4. 如图所示,运动员甲的身高比运动员乙高。若他们举起相同质量的杠铃所用时间相等,则()。

A.甲做功较多,功率较大
B.甲做功较多,功率较小
C.甲做功较多,甲、乙的功率相等
D.甲、乙做功相等,乙的功率较大
A.甲做功较多,功率较大
B.甲做功较多,功率较小
C.甲做功较多,甲、乙的功率相等
D.甲、乙做功相等,乙的功率较大
答案
A
解析
杠铃质量相同,由G=mg可知杠铃的重力相等。甲的身高比乙高,因此甲举起杠铃的高度大于乙举起杠铃的高度,根据功的公式W=Gh,可得甲做的功大于乙做的功,即甲做功较多。已知两人举起杠铃所用时间相等,根据功率公式P=W/t,在时间相同时,做功越多功率越大,因此甲的功率较大。
5. 引体向上的预备动作:双手正握单杠,身体自然悬垂。在引体向上的过程中,上拉时,下巴应超过单杠;下放时,两臂应放直,不能弯曲。重复上拉、下放动作,达到锻炼的目的。已知小明的体重为 54 kg,他上拉一次用时 1.5 s,上拉时上升的高度为 0.5 m,g 取 10 N/kg。试求:
(1) 完成一次上拉动作,小明所做的功。
(2) 小明做上拉动作时的功率。
(1) 完成一次上拉动作,小明所做的功。
(2) 小明做上拉动作时的功率。
答案
解:
(1) 小明的重力:
$G = mg = 54\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 540\ \mathrm{N}$
完成一次上拉动作,小明克服重力所做的功:
$W = Gh = 540\ \mathrm{N} × 0.5\ \mathrm{m} = 270\ \mathrm{J}$
(2) 小明做上拉动作时的功率:
$P = \frac{W}{t} = \frac{270\ \mathrm{J}}{1.5\ \mathrm{s}} = 180\ \mathrm{W}$
答:(1) 完成一次上拉动作,小明所做的功为270 J;(2) 小明做上拉动作时的功率为180 W。
(1) 小明的重力:
$G = mg = 54\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 540\ \mathrm{N}$
完成一次上拉动作,小明克服重力所做的功:
$W = Gh = 540\ \mathrm{N} × 0.5\ \mathrm{m} = 270\ \mathrm{J}$
(2) 小明做上拉动作时的功率:
$P = \frac{W}{t} = \frac{270\ \mathrm{J}}{1.5\ \mathrm{s}} = 180\ \mathrm{W}$
答:(1) 完成一次上拉动作,小明所做的功为270 J;(2) 小明做上拉动作时的功率为180 W。
6. 18世纪末,瓦特改良蒸汽机后,为直观展示其功率,将蒸汽机与马匹进行比较,提出了“马力”这一单位。人们约定:若蒸汽机1 min内完成 $4.41× 10^{4}$ J的功,其功率即为1马力。根据上述定义,1马力等于 W。
答案
$\boldsymbol{735}$
解析
解:
已知1马力对应的功$W=4.41×10^4\ \mathrm{J}$,做功时间$t=1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s}$,
根据功率公式$P=\frac{W}{t}$,代入数据可得:
$P=\frac{4.41×10^4\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{s}}=735\ \mathrm{W}$
已知1马力对应的功$W=4.41×10^4\ \mathrm{J}$,做功时间$t=1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s}$,
根据功率公式$P=\frac{W}{t}$,代入数据可得:
$P=\frac{4.41×10^4\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{s}}=735\ \mathrm{W}$
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