沪粤版九年级物理上册 第十一章 《机械功和机械能》单元检测试卷
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第十一章《机械功和机械能》单元测试
试卷满分:100分时间:90分钟
题型选择题填空题实验题计算题
题号1-78-1415-1718-20
分值21342817
一、单选题(每小题3分,共21分)
1.电动叉车托着质量为1000kg的货物,在25s时间内沿水平方向行驶了100m,如图甲所示;接着在10s 内把货物匀速竖直提升1m,如图乙所示。
下列说法正确的是()
A.叉车水平行驶时克服货物重力做功为6
⨯
1.010J
B.叉车水平行驶时克服货物重力做功的功率为4
4.010W
⨯
C.叉车提升货物的过程中,克服货物重力做功为3
⨯
1.010J
D.叉车提升货物的过程中,克服货物重力做功的功率为3
⨯
1.010W
2.在体育课上推铅球比赛中,甲把铅球推出7m,乙将铅球推出6m,则()
A.甲做功一定比乙大
B.甲做功一定比乙小
C.甲、乙做功可能相等
D.以上说法都不正确
3.如图所示,物体A、B、C的质量m A>m B>m C,在同样大小的力F作用下,三个物体都沿力的方向分别移动了距离s,比较力F对三个物体所做的功()
A.(a)多B.(b)多
C.(c)多D.一样多
4.质量是6kg的物体A放在水平桌面上,利用图所示的装置使物体以0.1m/s的速度做匀速直线运动,弹簧测力计始终保持水平,其示数为3N,不计滑轮和绳子的重和滑轮组内部的摩擦,则(g取10N/kg)()
A.在1s内拉力F做功0.9J B.作用在绳端的拉力F为9N
C.在1s内拉力F的功率是0.3W D.水平桌面对物体A的摩擦力是3N
5.质量相同的甲、乙两个小球,从同一高度自由下落经过如图所示的位置,不考虑空气阻力。
下列说法正确的是()
A.此时甲、乙两球的动能相等
B.此时甲球的速度大于乙球的速度
C.此时甲、乙两球的重力势能相等
D.此时甲球的重力势能大于乙球的重力势能
6.比赛中,被运动员垫起的排球从空中最高点竖直加速下落过程中,经过A点、B点和C点,示意图如图所示。
若A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离,判断下列说法正确的是()
A.排球在B点的动能大于在C点的动能
B.排球在B点的重力势能小于在C点的重力势能
C.排球所受的重力在AB段做的功等于在BC段做的功
D.排球所受的重力在AB段做功的功率大于在BC段做功的功率
7.蹦床运动员从如图所示的最高点下落到蹦床上,直至最低点的过程中(不计空气阻力的影响),下列说法正确的是()
A.运动员在最高点时受平衡力作用
B.运动员下落过程中惯性越来越大
C.运动员刚接触蹦床时,速度达到最大值
D.下落到最低点时,蹦床的弹性势能最大
二、填空题(每空2分,共34分)
8.在全国农运会上,其中女子45kg级举重冠军被某省运动员获得,成绩是95kg。
电视屏幕上的加入展示了她的举重全过程:她用力抓住杠铃,停留了大约1s,猛一用力,将杠铃举起,高度为1.7m,并稳稳的站立(持续时间约3s),直到三位裁判都亮牌表示举起成功,她才将杠铃放下。
请回答以下的问题:(g=10N/kg)
(1)她用力抓住杠铃举起的过程对杠铃做功为____J;
(2)她举着杠铃不动的过程中对杠铃做功为_____J;
(3)她将杠铃放下的这程中对杠铃做功为_____J。
9.用如图甲的滑轮组(不计摩擦)提升物体,重物和绳子自由端的移动情况如图乙所示,反映绳子自由端运动的图线是________(选填“A”或“B”);若提升物体的重力变小,则该滑轮组的机械效率会变________。
10.一个物体能够对外做功,表明这个物体具有___________。
如图所示的单摆,让小球从A点静止释放,小球从C点向B点摆动的过程中,小球受到的重力对小球___________功,细绳对小球的拉力___________功(后两空选填“做”或“不做”)。
11.如图所示,小明在玩蹦蹦杆,在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中,小明的重力势能______,弹簧的弹性势能______。
(选填“增大”、“减小”或“不变”)
12.如图所示,在水平桌面上,一个质量m=0.5kg的物体P,通过一个定滑轮和一个动滑轮与三个总质量M=0.6kg的钩码相连,动滑轮重2N,绳子的质量以及绳与滑轮间的摩擦均可忽略不计,并且物体P以0.2m/s 的速度向右做匀速直线运动,要使物块P以0.1m/s的速度向左做匀速直线运动,应给物块P施加一个水平向左的_____N的拉力,此时拉力做功的功率____W,2s内克服钩码重力所做的功_____J。
