九年級(jí)物理 15.3功和功率同步輔導(dǎo)與點(diǎn)撥 人教新課標(biāo)版

1、153 功和功率如果你推一輛陷在泥中的汽車，盡管你已使出了全身的力氣，車子紋絲不動(dòng)，幾分鐘后，你已筋疲力盡，而車子還是陷在泥中在這一過程中，你做功了嗎？智 能 提 要功功 的 概 念做功的必要因素功的計(jì)算及單位功 率比較做功快慢的方法功 率 的 概 念功率的計(jì)算及單位功 和 功 率問：要判斷力是否對(duì)物體做功的關(guān)鍵是什么？答：關(guān)鍵要看是否滿足做功的兩個(gè)必要因素一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上通過的距離，兩者缺一不可下列三種情況對(duì)物體都沒有做功：物體移動(dòng)了一段距離，但沒有受到力的作用例如物體在光滑水平面做勻速運(yùn)動(dòng)在水平方向沒有受到阻力，也沒有受到動(dòng)力，物體由于慣性而運(yùn)動(dòng)，因而沒有力對(duì)物體

2、做功物體受到力的作用,但沒有沿力的方向通過距離,例如,用力推車,車沒有推動(dòng)推車的力沒有對(duì)物體做功又如，一個(gè)人舉著重物不動(dòng)，他對(duì)重物的舉力沒有對(duì)重物做功物體受到了力的作用,也通過了距離.但物體移動(dòng)的距離跟物體受到力的方向垂直.例如,手用豎直向上的拉力提水桶,沿水平方向移動(dòng)距離,水桶沒有在豎直方向上移動(dòng)距離,這個(gè)拉力也沒有對(duì)水桶做功問：利用功的計(jì)算公式計(jì)算時(shí)，應(yīng)注意些什么？還要注意：物體在力的方向上移動(dòng)距離s的全過程中，力F是否始終作用在物體上答：利用W=Fs計(jì)算功時(shí)，首先要明確題中要你求的是什么力對(duì)物體做功，即明確公式中的“F”是哪個(gè)力；其次要注意s應(yīng)和F相對(duì)應(yīng)，代入公式中的s必須是物體在力F的

3、方向上通過的距離，千萬不能“張冠李戴”問：做功“快”與做功“多”有什么不同？答：做功快慢和做功多少是輛各不同的概念例如，甲在1s內(nèi)做了50J的功，而乙在5s內(nèi)做了100J的功時(shí)，乙做的功雖然比甲多，但它比甲用的時(shí)間長，平均1s內(nèi)只做了20J的功，所以乙比甲做功要慢可見，做功快慢是跟做功的多少和做功所用的時(shí)間多少有關(guān)的，在物理學(xué)中用功率來描述，而做功“多”在物理學(xué)中用功來描述問：怎樣比較功率的大小？答：可采用下列三種方法比較功率的大?。海?）在相同的時(shí)間內(nèi)，比較做功的多少，做功越多的物體，功率越大，這是物理學(xué)中常采用的方法（2）在完成相同功的條件下，比較所用時(shí)間的長短，所用時(shí)間越短，功率越大（3

4、）在做功的多少和所用時(shí)間都不相同的情況下，通過計(jì)算后進(jìn)行比較中 考 擷 要三年以來，功與功率是中考的重要考查內(nèi)容功的計(jì)算可以與力學(xué)中的許多內(nèi)容綜合起來，是每次中考的必考內(nèi)容，如與浮力、壓強(qiáng)、簡單機(jī)械綜合，在此基礎(chǔ)上的功率也是主要考點(diǎn) 智 能 拓 展1做功與工作的區(qū)別功是物理學(xué)中的基本概念，它為解決力學(xué)問題提供了另一種有效的方法，但功的概念對(duì)我們來說及陌生又抽象，和日常生活中常說的“做工”、“工作”有一定聯(lián)系但又不完全相同有很多工作是要做功的，對(duì)于很多工作按物理學(xué)嚴(yán)格定義為做功是必要的，但都不是主要的 例如，作家的寫作、工程技術(shù)人員的設(shè)計(jì) 工作，他們將成果寫出來、畫出來時(shí)表現(xiàn)出要用力，而且沿力的

