11.2 功率 课时练习（含解析） 2023-2024学年物理人教版八年级下册

11.2 功率
作业目标 对应题号 答错题号 自我评价
1.能说出功率的物理意义,并能写出功率的定义式及其单位 1、3 很棒□ 及格□ 加油□
2.能结合生活中的实例说明功率的含义 2、4、5、12、15
3.能应用功率的定义式进行简单计算,并能利用功率的概念设计测量生活中功率的大小 6~11、13、14、16~23
【练基础】
必备知识1 比较做功的快慢
1.我们有两种方法来判断物体做功的快慢,一种是做功时间相同,比较做功多少,另一种的判断方法是 相同,比较 。
2.春游时,小明和小红决定爬山比赛,他们同时出发,结果又同时到达山顶。想判断谁的功率大,还需知道的物理量是 ( )
A.山的高度 B.二人的体重
C.爬山的时间 D.二人的身高
必备知识2 功率的概念
3.采用功与时间比值的方法,得到“单位时间”内做的功,这样就方便比较做功的快慢了,这个比值叫作 。这种方法,实质上还是用 (选填“时间相同比较功”或“功相同比较时间”)来比较做功快慢的。
4.关于功率,下列说法正确的是 ( )
A.机器的功率越小,做功越慢
B.机器的功率越大,做功越少
C.机器的功率越小,做功一定越少
D.机器的功率越大,做的功一定多
5.甲、乙两台抽水机的功率分别为500 W和800 W,下列说法正确的是 ( )
A.甲抽水机做功比较少
B.乙抽水机做功比较多
C.甲抽水机做功比较快
D.乙抽水机做功比较快
必备知识3 功率的计算
6.如图所示,重为20 N,棱长为10 cm的正方体物块放在水平桌面上,在10 N的水平拉力F作用下,5 s内沿水平方向匀速移动了50 cm,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。
7.假期,小明坐客车去旅游。当客车行驶到距高速公路“保持车距”标识牌0 m处时,恰好后面一辆小汽车行驶到客车旁,此时客车上速度计显示为“72 km/h”。当客车匀速行驶到距标识牌100 m处时,小汽车匀速行驶到距标识牌200 m处,这说明小汽车 (选填“已经”或“没有”)超速,若此时小汽车的功率为80 kW,它受到的阻力为 N。(此高速路段限定小汽车的最高速度为“120 km/h”)
思路点拨
　　利用速度公式求出小汽车的速度与限定的最高速度,比较做出判断;利用P===Fv求出小汽车的牵引力;小汽车匀速行驶,水平方向小汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力,据此求出阻力。
8.某破冰船在一次破冰中所用功率为6000 kW,向前破冰行驶的速度是3.6 km/h,则破冰船产生的向前的推力大约是 N。
9.第七届世界智能大会上展示了可穿戴的“外骨骼”机器人。参观者戴上该设备,轻松地将50 kg的物体匀速举高1 m,用时2 s,此过程中参观者对物体做功 J,功率为 W。(g取10 N/kg)
10.(2023·邢台期末) 粗糙水平面上有一个重力为100 N的物体,用10 N的水平推力使其在10 s加速前进了20 m,则在此过程中 ( )
A.摩擦力为10 N
B.推力做了2000 J的功
C.重力做了100 J的功
D.推力做功的功率为20 W
【练能力】
关键能力1 功率大小的比较
11.如图所示,两名举重运动员,甲比乙高,他们用相同的时间从地上举起相同质量的杠铃,举起杠铃的过程中甲、乙做功分别为W1、W2,功率分别为P1、P2,则
W甲 W乙,P甲 P乙。(均选填“>”“<”或“=”)
12.甲、乙两位物理课代表将相同多的物理作业从一楼搬到三楼,所用时间分别为30 s和40 s。关于两同学对作业做功的情况,下列说法正确的是 ( )
A.甲同学做功多,甲、乙的功率相同
B.乙同学做功多,乙的功率更大
C.两同学做功相同,甲的功率更大
D.两同学做功相同,功率也一样
13.下列四组数据给出了四个力所做的功与做功所用的时间,其中功率最大的是 ( )
A.40 J,8 s B.80 J,8 s C.80 J,10 s D.90 J,10 s
14.两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,物体两次运动的路程(s)-时间(t)图像如图所示,根据图像,下列判断正确的是 ( )
A.两次运动中物体运动的速度:v1B.两次运动中物体所受的拉力:F1>F2
C.0~6 s内,两次拉力对物体所做的功:W1>W2
D.0~6 s内,两次拉力对物体做功的功率:P115.如图所示,水平地面G点两侧粗糙程度不同,物体一直受到沿水平方向5 N的拉力F。从物体经过E点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置,物体在EG段做匀速直线运动,则 ( )
A.物体在EF段的速度大于GH段的速度
B.物体在GK段受到的摩擦力等于5 N
C.拉力F在EF段所做的功大于在GH段所做的功
D.拉力F在EF段的功率小于在GK段的功率
