11.2 功率（分層作業(yè)）【解析版】（人教版）

學(xué)而優(yōu)教有方第2節(jié)功率一、做功的快慢1．我們可以用兩種方法來判斷物體做功的快慢，如圖1所示用挖掘機挖土與人力挖土做功快慢不同，一種判斷方法是：做功時間相同，比較做功多少；另一種判斷方法是：相同，比較。【答案】做功，做功時間?！窘馕觥颗袛嘧龉炻袃煞N方法：（1）做相同的功，比較做功時間的長短；（2）在相同的時間內(nèi)，比較做功的多少。圖1圖圖1圖22.如圖2所示，大人與小孩爬相同的樓梯所用時間相同，下列說法正確的是（）A．大人與小孩做功相同，兩人做功快慢相同B．大人與小孩做功相同，小孩做功快C．大人比小孩做功多，大人做功快D．大人比小孩做功多，小孩做功快【答案】C.【解析】圖中兩人爬相同的樓梯，兩人升高的高度相同，但由于大人的重力大于小孩的重力，根據(jù)W=Fs=Gh可知，大人比小孩做的功多。因為兩人所用時間t相同，大人比小孩做的功多，所以大人做功快。所以選C.3．下學(xué)期期中階段質(zhì)量調(diào)研初二（1）班同學(xué)在體育課上進(jìn)行“引體向上”活動，三位同學(xué)為了比較誰做功快，做了如下實驗：他們分別測出各自連續(xù)做5次“引體向上”的時間，身體引體向上的的距離。然后將數(shù)據(jù)記錄在下面的表格中。序號學(xué)生重力（N）引體向上的距離（m）完成5次做的功（J）完成5次所用的時間（s）1甲5000.4812005.42乙4800.4510805.43丙6000.4012006.5（1）分析比較實驗序號中的數(shù)據(jù)，可以得出的初步結(jié)論是：當(dāng)做功所用的時間相同時，做功越多，做功越快。（2）分析比較實驗序號1與3中的數(shù)據(jù)，可以得出的初步結(jié)論是。（3）分析比較實驗序號2與3中的數(shù)據(jù)，若要比較乙、丙兩位同學(xué)做功的快慢，應(yīng)在表格中添加的欄目是，因此為了比較做功快慢，物理學(xué)中引入了物理量?！敬鸢浮浚?）1與2；（2）當(dāng)做功相同時，所用時間越少，做功越快；（3）功/時間（J/s）；功率?！窘馕觥浚?）根據(jù)初步結(jié)論：當(dāng)做功所用的時間相同時，做功越多，做功越快。應(yīng)該分析比較實驗序號1與2中的數(shù)據(jù)；（2）分析比較實驗序號1與3中的數(shù)據(jù)可知，做功相等，時間不等，可以得出的初步結(jié)論是：當(dāng)做功相同時，所用時間越少，做功越快；（3）分析比較實驗序號2與3中的數(shù)據(jù)，乙、丙兩位同學(xué)做功的多少不等、時間不等，若要比較乙、丙兩位同學(xué)做功的快慢，應(yīng)該用所做的“功/時間”進(jìn)行比較，所以在表格中添加的欄目是：功/時間（J/s），因此為了比較做功快慢，物理學(xué)中引入了物理量功率。二、功率4．功率是描述物體_________的物理量，一輛摩托車在水平地面上行駛了2s，牽引力對它做功800J，功率為________W，它表示的物理意義是：________________________________。【答案】做功快慢，400，物體每秒做功400J?！窘馕觥抗β适潜硎疚矬w做功快慢的物理量；根據(jù)功率公式得：P＝EQ\F(W,t)=EQ\F(800J,2S)＝400W功率在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)所做的功，所以400W表示的物理意義是：牽引力每s做功400J。5．下面列出的單位中不是功率的單位是（）A.千瓦B.瓦C.瓦?秒D.焦/秒【答案】C。【解析】1瓦=1焦/1秒，千瓦、瓦及焦/秒都是功率的單位；C選項：根據(jù)W=Pt可知，瓦?秒為功的單位，1焦=1瓦×1秒。所以選C。6．如圖所示，小華同學(xué)從地上拿起一個雞蛋，并用大約1s的時間舉過頭頂，做功的功率約為（）A．