题型三:
功率的估算
【例3】(★★★)小华同学在中考体育测试中取得合格成绩,请你估算小华跳绳时的功率约是()
A.9WB.90WC.900WD.9000W
变式训练1:
某人骑一辆普通自行车,在平直公路上以某一速度匀速行驶,若人和车所受的阻力为20N,则通常情况下,骑车人消耗的功率最接近()
A.1WB.10WC.100WD.1000W
题型四:
公式P=Fv的运用
【例4】(★★★)一辆功率为45kW的汽车,以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶30km,求汽车受到的阻力。
变式训练1:
电动自行车轻便、安全、无污染,很受人们喜爱,某同学在双休日骑电动自行车到海滨、连岛观光,途经全长7000m、被人们称之为“神州第一堤”的连云港拦海大堤.若电动自行车以18km/h的速度匀速行驶,电动自行车牵引力的功率为150W求:
(1)该同学通过大堤全程所需的时间;
(2)电动自行车通过大堤全程牵引力所做的功;
(3)电动自行车的牵引力。
题型五:
实验测功率
【例5】(★★★)引体向上,是同学们经常做的一项健身运动,如图5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,下颚须超过杠面;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)写出计算陈强同学动作时功率的表达式。
变式训练1:
学校买了一箱物理器材,小军同学将它从一楼搬运到三楼(如图12—2—6所示),小丽同学想测量小军同学搬运器材过程中对箱子做功的功率。
(1)测量所需要的器材有:
。
(2)小丽同学设计的测量步骤如下,其中多余的是
A.测出箱子所受的重力
B.测出楼梯的总长度
C.测出一楼到三楼的竖直高度
D.测出小军上楼梯所用的时间
E.算出小军搬运箱子的功率
(3)请你帮小丽设计一个实验记录表格.
Ⅲ.达标检测
1.(★★★)下列关于“功”和“功率”的说法中,正确的是()
A.机器的功率越大,做的功越多
B.功率不同的机器,做的功可能相等
C.机器做功的时间越少,功率就越大
D.甲做功比乙做功慢,则甲做的功比乙做的功少
2.(★★★)4月23日,南宁市某商场举行首届跑楼梯比赛,共有500多名选手参加。
若要比较参赛者的功率大小,需测出的物理量是()
A.登楼所用的时间
B.参赛者的体重,所登楼层的高度
C.参赛者的体重,所登楼层的高度以及登楼所用的时间
D.参赛者的体重,所登楼层的高度,登楼所用的时间以及参赛者通过的路程
3.(★★★)小敏同学和他所骑的轻便自行车总重约600N,上学路上他骑车在20s内匀速通过了一段长100m的平直公路。
若自行车所受路面的阻力大约为人和车总重力的0.05倍,则通过该段公路时,小敏同学登车的功率约为()
A.150WB.300WC.1500WD.3000W
4.(★★★)猎豹的心脏每跳一次输送
m3的血液,其血压(可看为心脏压送血液的压强)的平均值为3×104Pa。
心跳约每分钟60次,猎豹的心脏工作的平均功率为()
A.2WB.3WC.6WD.18W
5.(★★★)甲、乙两个集装箱质量相同,用起重机将甲集装箱以0.5m/s的速度提升10m。
再将乙集装箱以1m/s的速度提升到相同的高度,那么起重机()
A.第一次做功多,功率大
B.第二次做功多,功率大
C.两次做功一样多,功率一样大
D.两次做功一样多,第二次功率大
6.(★★★)体重相同的甲、乙两同学沿同一个竹竿进行爬竿比赛,甲从地面爬到竿顶用了16s,乙从地面爬到竿顶用了12s,则甲、乙两人爬竿时做的功和功率之比分别为()
A.4:
3,4:
3B.1:
1,3:
4
C.1:
1,4:
3D.无法确定
7.(★★★)在水平地面上,用50N的水平推力推重为100N的箱子,在10s内前进了10m。
如图7所示,推箱子的小朋友做功的功率为W。
8.(★★★)一列火车以40m/s的速度在平直轨道上匀速行驶,整列火车受到的阻力是9×103N,求这列火车行驶1min机车做了多少功?