16.学校趣味运动会举行“双摇跳绳”比赛,“双摇跳绳”是指每次在双脚跳起后,绳连续绕身体两周的跳绳方法。质量为50 kg的小明同学1 min内摇绳200圈,每次起跳高度大约为12 cm,则他在整个跳绳过程中的平均功率为(g取10 N/kg) ( )
A.10 W B.50 W C.100 W D.200 W
关键能力2 功率计算公式的应用
17.随着人们生活水平的提高,房车旅游受到了大众的青睐,某公司推出了如图所示的小型房车,小林和父母参观车展时试驾了该车,该车在平直公路上以54 km/h的速度匀速行驶了3600 m。已知车轮与水平地面总接触面积为0.4 m2,试驾时车和人总质量为4×103kg,阻力是车重的。(假定汽车静止时对地面的压力大小等于汽车总重力,汽车匀速行驶时牵引力等于阻力,g取10 N/kg。)求:
(1)该房车匀速行驶了多长时间
(2)该房车静止在水平地面上时,对地面的压强是多少
(3)该房车匀速行驶时牵引力做功的功率是多大
18.质量为1.2 t的某型号汽车发动机的额定功率为6×104 W,汽车在额定功率下沿平直路面匀速行驶时,受到的阻力是车重的。(g取10 N/kg)求:
(1)发动机所提供的牵引力大小;
(2)汽车匀速行驶时速度的大小;
(3)汽车匀速行驶5 min牵引力做的功。
19.如图1所示,某工程队在一次施工作业中,以恒定速度沿竖直方向将质量为5×103 kg的圆柱形实心工件从深水中吊起至距水面某一高度。绳子作用在工件上端的拉力F的功率P随工件上升高度h变化的图像如图2所示,不计水的阻力(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg),问:
(1)工件上升的速度是多少
(2)当工件的体积露出水面时所受的浮力是多少
(3)工件的横截面积S是多大
关键能力3 功率的测量实验
20.现代生活中健身已成为一种时尚,爬楼梯就是一种既方便又环保的健身方式,小亮同学想测出自己爬楼梯的功率,可是不知道怎么做。请你利用所学的知识帮助小亮设计一个实验方案。
(1)实验器材:电子秤、 、 。
(2)实验步骤:①用电子秤测出小亮的质量m;② ;
③ 。
(3)用测量数据计算出爬楼梯功率的表达式P= 。
(4)小亮先用较慢的速度爬楼,测得功率为P1,然后用较快的速度爬楼,测得功率为P2,则P1 (选填“>”“=”或“<”)P2。
【练素养】
21.“绿色环保,低碳出行。”一辆纯电动公交车在平直路面上匀速行驶,发动机的功率为200 kW,速度为72 km/h。公交车行驶1 h,发动机做的功为 J,公交车行驶的路程为 m。
22.王波同学帮父母搬家,现有30捆书。每捆书的质量都为5 kg。王波想尽快将它们搬上10 m高处的新家。如图,这是王波可以提供的用于搬运物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像。由图可知,为了尽可能快地将这批书搬上新家,他每次应搬 捆。若每次下楼时间是上楼时间的一半,则他最快完成搬运任务并返回原地所用的总时间为 s。(g取10 N/kg)
23.(2023·河北中考) 一辆四轮家庭轿车的部分数据如下表所示。一次旅行时,司机驾驶该汽车沿一平直公路持续行驶至A市的过程中,先后通过如图所示的甲、乙、丙三个标志牌,牌上的地址和数字表示从该标志牌处沿这一公路到达牌上地址的路程。途经甲时开始计时,到达乙时恰好用时25 min,从乙运动到丙的过程中,仪表盘显示汽车一直以108 km/h的速度匀速行驶。g取10 N/kg。
旅行中汽车部分数据表:
汽车(包括人员及物品)总质量/kg 2000
停放时每个轮胎与地面的接触面积/cm2 250
汽油的热值/(J·L-1) 3.6×107
汽油机效率 25%
(1)求这辆车(包括人员及物品)停放在水平地面上时对地面的压强;
(2)求汽车从标志牌甲运动到丙这一过程中的平均速度;
(3)通过仪表盘显示的数据可知,从标志牌乙到丙的过程中,汽车消耗0.7 L汽油,求这一过程中牵引力做功的功率。
参考答案
11.2 功率
练基础
1.做功　时间多少
2.B　【解析】爬山比赛要克服人的重力做功,爬山功率P==,他们同时出发,结果又同时到达山顶,说明登山时间是相同的,要比较功率还要知道二人的体重。
3.功率　时间相同比较功
4.A　【解析】功率是描述物体做功快慢的物理量,功率越小说明做功越慢,故A正确;功率反映了物体做功的快慢,功率越大表示做功越快;由于做功时间不确定,由W=Pt可知,功率越大,做功多少不能确定,故B、D错误;机器的功率小,说明做功慢;由于做功时间不确定,所以不能确定做功多少,故C错误。
5.D
6.2000　1
【解析】正方体对水平桌面的压力F=G=20 N,正方体的底面积S=L2=(10 cm)2=100 cm2=0.01 m2,则物块对水平桌面的压强p===2000 Pa;正方体物块沿水平方向匀速运动的速度v===0.1 m/s,水平拉力F做功的功率P==F'v=10 N×0.1 m/s=1 W。
7.已经　2000
8.6×106
9.500　250
【解析】参观者对物体做的功W=Gh=mgh=50 kg×10 N/kg×1 m=500 J,功率P===250 W。