(g=10N/kg)
13.《天工开物》是我国古代的科学著作,书中记载着大量的古代农业机械。
其中描述了筒车这样一种以水流作动力,用来取水的机械,如图所示。
若接水槽离取水处高3m,水轮上有12个取水筒,一个取水筒每次可取水5kg,筒车旋转一周所用时间为60s。
水流冲击的机械能转化为筒车转动的机械能和提水的______。
若水流冲击筒车的功率为50W,求筒车旋转一周取水的机械效率是______%。
14.“弓开如满月,箭去似流星。
”拉开的弓能把箭射出去对箭做功,说明变形的弓具有能量,拉开的弓具有_______能,箭去似流星是弓的这种能量转化成箭的_______能。
三、实验题(每空2分,共28分)
15.学到“动能”知识时,小明回想起曾在高速公路上看过图所示的标志,产生了一系列相关问题,便激起他的探索欲望。
【问题】(1)为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制?猜想一:物体的动能可能跟___________有关;(2)为什么在同样的道路上,对不同车型设定不一样的速度?猜想二:物体的动能还可能跟___________
有关;
【证据】他利用如图所示的器材进行实验:用金属球模拟汽车,让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的木块,将木块撞出一段距离。
得到如下表所示的实验数据:实验序号小球的质量
/g m 小球自由滚下的高度/cm h 木块被撞后运动的距离/cm
s ①30104
②3020
16③
60108
【解释】(3)实验中金属球动能大小是通过___________(选填“高度h ”或“距离s ”)大小来反映的;
(4)分析①③实验现象,可以初步得到的结论是:___________;
【交流】
(5)交通规则要求汽车不能超速行驶,是因为汽车质量一定时,其行驶速度越大,___________(选填“动能”或“势能”)越大,发生交通事故时,造成的伤害越严重。
16.跳绳是我市初中毕业生体育测试的项目之一,小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率(不计绳重)。
(1)用体重计测量_____(填物理量名称及对应字母);
(2)估测自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升的高度);
(3)用计时器记录跳n次所用的_____(填物理量名称及对应字母);
(4)小华跳绳时克服重力做功的平均功率为P=_____(用以上的字母表示);
(5)若两位同学想比较跳绳的平均功率(假设两人跳起的平均高度相同),则();
A.跳的时间短的功率大
B.相同时间完成相同次数,体重大的功率大
C.体重相同,跳的时间长的功率大
D.条件不足,无法比较
(6)跳绳能让人体各个器官得到充分的锻炼,若跳绳者的质量为50kg,跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示,根据所给条件可算出此跳绳者在1min内运动员总共跳绳_____次,克服重力做功的平均功率为_____W。
(g=10N/kg)
17.用如图甲的装置探究滑轮组的机械效率η与动滑轮重G动的关系(忽略绳重和摩擦):
(1)改变动滑轮重,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出如图乙的图像。
分析可知:被提升物体所受的重力相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越___________。
(填“高”或“低”)
(2)分析图像中的A 点可知,被提升物体所受的重力为___________N 。
(3)当被抬升物体的重力为9N ,动滑轮重力为3N 时,滑轮组的机械效率为___________。
四、计算题(18题5分,19题6分,20题6分,共17分)
18.5G 无人配送车配送快递可有效节约配送成本。
(1)若空车静止在平地上,轮胎与地面的总接触而积为2400cm ,车对地面的压强是5210Pa ,求空车的质量;
(2)若该车输出功率恒为800W ,在水平路面上以18km/h 的速度匀速行驶3.6km ,求该车受到的牵引力。
19.建筑工地上,工人采用如图所示的装置提升建筑材料,滑轮组悬挂在水平支架上,工人站在水平地面上,竖直向下拉动绳子自由端,使重物A 在5s 内匀速上升了1m 。
已知物体A 重400N ,两个滑轮的质量相等,不计绳重和轴摩擦,提升物体A 时滑轮组的机械效率为80%,这个过程中。
(1)人对绳子拉力的功率为多大?
