初中物理第2节 功率随堂练习题

这是一份初中物理第2节 功率随堂练习题，文件包含专题22功率原卷版docx、专题22功率解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共32页， 欢迎下载使用。
第十一章 功和机械能
专题22. 功率

1. 物理观念：理解功率的定义，理解功率是描述做功快慢的物理量。能够应用该公式进行简单的功率计算。
2. 科学思维：通过对比区分功和功率。能利用控制变量法比较功率的大小。
3. 科学探究：能运用功率的定义式推导计算式P＝Fv，进行理论探究。
4. 科学态度与责任：通过介绍科学家瓦特事迹，激发学生学习热情，有为科技发展勤奋学习的意识。对机械做功快慢问题提出合理换建议。

知识点1. 功率
1.定义：功和做功所用时间之比叫作功率，它在数值上等于单位时间内所做的功。
2.物理意义：功率表示物体做功的快慢。
3.公式及单位
（1）公式：，其中W——功——焦耳（J），t——时间——秒（s），P——功率——焦每秒（J/s）。
（2）在国际单位制中功率的单位是瓦特，简称瓦，符号用W表示。1W＝1J/s。
（3）功率的常用单位还有千瓦（kW）,兆瓦（MW）。1MW＝103kW＝106W。
（4）变形公式：，
注意：功和功率的辨析
（1）概念：功是力与物体在力的方向上移动距离的乘积；而功率是物体做的功与所用时间之比。
（2）定义式：功——；功率——。
（3）单位：功——J；功率——W。
（4）物理意义：功——力的作用成效；功率——力（物体）做功的快慢。
（5）联系：。
功率和功是两个不同的概念。功率由物体所做的功和完成这个功所用的时间共同决定，物体做功越多，所用时间越少，其功率越大。所以，做功多，不一定做功快；反之，做功快，不一定做功多（后两空填“一定”或“不一定”）。
知识点2. 功率的导出公式 P＝F·v
1.如果作用于物体上的力F为恒力，且物体以速度v匀速运动，则力对物体做功的功率保持不变。
2.若P恒定，则F越大，V越小；F越小，V越大。
如：很多动力机器通常有一个额定功率，且通常使其在额定功率状态工作(如汽车)，根据P＝Fv可知：当路面阻力较小时，牵引力F也小，v可以大，即汽车可以跑得快些。当路面阻力较大，或爬坡时，需要比较大的牵引力，v必须小。这就是爬坡时汽车换低速挡的道理。
3.若F恒定，V越大，P越大：
在动力机器原来在远小于额定功率的条件下工作，例如汽车刚刚起动后的一段时间内，若保持牵引力恒定不变，速度逐渐增大过程中，功率也逐渐增大。但是这一情况应以二者乘积等于额定功率为限度，即当Fv=P额。以后，这种情况不可能实现。
把做功多少与做功快慢混为一谈，导致解题错误
做功用多少表示，功率用做功快慢表示。做功“多少”与“快慢”的意义不同，做功多的不一定做功快，做功少的不一定做功慢。只有做功时间相同时，做功多的做功才快，即功率才大。所以，描述功率时不能说物体做功越多，功率越大，也要注意时间的多少，一般描述为单位时间内（或相同时间内），物体做功越多，功率越大。