5、方向通過了距離，從這個(gè)意義上講，可以說做功了，但他們更 的勞動(dòng)是思考，總體上看可能是坐著不動(dòng)，同學(xué)們的工作主要是學(xué)習(xí)，也沒有表現(xiàn)出物理學(xué)上定義的做功當(dāng)然，為了保證大腦正常的思考和學(xué)習(xí)，必須由心臟推動(dòng)向大腦供血、供氧，也存在一定壓力和物質(zhì)沿力的方向的移動(dòng)，可以講也右做功的過程，但是這一類工作的量跟簡單的肌肉緊張用力所做工作的量是不能簡單比較的2計(jì)算功率的另一個(gè)公式：利用該公式時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：拉力F必須是恒力，且物體運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)不變；計(jì)算時(shí)，v的單位必須用m/s，這樣算出的功率單位才是W；速度v跟拉力F必須對(duì)應(yīng)，即v必須是受到拉力的物體在拉力的方向上移動(dòng)的速度物體在拉力F的作用下,以速度v沿拉力

6、的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),則拉力做功的功率等于力與物體速度的乘積，即推導(dǎo)：W=FS P=Fv由該公式可知：在功率一定時(shí)，力與速度v成反比。應(yīng)用：當(dāng)汽車上坡時(shí)，司機(jī)采取換擋的辦法，減小速度，以獲得較大的牽引力。3馬力功率的一種單位功率的單位有好幾種：有瓦和千瓦，還有一種單位叫馬力（匹）為什么用這個(gè)名稱呢？因?yàn)閺那暗膭趧?dòng)生產(chǎn)主要靠畜力做動(dòng)力，有人用非常強(qiáng)壯的馬做實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)這匹馬可以將大約75kg的重物在1s內(nèi)提升1m后來就采用這個(gè)名稱，并統(tǒng)一規(guī)定1馬力=735瓦特馬力是功率的單位，不能隨便講一匹馬的功率就是1馬力，兩匹馬的功率就是2馬力 因?yàn)轳R的功率的不確定的一般的馬，功率大約只有0.5馬力，但是當(dāng)馬

7、在奔跑跳躍的時(shí)候，功率可以提高10倍以上智 能 歸 例題型一 知道功的概念，會(huì)判斷怎樣才算做功例1 關(guān)于做功，下列敘述中正確的是（ ）A舉重運(yùn)動(dòng)員舉著杠鈴不動(dòng)，舉力做了功B起重機(jī)吊著貨物沿水平方向勻速移動(dòng)了一段距離，向上的拉力做了功C重物豎直下落，重力做了功D小球在水平面上滾動(dòng)，重力做了功知識(shí)點(diǎn) 判斷力對(duì)物體是否做功闖關(guān)點(diǎn)撥 判斷力對(duì)物體是否做功，關(guān)鍵要看是否同時(shí)滿足做功的兩個(gè)必要因素分析和解 選項(xiàng)A中，屬于“有力沒距離”的情況，舉力對(duì)杠鈴沒有做功，所以A錯(cuò)；選項(xiàng)B中，貨物在拉力的方向上沒有移動(dòng)舉力，拉力沒有做功，所以B錯(cuò)；選項(xiàng)C中，重力的方向豎直向下，且重物向下通過了距離，所以重力做了功，C

8、是正確的；選項(xiàng)D中，小球在重力方向上沒有通過距離，所以重力也沒做功，D錯(cuò)答 選C例2 某人用20N的力將重為15N的球推出去后，球在地面上滾動(dòng)了10m后停下來，這個(gè)人對(duì)球所做的功為（ ）A0JB200JC150JD條件不足，無法計(jì)算知識(shí)點(diǎn) 明確做功的兩個(gè)必要因素闖關(guān)點(diǎn)撥 本題考查了做功的兩個(gè)必要因素、運(yùn)用功的計(jì)算公式計(jì)算力對(duì)物體所做的功。理解功的公式中力與物體移動(dòng)距離的關(guān)系是解題的關(guān)鍵分析和解 球的運(yùn)動(dòng)可分為兩個(gè)階段：其一是球出手前，人對(duì)球做了功，因?yàn)榍蛟谌说耐屏ψ饔孟?，通過了一段距離，但這個(gè)距離不是10m，題目中也沒有交代這個(gè)距離為多少，所以無法計(jì)算出推力對(duì)球做了多少功；其二是球離開人在地面

