人教版初中物理八年级11.2功率 习题分类例析
文档属性
| 名称 | 人教版初中物理八年级11.2功率 习题分类例析 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 401.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-07-29 11:05:52 | ||
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文档简介
《功率》习题分类练习
●能力点1：功率大小的判断
1．下列四组数据给出了四个力做功与做功所用的时间，其中功率最大的是（ ）
A．40J、8s B．80J、8s C．80J、10s D．90J、10s
变式1 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。
上述说法中，你认为合理的是（ ）
A．甲、乙和丙 B．甲和乙 C．甲和丙 D．乙和丙
变式2 如图，用大小相等的拉力F，分别沿斜面和水平面拉木箱，拉力方向和运动方向始终一致，运动时间tab＞tcd，运动距离sab=scd，比较两种情况下拉力所做的功和功率（ ）
A．ab段做功较多 B． ab段与cd段的功一样多
C．ab段功率较大 D． ab段与cd段的功率一样大
变式3 小明用相同的水平推力，分别使较重的A物体沿较光滑的平面移动，较轻的B物体沿较粗糙的平面移动，若在相同的时间内移动相同的距离．则下列说法正确的是（ ）
A．小明对A物体做的功多 B．小明对B物体做的功多
C．小明推A物体时的功率小 D．小明推A、B两物体时的功率相同
变式4 下列说法中正确的是（ ）
A．做功越多，功率越大 B．做功越少的机械做功越慢
C．功率越大的所用时间 D．功率大的机械做功一定快
●能力点2：功率的计算
例1 P=W/t的运用
“沙场点兵，扬我军威”。2017年8月1日，习近平总书记在朱日和军事基地乘坐检阅车对三军将士进行检阅。某检阅车质量为2400kg，在600s内沿水平方向匀速前进了3000m，牵引力大小为2000N．求
（1）检阅车的重力（g=10N/kg）；（2）检阅车的速度；（3）牵引力的功率。
变式1 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=1:1 B．W1:W2=2:3 C．P1:P2=1:1 D．P1:P2=2:3
变式2 步行不仅是一种简易的健身运动，而且还能方便地对一些长度进行估测。人正常步行时，步距变化不大，因此，步距可作为身体上的一把“尺子”。小华测出自己的步距为0.5m，他正常步行1min走了180步。小华根据自己的腿长和步距画出了如图所示的步行示意图，对步行时重心的变化进行分析，当两脚一前一后着地时重心降低，而单脚着地迈步时重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。已知小华的腿长是65cm，质量是50kg，g取10N/kg，求：
（1）小华正常步行的速度是多少？
（2）小华每走一步克服重力所做的功是多少？
（3）小华正常步行克服重力做功的功率是多少？
变式3 某同学的质量约为50kg，他以正常速度从教学楼的一楼走上二楼。请估算在此过程中该同学上楼的功率最接近于（ ）
A．1W B．10W C．100W D．1000W
变式4 一个正常成年人的心脏推动血液流动的功率为1.5W。
（1）该成年人一昼夜（24h）心脏对血液做了多少功？
（2）这些功可以把多少质量的水送到10m高处？（取g = 10N/kg）
例2 P=Fv的运用
如图所示为我国自主研制、世界最大的水陆两柄飞机AG﹣600，它的最大起飞质量为53.5吨，最大航程可达5500公里；该飞机发动机的总功率约为15MW，其最大巡航速度为500km/h；其一次可最大汲水12吨，对森林防火具有很高的价值。请求：
（1）该飞机以最大起飞质量静止漂浮在水面上时，所受的浮力为 N；它一次最大汲水的体积为 m3。
（2）AG﹣600从海南三亚出发，飞越过西沙、南沙，绕过我国最南端的曾母暗沙，再返回原地的总航程约为3600km，如巡航时间为8小时，该飞机这次巡航的平均速度为多少？当其保持15MW的功率以此速度水平飞行时，受到向前的推力多大？
变式1 已知雨滴在空中竖直下落时所受空气阻力与速度大小的二次方成正比，且不同质量的雨滴所受空气阻力与速度大小的二次方的比值相同．现有两滴质量分别为m1和m2的雨滴从空中竖直下落，在落到地面之前都已做匀速直线运动，那么在两滴雨滴落地之前做匀速直线运动的过程中，其重力的功率之比为（ ）
A．m1：m2 B．： B． ： D ．：
变式2 如图所示，一物体在水平向右的拉力F1作用下以1m/s速度在水平地面上匀速运动了10m，拉力F1所做的功为W1，功率为P1，若该物体在水平向右的拉力F2作用下以2m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了10m，拉力F2所做的功为W2，功率为P2，则W1 W2，P1 P2（选填“＞”、“＜”或“=”）。
变式3 美国研制出“会飞的汽车”，如图所示，其车身和一般汽车相似，但车门多了两个可折叠的翅膀，在陆地行驶时，翅膀折叠，在空中飞行时，翅膀张开。汽车的质量为600 kg，地面最大行驶速度可达150 km/h，轮胎与地面接触的总面积约为0.12 m2，空中最大飞行速度可达200 km/h，发动机功率为75 kW。问：
（1）该汽车在地面以最大行驶速度匀速行驶0.2 h，通过的距离是多少?
