11.2　怎样比较做功的快慢 第2课时　功率的测量和应用(要点讲解+当堂检测+答案)

沪粤版物理九年级上册同步学案
第十一章　机械功与机械能
11.2　怎样比较做功的快慢
第2课时　功率的测量和应用
要 点 讲 解
要点一　公式P＝Fv的应用
当物体在力的作用下，以速度v做匀速直线运动时，由功的计算公式W＝Fs和速度的计算公式v＝可得P＝＝＝Fv；由该公式可知，在功率一定时，力F与速度v成反比，如当机动车上坡时，司机常采取换挡的方式减小速度，以获得较大的牵引力。
1. P＝：这是功率的定义式，它表示物体在时间t内的平均功率，任何情景下均可用。
2. P＝Fv：这是功率的导出式，主要用于分析机动车行驶问题，这类问题往往都有前提条件，即发动机的功率一定。
经典例题1　小强同学用100N的力推着一木箱在水平地面以20cm/s的速度前进，则推力的功率为________W。
解析：由公式P＝Fv＝100N×0.2m/s＝20W。
答案：20
要点二　功率的测量
1. 测量功率的实验原理：P＝。
2. 测量的物理量：人的质量、人爬楼的高度、爬楼所用的时间。
3. 测量工具：体重计(或台秤)、停表(或钟表)、卷尺(或刻度尺)。
4. 实验步骤：首先用体重计测出人的质量，而人的重力可以通过测量人的质量得到，即F＝G＝mg；然后用卷尺测出人爬楼的高度h，同时用停表测出爬楼所用的时间t，最后根据测量值算出爬楼的功率。则爬楼的功率P＝＝。
经典例题2　跳绳是安徽中考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)用体重计测量自己的质量m。
(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________(填测量器材)记录跳n次所用的________(填物理量与其对应字母)。
(4)数据处理：
①自己所受的重力G＝________；
②每次克服重力所做的功W＝Gh＝________，则跳n次所做的总功W总＝nW＝________；
③则平均功率P＝________。
(5)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，频率高的功率大 D．体重相同，跳的时间长的功率大
(6)小华要想提高跳绳测试的成绩，请你从物理学的角度为他提出一条合理的建议：________________________________________________________________。
解析：估测自己跳绳时克服重力的平均功率，根据P＝，需要测出在一段时间里做的功。要求跳绳时克服重力做的功，就要测出自己的质量m和跳起的高度h。算出跳一次做的功，再数出在一段时间里跳的次数，算出总功，由停表测出时间，就可由功率公式算出功率。比较功率的大小可由P＝作出判断。当功一定时，时间越短，功率越大；当时间一定时，功越多，功率越大。相同时间里，跳的次数越多成绩越好，在时间相同，功率一定的情况下，所做的功是一样的。每次做的功越少，相同时间里跳的次数才越多，成功才越好。
答案：(3)停表　时间t　(4)①mg　②mgh　nmgh　③　(5)A　(6)加快跳绳频率、降低跳起高度等
当 堂 检 测
1. 如图所示，挖掘机挖土的速度往往很慢，这是为了(　　)
A. 保证挖掘质量 B. 获得较大挖掘动力
C. 可以节约燃料 D. 保证挖掘施工安全

第1题 第2题
2. 攀岩运动是从登山运动中派生来的新项目，它集健身、娱乐、竞技于一体，如图所示。若要测量两名运动员在攀岩时克服重力做功的功率大小，不需要测量的物理量是(　　)
A. 运动员的质量 B. 攀岩的高度
C. 运动员的身高 D. 攀岩所用的时间
3. 三位同学准备进行爬楼比赛，看看谁的功率大。他们展开了如下的讨论：
甲：只有测出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度，才能进行比较；
乙：在爬楼的时间相同时，只要测出各自的体重、爬楼的高度，就可以进行比较；
丙：在爬楼的高度相同时，只要测出各自的体重、爬楼的时间，就可以进行比较。
其中观点正确的是(　　)
A. 甲、乙和丙　　　　　　 B. 甲和乙
C. 甲和丙 D. 乙和丙
4. 小明同学家住在五楼，有时候上楼比较慢，有时候快。他发现快步跑上楼比慢步上楼容易累，原因是快步跑上楼时速度快，由P＝Fv可知，增大速度可以 功率，那么单位时间内消耗的能量　 　。
5. 小明在学习了一定的物理知识之后，对俗语：“胳膊拗不过大腿”，产生了某种兴趣，他感觉可能两者在某些方面存在显著差异，他通过自己的实验探究，得到了如下数据：①小明测量了自己体重为500N；②他在20s内做了10次“引体向上”，每次将身体匀速提高30cm；③他在10s内，匀速登上了40级台阶，每级台阶高20cm。则：
(1)小明做一次“引体向上”，胳膊向上的拉力做功 J；小明匀速登上台阶时的功率是　 　W。
(2)请你通过以上实验数据及学到的物理知识为小明“胳膊拗不过大腿”实验，收集证据，支持小明的观点，你的解释是： 。
6. 学校买了一箱物理器材，小军同学将它从一楼运到三楼，如图所示，小丽同学想测量小军搬运器材过程中对箱子做功的功率。
(1)测量所需的器材 。
(2)写出计算功率的最后表达式P＝　 　。
(3)小丽同学设计的实验步骤如下，其中多余的是(　 　)
A. 箱子所受的重力 B. 测出楼梯的总长度
C. 测出一楼到三楼的竖直高度 D. 测出小军上楼所用的时间
E. 算出小军搬运箱子的功率
(4)请你帮小丽设计一个实验数据记录表格。
当堂检测参考答案
1. B 2. C 3. D
4. 增大 多
6. (1)磅秤、卷尺、秒表 (2) (3)B (4)表格如下所示。
箱子的质量m/kg
一楼到三楼的竖直高度h/m
所用的时间t/s
功率P/W