八年级物理下册第11章功和机械能第2节功率课后习题（附解析人教版）

第2节　功率知能演练提升一、能力提升1.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300N,F1做的功为W1,功率为P1;PQ段拉力F2为200N,F2做的功为W2,功率为P2,则(　　)A.W1>W2B.W1<W2C.P1>P2D.P1<P22.一瀑布的落差(瀑布顶端和底端的高度差)约为100m。在0.1s内有18kg的水流过瀑布顶端,经过4.5s落到瀑布底端。质量为18kg的这些水从顶端落到底端的过程中,重力的功率约为(　　)A.4×102WB.4×103WC.1.8×104WD.1.8×105W3.如图甲所示,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匀速直线运动,两次拉动木块得到的s-t图像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(　　)甲乙A.F1=F2　P1>P2B.F1>F2　P1>P2C.F1=F2　P1=P2D.F1>F2　P1<P24.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∶1B.W1∶W2=2∶3C.P1∶P2=1∶1D.P1∶P2=2∶35.如图所示,一个物体静止于光滑水平面上的O点,在水平恒力F作用下开始向右加速运动,依次经过A、B、C三个点,且A、B之间和B、C之间的距离相等。F在AB段做功W1,做功功率P1;在BC段做功W2,做功功率P2,则有W1　　　W2,P1　　　P2。(均选填“>”“=”或“<”) 6.“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200kW,速度为72km/h。公交车行驶1h,发动机做的功为　　　　J,公交车行驶的路程为　　　　m。 5 7.歼-10是我国自行研发的新型战机,当发动机以1.2×105N的推力使其以二倍声速(声速为340m/s)飞行时,10s飞行的距离是　　　　　m,发动机推力的功率是　　　　　　W。 8.引体向上是同学们经常做的一项健身运动,如图所示。该运动的规范动作是两手正握单杠,由悬垂开始,上提时,下颚需超过杠面;下放时,两臂放直,不能曲臂。这样上拉下放,重复动作,达到锻炼臂力和腹肌的目的。陈强同学能连续匀速做16个规范的引体向上动作。课外活动小组的同学现要估测陈强同学做动作时的功率。(1)请你说出应测量哪些物理量。(2)写出计算陈强同学做动作时功率的表达式。★9.学校机器人兴趣小组进行“精准吊装”实验。7块长短不一的长方体木块均平放在水平地面上,机器人将木块按长度从大到小依次吊装并对称叠放。已知木块的密度相同,高度均为h=0.2m,宽度均为b=0.2m,不同序号木块的质量如下表,其中m=12kg,g取10N/kg。序号1234567质量2mmm2m3m4m5m6(1)已知1号木块的长度a=1.2m,求未叠放时1号木块对地面的压强。(2)如图所示,把2号木块吊装到1号木块的上面,求此过程克服木块重力所做的功。(3)机器人完成全部吊装叠放用时6min,求整个过程克服木块重力做功的功率。二、探究创新★10.为了测量人骑自行车的功率,某活动小组进行了如下实验:在离出发线5m、10m、20m、30m、…、70m的地方分别画上8条计时线,每条计时线附近站几个学生,手持停表。听到发令员的信号后,受测者全力骑车由出发线启动,同时全体学生都开始计时。自行车每到达一条计时线,站在该计时线上的几个学生就停止计时,记下自行车从出发线到该条计时线的时间。实验数据记录如下:运动距离s/m0510203040506070运动时间t/s02.44.26.37.89.010.011.012.0(1)完成下表中空格的数据:5 运动距离/m0~55~1010~2020~30各段平均速度/(m·s-1)2.084.766.67运动距离/m30~4040~5050~6060~70各段平均速度/(m·s-1)8.3310.0010.00从数据分析可知,该同学骑自行车由静到动的过程中,先加速后匀速。关于加速的原因正确的是　　　　。 A.人骑自行车的牵引力等于阻力B.人骑自行车的牵引力大于阻力C.人骑自行车的牵引力小于阻力D.都有可能(2)本次实验中,设运动过程中,学生和自行车所受阻力与其速度大小成正比,比例系数为15N·s/m,则在匀速运动过程中人骑自行车的牵引力为F=　　　　N,若整个过程中该同学骑车的功率P保持不变,则P=　　　　W。 