人教版（2024）八年級(jí)下冊(cè)第十一章 功和機(jī)械能11.2 功率同步訓(xùn)練題

這是一份人教版（2024）八年級(jí)下冊(cè)第十一章 功和機(jī)械能11.2 功率同步訓(xùn)練題，共27頁(yè)。
1.理解功率的概念；
2.會(huì)利用功率解釋生活中常見現(xiàn)象；
3.認(rèn)識(shí)生活中常見功率值；
4.能進(jìn)行功率的簡(jiǎn)單計(jì)算。
【知識(shí)導(dǎo)圖】
【基礎(chǔ)知識(shí)】
知識(shí)點(diǎn)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(jìn)行說(shuō)明。
知識(shí)點(diǎn)二、功率
1.功率的概念
【典例1】甲、乙兩人爬樓比賽，同時(shí)從一樓出發(fā)跑上五樓，結(jié)果甲先到而獲勝，則下列說(shuō)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(shí)少，甲的功率大
2.功率的定義式
（1）功率的定義式為（在t時(shí)間內(nèi)的平均功率）。
（2）用公式計(jì)算功率的注意事項(xiàng)
①解題時(shí)一定要弄清三個(gè)物理量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，功W一定是對(duì)應(yīng)時(shí)間t內(nèi)完成的，這樣算出來(lái)的功率才是時(shí)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(shí)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(guó)際單位制中，功的單位是焦耳（J）,時(shí)間單位是秒（s），則功率的單位是焦耳/秒（J/s）。為了紀(jì)念英國(guó)著名發(fā)明家瓦特，給功率單位一個(gè)專門的名稱，叫做瓦特，簡(jiǎn)稱瓦，符號(hào)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。
4.功率計(jì)算的推導(dǎo)公式P=Fv
（1）當(dāng)物體在力F作用下，以速度v沿力的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(dāng)機(jī)車的輸出功率P一定時(shí)，機(jī)車速度v越小，機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的牽引力F越大。
（3）應(yīng)用P=Fv進(jìn)行計(jì)算時(shí)，力的單位為N，速度的單位為m/s，這樣計(jì)算出的功率的單位才是W。
（4）P=Fv在生活中的應(yīng)用
某些阻力較大的情況下，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率不能改變時(shí)，人們常常通過(guò)降低速度來(lái)獲得較大的牽引力。所以，當(dāng)汽車要爬又長(zhǎng)又陡的坡時(shí)，司機(jī)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
【典例2】?jī)纱嗡嚼瓌?dòng)同一物體在同一水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，兩次物體運(yùn)動(dòng)的路程隨時(shí)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(yùn)動(dòng)的速度：v1F2；
D．0~6s兩次拉力對(duì)物體做功的功率：P1>P2
知識(shí)點(diǎn)三、功率的測(cè)量
1.功率的測(cè)量
【實(shí)驗(yàn)原理】
由可知，要測(cè)量功率，必須測(cè)物體（或機(jī)械）所做的功W和完成這些功所用的時(shí)間t。如果我們要測(cè)自己上樓的功率，需測(cè)出自己的重力G（或質(zhì)量m）、樓層的高度h和上樓所用時(shí)間t。
【實(shí)驗(yàn)器材】
體重計(jì)（或磅秤），皮尺（或米尺），計(jì)時(shí)器（停表、手表等）。
【實(shí)驗(yàn)步驟】
（1）體重計(jì)（或磅秤）測(cè)出自己的質(zhì)量（m），求出自己的重力G。
（2）用皮尺（或米尺）測(cè)出所登樓層的高度h（或測(cè)出一個(gè)臺(tái)階的高度h0，然后數(shù)出樓梯的臺(tái)階數(shù)n，則所登樓層高度為h=nh0）。
（3）用停表（或手表）測(cè)出自己上樓所用時(shí)間t。
功率的計(jì)算式為：或。
2.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
