4.2B 功率（含答案）—沪教（上海）版八年级物理下册学案
文档属性
| 名称 | 4.2B 功率（含答案）—沪教（上海）版八年级物理下册学案 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 161.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 沪教版（试用本） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-03-23 20:02:09 | ||
图片预览
文档简介
第四章4.2B 功率
[学习目标]
1．理解功率的概念：
(1)知道功率是表示做功快慢的物理量。
(2)知道功率的定义和定义式P＝W/t；知道在国际单位制中，功率的单位是瓦特(W)。
(3)知道公式P＝Fv的物理意义。
2．掌握功率的计算：
(1)能够用公式P＝W/t解答有关的问题。
(2)能够用公式P＝Fv解答有关的问题。
[知识解读]
1．功率的定义：单位时间内完成的功叫功率（P）．功率反映了做功的快慢．
2．功率的公式：
3．功率的单位：国际单位制中功率单位是瓦特，简称“瓦”，符号是“W”；
1 W＝1 J/s．(1瓦表示1秒钟内做功1焦耳)
常用单位有千瓦，1 kW＝103 W，
[概念辨析]
1．功率的概念
做功有快慢之分，为了表示做功的快慢，人们引入了功率的概念。为了表示物体运动的快慢，我们引入了速度的概念，功率和速度这两个物理量在引入时的方法相类似。同样，比较做功快慢的方法也有两种：一是在相同的时间内，比较做功的多少；二是做同样多的功，比较做功时间的长短。
功率越大，表示了物体做功越快，功率越小，表示做功越慢。做功多少与做功快慢是不同的，做功少并不意味着做功一定慢，因为功率是由功和时间共同决定的，如果做功少，但做功时间很短，可能功率也很大。
2．功率的公式和单位
由功率的定义可得出功率的计算公式为．可以看出，功率的单位应由功的单位和时间的单位来组成．在国际单位制中，功的单位是焦，时间的单位是秒，因此功率的单位是焦/秒，又称瓦特，即1 W＝1 J/s．其物理意义是：机械在1 s内做的功是1 J时，该机械的功率就是1 W。功率的公式又可以写成
[例题精讲]
【例1】下列关于功率的说法，正确的是（ ）
A．做功多的物体，功率一定较大
B．做功时间长的物体，功率一定较小
C．做相同的功，做功时间短的物体，功率一定较大
D．做功越多，做功时间越长的物体，功率一定较大
【思路点拨】本题意在区分功和功率的关系，分清“做功多少”和“做功快慢”的差异。
【解】功率是表示物体做功快慢的物理量，反映单位时间内做功的多少，它的大小是由做功的多少和完成这些功的时间长短两个因素所决定．选项A只说明做功的多少，没交待做功时间；选项B只说明做功的时间的长短，没说明做功的多少．因此选项A、B都是错误的．根据功率的定义可知，在完成相同功的前提下，做功时间越短，功率越大，因此选项C是正确的．至于选项D，做功虽然多，如果用了很长的时间，它的功率则可能很小，因此说功率一定较大是错误的。
正确选项是C。
【例2】一处瀑布，每分钟有450米3的水从50米高处落下，如这个瀑布的水全部用来对水轮机做功，能产生多大功率
【解】 水从高处落下，水的重力做功。
450米3水的质量 m＝ρV＝1.0X103千克／米3×450米3＝4.5×105千克
450米3水的重力 G＝mg＝4.5×105千克× 9.8牛／千克＝4.41×106牛．
水对水轮机做的功等于水的重力做的功
W＝Gh=4.41×106牛× 50米＝2.21×108焦．
由此产生的功率为
即能产生的功率是3.68×106瓦．
