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\o"10.3物體的浮沉條件及應(yīng)用"11.2功率(原卷版)考點(diǎn)直擊考點(diǎn)直擊典例分析+變式訓(xùn)練典例分析+變式訓(xùn)練考點(diǎn)1功率的概念及做功的快慢(1)功率定義:物體在單位時(shí)間內(nèi)所做的功叫功率,在物理學(xué)中用字母P表示;(2)功率意義:物理學(xué)中,用功率來表示物體做功的快慢;(3)功率公式:功率=功/時(shí)間,即;
(4)功率單位:國(guó)際單位:瓦(W),1W=1J/s;常用單位:千瓦(kW),1kW=103W;
(5)功率的種類:①平均功率:物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí),力在不同的時(shí)間段內(nèi)做功快慢不同,平均功率可表示力在某段時(shí)間內(nèi)做功的平均快慢程度。
②瞬時(shí)功率:物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí),力在某時(shí)刻做功的快慢。做功快慢比較:(1)方法一:做相同的功,比較不同的物體所用的時(shí)間,所用時(shí)間短的物體做功快。
(2)方法二:取相同的時(shí)間,比較不同的物體所做功的多少,做功多的物體做功快。【典例1】(2021春?霸州市期末)關(guān)于功和功率。下列說法正確的()A.用相同的力將質(zhì)量不同的兩個(gè)物體沿力的方向移動(dòng)相同的距離所做的功不同 B.功率與時(shí)間成反比,所以只要時(shí)間短,功率就大 C.做功越多,功率越大 D.有力作用在物體上,物體在力的方向上又移動(dòng)了距離,則這個(gè)力就對(duì)物體做了功【典例2】(2019?廈門模擬)汽車爬坡時(shí),駕駛員的操作是:加大油門,同時(shí)將變速器換成低速擋。加大油門是使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮最大的功率,換用低速擋是為了減速。那么,在爬坡時(shí),減小汽車的速度是為了()A.保證安全B.獲取更大的動(dòng)力 C.省油D.增大慣性【典例3】(2021春?浦東新區(qū)月考)機(jī)械功和功率的區(qū)別是:前者指物體做功的,后者是指物體做功的(前兩空均選填“多少”或“快慢”)。某機(jī)器的功率是800瓦,其物理意義是此機(jī)器。【典例4】(2021秋?東臺(tái)市月考)生活中,人們通常用兩種方法來比較做功的快慢:方法①:相同的時(shí)間比較做功的多少;方法②:。如圖所示,表示的是用挖土機(jī)挖土比人力挖土快得多,所用的是判斷方法。物理學(xué)用功率描述做功的快慢,公式為P=W/t,這種方法與日常方法是相同的(以上兩空選填“①”或“②”)?!咀兪接?xùn)練1】(2021春?朝陽區(qū)期末)做功越快的機(jī)械一定是()A.越省力B.做功越多C.功率越大D.機(jī)械效率越高【變式訓(xùn)練2】(2021春?確山縣期末)汽車駛上陡坡時(shí),駕駛員通常要進(jìn)行調(diào)換擋位操作,以減小汽車的行駛速度。這樣做的根本目的是()A.省油B.安全C.增大摩擦D.增大爬坡的牽引力【變式訓(xùn)練3】(2021春?西峰區(qū)期末)如圖為兩臺(tái)功率一定的機(jī)器做的功與時(shí)間的關(guān)系圖像,由圖可知機(jī)器(選填“甲”或“乙”)的功率更大;若兩機(jī)器做相同的功,乙機(jī)器做功的時(shí)間更(選填“長(zhǎng)”或“短”)?!咀兪接?xùn)練4】(2021春?閔行區(qū)校級(jí)月考)學(xué)校買了一箱物理器材,小軍同學(xué)將它從一樓搬運(yùn)到三樓(如圖所示),小麗同學(xué)想測(cè)量小軍同學(xué)搬運(yùn)器材過程中對(duì)箱子做功的功率。(1)測(cè)量所需要的器材有:(2)小麗同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量步驟如下,其中多余的是A.測(cè)出箱子所受的重力B.測(cè)出樓梯的總長(zhǎng)度C.測(cè)出一樓到三樓的豎直高度D.測(cè)出小軍上樓梯所用的時(shí)間E.算出小軍搬運(yùn)箱子的功率??键c(diǎn)2功率的計(jì)算及大小比較功率是表示物體做功快慢的物理量,一般采用下列三種辦法比較大?。?/p>
(1)在相同時(shí)間內(nèi),比較做功的多少,做功越多的物體,功率越大。
(2)在完成相同功的條件下,比較所用時(shí)間的長(zhǎng)短,所用時(shí)間越短的物體,功率越大。
(3)做功多少和所用時(shí)間都不同的情況下,通過公式計(jì)算,然后進(jìn)行比較?!镜淅?】(2021春?秦都區(qū)期末)兩位學(xué)生比賽爬竿,他們的質(zhì)量之比為4:5,已知甲用18s爬到頂,乙用20s爬到頂,則兩人勻速爬竿過程中所做功和功率大小是()A.甲學(xué)生做功較少,功率較大 B.甲學(xué)生做功較少,功率較小 C.甲學(xué)生做功較多,功率較大 D.甲學(xué)生做功較多,功率較小【典例6】(2020?天河區(qū)一模)物體在自由下落過程中運(yùn)動(dòng)速度會(huì)越來越快。一小球由A點(diǎn)自由下落,經(jīng)過B、C兩個(gè)位置,且AB=BC,如圖所示。小球重力在AB、BC段做功分別為WAB、WBC,功率分別為PAB、PBC,則()A.WAB>W(wǎng)BC B.WAB<WBC C.PAB>PBC D.PAB<PBC【典例7】(2019?應(yīng)城市二模)某型號(hào)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為4×104W,在水平路面上勻速行駛時(shí)受到的阻力是1600N在額定功率下,當(dāng)汽車勻速直線行駛時(shí),求:(1)發(fā)動(dòng)機(jī)所提供的牽引力大小;(2)汽車行駛10min牽引力所做的功;(3)汽車行駛10min行駛的路程?!咀兪接?xùn)練1】(2021?長(zhǎng)沙三模)甲、乙兩臺(tái)機(jī)器的功率之比為4:3,它們工作時(shí)間之比為1:3,它們所做的功之比W甲:W乙為()A.2:9 B.2:1 C.4:9 D.3:2【變式訓(xùn)練2】(2021?寧津縣二模)如圖甲所示,木塊放在水平面上,用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉木塊使其做勻速直線運(yùn)動(dòng),兩次拉動(dòng)同一木塊得到的s﹣t圖象分別是圖乙中的圖線①、②.兩次對(duì)應(yīng)的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)分別為F1、F2,兩次拉力的功率分別為P1、P2.則()A.F1>F2 B.F1=F2 C.P1=P2 D.P1<P2【變式訓(xùn)練3(2021春?青島期末)某型號(hào)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為4.5×104W,在水平路面上勻速行駛時(shí)受到的阻力是1800N。在額定功率下,當(dāng)汽車勻速直線行駛時(shí),求:(1)汽車行駛10min牽引力所做的功;(2)汽車行駛10min行駛的路程??键c(diǎn)3功率的應(yīng)用功率的計(jì)算公式應(yīng)用:(1)功率的公式:(其中P表示功率,W表示功,t表示時(shí)間)
(2)計(jì)算功率的另一個(gè)公式:P=Fv,即物體在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),則拉力F所做的功的功率可表示為Fv.(其中F表示物體所受的拉力,v表示物體運(yùn)動(dòng)的速度)
a.推導(dǎo):由,聯(lián)立W=Fs,得==Fv。
由該公式可知:在功率P一定時(shí),力F與速度v成反比。