(2)动滑轮多重?
(3)支架受到滑轮组的拉力为多大?
20.运动员从高空竖直向下跳伞,人(包括装备)的质量为80kg,只考虑人受到重力和空气阻力,下降时的速度—时间图线如图所示,求:(g=10N/kg)
(1)人在前50s内下落2100m,求这段时间内人的平均速度;
(2)人在第20s~30s时,所受空气阻力是多少;
(3)人在前30s内下落了1500m,求这段时间内人所受重力做的功和功率。
第十一章《机械功和机械能》单元测试
试卷满分:100分时间:90分钟
题型选择题填空题实验题计算题
题号1-78-1415-1718-20
分值21342817
一、单选题(每小题3分,共21分)
1.电动叉车托着质量为1000kg的货物,在25s时间内沿水平方向行驶了100m,如图甲所示;接着在10s 内把货物匀速竖直提升1m,如图乙所示。
下列说法正确的是()
A.叉车水平行驶时克服货物重力做功为6
1.010J
⨯
B.叉车水平行驶时克服货物重力做功的功率为4
⨯
4.010W
C.叉车提升货物的过程中,克服货物重力做功为3
⨯
1.010J
D.叉车提升货物的过程中,克服货物重力做功的功率为3
⨯
1.010W
【答案】D
【解析】AB.功是力和力的方向上移动的距离的乘积,所以水平行驶过程中,叉车对货物没有做功,功率为0,故AB错误;
CD.叉车提升货物的过程中,克服货物重力做功
===⨯⨯=
1000kg10N/kg1m10000J
W Gh mgh
克服货物重力做功的功率
310000J 1.010W 10s
W P t ===⨯故C 错误,D 正确。
故选D 。
2.在体育课上推铅球比赛中,甲把铅球推出7m ,乙将铅球推出6m ,则(
)
A .甲做功一定比乙大
B .甲做功一定比乙小
C .甲、乙做功可能相等
D .以上说法都不正确
【答案】C
【解析】AB .由W =Fs 可知,功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积,在推铅球的过程中,不知道力的大小和在力的方向上移动距离的大小,所以不能确定两次做功的具体关系,故AB 不符合题意;CD .推同样的铅球,若推铅球的作用力与铅球在力的方向上移动的距离之积相等(铅球出手前),两次做功相等,故C 符合题意,D 不符合题意。
故选C 。
3.如图所示,物体A 、B 、C 的质量m A >m B >m C ,在同样大小的力F 作用下,三个物体都沿力的方向分别移动了距离s ,比较力F 对三个物体所做的功()
A .(a )多
B .(b )多
C .(c )多
D .一样多
【答案】D 【解析】根据公式W =Fs ,在同样大小的力F 作用下,三个物体都沿力的方向分别移动了距离s ,所以做功
一样多,综上分析知,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
4.质量是6kg的物体A放在水平桌面上,利用图所示的装置使物体以0.1m/s的速度做匀速直线运动,弹簧测力计始终保持水平,其示数为3N,不计滑轮和绳子的重和滑轮组内部的摩擦,则(g取10N/kg)()
A.在1s内拉力F做功0.9J B.作用在绳端的拉力F为9N
C.在1s内拉力F的功率是0.3W D.水平桌面对物体A的摩擦力是3N
【答案】A
【解析】BD.因为弹簧测力计的示数是3N,所以,作用在绳端的拉力F为3N,由图可知,承担对物体A n=,所以,对物体A的拉力
拉力的绳子股数3
F'=⨯=
33N9N
由于物体做匀速直线运动,因此处于平衡状态,对物体A的拉力与桌面对物体A的摩擦力大小相等,即水平桌面对物体A的摩擦力
==
9N
f F'
故BD不符合题意;
AC.物体A在1s内内通过的距离
'==⨯=
s vt
0.1m/s1s0.1m
绳子自由端移动的距离
==⨯=
s s'
330.1m0.3m
在1s内拉力F做功
==⨯=
W Fs
3N0.3m0.9J
在1s 内拉力F 的功率
0.9J 0.9W 1s
W P t =
==故A 符合题意,C 不符合题意。
故选A 。
5.质量相同的甲、乙两个小球,从同一高度自由下落经过如图所示的位置,不考虑空气阻力。
下列说法正确的是()
A .此时甲、乙两球的动能相等
B .此时甲球的速度大于乙球的速度
C .此时甲、乙两球的重力势能相等
D .此时甲球的重力势能大于乙球的重力势能
【答案】B