（1）測(cè)量人上樓的功率時(shí)，登樓梯是克服人自身重力做功。
（2）測(cè)量過(guò)程中，應(yīng)測(cè)量樓層的高度，而不測(cè)量樓梯的長(zhǎng)度。
（3）做功的時(shí)間越短，測(cè)量誤差越大，因此在測(cè)量時(shí)要適當(dāng)增加做功所用時(shí)間，以減小測(cè)量誤差。
【典例3】小明想利用所學(xué)的物理知識(shí)估測(cè)自己跳繩時(shí)克服重力的平均功率（不計(jì)繩重）。
（1）實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的物理量：①用______（填測(cè)量器材）測(cè)量自己的質(zhì)量m；②測(cè)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(cè)量器材）記錄跳n次繩所用的______（填物理量與其對(duì)應(yīng)字母）。
（2）跳繩時(shí)平均功率表達(dá)式：P=______。
（3）若小明的質(zhì)量m=50kg，他跳繩時(shí)的重心高度隨時(shí)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(gè)數(shù)是______個(gè)，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(shí)間長(zhǎng)的功率大
C．體重相同，頻率高的功率小
D．體重相同，跳的時(shí)間長(zhǎng)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(shí)間做功的多少，或比較做同樣的功所用時(shí)間的多少。如果時(shí)間不同，做的功也不同，則需要通過(guò)比較單位時(shí)間內(nèi)所做的功來(lái)比較做功的快慢。
【典例4】一個(gè)物體由A點(diǎn)自由下落時(shí)，相繼經(jīng)過(guò)B、C兩點(diǎn)，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>P2B．W1= W 2，P1=P2
C．W 1=W2，P1＜P2D．W1≠W 2，P1≠P2
題型二：對(duì)功率計(jì)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(shí)間共同決定的。
【典例5】甲、乙兩個(gè)集裝箱質(zhì)量相同。先用起重機(jī)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(jī)（ ）
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(jì)算
【角度1】功率的估測(cè)
對(duì)于估測(cè)題，應(yīng)該根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)及所學(xué)的物理知識(shí)對(duì)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(jí)同學(xué)家住5樓，一天，他提著裝有10個(gè)雞蛋的塑料袋從1樓走到家里過(guò)程中，下列估算不合理的是（ ）。
A．他提雞蛋的力做的功約為60JB．他提雞蛋的力做功的功率約為10W
C．他爬樓做的功約為6×103JD．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(shí)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“>”“P2
【答案】D。
【解析】A．由圖像可知，當(dāng)t=8s時(shí)，s1=0.8m，s2=0.4m，根據(jù)可得v1=0.1m/s，v2=0.05m/s，v1>v2，故A錯(cuò)誤；
B．兩物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以拉力等于摩擦力，又因?yàn)槭峭晃矬w、同一水平面，所以受到的摩擦力是相等的，故兩次的拉力F1=F2，由圖可知，0~6s第一次運(yùn)動(dòng)距離s1=0.6m，第二次運(yùn)動(dòng)距離s2=0.3m，所以
W1=F1s1=0.6F1，W2=F2s2=0.3F2
所以W1>W2，故B錯(cuò)誤；
C．兩物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以拉力等于摩擦力，又因?yàn)槭峭晃矬w、同一水平面，所以受到的摩擦力是相等的，故兩次的拉力F1=F2，故C錯(cuò)誤；
D．第一次做功功率
第二次做功功率
又因?yàn)镕1=F2，所以P1>P2，故D正確。
故選D。
知識(shí)點(diǎn)三、功率的測(cè)量
1.功率的測(cè)量
【實(shí)驗(yàn)原理】
