初中物理人教版八年级下册11.1 功优秀练习

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课时11.2 功率（帮课堂）（原卷版）【学习目标】1.理解功率的概念；2.会利用功率解释生活中常见现象；3.认识生活中常见功率值；4.能进行功率的简单计算。【知识导图】【基础知识】知识点一、比较做功快慢的方法（比值定义法）做功有快慢之分，那么，怎样比较做功的快慢呢？下面我们类比速度的定义进行说明。比较运动的快慢比较做功的快慢时间相同，比路程时间相同，比较做功的多少路程相同，比时间做功多少相同，比较所用时间路程、时间都不同时，用路程除以时间做功多少、所用时间都不相同时，用做功多少处于做功时间  路程与时间之比叫速度，它在数值上等于单位时间内的路程功与做功时间之比叫功率，它在数值上等于单位时间内所做的功知识点二、功率1.功率的概念 内容举例说明功率的物理意义（1）功率是不是物体做功快慢的物理量。功率越大，不是物体做功越快；功率越小，不是物体做功越慢。（2）功率的大小表示物体单位时间内做功的多少。例如，小明推箱子做功的功率为80W，表示小明每秒对箱子做功80J。做功相同，做功时间不同功率将功与做功所用时间的比叫功率相同时间内做功越多，表示做功越快 ★特别提醒做功“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。【典例1】甲、乙两人爬楼比赛，同时从一楼出发跑上五楼，结果甲先到而获胜，则下列说法正确的是（  ）。A．甲做功多， 甲的功率大；B．乙做功多，乙的功率大；C．若两人的体重相同，则甲做的功多，甲的功率大；D．若两人做的功相同，则甲用时少，甲的功率大2.功率的定义式（1）功率的定义式为（在t时间内的平均功率）。（2）用公式计算功率的注意事项①解题时一定要弄清三个物理量的对应关系，功W一定是对应时间t内完成的，这样算出来的功率才是时间t内的功率。②可以变形为W=Pt和，两变形式可分别用于求功和做功所用时间。3.功率的单位（1）根据功率的定义式可以推导出功率的单位。在国际单位制中，功的单位是焦耳（J）,时间单位是秒（s），则功率的单位是焦耳/秒（J/s）。为了纪念英国著名发明家瓦特，给功率单位一个专门的名称，叫做瓦特，简称瓦，符号为W，即1W=1J/s。瓦特是焦耳每秒的专用名称。（2）功率的常用单位还有千瓦（kW）、兆瓦（MW）。1kW=103W，1MW=106W。▲拓展培优功率的单位“匹”我们在购买空调时总要问一下“这个空调是几匹的”，这里的“匹”实际上是一个旧制功率单位，1匹=735W。生活中我们通常不会用准确的数值去描述产品的制冷功率，所以把输入功率为800W左右的空调统称为1匹，1kW左右的统称为1.5匹。 4.功率计算的推导公式P=Fv（1）当物体在力F作用下，以速度v沿力的方向做匀速直线运动时，力F做功的功率可以表示为，即功率的大小等于作用在物体上的力与物体速度的乘积。（2）由P=Fv可知，当机车的输出功率P一定时，机车速度v越小，机车发动机输出的牵引力F越大。（3）应用P=Fv进行计算时，力的单位为N，速度的单位为m/s，这样计算出的功率的单位才是W。▲拓展培优虽然功率的推导式P=Fv是由匀速直线运动推导出来的，但该公式也适用于变速运动。 （4）P=Fv在生活中的应用某些阻力较大的情况下，当发动机输出功率不能改变时，人们常常通过降低速度来获得较大的牵引力。所以，当汽车要爬又长又陡的坡时，司机常换低挡位，以获得更大的牵引力从而顺利上坡。5.功和功率的比较 功功率概念力与物体在力的方向上移动的距离乘积功与做功所用时间之比物理意义表示物体做功的多少表示物体做功的快慢符号WP计算公式W=Fs决定因素力F、物体在力F方向上移动的距离s功W、做功所用时间t单位焦耳（J）瓦特（W）联系W=Pt ★特别提醒要注意区分功率的单位W与功的符号W，前者是功率单位的符号，是正体，后者是功的符号，是斜体。 【典例2】两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的路程随时间变化的关系图像如图所示。根据图像，下列判断正确的是（  ）。A．两次物体运动的速度：v1<v2；B．0~6s两次拉力对物体所做的功：W1=W2；C．两次物体所受的拉力：F1>F2；D．0~6s两次拉力对物体做功的功率：P1>P2知识点三、功率的测量1.功率的测量【实验原理】由可知，要测量功率，必须测物体（或机械）所做的功W和完成这些功所用的时间t。如果我们要测自己上楼的功率，需测出自己的重力G（或质量m）、楼层的高度h和上楼所用时间t。【实验器材】体重计（或磅秤），皮尺（或米尺），计时器（停表、手表等）。【实验步骤】（1）体重计（或磅秤）测出自己的质量（m），求出自己的重力G。（2）用皮尺（或米尺）测出所登楼层的高度h（或测出一个台阶的高度h0，然后数出楼梯的台阶数n，则所登楼层高度为h=nh0）。（3）用停表（或手表）测出自己上楼所用时间t。功率的计算式为：或。2.实验注意事项（1）测量人上楼的功率时，登楼梯是克服人自身重力做功。（2）测量过程中，应测量楼层的高度，而不测量楼梯的长度。