b.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?!镜淅?】(2020春?八步區(qū)期末)春游時(shí),小明和小紅決定爬山比賽,他們同時(shí)出發(fā),結(jié)果又同時(shí)到達(dá)山頂。想判斷誰的功率大,還需知道的物理量是()A.山的高度 B.二人的體重 C.爬山的時(shí)間 D.二人身高【典例9】(2019秋?雨花區(qū)校級(jí)月考)如圖1所示,某工程隊(duì)在一次施工作業(yè)中,以恒定速度沿豎直方向?qū)①|(zhì)量為5×103kg的圓柱形實(shí)心工件從深水中吊起至距水面某一高度。不計(jì)水的阻力,根據(jù)繩子作用在工件上端的拉力F的功率P隨工件上升高度h變化的圖象(圖2)。則下列說法錯(cuò)誤的是()A.工件上升的速度大小為0.4m/s B.當(dāng)工件露出水面一半時(shí)所受的浮力大小為5000NC.工件的體積為1m3 D.工件的橫截面積為1.25m2【典例10】(2021春?莆田期末)學(xué)習(xí)了功率的知識(shí)后,小剛想粗略地測(cè)算自己在單杠上做引體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)的功率,如圖所示。(1)實(shí)驗(yàn)中依據(jù)的原理是(寫公式)。(2)需要的測(cè)量工具:體重計(jì)、秒表、。(3)小剛測(cè)出了自己的質(zhì)量為m,連續(xù)做引體向上n次所用的時(shí)間t,并測(cè)出自己每做一次引體向上時(shí)的。則他做引體向上時(shí)功率的表達(dá)式是?!咀兪接?xùn)練1】(2021春?百色期末)甲、乙兩輛功率相等的汽車,如果在相等的時(shí)間內(nèi)勻速通過的路程之比為2:1,那么()A.它們的牽引力之比為1:2 B.它們的牽引力之比為2:1 C.它們做的功之比為1:2 D.它們做的功之比為2:1【變式訓(xùn)練2】(2021?合肥開學(xué))甲、乙兩輛完全相同的汽車在同一水平地面上做直線運(yùn)動(dòng)的s﹣t圖像如圖所示。請(qǐng)根據(jù)圖像判斷兩輛汽車的功率之比為P甲:P乙=(空氣阻力忽略不計(jì))?!咀兪接?xùn)練3】(2021秋?濱海縣期中)跳繩是我市初中畢業(yè)生體育測(cè)試的項(xiàng)目之一,小華想利用所學(xué)的物理知識(shí)估測(cè)自己跳繩時(shí)克服重力的平均功率(不計(jì)繩重)。(1)用體重計(jì)測(cè)量自己的質(zhì)量m;(2)用刻度尺測(cè)出自己每次跳起的平均高度h(人的重心上升的高度);(3)用(填測(cè)量器材)記錄跳n次所用的(填物理量與其對(duì)應(yīng)字母);(4)計(jì)算出跳繩時(shí)克服重力的平均功率P=(用字母表示)。(5)兩人想比較跳繩的平均功率(假設(shè)兩人跳起的平均高度相同),則。A.頻率相同,體重大的功率大B.頻率相同,跳的時(shí)間長(zhǎng)的功率大C.體重相同,頻率高的功率小D.體重相同,跳的時(shí)間長(zhǎng)的功率大(6)小華要想提高跳繩測(cè)試的成績(jī),請(qǐng)你從物理學(xué)角度為他提出一條合理的建議:。(7)若跳繩者的質(zhì)量m=50kg,跳繩者的重心高度隨時(shí)間變化的情況如上圖所示。根據(jù)圖中所給條件,可估算出此跳繩者在1min內(nèi)克服重力做功的平均功率為W.(g取10N/kg)課堂鞏固訓(xùn)練課堂鞏固訓(xùn)練一、選擇題。1.(2021春?木蘭縣期末)甲機(jī)械比乙機(jī)械的功率大,表示兩機(jī)械在做功時(shí)()A.甲比乙做功多 B.甲比乙的機(jī)械效率高 C.甲比乙做功快 D.甲比乙更省功2.(2019?張家界模擬)如圖1所示兩位同學(xué)將相同重物從一樓搬到三樓,所用時(shí)間不同。由圖中提供信息,判斷以下說法正確的是()A.a(chǎn)圖中同學(xué)做功多,做功快 B.b圖中同學(xué)做功多,做功快 C.做功相同,a圖中同學(xué)做功時(shí)間少,做功快 D.做功相同,b圖中同學(xué)做功時(shí)間多,做功快3.(2021春?泗水縣期末)一列時(shí)速為200km/h的列車從荊門站駛出,在平直軌道上勻速行駛100km,在運(yùn)行過程中機(jī)車的牽引功率為4800kW.則該列火車在這段時(shí)間內(nèi)所做的功、機(jī)車受到的阻力分別是()A.8.64×109J4.8×104N B.8.64×109J8.64×104N C.4.8×109J4.8×104N D.4.8×109J8.64×104N4.(2021春?承德期末)某轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)功率是120kW,它表示()A.此轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)能做1.2×105J的功 B.此轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)能做120J的功 C.此轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)在1s內(nèi)能做1.2×105J的功 D.此轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)在1s內(nèi)能做120J的功5.(2021春?景縣期末)小明對(duì)四位同學(xué)做功情況各測(cè)量了一次,把四位同學(xué)做功W和所用時(shí)間t在坐標(biāo)系中描點(diǎn),得到了圖中甲、乙、丙、丁四個(gè)點(diǎn),這四個(gè)同學(xué)中做功功率最大的是()A.甲 B.乙 C.丙 D.丁6.(2020秋?南昌期中)班里組織一次比賽活動(dòng),從一樓登上三樓,比比誰的功率最大。為此,需要測(cè)量一些物理量,下列物理量中必須測(cè)量的量是()①三樓地面到一樓地面的高度②從一樓到達(dá)三樓所用的時(shí)間③每個(gè)同學(xué)的質(zhì)量或體重④一樓到三樓樓梯的長(zhǎng)度A.②③ B.③④ C.①②③ D.②③④7.(2020秋?新沂市期中)一輛汽車在平直公路上行駛,速度最大可達(dá)120km/h,如果把汽車上的發(fā)動(dòng)機(jī)改裝在一只汽船上,發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒定,最大速度可達(dá)30km/h,(發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒定)則勻速行駛時(shí)汽車受到的阻力是汽船受到阻力的()A.4倍 B.倍 C.16倍 D.倍二、填空題。8.(2021春?莊河市期末)甲、乙二人同時(shí)開始登山,已知甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量,甲先到達(dá)山頂,則做功快的是,功率大的是。9.(2021春?葉縣期末)如圖所示,同學(xué)們?cè)谘芯縿蛩僦本€運(yùn)動(dòng)時(shí),將兩個(gè)完全相同的物體放在同一水平地面上,沿同一方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。若不計(jì)空氣阻力,且v1>v2,則它們所受的摩擦力f1f2;拉力的功率P1P2(兩空均選填“>”、“<”或“=”)。10.(2020春?大埔縣期末)九年級(jí)二班的男同學(xué)要舉行爬樓比賽,看看誰的功率大,要測(cè)出某同學(xué)爬樓的功率:(1)已測(cè)出了這個(gè)同學(xué)的質(zhì)量m,還需要測(cè)出的物理量是。(2)還需要的測(cè)量工具是。(3)由測(cè)得的物理量,計(jì)算爬樓功率的表達(dá)式為。11.(2021?河西區(qū)二模)在自由下落過程中,物體運(yùn)動(dòng)速度會(huì)越來越快,一個(gè)物體由A點(diǎn)自由下落,相繼經(jīng)過B、C兩點(diǎn),已知AB=BC.