【例3】重力为100牛的物体，放在水平面上，用大小为25牛的水平力拉它，使它以4米／秒的速度匀速前进40米，求拉力做的功和功率．
【解】 根据F＝25牛，v＝4米／秒，s=40米，有
W＝Fs＝25牛×40米＝1000焦，
而做功所用时间 ，
所以
【点拨】功率还可以用下列方法解得
即拉力做功为1000焦，功率为100瓦．
【例4】一辆装满货物重力为4×104牛的卡车，若发动机的牵引力为2×103牛时，卡车在水平的道路上，1分钟内匀速前进了1．8千米。问：
(1)牵引力做的功是多少
(2)重力做的功是多少
(3)这段时间里发动机的功率是多少
【思路点拨】此题有两种思路：思路一，先用公式W=Fs求出卡车牵引力做的功W，再利用公式计算发动机的功率。思路二，卡车匀速行驶，可先由匀速直线运动的速度公式求出卡车的行驶速度，再由公式算得卡车发动机功率。两种思路切入点不同，利用的公式也不一样，但殊途同归。
【解法一】 (1)由于F＝2×103牛，s＝1.8×103米，
因而W＝Fs＝2×103牛×1.8×103米＝3.6×106焦。
(2)由于重力G的方向跟卡车前进的方向相互垂直，所以重力不做功。
(3)由于，而W=3.6×106焦，t＝60秒，
所以发动机的功率
。
【解法二】(1)由于F＝2×103牛，s＝1.8×103米，
因而W＝Fs＝2×103牛×1.8×103米＝3.6×106焦。
(2)由于重力G的方向跟卡车前进的方向相互垂直，所以重力不做功。
(3)
【例5】功率为6.615×104 瓦的汽车与货物共重5 吨，在水平道路上匀速行驶，汽车受到的阻力为其总重的0.1倍，问汽车的最大速度是多少
【思路点拨】卡车在水平方向上受到两个力的作用，即牵引力F和阻力f．当牵引力和阻力平衡时卡车匀速行驶，行驶速度为v，这时发动机的输出功率，而且F＝f，则P＝fv，题目中所给功率是发动机正常工作时的最大功率，因此，最大行驶速度也是v。
【解】∵汽车匀速行驶
∴ｆ＝0.1G=0.1mg=0.1×5×1000千克×9.8牛/千克=4900牛
【例6】2006年12月26日，上海地铁二号线东延伸段张江高科站昨天正式投入运营。
（1）地铁的站台上，都标有一条醒目的黄色安全线，候车时乘客要站在黄色安全线的外面．这是为什么？
（2）地铁营运部门提示：没有座位的乘客要抓紧身旁的扶手，不要随意走动．这是什么道理？
（3）地铁的每列列车运行时由8台电动机牵引，每台电动机的额定功率为1.85×105W，如果列车在某水平路段以16m/s的速度匀速运行，试估算列车在此路段受到的阻力是多大？
（4）与公交汽车相比，地铁除了载客量大、准时外，还有哪些优点？（只需写出一点）
【解】（1）列车进站时，列车周围的空气速度大，压强小，乘客靠近时易发生事故，所以必须站在安全线外。
（2）为了防止乘客在列车启动或紧急制动时由于惯性而摔倒。
（3）
（4）本小题只要答案合理均可。如：节能；快捷；安全；污染小；噪声小。
[跟踪训练]
一、填空题
1、功率是表示___________的物理量，功率的公式是_________，其中功的单位是________，时间的单位是________，在国际单位制中，功率的单位是_______。
2、完成下列单位换算
8千瓦=______瓦 1500焦/秒=________瓦=________千瓦
3、甲、乙两台机器功率之比为5：1，做相同的功所用时间之比是______，若做功时间相同，完成的功之比是_______。
4、将质量是10千克的物体匀速提高3米,花了2分钟,所用的力是______牛顿,所做的功是_______焦耳，做功的功率是_______千瓦。
