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2026人教版新教材物理八年级下册同步精讲精炼学案(全国通用)
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。
重要解题方法总结:
功率的计算注意的地方
当物体在力F的作用下,沿力F的方向以速度v做匀速直线运动,由及,可得。应用公式计算时,速度的单位必须是m/s,这样得出的功率单位才是W。
易错点: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。
考点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】“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。
(考点1的变式练1)优秀运动员短时间内的功率可达1kW,它的物理意义是 ______;如图是甲、乙两台机器做功与做功所用时间的关系图像,由图像可知,甲、乙两物体的功率P甲______P乙(选“>”“=”“<”),若运动员与其中一台机器实际功率之比为1:3,则它们做同样的功所需要的时间之比是 ______。
【答案】运动员每秒做功1000J > 3:1
【解析】在物理学中,用功率表示做功的快慢,数值上等于单位时间内所做的功。优秀运动员短时间内的功率可达1kW=1000W,表示运动员每秒做功1000J。
由图可知,在相同时间内,甲物体做的功多,乙物体做的功少,根据P=可知,甲物体的功率大于乙物体的功率,即P甲>P乙。
已知P1:P2=1:3,根据P=得t=,则它们做同样的功所需要的时间之比是
===
所以做同样的功所需的时间之比是3:1。
(考点1的变式练2)学习了功率的知识后,小明和几位同学准备开展“比一比谁的功率大”的活动。他们设计了四套方案:可行的是( )
A.测量出各自体重、爬楼高度,算出爬楼做的功并进行比较
B.测量出各自体重、爬楼用时间和爬楼高度,算出爬楼的功率并进行比较
C.控制爬楼时间相同,测量出各自体重、爬楼高度,算出爬楼做的功并进行比较
D.控制爬楼高度相同,测量出各自体重、爬楼时间,算出体重和时间的比值并进行比较
【答案】BCD
【解析】A.测量出各自体重、爬楼高度,虽然可以算出爬楼做的功,但时间不确定,功率大小不能确定。此方法不可行。
B.测出各自的体重、爬楼时间和爬楼的高度,根据P=W/t=Gh/t求出功率,直接比较功率的大小。此方法可行;
C.控制爬楼的时间相同,测出各自的体重,爬楼的高度,若W=Gh越大,功率就越大。此方法可行;
D.控制爬楼高度相同,测出各自的体重,爬楼时间t,若G/t的比值越大,功率就越大。此方法可行。故选:BCD。
考点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)
臂长L/m 质量m/kg 拉上去的次数 总时间t/s 拉一次克服重力所做的功W/J 功率P/W
0.6 50 5 12
【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
(考点2的变式练1)跳绳是我市初中毕业生体育测试的项目之一,小华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)用体重计测量 (填物理量名称及对应字母);
(2)估测自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升的高度);
(3)用计时器记录跳n次所用的 (填物理量名称及对应字母);
(4)小华跳绳时克服重力做功的平均功率为P= (用以上的字母表示);
(5)若两位同学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.跳的时间短的功率大
B.相同时间完成相同次数,体重大的功率大
C.体重相同,跳的时间长的功率大
D.条件不足,无法比较
(6)跳绳能让人体各个器官得到充分的锻炼,若跳绳者的质量为50kg,跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示,根据所给条件可算出此跳绳者在1min内运动员总共跳绳 次,克服重力做功的平均功率为 W。(g=10N/kg)
【答案】(1)质量m (3) 时间t (4) (5)B (6) 180 135
【解析】(1)根据
实验中要用体重计测量小华的质量m。
(3)测量功率,据知,需要测量时间,用秒表记录跳n次所用的时间t。
(4)计算出一次跳绳克服重力做的功
W=Gh=mgh
n次跳绳克服重力做的总功
W总=nW=nmgh
克服重力做功的平均功率
(5)两人跳起的平均高度相同,h相同;
A.跳的时间短的,起跳的次数不一定多,不知道体重,也无法比较功率的大小,故A不符合题意;
BD.相同时间完成相同次数,起跳的高度相同,体重大的做功多,时间相同,根据可知,体重大的功率大,故B符合题意,D不符合题意;
C.体重相同,跳的时间长的,次数不一定多,功不一定大,无法比较功率大小,故C不符合题意。
故选B。
(6)跳绳者的重力为
G=mg=50kg×10N/kg=500N
跳绳一次做的功为
W=Gh=500N×0.09m=45J
由图像可得,跳绳一次所用的时间为s,所以1min钟跳绳的次数为
1min做的总功为