如圖所示,物體在AB段重力做功W1,做功功率P1;在BC段重力做功W2,做功功率P2,則W1W2,P1P2(兩空均選填“>”、“<”或“=”)。12.(2021?昆明)采用功與時(shí)間比值的方法,得到“單位時(shí)間”內(nèi)做的功,這樣就方便比較做功的快慢了,這個(gè)比值叫做。這種方法,實(shí)質(zhì)上還是用(選填“時(shí)間相同比較功”或“功相同比較時(shí)間”)來比較做功快慢的。13.(2021秋?九江月考)以相同功率正常勻速行駛的兩輛汽車,在相同時(shí)間內(nèi)兩車通過的路程之比為2:1,則兩車所做功之比是,兩車所受牽引力之比是。14.(2021春?黃浦區(qū)校級(jí)月考)功率是表示做功快慢的物理量。甲、乙兩臺(tái)機(jī)器正常工作時(shí)的功率分別為100瓦,200瓦,當(dāng)兩臺(tái)機(jī)器正常工作時(shí),甲做功比乙慢,甲做功比乙多(后兩格選填“一定”或者“可能”或者“不可能”)。三、實(shí)驗(yàn)探究題。15.(2021春?普陀區(qū)期中)測(cè)量?jī)晌煌瑢W(xué)從一樓上到三樓做功快慢的實(shí)驗(yàn):(1)已提供的器材是體重秤和皮尺,還需要的器材是;(2)下表是兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):實(shí)驗(yàn)次數(shù)同學(xué)做功時(shí)間(秒)做功(焦)1甲3060002甲60120003乙3040004乙506000(3)比較實(shí)驗(yàn)次數(shù)1和3可得到:當(dāng)相同時(shí),做的功越多,做功越快;(4)比較實(shí)驗(yàn)次數(shù)可知:當(dāng)兩位同學(xué)做功相同時(shí),所用時(shí)間越少,做功越快;(5)當(dāng)他們做功多少和做功時(shí)間均不相同時(shí),,做功越快。因此,為了比較兩位同學(xué)做功的快慢,應(yīng)該在表格最后一列增加一欄項(xiàng)目,這個(gè)項(xiàng)目是,為此物理學(xué)中引入了一個(gè)新的物理量叫。四、計(jì)算題。16.(2021春?龍山縣期末)一輛重型卡車勻速行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為202kW,速度為80km/h.汽車行駛2h,發(fā)動(dòng)機(jī)做的功是多少?卡車的牽引力是多大?17.(2021春?臨湘市期末)一汽車重20000N,受到的阻力是車重的,當(dāng)汽車以30m/s的速度行駛時(shí)汽車的功率是多大?當(dāng)該汽車以同樣的功率爬坡時(shí),將速度降為10m/s,這時(shí)該汽車的牽引力為多大?18.(2020?平邑縣校級(jí)模擬)一輛質(zhì)量2t的汽車,在平直公路上以額定功率100kW從靜止開始運(yùn)動(dòng),經(jīng)15s運(yùn)動(dòng)200m恰好達(dá)到最大速度,接著勻速運(yùn)動(dòng)20s關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī),滑行156.25m停下。其ν﹣t圖象如圖所示。已知汽車在運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力恰為車重的0.2倍,(g取10N/kg)求:(1)在運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力;(2)整個(gè)過程中發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功的大??;(3)汽車運(yùn)動(dòng)的最大速度v;(4)整個(gè)過程中克服阻力所做的功的大小。\o"10.3物體的浮沉條件及應(yīng)用"11.2功率(解析版)考點(diǎn)直擊考點(diǎn)直擊典例分析+變式訓(xùn)練典例分析+變式訓(xùn)練考點(diǎn)1功率的概念及做功的快慢(1)功率定義:物體在單位時(shí)間內(nèi)所做的功叫功率,在物理學(xué)中用字母P表示;(2)功率意義:物理學(xué)中,用功率來表示物體做功的快慢;(3)功率公式:功率=功/時(shí)間,即;
(4)功率單位:國(guó)際單位:瓦(W),1W=1J/s;常用單位:千瓦(kW),1kW=103W;
(5)功率的種類:①平均功率:物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí),力在不同的時(shí)間段內(nèi)做功快慢不同,平均功率可表示力在某段時(shí)間內(nèi)做功的平均快慢程度。
②瞬時(shí)功率:物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí),力在某時(shí)刻做功的快慢。做功快慢比較:(1)方法一:做相同的功,比較不同的物體所用的時(shí)間,所用時(shí)間短的物體做功快。
(2)方法二:取相同的時(shí)間,比較不同的物體所做功的多少,做功多的物體做功快。【典例1】(2021春?霸州市期末)關(guān)于功和功率。下列說法正確的()A.用相同的力將質(zhì)量不同的兩個(gè)物體沿力的方向移動(dòng)相同的距離所做的功不同 B.功率與時(shí)間成反比,所以只要時(shí)間短,功率就大 C.做功越多,功率越大 D.有力作用在物體上,物體在力的方向上又移動(dòng)了距離,則這個(gè)力就對(duì)物體做了功【答案】D?!痉治觥浚?)做功的兩個(gè)必要因素:作用在物體上的力,物體在力的方向上通過的距離,二者缺一不可;(2)功率是描述物體做功快慢的物理量,它等于單位時(shí)間內(nèi)所做的功,功率大則做功快?!窘獯稹拷猓篈、用相同的力將質(zhì)量不同的兩個(gè)物體沿力的方向移動(dòng)相同的距離,根據(jù)W=Fs可知,兩次所做的功相同,故A錯(cuò)誤;BC、由P=可得功率由功和時(shí)間共同決定,反映做功的快慢,功率大則做功快,故BC錯(cuò)誤;D、有力作用在物體上,物體在力的方向上又移動(dòng)了距離,滿足做功的兩個(gè)要素,故D正確。故選:D?!镜淅?】(2019?廈門模擬)汽車爬坡時(shí),駕駛員的操作是:加大油門,同時(shí)將變速器換成低速擋。加大油門是使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮最大的功率,換用低速擋是為了減速。那么,在爬坡時(shí),減小汽車的速度是為了()A.保證安全 B.獲取更大的動(dòng)力 C.省油 D.增大慣性【答案】B?!痉治觥慨?dāng)油門調(diào)到最大時(shí),功率達(dá)最大此時(shí)功率無法再增加,由P=FV可分析減少車速的原因?!窘獯稹拷猓号榔聲r(shí)需要發(fā)動(dòng)機(jī)有很大的牽引力,而單靠增大功率無法達(dá)到必要的牽引力,而由P=Fv得:要想使F增大,只能減小速度。當(dāng)功率為最大時(shí),速度最小時(shí)牽引力最大;故減小速度可以增大發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力;而不是為了保證安全;而油量取決于油門的大小,故也無法省油;機(jī)械效率取決于損耗能量的多少,而減小速度不會(huì)減小能量的損耗;慣性是物體的固有屬性,與物體的速度無關(guān),故減小速度不能增大慣性。故選:B?!镜淅?】(2021春?浦東新區(qū)月考)機(jī)械功和功率的區(qū)別是:前者指物體做功的多少,后者是指物體做功的快慢(前兩空均選填“多少”或“快慢”)。某機(jī)器的功率是800瓦,其物理意義是此機(jī)器在1s內(nèi)做的功為800J?!敬鸢浮慷嗌伲豢炻?;在1s內(nèi)做的功為800J。【分析】(1)機(jī)械功指物體做功的多少,功率是表示物體做功快慢的物理量;(2)功率在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)所做的功。