（3）做功的时间越短，测量误差越大，因此在测量时要适当增加做功所用时间，以减小测量误差。【典例3】小明想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率（不计绳重）。（1）实验需要测量的物理量：①用______（填测量器材）测量自己的质量m；②测自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度）；③用______（填测量器材）记录跳n次绳所用的______（填物理量与其对应字母）。（2）跳绳时平均功率表达式：P=______。（3）若小明的质量m=50kg，他跳绳时的重心高度随时间变化的情况如图所示，根据所给条件可估算出他每跳一次克服重力所做的功是______J，在1min内，他跳绳的个数是______个，在1min内克服重力做功的平均功率为______W。（g取10N/kg）（4）小明和小华两人想比较跳绳的平均功率（假设两人跳起的平均高度相同），则______；A．频率相同，体重大的功率大B．频率相同，跳的时间长的功率大C．体重相同，频率高的功率小D．体重相同，跳的时间长的功率大【方法帮】题型一：比较做功快慢的方法比较不同物体做功的快慢，要采用控制变量法，比较相同时间做功的多少，或比较做同样的功所用时间的多少。如果时间不同，做的功也不同，则需要通过比较单位时间内所做的功来比较做功的快慢。【典例4】一个物体由A点自由下落时，相继经过B、C两点，如图所示，已知AB=BC，物体在AB段重力做功W1，功率P1；在BC段重力做功W2，功率P2，则下列关系正确的是（  ）。A．W1= W 2，P1>P2 B．W1= W 2，P1=P2C．W 1=W2，P1＜P2 D．W1≠W 2，P1≠P2题型二：对功率计算公式的理解由功率公式可知，功率大小是由做功多少与做功所用时间共同决定的。【典例5】甲、乙两个集装箱质量相同。先用起重机将甲集装箱以1m/s的速度提升10m，再将乙集装箱以2m/s的速度提升10m，那么起重机（  ）A．第一次做功多，功率大 B．第二次做功多，功率大C．两次做功一样多，功率一样大 D．两次做功一样多，第二次功率大题型三：功率的计算【角度1】功率的估测对于估测题，应该根据生活经验及所学的物理知识对身边的物理量有大致的了解。例如，初中生的身高大约是1.6m，质量大约是50kg；一本初中物理课本的质量大约为250g；人步行的速度约为1.1m/s。【典例6】某九年级同学家住5楼，一天，他提着装有10个鸡蛋的塑料袋从1楼走到家里过程中，下列估算不合理的是（  ）。A．他提鸡蛋的力做的功约为60J B．他提鸡蛋的力做功的功率约为10WC．他爬楼做的功约为6×103J D．他爬楼做功的功率约为1×102 W【角度2】功率大小的比较【典例7】如图所示，AC>BC，在相同时间内把同一物体分别沿斜面AC、BC匀速推上顶端，推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，推力做功为W1、W2，在不考虑摩擦的情况下：F1______F2，P1______P2，W1______W2（均选填“>”“<”或“=”）。【角度3】计算功率（1）利用速度公式的变形公式s=vt计算路程；（2）利用功的计算公式W=Fs计算牵引力的功；（3）由公式P=Fv可直接计算牵引力的功率。【典例8】若轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度v与时间t的关系如图甲所示。则在20﹣25s时间内，轿车运动的距离是_____m，该过程发动机做的功是____J，轿车在运动过程中受到的阻力是____N。【角度4】推导公式P=Fv的应用（1）计算功率时，公式适用于任何情况下功率的计算，而推导式P=Fv一般用于做匀速直线运动的物体；（2）如果计算功率时涉及速度，用推导式P=Fv计算功率会更方便、快捷。【典例9】如图甲所示，物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动，0-6s内拉力随时间变化的规律如图乙，速度随时间变化的规律如图丙，则在2-4s内，拉力做的功，以及4-6s内拉力的平均功率为（  ）。A．30J；2.5W B．30J；5W C．15J；2.5W D．15J；5W题型四：功率的测量【典例10】学习了功率的知识后，郑语梦和张馨心两位同学想测量自己通常情况下爬楼的功率，她们测试前设计了如下问题，请你帮忙补充完整。（1）实验原理：_________（写出公式）（2）需要测量的物理量有质量m，_________、_________、（写出物理量即表示物理量的字母）（3）需要的测量器材有_________、_________、_________。小明和小红同学都觉得测功率需要多次实验，他们给出了以下2种方法：小明：每天测1次自己正常爬楼的功率，一星期后把测得的所有值取平均值小红：在2h内不断地爬楼n次，最后求出n次爬楼的平均值其中，_________（选填“小明”“小红”），求得的值能较准确地反映他通常情况下爬楼的功率，若换用另一种方法，最终求得的值将比通常情况下的功率值偏_________（“大”“小”）【中考帮】考点一：功率的计算【典例11】（2022·安徽省）在一次跳伞表演中，运动员在的时间内竖直向下匀速降落了。