【解析】甲、乙两个小球,自由下落经过如图所示的位置时机械能相等,由题图可知,两小球质量相等,乙球的高度大于甲球,则乙球的重力势能大于甲球,机械能等于动能和势能之和,故此时甲球的动能大于乙球,甲球速度大于乙球,故ACD 错误,B 正确。
故选B 。
6.比赛中,被运动员垫起的排球从空中最高点竖直加速下落过程中,经过A 点、B 点和C 点,示意图如图所示。
若A 、B 两点间的距离等于B 、C 两点间的距离,判断下列说法正确的是()
A.排球在B点的动能大于在C点的动能
B.排球在B点的重力势能小于在C点的重力势能
C.排球所受的重力在AB段做的功等于在BC段做的功
D.排球所受的重力在AB段做功的功率大于在BC段做功的功率
【答案】C
【解析】A.排球从高处下落的过程中,重力势能转化为动能,高度逐渐降低,速度逐渐变大,排球在B点的动能小于在C点的动能,故A错误;
B.高度越高重力势能越大,所以排球在B点的重力势能大于在C点的重力势能,故B错误;
=可C.因为A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离,排球的重力在运动过程中没有变化,根据W Gh 知,排球所受的重力在AB段做的功等于在BC段做的功,故C正确;
D.因为排球在加速下落,在AB段运动的时间大于在BC段运动的时间,根据W
P
=可知,做功相同时,
t
时间少的功率大,则排球所受的重力在AB段做功的功率小于在BC段做功的功率,故D错误。
故选C。
7.蹦床运动员从如图所示的最高点下落到蹦床上,直至最低点的过程中(不计空气阻力的影响),下列说法正确的是()
A.运动员在最高点时受平衡力作用
B.运动员下落过程中惯性越来越大
C.运动员刚接触蹦床时,速度达到最大值
D.下落到最低点时,蹦床的弹性势能最大
【答案】D
【解析】A.运动员在最高点时只受到了重力,没有受平衡力作用,故A错误;
B.运动员具有惯性,惯性大小只与运动员的质量有关,在下落过程中质量不变,惯性大小不变,故B错误;C.运动员下落刚接触蹦床前是自由落体运动,速度越来越大;从接触蹦床到最低点的过程,弹力逐渐增加,在弹力小于重力时,合力方向向下,运动员向下加速运动,当弹力大于重力时,合力方向向上,运动员向下减速运动。
所以只有当弹力等于重力时,运动员速度才是最大,故C错误;
D.当运动员下落到最低点时,蹦床的弹性形变最大,蹦床的弹性势能最大,故D正确。
故选D。
二、填空题(每空2分,共34分)
8.在全国农运会上,其中女子45kg级举重冠军被某省运动员获得,成绩是95kg。
电视屏幕上的加入展示了她的举重全过程:她用力抓住杠铃,停留了大约1s,猛一用力,将杠铃举起,高度为1.7m,并稳稳的站立(持续时间约3s),直到三位裁判都亮牌表示举起成功,她才将杠铃放下。
请回答以下的问题:(g=10N/kg)(1)她用力抓住杠铃举起的过程对杠铃做功为____J;
(2)她举着杠铃不动的过程中对杠铃做功为_____J;
(3)她将杠铃放下的这程中对杠铃做功为_____J。
【答案】161500
【解析】(1)(2)(3)[1][2][3]分析运动员的举重全过程,可以发现:在运动员“抓住”、“举着不动”、“放下”杠铃的三个过程中,杠铃没有在力的方向上移动距离,力没有对铃做功,即做功为0;而“举起”的过程对杠铃做了功,运用公式
W Fs
=
可以算出运动员做的功为
95kg 10N/kg 1.7m=1615J
W ⨯⨯=9.用如图甲的滑轮组(不计摩擦)提升物体,重物和绳子自由端的移动情况如图乙所示,反映绳子自由端运动的图线是________(选填“A”或“B”);若提升物体的重力变小,则该滑轮组的机械效率会变________。
【答案】A 小
【解析】[1]由图甲可知3n =,绳子自由端移动的距离
3s nh h
==即相同时间内,绳子自由端移动的距离是物体上升高度的3倍,由图乙可知,反映绳子自由端运动的图线是A 。
[2]不计摩擦,提升物体的重力变小,由
W Gh
=有可知,有用功W 有变小,额外功W 额不变,由
11W W W W W W W η===
++有
有额
总额有有可知,机械效率η变小。
10.一个物体能够对外做功,表明这个物体具有___________。
如图所示的单摆,让小球从A 点静止释放,小球从C 点向B 点摆动的过程中,小球受到的重力对小球___________功,细绳对小球的拉力___________功(后两空选填“做”或“不做”)。