（2）该汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少?
（3）若汽车在空中以最大飞行速度匀速飞行200 km，汽车受到的牵引力是多少?
例3 功率与浮力的综合运用
“蓝鳍金枪鱼﹣21”（简称“金枪鱼”）自主水下航行器，其外形与潜艇相似（如图甲所示），其相关参数为：体积1m3、重量7500N，最大潜水深度4500m，最大航速7.4km/h（为简化计算，不考虑海水密度变化，海水密度ρ取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。
（1） “金枪鱼”在下潜的过程中，“金枪鱼”受到的液体压强 （选填“变大”、 “变小”或“不变”）
（2）“金枪鱼”搜寻任务完成后，变为自重时，能静止漂浮在海面上，求此时“金枪鱼”露出海面的体积为多大？
（3）若上述漂浮在海面的“金枪鱼”，由起重装置将其以0.5m/s的速度匀速竖直吊离海面。从某时刻计时起，起重装置拉力的功率随时间变化的图象如图乙所示，图中P3=3P1。请求出t1时刻起重装置对“金枪鱼”拉力（不考虑水的阻力）。
变式1 图是用汽车打捞水下物体的示意图。汽车在通过滑轮牵引水下一个圆柱形的重物。在整个打捞过程中，汽车以v=0.4m/s的速度匀速向右移动。右图是此过程中汽车移动重物时的功率P随时间t变化的图像（设t =0时汽车开始提升重物，忽略水的阻力和滑轮的摩擦。g取10N/kg）
求：（1）圆柱形重物的质量。 （2）圆柱形重物的密度。
（3）打捞前圆柱形重物上表面所受的水的压力？
变式2 如图甲所示是一艘海事打捞船正在打捞一沉人海底的物体，乙图是钢绳将物体竖直向上匀速提起的简化示意图，物体从海底被提升到离开海面一定距离的整个过程中速度均保持不变，从提升物体开始经过时间120s后物体刚好全部出水，已知物体的体积V＝2m3，密度ρ＝3×103kg/m3，已知物体浸没在水中的上升过程中，钢绳提升物体的功率P＝40kW，（忽略水的阻力和钢绳重量，海水的密度取ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：
（1）物体浸没在水中的上升过程中，钢绳提升物体的拉力；
（2）物体全部离开水面后的上升过程中，钢绳提升物体的功率；
（3）打捞处海水对海底的压强。
●能力点3：功率的测量
王帅家住三楼，他经常上下楼，一天他在上楼时，突然想到：自己上楼时的功率是多少呢？他思考后，便准备器材，进行了测量，很快就算出了自己上楼时的功率，请同学们帮他完成以下问题：
（1）在下面的物理量中，王帅只需测量 、 和 三个物理量即可。??
