11.2 功率（分層作業(yè)）- 八年級物理下冊同步備課系列（人教版）(解析版)

學而優(yōu)教有方11.2功率一、比較做功的快慢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?！敬鸢浮孔龉Γ龉r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，比較做功的多少。2.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．下學期期中階段質量調研初二（1）班同學在體育課上進行“引體向上”活動，三位同學為了比較誰做功快，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。然后將數據記錄在下面的表格中。（1）分析比較實驗序號中的數據，可以得出的初步結論是：當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中的數據，可以得出的初步結論是。（3）分析比較實驗序號2與3中的數據，若要比較乙、丙兩位同學做功的快慢，應在表格中添加的欄目是，因此為了比較做功快慢，物理學中引入了物理量。序號學生重力（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【答案】（1）1與2；（2）當做功相同時，所用時間越少，做功越快；（3）功/時間（J/s）；功率?！窘馕觥浚?）根據初步結論：當做功所用的時間相同時，做功越多，做功越快。應該分析比較實驗序號1與2中的數據；（2）分析比較實驗序號1與3中的數據可知，做功相等，時間不等，可以得出的初步結論是：當做功相同時，所用時間越少，做功越快；（3）分析比較實驗序號2與3中的數據，乙、丙兩位同學做功的多少不等、時間不等，若要比較乙、丙兩位同學做功的快慢，應該用所做的“功/時間”進行比較，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。【解析】功率是表示物體做功快慢的物理量；根據功率公式得：P＝EQ\F(W,t)=EQ\F(800J,2S)＝400W功率在數值上等于單位時間內所做的功，所以400W表示的物理意義是：牽引力每s做功400J。5．登樓比賽時某女同學從教學樓底樓快速登上五樓，共用了12s，該同學登樓時的功率最接近于（）A．50W B．100W C．500W D．1000W【答案】C【詳解】估計該同學的體重為500N，每層樓高3m，登上5樓共登了4層，所以登的高度是12m，該同學克服重力做的功W該同學克服重力做功的功率P=故選C。7.汽車爬坡時，駕駛員的操作是：加大油門，同時將變速器換成低速擋。加大油門是使發(fā)動機發(fā)揮最大的功率，那么，在爬坡時，減少汽車的速度是為了（）A．減小慣性 B．獲取更大的動力C．省油 D．增大慣性【答案】B【詳解】汽車爬坡時，需要發(fā)動機有很大的牽引力，而單靠增大功率無法達到必要的牽引力，由P=Fv得：要想使F增大，只能減小速度。當功率為最大，速度最小時，牽引力最大；所以，減小速度可以增大發(fā)動機的牽引力，不是為了保證安全；油量取決于油門的大小，所以，也無法省油；機械效率取決于損耗能量的多少，而減小速度不會減小能量的損耗，故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。8.九年級的小明和體育老師比賽爬樓梯，他和老師同時從同一棟樓的一樓開始爬到四樓，小明的體重小于體育老師的體重，結果體育老師先到達四樓。小明和體育老師做的功分別為W1和W2，功率分別為P1和P2，則下列選項正確的是（

）A．W1<W2，P1=P2 B．W1>W2，P1=P2C．W1=W2，P1=P2 D．W1<W2，P1<P2【答案】D【詳解】小明的體重小于體育老師的體重，二人上升的高度相同，根據W=Gh可知小明和體育老師做的功W1<W2；體育老師先到達四樓，老師所用的時間短，根據p=W/t可知小明和體育老師做功的功率P1<P2。故D正確，ABC錯誤。故選D。9.重的木塊在大小為的水平拉力作用下，內沿水平地面前進，則此過程中木塊重力做功J，拉力做功J，功率是W?！敬鸢浮?，100，10?！驹斀狻课矬w受到的重力方向豎直向下，此過程中，物體運動的方向沿水平方向，物體運動的方向與重力方向相互垂直，重力不做功，即重力做功為0J。拉力做的功為W拉力做功的功率為