W'=180W=180×45J=8100J
克服重力做功的平均功率为
(考点2的变式练2)为了研究物体做功快慢与哪些因素有关,某同学分别用9台发电机匀速提升重物。他把9台发电机分成3组,观察到每组的做功快慢相同,且第三组最快,第二组其次,第一组最慢。
第一组 第二组 第三组
序号 做功(焦) 做功时间(秒) 序号 做功(焦) 做功时间(秒) 序号 做功(焦) 做功时间(秒)
1 5 5 4 6 5 7 5 2.5
2 10 10 5 12 10 8 10 5
3 15 15 6 18 15 9 15 7.5
(1)分析比较实验序号1与7(或2与8,或3与9)的数据及相关条件,可得出初步结论是: ;
(2)分析比较实验序号 的数据及相关条件,可得出初步结论是:做功所用时间相同,做的功越多,做功越快;
(3)进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及相关条件,并归纳结论:
a、分析比较表一或表二或表三可知: ;
b、分析比较表一和表二和表三可知: 。
【答案】(1)所做的功相同,做功时间不同,做功时间越短,做功越快 (2) 1、8
(3)做功的时间相同,所做的功不同,做功越多的,做功越快 当电动机做的功和做功用的时间的比值越大时,做功越快
【解析】(1)观察到每组的做功快慢相同,且第一组做功最慢,第二组其次,第三组最快。分析比较实验序号1与7(或2与8,或3与9)的数据及相关条件,可得出初步结论是:所做的功相同,做功时间不同,做功时间越短,做功越快。
(2)分析比较实验序号1、8的数据及相关条件,可得出初步结论是:做功的时间相同,所做的功不同,做功越多的,做功越快。
(3)a.分析表一可知,在做功时间和做功多少都不一样的情况下,做功的快慢是一样的,求出功与时间的比值可以发现,比值是相同的,由此得出:当电动机做的功和做功用的时间的比值相同时,做功快慢相同。
B.综合分析表一、表二和表三,可以发现表二、表三中功和时间的比值是不同的,而做功的快慢也是不同的,由此得出:当电动机做的功和做功用的时间的比值越大时,做功越快。
考点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】(2025上海)某机器用5×104牛的力在100秒时间内将某物体提升8米,求此过程中拉力所做的功W和功率P。
【答案】4×105J,4×103W
【解析】用5×104牛的力将某物体提升8米,则拉力所做的功
用时100秒,则拉力所做的功的功率
(考点3的变式练1)如图甲,用竖直向上的拉力F,将静止在水平地面上的物体向上提升。乙图表示拉力F的大小随时间t的变化关系,丙图表示物体运动速度v的大小随时间t的变化关系。在0~10s内物体对地面的压力为_______N;20~30s内拉力F做功的功率为_______W。
【答案】 30 500
【解析】由图可知,第20s之后,物体竖直向上做匀速直线运动,物体处于平衡状态,重力等于拉力为50N,则在0~10s内物体对地面的压力为
F压=G-F=50N-20N=30N
由图可知,20~30s内物体的速度为10m/s,拉力F做功的功率为
p=Fv=50N×10m/s=500W
(考点3的变式练2)如图是目前一些学校为中小学生提供的校车,方便学生的上下学同时也保证了学生的安全。小明同学家距离学校12km,他乘校车到学校用时30min。问:
(1)校车从小明家到学校的平均速度是多少km/h?
(2)若校车和人的总质量为4.5t,当校车静止时与水平地面的总接触面积为0.15m2,此时校车对地面压强是多少?
(3)若校车以36km/h的速度在水平地面上匀速行驶一段距离,校车受到的阻力是车和人总重力的0.1倍,此时该校车牵引力的功率是多少?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)校车从小明家到学校需要的时间
t=30min=0.5h
校车从小明家到学校的平均速度
(2)校车对地面的压力
校车对地面压强
(3)校车的速度
v=36km/h=10m/s
校车匀速运动,受到的牵引力和阻力是平衡力,牵引力
此时该校车牵引力的功率
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
【答案】D
【解析】AB.甲和乙爬楼,均克服自身重力做功,由于甲乙自身的重力未知,则无法比较甲和乙做功的大小和做功的快慢,故AB错误;
CD.若两人的体重相同,爬楼的高度相同,由公式W=Gh可知,甲乙两人做功相同,甲先到说明做相同的功所用的时间短,由功率公式可得,甲的功率比乙大,故C错误;D正确。故选D。
2.一次体育课上,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∶3 B.3∶2 C.4∶9 D.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。
3.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=6:1 B.W1:W2=2:3 P1:P2=2:1
C.W1:W2=2:1 P1:P2=3:2 D.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。
4.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.