（a）楼梯的长度L????（b）楼梯的高度h????（c）上楼的速度v
（d）上楼用的时间t???（e）王帅的体重G????（f）王帅的质量m
（2）从下面提供的工具中，选出三种所需测量仪器分别是______、______和______。
（a）实验室用的天平??（b）磅秤??（c）学生用三角板??（d）卷尺?（e）钟表?（f）秒表
（3）用测量的物理量表示出所测功率的表达式P=______。
变式1 小明想粗略测量自己上楼梯时的功率，请你帮他设计实验方案：
（1）实验所需的器材：______
（2）实验步骤：______
（3）根据测出的物理量，推导出计算功率的公式：P=______．
参考答案：
●能力点1：功率大小的判断
1．【答案】B
【解析】依据功率公式P=W/t，可知ABCD四个选项功率分别为5W，10W，8W，9W，所以选B。
变式1
【答案】D
【解析】根据P=W/t=Gh/t可知，在爬楼的时间相同时，测出各自的体重、爬楼的高度，就可以进行比较；或在爬楼的高度相同时，测出各自的体重、爬楼的时间，就可以进行比较；故乙和丙的做法可比较功率大小。而甲的说法虽然能计算并比较功率的大小，但不是比较功率大小的唯一方法，故甲的说法不合理。
变式2
【答案】B
【思路分析】根据功的计算公式W=FS可知：比较功的大小要比较拉力F和移动距离s的大小，知道功和时间的关系，根据P=W/t即可比较功率的大小．
变式3
【答案】D
【解析】（1）由题知，在光滑水平面上和粗糙水平面上推力大小相同，移动距离相同，根据公式W=Fs可知，两种情况下做功相同，故AB错误；（2）两种情况的时间相同,根据P=W/t可知，功率相同，故C错误，D正确。
变式4
【答案】D
【解析】由功率的物理意义可知，功率表示做功的快慢，机械的功率越大，机械做功一定越快。由功率的定义式P=W/t可知，选项A、B未考虑做功时间t，选项C未考虑做功的多少，均是错误的。
●能力点2：功率的计算
例1
【答案】（1）检阅车的重力为24000N；（2）检阅车的速度为5m/s；（3）牵引力的功率10kW。
【解析】（1）检阅车的重力：G=mg=2400kg×10N/kg=24000N；
（2）检阅车的速度：v=S/t= 3000m/600s=5m/s；
（3）牵引力的功率：P=W/t=（2000N×3000m）/ （5m/s）=10000W=10kW。
变式1
【答案】D
【思路分析】（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=W/t
求出功率之比．
变式2
【答案】（1）1.5m/s；（2）25J；（3）75W。
【解析】（1）小华步行180步的路程s=0.5m×180=90 m， 他步行的速度v=s/t=90 m/60s=1.5m/s；
（2）小华走一步时重心上升的高度h=65 cm-cm=0.05 m；
小华走一步时克服重力所做的功W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×0.05 m=25J。
（3）小华走一步所用的时间为t=60s/180=1/3s，小华正常步行克服重力做功的功率为P=W/t=（25 J）/（1/3s）=75W。
变式3
【答案】C
【解析】该同学的重力约为500N，从一楼走上二楼竖起方向上移动的距离为3m，根据W=Fs可知，该同学克服重力做功约为1500J；他上楼的时间约为15s，根据公式P=W/t可知，该同学功率最接近100W。
变式4
【答案】（1）一昼夜（24h）心脏对血液做的功为1.296×105J；（2）可以把1296kg的水送到10m高处．
【解析】
（1）一昼夜（24h）心脏对血液做的功为：W=Pt=1.5W×86400s=129600J=1.296×105J．
（2）∵W=Gh，∴运送水的重力为：
G=W/h=1.296×105J/10m=12960N，∵G=mg∴运送水的质量为：m=G/g=12960N/（ 10N/kg）=1296kg．
例2
【答案】（1）5.35×105N；12。（2）该飞机这次巡航的平均速度为450km/h；当其保持15MW的功率以此速度水平飞行时，受到向前的推力为1.2×105N。
【思路分析】（1）根据漂浮条件即可求出所受的浮力；利用v=m/ρ求出水的体积；
（2）根据v=S/t即可求出速度；根据F=P/v计算出飞行时向前的推力。
变式1
【答案】D
【解析】已知雨滴下落时都作匀速直线运动，所以受的重力和空气阻力是一对平衡力，即f=mg=kv2；再根据公式P=Fv来分析求解．
因为雨滴落到地面之前都已做匀速直线运动，所以雨滴受的是平衡力，结合二力平衡条件和题意可得，雨滴受到的阻力为f=mg=kv2，所以雨滴的速度为v=；又因为P=Fv，所以两雨滴重力的功率之比为：
P1：P2=F1v1：F2v2=m1gv1：m2gv2=：。
变式2
【答案】=；＜
【解析】
（1）由题可知，同一物体先后以不同的速度在同一水平地面上匀速运动，则物体对水平地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，因此两次物体受到的滑动摩擦力不变；
又因为物体在水平地面上匀速运动，根据二力平衡条件可知，水平拉力F和滑动摩擦力f是一对平衡力，大小相等，即F1=F2=f；
（2）物体运动的距离都为10m，且F1=F2，由W=Fs可知W1=W2；因为v1＜v2，且F1=F2，由P=Fv可知，P1＜P2．
变式3
【答案】（1）汽车在地面以最大行驶速度匀速行驶0.2h，通过的距离是30km；（2）汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是50000Pa；（3）汽车受到的牵引力是1350N.