9、上滾動(dòng)時(shí)，球不再受推力的作用而僅依靠慣性向前運(yùn)動(dòng)，人不再對(duì)球做功所以他對(duì)球所做的功無法計(jì)算答 選D變形題 某人用20N的力將重為15N的球推出去后，球在地面上滾動(dòng)了10m后停下來，球在地面上滾動(dòng)的過程中，手對(duì)球所做的功為（ ）A0JB200JC150JD350J答 選A題型二 會(huì)利用公式W=Fs計(jì)算功的大小例 一起重機(jī)將重為1.2×104N的鋼材豎直勻速提升3m后，又沿水平方向勻速移動(dòng)5m，在整個(gè)過程中起重機(jī)對(duì)鋼材做的功為J知識(shí)點(diǎn) 考查做功的兩個(gè)必要因素和功的計(jì)算闖關(guān)點(diǎn)撥 鋼材的運(yùn)動(dòng)分為兩個(gè)階段：其一是勻速提升3m，該過程拉力對(duì)鋼材做了功；其二是水平移動(dòng)5m，該過程起重機(jī)沒有對(duì)鋼材做

10、功分析和解 在鋼材豎直方向勻速上升時(shí)，拉力和重力是一對(duì)平衡力，拉力的大小等于重力，物體在拉力方向上通過的距離為3m，所以拉力做的功W1=Fs=1.2×104N×3m=3.6×104J；鋼材在沿水平方向移動(dòng)的過程中，雖然拉力F=G=1.2×104N，但鋼材并沒有沿著拉力的方向通過距離，所以W2=0因而整個(gè)過程中起重機(jī)對(duì)鋼材做的功W=W1=3.6×104J答 3.6×104J題型三 知道比較做功快慢的方法，理解功率的概念，并會(huì)計(jì)算功率例1 下列關(guān)于功率的說法中，正確的是（ ）物體做功越多，功率越大物體做功時(shí)間越短，功率越大物體做功越快，功

11、率越大物體做功時(shí)間越長，功率越大知識(shí)點(diǎn) 考查對(duì)功率概念的理解闖關(guān)點(diǎn)撥 由功率的定義和功率的意義可知，功率是表示做功快慢的物理量，做功越快，功率越大。功率的大小由物體所做的功和完成這個(gè)功所用的時(shí)間兩個(gè)因素共同決定的，做功越多或做功時(shí)間越長，功率不一定越大所以選項(xiàng)A、B、D均錯(cuò)答 選C例2 班級(jí)里組織登樓比賽活動(dòng)，比一比誰登樓的功率最大為此，在活動(dòng)中必須測量的物理量有：_，_，_知識(shí)點(diǎn) 功率的測量和計(jì)算闖關(guān)點(diǎn)撥 由功率公式可知，要比較登樓時(shí)功率的大小，必須知道人登樓過程中所做的功和時(shí)間這里的功就是人克服自身的重力所做的功。由可知，只要測得人的質(zhì)量和樓高，就能算出人做功的大小答 參賽者的質(zhì)量 樓高

12、時(shí)間變形題 甲同學(xué)體重600N，乙同學(xué)體重500N，他們進(jìn)行登樓比賽甲跑上五樓用30s，乙跑上五樓用24s則：_同學(xué)做功較多，_同學(xué)的功率較大分析和解 根據(jù)公式因故根據(jù)公式，故答 甲 乙題型四 會(huì)綜合運(yùn)用功和功率的公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算例1 一輛汽車重為5×104N，在平直公路上以10ms的速度勻速行駛lmin，已知汽車在行駛過程中受到的阻力等于車重的0.06倍求：(1)汽車在1min內(nèi)行駛的距離(2)汽車在1min內(nèi)做的功(3)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率知識(shí)點(diǎn) 功與功率與其他力學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用闖關(guān)點(diǎn)撥 這是一道綜合性較強(qiáng)的題目，涉及到對(duì)速度、二力平衡、功、功率的概念的理解先由速度的變形公式求出路