5. 把一个木块放在粗糙程度相同的水平地面上,它受到了水平向左的拉力F的作用,如图甲所示。拉力F的大小与时间t的关系如图乙所示,木块的运动速度υ与时间t的关系如图丙所示。则下列说法正确的是( )
A.t=3s时木块受到的合力为4N B.t=1s时木块受到的摩擦力为0N
C.4~6s内,拉力做功48J D.4~6s内,木块克服摩擦力做功的功率为16W
【答案】AD
【解析】A.由丙图可知,4~6s内木块做匀速直线运动,处于平衡状态,木块所受滑动摩擦力和拉力是一对平衡力,由乙图可知,4~6s内木块受到的拉力是4N,则由二力平衡条件可知木块所受的滑动摩擦力:
f滑=F3=4N
t=3s时木块做加速运动,因压力大小和接触面的粗糙程度均不变,则木块受到的滑动摩擦力不变,仍然为4N,故A正确;
B.0~2s内,由丙图可知木块处于静止状态,受平衡力的作用,由乙图可知此过程中木块受到的拉力为2N,根据二力平衡条件可知0~2s内木块受到的摩擦力为2N,故B错误;
C.4s~6s,由丙图可知木块做匀速直线运动,且速度为4m/s,此过程中木块运动的路程为s=vt=4m/s×2s=8m,则拉力做的功为W=F3s=4N×8m=32J,故C错误;
D.4~6s内,木块处于平衡状态,则木块克服摩擦力做的功等于拉力做的功,
则木块克服摩擦力做功的功率:,故D正确。故选:AD。
6. 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P1D.在Q点物体处于运动状态,撤去一切外力后,根据牛顿第一定律可知,物体将匀速直线运动,故D不符合题意。故选B。
7.一台抽水机工作时的功率是5000W,它表示的意义是( )
A.这台抽水机1min内做的功是5000W B.这台抽水机1min内做的功是5000J
C.这台抽水机1s内做的功是5000W D.这个抽水机1s内做的功是5000J
【答案】D
【详解】A.一台抽水机工作时的功率是5000W,它表示的意义是这台机器1s内做的功是5000J,故A不符合题意;
B.一台抽水机工作时的功率是5000W,它表示的意义是这台机器1s内做的功是5000J,故B不符合题意;
C.一台抽水机工作时的功率是5000W,它表示的意义是这台机器1s内做的功是5000J,故C不符合题意;
D.一台抽水机工作时的功率是5000W,它表示的意义是这台机器1s内做的功是5000J,故D符合题意。故选D。
8.如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A,已知AB>AC,施加的力分别为F1、F2,拉力做的功为W1、W2,拉力做功的功率分别为P1、P2,则它们的关系正确的是( )
A.F1=F2,W1>W2,P1>P2
B.F1=F2,W1>W2,P1=P2
C.F1<F2,W1=W2,P1=P2
D.F1<F2,W1=W2,P1<P2
【答案】D
【解析】AB.由图知,斜面AB的倾斜角度小于斜面AC,且分别拉动同一物体,所以物体沿AB运动时拉力F1较小,即F1<F2
故AB错误;
CD.斜面光滑说明摩擦力为0,即使用光滑的斜面没有做额外功,所以拉力在两斜面上做功都等于克服物体重力做的功,由W=Gh可知,拉力做的功相同,即W1=W2
从底部匀速拉到顶点A物体的速度相同,且F1<F2,根据公式
可知,物体沿AB运动时拉力F1的功率较小,即P1<P2,故C错误;D正确。答案D。
9.两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(s)—时间(t)图像如图所示,根据图像,下列判断正确的是( )
A.两次物体受到的摩擦力:
B.两次物体所受的拉力:
C.0~6s两次拉力对物体所做的功:
D.0~6s两次拉力对物体做功的功率:
【答案】C
【解析】A.同一物体,对水平面的压力相等;同一水平面上,则接触面的粗糙程度相同,故两次拉动物体时,物体受到的摩擦力相等,故A错误;
B.由图像知,两图线均为过原点的倾斜直线,说明两次物体都做匀速直线运动,则物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以两次物体所受的拉力相等,故B错误;
C.由图像可知,0~6s内物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程,又知两次拉力相等,根据功的公式可得,0~6s两次拉力对物体所做的功为,故C正确;
D.0~6s内时间相等,根据功率的公式可得,0~6s两次拉力对物体做功的功率为,故D错误。故选C。