5、如图所示，起重机降一个重为4.0×104牛的物体，以0.5米/秒的速度匀速提升2米，然后又以同样的速度沿水平方向移动10米，在这个过程中，起重机对物体做功 焦，起重机提升物体时的功率为 瓦。
6、如图所示，物体A质量为2千克，在力的作用下沿水平地面作匀速直线运动，速度为4厘米/秒，弹簧秤的示数为5牛，则拉力为 牛，A所受的摩擦力为 牛，拉力的功率为 瓦，重力做功为 焦，（不计滑轮的摩擦和滑轮的重力）。
*7、在中考体育达标“跳绳项目”测试中，燕燕同学1min跳了120次，每次跳起的高度约为4cm，若她的质量为50kg，则她跳一次做的功约为 J，她跳绳的平均功率约为 W．(取g=10N/kg)
二、单项选择题
8、一台机器的功率是500瓦特，它表示的物理意义是（ ）
A、这台机器完成500焦耳的功 B、这台机器在每秒钟内完成500焦/秒的功
C、这台机械器在1秒钟内完成500焦的功 D、这台机器1秒钟内完成500瓦的功
9、甲、乙两同学分别把质量相等的两袋米从一楼提到四楼，甲用了3分钟，乙用了2分钟，则二人所做的功W甲、W乙及做功的功率P甲、P乙大小相比较（ ）
A、W甲＞W乙，P甲＝P乙 B、W甲＜W乙，P甲＜P乙
C、W甲＝W乙，P甲＝P乙 D、W甲＝W乙，P甲＜P乙
10、甲、乙两台起重机分别以V甲=0.2米/秒和V乙=0.1米/秒的速度匀速提升同样重的物体，若物体升高的高度相同，则（ ）
A、甲、乙做功一样多，甲的功率大 B、甲、乙做功一样多，乙的功率大
C、甲做的功多，甲的功率大 D、乙做的功多，乙的功率大
11、如图所示，把质量为320千克的铁块花5秒匀速吊起2米，（不计摩擦和滑轮的重力），则拉力做的功和功率分别是（g=10 N/kg）（ ）
（A）4000焦， 800瓦 （B）6400焦， 1280瓦
（C）8000焦， 1600瓦 （D）无法计算
三、计算题
12、某同学用如图所示的牵引装置来锻炼关节。重物质量为3千克，小腿拉绳使重物在4秒内匀速上升0.5米。若不计绳重及摩擦，求：
(1) 小腿拉重物所做的功；
(2) 小腿拉重物的功率。
13、如图所示，一人用150牛的力提起重物，滑轮重力忽略不计，求：
（1）重物的重力是多少？
（2）重物在2秒内提高5米，拉力的功率是多大？
14、载重汽车在水平公路上匀速行驶时，所受的阻力为4.9×103牛，汽车的功率是6.3×104瓦。问：
（1） 汽车每分钟做多少功？
（2） 汽车行驶的速度是多少？
（3） 汽车每分钟通过多少路程？
答案
1、 填空题
1．做功快慢；W=FS；焦耳； 秒；瓦特。 2。8000；1500；1.5。 3．1∶5；5∶1。
4．98N；294J ；2.45。 5．8×104；2×104。 6．10； 5； 0.2； 0 。7．20J；40W。
2、 选择题
8．C 1瓦的物理意义是表示每秒钟做功1焦耳，因此正确答案选C。
9． D 做功大小为W=Gh，所以两人做功相同，但做功时间较短的乙做功较快，正确答案选C。
10．A 做功大小为W=Gh，与做功所用时间无关，但做功相同，时间越短，功率越大，提升相同高度，甲做功时间短，所以做功快。因此正确答案选A。
11．B 使用动滑轮，拉力，但拉力F移动距离是重物上升高度的2倍，即S=2h=2×2m=4m，拉力做功W=FS=1600N×4m=6400J，功率。所以正确答案选B。
3、 计算题
12．解：
（1）W=Gh=mgh=3kg×9.8N/kg×0.5m=14.7J
（2）
答：(1) 小腿拉重物所做的功为14.7焦耳；
(2) 小腿拉重物的功率为3.675瓦。
13．解：（1）∵使用动滑轮，
∴G=2F=2×150N=300N
（2）重物上升h=5m，拉力F移动S=2h=2×5m=10m，
拉力做功W=FS=150N×10m=3000J
答： （1）300N； （2）750W 。