13、程，接著由二力平衡條件確定發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力的大小，然后由求出功的大小，最后由算出功率解 （1）（2）汽車在平直公路上作勻速運(yùn)動(dòng) 牽引力F=f=0.06×5×104N=3×103NW=Fs=3×103N×600m=1.8×106J （3）答 （1）汽車在1min內(nèi)行駛600m （2）汽車在1min內(nèi)做功1.8×106J （3）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為3×104W圖14-19例2 如圖14-19所示，物體A在水平拉力F作用下，水平向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知物體A重100N，它受到的地面摩擦力為20N，運(yùn)動(dòng)速度為0.2m/s（不計(jì)滑

14、輪重、繩重及繩子與滑輪之間的摩擦），求：（1）2s內(nèi)物體A的重力所做的功； （2）拉力F的大??； （3）拉力F的功率知識(shí)點(diǎn) 功和功率的綜合計(jì)算闖關(guān)點(diǎn)撥 運(yùn)用公式計(jì)算功和功率時(shí)，一定要注意各物理量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系信息快遞：繩子的自由端是指繞過滑輪周邊，能自由移動(dòng)的一端分析和解 （1）由于物體A做水平向右的勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以重力方向上通過的距離為0，W=Gh=0J （2）因?yàn)槔作用在繩的自由端， 而且物體在水平拉力作用下做水平向右的勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以拉力F與物重G的大小沒有直接的數(shù)量關(guān)系，由于不計(jì)滑輪重、繩重及繩子與滑輪之間的摩擦，所以拉力F和物體與地面之間的摩擦力有直接的數(shù)量關(guān)系，即拉力F=f

15、/2= （3）拉力作用點(diǎn)的移動(dòng)速度： 由公式得其功率：答 （1）2s內(nèi)物體A的重力做功0J （2）拉力F的大小10N （3）拉力F的功率為2W 圖14-20變形題 如圖14-20所示，在水平拉力F的作用下，5min內(nèi)使物體A沿水平地面勻速前進(jìn)了1m。拉力F的功率為8W。不計(jì)繩和滑輪重，拉力F N。解 物體A移動(dòng)的速度，F(xiàn)的作用點(diǎn)移動(dòng)的速度由公式變形得答 20N中考典題精析TAXI車費(fèi)發(fā)票車號(hào)碼 E.U-8888日期 02-05-28上車 1000下車 1005單價(jià) 2.00元里程 6.0km金額 16.00元考題1 某人乘坐出租車在平直公路上勻速行駛，出租車的牽引力為3×103N，右

16、為他乘車到達(dá)目的地時(shí)的車費(fèi)發(fā)票。求：（1）出租車行駛的時(shí)間。（2）出租車行駛的速度。（3）出租車在這段時(shí)間內(nèi)所做的功。（上海市2002年中考題）這種問題很有現(xiàn)實(shí)意義，有利于引導(dǎo)學(xué)生要從生活中學(xué)習(xí)物理，養(yǎng)成善于觀察=勤于思考的良好習(xí)慣，將所學(xué)的物理知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際問題的解決中去闖關(guān)點(diǎn)撥 試題源于生活，又有所抽象，這正是從物理現(xiàn)象認(rèn)識(shí)社會(huì)生活的有效之處 從表面上看，該題考查的是速度和功的公式，但題干只給出牽引力這一已知條件，其余條件則需要從發(fā)票中挖掘，而發(fā)票中有用信息和無用信息混雜一起，需要學(xué)生自主收集有用信息，所以該題又考查了學(xué)生處理信息的能力析 由車費(fèi)發(fā)票可知，出租車行駛的時(shí)間應(yīng)為下車時(shí)間減去上

