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8.(科学思维 科学推理)如图甲所示的地面清洁机器人,质量为3 kg,机器人在水平地面运动时,所提供推力与速度关系如图乙所示,则该机器人在水平地面上以0.5 m/s的速度匀速直线运动时,水平推力的功率是( )
A. 180 W
B. 100 W
C. 75 W
D. 60 W
A. 180 W
B. 100 W
C. 75 W
D. 60 W
答案:
C 点拨:机器人匀速直线运动时的速度$v = 0.5m/s$,由图乙可知,此时机器人所提供的推力$F = 150N$,则水平推力的功率$P = Fv = 150N×0.5m/s = 75W$。
9. 当轮船以36 km/h的速度匀速行驶时,柴油机的输出功率是$2×10^6$W,轮船受到的牵引力是________N;在10 min内牵引力做功是________J。
答案:
$2×10^{6}$;$1.2×10^{9}$ 点拨:运用公式$P = Fv$时,注意速度的单位应为m/s。
10. [2024·南充]如图所示,木板$B$置于水平地面上,物块$A$叠放于$B$上。水平拉力$F_1 = 70$N,水平拉力$F_2 = 50$N。$B$静止,$A$沿木板$B$以10 cm/s的速度向右匀速滑动。则拉力$F_2$的功率为________W,地面对木板$B$的摩擦力为________N。
答案:
5;20 点拨:物块$A$在水平拉力$F_{2}=50N$的作用下,以10cm/s的速度向右匀速滑动,则拉力$F_{2}$的功率$P = F_{2}v = 50N×10cm/s = 50N×0.1m/s = 5W$。木板$B$置于水平地面上,处于静止状态,则木板$B$受到水平向左的拉力$F_{1}$、物块$A$对木板$B$水平向右的摩擦力和地面对$B$的水平向右的摩擦力,三个力的合力为0,由于物块$A$匀速运动且受到的水平拉力为50N,则物块$A$对木板$B$水平向右的摩擦力为50N,则地面对木板$B$的摩擦力$f_{地}=F_{1}-f_{A}=70N - 50N = 20N$。
11.(跨学科 工程实践)风车是利用风力做功的装置。小明制作了一架小风车,他想粗略测定风车在一定风速下做功的功率,实验装置如图所示。
(1)观察实验装置,小明是通过测量细线对________做功的功率来测定风车做功的功率的。
(2)除了图中的实验器材,还需要的测量工具有天平、________和________。
(3)实验时,逐渐增加挂在细线下的回形针数量,直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止。若测得回形针匀速上升的高度$h$、所用的时间$t$、回形针的总质量$m$,则风车做功的功率$P =$________(表达式中的物理量均用符号表示)。
(4)如果选用较粗重的线做实验,则与选用较细的线相比,测得风车的功率值偏________。
(1)观察实验装置,小明是通过测量细线对________做功的功率来测定风车做功的功率的。
(2)除了图中的实验器材,还需要的测量工具有天平、________和________。
(3)实验时,逐渐增加挂在细线下的回形针数量,直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止。若测得回形针匀速上升的高度$h$、所用的时间$t$、回形针的总质量$m$,则风车做功的功率$P =$________(表达式中的物理量均用符号表示)。
(4)如果选用较粗重的线做实验,则与选用较细的线相比,测得风车的功率值偏________。
答案:
(1)回形针
(2)刻度尺;秒表
(3)$\frac{mgh}{t}$
(4)小
(1)回形针
(2)刻度尺;秒表
(3)$\frac{mgh}{t}$
(4)小
12. [2024·包头](跨学科 社会发展)装载机和收割机以2 m/s的速度同向做匀速直线运动,收割机每分钟将50 kg粮食装载到车上。装载机空载时质量为$5×10^3$kg,车轮与地面总接触面积为0.5 m²,车受到的阻力为车总重力的0.2。($g$取10 N/kg,收割开始时车为空载状态,设装载机始终在水平地面上,不计空气阻力)求:
(1)装载机1分钟内走过的路程。
(2)装载机空载时对地面的压强。
(3)装载机工作多长时间功率达到30 kW。
(1)装载机1分钟内走过的路程。
(2)装载机空载时对地面的压强。
(3)装载机工作多长时间功率达到30 kW。
答案:
解:
(1)装载车1分钟内走过的路程$s = vt = 2m/s×1×60s = 120m$。
(2)空载时,装载车对地面的压力$F = G_{车}=m_{车}g = 5×10^{3}kg×10N/kg = 5×10^{4}N$,对地面的压强$p=\frac{F}{S}=\frac{5×10^{4}N}{0.5m^{2}}=10^{5}Pa$。
(3)装载车功率达到30kW = 30000W;根据$P = Fv$知,匀速运动时牵引力等于阻力,$f = F_{牵}=\frac{P}{v}=\frac{30000W}{2m/s}=15000N$;根据$f = 0.2G$可得,总重力$G=\frac{15000N}{0.2}=7.5×10^{4}N$;则粮食的重力$G' = G - G_{车}=7.5×10^{4}N - 5×10^{4}N = 2.5×10^{4}N$;所装粮食的质量$m=\frac{G'}{g}=\frac{2.5×10^{4}N}{10N/kg}=2500kg$;收割机每分钟将50kg粮食装载到车上,装载时间$t'=\frac{2500kg}{50kg/min}=50min$。
(1)装载车1分钟内走过的路程$s = vt = 2m/s×1×60s = 120m$。
(2)空载时,装载车对地面的压力$F = G_{车}=m_{车}g = 5×10^{3}kg×10N/kg = 5×10^{4}N$,对地面的压强$p=\frac{F}{S}=\frac{5×10^{4}N}{0.5m^{2}}=10^{5}Pa$。
(3)装载车功率达到30kW = 30000W;根据$P = Fv$知,匀速运动时牵引力等于阻力,$f = F_{牵}=\frac{P}{v}=\frac{30000W}{2m/s}=15000N$;根据$f = 0.2G$可得,总重力$G=\frac{15000N}{0.2}=7.5×10^{4}N$;则粮食的重力$G' = G - G_{车}=7.5×10^{4}N - 5×10^{4}N = 2.5×10^{4}N$;所装粮食的质量$m=\frac{G'}{g}=\frac{2.5×10^{4}N}{10N/kg}=2500kg$;收割机每分钟将50kg粮食装载到车上,装载时间$t'=\frac{2500kg}{50kg/min}=50min$。
13.(科学思维 科学推理)北京冬奥会上,某运动员从斜坡上$A$点沿直线滑到$B$点过程中,拍摄的频闪照片如图所示,若照相机每隔0.2 s闪拍一次,则他在$AB$间,重力做功的功率最接近于( )
A. 8 000 W
B. 800 W
C. 80 W
D. 8 W

A. 8 000 W
B. 800 W
C. 80 W
D. 8 W
答案:
A 点拨:运动员的身高约为1.7m,由图可知$AB$间高度差约为3个运动员的身高,即竖直高度$h = 3×1.7m = 5.1m$,根据题意可知照相机每隔0.2s闪拍一次,时间$t = 2×0.2s = 0.4s$,他的重力约为600N,重力做功的功率$P=\frac{W}{t}=\frac{Gh}{t}=\frac{600N×5.1m}{0.4s}=7650W$,接近8000W。
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