0.25W B．0.5W C．1WD．2W【答案】C【解析】一只雞蛋的質(zhì)量約50g，小華同學(xué)是從地上拿起緩緩舉過頭頂，所以他通過的距離是自己的身高再加上大約半只胳膊的長度，因此雞蛋向上移動的距離約(1.8～2.2)m；向上舉雞蛋的力：F＝G＝mg＝50×10?3kg×10N/kg＝0.5N，做的功：W＝Fs＝0.5N×（1.8～2.2）m＝(0.9～1.1)J，功率P＝EQ\F(W,t)=EQ\F(0.9～1.1J,1S)＝0.9～1.1W故選C。7．如圖所示的科學(xué)家中，其名字被命名為“功率”單位的是()A.焦耳B.牛頓C.伽利略 D.瓦特【答案】D【解析】A．焦耳是功和各種能量的基本單位；故A不符合題意；B．牛頓是力的基本單位；故B不符合題意；C．伽利略是著名的物理學(xué)家，但目前位置其名字沒有被命名為物理量的單位；故C不符合題意；D．瓦特是功率的基本單位；故D符合題意。所以選D.8.一位重為800牛的大學(xué)生和一位重為450牛的初中生進(jìn)行登樓比賽，他們同時從同一幢樓的底樓出發(fā)，結(jié)果初中生比大學(xué)生先到達(dá)樓頂，那么（）A.大學(xué)生做功一定少B.初中生做功一定少C.大學(xué)生功率一定小D.初中生功率一定小【答案】B【解析】選項A與B．由題意可知，G大學(xué)生=800N>G中學(xué)生=450N，因從底層到達(dá)頂摟的高度相同，由W=Gh可知，大人做功一定多，故A不符合題意，B符合題意；選項C與D．中學(xué)生比大學(xué)生先到達(dá)頂摟，即中學(xué)生所用的時間少，但時間的數(shù)值不明確，根據(jù)P=W/t可知，無法比較兩者功率之間的關(guān)系，故C、D不符合題意。所以選B。9.小明同學(xué)在10s內(nèi)做了5個“引體向上”，他的質(zhì)量為50kg，每次上升的高度為40cm．該同學(xué)做一次“引體向上”克服重力做的功的功是J，10s內(nèi)做功的功率為W（g=10N/kg）．【答案】240；120．【解析】（1）小明所受的重力：G=mg=50kg×10N/kg=500N完成一次引體向上，克服重力做的功：W=Gh=500N×0.4m=200J（2）在10s內(nèi)做了5個“引體向上”，則10s內(nèi)做的總功：W總=5W=5×200J=1000J，10s內(nèi)做功的功率：P＝EQ\F(W,t)=EQ\F(1200J,10S)＝1200W10.如圖所示，光滑斜面AB>AC，沿斜面AB和AC分別將同一重物從它們的底部勻速拉到頂部，所用時間相同，所需拉力分別為F1和F2，所做的功分別為W1和W2，所做功的功率分別為P1和P2，則（）A．F1<F2，P1>P2 B．F1>F2，P1<P2C．W1>W2，P1=P2 D．W1=W2，P1=P2【答案】D【解析】因為斜面光滑，且同一重物被勻速地從底部被拉到頂部，所以W1=W2=Gh因為W1=F1×AB,W2=F2×AC且AB>AC，所以F1<F2因為P＝EQ\F(W,t)，且W1=W2，t1=t2，所以P1=P2故D符合題意，ABC不符合題意。故選D。11．如圖3所示，是一個老人和小孩攀爬同一樓梯時的情景。若需要比較攀爬樓梯過程中老人和小孩消耗的功率大小，測量的物理量有（）A．只需測量各自爬樓梯的高度B．只需測量老人的質(zhì)量、小孩的質(zhì)量C．需要測量老人的質(zhì)量、小孩的質(zhì)量，各自爬樓梯所需的時間D．需要測量老人的質(zhì)量、小孩的質(zhì)量，各自爬樓梯的高度和所需的時間【答案】C【解析】爬樓時，克服重力做功，需要測量老人的質(zhì)量、小孩的質(zhì)量，由W＝Gh＝mgh可比較做功的多少；爬完相同的樓梯，則高度相同，根據(jù)P＝EQ\F(W,t)=EQ\F(mgh,t)比較功率的大小，因此只需要測量老人的質(zhì)量、小孩的質(zhì)量，各自爬樓梯所需的時間即可比較老人和小孩消耗的功率大小。