【解答】解:(1)機(jī)械功指物體做功的多少,功率是表示物體做功快慢的物理量;(2)功率在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)所做的功,所以800W表示的物理意義是:此機(jī)器在1s內(nèi)做的功為800J。故答案為:多少;快慢;在1s內(nèi)做的功為800J?!镜淅?】(2021秋?東臺(tái)市月考)生活中,人們通常用兩種方法來比較做功的快慢:方法①:相同的時(shí)間比較做功的多少;方法②:做相同的功比較所用時(shí)間的多少。如圖所示,表示的是用挖土機(jī)挖土比人力挖土快得多,所用的是判斷方法①。物理學(xué)用功率描述做功的快慢,公式為P=W/t,這種方法與日常方法①是相同的(以上兩空選填“①”或“②”)?!敬鸢浮孔鱿嗤墓Ρ容^所用時(shí)間的多少;①;①?!痉治觥颗袛辔矬w做功快慢有兩種方法:①做相同的功,比較時(shí)間的長(zhǎng)短,用時(shí)越長(zhǎng),做功越慢;②在相同的時(shí)間內(nèi),比較做功的多少,做功越多,做功越快?!窘獯稹拷猓海?)做功的快慢與做功的多少和做功的時(shí)間有關(guān),判斷做功快慢應(yīng)采用控制變量法:方法①:相同的時(shí)間t比較做功W的多少;方法②:做相同的功比較所用時(shí)間的多少。(2)比較挖掘機(jī)與人力挖土做功的快慢,我們可以采用相同的時(shí)間內(nèi)比較挖土多少,即做功的多少;比較可知,挖掘機(jī)做功多,做功快;(3)功率表示做功快慢的物理量,公式為P=,表示單位時(shí)間內(nèi)物體所做的功;這種方法與日常方法①相同的時(shí)間比較做功的多少是相同的。故答案為:做相同的功比較所用時(shí)間的多少;①;①。【變式訓(xùn)練1】(2021春?朝陽區(qū)期末)做功越快的機(jī)械一定是()A.越省力 B.做功越多 C.功率越大 D.機(jī)械效率越高【答案】C。【分析】功率是功與做功時(shí)間的比值,在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)所做的功,在物理學(xué)上,用功率表示做功的快慢?!窘獯稹拷猓汗β时硎咀龉Φ目炻宰龉υ娇斓臋C(jī)械功率越大,故C正確。故選:C。【變式訓(xùn)練2】(2021春?確山縣期末)汽車駛上陡坡時(shí),駕駛員通常要進(jìn)行調(diào)換擋位操作,以減小汽車的行駛速度。這樣做的根本目的是()A.省油 B.安全 C.增大摩擦 D.增大爬坡的牽引力【答案】D?!痉治觥看祟}是考查功率的變形公式P=Fv,功率一定時(shí),改變速度可改變牽引力?!窘獯稹拷猓厚{駛員通常要換用低位擋,速度會(huì)減小,由功率的變形公式P=Fv可知,當(dāng)功率一定時(shí),如果減小速度可以增大牽引力;故選:D?!咀兪接?xùn)練3】(2021春?西峰區(qū)期末)如圖為兩臺(tái)功率一定的機(jī)器做的功與時(shí)間的關(guān)系圖像,由圖可知機(jī)器甲(選填“甲”或“乙”)的功率更大;若兩機(jī)器做相同的功,乙機(jī)器做功的時(shí)間更多(選填“長(zhǎng)”或“短”)?!敬鸢浮考?;多?!痉治觥吭搱D是功和時(shí)間的關(guān)系圖象。根據(jù)功率的計(jì)算公式P=可知,在相同時(shí)間內(nèi),誰做的功多,誰的功率就大,已知道功率的大小關(guān)系,可利用公式t=判斷時(shí)間的大小關(guān)系?!窘獯稹拷猓何覀兛梢栽跈M軸上任找一點(diǎn),即保證了甲和乙做功時(shí)間相同,做縱軸的平行線,與甲和乙的圖象均有一個(gè)交點(diǎn),據(jù)此我們就可以看出甲做的功多,所以甲的功率大,(見圖)因?yàn)镻甲>P乙,而甲、乙機(jī)器做相同的功,所以由公式t=可知,t甲<t乙,即乙機(jī)器做功的時(shí)間更多。故答案為:甲;多?!咀兪接?xùn)練4】(2021春?閔行區(qū)校級(jí)月考)學(xué)校買了一箱物理器材,小軍同學(xué)將它從一樓搬運(yùn)到三樓(如圖所示),小麗同學(xué)想測(cè)量小軍同學(xué)搬運(yùn)器材過程中對(duì)箱子做功的功率。(1)測(cè)量所需要的器材有:臺(tái)秤(或磅秤)、刻度尺(卷尺),秒表(手表)(2)小麗同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量步驟如下,其中多余的是BA.測(cè)出箱子所受的重力B.測(cè)出樓梯的總長(zhǎng)度C.測(cè)出一樓到三樓的豎直高度D.測(cè)出小軍上樓梯所用的時(shí)間E.算出小軍搬運(yùn)箱子的功率?!敬鸢浮浚?)臺(tái)秤(或磅秤)、刻度尺(卷尺),秒表(手表)。(2)B?!痉治觥竣俳獯鸫祟}要知道功率的計(jì)算公式,也就是該實(shí)驗(yàn)的原理:P=,公式中的功W=Gh=mgh。②根據(jù)原理中的物理量來選擇所需的器材,進(jìn)行測(cè)量并記錄數(shù)據(jù)。【解答】解:(1)測(cè)量小軍同學(xué)搬運(yùn)器材過程中對(duì)箱子做功的功率,需結(jié)合公式P===。式中W是克服箱子的重力所做功,m為箱子的質(zhì)量,h為一樓到三樓的豎直高度,t為上樓所用的時(shí)間。所以需要臺(tái)秤測(cè)量箱子的質(zhì)量m、用刻度尺測(cè)量一樓到三樓的豎直高度h,用秒表測(cè)量上樓所用的時(shí)間t。(2)將實(shí)驗(yàn)中所要測(cè)量的這些物理量:箱子的質(zhì)量、樓梯高度、登樓時(shí)間,所以設(shè)計(jì)的測(cè)量步驟如下,其中多余的是測(cè)出樓梯的總長(zhǎng)度。故答案為:(1)臺(tái)秤(或磅秤)、刻度尺(卷尺),秒表(手表)。(2)B??键c(diǎn)2功率的計(jì)算及大小比較功率是表示物體做功快慢的物理量,一般采用下列三種辦法比較大?。?/p>
(1)在相同時(shí)間內(nèi),比較做功的多少,做功越多的物體,功率越大。
(2)在完成相同功的條件下,比較所用時(shí)間的長(zhǎng)短,所用時(shí)間越短的物體,功率越大。
(3)做功多少和所用時(shí)間都不同的情況下,通過公式計(jì)算,然后進(jìn)行比較。【典例5】(2021春?秦都區(qū)期末)兩位學(xué)生比賽爬竿,他們的質(zhì)量之比為4:5,已知甲用18s爬到頂,乙用20s爬到頂,則兩人勻速爬竿過程中所做功和功率大小是()A.甲學(xué)生做功較少,功率較大 B.甲學(xué)生做功較少,功率較小 C.甲學(xué)生做功較多,功率較大 D.甲學(xué)生做功較多,功率較小【答案】B?!痉治觥颗栏妥龉儆谥匚锷仙龉Φ念愋停龉Φ亩嗌僦苯討?yīng)用公式W=Gh來計(jì)算。功率公式為?!窘獯稹拷猓海?)做功的多少比較:甲乙的質(zhì)量之比為4:5,可知甲乙重力之比也是4:5;都是爬到頂,所以上升的高度之比就是1:1;所以根據(jù)公式W=Gh,可知做功之比是4:5,即甲學(xué)生做功較少。(2)功率的比較:甲乙做功是4:5,所花的時(shí)間是18s:20s=9:10,根據(jù)功率公式,可知功率之比為8:9,即甲學(xué)生功率較小。故選:B?!镜淅?】(2020?天河區(qū)一模)物體在自由下落過程中運(yùn)動(dòng)速度會(huì)越來越快。一小球由A點(diǎn)自由下落,經(jīng)過B、C兩個(gè)位置,且AB=BC,如圖所示。小球重力在AB、BC段做功分別為WAB、WBC,功率分別為PAB、PBC,則()A.WAB>W(wǎng)BC B.WAB<WBC C.PAB>PBC D.PAB<PBC【答案】D。【分析】已知AB=BC,根據(jù)W=Gh可知這兩段物體做的功相等;因小球在自由下落時(shí)做加速下落運(yùn)動(dòng),所以根據(jù)速度公式可知經(jīng)過相同路程的時(shí)間關(guān)系,再根據(jù)功率公式得出它們的功率關(guān)系。【解答】解:由題知,AB=BC,小球的重力不變,根據(jù)W=Gh可知,小球重力在AB段和BC段做的功相等,即WAB=WBC;由于小球在自由下落時(shí)做加速運(yùn)動(dòng),根據(jù)t=可知,小球在BC段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間短,根據(jù)公式P=可知,小球在AB段重力做功的功率小于BC段重力做功的功率,即PAB<PBC。