112功率（講義）（原卷版）-2022-2023學年八年級物理下冊教學綜合資源（人教版）

第2節(jié)功率知識點1比較做功的快慢（1）做功相同時，做功時間越短做功越快。比如人與起重機做相同的功，人用時10min，起重機用時4min，起重機用的時間短，則起重機做功快。（2）做功時間相同時，做功越多做功越快。比如5min的時間內(nèi)，挖掘機挖出了一大堆土，工人只挖出了一小堆土，則挖掘機做功較快。做功快慢與做功多少和做功所用的時間兩個因素有關(guān)，只根據(jù)其中一個因素不能確定做功的快慢。應(yīng)用1比較做功的快慢【典例1】春游時，小明和小紅決定爬山比賽，他們同時出發(fā)，結(jié)果又同時到達山頂。想判斷誰的功率大，還需知道的物理量是（）A．山的高度 B．二人的體重 C．爬山的時間 D．二人身高知識點2功率1.功率（1）定義∶功與做功所用時間之比叫做功率。（2）物理意義∶功率表示物體做功的快慢。做功越快，功率越大（3）公式：變形式：其中P表示功率，W表示功，t表示做功所用時間。（4）單位①國際單位∶瓦特，簡稱瓦，符號是W。為了紀念英國發(fā)明家瓦特，人們把功率的單位命名為瓦特。②常用單位∶千瓦（kW）、兆瓦（MW）。1kW=103W;1MW=106W。理解：1W=1J/s在國際單位制中，功的單位是焦（J），時間的單位是秒（s），則由可得功率的單位是焦每秒（J/s）。故1W=1J/s。功率的大小與功和做功所用時間兩個因素有關(guān);因此，做功多不一定做功快，同樣，做功所用的時間長不一定做功慢，功率的大小要看功與做功所用時間的比值。2.功率的計算（1）普遍適用公式;（2）推導公式∶P=Fv推導過程∶當物體在力F的作用下，以速度v做勻速直線運動時，由W=Fs=Fvt可得汽車爬坡時為什么要用低速擋由P=Fv可知在功率一定時，速度越小，汽車獲得的牽引力越大，爬坡越容易。因此汽車爬坡時要用低速擋。應(yīng)用功率的公式進行計算時應(yīng)注意以下幾點(1)是功率的定義式，它表示做功的物體在一段時間內(nèi)的平均功率，既適用于勻速直線運動，也適用于非勻速直線運動。（2）運用計算時，一定要注意P、W、t三個量的對應(yīng)關(guān)系，功"W"一定是對應(yīng)時間"t"內(nèi)完成的，且各物理量的單位分別是瓦（W）、焦（J）、秒（s）。（3）P=Fv是功率的推導式，它是物體在恒力F的作用下，以速度v做勻速直線運動時計算功率的公式，因此拉力F必須是恒力，且物體做勻速直線運動。（4）運用P=Fv進行計算時，P、F、v的單位分別是瓦（W）、牛（N）、米每秒（m/s）。3.功和功率辨析功功率物理意義表示做功的多少表示做功的快慢定義功等于力與物體在力的方向上移動距離的乘積功與做功所用時間之比叫做功率公式W=Fs決定因素力F、在力的方向上移動的距離s功W、做功所用時間t國際單位焦耳（J）瓦特（W）聯(lián)系W=Pt應(yīng)用2：功率的理解【典例1】關(guān)于功率，下列說法中正確的是（）A．功率越大的機械做功一定越多 B．做功越快的機械功率一定越大 C．功率越大的機械越省力 D．相同時間，功率大的機械做功少【典例2】如圖甲所示，木塊放在水平面上，用彈簧測力計沿水平方向拉動木塊使其做直線運動，在相同水平面上兩次拉動木塊得到的s﹣t關(guān)系圖像如圖乙所示。第1、2兩次彈簧測力計示數(shù)分別為F1、F2；拉力所做的功的功率分別為P1、P2。