考查角度1. 比较做功的快慢
1.方法一
（1）举例：运送同样多的砖到同样高的地方，起重机比滑轮组用时短，说明起重机用时短，说明起重机做功快。
（2）归纳：做同样多的功，比较做功所用时间的长短，所用时间越短，做功越快。
2.方法二
（1）举例：在相同的时间内，起重机比滑轮组搬运到相同高度处的砖要多，说明起重机做功快。
（2）归纳：在相同时间内，比较做功的多少，做的功越多，做功越快。
3.方法三
（1）举例：将砖搬到相同的高度处，起重机和滑轮组在搬运砖的多少和搬运时间不同时，可以用做的功与做功所用时间的比进行比较，比值大的做功快。
（2）归纳：当做功多少和时间长短都不相同时，取所做的功跟所用时间的比值进行比较，比值大的做功快，比值小的做功慢。
【例题1】（2022江苏南通）“六•一”期间，小莉和同学们到七星峰旅游时进行了一场登山比赛。下列有关功率的说法正确的是（ ）
A. 用时最短的功率最大B. 速度最快的功率最大
C. 体重最大的功率最大D. 做功最快的功率最大
【答案】D
【解析】功率是指物体做功快慢的物理量，做功最快的功率最大。比较功率的大小，需要知道所做的功及所用时间的多少。故ABC错误，D正确。故选D。
考查角度2. 功率的测算
实验：测算人登楼的功率
1.原理：、。
2.测量的物理量：人的质量、登楼的高度、登楼的时间。
3.测算过程
（1）人匀速登楼，竖直向上的动力F大小等于其重力G，而G＝mg，故应先测人的质量m。
（2）测出人登楼的高度h（s＝h），即竖直上升的高度。可以测出一级台阶的高度h0，再数出所登台阶的数目n,则h＝h0。
（3）测出人登楼的时间。
（4）运用公式，人登楼的功率。
【例题2】小刚想粗略地测算自己在单杠上做引体向上的运动时的功率，如图所示。
（1）需要的测量工具：体重计、秒表、 。
（2）小云采用了合适的方法，记录数据，请帮他在空格处补上相应的数据。（g＝10N／kg）
【答案】（1）刻度尺（2） 300 125
【解析】（1）引体向上是克服自身重力做功的，所以需要知道每次引体向上身体上升的高度，需要使用刻度尺进行测量。
（2）通过表格分析可知，完成一次引体向上时，升高的距离为0.6m，重力为
拉一次克服重力所做的功为
5次所做的功为
功率为
考查角度3. 功率定义式P=W/t和功率推导式P=Fv的应用
1.使用公式计算时注意的问题
（1）在运用及其变形式进行计算时，一定要注意三个物理量间的对应关系，“W ”一定对应时间“t”内所完成的功，不要张冠李戴。
（2）要注意区分功率的单位W和功的符号W 。在书写时，功率的单位W用正体，而功的符号W 用斜体。
2.对两个功率表达式的理解
（1）功率只反映做功的快慢，不表示做功的多少。
（2）功率由做功的多少和做功的时间共同决定。功率大，做功不一定多；做功多或做功所用时间少，功率不一定大。
（3）公式实际上是求物体的平均功率。
（4）公式常用于机车运动情况。
（5）由知，当功率一定时，F与v成反比。
【例题3】“共建卫生城市，构建美好家园”，如图所示是“雾炮车”喷洒水雾以减少扬尘的情段。某次喷酒完后，该车在的牵引力作用下，匀速通过200m的平直道路用时20s。求：
（1）此过程中该车的速度；
（2）此过程中该车牵引力的功率。
【答案】（1）10m/s；（2）4×104W
【解析】（1）由题意可知，根据公式可得此过程车的速度为
（2）根据公式P=Fv可得，该车牵引力的功率为
P=Fv=4×103N×10m/s=4×104W
【例题4】（2023山东滨州）如图所示，重为20N，棱长为10cm的正方体物块放在水平桌面上，在10N的水平拉力F作用下，5s内沿水平方向匀速移动了50cm，则物块对水平桌面的压强为______Pa，水平拉力F做功的功率为______W。

【答案】 1000 1
【解析】在水平面上压力等于重力，即
F=G=20N
物体对地面的压强
拉力做的功
W = Fs =10N × 50× 10-2m =5J
拉力做功的功率