故選:D?!镜淅?】(2019?應(yīng)城市二模)某型號(hào)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為4×104W,在水平路面上勻速行駛時(shí)受到的阻力是1600N在額定功率下,當(dāng)汽車勻速直線行駛時(shí),求:(1)發(fā)動(dòng)機(jī)所提供的牽引力大??;(2)汽車行駛10min牽引力所做的功;(3)汽車行駛10min行駛的路程。【分析】(1)汽車在水平路面勻速行駛,根據(jù)二力平衡條件求出發(fā)動(dòng)機(jī)所提供的牽引力大小;(2)根據(jù)W=Pt求出汽車行駛10min牽引力所做的功;(3)根據(jù)W=Fs求出汽車行駛10min行駛的路程?!窘獯稹拷猓海?)因?yàn)槠囋谒铰访鎰蛩傩旭偅艿降臓恳妥枇κ且粚?duì)平衡力,所以,發(fā)動(dòng)機(jī)所提供的牽引力:F=f=1600N;(2)行駛時(shí)間t=10min=600s,汽車牽引力所做的功:W=Pt=4×104W×600s=2.4×107J;(3)由W=Fs得,汽車行駛的路程:s===1.5×104m。答:(1)發(fā)動(dòng)機(jī)所提供的牽引力大小為1600N;(2)汽車行駛10min牽引力所做的功為2.4×107J;(3)汽車行駛10min行駛的路程為1.5×104m?!咀兪接?xùn)練1】(2021?長(zhǎng)沙三模)甲、乙兩臺(tái)機(jī)器的功率之比為4:3,它們工作時(shí)間之比為1:3,它們所做的功之比W甲:W乙為()A.2:9 B.2:1 C.4:9 D.3:2【答案】C?!痉治觥看祟}求做功之比,首先根據(jù)甲、乙兩個(gè)機(jī)器的功率和時(shí)間之比,分別計(jì)算出甲、乙兩臺(tái)機(jī)器的功,然后計(jì)算甲乙機(jī)器功的比值?!窘獯稹拷猓骸呒?、乙兩臺(tái)機(jī)器的功率之比為4:3。∴P甲=4、P乙=3,又∵甲乙工作時(shí)間之比為1:3,∴t甲=1、t乙=3,∴==∴W甲:W乙=4:9。故選:C?!咀兪接?xùn)練2】(2021?寧津縣二模)如圖甲所示,木塊放在水平面上,用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉木塊使其做勻速直線運(yùn)動(dòng),兩次拉動(dòng)同一木塊得到的s﹣t圖象分別是圖乙中的圖線①、②.兩次對(duì)應(yīng)的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)分別為F1、F2,兩次拉力的功率分別為P1、P2.則()A.F1>F2 B.F1=F2 C.P1=P2 D.P1<P2【答案】B。【分析】(1)彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)木塊在水平面上勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),水平方向上木塊受到拉力和滑動(dòng)摩擦力作用,拉力和滑動(dòng)摩擦力是一對(duì)平衡力?;瑒?dòng)摩擦力大小跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關(guān);(2)根據(jù)P=Fv判斷拉力的功率?!窘獯稹拷猓篈B、木塊兩次都做勻速直線運(yùn)動(dòng),則拉力等于滑動(dòng)摩擦力;同一個(gè)木塊,對(duì)水平面的壓力一定,接觸面的粗糙程度相同,所以兩次木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小相等,則兩次測(cè)力計(jì)的拉力也相等,即F1=F2,故A錯(cuò)誤,B正確;CD、由s﹣t圖象可知,第①次木塊運(yùn)動(dòng)的速度v較大,且兩次拉力的大小相等,由公式P===Fv可知,第①次拉力的功率較大,即P1>P2,故C、D錯(cuò)誤。故選:B?!咀兪接?xùn)練3(2021春?青島期末)某型號(hào)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為4.5×104W,在水平路面上勻速行駛時(shí)受到的阻力是1800N。在額定功率下,當(dāng)汽車勻速直線行駛時(shí),求:(1)汽車行駛10min牽引力所做的功;(2)汽車行駛10min行駛的路程。【分析】(1)汽車在水平路面勻速行駛,根據(jù)二力平衡條件求出發(fā)動(dòng)機(jī)所提供的牽引力大小;根據(jù)W=Pt求出汽車行駛10min牽引力所做的功;(2)根據(jù)W=Fs求出汽車行駛10min行駛的路程?!窘獯稹拷猓海?)因?yàn)槠囋谒铰访鎰蛩傩旭偅艿降臓恳妥枇κ且粚?duì)平衡力,所以,發(fā)動(dòng)機(jī)所提供的牽引力:F=f=1800N;行駛時(shí)間t=10min=600s,汽車牽引力所做的功:W=Pt=4.5×104W×600s=2.7×107J;(2)由W=Fs得,汽車行駛的路程:s===1.5×104m。答:(1)汽車行駛10min牽引力所做的功為2.7×107J;(2)汽車行駛10min行駛的路程為1.5×104m??键c(diǎn)3功率的應(yīng)用功率的計(jì)算公式應(yīng)用:(1)功率的公式:(其中P表示功率,W表示功,t表示時(shí)間)
(2)計(jì)算功率的另一個(gè)公式:P=Fv,即物體在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),則拉力F所做的功的功率可表示為Fv.(其中F表示物體所受的拉力,v表示物體運(yùn)動(dòng)的速度)
a.推導(dǎo):由,聯(lián)立W=Fs,得==Fv。
由該公式可知:在功率P一定時(shí),力F與速度v成反比。
b.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?!镜淅?】(2020春?八步區(qū)期末)春游時(shí),小明和小紅決定爬山比賽,他們同時(shí)出發(fā),結(jié)果又同時(shí)到達(dá)山頂。想判斷誰的功率大,還需知道的物理量是()A.山的高度 B.二人的體重 C.爬山的時(shí)間 D.二人身高【答案】B。【分析】(1)做功的兩個(gè)必要條件為:力和在力的方向上通過的距離,爬山時(shí)是克服自身的重力做功,功等于自身重力乘以山的高度,即W=Gh;(2)功率等于做的功除以做這些功所用的時(shí)間,即P=。【解答】解:爬山比賽,克服人的重力做功,爬山功率P==,他們同時(shí)出發(fā),結(jié)果又同時(shí)到達(dá)山頂,說明登山時(shí)間是相同的,要比較功率還要知道二人的體重。故選:B?!镜淅?】(2019秋?雨花區(qū)校級(jí)月考)如圖1所示,某工程隊(duì)在一次施工作業(yè)中,以恒定速度沿豎直方向?qū)①|(zhì)量為5×103kg的圓柱形實(shí)心工件從深水中吊起至距水面某一高度。不計(jì)水的阻力,根據(jù)繩子作用在工件上端的拉力F的功率P隨工件上升高度h變化的圖象(圖2)。則下列說法錯(cuò)誤的是()A.工件上升的速度大小為0.4m/s B.當(dāng)工件露出水面一半時(shí)所受的浮力大小為5000N C.工件的體積為1m3 D.工件的橫截面積為1.25m2【答案】D?!痉治觥浚?)由P﹣h圖象求出工件離開水面后拉力的功率,對(duì)工件進(jìn)行受力分析,由平衡條件求出拉力大小,最后由功率的變形公式v=求出工件的速度;(2)由P﹣h圖象求出工件完全浸沒在水中時(shí)拉力的功率,由功率的變形公式F=求出拉力,然后對(duì)工件進(jìn)行受力分析,由平衡條件求出工件浸沒時(shí)受到的浮力,最后由阿基米德原理可知工件露出水面的時(shí)所受的浮力大??;(3)由圖象求出工件的高度,由浮力公式的變形公式求出工件的體積,最后根據(jù)V=Sh可求出工件的橫截面積。