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第十一章 四、功率 第1课时 功率的概念及简单计算
一、选择题
1.机器甲的功率比机器乙的功率大,表示
()
A.机器甲做功比机器乙做功快
B.机器甲做功的时间比机器乙少
C.机器甲做的功比机器乙做的功多
D.机器甲做功比机器乙省力
2.一台功率为10
kW的机器,当它正常工作时,每分钟做功
()
A.10
J
B.2.4×107
J
C.104
J
D.6×105
J
3.有甲、乙两辆功率相等的汽车,如果在相等的时间内匀速通过的距离之比s甲∶s乙=2∶1,那么
()
A.两辆汽车的牵引力之比为1∶2
B.两辆汽车的牵引力之比为2∶1
C.两辆汽车做功之比为1∶2
D.两辆汽车做功之比为2∶1
4.小明对四名同学的做功情况各测量了一次,把他们做的功W和所用时间t在坐标系中描点,得到了图1中甲、乙、丙、丁四个点,则做功功率最大的同学是
()
图1
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
二、填空题
5.一辆重型卡车在平直公路上以20
m/s的速度匀速行驶,卡车的牵引力为1.0×104
N.卡车行驶1
min后发动机做的功是 J,发动机做功的功率为 W.6.如图2所示,重为5
N的国旗在拉力F作用下,4
s内沿竖直方向匀速上升了一段距离,此过程中拉力F的功率为1.5
W.则拉力所做的功为 J,国旗上升的距离为 m.(不考虑绳重及摩擦)
图2
7.在自由下落过程中,物体的运动速度会越来越大,一个物体由A点自由下落,相继经过B、C两点,已知AB=BC,如图3所示.物体在AB段重力做功W1,功率为P1;在BC段重力做功W2,功率为P2,则W1 W2,P1 P2.(均选填“>”“<”或“=”)
图3
8.跳绳是一种简便易行的锻炼方式.如图4所示描绘了小明同学某次跳绳时重心移动的高度h随时间t变化的图像.按图像中的规律跳绳,小明1
min能完成的跳绳个数为 个,若他的质量为50
kg,则在此过程中,他跳一次克服重力做功 J,1
min内,他克服重力做功的平均功率为 W.(g取10
N/kg)
图4
三、解答题
9.小轿车以108
km/h的速度匀速行驶时发动机的功率是60
kW,轿车以这个速度行驶了30
km,求:
(1)轿车行驶的时间.(2)发动机的牵引力是多大.(3)发动机在这段时间内做的功.答案
1.A
2.D [解析]
机器的功率P=10
kW=10000
W,正常工作时间t=1
min=60
s,每分钟做功:W=Pt=10000
W×60
s=6×105
J.3.A [解析]
功率相等,时间相等,则做的功相等.功相同时,力与距离成反比,s甲∶s乙=2∶1,则牵引力之比为1∶2.4.A [解析]
由图可知,纵坐标表示功,横坐标表示时间;分别连接坐标原点和四个点作出四名同学做功的W-t图像;在做功时间相同时,甲做功最多,由P=Wt可知,甲的功率最大.5.1.2×107 2×105 [解析]
由v=st可得,卡车在1
min内行驶的距离为s=vt=20
m/s×60
s=1200
m;
在这段时间内卡车牵引力所做的功:W=Fs=1.0×104
N×1200
m=1.2×107
J,卡车的牵引力做功的功率:P=Wt=Fst=Fv=1.0×104
N×20
m/s=2×105
W.6.6 1.2 [解析]
(1)根据P=Wt可得,拉力所做的功:W=Pt=1.5
W×4
s=6
J.(2)不考虑摩擦,根据定滑轮的工作特点可知F=G=5
N,则根据W=Fs可得,国旗上升的距离:s=WF=6J5N=1.2
m.7.= < [解析]
由于AB=BC,根据W=Gh可知,物体在AB段和BC段做的功相等,即W1=W2;由于物体在自由下落时做加速运动,根据t=sv可知,物体在BC段运动的时间短,根据公式P=Wt可知,物体在AB段重力做功的功率小于BC段重力做功的功率,即P1
8.150 30 75 [解析]
由题图可知,跳一次所用时间t1=0.4
s,而t=1
min=60
s,所以1
min内所跳的次数为n=tt1=60s0.4s=150.小明的质量m=50
kg,所以小明的重力为G=mg=50
kg×10
N/kg=500
N,由题图可知,跳起的高度h=6
cm=0.06
m,所以跳一次克服重力做的功:
W=Gh=500
N×0.06
m=30
J,则1
min内克服重力做的功:
W总=nW=150×30
J=4500
J,所以1
min内克服重力做功的平均功率:
P=W总t=4500J60s=75
W.9.(1)由题可知,小轿车的速度:v=108
km/h=30
m/s,s=30
km=3×104
m,由v=st得,小轿车行驶的时间为t=sv=3×104
m30m/s=1×103
s.(2)由题可知,小轿车发动机的功率P=60
kW=6×104
W,由P=Wt=Fst=Fv得,小轿车的牵引力为F=Pv=6×104
W30m/s=2024
N.(3)由P=Wt得,发动机在这段时间内做的功为W=Pt=6×104
W×1×103
s=6×107
J.