14．解：（1）W=Pt=6.3×104w×60s=3.78×106焦耳
（2）∵汽车匀速行驶
∴F=ｆ＝4.9×103牛
（3）
答：（1）3.78×106焦耳； （2）12.85米/秒； （3）771.43米。
第6题图
第5题图
第11题图
第12题图
第13题图
[学习目标]
1．理解功率的概念：
(1)知道功率是表示做功快慢的物理量。
(2)知道功率的定义和定义式P＝W/t；知道在国际单位制中，功率的单位是瓦特(W)。
(3)知道公式P＝Fv的物理意义。
2．掌握功率的计算：
(1)能够用公式P＝W/t解答有关的问题。
(2)能够用公式P＝Fv解答有关的问题。
[知识解读]
1．功率的定义：单位时间内完成的功叫功率（P）．功率反映了做功的快慢．
2．功率的公式：
3．功率的单位：国际单位制中功率单位是瓦特，简称“瓦”，符号是“W”；
1 W＝1 J/s．(1瓦表示1秒钟内做功1焦耳)
常用单位有千瓦，1 kW＝103 W，
[概念辨析]
1．功率的概念
做功有快慢之分，为了表示做功的快慢，人们引入了功率的概念。为了表示物体运动的快慢，我们引入了速度的概念，功率和速度这两个物理量在引入时的方法相类似。同样，比较做功快慢的方法也有两种：一是在相同的时间内，比较做功的多少；二是做同样多的功，比较做功时间的长短。
功率越大，表示了物体做功越快，功率越小，表示做功越慢。做功多少与做功快慢是不同的，做功少并不意味着做功一定慢，因为功率是由功和时间共同决定的，如果做功少，但做功时间很短，可能功率也很大。
2．功率的公式和单位
由功率的定义可得出功率的计算公式为．可以看出，功率的单位应由功的单位和时间的单位来组成．在国际单位制中，功的单位是焦，时间的单位是秒，因此功率的单位是焦/秒，又称瓦特，即1 W＝1 J/s．其物理意义是：机械在1 s内做的功是1 J时，该机械的功率就是1 W。功率的公式又可以写成
[例题精讲]
【例1】下列关于功率的说法，正确的是（ ）
A．做功多的物体，功率一定较大
B．做功时间长的物体，功率一定较小
C．做相同的功，做功时间短的物体，功率一定较大
D．做功越多，做功时间越长的物体，功率一定较大
【思路点拨】本题意在区分功和功率的关系，分清“做功多少”和“做功快慢”的差异。
【解】功率是表示物体做功快慢的物理量，反映单位时间内做功的多少，它的大小是由做功的多少和完成这些功的时间长短两个因素所决定．选项A只说明做功的多少，没交待做功时间；选项B只说明做功的时间的长短，没说明做功的多少．因此选项A、B都是错误的．根据功率的定义可知，在完成相同功的前提下，做功时间越短，功率越大，因此选项C是正确的．至于选项D，做功虽然多，如果用了很长的时间，它的功率则可能很小，因此说功率一定较大是错误的。
正确选项是C。
【例2】一处瀑布，每分钟有450米3的水从50米高处落下，如这个瀑布的水全部用来对水轮机做功，能产生多大功率
【解】 水从高处落下，水的重力做功。
450米3水的质量 m＝ρV＝1.0X103千克／米3×450米3＝4.5×105千克
450米3水的重力 G＝mg＝4.5×105千克× 9.8牛／千克＝4.41×106牛．
水对水轮机做的功等于水的重力做的功
W＝Gh=4.41×106牛× 50米＝2.21×108焦．
由此产生的功率为
即能产生的功率是3.68×106瓦．
【例3】重力为100牛的物体，放在水平面上，用大小为25牛的水平力拉它，使它以4米／秒的速度匀速前进40米，求拉力做的功和功率．
【解】 根据F＝25牛，v＝4米／秒，s=40米，有
W＝Fs＝25牛×40米＝1000焦，
而做功所用时间 ，
所以
【点拨】功率还可以用下列方法解得