【解答】解:(1)由P﹣h圖象可知,工件離開水面后拉力的功率P1=20kW,工件離開水面后,受豎直向下的重力G、豎直向上的拉力F1作用而做勻速運(yùn)動(dòng),處于平衡狀態(tài),由二力平衡條件可得工件受到的拉力:F1=G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N,由P===Fv可得,工件勻速上升的速度:v===0.4m/s,故A正確;(2)由P﹣h圖象可知,工件全部在水中時(shí)拉力的功率P2=16kW,則此過程中工件受到的拉力:F2===4×104N,工件完全浸沒在水中時(shí),受豎直向下的重力G、豎直向上的拉力F2、豎直向上的浮力F浮作用,由工件受到的合力為零可得:F2+F?。紾,則工件浸沒時(shí)受到的浮力:F?。紾﹣F2=5×104N﹣4×104N=1×104N,工件露出水面一半時(shí),其排開水的體積是浸沒時(shí)的一半,由F浮=ρgV排可得此時(shí)工件所受的浮力:F′?。紽浮=×1×104N=5000N,故B正確;(3)由P﹣h圖象可知工件的高h(yuǎn)=12m﹣10m=2m,由F?。溅裧V排可得,工件的體積:V物=V排===1m3,故C正確;由V=Sh可得,工件的橫截面積:S===0.5m2,故D錯(cuò)誤。故選:D。【典例10】(2021春?莆田期末)學(xué)習(xí)了功率的知識(shí)后,小剛想粗略地測(cè)算自己在單杠上做引體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)的功率,如圖所示。(1)實(shí)驗(yàn)中依據(jù)的原理是(寫公式)P=。(2)需要的測(cè)量工具:體重計(jì)、秒表、刻度尺。(3)小剛測(cè)出了自己的質(zhì)量為m,連續(xù)做引體向上n次所用的時(shí)間t,并測(cè)出自己每做一次引體向上時(shí)的高度h。則他做引體向上時(shí)功率的表達(dá)式是P=?!敬鸢浮浚?)P=;(2)刻度尺;(3)高度h;P=?!痉治觥浚?)根據(jù)功率的計(jì)算公式P=斷功率的大??;(2)根據(jù)公式P===判斷出測(cè)量工具;(3)要測(cè)出做引體向上所做的功,應(yīng)測(cè)出上升的高度;根據(jù)公式P===得出表達(dá)式;【解答】解:(1)測(cè)量功率的原理:P=;(2)根據(jù)功率的計(jì)算公式P===可知,需知道質(zhì)量、人每次做引體向上時(shí)人上升的高度和所用的時(shí)間,因此需要的實(shí)驗(yàn)器材為:體重計(jì)、秒表、刻度尺;(3)引體向上是克服自身的重力做功,所以在測(cè)出自身重力的同時(shí),還需要測(cè)出人上升的高度h;連續(xù)做引體向上n次,所做的總功為:W=nmgh;他做引體向上時(shí)功率的表達(dá)式是:P==。故答案為:(1)P=;(2)刻度尺;(3)高度h;P=?!咀兪接?xùn)練1】(2021春?百色期末)甲、乙兩輛功率相等的汽車,如果在相等的時(shí)間內(nèi)勻速通過的路程之比為2:1,那么()A.它們的牽引力之比為1:2 B.它們的牽引力之比為2:1 C.它們做的功之比為1:2 D.它們做的功之比為2:1【答案】A。【分析】由兩車在相等的時(shí)間內(nèi)路程之比可求得速度之比;由P=Fv可得牽引力之比;由p=可求得做功之比?!窘獯稹拷猓簝绍囋谙嗟鹊臅r(shí)間內(nèi)勻速通過路程之比2:1,則由v=得:;由P=FV得:=因兩車功率和運(yùn)動(dòng)時(shí)間均相同,由W=pt得:做功之比為1:1。故選:A?!咀兪接?xùn)練2】(2021?合肥開學(xué))甲、乙兩輛完全相同的汽車在同一水平地面上做直線運(yùn)動(dòng)的s﹣t圖像如圖所示。請(qǐng)根據(jù)圖像判斷兩輛汽車的功率之比為P甲:P乙=2:1(空氣阻力忽略不計(jì))?!敬鸢浮?:1?!痉治觥扛鶕?jù)影響摩擦力大小的因素和二力平衡分析牽引力的大小;根據(jù)圖像分析速度的大小,根據(jù)公式P===Fv判定功率之比。【解答】解:甲、乙兩輛完全相同的汽車在同一水平地面上做直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)兩輛汽車對(duì)地面的壓力相同,地面的粗糙程度不變,故車與地面的摩擦力不變;汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng),牽引力與摩擦力是一對(duì)平衡力,大小相等,故F甲=F乙;由圖可知,在3s內(nèi),甲車通過的距離為30m,乙車通過的距離為15m;則甲車的速度為:v甲===10m/s;乙車的速度為:v乙===5m/s;則根據(jù)公式P===Fv可知,兩輛汽車的功率之比為:P甲:P乙=F甲v甲:F乙v乙=v甲:v乙=10m/s:5m/s=2:1。故答案為:2:1?!咀兪接?xùn)練3】(2021秋?濱海縣期中)跳繩是我市初中畢業(yè)生體育測(cè)試的項(xiàng)目之一,小華想利用所學(xué)的物理知識(shí)估測(cè)自己跳繩時(shí)克服重力的平均功率(不計(jì)繩重)。(1)用體重計(jì)測(cè)量自己的質(zhì)量m;(2)用刻度尺測(cè)出自己每次跳起的平均高度h(人的重心上升的高度);(3)用秒表(填測(cè)量器材)記錄跳n次所用的時(shí)間t(填物理量與其對(duì)應(yīng)字母);(4)計(jì)算出跳繩時(shí)克服重力的平均功率P=(用字母表示)。(5)兩人想比較跳繩的平均功率(假設(shè)兩人跳起的平均高度相同),則A。A.頻率相同,體重大的功率大B.頻率相同,跳的時(shí)間長(zhǎng)的功率大C.體重相同,頻率高的功率小D.體重相同,跳的時(shí)間長(zhǎng)的功率大(6)小華要想提高跳繩測(cè)試的成績(jī),請(qǐng)你從物理學(xué)角度為他提出一條合理的建議:降低跳起高度、減肥減輕體重。(7)若跳繩者的質(zhì)量m=50kg,跳繩者的重心高度隨時(shí)間變化的情況如上圖所示。根據(jù)圖中所給條件,可估算出此跳繩者在1min內(nèi)克服重力做功的平均功率為135W.(g取10N/kg)【答案】(3)秒表;時(shí)間t;(4);(5)A;(6)降低跳起高度;減肥減輕體重;(7)135?!痉治觥浚?)(4)估測(cè)自己跳繩時(shí)克服重力的平均功率,根據(jù)P==,要測(cè)出自己的體重m和跳起的高度h數(shù)出在一段時(shí)間里跳的次數(shù)及所用時(shí)間,故還用到測(cè)量時(shí)間的工具;(5)(6)由P=,當(dāng)功一定時(shí),時(shí)間越短,功率越大;當(dāng)時(shí)間一定時(shí),功越多,功率越大。相同時(shí)間里,跳的次數(shù)越多成績(jī)?cè)胶?。在時(shí)間相同,功率一定的情況下,所做的功是一樣的。每次做的功越少,相同時(shí)間里跳的次才越多,成績(jī)才越好;(7)求解克服重力所做的功可利用公式W=Gh求解計(jì)算功的大小,利用功率的公式P=計(jì)算功率的大小。【解答】解:(3)根據(jù)前面的分析,測(cè)出自己的質(zhì)量m和跳起的高度h。還要用秒表測(cè)出時(shí)間t。(4)自己所受的重力是mg;每次克服重力所做的功W=Gh=mgh,則跳n次所做的總功:W總=nmgh,則平均功率:P==。(5)頻率相同,體重大的,在相同時(shí)間里做的功多,功率大。所以A正確。B錯(cuò)誤。體重相同,頻率高,在相同時(shí)間里做的功多,所以功率大。故C錯(cuò)誤。體重相同,只要跳頻率相同,功率與跳的時(shí)間長(zhǎng)短無關(guān)。故D錯(cuò)誤。(6)相同時(shí)間里,跳的次數(shù)越多成績(jī)?cè)胶?。在時(shí)間相同,功率一定的情況下,所做的功是一樣的。每次做的功越少,相同時(shí)間里跳的次才越多,成績(jī)才越好。所以想提高跳繩測(cè)試的成績(jī),可以降低跳起高度、減肥減輕體重等。