【解析】
（1）∵v=st，∴汽车通过的距离：s=vt=150km/h×0.2h=30km；
（2）汽车对地面的压力：F压=G=mg=600kg×10N/kg=6000N，
汽车对地面的压强：p=F压/S=6000N/0.12m2=50000Pa；
（3）汽车的飞行速度：v′=200km/h=（200）/（3.6）m/s，∵P=Fv
∴汽车的牵引力：F=P/v′=（75000W×3.6）/200m/s=1350N。
例3
【答案】（1）变大；（2）“金枪鱼”露出海面的体积为0.25m3；（3）t1时刻起重装置对“金枪鱼”拉力为2500N。
【解析】
（1）“金枪鱼”在下潜的过程中所处的深度逐渐增大，由p=ρgh可知，受到的液体压强变大；
（2）“金枪鱼”搜寻任务完成后，静止漂浮在海面上时，受到的浮力和自身的重力相等，所以，此时“金枪鱼”受到的浮力：F浮=G物=7500N，
由F浮=ρ液gV排得，排开水的体积：V排=F浮/ρ液g=7500N/（1.0×103kg/m3×10N/kg）=0.75m3。
“金枪鱼”露出海面体积：V露=V?V排=1m3?0.75m3=0.25m3；
（3）分析图象可知，在t3时刻“金枪鱼”完全离开水面，由于“金枪鱼”匀速运动，所以，此时起重装置对“金枪鱼”的拉力等于“金枪鱼”的重力，即F3=G物=7500N，因起重装置将“金枪鱼”匀速竖直吊离海面，所以，速度保持不变，即v1=v3；根据P=Fv可得，P1=F1v1，P3=F3v3，已知P3=3P1，即F3v3=3F1v1，所以F3=3F1，
则F1=F3/3=7500N/3=2500N。
变式1
【答案】（1）圆柱形重物的质量是200kg；（2）圆柱形重物的密度是8×103kg/m3；（3）打捞前圆柱形重物上表面所受的水的压力是1000N。
【解析】
（1）由图可知：汽车在AB段的功率为P1=700W。速度为0.4m/s，根据P=FV可求出汽车在AB段对物体的拉力为F1=P1/V1=700W/（0.4m/s）=1750N。
同理，汽车在CD段对物体的拉力为F2=P2/V2=800W/（0.4m/s）=2000N。
取物体为研究对象，在AB段物体受重力G、浮力F浮、拉力F1三个力的作用，因物体匀速上升，
所以G?F浮=F1=1500N①
物体在CD段受两个力的作用，故G=F2=2000N②
所以,重物的质量为：m=G/g=2000N/（10N/kg）=200kg。
（2）由①和②式可解出F浮=G?F1=2000N?1750N=250N。
因为F浮=ρ水gV排=ρ水gV物，V物=F浮/ρ水g=250N/（1×103kg/m3×10N/kg）=0.025m3，
所以圆柱形物体的密度为ρ物=m/v物=200kg/0.025m3=8×103kg/m3。
（3）根据图可知，重物上升20s后开始出水，所以打捞前圆柱体上表面距水面的深度为h=Vt=0.4m/s×20s=8m，重物出水所用的时间为5s，所以圆柱体的高度h′=vt=0.4m/s×5s=2m，
打捞前物体上表面所受水的压强为P=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×8m=8×104Pa，
因圆柱体的底面积为S=V/h′=0.025m3/2m=0.0125m2，
所以圆柱体上表面在打捞前受到水的压力为：F=PS=8×104Pa×0.0125m2=1000N。
变式2
【答案】（1）物体浸没在水中的上升过程中,钢绳提升物体的拉力为4×104N；（2）钢绳提升物体的功率为60kW；（3）打捞处海水对海底的压强为1.2×106Pa.
【解析】（1）∵ρ=mV，∴物体的质量m=ρV=3×103kg/m3×2m3=6×103kg，
则其重力G=mg=6×103kg×10N/kg=6×104N，
物体浸没在水中所受浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2m3=2×104N，
则钢绳提升物体的拉力F=G?F浮=6×104N?2×104N=4×104N，
（2）∵P= Fv，∴4×104W=Fv，即4×104W=4×104N×v，解得v=1m/s，
∵物体从海底被提升到离开海面一定距离的整个过程中速度均保持不变，
∴物体全部离开水面后的上升过程中，钢绳提升物体的速度v=1m/s.