1．一次体育课上，甲、乙两同学进行爬爬竿比赛，甲从某一位置匀速爬到竿顶用时8s，乙从同一位置匀速爬到竿顶用时12s。若甲、乙两人体重相等，则他们爬竿功率之比为（ ）
A．2∶3B．3∶2C．4∶9D．9∶4
【答案】B
【解析】因为甲、乙两同学从同一位置爬到竿的顶端，且二人体重相等，则由功的公式W=Gh可知，二人克服重力所做的功相等，根据功率的公式可知二人爬竿功率之比
故B符合题意。故选B。
2．妈妈与小明进行爬山比赛，他们选择的起点、路径和终点都相同，全程设为匀速运动，妈妈的体重是小明的2倍，妈妈所用的时间是小明的3倍，若妈妈克服自身重力做功为W1、功率为P1，小明克服自身重力做功为W2、功率为P2，则下列关系正确的是（ ）
A．W1：W2=2：1 P1：P2=6：1B．W1：W2=2：3 P1：P2=2：1
C．W1：W2=2：1 P1：P2=3：2D．W1：W2=2：1 P1：P2=2：3
【答案】D
【解析】（1）爬山比赛过程中，两人爬山的高度相同，根据W=Gh求出做功之比；
（2）根据P=求出功率之比。
由题可知，妈妈与小明爬山的高度相同，妈妈的体重是小明的2倍，妈妈所用的时间是小明的3倍，
由W=Gh可得，妈妈和小明克服重力做功之比：===；
由P=可得，妈妈和小明克服重力做功的功率之比：==×=×=，故D正确。
3．如图所示，是跳伞运动员在匀速下落过程中，下落的速度v、下落的路程s、重力做的功W和重力做功的功率P随时间t变化规律的图象，其中正确的是（ ）

A B C D
【答案】AD．
【解析】图象中的横坐标和纵坐标所代表的物理量，再根据图象的形状判断物理量间的关系或变化规律
AB、跳伞运动员匀速下落过程中，做匀速直线运动，v不随时间变化，故在图象中为平行于时间轴的直线，在s﹣t图象中，匀速直线运动为倾斜的直线；故A正确、B错误；
C、根据W=Gh=Gvt，其中重力G、速度v是一定值，重力做的功W与时间t成正比，图象为倾斜的直线，故C错误；
D、根据P=Fv=Gv，其中重力G、速度v是一定值，故功率P也为一定值，图象为平行于时间轴的直线，故D正确．
4. 一个木块放在粗糙程度相同的水平地面上，如果对木块施加的水平拉力为F，如图甲所示；F的大小与时间t的关系如图乙所示；木块的运动速度v与时间t的关系如图丙所示，以下说法正确的是（ ）
A. 当t=1s时，木块受到的摩擦力是0
B. 当t在2-4s内，木块做匀速直线运动，受到的摩擦力为5N
C. 当t在4-6s内，拉力F的功率为6W
D. 当t在2-6s内，木块的机械能保持不变
【答案】C
【解析】A．由图乙可知，物体在t=1s时受到的拉力为1N，由图丙可知此时物体处于静止状态，所以受到的摩擦力等于拉力为1N，故A错误；
B．由图乙可知，物体在4-6s内受到的拉力为3N，由图丙可知4-6s内物体做匀速运动直线运动，在4-6s内受到的摩擦力等于此时的拉力为3N；由图乙可知在2-4s内，物体做加速直线运动，接触面粗糙程度、受到的压力不变，所以在2-4s内受到的摩擦力为3N。故B错误；
C．由图乙可知，物体在4-6s内受到的拉力为3N，由图丙可知4-6s内物体做速度为2m/s的匀速运动直线运动，此时拉力的功率P=W/t=Fv=6W；故C正确；
D．在2~6s内，木块受到拉力和摩擦力的作用，机械能在不断变化，故D错误。故选C。
5．如图所示，物体在力F的作用下水平向右运动，水平地面O点两侧粗糙程度不同，力F沿水平方向、大小恒为3N。物体经过M点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置（ ）
A．由图可知，物体一直在做匀速直线运动
B．物体在MO段和OQ段受到的摩擦力分别为和，则大于
C．力F在MN、OP段做功率分别为、则大于
D．若在Q点撤去一切外力，物体将在Q点保持静止
【答案】B
【解析】A．由图可知，MO之间经过相同的时间通过的路程总相等，物体做匀速直线运动，在OQ段，相同时间内通过的路程，不断增大，做加速运动，所以物并不是一直在做匀速直线运动，故A不符合题意；
B．物体在水平面上滑动，MO做匀速直线运动，根据力和运动的关系可知，此时f1=F，OQ段物体做加速运动，根据力和运动的关系可知，此时f2 f2，故B符合题意；
C．根据W=Fs可知力F在MN、OP段力的大小相同，物体沿力的方向移动距离相等，所以F在MN、OP段做的功相等，即W1=W2，由图可知，物体在MN段运动的时间大于在OP段运动的时间，根据p=W/t可知，在做功相同时，做功时间越长功率越小，故P1