初中物理人教版八年級下冊11.1 功優(yōu)秀練習(xí)

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課時11.2 功率（幫課堂）（原卷版）【學(xué)習(xí)目標】1.理解功率的概念；2.會利用功率解釋生活中常見現(xiàn)象；3.認識生活中常見功率值；4.能進行功率的簡單計算。【知識導(dǎo)圖】【基礎(chǔ)知識】知識點一、比較做功快慢的方法（比值定義法）做功有快慢之分，那么，怎樣比較做功的快慢呢？下面我們類比速度的定義進行說明。比較運動的快慢比較做功的快慢時間相同，比路程時間相同，比較做功的多少路程相同，比時間做功多少相同，比較所用時間路程、時間都不同時，用路程除以時間做功多少、所用時間都不相同時，用做功多少處于做功時間  路程與時間之比叫速度，它在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)的路程功與做功時間之比叫功率，它在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)所做的功知識點二、功率1.功率的概念 內(nèi)容舉例說明功率的物理意義（1）功率是不是物體做功快慢的物理量。功率越大，不是物體做功越快；功率越小，不是物體做功越慢。（2）功率的大小表示物體單位時間內(nèi)做功的多少。例如，小明推箱子做功的功率為80W，表示小明每秒對箱子做功80J。做功相同，做功時間不同功率將功與做功所用時間的比叫功率相同時間內(nèi)做功越多，表示做功越快 ★特別提醒做功“多少”與“快慢”的意義不同，做功多的不一定做功快，做功少的不一定做功慢。只有做功時間相同時，做功多的做功才快，即功率才大。所以，描述功率時不能說物體做功越多，功率越大，也要注意時間的多少，一般描述為單位時間內(nèi)（或相同時間內(nèi)），物體做功越多，功率越大。【典例1】甲、乙兩人爬樓比賽，同時從一樓出發(fā)跑上五樓，結(jié)果甲先到而獲勝，則下列說法正確的是（  ）。A．甲做功多， 甲的功率大；B．乙做功多，乙的功率大；C．若兩人的體重相同，則甲做的功多，甲的功率大；D．若兩人做的功相同，則甲用時少，甲的功率大2.功率的定義式（1）功率的定義式為（在t時間內(nèi)的平均功率）。（2）用公式計算功率的注意事項①解題時一定要弄清三個物理量的對應(yīng)關(guān)系，功W一定是對應(yīng)時間t內(nèi)完成的，這樣算出來的功率才是時間t內(nèi)的功率。②可以變形為W=Pt和，兩變形式可分別用于求功和做功所用時間。3.功率的單位（1）根據(jù)功率的定義式可以推導(dǎo)出功率的單位。在國際單位制中，功的單位是焦耳（J）,時間單位是秒（s），則功率的單位是焦耳/秒（J/s）。為了紀念英國著名發(fā)明家瓦特，給功率單位一個專門的名稱，叫做瓦特，簡稱瓦，符號為W，即1W=1J/s。瓦特是焦耳每秒的專用名稱。（2）功率的常用單位還有千瓦（kW）、兆瓦（MW）。1kW=103W，1MW=106W。▲拓展培優(yōu)功率的單位“匹”我們在購買空調(diào)時總要問一下“這個空調(diào)是幾匹的”，這里的“匹”實際上是一個舊制功率單位，1匹=735W。生活中我們通常不會用準確的數(shù)值去描述產(chǎn)品的制冷功率，所以把輸入功率為800W左右的空調(diào)統(tǒng)稱為1匹，1kW左右的統(tǒng)稱為1.5匹。 4.功率計算的推導(dǎo)公式P=Fv（1）當物體在力F作用下，以速度v沿力的方向做勻速直線運動時，力F做功的功率可以表示為，即功率的大小等于作用在物體上的力與物體速度的乘積。（2）由P=Fv可知，當機車的輸出功率P一定時，機車速度v越小，機車發(fā)動機輸出的牽引力F越大。（3）應(yīng)用P=Fv進行計算時，力的單位為N，速度的單位為m/s，這樣計算出的功率的單位才是W。▲拓展培優(yōu)雖然功率的推導(dǎo)式P=Fv是由勻速直線運動推導(dǎo)出來的，但該公式也適用于變速運動。 （4）P=Fv在生活中的應(yīng)用某些阻力較大的情況下，當發(fā)動機輸出功率不能改變時，人們常常通過降低速度來獲得較大的牽引力。