∵当物体全部离开水面后的上升过程中，钢绳提升物体的拉力等于其重力，
∴钢绳提升物体的功率：P=Gv=6×104N×1m/s=6×104W=60kW，
（3）∵v=st，∴打捞处距海底的距离h=s=vt=1m/s×120s=120m，
则打捞处海水对海底的压强p=ρgh=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×120m=1.2×106Pa，
●能力点3：
【答案】（1）h、t、m；（2）b 、d、 f；（3）mgh/t．
变式1
【答案】
（1）用台秤（磅秤）测质量、用皮尺测楼高、用秒表（手表）测登楼时间．
故答案为：台秤、皮尺、秒表．
（2）估测的主要步骤：①用台秤称出人的质量m；②用皮尺测出楼的高度h；
③用秒表测出人上楼时所用的时间t．
（3）上楼的功率：P=W/t=Fs/t=mgh/t
(
1
)
●能力点1：功率大小的判断
1．下列四组数据给出了四个力做功与做功所用的时间，其中功率最大的是（ ）
A．40J、8s B．80J、8s C．80J、10s D．90J、10s
变式1 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。
上述说法中，你认为合理的是（ ）
A．甲、乙和丙 B．甲和乙 C．甲和丙 D．乙和丙
变式2 如图，用大小相等的拉力F，分别沿斜面和水平面拉木箱，拉力方向和运动方向始终一致，运动时间tab＞tcd，运动距离sab=scd，比较两种情况下拉力所做的功和功率（ ）
A．ab段做功较多 B． ab段与cd段的功一样多
C．ab段功率较大 D． ab段与cd段的功率一样大
变式3 小明用相同的水平推力，分别使较重的A物体沿较光滑的平面移动，较轻的B物体沿较粗糙的平面移动，若在相同的时间内移动相同的距离．则下列说法正确的是（ ）
A．小明对A物体做的功多 B．小明对B物体做的功多
C．小明推A物体时的功率小 D．小明推A、B两物体时的功率相同
变式4 下列说法中正确的是（ ）
A．做功越多，功率越大 B．做功越少的机械做功越慢
C．功率越大的所用时间 D．功率大的机械做功一定快
●能力点2：功率的计算
例1 P=W/t的运用
“沙场点兵，扬我军威”。2017年8月1日，习近平总书记在朱日和军事基地乘坐检阅车对三军将士进行检阅。某检阅车质量为2400kg，在600s内沿水平方向匀速前进了3000m，牵引力大小为2000N．求
（1）检阅车的重力（g=10N/kg）；（2）检阅车的速度；（3）牵引力的功率。
变式1 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=1:1 B．W1:W2=2:3 C．P1:P2=1:1 D．P1:P2=2:3
变式2 步行不仅是一种简易的健身运动，而且还能方便地对一些长度进行估测。人正常步行时，步距变化不大，因此，步距可作为身体上的一把“尺子”。小华测出自己的步距为0.5m，他正常步行1min走了180步。小华根据自己的腿长和步距画出了如图所示的步行示意图，对步行时重心的变化进行分析，当两脚一前一后着地时重心降低，而单脚着地迈步时重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。已知小华的腿长是65cm，质量是50kg，g取10N/kg，求：
（1）小华正常步行的速度是多少？
（2）小华每走一步克服重力所做的功是多少？
（3）小华正常步行克服重力做功的功率是多少？
变式3 某同学的质量约为50kg，他以正常速度从教学楼的一楼走上二楼。请估算在此过程中该同学上楼的功率最接近于（ ）
A．1W B．10W C．100W D．1000W
变式4 一个正常成年人的心脏推动血液流动的功率为1.5W。
（1）该成年人一昼夜（24h）心脏对血液做了多少功？
（2）这些功可以把多少质量的水送到10m高处？（取g = 10N/kg）
例2 P=Fv的运用
如图所示为我国自主研制、世界最大的水陆两柄飞机AG﹣600，它的最大起飞质量为53.5吨，最大航程可达5500公里；该飞机发动机的总功率约为15MW，其最大巡航速度为500km/h；其一次可最大汲水12吨，对森林防火具有很高的价值。请求：
（1）该飞机以最大起飞质量静止漂浮在水面上时，所受的浮力为 N；它一次最大汲水的体积为 m3。
（2）AG﹣600从海南三亚出发，飞越过西沙、南沙，绕过我国最南端的曾母暗沙，再返回原地的总航程约为3600km，如巡航时间为8小时，该飞机这次巡航的平均速度为多少？当其保持15MW的功率以此速度水平飞行时，受到向前的推力多大？
变式1 已知雨滴在空中竖直下落时所受空气阻力与速度大小的二次方成正比，且不同质量的雨滴所受空气阻力与速度大小的二次方的比值相同．现有两滴质量分别为m1和m2的雨滴从空中竖直下落，在落到地面之前都已做匀速直线运动，那么在两滴雨滴落地之前做匀速直线运动的过程中，其重力的功率之比为（ ）
A．m1：m2 B．： B． ： D ．：
变式2 如图所示，一物体在水平向右的拉力F1作用下以1m/s速度在水平地面上匀速运动了10m，拉力F1所做的功为W1，功率为P1，若该物体在水平向右的拉力F2作用下以2m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了10m，拉力F2所做的功为W2，功率为P2，则W1 W2，P1 P2（选填“＞”、“＜”或“=”）。
变式3 美国研制出“会飞的汽车”，如图所示，其车身和一般汽车相似，但车门多了两个可折叠的翅膀，在陆地行驶时，翅膀折叠，在空中飞行时，翅膀张开。汽车的质量为600 kg，地面最大行驶速度可达150 km/h，轮胎与地面接触的总面积约为0.12 m2，空中最大飞行速度可达200 km/h，发动机功率为75 kW。问：
（1）该汽车在地面以最大行驶速度匀速行驶0.2 h，通过的距离是多少?
