11. 某举重运动员在2 s内用1200 N的力把杠铃举高了2 m。在这段时间内,该运动员做功的功率是
1200
W。若他举起杠铃后又在空中停留了3 s,则在这3 s内他做功的功率是
0
W。
答案：1200 0
解析：
运动员做功：$W = Fs = 1200\ N × 2\ m = 2400\ J$
功率：$P = \frac{W}{t} = \frac{2400\ J}{2\ s} = 1200\ W$
停留时，杠铃未移动距离，$W' = 0\ J$，功率$P' = 0\ W$
1200 0
12. 我国自主研制的歼-20战斗机装有两台发动机,飞机的总质量为$1.7×10^4 kg。$若每台发动机用$1.4×10^5 N$的推力使飞机在10 s内前进4000 m,则飞机受到的重力为
$ 1.7× 10^{5} $
N。这段时间内飞机的平均速度为
400
m/s,推力的总功率为
$ 1.12× 10^{8} $
W。(g取10 N/kg)
答案：$ 1.7× 10^{5} $ 400 $ 1.12× 10^{8} $
13. 攀岩是一项挑战自然、超越自我的惊险运动。一名体重为520 N的攀岩者,背着质量为8 kg的背包,从地面攀登上高度为9 m的峭壁,用时40 min。(g取10 N/kg)
(1) 在此过程中,攀岩者对背包做了多少功?
(2) 攀岩者做功的平均功率是多大?
答案：（1）$ G=mg=80\ N $，$ W=Gh=720\ J $ （2）$ G_{总}=600\ N $，$ P=\frac{W}{t}=\frac{G_{总}h}{t}=2.25\ W $
解析：
（1）背包的重力：$G_{包}=m_{包}g=8\ kg × 10\ N/kg=80\ N$
攀岩者对背包做的功：$W_{包}=G_{包}h=80\ N × 9\ m=720\ J$
（2）攀岩者和背包的总重力：$G_{总}=G_{人}+G_{包}=520\ N+80\ N=600\ N$
攀岩者做的总功：$W_{总}=G_{总}h=600\ N × 9\ m=5400\ J$
所用时间：$t=40\ min=40 × 60\ s=2400\ s$
平均功率：$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{5400\ J}{2400\ s}=2.25\ W$
14. 体育课上,几名同学准备进行爬杆比赛,小强说:"我体重最大,我爬杆的功率肯定大。"小明说:"我速度快,应当是我的功率大。"
猜一猜：他们哪个说得对？答：
都不对
。如果要测量他们爬杆的功率,那么请回答下列问题:
(1) 请说出需要测量的物理量：
杆高$ h $、爬杆时间$ t $、人的质量$ m $
。
(2) 请说出需要选用的测量仪器：
体重计、秒表、皮尺
。
(3) 请写出计算功率的表达式：
$ P=\frac{mgh}{t} $
。
答案：都不对 （1）杆高$ h $、爬杆时间$ t $、人的质量$ m $ （2）体重计、秒表、皮尺 （3）$ P=\frac{mgh}{t} $
15. 北京2022年冬奥会花样滑冰双人自由滑比赛中,中国组合隋文静、韩聪完美发挥,获得冠军。如图11-6-2所示是比赛中的一个场景,韩聪双足立于冰面,仅用0.40 s就将原本站立于冰面的隋文静托举起来。已知隋文静的质量为38 kg,韩聪的质量为62 kg,身高$h_1= 170 cm。$若韩聪将隋文静托举的过程中所施加的力的大小等于隋文静所受的重力大小,韩聪将隋文静托举起的高度为$h_2。$请通过必要的取值和计算,估算韩聪在托举过程中做功的功率大小。(g取10 N/kg)
答案：用刻度尺测量出$ h_{1} $和$ h_{2} $所对应的长度分别为2.2 cm和1.5 cm，由数学知识$ \frac{h_{1}}{2.2\ cm}=\frac{h_{2}}{1.5\ cm} $，代入数据$ \frac{170\ cm}{2.2\ cm}=\frac{h_{2}}{1.5\ cm} $，解得$ h_{2}\approx116\ cm=1.16\ m $。隋文静的重力$ G_{隋}=m_{隋}g=38\ kg×10\ N/kg=380\ N $，托举过程中所做的功$ W=G_{隋}h_{2}=m_{隋}gh_{2}=38\ kg×10\ N/kg×1.16\ m=440.8\ J $，托举过程中所做功的功率$ P=\frac{W}{t}=\frac{440.8\ J}{0.40\ s}=1102\ W $