所以，當汽車要爬又長又陡的坡時，司機常換低擋位，以獲得更大的牽引力從而順利上坡。5.功和功率的比較 功功率概念力與物體在力的方向上移動的距離乘積功與做功所用時間之比物理意義表示物體做功的多少表示物體做功的快慢符號WP計算公式W=Fs決定因素力F、物體在力F方向上移動的距離s功W、做功所用時間t單位焦耳（J）瓦特（W）聯(lián)系W=Pt ★特別提醒要注意區(qū)分功率的單位W與功的符號W，前者是功率單位的符號，是正體，后者是功的符號，是斜體。 【典例2】兩次水平拉動同一物體在同一水平面上做勻速直線運動，兩次物體運動的路程隨時間變化的關(guān)系圖像如圖所示。根據(jù)圖像，下列判斷正確的是（  ）。A．兩次物體運動的速度：v1<v2；B．0~6s兩次拉力對物體所做的功：W1=W2；C．兩次物體所受的拉力：F1>F2；D．0~6s兩次拉力對物體做功的功率：P1>P2知識點三、功率的測量1.功率的測量【實驗原理】由可知，要測量功率，必須測物體（或機械）所做的功W和完成這些功所用的時間t。如果我們要測自己上樓的功率，需測出自己的重力G（或質(zhì)量m）、樓層的高度h和上樓所用時間t。【實驗器材】體重計（或磅秤），皮尺（或米尺），計時器（停表、手表等）。【實驗步驟】（1）體重計（或磅秤）測出自己的質(zhì)量（m），求出自己的重力G。（2）用皮尺（或米尺）測出所登樓層的高度h（或測出一個臺階的高度h0，然后數(shù)出樓梯的臺階數(shù)n，則所登樓層高度為h=nh0）。（3）用停表（或手表）測出自己上樓所用時間t。功率的計算式為：或。2.實驗注意事項（1）測量人上樓的功率時，登樓梯是克服人自身重力做功。（2）測量過程中，應(yīng)測量樓層的高度，而不測量樓梯的長度。（3）做功的時間越短，測量誤差越大，因此在測量時要適當增加做功所用時間，以減小測量誤差。【典例3】小明想利用所學(xué)的物理知識估測自己跳繩時克服重力的平均功率（不計繩重）。（1）實驗需要測量的物理量：①用______（填測量器材）測量自己的質(zhì)量m；②測自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度）；③用______（填測量器材）記錄跳n次繩所用的______（填物理量與其對應(yīng)字母）。（2）跳繩時平均功率表達式：P=______。（3）若小明的質(zhì)量m=50kg，他跳繩時的重心高度隨時間變化的情況如圖所示，根據(jù)所給條件可估算出他每跳一次克服重力所做的功是______J，在1min內(nèi)，他跳繩的個數(shù)是______個，在1min內(nèi)克服重力做功的平均功率為______W。（g取10N/kg）（4）小明和小華兩人想比較跳繩的平均功率（假設(shè)兩人跳起的平均高度相同），則______；A．頻率相同，體重大的功率大B．頻率相同，跳的時間長的功率大C．體重相同，頻率高的功率小D．體重相同，跳的時間長的功率大【方法幫】題型一：比較做功快慢的方法比較不同物體做功的快慢，要采用控制變量法，比較相同時間做功的多少，或比較做同樣的功所用時間的多少。如果時間不同，做的功也不同，則需要通過比較單位時間內(nèi)所做的功來比較做功的快慢。【典例4】一個物體由A點自由下落時，相繼經(jīng)過B、C兩點，如圖所示，已知AB=BC，物體在AB段重力做功W1，功率P1；在BC段重力做功W2，功率P2，則下列關(guān)系正確的是（  ）。A．W1= W 2，P1>P2 B．W1= W 2，P1=P2C．W 1=W2，P1＜P2 D．W1≠W 2，P1≠P2題型二：對功率計算公式的理解由功率公式可知，功率大小是由做功多少與做功所用時間共同決定的。【典例5】甲、乙兩個集裝箱質(zhì)量相同。先用起重機將甲集裝箱以1m/s的速度提升10m，再將乙集裝箱以2m/s的速度提升10m，那么起重機（  ）A．第一次做功多，功率大 B．第二次做功多，功率大C．兩次做功一樣多，功率一樣大 D．兩次做功一樣多，第二次功率大題型三：功率的計算【角度1】功率的估測對于估測題，應(yīng)該根據(jù)生活經(jīng)驗及所學(xué)的物理知識對身邊的物理量有大致的了解。