故選C。圖圖3圖412．頻閃照相機是研究物體運動的重要手段之一，如圖4所示的頻閃照片記錄了豎直下落的小球每隔相等時間的位置，不計空氣阻力，在小球下落的過程中，下列說法正確的是（）A．小球的下落速度是越來越慢B．小球的下落速度是不變的C．小球的重力在ab段做功比在cd段多 D．小球的重力在ab段做功比在cd段慢【答案】D【解析】A．a(chǎn)、b、c、d是豎直下落的小球每隔相等時間的位置，但是距離越來越大，表面小球下落的越來越快，故A、B錯誤；C．a(chǎn)b段長度小于cd段，重力相同，根據(jù)W=FS，做功大小與下落距離成正比，ab段做功小于cd段，故C錯誤；D．a(chǎn)b段做功小于cd段做功，而所用時間相等，所以ab段功率小于cd段功率，故D正確。13．優(yōu)秀運動員短時間內(nèi)的功率可達(dá)1kW，它的物理意義是______；如圖是甲、乙兩臺機器做功與做功所用時間的關(guān)系圖像，由圖像可知，甲、乙兩物體的功率P甲______P乙（選“＞”、“＝”或“＜”），若運動員與其中一臺機器的功率之比為1：3，則它們做同樣的功所需要的時間之比是_____。【答案】運動員每秒做功1000J；＞；3∶1?！窘馕觥吭谖锢韺W(xué)中，用功率表示做功的快慢。優(yōu)秀運動員短時間內(nèi)的功率1kW＝1000W，表示運動員每秒做功1000J。由圖可知，在相同時間內(nèi)，甲物體做的功多，乙物體做的功少，根據(jù)P＝EQ\F(W,t)可知，甲物體的功率大于乙物體的功率，即P甲＞P乙。已知P1∶P2＝1∶3，W1=W2，根據(jù)W=Pt，則P1t1＝P2t2EQ\F(t1,t2)=EQ\F(P2,P1)=EQ\F(3,1)所以做同樣的功所需的時間之比是3∶1。14．小華想利用所學(xué)的物理知識估測自己跳繩時克服重力的平均功率（不計繩重）。A．用體重計測量自己的質(zhì)量mB．測自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度）C．用秒表記錄跳n次所用的______（填物理量與其對應(yīng)字母）D．?dāng)?shù)據(jù)處理：（1）自己所受的重力______；（2）每次克服重力所做的功______；（3）平均功率______?！敬鸢浮繒r間t

；mg；mgh；EQ\F(nmgh,t).【解析】實驗中，除了測人的質(zhì)量和起跳高度外，還應(yīng)用秒表記錄跳一定次數(shù)時所用的時間t。（1）根據(jù)重力公式，自己所受的重力G=mg。（2）每次克服重力所做的功W=Gh=mgh（3）跳1次所用的時間為t1=EQ\F(t,n)，平均功率P＝EQ\F(W,t1)=EQ\F(mgh,t/n)=EQ\F(nmgh,t)15．如圖所示為一輛無人駕駛清掃車，空車質(zhì)量為400kg，它集激光雷達(dá)、攝像頭、超聲波雷達(dá)等傳感器于一體，可自主作業(yè)。（1）空車停在水平地面上，若地面總受力面積為200cm2，則車對地面的壓強為多少帕？（g取10N/kg）（2）空車行駛時牽引力的功率為810W，在10s內(nèi)勻速行駛12m，車受到的阻力為多少牛？【答案】（1）2×105Pa；（2）675N?！窘馕觥浚?）車對地面的壓力F=G=mg=400kg×10N/kg=4000N車對地面的壓強p＝EQ\F(F,S)=EQ\F(4000N,200×10-4m2)=2×105Pa（2）車的速度v＝eq\f(s,t)＝eq\f(12m,10s)＝1.2m/s空車行駛時牽引力的功率P＝EQ\F(W,t)=EQ\F(FS,t)=Fv牽引力F＝EQ\F(P,v)=EQ\F(810W,1.2m/S)=675N由于車做勻速運動，受到的牽引力和阻力是平衡力，所以車受到的阻力為f=F=675N16．