若运动员和降落伞作为整体受到的重力为，求这个整体在该过程中：（1）所受阻力的大小；（2）所受重力做功的功率。中考考题要求同学们能对综合性问题进行分析、推理，综合运用路程、功、功率等知识计算功率，这是物理核心素养的科学思维的体现。【作业帮】一、基础练（知识巩固）1．如图所示，要粗测小明同学做“引体向上”时的功率。下面所列物理量中，不需要测量的是（  ）。 A．他的质量；B．单杠的高度；C．每次身体上升的高度； D．做“引体向上”的时间2．如图所示，是甲、乙两个物体做功与所需时间的关系图像。由图可知，甲物体的功率P甲与乙物体的功率P乙相比较，正确的是(    ) A．P甲＞P乙       B． P甲＜P乙          C．P甲=P乙           D．无法比较确定3.平直公路上的甲、乙两辆汽车，在相同牵引力作用下匀速行驶，如果在相同的时间内通过的路程之比为3∶2，则甲与乙（    ）。A.牵引力做功之比为2∶3；    B.牵引力做功之比为3∶2；C.牵引力的功率之比为1∶1；  D.汽车所受的阻力之比为3∶24.甲、乙两台机器，甲的功率比乙的大，则（    ）。A.甲做的功比乙做的功多；    B.甲做功比乙做功快；C.甲做功所用的时间比乙的少；D.以上说法都不对5.初三物理兴趣小组的同学在学习了功率的知识后，想估测某同学上楼的功率有多大，已知该同学从一楼上到三楼用了10s，则他上楼的功率大约是（    ）。A.3 W           B.30 W              C. 300 W            D. 3 000 W6.如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它沿水平木板匀速滑动，图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像。下列说法正确的是(   )。 A．木块两次受到的拉力和摩擦力均相等；B．木块第1次受到的拉力较大；C．木块两次的动能一样多；D．两次拉力拉木块的功率一样大7．某工人在水平地面上，用100N水平推力以0．5m/s的速度匀速推动重500N的物体，使它沿水平方向移动10m,该过程中工人所做的功是   J，水平推力的功率是   W。8.判断下列说法的正误，正确的打“√”，错误的打“×”。（1）物体做的功多，功率一定大。（    ）（2）物体做功时间短，功率一定大。（    ）（3）物体做功多，需要的时间不一定多。（    ）9.质量为40 kg的某同学，在体育课上用12 s的时间匀速爬到了一根竖直长杆的3 m处。则在这段时间内，该同学所做的功为         J，功率为       W。(g=10 N/kg)10.某起重机将1000N的重物沿竖直方向提起，重物由静止开始先向上做变速直线运动，然后做匀速直线运动。已知重物在做变速运动的30s内上升了16m，在接着的10s内又匀速上升了8m，若空气的阻力不计，则在匀速直线运动中起重机对货物做功的功率是________W。二、综合练（能力提升）11.平直公路上的甲、乙两辆汽车，在相同牵引力作用下匀速行驶，如果在相同的时间内通过的路程之比为3∶2，则甲与乙（    ）。A.牵引力做功之比为2∶3；    B.牵引力做功之比为3∶2；C.牵引力的功率之比为1∶1；  D.汽车所受的阻力之比为3∶212．如图所示，AC＞BC，在相同时间内把同一物体分别沿斜面AC、BC匀速推上顶端，推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，在不考虑摩擦的情况下（  ）。 A．F1＜F2，P1=P2 B．F1＞F2，P1＞P2 C．F1=F2，P1=P2 D．F1＜F2，P1＜P213.青少年在安静思考问题的时候，心脏推动血液流动的功率约为1.5 W，则你在考试的100 min内，心脏做功约为_______J，用这些功可以让一个质量为50 kg的物体匀速升高______m。 (g取10 N/kg)三、培优练（挑战自我）14.体育课上，汪洋和李鹏在练引体向上，汪洋突发奇想，对李鹏说：“咱俩谁做引体向上的功率大？”（1）请你告诉他俩怎么比较功率的大小。（2）如果汪洋的体重已知，要测出他的功率，还需要测出的物理量有_____________。（3）写出测量的具体步骤并写出功率的表达式。（4）测量中为了便于记录测量数据，请你帮助他设计出实验数据记录表。15.一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其v-t图像如图所示，在第10s时速度达到15m/s，通过的路程为80m。求∶ (1)在0~10s内汽车的平均速度；(2)设汽车在匀速行驶过程中所受阻力不变，大小为f=4000N，则汽车匀速行驶时的功率；(3)在0~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功。