17、車時(shí)間；要求行駛的速度，應(yīng)找到行駛的路程即票面上的里程和行駛的時(shí)間；而出租車在這段時(shí)間內(nèi)做的功W=Fs，因車勻速行駛，牽引力F題目中已給出，利用票中的里程s，代入公式即可算得解（1）t5min300s（2）v20m/s（3）WFs3×103N×6000m1.8×107J甲考題2 如圖甲所示，物體A以2cm/s的速度，在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為3N，水平拉力F=_N，物體A 受到的摩擦力f=_N，2s內(nèi)拉力F做功W=_J(滑輪、彈簧測力計(jì)的重力以及滑輪與繩的摩擦不計(jì)) （廣東省廣州市2003年中考題） 乙闖關(guān)點(diǎn)撥 求物體A受到的摩擦力大小可分

18、別對(duì)動(dòng)滑輪和A物體進(jìn)行水平方向上的受力分析，如圖乙所示 解 拉力F等于彈簧測力計(jì)的示數(shù)，因動(dòng)滑輪做勻速直線運(yùn)動(dòng)，它受平衡力作用，故物體A也做勻速直線運(yùn)動(dòng)，它也受到平衡力的作用，故，是相互作用力，大小也相等，所以A受到的摩擦力物體在2s內(nèi)移動(dòng)的距離s0=t=0.02m/s×2s=0.04m，但使用動(dòng)滑輪省力要費(fèi)距離，故拉力移動(dòng)的距離應(yīng)為s=2s0=0.08m，拉力做功W=Fs=3N×0.08m=0.24J答 3 6 0.24智 能 訓(xùn) 練基礎(chǔ)知識(shí)訓(xùn)練1重為1000N的小車，在拉力的作用下沿水平地面勻速前進(jìn)10m，小車所受阻力為車重的0.3倍，則拉力對(duì)小車做的功為 J；小車重力

19、做的功為 J。（題型二）2舉重運(yùn)動(dòng)員在2s內(nèi)把1500N的杠鈴勻速舉高了2m，在空中停留了3s那么，他對(duì)杠鈴做了_J的功，前2s內(nèi)的功率是_W；后3s內(nèi)的功率是_W；整個(gè)過程的平均功率是_W（題型三）3一輛江西產(chǎn)的“全順牌”汽車，在昌九高速公路上以30ms的的速度勻速行駛，受到的阻力是2000N，這輛汽車1min做的功是_J，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是_W（題型四）4正常人的心臟推動(dòng)血液流動(dòng)的功率為1.5W，那么在一天時(shí)間內(nèi)心臟做功 J，這些功可以把一個(gè)質(zhì)量為600N的人勻速舉高 m. （題型四）圖14-215我們可以用兩種方法來判斷物體做功的快慢。圖14-21表示用挖掘機(jī)挖土與人力挖土做功的快慢不同，它

20、所用的判斷方法是：做功時(shí)間相同，比較做功多少。另一種的判斷方法是：相同，比較。（題型三）6某同學(xué)把一本初中物理課本從課桌旁的地面上拿到桌面上，則該同學(xué)對(duì)物理課本所做功的大小最接近于（ ）（題型二）02J2J200J 2000J7用10N的水平推力推著重為60N的物體沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)，若推力對(duì)物體做了60J的功，則在推力做功的過程中（ ）（題型二）物體一定運(yùn)動(dòng)了1m物體一定運(yùn)動(dòng)了6m物體一定受了10N的摩擦力物體一定受了60N的摩擦力8一只重500N的箱子放在水平地面上，甲學(xué)生用100N的水平力將箱子水平移動(dòng)10m，乙學(xué)生把這只箱子勻速提高2m，那么，他們做功的大小是( ) （題型二）A相等

21、 B甲學(xué)生做功多 C乙學(xué)生做功多 D條件不夠，無法確定9關(guān)于功率概念的理解，下列說法中正確的是（ ）（題型三）A功率大的機(jī)械做的功多B功率大的機(jī)械做功時(shí)用的時(shí)間少C單位時(shí)間內(nèi)完成的功越多，則功率越大D省力多的機(jī)械功率大10甲、乙二人的體重相同，同時(shí)從一樓開始登樓，甲比乙先到三樓，則他們二人（ ）（題型三）A做的功相同，但甲的功率較大B做的功相同，功率也相同C甲做的功較多，但功率相同D甲做的功率多，功率也較大11一位體重為500N的同學(xué)在跳繩測試中，1min跳180次，每次騰空的最大高度平均為4cm，則他在跳繩過程中，克服重力做功的平均功率是（ ）（題型四）A60WB36×10W C6