P=10.一架我國自行研制的殲-8Ⅱ戰(zhàn)斗機的質量為，發(fā)動機用的推力使飛機在內前進，則飛機發(fā)動機推力做的功J，推力的功率為W（取g=10N/kg）。【答案】4×108，4×107?！驹斀狻匡w機的推力所做的功是W=Fs=8×104N×5000m=4×108J推力的功率為P=11．一個小球從A點由靜止開始下落，速度越來越大，相繼經過B、C兩點，如圖所示。若A、B兩點間的距離等于B、C兩點間的距離，則下列說法中正確的是（）A．小球在下落過程中受力平衡B．小球在下落過程中重力做功C．小球所受的重力在AB段做的功小于在BC段做的功D．小球所受的重力在AB段做功的功率大于在BC段做功的功率【答案】B【詳解】A．小球在下落過程中，速度越來越大，其運動狀態(tài)發(fā)生改變，受力不平衡，故A錯誤；B．小球在下落過程中受到重力作用，且在重力方向上有距離，故重力做功，故B正確；C．根據功的計算公式：W=Fs，小球所受的重力不變，移動的距離相等，故重力在AB段做的功等于在BC段做的功，故C錯誤；D．根據公式p=W/t，小球所受的重力在AB段做功等于在BC段做的功，但在BC段的時間小，故重力在AB段的功率小于在BC段做功的功率，故D錯誤。故選B。11．“馬力”是一種功率單位，它是怎樣產生的呢？200多年前，工程師根據瓦特的設計，一個啤酒廠訂購了一臺，想代替馬匹去牽動抽水機，于是，他從自己的馬群中選了一匹最強壯的馬，經過折算得出：一匹馬每秒能夠把75千克的水提高1米。請你計算：1馬力=W，故事中的馬8小時做功J，這些功如果由功率為12kW的機器完成，需要h。（取g=10N/kg）【答案】750，2.16×107，0.5?！驹斀狻刻嵘闹亓=mg=75kg×10N/kg=750N將水提升1m做的功W=Gh=750N×1m=750J做功功率P=即1馬力的大小為750W。馬8小時做的功W′=Pt′=750W×8×3600s=2.16×107J這些功如果由功率為12kW的機器完成，需要的時間t12．研學活動中，同學們記錄了質量為40kg的小芳跳繩時的數據，并繪制了跳繩時重心移動的高度h隨時間t變化的圖像，如圖所示。（g取10N/kg）（1）求小芳每跳繩一次克服自身所受重力做的功；（2）求小芳1min內跳繩克服自身所受重力做功的平均功率；（3）小芳想要提高1min內跳繩測試的成績，請你從物理學的角度給小芳提供一條合理的建議。

【答案】（1）20J；（2）50W；（3）降低每次跳繩跳起的高度。【詳解】（1）由圖像可知，小芳每次跳的高度為5cm，小芳每跳繩一次克服自身所受重力做的功W=Gh=mgh=40kg×10N/kg×0.05m=20J（2）由圖像可知，小芳在0.4s內完成一次跳繩動作，所以在1min內跳繩的次數n1min內跳繩克服自身所受重力做的總功W1min內跳繩克服自身所受重力做功的平均功率P（3）想要提高1min內跳繩次數，可以降低每次跳繩跳起的高度。答：（1）每跳繩一次克服自身所受重力做的功為20J；（2）1min內跳繩克服自身所受重力做功的平均功率為50W；（3）想要提高1min內跳繩測試的成績，可以降低每次跳繩跳起的高度。13．如圖所示是大剛同學兩手做俯臥撐時的示意圖，他的身體可視為杠桿，如圖乙所示，O點為支點，A點為重心，已知每只手所受的支持力大小為200N，該同學的質量為kg，若他在10s內做了10個“俯臥撐”每次肩膀上升的高度為40cm。該同學10s內做功的功率為W（g=10N/kg）。