例如，初中生的身高大約是1.6m，質(zhì)量大約是50kg；一本初中物理課本的質(zhì)量大約為250g；人步行的速度約為1.1m/s。【典例6】某九年級同學(xué)家住5樓，一天，他提著裝有10個雞蛋的塑料袋從1樓走到家里過程中，下列估算不合理的是（  ）。A．他提雞蛋的力做的功約為60J B．他提雞蛋的力做功的功率約為10WC．他爬樓做的功約為6×103J D．他爬樓做功的功率約為1×102 W【角度2】功率大小的比較【典例7】如圖所示，AC>BC，在相同時間內(nèi)把同一物體分別沿斜面AC、BC勻速推上頂端，推力分別為F1、F2，功率分別為P1、P2，推力做功為W1、W2，在不考慮摩擦的情況下：F1______F2，P1______P2，W1______W2（均選填“>”“<”或“=”）。【角度3】計算功率（1）利用速度公式的變形公式s=vt計算路程；（2）利用功的計算公式W=Fs計算牽引力的功；（3）由公式P=Fv可直接計算牽引力的功率。【典例8】若轎車以90kW的恒定功率啟動做直線運動，運動過程中受到的阻力不變，運動的速度v與時間t的關(guān)系如圖甲所示。則在20﹣25s時間內(nèi)，轎車運動的距離是_____m，該過程發(fā)動機做的功是____J，轎車在運動過程中受到的阻力是____N。【角度4】推導(dǎo)公式P=Fv的應(yīng)用（1）計算功率時，公式適用于任何情況下功率的計算，而推導(dǎo)式P=Fv一般用于做勻速直線運動的物體；（2）如果計算功率時涉及速度，用推導(dǎo)式P=Fv計算功率會更方便、快捷。【典例9】如圖甲所示，物體在水平拉力F的作用下由靜止沿粗糙水平面向右運動，0-6s內(nèi)拉力隨時間變化的規(guī)律如圖乙，速度隨時間變化的規(guī)律如圖丙，則在2-4s內(nèi)，拉力做的功，以及4-6s內(nèi)拉力的平均功率為（  ）。A．30J；2.5W B．30J；5W C．15J；2.5W D．15J；5W題型四：功率的測量【典例10】學(xué)習(xí)了功率的知識后，鄭語夢和張馨心兩位同學(xué)想測量自己通常情況下爬樓的功率，她們測試前設(shè)計了如下問題，請你幫忙補充完整。（1）實驗原理：_________（寫出公式）（2）需要測量的物理量有質(zhì)量m，_________、_________、（寫出物理量即表示物理量的字母）（3）需要的測量器材有_________、_________、_________。小明和小紅同學(xué)都覺得測功率需要多次實驗，他們給出了以下2種方法：小明：每天測1次自己正常爬樓的功率，一星期后把測得的所有值取平均值小紅：在2h內(nèi)不斷地爬樓n次，最后求出n次爬樓的平均值其中，_________（選填“小明”“小紅”），求得的值能較準確地反映他通常情況下爬樓的功率，若換用另一種方法，最終求得的值將比通常情況下的功率值偏_________（“大”“小”）【中考幫】考點一：功率的計算【典例11】（2022·安徽?。?/span>在一次跳傘表演中，運動員在的時間內(nèi)豎直向下勻速降落了。若運動員和降落傘作為整體受到的重力為，求這個整體在該過程中：（1）所受阻力的大??；（2）所受重力做功的功率。中考考題要求同學(xué)們能對綜合性問題進行分析、推理，綜合運用路程、功、功率等知識計算功率，這是物理核心素養(yǎng)的科學(xué)思維的體現(xiàn)。【作業(yè)幫】一、基礎(chǔ)練（知識鞏固）1．如圖所示，要粗測小明同學(xué)做“引體向上”時的功率。下面所列物理量中，不需要測量的是（  ）。 A．他的質(zhì)量；B．單杠的高度；C．每次身體上升的高度； D．做“引體向上”的時間2．如圖所示，是甲、乙兩個物體做功與所需時間的關(guān)系圖像。由圖可知，甲物體的功率P甲與乙物體的功率P乙相比較，正確的是(    ) A．P甲＞P乙       B． P甲＜P乙          C．P甲=P乙           D．無法比較確定3.