（2022內(nèi)蒙古通遼?統(tǒng)考中考真題）如圖甲，用豎直向上的拉力F，將靜止在水平地面上的物體向上提升。乙圖表示拉力F的大小隨時間t的變化關(guān)系，丙圖表示物體運動速度v的大小隨時間t的變化關(guān)系。在0～10s內(nèi)物體對地面的壓力為___________N；20～30s內(nèi)拉力F做功的功率為_________W?！敬鸢浮?0；500?！窘馕觥坑蓤D丙可知，第20s之后，物體豎直向上做勻速直線運動，物體處于平衡狀態(tài)，重力等于拉力為50N，則在0～10s內(nèi)物體對地面的壓力為F壓=G-F=50N-20N=30N由圖丙可知，20～30s內(nèi)物體的速度為10m/s，所以拉力F做功的功率為P=Fv=50N×10m/s=500W17．（2022·甘肅蘭州?統(tǒng)考中考真題）如圖所示，物塊在水平拉力（大小未知）的作用下，在水平直線軌道上運動，其中。已知物塊在段和段分別以和的速度勻速運動，且在段、段所受摩擦力分別為和，則該物塊通過段和段所用的時間之比為_______，拉力在段做功的功率為________?！敬鸢浮?/p>

2∶1；2?！窘馕觥竣儆伤俣裙娇傻茫撐飰K通過AB段所用時間tAB＝eq\f(sAB,vAB)＝eq\f(10m,2m/s)＝5s通過CD段所用時間tCD＝eq\f(sCD,vCD)＝eq\f(10m,4m/s)＝2.5s則該物塊通過AB段和CD段所用的時間之比為tAB∶tCD=2∶1②物塊在AB段做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，所受的拉力F=f1=1N根據(jù)P=W/t=Fs/t=Fv可知，拉力F在AB段做功的功率P=Fv=1N×2m/s=2W18.（2022黑龍江齊齊哈爾?統(tǒng)考中考真題）如圖甲所示，放在水平地面上的物體在水平推力F的作用下做直線運動。當(dāng)水平推力為F1時，物體運動的路程與時間關(guān)系如圖乙所示：當(dāng)水平推力為F2時，物體運動的速度與時間關(guān)系如圖丙所示。則F1_____F2，若兩次推力的功率分別為P1、P2，則P1_____P2（兩空均選填“大于”、“等于”或“小于”）【答案】等于；小于?！窘馕觥坑蓤D乙可知，物體做勻速直線運動，速度大小為v1＝eq\f(s1,t1)＝eq\f(6m,2s)＝3m/s由圖丙可知，物體仍做勻速直線運動，速度大小為v2=5m/s，物體在水平地面上做勻速直線運動時，所受推力與摩擦力是一對平衡力，大小相等，即F=f，雖然v1<v2，但由于接觸面的粗糙程度和壓力大小不變，故同一物體所受滑動摩擦力大小不變，則F1=F2。已知v1<v2，由P＝EQ\F(W,t)=EQ\F(FS,t)=Fv可得，兩次推力的功率關(guān)系為P1<P2。19．（2022·山西?統(tǒng)考中考真題）頻閃拍攝是研究物體運動的最好方式之一。如圖所示，是小亮用相機每隔0.5s曝光一次，拍攝的汽車在平直公路上行駛時的頻閃照片。拍攝過程中汽車的總質(zhì)量約為1.6t，所受阻力約為車重的0.3倍。搜集汽車信息得知車身長3m，靜止時車輪與地面的總接觸面積為0.16m2。.求：（g取10N/kg）（1）汽車靜止時對水平地面的壓強；（2）拍攝過程中汽車的輸出功率?！敬鸢浮浚?）1×105Pa；（2）5.76×104W.【解析】（1）汽車靜止在水平地面，對地面的壓力F=G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N汽車對水平地面的壓強車對地面的壓強p＝EQ\F(F,S)=EQ\F(1.6×104N,0.16m2)=1×105Pa（2）如圖，由汽車長3m可知，每個小格表示1m，汽車在平直公路上每0.5s通過的路程均為6m，在拍攝過程中做勻速直線運動，汽車在拍攝過程中受到的牽引力F牽=f=0.3G=0.3×1.6×104N=4.8×1