下列判斷正確的是（）A．F1＝F2；P1?P2 B．F1?F2；P1?P2 C．F1＞F2；P1＞P2 D．F1＝F2；P1＞P2應(yīng)用3：直接利用功率的公式計算?【典例3】小明同學用20N的水平推力推著重100N的書箱在水平地面上前進了5m，所用時間為10s，在此過程中小明對書箱做功J，功率為W，書箱的重力做功J。應(yīng)用4利用功率的變形式計算【典例4】如圖甲所示，為我國自主研發(fā)的新一代智能四輪汽車，該汽車具有自動加速、剎車和避障等功能。已知汽車總重為1.5×104N，靜止時輪胎與水平地面的接觸總面積為0.05m2。不考慮外界因素影響，汽車勻速行駛時受到的阻力為汽車總重的0.06倍。如圖乙所示，是汽車以恒定功率行駛時的速度（v）與時間（t）圖像，g取10N/kg。求：（1）汽車靜止在水平地面時對地面的壓強；（2）汽車勻速行駛時的功率；（3）汽車勻速行駛時牽引力做的功。估測上樓時的功率【測量原理】理解：公式中F、s的測量人上樓時克服自身重力做功，因此公式中的F=G=mg，故應(yīng)先測出人的質(zhì)量m;公式中的s指的是在重力方向上通過的距離，而非傾斜樓梯的總長度，可先測量一級臺階的高度h，再數(shù)出上樓時的總臺階數(shù)n，則通過的距離s=nh?！緶y量步驟】（1）測量人的質(zhì)量m;（2）測量一級臺階的高度h，數(shù)出所有臺階的級數(shù)n;（3）測量人爬完所有臺階所用的時間t，并將數(shù)據(jù)填入表格;（4）根據(jù)公式算出人爬樓時的功率，并將計算結(jié)果填入表格。【數(shù)據(jù)記錄表格】實驗序號質(zhì)量m/kg一級臺階高度h/m臺階總級數(shù)n爬樓時間t/s功率P/W123實驗應(yīng)考拓展：爬樓梯模型拓展爬樓梯的功率測量方法可以應(yīng)用到跳繩、引體向上、俯臥撐等過程的功率測量。爬樓梯的功率測量屬于小范圍重復運動功率測量的一個模型，其表達式，對于跳繩、引體向上.和俯臥撐來說，應(yīng)該為，這里的就是通過n次跳繩、引體向上或俯臥撐的總時間計算出運動一次的時間?？键c：功率的測量【典例1】如圖，小明想測出自己從一樓跑到三樓做功的功率。（1）需要的測量工具有：、、電子秤。（2）小明設(shè)計的實驗方案如下，其中多余的是A.測出自身的質(zhì)量mB.測出樓梯的總長度LC.測出一樓到三樓的豎直高度hD.測出上樓所用的時間tE.算出上樓功率P（3）小明爬樓功率的表達式P＝。不理解功率的物理意義【易錯1】關(guān)于功率，下列說法正確的是（）A．做功越多，功率一定越大 B．功率大，做功不一定快 C．做功所用的時間越短，功率越大 D．單位時間做的功多，功率就大突破1功率的計算【典例1】如圖甲所示，在2022年北京冬奧會冰壺項目中，若比賽用的冰壺其質(zhì)量為19kg，某次投擲時運動員用20N的水平力將冰壺從水平冰道的A點推至B點后放手，離手后冰壺繼續(xù)滑行至C點停止，如圖乙所示。求：（1）投擲過程中運動員對冰壺做的功；（2）投擲過程中運動員對冰壺做的功率?！踞槍τ柧?】在新農(nóng)村建設(shè)中，為解決村民飲用水，政府和村民共同興建了一批蓄水池。呂兵家二樓頂上的蓄水池長3m，寬2m，高1m，樓房每層高3m。水池最大儲水量是6t；若這些水是從深2m的井中抽上來的，水泵至少做功J．若要求一次灌水的時間不能超過8min，他家所購水泵的功率至少要kW．