即拉力做功为1000焦，功率为100瓦．
【例4】一辆装满货物重力为4×104牛的卡车，若发动机的牵引力为2×103牛时，卡车在水平的道路上，1分钟内匀速前进了1．8千米。问：
(1)牵引力做的功是多少
(2)重力做的功是多少
(3)这段时间里发动机的功率是多少
【思路点拨】此题有两种思路：思路一，先用公式W=Fs求出卡车牵引力做的功W，再利用公式计算发动机的功率。思路二，卡车匀速行驶，可先由匀速直线运动的速度公式求出卡车的行驶速度，再由公式算得卡车发动机功率。两种思路切入点不同，利用的公式也不一样，但殊途同归。
【解法一】 (1)由于F＝2×103牛，s＝1.8×103米，
因而W＝Fs＝2×103牛×1.8×103米＝3.6×106焦。
(2)由于重力G的方向跟卡车前进的方向相互垂直，所以重力不做功。
(3)由于，而W=3.6×106焦，t＝60秒，
所以发动机的功率
。
【解法二】(1)由于F＝2×103牛，s＝1.8×103米，
因而W＝Fs＝2×103牛×1.8×103米＝3.6×106焦。
(2)由于重力G的方向跟卡车前进的方向相互垂直，所以重力不做功。
(3)
【例5】功率为6.615×104 瓦的汽车与货物共重5 吨，在水平道路上匀速行驶，汽车受到的阻力为其总重的0.1倍，问汽车的最大速度是多少
【思路点拨】卡车在水平方向上受到两个力的作用，即牵引力F和阻力f．当牵引力和阻力平衡时卡车匀速行驶，行驶速度为v，这时发动机的输出功率，而且F＝f，则P＝fv，题目中所给功率是发动机正常工作时的最大功率，因此，最大行驶速度也是v。
【解】∵汽车匀速行驶
∴ｆ＝0.1G=0.1mg=0.1×5×1000千克×9.8牛/千克=4900牛
【例6】2006年12月26日，上海地铁二号线东延伸段张江高科站昨天正式投入运营。
（1）地铁的站台上，都标有一条醒目的黄色安全线，候车时乘客要站在黄色安全线的外面．这是为什么？
（2）地铁营运部门提示：没有座位的乘客要抓紧身旁的扶手，不要随意走动．这是什么道理？
（3）地铁的每列列车运行时由8台电动机牵引，每台电动机的额定功率为1.85×105W，如果列车在某水平路段以16m/s的速度匀速运行，试估算列车在此路段受到的阻力是多大？
（4）与公交汽车相比，地铁除了载客量大、准时外，还有哪些优点？（只需写出一点）
【解】（1）列车进站时，列车周围的空气速度大，压强小，乘客靠近时易发生事故，所以必须站在安全线外。
（2）为了防止乘客在列车启动或紧急制动时由于惯性而摔倒。
（3）
（4）本小题只要答案合理均可。如：节能；快捷；安全；污染小；噪声小。
[跟踪训练]
一、填空题
1、功率是表示___________的物理量，功率的公式是_________，其中功的单位是________，时间的单位是________，在国际单位制中，功率的单位是_______。
2、完成下列单位换算
8千瓦=______瓦 1500焦/秒=________瓦=________千瓦
3、甲、乙两台机器功率之比为5：1，做相同的功所用时间之比是______，若做功时间相同，完成的功之比是_______。
4、将质量是10千克的物体匀速提高3米,花了2分钟,所用的力是______牛顿,所做的功是_______焦耳，做功的功率是_______千瓦。
5、如图所示，起重机降一个重为4.0×104牛的物体，以0.5米/秒的速度匀速提升2米，然后又以同样的速度沿水平方向移动10米，在这个过程中，起重机对物体做功 焦，起重机提升物体时的功率为 瓦。
6、如图所示，物体A质量为2千克，在力的作用下沿水平地面作匀速直线运动，速度为4厘米/秒，弹簧秤的示数为5牛，则拉力为 牛，A所受的摩擦力为 牛，拉力的功率为 瓦，重力做功为 焦，（不计滑轮的摩擦和滑轮的重力）。