【答案】能量做不做
【解析】[1]由做功的定义可知,一个物体具有能量,则这个物体能够对外做功。
[2]小球从C点向B点摆动的过程中,小球受到重力,且在重力的方向向下运动,所以小球受到的重力对小球做功。
[3]细绳对小球的拉力方向向上,小球向下运动,所以小球没有在拉力的方向运动距离,所以细绳对小球的拉力不做功。
11.如图所示,小明在玩蹦蹦杆,在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中,小明的重力势能______,弹簧的弹性势能______。
(选填“增大”、“减小”或“不变”)
【答案】减小增大
【解析】[1][2]小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中,小明的质量不变,高度降低,因此重力势能减小;弹簧受力压缩,弹性形变程度增大,因此弹性势能增大。
12.如图所示,在水平桌面上,一个质量m=0.5kg的物体P,通过一个定滑轮和一个动滑轮与三个总质量M=0.6kg的钩码相连,动滑轮重2N,绳子的质量以及绳与滑轮间的摩擦均可忽略不计,并且物体P以0.2m/s 的速度向右做匀速直线运动,要使物块P以0.1m/s的速度向左做匀速直线运动,应给物块P施加一个水平向左的_____N的拉力,此时拉力做功的功率____W,2s内克服钩码重力所做的功_____J。
(g=10N/kg)
【答案】80.80.6
【解析】[1]物体P 向右匀速直线运动时,受到绳子的拉力和向左的摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力。
钩码的重力
G 1=Mg =0.6kg×10N/kg=6N
动滑轮的重力G 2=2N ,所以钩码及动滑轮的总重
G 总=G 1+G 2=6N+2N=8N
图示滑轮组承重绳子为2根,不计绳重及摩擦力时,绳子的拉力
N 1128N 42
F G ==⨯=总所以P 受到的摩擦力为f =F =4N 。
P 向左匀速直线运动时,压力不变,接触面的粗糙程度不变,所受的摩擦力大小不变,方向水平向右,此时P 受到水平向左的拉力和水平向右的绳子的拉力及摩擦力的作用,水平向左的拉力
F 1=F +f =4N+4N=8N
[2]拉力做功的功率
P =F 1v 1=8N×0.1m/s=0.8W
[3]2s 内,绳子移动的距离
s =v 1t =0.1m/s×2s=0.2m
钩码移动的距离
0.2m 0.1m 1122
h s ⨯===克服钩码重力所做的功
W =G 1h =6N×0.1m=0.6J
13.《天工开物》是我国古代的科学著作,书中记载着大量的古代农业机械。
其中描述了筒车这样一种以水流作动力,用来取水的机械,如图所示。
若接水槽离取水处高3m ,水轮上有12个取水筒,一个取水筒每次可取水5kg ,筒车旋转一周所用时间为60s 。
水流冲击的机械能转化为筒车转动的机械能和提水的______。
若水流冲击筒车的功率为50W ,求筒车旋转一周取水的机械效率是______%。
【答案】重力势能60
【解析】[1]水流冲击的机械能水,使水的高度增大,重力势能增大,即水流冲击的机械能转化为筒车转动的机械能和提水的重力势能。
[2]水流冲击筒车的功率为50W ,水流所做的功为
50W 60s 3000J
W Pt ==⨯=该筒车旋转一周提升水的质量为
51260m kg kg
=⨯=对水所做的功
6010N/kg 3m 1800J
W Gh kg ==⨯⨯=有用
筒车旋转一周取水的机械效率为
1800J 100%100%60%3000J
W W η=⨯=⨯=有用14.“弓开如满月,箭去似流星。
”拉开的弓能把箭射出去对箭做功,说明变形的弓具有能量,拉开的弓具有_______能,箭去似流星是弓的这种能量转化成箭的_______能。
【答案】弹性势动
【解析】[1]物体因发生弹性形变而具有的能叫弹性势能,拉开的弓具有弹性势能。
[2]物体由于运动而具有的能叫动能,射出的箭具有动能,箭去似流星是弓的弹性势能转化成箭的动能。
三、实验题(每空2分,共28分)
15.学到“动能”知识时,小明回想起曾在高速公路上看过图所示的标志,产生了一系列相关问题,便激起他的探索欲望。
【问题】(1)为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制?猜想一:物体的动能可能跟___________有关;(2)为什么在同样的道路上,对不同车型设定不一样的速度?猜想二:物体的动能还可能跟___________
