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第2节 功率
一、知能演练提升
1.某同学家住五楼。一天,他提着装有30个鸡蛋的塑料袋从一楼走到家里。在此过程中,下列估算不合理的是( )
A.他提鸡蛋的力做的功约为200 J
B.他提鸡蛋的力做功的功率约为3 W
C.他爬楼做的功约为6×103 J
D.他爬楼做功的功率约为1×103 W
2.一位父亲与他5岁的儿子磊磊一起上楼回家,对此,下列说法错误的是( )
A.爬相同的楼梯,儿子体重小做的功少
B.爬相同的楼梯,父亲体重大做的功多
C.爬相同的楼梯,儿子比父亲先到达,儿子的功率一定大
D.爬相同的楼梯,父亲比儿子先到达,父亲的功率一定大
3.一瀑布的落差(瀑布顶端和底端的高度差)约为100 m。在0.1 s内有18 kg的水流过瀑布顶端,经过4.5 s落到瀑布底端。质量为18 kg的这些水从顶端落到底端的过程中,重力的功率约为( )
A.4×102 W B.4×103 W
C.1.8×104 W D.1.8×105 W
4.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图象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>P2
B. F1>F2 P1>P2
C.F1= P1=P2
D. F1>F2 P1P2。故选A。
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5.D 解析 由W=Gh可得,妈妈和小明克服重力做功之比为,由P=得,妈妈和小明克服重力做功的功率之比为。
6.解析 心脏做功约为W=Pt=1.5 W×2×3 600 s=10 800 J,因为W=Gh=mgh,所以h==21.6 m。
答案 10 800 21.6
7.解析 本题考查路程和功率的计算。新型战机以二倍声速,即680 m/s的速度飞行10 s,则飞行的距离s=vt=680 m/s×10 s=6 800 m;发动机推力的功率P==Fv=1.2×105 N×680 m/s=8.16×107 W。
答案 6 800 8.16×107
8.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P=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=
9.解析 (1)因为潜水器离开水面沿竖直方向匀速上升,所以牵引机械对潜水器的拉力与潜水器受到的重力是一对平衡力,大小相等,即F=G=mg=2×104 kg×10 N/kg=2×105 N。
(2)牵引机械对潜水器所做的功W=Fs=2×105 N×12 m=2.4×106 J。
(3)牵引机械提升时间t=2 min=120 s,牵引机械的功率P==2 000 W。
答案 (1)2×105 N (2)2.4×106 J (3)2 000 W
10.解析 (1)根据表格中的数据可知,5 m点对应的时刻是2.4 s,10 m点对应的时刻是4.2 s,所以从5 m到10 m这5 m的路程,对应的时间是1.8 s。根据速度计算公式可以求得此段路程的速度v=≈2.78 m/s。同理可以求得从50 m到60 m这段路程的平均速度为10 m/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=15 N·s/m×v。当自行车匀速运动时,速度v为 10 m/s,代入关系式可得F阻=15 N·s/m×10 m/s=150 N。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150 N。功率的计算公式P==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=150 N×10 m/s=1 500 W。
答案 (1)2.78 10.00 B (2)150 1 500
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