（g取10N/kg）突破2有關(guān)功率的圖象問題【典例2】質(zhì)量為1.5t的汽車，在平直公路上以額定功率60kW從靜止開始運動，15s運動200m恰好達到最大速度，接著勻速運動25s，關(guān)閉發(fā)動機，滑行100m停下。v﹣t圖像如圖所示。已知汽車在運動過程中受到的阻力恰為車重的0.2倍，下列判斷正確的是（）A．全程中汽車所受阻力的大小為3×102N B．整個過程中發(fā)動機做的功3×106J C．汽車的最大速度是20m/s D．整個過程阻力做功為3×105J【針對訓練2】某轎車以96kW的恒定功率在水平路面啟動做直線運動，速度v與時間t的關(guān)系如圖所示，若轎車運動過程中受到的阻力不變，則在0～2s時間內(nèi)，其發(fā)動機做功為J，運動過程中受到的阻力為N。1.甲、乙兩臺起重機在起吊貨物時，甲的功率比乙大，則下列說法中正確的是（）A．甲做功一定多 B．乙做功一定慢 C．相同時間內(nèi)，乙做功可能多 D．做相同的功，甲需要的時間長2．一小球由A點豎直上拋，經(jīng)過B、C兩個位置，且AB＝BC，如圖所示，小球重力在AB、BC段做功分別為WAB、WBC，功率分別為PAB、PBC，則（）A．WAB＞W(wǎng)BC B．WAB＜WBC C．PAB＜PBC D．PAB＞PBC3．兩輛正在勻速行駛的汽車，功率相同，在相同的時間內(nèi)兩汽車通過的路程之比是3：1，下列說法正確的是（）A．兩汽車所做功之比為3：1 B．兩汽車所做功之比為1：1 C．兩汽車所受牽引力之比為3：1 D．兩汽車的速度之比為1：34．一位體重為600N的同學在跳繩測試中，1min跳120次，每次騰空的最大高度平均為4cm，則他在跳繩過程中，克服重力做功的平均功率是（）A．48W B．4.8×103W C．4.8×104W D．4.8×105W5．如圖，用大小相等的拉力F，分別沿豎直方向和水平方向拉物體，物體的運動方向始終和拉力方向保持一致。已知運動時間tab＞tcd，運動距離sab＝scd，比較（a）（b）兩種情況下拉力所做的功和功率（）A．a(chǎn)b段做的功較多 B．a(chǎn)b段和cd段做的功一樣多 C．a(chǎn)b段功率較大 D．a(chǎn)b段和cd段功率一樣大6．如圖所示，周末曉麗和爺爺一起進行爬樓梯比賽，已知爺爺?shù)捏w重是曉麗的2倍，從一樓爬到八樓爺爺用的時間是曉麗的3倍，若曉麗克服自身重力做功為W1、功率為P1，爺爺克服自身重力做功為W2、功率為P2，則下列關(guān)系正確的是（）A．W1：W2＝2：3 B．W1：W2＝1：1 C．P1：P2＝3：2 D．P1：P2＝1：67．跳傘是一項極具挑戰(zhàn)的運動，現(xiàn)在越來越受到人們的喜愛．在某次跳傘訓練過程中，一體重為500N的運動員從空中懸停的直升機上由靜止開始豎直跳下，其速度與時間的關(guān)系如圖所示，經(jīng)15s下落210m后，開始做勻速直線運動直至落地，整個過程用時30s，求在這個過程中錯誤的是（）A．運動員下落的平均速度為10m/s B．重力做的功1.5×105J C．勻速下降時重力做功的功率3×103W D．整個過程中阻力做功的平均功率3×103W8．下列說法中正確的是（）A．功率與時間成反比，所以只要時間短，功率就大 B．由P＝可知，功率的大小與功成正比，所以只要做的功多，功率就大C．功率大的機械比功率小的機械做的功多 D．甲每小時做的功比乙每小時做的功多，甲的功率就比乙的功率大9．