（2）该汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少?
（3）若汽车在空中以最大飞行速度匀速飞行200 km，汽车受到的牵引力是多少?
例3 功率与浮力的综合运用
“蓝鳍金枪鱼﹣21”（简称“金枪鱼”）自主水下航行器，其外形与潜艇相似（如图甲所示），其相关参数为：体积1m3、重量7500N，最大潜水深度4500m，最大航速7.4km/h（为简化计算，不考虑海水密度变化，海水密度ρ取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。
（1） “金枪鱼”在下潜的过程中，“金枪鱼”受到的液体压强 （选填“变大”、 “变小”或“不变”）
（2）“金枪鱼”搜寻任务完成后，变为自重时，能静止漂浮在海面上，求此时“金枪鱼”露出海面的体积为多大？
（3）若上述漂浮在海面的“金枪鱼”，由起重装置将其以0.5m/s的速度匀速竖直吊离海面。从某时刻计时起，起重装置拉力的功率随时间变化的图象如图乙所示，图中P3=3P1。请求出t1时刻起重装置对“金枪鱼”拉力（不考虑水的阻力）。
变式1 图是用汽车打捞水下物体的示意图。汽车在通过滑轮牵引水下一个圆柱形的重物。在整个打捞过程中，汽车以v=0.4m/s的速度匀速向右移动。右图是此过程中汽车移动重物时的功率P随时间t变化的图像（设t =0时汽车开始提升重物，忽略水的阻力和滑轮的摩擦。g取10N/kg）
求：（1）圆柱形重物的质量。 （2）圆柱形重物的密度。
（3）打捞前圆柱形重物上表面所受的水的压力？
变式2 如图甲所示是一艘海事打捞船正在打捞一沉人海底的物体，乙图是钢绳将物体竖直向上匀速提起的简化示意图，物体从海底被提升到离开海面一定距离的整个过程中速度均保持不变，从提升物体开始经过时间120s后物体刚好全部出水，已知物体的体积V＝2m3，密度ρ＝3×103kg/m3，已知物体浸没在水中的上升过程中，钢绳提升物体的功率P＝40kW，（忽略水的阻力和钢绳重量，海水的密度取ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：
（1）物体浸没在水中的上升过程中，钢绳提升物体的拉力；
（2）物体全部离开水面后的上升过程中，钢绳提升物体的功率；
（3）打捞处海水对海底的压强。
●能力点3：功率的测量
王帅家住三楼，他经常上下楼，一天他在上楼时，突然想到：自己上楼时的功率是多少呢？他思考后，便准备器材，进行了测量，很快就算出了自己上楼时的功率，请同学们帮他完成以下问题：
（1）在下面的物理量中，王帅只需测量 、 和 三个物理量即可。??
（a）楼梯的长度L????（b）楼梯的高度h????（c）上楼的速度v
（d）上楼用的时间t???（e）王帅的体重G????（f）王帅的质量m
（2）从下面提供的工具中，选出三种所需测量仪器分别是______、______和______。
（a）实验室用的天平??（b）磅秤??（c）学生用三角板??（d）卷尺?（e）钟表?（f）秒表
（3）用测量的物理量表示出所测功率的表达式P=______。
变式1 小明想粗略测量自己上楼梯时的功率，请你帮他设计实验方案：
（1）实验所需的器材：______
（2）实验步骤：______
（3）根据测出的物理量，推导出计算功率的公式：P=______．
参考答案：
●能力点1：功率大小的判断
1．【答案】B
【解析】依据功率公式P=W/t，可知ABCD四个选项功率分别为5W，10W，8W，9W，所以选B。
变式1
【答案】D
【解析】根据P=W/t=Gh/t可知，在爬楼的时间相同时，测出各自的体重、爬楼的高度，就可以进行比较；或在爬楼的高度相同时，测出各自的体重、爬楼的时间，就可以进行比较；故乙和丙的做法可比较功率大小。而甲的说法虽然能计算并比较功率的大小，但不是比较功率大小的唯一方法，故甲的说法不合理。
变式2
【答案】B
【思路分析】根据功的计算公式W=FS可知：比较功的大小要比较拉力F和移动距离s的大小，知道功和时间的关系，根据P=W/t即可比较功率的大小．
变式3
【答案】D