平直公路上的甲、乙兩輛汽車，在相同牽引力作用下勻速行駛，如果在相同的時間內(nèi)通過的路程之比為3∶2，則甲與乙（    ）。A.牽引力做功之比為2∶3；    B.牽引力做功之比為3∶2；C.牽引力的功率之比為1∶1；  D.汽車所受的阻力之比為3∶24.甲、乙兩臺機器，甲的功率比乙的大，則（    ）。A.甲做的功比乙做的功多；    B.甲做功比乙做功快；C.甲做功所用的時間比乙的少；D.以上說法都不對5.初三物理興趣小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)了功率的知識后，想估測某同學(xué)上樓的功率有多大，已知該同學(xué)從一樓上到三樓用了10s，則他上樓的功率大約是（    ）。A.3 W           B.30 W              C. 300 W            D. 3 000 W6.如圖甲所示，小明用彈簧測力計拉木塊，使它沿水平木板勻速滑動，圖乙是他兩次拉動同一木塊得到的距離隨時間變化的圖像。下列說法正確的是(   )。 A．木塊兩次受到的拉力和摩擦力均相等；B．木塊第1次受到的拉力較大；C．木塊兩次的動能一樣多；D．兩次拉力拉木塊的功率一樣大7．某工人在水平地面上，用100N水平推力以0．5m/s的速度勻速推動重500N的物體，使它沿水平方向移動10m,該過程中工人所做的功是   J，水平推力的功率是   W。8.判斷下列說法的正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。（1）物體做的功多，功率一定大。（    ）（2）物體做功時間短，功率一定大。（    ）（3）物體做功多，需要的時間不一定多。（    ）9.質(zhì)量為40 kg的某同學(xué)，在體育課上用12 s的時間勻速爬到了一根豎直長桿的3 m處。則在這段時間內(nèi)，該同學(xué)所做的功為         J，功率為       W。(g=10 N/kg)10.某起重機將1000N的重物沿豎直方向提起，重物由靜止開始先向上做變速直線運動，然后做勻速直線運動。已知重物在做變速運動的30s內(nèi)上升了16m，在接著的10s內(nèi)又勻速上升了8m，若空氣的阻力不計，則在勻速直線運動中起重機對貨物做功的功率是________W。二、綜合練（能力提升）11.平直公路上的甲、乙兩輛汽車，在相同牽引力作用下勻速行駛，如果在相同的時間內(nèi)通過的路程之比為3∶2，則甲與乙（    ）。A.牽引力做功之比為2∶3；    B.牽引力做功之比為3∶2；C.牽引力的功率之比為1∶1；  D.汽車所受的阻力之比為3∶212．如圖所示，AC＞BC，在相同時間內(nèi)把同一物體分別沿斜面AC、BC勻速推上頂端，推力分別為F1、F2，功率分別為P1、P2，在不考慮摩擦的情況下（  ）。 A．F1＜F2，P1=P2 B．F1＞F2，P1＞P2 C．F1=F2，P1=P2 D．F1＜F2，P1＜P213.青少年在安靜思考問題的時候，心臟推動血液流動的功率約為1.5 W，則你在考試的100 min內(nèi)，心臟做功約為_______J，用這些功可以讓一個質(zhì)量為50 kg的物體勻速升高______m。 (g取10 N/kg)三、培優(yōu)練（挑戰(zhàn)自我）14.體育課上，汪洋和李鵬在練引體向上，汪洋突發(fā)奇想，對李鵬說：“咱倆誰做引體向上的功率大？”（1）請你告訴他倆怎么比較功率的大小。（2）如果汪洋的體重已知，要測出他的功率，還需要測出的物理量有_____________。（3）寫出測量的具體步驟并寫出功率的表達式。（4）測量中為了便于記錄測量數(shù)據(jù)，請你幫助他設(shè)計出實驗數(shù)據(jù)記錄表。15.一輛汽車以恒定的功率在平直的公路上做直線運動，其v-t圖像如圖所示，在第10s時速度達到15m/s，通過的路程為80m。求∶ (1)在0~10s內(nèi)汽車的平均速度；(2)設(shè)汽車在勻速行駛過程中所受阻力不變，大小為f=4000N，則汽車勻速行駛時的功率；(3)在0~10s內(nèi)汽車發(fā)動機產(chǎn)生的牽引力所做的功。