;
(2)货车装载1.1×104N的货物时货车总重力G′=2.5×104N+1.1×104N=3.6×104N,
此时货车受到的牵引力F′=0.1G′=0.1×3.6×104N=3.6×103N,
牵引力做功的功率为=3.6×103N×=2×104W。
答:(1)10s内货车牵引力做的功为2.5×105J;
(2)货车牵引力的功率为2×104W。
【变式4-1】(2023秋•海门区期末)北京冬奥会上,运动员孔凡影从斜坡上A点沿直线滑到B点过程中,拍摄的频闪照片如图所示,若相机每隔0.2s闪拍一次,则孔凡影在AB间,重力做功的功率最接近于( )
A.7WB.70WC.700WD.7000W
【答案】D
【解答】解:运动员的身高约为1.7m,由图可知AB间高度差约为3个运动员的身高,即竖直高度h=3×1.7m=5.1m,
根据题意可知相机每隔0.2s闪拍一次,时间t=2×0.2s=0.4s,
重力的平均速度:v===12.75m/s,
孔凡影的重力约600N,
重力做功的功率P===Gv=600N×12.75m/s=7650W,接近7000W,故D正确。
故选:D。
【变式4-2】(2023秋•永修县期末)一起重机将重为1.2×104N的钢材2秒内竖直匀速提升3m后,又用了4秒沿水平方向匀速移动5m,在整个运动过程中起重机对钢材做的功为 3.6×104J ,功率 6000 W。
【答案】3.6×104J;6000。
【解答】解:由题意可知,起重机提着重物沿水平方向匀速移动5m的过程,起重机向上的拉力没有对重物做功;起重机对钢材做的功:
W=Fs=1.2×104N×3m=3.6×104J;
做功的功率:
P===6000W。
故答案为:3.6×104J;6000。
【变式4-3】(2024•池州开学)健腹轮是一种健身器材,使用时可将膝盖跪在垫上,双手紧握健腹手柄,向前推动健腹轮至身体水平地面,然后回收归位,反复操作,如图所示。求:
(1)体重500N的人,身体从状态1到状态2的过程中,其重心下降30cm,则重力做功为多少?
(2)若每分钟可以做30个这样的运动,每次重心上升的高度和下降相同,完成一个运动要做功两次,则运动员每分钟健身时做功的平均功率是多少?
【答案】(1)重力做功为150J;
(2)若每分钟可以做30个这样的运动,每次重心上升的高度和下降相同,完成一个运动要做功两次,则运动员每分钟健身时做功的平均功率是150W。
【解答】解:(1)重力所做的功:W=Gh=500N×0.3m=150J;
(2)运动员每分钟做的总功:W总=2×30×150J=9000J,
运动员每分钟健身时做功的平均功率:P==150W。
答:(1)重力做功为150J;
(2)若每分钟可以做30个这样的运动,每次重心上升的高度和下降相同,完成一个运动要做功两次,则运动员每分钟健身时做功的平均功率是150W。
1.(2023秋•乐平市校级期中)下列关于功率的说法中,正确的是( )
A.用的力越大,做功时间越短,功率越大。B.做功越多,做功时间越短,功率越大
C.做功时间越长,功率越大 D.做功时间越短,功率越大
【答案】B
【解答】解:A、由公式P===Fv可知,功率的大小与力、距离有关,还与做功时间有关,故A错误;
B、由公式P=可知:做功越多,做功时间越短,功率越大,故B正确;
C、D、由公式P=可得,所以功率不仅与做功时用的时间有关,还与功有关,所以做功时间的长短,不能判断功率的大小,故C、D错误;
故选:B。
2.(2023秋•沛县校级期末)一位同学从一楼走到三楼,要估测他上楼的功率,下列数据中不需要测量的是( )
A.体重B.楼高C.上楼时间D.上楼步数
【答案】D
【解答】解:自己上楼时的功率:P==,需要测量的物理量是小明的体重、楼层的高度、上楼时所用的时间,不需要测量上楼步数。
故选:D。
3.(2023秋•苏州期末)一位同学用30s,从一楼走到四楼,他上楼时的功率可能是( )
A.1.5WB.15WC.150WD.1500W
【答案】C
【解答】解:
一位同学的质量约为50kg,
每一层楼的高度约为3m,从一楼走到四楼,上升的高度为h=3×3m=9m;