【解析】（1）由题知，在光滑水平面上和粗糙水平面上推力大小相同，移动距离相同，根据公式W=Fs可知，两种情况下做功相同，故AB错误；（2）两种情况的时间相同,根据P=W/t可知，功率相同，故C错误，D正确。
变式4
【答案】D
【解析】由功率的物理意义可知，功率表示做功的快慢，机械的功率越大，机械做功一定越快。由功率的定义式P=W/t可知，选项A、B未考虑做功时间t，选项C未考虑做功的多少，均是错误的。
●能力点2：功率的计算
例1
【答案】（1）检阅车的重力为24000N；（2）检阅车的速度为5m/s；（3）牵引力的功率10kW。
【解析】（1）检阅车的重力：G=mg=2400kg×10N/kg=24000N；
（2）检阅车的速度：v=S/t= 3000m/600s=5m/s；
（3）牵引力的功率：P=W/t=（2000N×3000m）/ （5m/s）=10000W=10kW。
变式1
【答案】D
【思路分析】（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=W/t
求出功率之比．
变式2
【答案】（1）1.5m/s；（2）25J；（3）75W。
【解析】（1）小华步行180步的路程s=0.5m×180=90 m， 他步行的速度v=s/t=90 m/60s=1.5m/s；
（2）小华走一步时重心上升的高度h=65 cm-cm=0.05 m；
小华走一步时克服重力所做的功W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×0.05 m=25J。
（3）小华走一步所用的时间为t=60s/180=1/3s，小华正常步行克服重力做功的功率为P=W/t=（25 J）/（1/3s）=75W。
变式3
【答案】C
【解析】该同学的重力约为500N，从一楼走上二楼竖起方向上移动的距离为3m，根据W=Fs可知，该同学克服重力做功约为1500J；他上楼的时间约为15s，根据公式P=W/t可知，该同学功率最接近100W。
变式4
【答案】（1）一昼夜（24h）心脏对血液做的功为1.296×105J；（2）可以把1296kg的水送到10m高处．
【解析】
（1）一昼夜（24h）心脏对血液做的功为：W=Pt=1.5W×86400s=129600J=1.296×105J．
（2）∵W=Gh，∴运送水的重力为：
G=W/h=1.296×105J/10m=12960N，∵G=mg∴运送水的质量为：m=G/g=12960N/（ 10N/kg）=1296kg．
例2
【答案】（1）5.35×105N；12。（2）该飞机这次巡航的平均速度为450km/h；当其保持15MW的功率以此速度水平飞行时，受到向前的推力为1.2×105N。
【思路分析】（1）根据漂浮条件即可求出所受的浮力；利用v=m/ρ求出水的体积；
（2）根据v=S/t即可求出速度；根据F=P/v计算出飞行时向前的推力。
变式1
【答案】D
【解析】已知雨滴下落时都作匀速直线运动，所以受的重力和空气阻力是一对平衡力，即f=mg=kv2；再根据公式P=Fv来分析求解．
因为雨滴落到地面之前都已做匀速直线运动，所以雨滴受的是平衡力，结合二力平衡条件和题意可得，雨滴受到的阻力为f=mg=kv2，所以雨滴的速度为v=；又因为P=Fv，所以两雨滴重力的功率之比为：
P1：P2=F1v1：F2v2=m1gv1：m2gv2=：。
变式2
【答案】=；＜
【解析】
（1）由题可知，同一物体先后以不同的速度在同一水平地面上匀速运动，则物体对水平地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，因此两次物体受到的滑动摩擦力不变；
又因为物体在水平地面上匀速运动，根据二力平衡条件可知，水平拉力F和滑动摩擦力f是一对平衡力，大小相等，即F1=F2=f；
（2）物体运动的距离都为10m，且F1=F2，由W=Fs可知W1=W2；因为v1＜v2，且F1=F2，由P=Fv可知，P1＜P2．
变式3
【答案】（1）汽车在地面以最大行驶速度匀速行驶0.2h，通过的距离是30km；（2）汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是50000Pa；（3）汽车受到的牵引力是1350N.