(7)跳繩者每跳一次克服重力所做的功W=Gh=50kg×10N/kg×0.09m=45J;由圖分析可知,每s跳一次,即每秒跳3次,則在1min內(nèi)可跳躍3×60=180(次),故1min內(nèi)克服重力做功的平均功率:P===135W;故答案為:(3)秒表;時(shí)間t;(4);(5)A;(6)降低跳起高度;減肥減輕體重;(7)135。課堂鞏固訓(xùn)練課堂鞏固訓(xùn)練一、選擇題。1.(2021春?木蘭縣期末)甲機(jī)械比乙機(jī)械的功率大,表示兩機(jī)械在做功時(shí)()A.甲比乙做功多 B.甲比乙的機(jī)械效率高 C.甲比乙做功快 D.甲比乙更省功【答案】C?!痉治觥抗β适枪εc做功時(shí)間的比值,數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)所做的功,在物理學(xué)中用功率表示做功的快慢?!窘獯稹拷猓汗β时硎咀龉Φ目炻?,甲機(jī)械比乙機(jī)械的功率大,說明甲機(jī)械比乙機(jī)械做功快,故C正確。故選:C。2.(2019?張家界模擬)如圖1所示兩位同學(xué)將相同重物從一樓搬到三樓,所用時(shí)間不同。由圖中提供信息,判斷以下說法正確的是()A.a(chǎn)圖中同學(xué)做功多,做功快 B.b圖中同學(xué)做功多,做功快 C.做功相同,a圖中同學(xué)做功時(shí)間少,做功快 D.做功相同,b圖中同學(xué)做功時(shí)間多,做功快【答案】C。【分析】比較做功快慢的方法有兩種:(1)在功相同時(shí),比較做功時(shí)間的長(zhǎng)短,做功時(shí)間越短功率越大;(2)在做功時(shí)間相同時(shí),比較做功的多少,做的功越多功率越大?!窘獯稹拷猓河蓤D可知兩人做的功相同,但做功時(shí)間不同,所以做功的快慢不同,做功時(shí)間少的同學(xué)做功快,即a圖同學(xué)做功快。故選:C。3.(2021春?泗水縣期末)一列時(shí)速為200km/h的列車從荊門站駛出,在平直軌道上勻速行駛100km,在運(yùn)行過程中機(jī)車的牽引功率為4800kW.則該列火車在這段時(shí)間內(nèi)所做的功、機(jī)車受到的阻力分別是()A.8.64×109J4.8×104N B.8.64×109J8.64×104N C.4.8×109J4.8×104N D.4.8×109J8.64×104N【答案】B。【分析】(1)已知機(jī)車的速度與路程,由速度公式的變形公式t=求出機(jī)車的運(yùn)行時(shí)間;已知機(jī)車功率與運(yùn)動(dòng)時(shí)間,由W=Pt可以求出火車所做的功;(2)已知火車所做的功與火車的路程,由功的變形公式F=可以求出機(jī)車的牽引力;由于火車做勻速直線運(yùn)動(dòng),處于平衡狀態(tài),受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力,大小相等?!窘獯稹拷猓海?)由v=得火車行駛100km所用的時(shí)間:t===0.5h=1.8×103s,火車所做的功:W=Pt=4800×103W×1.8×103s=8.64×109J,(2)由W=Fs得機(jī)車的牽引力:F===8.64×104N,由于火車做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以火車受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力,由二力平衡條件可得,火車受到的阻力:f=F=8.64×104N;故選:B。4.(2021春?承德期末)某轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)功率是120kW,它表示()A.此轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)能做1.2×105J的功 B.此轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)能做120J的功 C.此轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)在1s內(nèi)能做1.2×105J的功 D.此轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)在1s內(nèi)能做120J的功【答案】C?!痉治觥抗β适敲枋鑫矬w做功快慢的物理量,在數(shù)值上等于功和做功時(shí)間的比值,功率的基本單位是W,常用單位有kW、MW等?!窘獯稹拷猓耗侈I車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為120kW=1.2×105W=1.2×105J/s,表示發(fā)動(dòng)機(jī)1s做功1.2×105J。故選:C。5.(2021春?景縣期末)小明對(duì)四位同學(xué)做功情況各測(cè)量了一次,把四位同學(xué)做功W和所用時(shí)間t在坐標(biāo)系中描點(diǎn),得到了圖中甲、乙、丙、丁四個(gè)點(diǎn),這四個(gè)同學(xué)中做功功率最大的是()A.甲 B.乙 C.丙 D.丁【答案】A?!痉治觥扛鶕?jù)圖象中各點(diǎn)作出四位同學(xué)做功的W﹣t圖象,然后取相同的時(shí)間,比較做功的多少,利用公式P=比較做功功率的大小關(guān)系?!窘獯稹拷猓河蓤D可知,縱坐標(biāo)表示功,橫坐標(biāo)表示時(shí)間;分別連接坐標(biāo)原點(diǎn)和四個(gè)點(diǎn)作出四位同學(xué)做功的W﹣t圖象;在做功時(shí)間相同時(shí),甲做功最多,由功率的計(jì)算公式P=可知,甲的功率最大。。故選:A。6.(2020秋?南昌期中)班里組織一次比賽活動(dòng),從一樓登上三樓,比比誰的功率最大。為此,需要測(cè)量一些物理量,下列物理量中必須測(cè)量的量是()①三樓地面到一樓地面的高度②從一樓到達(dá)三樓所用的時(shí)間③每個(gè)同學(xué)的質(zhì)量或體重④一樓到三樓樓梯的長(zhǎng)度A.②③ B.③④ C.①②③ D.②③④【答案】A?!痉治觥康菢菚r(shí)是克服自身的重力做功,功等于重力和樓高的乘積,功除以登樓時(shí)間就是登樓的功率,結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆治??!窘獯稹拷猓旱菢鞘强朔陨碇亓υ谪Q直方向上做功,功率的計(jì)算公式為P===,因每位同學(xué)上樓的高度相同,故不需要測(cè)量樓高和一樓到三樓樓梯的長(zhǎng)度,需要測(cè)量的物理量是:每個(gè)同學(xué)的質(zhì)量或體重,從一樓到達(dá)三樓所用的時(shí)間。故選:A。7.(2020秋?新沂市期中)一輛汽車在平直公路上行駛,速度最大可達(dá)120km/h,如果把汽車上的發(fā)動(dòng)機(jī)改裝在一只汽船上,發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒定,最大速度可達(dá)30km/h,(發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒定)則勻速行駛時(shí)汽車受到的阻力是汽船受到阻力的()A.4倍 B.倍 C.16倍 D.倍【答案】B。【分析】發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒定,根據(jù)P===Fv可知,牽引力與速度成反比,已知兩種情況下的速度,故可求得牽引力之比;汽車與汽船均做勻速直線運(yùn)動(dòng),阻力和牽引力是一對(duì)平衡力,從而得出汽車受到的阻力與汽船受到阻力的關(guān)系?!窘獯稹拷猓喊l(fā)動(dòng)機(jī)的功率P===Fv,在功率一定時(shí),牽引力與速度成反比;汽車與汽船的速度之比:v1:v2=120km/h:30km/h=4:1,則汽車和汽船受到牽引力之比是1:4;因汽車和汽船均做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以阻力和牽引力是一對(duì)平衡力,則汽車受到的阻力與汽船受到阻力之比為1:4,故汽車受到的阻力是汽船受到阻力的倍。