有关;
【证据】他利用如图所示的器材进行实验:用金属球模拟汽车,让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的木块,将木块撞出一段距离。
得到如下表所示的实验数据:实验序号小球的质量
/g m 小球自由滚下的高度/cm h 木块被撞后运动的距离/cm
s
①30104
②302016
③60108
【解释】
(3)实验中金属球动能大小是通过___________(选填“高度h”或“距离s”)大小来反映的;
(4)分析①③实验现象,可以初步得到的结论是:___________;
【交流】
(5)交通规则要求汽车不能超速行驶,是因为汽车质量一定时,其行驶速度越大,___________(选填“动能”或“势能”)越大,发生交通事故时,造成的伤害越严重。
【答案】速度质量距离s物体的速度一定时,质量越大,动能越大动能
【解析】(1)[1]由于对机动车的最高行驶速度进行限制,所以猜想机动车的速度大小可能影响机动车的动能,故猜想物体的动能可能跟速度有关。
(2)[2]不同的车型的质量大小不同,对不同车型设定不一样的速度,所以猜想机动车的质量大小可能影响机动车的动能,故猜想物体的动能可能跟质量有关。
(3)[3]实验中运用转换法,将金属球的动能大小,转换为木块被撞后运动的距离的长短,所以金属球动能大小是通过距离s的大小来反映的。
(4)[4]分析①③实验数据发现,小球自由滚下的高度相同,则小球到达水平面时的速度相同,小球的质量增大,木块被撞后运动的距离也增大,所以可得结论:物体的速度一定时,质量越大,动能越大。
(5)[5]由于物体的质量一定时,速度越大,动能越大;所以汽车质量一定时,其行驶速度越大,动能越大。
16.跳绳是我市初中毕业生体育测试的项目之一,小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率(不计绳重)。
(1)用体重计测量_____(填物理量名称及对应字母);
(2)估测自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升的高度);
(3)用计时器记录跳n次所用的_____(填物理量名称及对应字母);
(4)小华跳绳时克服重力做功的平均功率为P=_____(用以上的字母表示);
(5)若两位同学想比较跳绳的平均功率(假设两人跳起的平均高度相同),则();
A.跳的时间短的功率大
B.相同时间完成相同次数,体重大的功率大
C.体重相同,跳的时间长的功率大
D.条件不足,无法比较
(6)跳绳能让人体各个器官得到充分的锻炼,若跳绳者的质量为50kg,跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示,根据所给条件可算出此跳绳者在1min内运动员总共跳绳_____次,克服重力做功的平均功率为_____W。
(g=10N/kg)
【答案】质量m时间t nmgh
t
B180135
【解析】(1)[1]根据
W Gh mgh
P
t t t
===
实验中要用体重计测量小华的质量m。
(3)[2]测量功率,据W
P
t
=知,需要测量时间,用秒表记录跳n次所用的时间t。
(4)[3]计算出一次跳绳克服重力做的功
W =Gh =mgh
n 次跳绳克服重力做的总功
W 总=nW =nmgh
克服重力做功的平均功率
W nmgh
P t t
=
=总(5)[4]两人跳起的平均高度相同,h 相同;
A .跳的时间短的,起跳的次数不一定多,不知道体重,也无法比较功率的大小,故A 不符合题意;BD .相同时间完成相同次数,起跳的高度相同,体重大的做功多,时间相同,根据W
P t
=可知,体重大的功率大,故B 符合题意,D 不符合题意;
C .体重相同,跳的时间长的,次数不一定多,功不一定大,无法比较功率大小,故C 不符合题意。
故选B 。
(6)[5]跳绳者的重力为
G =mg =50kg×10N/kg=500N
跳绳一次做的功为
W =Gh =500N×0.09m=45J
由图像可得,跳绳一次所用的时间为1
3
s ,所以1min 钟跳绳的次数为
160s
1801s 3
n =
=次[6]1min 做的总功为
W'=180W=180×45J=8100J
克服重力做功的平均功率为。