【解析】
（1）∵v=st，∴汽车通过的距离：s=vt=150km/h×0.2h=30km；
（2）汽车对地面的压力：F压=G=mg=600kg×10N/kg=6000N，
汽车对地面的压强：p=F压/S=6000N/0.12m2=50000Pa；
（3）汽车的飞行速度：v′=200km/h=（200）/（3.6）m/s，∵P=Fv
∴汽车的牵引力：F=P/v′=（75000W×3.6）/200m/s=1350N。
例3
【答案】（1）变大；（2）“金枪鱼”露出海面的体积为0.25m3；（3）t1时刻起重装置对“金枪鱼”拉力为2500N。
【解析】
（1）“金枪鱼”在下潜的过程中所处的深度逐渐增大，由p=ρgh可知，受到的液体压强变大；
（2）“金枪鱼”搜寻任务完成后，静止漂浮在海面上时，受到的浮力和自身的重力相等，所以，此时“金枪鱼”受到的浮力：F浮=G物=7500N，
由F浮=ρ液gV排得，排开水的体积：V排=F浮/ρ液g=7500N/（1.0×103kg/m3×10N/kg）=0.75m3。
“金枪鱼”露出海面体积：V露=V?V排=1m3?0.75m3=0.25m3；
（3）分析图象可知，在t3时刻“金枪鱼”完全离开水面，由于“金枪鱼”匀速运动，所以，此时起重装置对“金枪鱼”的拉力等于“金枪鱼”的重力，即F3=G物=7500N，因起重装置将“金枪鱼”匀速竖直吊离海面，所以，速度保持不变，即v1=v3；根据P=Fv可得，P1=F1v1，P3=F3v3，已知P3=3P1，即F3v3=3F1v1，所以F3=3F1，
则F1=F3/3=7500N/3=2500N。
变式1
【答案】（1）圆柱形重物的质量是200kg；（2）圆柱形重物的密度是8×103kg/m3；（3）打捞前圆柱形重物上表面所受的水的压力是1000N。
【解析】
（1）由图可知：汽车在AB段的功率为P1=700W。速度为0.4m/s，根据P=FV可求出汽车在AB段对物体的拉力为F1=P1/V1=700W/（0.4m/s）=1750N。
同理，汽车在CD段对物体的拉力为F2=P2/V2=800W/（0.4m/s）=2000N。
取物体为研究对象，在AB段物体受重力G、浮力F浮、拉力F1三个力的作用，因物体匀速上升，
所以G?F浮=F1=1500N①
物体在CD段受两个力的作用，故G=F2=2000N②
所以,重物的质量为：m=G/g=2000N/（10N/kg）=200kg。
（2）由①和②式可解出F浮=G?F1=2000N?1750N=250N。
因为F浮=ρ水gV排=ρ水gV物，V物=F浮/ρ水g=250N/（1×103kg/m3×10N/kg）=0.025m3，
所以圆柱形物体的密度为ρ物=m/v物=200kg/0.025m3=8×103kg/m3。
（3）根据图可知，重物上升20s后开始出水，所以打捞前圆柱体上表面距水面的深度为h=Vt=0.4m/s×20s=8m，重物出水所用的时间为5s，所以圆柱体的高度h′=vt=0.4m/s×5s=2m，
打捞前物体上表面所受水的压强为P=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×8m=8×104Pa，
因圆柱体的底面积为S=V/h′=0.025m3/2m=0.0125m2，
所以圆柱体上表面在打捞前受到水的压力为：F=PS=8×104Pa×0.0125m2=1000N。
变式2
【答案】（1）物体浸没在水中的上升过程中,钢绳提升物体的拉力为4×104N；（2）钢绳提升物体的功率为60kW；（3）打捞处海水对海底的压强为1.2×106Pa.
【解析】（1）∵ρ=mV，∴物体的质量m=ρV=3×103kg/m3×2m3=6×103kg，
则其重力G=mg=6×103kg×10N/kg=6×104N，
物体浸没在水中所受浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2m3=2×104N，
则钢绳提升物体的拉力F=G?F浮=6×104N?2×104N=4×104N，
（2）∵P= Fv，∴4×104W=Fv，即4×104W=4×104N×v，解得v=1m/s，
∵物体从海底被提升到离开海面一定距离的整个过程中速度均保持不变，
∴物体全部离开水面后的上升过程中，钢绳提升物体的速度v=1m/s.
∵当物体全部离开水面后的上升过程中，钢绳提升物体的拉力等于其重力，
∴钢绳提升物体的功率：P=Gv=6×104N×1m/s=6×104W=60kW，
（3）∵v=st，∴打捞处距海底的距离h=s=vt=1m/s×120s=120m，
则打捞处海水对海底的压强p=ρgh=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×120m=1.2×106Pa，
●能力点3：
【答案】（1）h、t、m；（2）b 、d、 f；（3）mgh/t．
变式1
【答案】
（1）用台秤（磅秤）测质量、用皮尺测楼高、用秒表（手表）测登楼时间．
故答案为：台秤、皮尺、秒表．
（2）估测的主要步骤：①用台秤称出人的质量m；②用皮尺测出楼的高度h；
③用秒表测出人上楼时所用的时间t．
（3）上楼的功率：P=W/t=Fs/t=mgh/t
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