10. 一定质量的物体在水平拉力的作用下沿同一水平面做直线运动,其路程(s)﹣时间(t)关系如图所示,下列正确的是( )
A.物体20s时的速度大于8s时的速度
B.0~12s物体所受的拉力大于12s~24s物体所受的拉力
C.0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功
D.0~12s拉力做功的功率小于12s~24s拉力做功的功率
【答案】C
【解析】(1)从图象上分别读出0~12s和12~24s过程中通过的距离,然后根据比较物体运动快慢的方法分析解答(运动相同的路程比时间,时间越短,速度越快;相同时间比路程,路程越长,速度越快);
(2)根据处于平衡状态的物体受到的力是平衡力得出0~12s和12s~24s两段中拉力和摩擦力的关系,然后根据摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关得出0~12s和12s~24s两段的摩擦力关系,进而可得两段中的拉力关系;
(3)根据W=Fs比较拉力做功;
(4)根据P=比较拉力做功的功率。
A.从图象上看,0~12s和12s~24s物体以不同的速度做匀速直线运动,而0~12s通过的路程是6m,12~24s通过路程为2m,因为相同时间内通过的路程越多,速度越大,因此0~12s过程中的速度大于12~24s的过程中的速度,即物体20s时的速度小于8s时的速度,故A错误;
B.由图象可知,物体在0~12s和12s~24s均做匀速直线运动,拉力等于摩擦力,同一物体对水平面压力相等,接触面的粗糙程度不变,故物体受到的摩擦力相等,所以0~12s物体所受的拉力等于12s~24s物体所受的拉力,故B错误;
C.由AB知,0~12s物体所受的拉力等于12s~24s物体所受的拉力,物体0~12s通过的路程大于12~24s通过路程,由W=Fs可知,0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功,故C正确;
D.0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功,而两段时间相同,根据P=可知,0~12s拉力做功的功率大于12s~24s拉力做功的功率,故D错误。
11.用力沿水平方向拉水平桌面上的木块,拉力大小随时间变化的图像如图甲所示,物块速度随时间变化的图像如图乙所示。下列有关拉力做功及其功率的分析正确的是( )
A.10~30s内拉力做功为32J
B.50s内拉力做功为80J
C.10~30s内拉力的功率逐渐变大
D.30~40s内拉力的功率逐渐变大
【答案】C
【解析】A.结合图甲、乙两图知,0~10s,水平拉力由0增大到4N,木块处于静止状态;10~30s,水平拉力由4N增大到12N,木块做加速运动,不知道木块运动的距离,由W=Fs可知,无法确定做功的多少,故A错误;
B.50s内,由图甲可知拉力在变化,不知道物体运动的距离,由功的公式W=Fs可知,无法计算拉力做的功,故B错误;
C.10~30s内,由图甲可知,拉力逐渐增大,木块的速度逐渐增大,根据
知,拉力的功率逐渐变大,故C正确;
D.30~40s,水平拉力保持为4N不变,木块做匀速直线运动,根据
知,拉力的功率保持不变,故D错误;故选C。
12.小明提着3kg的菜篮从一楼匀速爬上四楼用时1min,每层楼高3m,已知小明体重为50kg,小明做功至少为______J,他上楼的功率______W,则他在上楼过程中对菜篮所做的功为______J(g取10N/kg)。
【答案】4770 79.5 270
【解析】小明上楼做功包括克服自己重力做功和克服菜篮重力做功,故
功率
上楼过程中对菜篮所做的功为
13. 宽握距引体向上要求:两手用宽握距正握(掌心向前)单杠,略宽于肩,两脚离地,两臂自然下垂伸直,用力将身体往上拉起,下巴超过单杠时稍作停顿,然后回复完全下垂,即为完成1次,小明同学体重600N,正握单杠且两臂自然下垂伸直时,下巴与单杠的高度差是0.4m,他在某次测试中, 1min内完成了10次引体向上,则他完成1次引体向上至少做功_______J, 整个测试过程中做功的平均功率最小是______W。
【答案】 240 40
【解析】完成1次引体向上至少做功
1min内完成了10次引体向上,整个测试过程中做功
整个测试过程中做功的的平均功率最小是
14. 在水平地面上,小明沿水平方向推重400N的木箱做直线运动,木箱速度随时间变化的图像如图所示。已知在4s~8s内木箱受到的推力恒为150N,在这段时间(4s~8s)内,木箱受到的推力的功率是____W,8s-10s内木箱受到的摩擦力是______N(忽略空气阻力)。