功率多大?
9.(★★★)李刚同学用水平拉力使重为100N的物体以0.5米/秒的速度沿直线匀速前进,已知物体与地面间的摩擦力是20N,求:
(1)在1分钟内拉力对物体做了多少功?
(2)拉力的功率多大?
10.(★★★)一辆上海桑塔纳牌轿车在我省新建成的清——镇高速公路上行驶,
(1)它在经过如图10所示的标志牌下时,速度已达40m/s,并仍以此速度在向前开行,这辆车是否违反了交通法规,为什么?
(2)如果这辆轿车以108km/h的速度匀速行驶,
①从标志牌处开到镇宁需要多少时间?
(结果保留两位小数)
②设这段路程为平直公路,在这段路程中,该车受到的阻力为
N,它的功率是多大?
参考答案
例题解析
例1.【答案】1×104W;100W
【解析】电动机做了W1=1.2×106J的功,所用的时间为t1=60s×2=120s,电动机的功率为:
P1=W1/t1=1.2×106J/120s=1×104W
游人爬山所做的功为W2,就等于克服重力所做的功mgh,所用时间t2=60s×20=1200s。
所以人的功率为:
P2=W2/t2=60Kg×10N/Kg×200m/1200s=100W
变式1.【答案】1500J;125s
【解析】克服重力做功W=Gh=500N×0.6×5m=1500J,功率P=W/t=1500J/12s=125W.
例2.【答案】A
【解析】甲、乙两人都必须克服重力做功,登上的高度相同,克服重力做功W=Gh相同,甲比乙先到三楼,甲所用的时间较少,由P=W/t得甲的功率较大。
变式1.【答案】A
【解析】根据功的定义,对物体的拉力相同,物体运动的距离也相同,由W=Fs得到功相同,
因为t1P2,所以A正确
例3.【解析】估测小华的体重为500N,跳绳的高度大概为5~20cm,克服重力做一次功W=Gh为25~100J,跳绳一次估计用时0.5s,则功率P=W/t约为50~200瓦。
【答案】B
变式1.【解析】人骑车的速度约为5m/s,根据P=Fv得到功率为100W。
【答案】C
例4.【答案】2250N
【解析】因为v=72km/h=20m/s,而功率P=45kW=45000W,所以由P=Fv得,牵引力F=P/v=2250N。
由二力平衡得,汽车受到的阻力f=F=2250N。
可见30km是个干扰性的条件。
变式1.【答案】
(1)1400s
(2)210000J(3)30N
【解析】
(1)因为v=18km/h=5m/s,s=7000m
所以该同学通过大堤全程所需的时间t=s/v=1400s
(2)电动自行车通过大堤全程牵引力所做的功W=Pt=150W×1400s=210000J
(3)由P=Fv得,牵引力F=P/v=30N
例5.【答案】
(1)见下述解析
(2)
【解析】引体向上活动过程中实质是克服自身的重力做功
由功率公式
可知,必须要知道自身的重力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。
变式1.【答案】
(1)秤、米尺、秒表
(2)B(3)
一楼到三楼的竖直高度h/m
箱子重G/N
爬楼时间t/s
克服重力所做的功W/J
功率P/W
【解析】克服箱子重力做功,不需要测楼梯总长度,只需要竖直的高度h,因此省略B,测出箱子重G和爬楼时间t,那么克服箱子重力做功W和功率P都能求出
小测
1.【答案】B
2.【答案】C
3.【答案】A
4.【答案】A
5.【答案】D
6.【答案】B
7.【答案】50W
8.【答案】2.1×107J;3.6×105W
【解析】根据二力平衡得到牵引力大小,然后利用P=Fv先求功率,再利用W=Pt求功
9.【答案】
(1)因为s=vt=0.5/s×60s=30m
所以,W=Fs=20N×30m=600J
(2)由P=Fv=20N×0.5m/s=10W
10.【答案】
(1)因为v=40m/s=144km/h,超过了120km/h,所以仍以此速度在向前开行,这辆车违反了交通法规
(2)①t=s/v=0.37h
②v=108km/h=3m/s
P=Fv=
N×3m/s=6×103W