10.D　【解析】物体做加速直线运动,其受到的摩擦力小于推力大小,则f小于10 N,故A错误;推力做功W=Fs=10 N×20 m=200 J,故B错误;重力的方向竖直向下,与运动的方向垂直,所以重力不做功,重力做功为0 J,故C错误;推力做功的功率P===20 W,故D正确。
练能力
11.>　>
【解析】因为两人举起杠铃的质量相同,则杠铃重相同,甲比乙高,则举起的高度h甲>h乙,所以,根据W=Gh可知,举起杠铃做的功W甲>W乙,又因为举起杠铃用的时间相同,所以,根据P=可知,做功功率P甲>P乙。
12.C　【解析】甲、乙两位物理课代表将相同多的物理作业从一楼搬到三楼,上升的高度相同,作业本的重力相同,由W=Gh可知,两人做的功相同;甲同学用的时间少,由P=可知,甲同学做功的功率大,故C正确。
13.B　14.C　15.D
16.C　【解析】小明同学的重力G=mg=50 kg×10 N/kg=500 N;每次起跳高度h=12 cm=0.12 m;跳绳一次做功W=Gh=500 N×0.12 m=60 J;由于“双摇跳绳”是指每次在双脚跳起后,绳连续绕身体两周的跳绳方法,所以1 min内摇绳200圈,人的起跳次数n==100次;在1 min内人一共做功W总=nW=100×60 J=6000 J,他在整个跳绳过程中的平均功率P===100 W。
17.【解】(1)该房车的速度:
v=54 km/h=15 m/s
行驶的时间:
t===240 s
(2)该房车的总重力:
G=mg=4×103 kg×10 N/kg=4×104 N
该房车静止在水平地面上时,对地面的压力:
F=G=4×104 N
对地面的压强:
p===1×105 Pa
(3)房车匀速行驶时受到的阻力:
f=G=×4×104 N=4000 N
由题知汽车匀速行驶时牵引力等于阻力,则牵引力:
F'=f=4000 N
牵引力做功的功率:
P===F'v=4000 N×15 m/s=6×104 W
18.【解】(1)汽车在平直路面做匀速运动,处于平衡状态,由平衡条件可得牵引力:
F=f=G=mg=×1.2×103 kg×10 N/kg=2.4×103 N
(2)汽车的功率P===Fv,则汽车的速度:
v===25 m/s
(3)t=5 min=5×60 s=300 s
由v=得s=vt=25 m/s×300 s=7500 m
牵引力做的功:
W=Fs=2.4×103 N×7500 m=1.8×107 J
19.【解】(1)由P-h图像可知:工件离开水面后拉力F1的功率P1=20 kW=2×104 W,工件离开水面后,受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F1的作用而做匀速运动,处于平衡状态,由平衡条件得:
F1=G=mg=5×103 kg×10 N/kg=5×104 N
工件匀速上升的速度:
v===0.4 m/s
(2)由P-h图像可知:工件全部在水中时拉力F2的功率P2=16 kW=1.6×104 W
因为P===Fv,则此时拉力大小:
F2===4×104 N
工件浸没在水中时,受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F2、竖直向上的浮力F浮作用,工件做匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡条件得:
F2+F浮=G
F浮=G-F2=5×104 N-4×104 N=1×104 N
工件有露出水面时所受的浮力:
F浮'=F浮=×1×104 N=5×103 N
(3)由P-h图像可知工件高:
h=12 m-10 m=2 m;
由F浮=ρ液gV排,得:
V物=V排===1 m3
工件的横截面积:S===0.5 m2
20.(1)皮尺　秒表　(2)用皮尺测出所爬楼层的高度h　用秒表记下爬楼所用的时间t　(3)　(4)<
练素养
21.7.2×108　7.2×104
22.3　450
23.【解】(1)这辆车(包括人员及物品)的总重力:
G=mg=2000 kg×10 N/kg=2×104 N
车(包括人员及物品)停放在水平地面上时对地面的压力:
F压=G=2×104 N
则车(包括人员及物品)停放在水平地面上时对地面的压强:
p===2×105 Pa
(2)由图可知,汽车从标志牌甲运动到丙的路程为s=47 km-2 km=45 km,从乙运动到丙的路程s'=11 km-2 km=9 km,由v=可知,从乙运动到丙的过程中所用时间:
t'=== h=5 min
则甲运动到丙所用时间:
t总=25 min+t'=25 min+5 min=30 min= h
从甲运动到丙这一过程中的平均速度:
v===90 km/h
(3)汽油完全燃烧放出的热量:
Q放=Vq=0.7 L×3.6×107 J/L=2.52×107 J
由η=×100%可知,牵引力做的功:
W=ηQ放=25%×2.52×107 J=6.3×106 J
这一过程中牵引力做功的功率:
P===2.1×104 W
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