22、×10W D36×10W12某同學(xué)體重500N，他用40N的力沿水平方向推木箱木箱重100N，經(jīng)4s木箱在水平地面上移動(dòng)了2m在這個(gè)過程中，該同學(xué)做的功是多少J？如果他把木箱搬到三樓，已知每層樓高4m，則他對(duì)木箱至少做多少J的功？ （題型二）圖14-2213重為100N的物體A，放在水平地面上，在20N水平拉力F作用下，以0.2ms的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)（如圖14-22所示）求：（1）拉力在5s內(nèi)對(duì)物體A所做的功；（2）拉力F的功率 （題型四）綜合提高訓(xùn)練圖14-231如圖14-23所示，物重100N，在力的作用下，以5cms的速度在水平面上勻速向右運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈簧秤的示數(shù)為1

23、0N，則物體受到的摩擦力是_N；拉力為_N；拉力在10s內(nèi)所做的功為_J （題型二）2在中考體育考試的測試中，某同學(xué)1min跳了180次，若他的質(zhì)量為40，每次跳起的高度為5，他跳一次做的功是 J，跳繩時(shí)的功率是 W（取g=10N/）。（題型三）3小強(qiáng)同學(xué)家住北園小區(qū)3號(hào)樓五樓。放學(xué)后，他從一樓上到五樓共用了20s。若小強(qiáng)及書包總重為480N，每層樓的高度為3m，則他上樓的功率是 W。（題型四）4物體在相同的力F作用沿力F的方向移動(dòng)了距離S，試比較在圖示的三種情況中力F對(duì)物體做功的多少（ ）（題型二）Aw1=w2=w3Bw1>w2>w1Cw1<w2<w3Dw1<w

24、3<w25下圖所示的四幅圖是小新提包回家的情景，小新提包的力不做功的是（）（題型一）A將包提起來 B站在水平勻速 C乘升降電梯 D提著包上樓行駛的車上 6在舉重比賽時(shí)，一運(yùn)動(dòng)員在第一階段把150kg的杠鈴很快舉過頭頂，第二階段使杠鈴在空中停留3s。下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴做功的說法，正確的是( ) （題型一）A他在第一階段內(nèi)沒做功B他在第二階段內(nèi)沒做功C他在兩個(gè)階段內(nèi)都沒做功 D他在兩個(gè)階段內(nèi)都做了功7兩個(gè)滑輪完全相同，其重力均為20N分別用圖14-24所示的兩種方式，將重400N的物體以相同的速度勻速提升了10m，不計(jì)摩擦和繩重，則下列判斷正確的是（ ）（題型四）圖14-24A做的功大于做

25、的功B和做的功相等C做功的功率小于做功的功率D和做功的功率相等8小麗用40N的水平推力將一個(gè)重90N的箱子水平推動(dòng)了1m；所用時(shí)間 2s；小宇又將這個(gè)箱子勻速提上了 0.4m高的臺(tái)階，所用時(shí)間1.5s。比較小麗、小宇所做的功W1、W2和做功的功率P1、P2之間大小的關(guān)系是（ ）（題型三）AW1 W2 P1 P2 BW1 W2 P1 P2CW1 W2 P1P2 DW1 W2 P1 P29某人騎一輛普通自行車，在平直公路上以某一速度勻速行駛，若人和車所受的阻力為20N，則通常情況下，騎車人消耗的功率最接近（）（題型四）A1WB10WC100WD1000W10有甲、乙兩輛功率相等的汽車，如果在相同時(shí)間內(nèi)勻速通過距離之比S甲：S乙=2：1，那么( ) （題型四）A兩輛汽車牽引力之比F甲:F乙1:2 B兩輛汽車牽引力之比F甲:F乙2:1C兩輛汽車做功之比W甲:W乙1:2 D兩輛汽車