他上楼所做的功:W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×9m=4500J,
他上楼时的功率:P===150W。
故选:C。
4.(2023秋•黄埔区期末)如图甲所示,物体在恒为10N的水平拉力作用下经过A、B、C三个粗糙程度不同的区域,且三个区域的距离均为3m,物体的速度随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.拉力在B区不做功 B.拉力在C区所做的功为20J
C.拉力在A区做功的功率为30W D.拉力在A、C区做功的功率相同
【答案】D
【解答】解:A、在2s~3s内在区域B上做匀速运动,拉力和摩擦力是平衡力,拉力等于摩擦力,物体在拉力的方向上通过一定的距离,拉力做功,故A错误;
B、在区域C做减速运动,拉力在C区所做的功为:WC=FsC=10N×3m=30J,故B错误;
C、拉力在A区做的功:WA=Fs=10N×3m=30J,拉力在A区做功的功率:PA==15W,故C错误;
D、拉力在C区所做功的功率:PC==15W,拉力在A、C区做功的功率相同,故D正确。
故选:D。
5.(2023秋•广陵区期末)两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的s﹣t图像如图所示,根据图像,下列判断正确的是( )
A.两次物体运动的速度:v1<v2
B.两次物体所受的拉力:F1=F2
C.0~8s两次拉力对物体做功的功率:P1<P2
D.0~8s两次拉力对物体做的功:W1=W2
【答案】B
【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、同一物体的重力不变,对水平面的压力不变;在同一水平面上运动,接触面的粗糙程度相同,故两次拉动物体时,物体受到的摩擦力相等;由图象可知,两次物体都做匀速直线运动,说明物体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正确;
CD、由图象可知,0~8s物体第一次通过的路程为0.8m,第二次通过的路程为0.4m,又知两次拉力相等,根据W=Fs可知W1=2W2;
0~8s,时间相同,且W1>W2;根据P=可知,0~8s两次拉力对物体做功的功率:P1>P2;故CD错误。
故选:B。
6.(2023春•达州期末)如图所示,不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力,在水平拉力F的作用下,重为100N的物体M以0.2m/s的速度向左匀速直线运动5s,弹簧测力计的示数为20N,以下正确的是( )
A.M受到地面摩擦力水平向左
B.M受到地面的摩擦力为10N
C.M受到的重力对M所做的功为100J
D.拉力F的功率为4W
【答案】D
【解答】解:AB、弹簧秤的示数为20N,即绳子对弹簧秤的拉力为20N,因同一根绳子各处的拉力大小相同,所以绳子对物体M的拉力也为20N;
物体M向左匀速直线运动,其受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,所以M受到地面的摩擦力f=F拉=20N,方向与物体运动方向相反,即水平向右;故AB错误;
C、M在重力的方向上没有移动距离,所以M受到的重力对M所做的功为0J,故C错误;
D、不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力,由图知,拉力F作用在动滑轮轴上,与右侧两段绳子的拉力平衡,
则拉力F的大小为:F=2F示=2×20N=40N;
由图知,n=2,且拉力F作用在动滑轮轴上,费力但省一半的距离,则拉力端移动的速度是物体移动速度的,故拉力端移动的速度:v拉力端=v=×0.2m/s=0.1m/s;
拉力F的功率为:P===Fv=Fv拉力端=40N×0.1m/s=4W,故D正确。
故选:D。
7.(2023秋•田家庵区校级期末)在中考体能测试中,质量为60kg的同学选择跳绳项目,他在1min内跳180个,假设他每次跳离地面的平均高度为5cm,他跳绳功率是 90 W。