【答案】60，160?！驹斀狻坑筛軛U平衡條件知F×l1=Ｇ×l2即400N×1.5m＝G×1m解得該同學的重力G＝600N，則該同學的質量m=設每次重心上升的高度為hh解得h＝803cm，做1個W=Gh該同學10s內做功的功率為P=14．2022年，我國快遞業(yè)務量首破950億件，如圖是一物流機器智能車配送時情景，該車質量為450kg，在某平直道路上勻速行駛速度為4m/s，已知機器所受阻力為車重的0.1倍。（取10N/kg）求：（1）該物流機器智能車的重力；（2）勻速行駛1min牽引力做的功；（3）牽引力做功的功率。【答案】（1）4500N；（2）108000J；（3）1800W【詳解】（1）該物流機器智能車的重力為G=mg=450kg×10N/kg=4500N（2）機器所受阻力為f由于物流機器智能車在平直道路上勻速行駛，物流機器智能車受力的阻力與物流機器智能車的牽引力是一對平衡力，即物流機器智能車的牽引力F=f勻速行駛1min的路程s=vt牽引力做的功W=Fs（3）牽引力做功的功率P=答：（1）該物流機器智能車的重力為4500N；（2）勻速行駛1min牽引力做的功為108000J；（3）牽引力做功的功率為1800W。15.學校新購了一箱物理器材，小云同學將它從一樓搬到三樓，小彬同學想測定小云搬運器材過程中對箱子做功的功率，請幫他完成以下問題。（1）實驗器材：、、；（2）小彬同學設計的測量步驟如下，其中多余的是；A．測出箱子的質量mB．測出樓梯的總長度LC．測出一樓到三樓的豎直高度hD．測出小云上樓所用的時間tE.算出小云搬運箱子的功率P（3）小云搬運器材過程中對箱子做功的功率的表達式是P=；（4）請你幫小彬實驗數據表格的表頭補充完整。_________一樓到三樓的豎直高度h/m__________________\\\\\\\\【答案】（1）臺稱，卷尺，秒表；（2）B；（3）mght；（4）【詳解】（1）測量小云同學搬運器材過程中對箱子做功的功率，需結合公式P=m為箱子的質量，h為一樓到三樓的豎直高度，t為上樓所用的時間；所以需要臺秤測量箱子的質量m、用卷尺測量一樓到三樓的豎直高度h，用秒表測量上樓所用的時間t。（2）由以上分析可知并不需要測量樓梯的總長度。（3）小云搬運器材過程中對箱子做功的功率的表達式是P=（4）實驗數據的記錄表格包括箱子的質量、樓梯高度、登樓時間、功率這四個內容，如下表。箱子的質量m/kg樓到三樓的豎直高度h/m一所用的時間t/s功率P/W16．（2023·上?！そy(tǒng)考中考真題）用大小為10牛的水平方向的推力F使重力為20牛的物體在5秒內勻速運動4米，求這段時間里物體推力F做的功W和功率P?！敬鸢浮?0J，8W【詳解】推力F做的功W=Fs推力F的功率P=答：這段時間里物體推力F做的功W為40J，功率P為8W。17.（2023·四川內江·統(tǒng)考中考真題）如圖是當今世界上最新研發(fā)的“偵探獵犬”超音速汽車，最大車速能達到1.6×103km/h，它創(chuàng)造了短期內無法超越的世界紀錄。在某次測試中，該超音速汽車以1.26×103km/h的速度在水平軌道上勻速直線行駛時，汽車受到水平方向的阻力為1.8×105N，求在這次測試中：（1）汽車受到水平方向的牽引力；（2）汽車牽引力的功率。

【答案】（1）1.8×105N；（2）6.3×107W【詳解】（1）由題意可知，超音速汽車在水平軌道上勻速直線行駛時，處于平衡狀態(tài)，受到平衡力作用，因此汽車在水平方向上受到的阻力和牽引力是一對平衡力，大小相等，則汽車受到水平方向的牽引力為F=f=1.8×105N

（2根據P=可得，汽車牽引力的功率為P=Fv答：（1）汽車受到水平方向的牽引力為1.8×105N；（2）汽車牽引力的功率為6.3×107W。18．（2023·四川雅安·統(tǒng)考中考真題）為加快川藏鐵路建設進度，建設者節(jié)假日依然奮戰(zhàn)在一線。工地上工人師傅用叉車將質量為1000kg的貨物勻速提高1.5m用時5s（g取10N/kg）。求：（1）貨物的重力；（2）貨物上升的速度；（3）叉車提升貨物的功率。【答案】（1）1×104N；（2）0.3m/s；（3）3000W【詳解】（1）貨物的重力為G=mg=1000kg×10N/kg=1×104N（2）貨物上升的速度為v=（3）叉車提升貨物的功率為P=答：（1）貨物的重力為1×104N；（2）貨物上升的速度為0.3m/s；（3）叉車提升貨物的功率為3000W。19.（2023·湖北十堰·統(tǒng)考中考真題）如圖甲是中國海軍十堰艦停泊在港灣時的情景，相關參數如下表；執(zhí)行任務過程中，該艦以恒定最大推進功率航行；（g取10N/kg）求：排水量1220t吃水深度4m最大航速12.5m/s最大推進功率12500kW（1）十堰艦滿載停泊在港灣時所受浮力大??；（2）若十堰艦從靜止出發(fā)，加速航行0.96km時達到最大航速，圖乙是本次航行的v-t圖像，求加速階段的平均速度；（3）十堰艦以最大航速水平勻速直線航行時，十堰艦所受阻力大小?！敬鸢浮浚?）1.22×107N；（2）8m/s；（3）1×106N【詳解】（1）由阿基米德原理可得，護衛(wèi)艦滿載時，受到海水的浮力F浮=G排=m排g=1220×103kg×10N/kg=1.22×107N（2）由乙圖可知，該艦加速航行達到最大航速12.5m/s，用時120s，航行0.96km，則加速階段的平均速度v=（3）護衛(wèi)艦的最大航速為12.5m/s，水平勻速直線航行時，受到的阻力與牽引力是一對平