*7、在中考体育达标“跳绳项目”测试中，燕燕同学1min跳了120次，每次跳起的高度约为4cm，若她的质量为50kg，则她跳一次做的功约为 J，她跳绳的平均功率约为 W．(取g=10N/kg)
二、单项选择题
8、一台机器的功率是500瓦特，它表示的物理意义是（ ）
A、这台机器完成500焦耳的功 B、这台机器在每秒钟内完成500焦/秒的功
C、这台机械器在1秒钟内完成500焦的功 D、这台机器1秒钟内完成500瓦的功
9、甲、乙两同学分别把质量相等的两袋米从一楼提到四楼，甲用了3分钟，乙用了2分钟，则二人所做的功W甲、W乙及做功的功率P甲、P乙大小相比较（ ）
A、W甲＞W乙，P甲＝P乙 B、W甲＜W乙，P甲＜P乙
C、W甲＝W乙，P甲＝P乙 D、W甲＝W乙，P甲＜P乙
10、甲、乙两台起重机分别以V甲=0.2米/秒和V乙=0.1米/秒的速度匀速提升同样重的物体，若物体升高的高度相同，则（ ）
A、甲、乙做功一样多，甲的功率大 B、甲、乙做功一样多，乙的功率大
C、甲做的功多，甲的功率大 D、乙做的功多，乙的功率大
11、如图所示，把质量为320千克的铁块花5秒匀速吊起2米，（不计摩擦和滑轮的重力），则拉力做的功和功率分别是（g=10 N/kg）（ ）
（A）4000焦， 800瓦 （B）6400焦， 1280瓦
（C）8000焦， 1600瓦 （D）无法计算
三、计算题
12、某同学用如图所示的牵引装置来锻炼关节。重物质量为3千克，小腿拉绳使重物在4秒内匀速上升0.5米。若不计绳重及摩擦，求：
(1) 小腿拉重物所做的功；
(2) 小腿拉重物的功率。
13、如图所示，一人用150牛的力提起重物，滑轮重力忽略不计，求：
（1）重物的重力是多少？
（2）重物在2秒内提高5米，拉力的功率是多大？
14、载重汽车在水平公路上匀速行驶时，所受的阻力为4.9×103牛，汽车的功率是6.3×104瓦。问：
（1） 汽车每分钟做多少功？
（2） 汽车行驶的速度是多少？
（3） 汽车每分钟通过多少路程？
答案
1、 填空题
1．做功快慢；W=FS；焦耳； 秒；瓦特。 2。8000；1500；1.5。 3．1∶5；5∶1。
4．98N；294J ；2.45。 5．8×104；2×104。 6．10； 5； 0.2； 0 。7．20J；40W。
2、 选择题
8．C 1瓦的物理意义是表示每秒钟做功1焦耳，因此正确答案选C。
9． D 做功大小为W=Gh，所以两人做功相同，但做功时间较短的乙做功较快，正确答案选C。
10．A 做功大小为W=Gh，与做功所用时间无关，但做功相同，时间越短，功率越大，提升相同高度，甲做功时间短，所以做功快。因此正确答案选A。
11．B 使用动滑轮，拉力，但拉力F移动距离是重物上升高度的2倍，即S=2h=2×2m=4m，拉力做功W=FS=1600N×4m=6400J，功率。所以正确答案选B。
3、 计算题
12．解：
（1）W=Gh=mgh=3kg×9.8N/kg×0.5m=14.7J
（2）
答：(1) 小腿拉重物所做的功为14.7焦耳；
(2) 小腿拉重物的功率为3.675瓦。
13．解：（1）∵使用动滑轮，
∴G=2F=2×150N=300N
（2）重物上升h=5m，拉力F移动S=2h=2×5m=10m，
拉力做功W=FS=150N×10m=3000J
答： （1）300N； （2）750W 。
14．解：（1）W=Pt=6.3×104w×60s=3.78×106焦耳
（2）∵汽车匀速行驶
∴F=ｆ＝4.9×103牛
（3）
答：（1）3.78×106焦耳； （2）12.85米/秒； （3）771.43米。
第6题图
第5题图
第11题图
第12题图
第13题图