【答案】90
【解答】解:初中生的重力大约为G=mg=60kg×10N/kg=600N,每次跳离地面的高度为h=5cm=0.05m,所以P==90W。
故答案为:90。
8.(2023秋•庐江县期末)跳绳是中考体育项目之一,图一是小欣同学练习的情景,他的质量为50kg,每次跳起高度约为6cm(人整体上升,如图所示),一分钟跳了180次,小欣在这1min内跳绳的功率为 90 W(g取10N/kg)。
【答案】90
【解答】解:小欣的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N,
小欣跳一次克服重力做功W=Gh=500N×0.06m=30J,
1分钟做的总功W总=180×30J=5400J,
小欣在这1min内跳绳的功率P==90W。
故答案为:90。
9.(2023秋•高邮市期末)小明将重为25N的物体从地面缓慢提升0.4m,然后又提着物体在水平路面上匀速直线行走了5m,一共用时20s,则提升物体过程中,小明对物体做了 10 J的功,提着物体水平行走过程中,小明对物体做了 0 J的功,整个过程中对物体做功的功率是 0.5 W。
【答案】10;0;0.5。
【解答】解:
提升物体过程中,因为是缓慢提升物体,则拉力与物重大小相等,所以拉力做的功等于克服物体重力做的功,
则小明对物体做的功:W=Gh=25N×0.4m=10J;
提着物体在水平路面上匀速直线行走了5m,人施加了一个向上的力,但物体并没有在力的方向上移动距离,所以此过程中小明对物体不做功,即做功为0J;
一共用时20s,则整个过程中对物体做功的功率:P===0.5W。
故答案为:10;0;0.5。
10.(2023•绵阳)“单臂哑铃划船”运动能充分训练背阔肌。训练时,按照如图所示姿势,提升、放下哑铃为1次动作。已知哑铃质量15kg,训练者60s完成一组训练,每组12次动作,每次提升哑铃的竖直高度是30cm。则训练者在1次提升哑铃过程中做功是 45 J,完成一组训练过程中提升哑铃做功的功率是 9 W。(g取10N/kg)
【答案】45;9。
【解答】解:训练者在1次提升哑铃过程中做功是:
W=Gh=mgh=15kg×10N/kg×30×10﹣2m=45J;
训练者60s完成一组训练,每组12次动作,完成一组训练过程中提升哑铃做功的功率是:
P===9W。
故答案为:45;9。
11.(2023春•长沙月考)为了提高学生引体向上的积极性,本周二我校八年级举行了男生引体向上团体赛。某班小林同学质量为60kg,每次匀速上拉,身体重心上升0.4m,他在该团体赛中,40s内完成了15次引体向上。(g取10N/kg)则他完成1次引体向上做功 240 J,整个比赛过程中做功的平均功率是 90 W。
【答案】240;90。
【解答】解:(1)小林的重力:G=mg=60kg×10N/kg=600N,
每次上升高度h=0.4m,
则将身体向上拉起一次所做的功:W=Gh=600N×0.4m=240J;
他在40s内做的总功:W总=15W=15×240J=3600J,
则整个比赛过程中做功的平均功率:P===90W。
故答案为:240;90。
12.(2023秋•蒲城县校级月考)小刚想粗略地测算自己在单杠上做引体向上运动时的功率,如图所示。
(1)需要的测量工具:电子秤、刻度尺、 秒表 。
(2)请帮他设计实验步骤:
①用 电子秤 (填测量工具)测出小刚的质量m;
②小刚吊在单杠上,测量下巴到单杠的高度h,也就是人体上升的高度;
③连续完成n次引体向上,记录需要的 时间t (填物理量及其对应字母);
④计算做功的功率P= (用已知量g及上述所测物理量的符号表示)。
【答案】(1)秒表;(2)①电子秤;③时间t;④。
【解答】解:(1)实验中,需要测量连续完成n次引体向上的时间,因此还需要的测量工具有秒表;
(2)①实验中应该用电子秤测量小刚的质量m;
③连续完成n次引体向上,记录需要的时间t;
④计算做功的功率的表达式为:P===。
故答案为:(1)秒表;(2)①电子秤;③时间t;④。
13.(2023春•松江区校级月考)在学习了功率的知识后,小华和小明准备做“估测登楼时的功率”的实验。