故選:B。二、填空題。8.(2021春?莊河市期末)甲、乙二人同時(shí)開始登山,已知甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量,甲先到達(dá)山頂,則做功快的是甲,功率大的是甲?!敬鸢浮考祝患?。【分析】登山時(shí)需要克服自身的重力做功,都登上山頂時(shí)上升的高度相同,已知甲的質(zhì)量大于乙,根據(jù)公式W=Gh=mgh可知兩人做功的多少;由題意可知兩人所用時(shí)間的關(guān)系,根據(jù)P=比較甲乙的功率大小。【解答】解:甲乙二人登山時(shí)需要克服自身的重力做功,都登上山頂時(shí)上升的高度相同,已知甲的質(zhì)量大于乙,根據(jù)公式W=Gh=mgh可知,甲做的功比乙多;兩人同時(shí)出發(fā),甲先到達(dá)山頂,即甲所用時(shí)間少,且甲做功比乙多,則根據(jù)P=可知,甲的功率大,即甲做功快。故答案為:甲;甲。9.(2021春?葉縣期末)如圖所示,同學(xué)們?cè)谘芯縿蛩僦本€運(yùn)動(dòng)時(shí),將兩個(gè)完全相同的物體放在同一水平地面上,沿同一方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。若不計(jì)空氣阻力,且v1>v2,則它們所受的摩擦力f1=f2;拉力的功率P1>P2(兩空均選填“>”、“<”或“=”)?!敬鸢浮浚?;>。【分析】影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素是:接觸面所受壓力和接觸面的粗糙程度,通過分析接觸面所受壓力和接觸面粗糙程度的關(guān)系得出兩物體所受摩擦力大小的關(guān)系;在水平方向上,若不計(jì)空氣阻力,兩個(gè)物體都受拉力F與滑動(dòng)摩擦力f作用,兩個(gè)物體都做勻速直線運(yùn)動(dòng),處于平衡狀態(tài),據(jù)此得出兩物體所受拉力的大小關(guān)系,已知v1>v2,根據(jù)P===Fv可知拉力的功率P1、P2的大小關(guān)系?!窘獯稹拷猓簝蓚€(gè)完全相同的物體在同一水平面上運(yùn)動(dòng),兩物體對(duì)水平地面的壓力等于自身的重力,故兩物體對(duì)水平地面的壓力相等,接觸面的材料與接觸面的粗糙程度相同,所以兩物體所受的摩擦力大小相等,即f1=f2;在水平方向上,若不計(jì)空氣阻力,兩個(gè)物體都受拉力F與滑動(dòng)摩擦力f作用,兩個(gè)物體都做勻速直線運(yùn)動(dòng),處于平衡狀態(tài),所以F1=f1,F(xiàn)2=f2,所以F1=F2;已知v1>v2,根據(jù)P===Fv可知拉力的功率P1>P2。故答案為:=;>。10.(2020春?大埔縣期末)九年級(jí)二班的男同學(xué)要舉行爬樓比賽,看看誰的功率大,要測(cè)出某同學(xué)爬樓的功率:(1)已測(cè)出了這個(gè)同學(xué)的質(zhì)量m,還需要測(cè)出的物理量是爬樓所用時(shí)間t、爬樓的高度h。(2)還需要的測(cè)量工具是秒表、卷尺。(3)由測(cè)得的物理量,計(jì)算爬樓功率的表達(dá)式為P=?!敬鸢浮浚?)爬樓所用時(shí)間t、爬樓的高度h;(2)秒表、卷尺;(3)P=。【分析】功率是指物體單位時(shí)間內(nèi)完成的功,所以要想測(cè)出功率,我們需要測(cè)出爬樓時(shí)所做的功和所用的時(shí)間。功又等于力與距離的乘積,所以需直接測(cè)量的應(yīng)該包括同學(xué)的體重和爬樓的高度,據(jù)此我們?cè)龠x擇測(cè)量工具。功率的表達(dá)式也應(yīng)該從功率的公式中,根據(jù)測(cè)量的量推導(dǎo)得出。【解答】解:(1)根據(jù)公式P=,還需測(cè)出爬樓所用的時(shí)間t,再根據(jù)W=Gh,有了質(zhì)量m,還需測(cè)出爬樓的高度h;(2)測(cè)時(shí)間要用到秒表,測(cè)高度則需要卷尺;(3)根據(jù)公式,結(jié)合測(cè)量的量進(jìn)行推導(dǎo)得出P===。故答案為:(1)爬樓所用時(shí)間t、爬樓的高度h;(2)秒表、卷尺;(3)P=。11.(2021?河西區(qū)二模)在自由下落過程中,物體運(yùn)動(dòng)速度會(huì)越來越快,一個(gè)物體由A點(diǎn)自由下落,相繼經(jīng)過B、C兩點(diǎn),已知AB=BC.如圖所示,物體在AB段重力做功W1,做功功率P1;在BC段重力做功W2,做功功率P2,則W1=W2,P1<P2(兩空均選填“>”、“<”或“=”)。【答案】=;<?!痉治觥恳阎狝B=BC,根據(jù)W=Gh可知這兩段物體做的功相等;因小球在自由下落時(shí)做加速下落運(yùn)動(dòng),所以根據(jù)速度公式可知經(jīng)過相同路程的時(shí)間關(guān)系,再根據(jù)功率公式得出它們的功率關(guān)系?!窘獯稹拷猓河深}AB=BC,根據(jù)W=Gh可知,物體在AB段和BC段做的功相等,即W1=W2;由于小球在自由下落時(shí)做加速運(yùn)動(dòng),由v=可得t=,小球在BC段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間短,根據(jù)公式P=可知,物體在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率,即P1<P2。故答案為:=;<。12.(2021?昆明)采用功與時(shí)間比值的方法,得到“單位時(shí)間”內(nèi)做的功,這樣就方便比較做功的快慢了,這個(gè)比值叫做功率。這種方法,實(shí)質(zhì)上還是用時(shí)間相同比較功(選填“時(shí)間相同比較功”或“功相同比較時(shí)間”)來比較做功快慢的?!敬鸢浮抗β?;時(shí)間相同比較功。【分析】(1)功率是表示做功快慢的物理量,在數(shù)值上等于功與時(shí)間的比值;(2)比較物體做功快慢有兩種方法:①做相同的功,比較時(shí)間的長(zhǎng)短,用時(shí)越長(zhǎng),做功越慢;②在相同的時(shí)間內(nèi),比較做功的多少,做功越多,做功越快?!窘獯稹拷猓汗εc時(shí)間比值叫做功率;比較做功快慢的方法有兩種,一是相同的時(shí)間比較做功;二是功相同比較時(shí)間。利用“單位時(shí)間”內(nèi)做的功比較做功的快慢,實(shí)質(zhì)上還是用相同的時(shí)間比較做功。故答案為:功率;時(shí)間相同比較功。13.(2021秋?九江月考)以相同功率正常勻速行駛的兩輛汽車,在相同時(shí)間內(nèi)兩車通過的路程之比為2:1,則兩車所做功之比是1:1,兩車所受牽引力之比是1:2?!敬鸢浮?:1;1:2?!痉治觥恳阎β氏嗟?,在相等的時(shí)間內(nèi),根據(jù)W=Pt可求出出兩車所做的功之比;再根據(jù)W=Fs變形,可求出牽引力之比?!窘獯稹拷猓海?)兩車功率相同,根據(jù)P=可知,在相等的時(shí)間內(nèi)做的功相等,即兩車所做的功之比為1:1;(2)由W=Fs可得,F(xiàn)=,兩車所受牽引力之比為:F1:F2=:=×=×=1:2。故答案為:1:1;1:2。14.(2021春?黃浦區(qū)校級(jí)月考)功率是表示做功快慢的物理量。甲、乙兩臺(tái)機(jī)器正常工作時(shí)的功率分別為100瓦,200瓦,當(dāng)兩臺(tái)機(jī)器正常工作時(shí),甲做功一定比乙慢,甲做功可能比乙多(后兩格選填“一定”或者“可能”或者“不可能”)?!敬鸢浮孔龉炻灰欢?;可能?!痉治觥扛鶕?jù)功、功率關(guān)系分析;功率是單位時(shí)間內(nèi)做的功的多少,功率大表明做功快?!窘獯稹拷猓汗β适潜硎咀龉炻奈锢砹浚β蚀笳f明做功快,功率是單位時(shí)間內(nèi)做的功的多少,時(shí)間不知道,所以不能說明做功的多和少。故答案為:做功快慢;一定;可能。三、實(shí)驗(yàn)探究題。15.(2021春
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