【答案】 150 150
【解析】(1)由图可知,在4~8s内,推力F=150N;由图可知这段时间内木箱做匀速直线运动,且v=1m/s,则推力做工的功率为
由图可知,在4~8s内,木箱做匀速直线运动,忽略空气阻力,木箱受到的推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,则木箱受到的摩擦力
f=F=150N
由图可知,木箱在8s~10s内做减速运动,由于压力大小,接触面粗糙程度不变,则木箱受到滑动摩擦力大小不变,还是150N。
15.我们在超市购物时,常常使用购物车,已知购物车的质量为10kg,小明用10N的水平推力推着购物车沿水平地面运动了4m,用时4s,则:购物车的重力为______N;推力所做的功______J;推力的功率为___W。
【答案】(1)100(2)40(3)10
【解析】(1)购物车的重力为:G=mg=10kg×10N/kg=100N
(2)推力所做的功为
(3)推力的功率为
16. 如图甲,用竖直向上的拉力F,将静止在水平地面上的物体向上提升。乙图表示拉力F的大小随时间t的变化关系,丙图表示物体运动速度v的大小随时间t的变化关系。在0~10s内物体对地面的压力为_______N;20~30s内拉力F做功的功率为_______W。
【答案】 30 500
【解析】由图可知,第20s之后,物体竖直向上做匀速直线运动,物体处于平衡状态,重力等于拉力为50N,则在0~10s内物体对地面的压力为
F压=G-F=50N-20N=30N
由图可知,20~30s内物体的速度为10m/s,拉力F做功的功率为
p=Fv=50N×10m/s=500W
17. 在泉城济南,游客乘坐画舫游船穿行其间,可以尽享“不出城郭而获山水之怡,身居闹市而有林泉之致”的都市休闲意趣。如图所示,若画舫游船质量为3t,从黑虎泉站出发以的速度匀速行驶到泉城广场站,所用时间约为,牵引力是。取,通过计算回答:
(1)黑虎泉站到泉城广场站河段大约多长?
(2)游船在护城河中受到的浮力多大?
(3)这次水上航行中,牵引力对游船做了多少功?
(4)这次水上航行中,牵引力对游船做功的功率多大?
【答案】(1);(2);(3);(4)
【解析】(1)所用时间约为
由公式得,黑虎泉站到泉城广场站河段的长度
(2)画舫游船质量为
画舫游船重力为
因为游船漂浮在水中,根据漂浮条件得,游船在护城河中受到的浮力
(3)牵引力对游船做的功
(4)牵引力对游船做功的功率
18. 如图所示为一辆无人驾驶清扫车,空车质量为400kg,它集激光雷达、摄像头、超声波雷达等传感器于一体,可自主作业。
(1)激光是一种电磁波,它在真空中的传播速度为______m/s;
(2)空车停在水平地面上,若地面总受力面积为200cm2,则车对地面的压强为多少帕?(g取10N/kg)
(3)空车行驶时牵引力的功率为810W,在10s内匀速行驶12m,车受到的阻力为多少牛?
【答案】 (1) (2) (3)
【解析】(1)电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s,所以激光在真空中的传播速度是3×108m/s。
(2)车对地面的压力F=G=mg=400kg×10N/kg=4000N
车对地面的压强
=2×105Pa
(3)车的速度
v=
空车行驶时牵引力的功率
牵引力
由于车做匀速运动,受到的牵引力和阻力是平衡力,所以车受到的阻力为f=F=675N
19. 一艘货轮在长江某河段行驶,50s内匀速通过200m的路程,其牵引力为5×105N,求:
(1)货轮行驶的速度;
(2)牵引力做的功;
(3)牵引力的功率。
【答案】(1)4m/s;(2)1×108J;(3)2×106W
【解析】(1)货轮行驶的时间t=50s,行驶的路程s=200m,则货轮行驶的速度
(2)牵引力F=5×105N,则牵引力做的功
(3)牵引力的功率
答:(1)货轮行驶的速度为4m/s;
(2)牵引力做的功为1×108J;
(3)牵引力的功率为2×106W。
20. 临夏州积石山县发生6.2级地震,道路中断、房屋倒塌、人员伤亡,人民群众生命财产安全受到严重威胁。地震发生后,中国人民解放军第一时间赶赴灾区开展抢险救灾工作。此次抢险工作中,我国自主研发的运-20重型军用运输机负责运送物资及相关救援设备,为抢险工作赢得了时间。
(1)求运-20以720km/h的速度飞行1.5h,能飞行多少千米?