如圖，某同學在水平地面上，用60N的水平推力以0.5m/s的速度勻速推動重300N的物體，使它沿水平方向移動了10m，在該過程中以下說法正確的是（）A．物體重力所做的功為3000J B．物體的重力和物體所受地面的摩擦力是一對平衡力 C．水平推力的功率為30W D．路面對物體的支持力和物體對路面的壓力是一對平衡力10．如圖甲所示，木塊放在水平面上，用彈簧測力計沿水平方向拉木塊使其做勻速直線運動，兩次拉動木塊得到的圖像分別是圖乙中的圖線①、②，兩次對應(yīng)的彈簧測力計示數(shù)分別為F1、F2，兩次拉力的功率分別為P1、P2，則（）A．F1＞F2，P1＞P2 B．F1＝F2，P1＞P2 C．F1＞F2，P1＝P2 D．F1＝F2，P1＝P211．跳繩是一種簡便易行的鍛煉方式。如圖所示描繪了小明同學某次跳繩時重心的高度為6cm。若小明身體質(zhì)量為50kg，則他1min內(nèi)克服重力做功的功率為_____W（）A．75 B．180 C．60 D．6612．如圖甲所示，水平路面由三段長度相等的粗糙區(qū)域組成。在10N水平拉力F的作用下，物塊（體積忽略不計）從區(qū)域①的最左端從靜止開始運動，在剛進入?yún)^(qū)域③時撤去拉力，物塊最終停在區(qū)域③的最右端。圖乙為物塊在區(qū)域①和②上運動的v﹣t圖象。則（）A．區(qū)域①的粗糙程度比區(qū)域②的粗糙程度大 B．物塊在區(qū)域②上所受的摩擦力等于10N C．物塊在區(qū)域③上運動的時間為1s D．拉力在區(qū)域①中做功的功率與區(qū)域②中相等13．我們可以用兩種方法來比較物體做功的快慢。如圖是挖掘機和人同時開始工作到某時刻的情形，你認為方式做功較快，理由是相同內(nèi)甲做的功多；另一種方法是做相同的，比較做功時間的多少。14．某型號汽車在平直公路上以20m/s的速度勻速行駛時，受到的阻力為2000N，則汽車行駛過程中發(fā)動機的功率為W。15．某班級組織了一次登樓梯比賽活動，從一樓勻速登上6m高的三樓，看誰的功率最大。已知小朱質(zhì)量為50kg，則他上樓過程中做的功至少為J，若要測得他上樓的功率還需要的條件：；如果不知道樓層的高度，（“能”或“不能”）比較兩個體重已知（但不同）的同學上樓功率大小。16．如圖所示，用水平力推放在水平面上的物體使其做勻速直線運動。當物體運動的速度為0.3m/s時，對物體施加的推力為F1；當物體運動的速度為0.5m/s時，對物體施加的推力為F2，則在兩次運動過程中，推力的功率之比P1：P2＝。17．如圖所示，小華和小紅一起坐在秋千凳上蕩秋千，她們的重力分別是G1、G2，且G1＜G2，某次從最高點下擺到最低點的過程中，她們重力做功的大小分別為W1、W2，重力做功的功率分別為P1、P2。則W1W2（＞/＜/＝），P1P2（＞/＜/＝）。18．引體向上是體育中考的自選項目，動作要求如圖所示：兩手正握單杠，由懸垂開始，上提時，下巴須超過杠面；下放時，兩臂放直，不能曲臂，即為完成1次。小林質(zhì)量為60kg，正握單杠且兩臂自然下垂伸直時，下巴與單杠的高度差是0.4m，他在某次測試中，1min內(nèi)完成了12次引體向上。求：（g取10N/kg）（1）小林受到的重力是多少N？（2）則他完成1次引體向上至少做多少功？（3）整個測試過程中做功的平均功率至少是多少？19．如圖甲所示為目前佛山市通用的長鼻子校車，該型號校車滿員時，人和車的總重量為2×104N，車輪的總著地面積為