5 知能演练·提升1.C　解析由题图知,OP段的路程s1=4m,PQ段的路程s2=6m,OP段拉力F1做的功为W1=F1s1=300N×4m=1200J,PQ段拉力F2做的功为W2=F2s2=200N×6m=1200J,比较可知,W1=W2,故A、B错误;物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q,所以物体在OP段和PQ段速度相同,又因为F1>F2,所以根据P=Wt=Fst=Fv可知,P1>P2,故C正确,D错误。2.B　解析本题考查做功的条件及功率的计算,综合性较强。瀑布从高处落下,重力做功,水的重力是G=mg=18kg×10N/kg=180N,则重力做的功是W=Gh=180N×100m=1.8×104J,做功的时间是落下的时间4.5s,而不是流过顶端的时间0.1s。则做功的功率P=Wt=1.8×104J4.5s=4×103W。3.A　解析由题图中可知,木块两次都做匀速直线运动,拉力等于滑动摩擦力,滑动摩擦力相等,拉力F相等,即F1=F2;从图像中可以判断出,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。故选A。4.D　解析由W=Gh可得,妈妈和小明克服重力做功之比为W1W2=G1hG2h=G1G2=21,由P=Wt得,妈妈和小明克服重力做功的功率之比为P1P2=W1t1W2t2=W1W2×t2t1=21×13=23。5.解析由题知,A、B之间和B、C之间的距离相等,拉力恒定,根据W=Fs可知,两个过程中拉力做的功相等,即W1=W2。物体向右做加速运动,速度在不断增大,运动相等的路程,所用的时间减少,根据P=Wt可知,拉力做功的功率为P1<P2。答案=　<6.解析t=1h=3600sW=Pt=200×103W×3600s=7.2×108Jv=72km/h=20m/ss=vt=20m/s×3600s=7.2×104m。答案7.2×108　7.2×104m7.解析本题考查路程和功率的计算。新型战机以二倍声速,即680m/s的速度飞行10s,则飞行的距离s=vt=680m/s×10s=6800m;发动机推力的功率P=Wt=Fst=Fv=1.2×105N×680m/s=8.16×107W。答案6800　8.16×1078.解析引体向上活动过程实质是克服自身的重力做功,由功率公式P=Wt=nGht可知,必须要知道陈强的重力G,每次动作重心上升的高度h,连续完成16个规范动作所用的时间t,这样该同学的功率P可求出来。答案(1)见解析(2)P=16Ght9.解析(1)由题可知,木块放在水平地面上,1号木块对地面的压力大小为F1=G1=m1g=2mg=2×12kg×10N/kg=240N,S1=ab=1.2m×0.2m=0.24m2则1号木块对地面产生的压强为p1=F1S1=240N0.24m2=1000Pa。(2)由题可知,把2号木块吊装到1号木块的上面,此过程中克服木块所做的功为W2=G2h=mgh=12kg×10N/kg×0.2m=24J。(3)由表中数据可知,吊装n(n=2,3,…,7)号木块克服重力做的功为Wn=Gn(n-1)h=mn-1g(n-1)h=mgh=12kg×10N/kg×0.2m=24J则W总=6Wn=6×24J=144J,功率大小为P=Wt=144J6×60s=0.4W。答案(1)1000Pa(2)24J5 (3)0.4W10.解析(1)根据表格中的数据可知,5m点对应的时刻是2.4s,10m点对应的时刻是4.2s,所以从5m到10m这5m的路程,对应的时间是1.8s。根据速度计算公式可以求得此段路程的速度v=st=5m1.8s≈2.78m/s。同理可以求得从50m到60m这段路程的平均速度为10m/s。自行车在行驶过程中,受到牵引力和阻力(包括摩擦力和空气阻力)的作用,由于是加速运动,所以不是平衡状态,受到的牵引力和阻力不是一对平衡力,两者不相等,而是牵引力大于阻力。故选B。(2)由题意知阻力和速度的关系式是F阻=15N·s/m×v。当自行车匀速运动时,速度v为10m/s,代入关系式可得F阻=15N·s/m×10m/s=150N。由于此时做匀速直线运动,处于平衡状态,所以牵引力等于阻力,故此时的牵引力为150N。功率的计算公式P=Wt=Fst=Fv,将匀速运动过程中的速度和牵引力代入公式,即可求得功率P=Fv=150N×10m/s=1500W。答案(1)2.78　10.00　B(2)150　15005