(2)若飞机及所有物资总重达150t,与地面的总接触面积约为1.5m2,则飞机静止在水平地面上时对地面的压强是多大?(g取10N/kg)
(3)若运-20在空中以720km/h的速度水平匀速直线飞行时所受阻力为,求此过程中发动机的功率。
【答案】(1)1080;(2);(3)
【解析】(1)已知运-20以720km/h的速度飞行1.5h,能飞行的距离为
(2)若飞机及所有物资总重达150t,即150000kg,总重力为
飞机静止在水平地面上时对地面的压力大小等于总重力大小,即
已知飞机与地面的总接触面积约为1.5m2,由压强公式可得,飞机静止在水平地面上时对地面的压强是
(3)运-20水平匀速直线飞行时所受阻力为,则发动机提供牵引力大小等于所受阻力大小,即为
运-20在空中的速度为
由功率的推导式可得,此过程中发动机的功率为
答:(1)能飞行1080千米;
(2)飞机静止在水平地面上时对地面的压强是;
(3)此过程中发动机的功率为。
21. 某小区为解决小区居民停车难问题,修建了立体车库(如图所示),驾驶员只需将轿车停至立体车库升降机载车板上,升降机便可将轿车提升至不同的车库层进行存放。在某次停车时,驾驶员将轿车停至水平载车板上,升降机在30s内将轿车匀速竖直提升10m到达第5层。若该轿车的总质量为,每个车轮与载车板的接触面积为,取。根据以上信息,请通过计算回答:(1)该轿车停在水平载车板上时对载车板的压强是多少?
(2)30s内升降机对该轿车所做的功是多少?
(3)30s内升降机对该轿车做功的功率是多少?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)轿车的重力为
因为轿车停在水平载车板上,所以它对水平载车板的压力
车轮与载车板的总接触面积
该轿车对水平载车板的压强为
(2)因为升降机将轿车匀速竖直提升10m,所以升降机对该轿车的支持力
升降机对轿车做的功
(3)升降机对该轿车做功的功率
答:(1)该轿车停在水平载车板上时对载车板的压强是1.5×105Pa;
(2)30s内升降机对该轿车所做的功是1.5×105J;
(3)30s内升降机对该轿车做功的功率是5×103W。
核心素养学习目标
知识解读易错警示示
注意!
考点例题精讲确确考向
课节重点难点精练达标培优
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2026人教版新教材物理八年级下册同步精讲精炼学案(全国通用)
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。
重要解题方法总结:
功率的计算注意的地方
当物体在力F的作用下,沿力F的方向以速度v做匀速直线运动,由及,可得。应用公式计算时,速度的单位必须是m/s,这样得出的功率单位才是W。
易错点: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。
考点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】“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。
(考点1的变式练1)优秀运动员短时间内的功率可达1kW,它的物理意义是 ______;如图是甲、乙两台机器做功与做功所用时间的关系图像,由图像可知,甲、乙两物体的功率P甲______P乙(选“>”“=”“<”),若运动员与其中一台机器实际功率之比为1:3,则它们做同样的功所需要的时间之比是 ______。
(考点1的变式练2)学习了功率的知识后,小明和几位同学准备开展“比一比谁的功率大”的活动。他们设计了四套方案:可行的是( )
A.测量出各自体重、爬楼高度,算出爬楼做的功并进行比较
B.测量出各自体重、爬楼用时间和爬楼高度,算出爬楼的功率并进行比较
C.控制爬楼时间相同,测量出各自体重、爬楼高度,算出爬楼做的功并进行比较
D.控制爬楼高度相同,测量出各自体重、爬楼时间,算出体重和时间的比值并进行比较
考点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)
臂长L/m 质量m/kg 拉上去的次数 总时间t/s 拉一次克服重力所做的功W/J 功率P/W
0.6 50 5 12
【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
(考点2的变式练1)跳绳是我市初中毕业生体育测试的项目之一,小华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)用体重计测量 (填物理量名称及对应字母);
(2)估测自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升的高度);
(3)用计时器记录跳n次所用的 (填物理量名称及对应字母);
(4)小华跳绳时克服重力做功的平均功率为P= (用以上的字母表示);
(5)若两位同学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.跳的时间短的功率大