①他们分别测量身体质量m、登楼高度h和登楼时间t。
②利用所测物理量计算功率的表达式是P= 。(物理量用相关字母表示)
③下表为小华和小明测量后记录的数据表格(均为匀速登楼):
分析表中数据可知:登楼做功较多的是 小华 同学,登楼功率较大的是 小明 同学。(均选填“小华”或“小明”)
【答案】②;③小华;小明。
【解答】解:②爬楼时要克服重力做功,上楼的功率P===,故功率的表达式为P=;
③小华所做的功为:W1=G1h1=m1gh1=50kg×10N/kg×15m=750J;
小明所做的功为:W2=G2h2=m2gh2=60kg×10N/kg×12m=720J;故登楼做功较多的是小华同学;
小华做功的功率:P1===25W;
小明做功的功率:P2===30W;故登楼功率较大的是小明同学。
故答案为:②;③小华;小明。
14.(2023春•崂山区校级月考)如图所示,蚂蚁用10﹣3N的力拉着树叶,10s内沿拉力方向前进了10cm,求:
(1)蚂蚁对树叶做的功。
(2)蚂蚁对树叶做功的功率。
【答案】(1)蚂蚁对树叶做的功1×10﹣4J;
(2)蚂蚁对树叶做功的功率是1×10﹣5W。
【解答】解:(1)蚂蚁对树叶做功:W=Fs=10﹣3N×0.1m=1×10﹣4J;
(2)蚂蚁做功功率:P===1×10﹣5W。
答:(1)蚂蚁对树叶做的功1×10﹣4J;
(2)蚂蚁对树叶做功的功率是1×10﹣5W。
15.(2023春•思明区校级期末)在建设桥梁时,需将一重为3×104N正方体桥梁部件从运输船上转移至至一定高度。用吊车将该部件从运输船上匀速向上提升,如图所示。20s时间内,拉力F对部件做了6×104J的功,计算这个过程中:
(1)拉力F做功的功率;
(2)部件上升的距离。
【答案】(1)拉力F做功的功率是3000W;
(2)部件上升的距离是2m。
【解答】解:(1)由题知,20s时间内,拉力F对部件做了6×104J的功,
则拉力F做功的功率为:P==3000W;
(2)因为将该部件从运输船上匀速向上提升,所以根据二力平衡条件可知该部件受到的拉力F=G=3×104N,
由W=Fs可知,部件上升的距离为:s==2m。
答:(1)拉力F做功的功率是3000W;
(2)部件上升的距离是2m。
16.(2023秋•舒城县期末)如图为某路段的示意图,水平路面AB=200m、斜坡BC=120m、坡高CD=6m,有一辆装载货物后总质量m=5t的货车,当它以恒定功率P1=1.5×104W在AB段匀速直线行驶时,用时t1=20s,以恒定功率P2在BC段匀速直线行驶时,用时t2=16s,货车在AB段和BC段行驶时受到的阻力恒定,求
(1)货车行驶时受到的阻力。
(2)货车通过BC段时克服重力做的功。
(3)货车通过BC段时,牵引力做功的功率P2。
【答案】(1)货车行驶时受到的阻力1500N;
(2)货车通过BC段时克服重力做的功为3×105J;
(3)货车通过BC段时,牵引力做功的功率为3×104W。
【解答】解:(1)货车在AB段匀速直线行驶时的速度为:,
货车在AB段行驶时受到的牵引力为:=1500N;
货车匀速直线行驶,受力平衡,阻力f=F=1500N;
(2)货车的总重力为:G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N,
货车通过BC段时克服重力做的功为:W有=W=Gh=5×104N×6m=3×105J;
(3)货车通过BC段时所做的额外功为:W额=fs2=1500N×120m=1.8×105J;
货车通过BC段时所做的总功,即牵引力做的功为:w总=w有+w额=3×105J+1.8×105J=4.8×105J;
牵引力做功的功率为:=3×104W。
答:(1)货车行驶时受到的阻力1500N;
(2)货车通过BC段时克服重力做的功为3×105J;
(3)货车通过BC段时,牵引力做功的功率为3×104W。姓名
质量m(千克)
登楼高度h(米)
登楼时间t(秒)
小华
50
15
30
小明
60
12
24
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