B.相同时间完成相同次数,体重大的功率大
C.体重相同,跳的时间长的功率大
D.条件不足,无法比较
(6)跳绳能让人体各个器官得到充分的锻炼,若跳绳者的质量为50kg,跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示,根据所给条件可算出此跳绳者在1min内运动员总共跳绳 次,克服重力做功的平均功率为 W。(g=10N/kg)
(考点2的变式练2)为了研究物体做功快慢与哪些因素有关,某同学分别用9台发电机匀速提升重物。他把9台发电机分成3组,观察到每组的做功快慢相同,且第三组最快,第二组其次,第一组最慢。
第一组 第二组 第三组
序号 做功(焦) 做功时间(秒) 序号 做功(焦) 做功时间(秒) 序号 做功(焦) 做功时间(秒)
1 5 5 4 6 5 7 5 2.5
2 10 10 5 12 10 8 10 5
3 15 15 6 18 15 9 15 7.5
(1)分析比较实验序号1与7(或2与8,或3与9)的数据及相关条件,可得出初步结论是: ;
(2)分析比较实验序号 的数据及相关条件,可得出初步结论是:做功所用时间相同,做的功越多,做功越快;
(3)进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及相关条件,并归纳结论:
a、分析比较表一或表二或表三可知: ;
b、分析比较表一和表二和表三可知: 。
考点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】(2025上海)某机器用5×104牛的力在100秒时间内将某物体提升8米,求此过程中拉力所做的功W和功率P。
【答案】4×105J,4×103W
【解析】用5×104牛的力将某物体提升8米,则拉力所做的功
用时100秒,则拉力所做的功的功率
(考点3的变式练1)如图甲,用竖直向上的拉力F,将静止在水平地面上的物体向上提升。乙图表示拉力F的大小随时间t的变化关系,丙图表示物体运动速度v的大小随时间t的变化关系。在0~10s内物体对地面的压力为_______N;20~30s内拉力F做功的功率为_______W。
(考点3的变式练2)如图是目前一些学校为中小学生提供的校车,方便学生的上下学同时也保证了学生的安全。小明同学家距离学校12km,他乘校车到学校用时30min。问:
(1)校车从小明家到学校的平均速度是多少km/h?
(2)若校车和人的总质量为4.5t,当校车静止时与水平地面的总接触面积为0.15m2,此时校车对地面压强是多少?
(3)若校车以36km/h的速度在水平地面上匀速行驶一段距离,校车受到的阻力是车和人总重力的0.1倍,此时该校车牵引力的功率是多少?
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
2.一次体育课上,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∶3 B.3∶2 C.4∶9 D.9∶4
3.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=6:1 B.W1:W2=2:3 P1:P2=2:1
C.W1:W2=2:1 P1:P2=3:2 D.W1:W2=2:1 P1:P2=2:3
4.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
5. 把一个木块放在粗糙程度相同的水平地面上,它受到了水平向左的拉力F的作用,如图甲所示。拉力F的大小与时间t的关系如图乙所示,木块的运动速度υ与时间t的关系如图丙所示。则下列说法正确的是( )
A.t=3s时木块受到的合力为4N B.t=1s时木块受到的摩擦力为0N
C.4~6s内,拉力做功48J D.4~6s内,木块克服摩擦力做功的功率为16W
6. 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
7.一台抽水机工作时的功率是5000W,它表示的意义是( )
A.这台抽水机1min内做的功是5000W B.这台抽水机1min内做的功是5000J
C.这台抽水机1s内做的功是5000W D.这个抽水机1s内做的功是5000J
8.如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A,已知AB>AC,施加的力分别为F1、F2,拉力做的功为W1、W2,拉力做功的功率分别为P1、P2,则它们的关系正确的是( )
A.F1=F2,W1>W2,P1>P2
B.F1=F2,W1>W2,P1=P2
C.F1<F2,W1=W2,P1=P2
D.F1<F2,W1=W2,P1<P2
9.两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(s)—时间(t)图像如图所示,根据图像,下列判断正确的是( )
A.两次物体受到的摩擦力:
B.两次物体所受的拉力:
C.0~6s两次拉力对物体所做的功:
D.0~6s两次拉力对物体做功的功率:
10. 一定质量的物体在水平拉力的作用下沿同一水平面做直线运动,其路程(s)﹣时间(t)关系如图所示,下列正确的是( )
A.物体20s时的速度大于8s时的速度
B.0~12s物体所受的拉力大于12s~24s物体所受的拉力
C.0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功
D.0~12s拉力做功的功率小于12s~24s拉力做功的功率
11.用力沿水平方向拉水平桌面上的木块,拉力大小随时间变化的图像如图甲所示,物块速度随时间变化的图像如图乙所示。下列有关拉力做功及其功率的分析正确的是( )
A.10~30s内拉力做功为32J
B.50s内拉力做功为80J
C.10~30s内拉力的功率逐渐变大
D.30~40s内拉力的功率逐渐变大
12.小明提着3kg的菜篮从一楼匀速爬上四楼用时1min,每层楼高3m,已知小明体重为50kg,小明做功至少为______J,他上楼的功率______W,则他在上楼过程中对菜篮所做的功为______J(g取10N/kg)。
13. 宽握距引体向上要求:两手用宽握距正握(掌心向前)单杠,略宽于肩,两脚离地,两臂自然下垂伸直,用力将身体往上拉起,下巴超过单杠时稍作停顿,然后回复完全下垂,即为完成1次,小明同学体重600N,正握单杠且两臂自然下垂伸直时,下巴与单杠的高度差是0.4m,他在某次测试中, 1min内完成了10次引体向上,则他完成1次引体向上至少做功_______J, 整个测试过程中做功的平均功率最小是______W。
14. 在水平地面上,小明沿水平方向推重400N的木箱做直线运动,木箱速度随时间变化的图像如图所示。已知在4s~8s内木箱受到的推力恒为150N,在这段时间(4s~8s)内,木箱受到的推力的功率是____W,8s-10s内木箱受到的摩擦力是______N(忽略空气阻力)。
15.我们在超市购物时,常常使用购物车,已知购物车的质量为10kg,小明用10N的水平推力推着购物车沿水平地面运动了4m,用时4s,则:购物车的重力为______N;推力所做的功______J;推力的功率为___W。
16. 如图甲,用竖直向上的拉力F,将静止在水平地面上的物体向上提升。乙图表示拉力F的大小随时间t的变化关系,丙图表示物体运动速度v的大小随时间t的变化关系。在0~10s内物体对地面的压力为_______N;20~30s内拉力F做功的功率为_______W。
17. 在泉城济南,游客乘坐画舫游船穿行其间,可以尽享“不出城郭而获山水之怡,身居闹市而有林泉之致”的都市休闲意趣。如图所示,若画舫游船质量为3t,从黑虎泉站出发以的速度匀速行驶到泉城广场站,所用时间约为,牵引力是。取,通过计算回答:
(1)黑虎泉站到泉城广场站河段大约多长?
(2)游船在护城河中受到的浮力多大?
(3)这次水上航行中,牵引力对游船做了多少功?
(4)这次水上航行中,牵引力对游船做功的功率多大?
18. 如图所示为一辆无人驾驶清扫车,空车质量为400kg,它集激光雷达、摄像头、超声波雷达等传感器于一体,可自主作业。
(1)激光是一种电磁波,它在真空中的传播速度为______m/s;
(2)空车停在水平地面上,若地面总受力面积为200cm2,则车对地面的压强为多少帕?(g取10N/kg)
(3)空车行驶时牵引力的功率为810W,在10s内匀速行驶12m,车受到的阻力为多少牛?
19. 一艘货轮在长江某河段行驶,50s内匀速通过200m的路程,其牵引力为5×105N,求:
(1)货轮行驶的速度;
(2)牵引力做的功;
(3)牵引力的功率。
20. 临夏州积石山县发生6.2级地震,道路中断、房屋倒塌、人员伤亡,人民群众生命财产安全受到严重威胁。地震发生后,中国人民解放军第一时间赶赴灾区开展抢险救灾工作。此次抢险工作中,我国自主研发的运-20重型军用运输机负责运送物资及相关救援设备,为抢险工作赢得了时间。
(1)求运-20以720km/h的速度飞行1.5h,能飞行多少千米?
(2)若飞机及所有物资总重达150t,与地面的总接触面积约为1.5m2,则飞机静止在水平地面上时对地面的压强是多大?(g取10N/kg)
(3)若运-20在空中以720km/h的速度水平匀速直线飞行时所受阻力为,求此过程中发动机的功率。
21. 某小区为解决小区居民停车难问题,修建了立体车库(如图所示),驾驶员只需将轿车停至立体车库升降机载车板上,升降机便可将轿车提升至不同的车库层进行存放。在某次停车时,驾驶员将轿车停至水平载车板上,升降机在30s内将轿车匀速竖直提升10m到达第5层。若该轿车的总质量为,每个车轮与载车板的接触面积为,取。根据以上信息,请通过计算回答:(1)该轿车停在水平载车板上时对载车板的压强是多少?
(2)30s内升降机对该轿车所做的功是多少?
(3)30s内升降机对该轿车做功的功率是多少?
核心素养学习目标
知识解读易错警示示
注意!
考点例题精讲确确考向
课节重点难点精练达标培优
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