由可知，要測(cè)量功率，必須測(cè)物體（或機(jī)械）所做的功W和完成這些功所用的時(shí)間t。如果我們要測(cè)自己上樓的功率，需測(cè)出自己的重力G（或質(zhì)量m）、樓層的高度h和上樓所用時(shí)間t。
【實(shí)驗(yàn)器材】
體重計(jì)（或磅秤），皮尺（或米尺），計(jì)時(shí)器（停表、手表等）。
【實(shí)驗(yàn)步驟】
（1）體重計(jì)（或磅秤）測(cè)出自己的質(zhì)量（m），求出自己的重力G。
（2）用皮尺（或米尺）測(cè)出所登樓層的高度h（或測(cè)出一個(gè)臺(tái)階的高度h0，然后數(shù)出樓梯的臺(tái)階數(shù)n，則所登樓層高度為h=nh0）。
（3）用停表（或手表）測(cè)出自己上樓所用時(shí)間t。
功率的計(jì)算式為：或。
2.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
（1）測(cè)量人上樓的功率時(shí)，登樓梯是克服人自身重力做功。
（2）測(cè)量過(guò)程中，應(yīng)測(cè)量樓層的高度，而不測(cè)量樓梯的長(zhǎng)度。
（3）做功的時(shí)間越短，測(cè)量誤差越大，因此在測(cè)量時(shí)要適當(dāng)增加做功所用時(shí)間，以減小測(cè)量誤差。
【典例3】小明想利用所學(xué)的物理知識(shí)估測(cè)自己跳繩時(shí)克服重力的平均功率（不計(jì)繩重）。
（1）實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的物理量：①用______（填測(cè)量器材）測(cè)量自己的質(zhì)量m；②測(cè)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(cè)量器材）記錄跳n次繩所用的______（填物理量與其對(duì)應(yīng)字母）。
（2）跳繩時(shí)平均功率表達(dá)式：P=______。
（3）若小明的質(zhì)量m=50kg，他跳繩時(shí)的重心高度隨時(shí)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(gè)數(shù)是______個(gè)，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(shí)間長(zhǎng)的功率大
C．體重相同，頻率高的功率小
D．體重相同，跳的時(shí)間長(zhǎng)的功率大
【答案】磅秤；秒表；時(shí)間t ； ；25；180；75；A。
【解析】（1）[1][2][3]實(shí)驗(yàn)中，除了測(cè)出人的質(zhì)量和起跳高度外，還要用秒表記錄跳一定次數(shù)時(shí)所用的時(shí)間t。①用磅秤測(cè)出質(zhì)量m，則重力為G=mg；②測(cè)自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度），則每次克服重力所做的功W=Gh=mgh；③用秒表記錄跳n次所用的時(shí)間t。
（2）[4]跳繩時(shí)平均功率
（3）[5]該同學(xué)的重力
由圖可知，起跳的最大高度h=0.5m，他每跳一次克服重力所做的功
[6]由圖可知，跳一次所用的時(shí)間，1min內(nèi)，他跳繩的個(gè)數(shù)
[7]在1min內(nèi)克服重力做功的平均功率；
（4）[8]AB．頻率相同，體重大的，在相同時(shí)間里做的功多，功率大，故A符合題意，B不符合題意；
C．體重相同，頻率高，在相同時(shí)間里做的功多，所以功率大，故C不符合題意；
D．體重相同，只要跳頻率相同，功率與跳的時(shí)間長(zhǎng)短無(wú)關(guān)，故D不符合題意。
故選A。
【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(shí)間做功的多少，或比較做同樣的功所用時(shí)間的多少。如果時(shí)間不同，做的功也不同，則需要通過(guò)比較單位時(shí)間內(nèi)所做的功來(lái)比較做功的快慢。
【典例4】一個(gè)物體由A點(diǎn)自由下落時(shí)，相繼經(jīng)過(guò)B、C兩點(diǎn)，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>P2B．W1= W 2，P1=P2
C．W 1=W2，P1＜P2D．W1≠W 2，P1≠P2
【答案】A。
【解析】物體在AB和BC段，距離相同，重力相同，根據(jù)W=Gh，重力做功相同，所以W1=W2
物體在下落過(guò)程中，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，物體質(zhì)量不變，動(dòng)能增大，所以v1＜v2
因?yàn)锳B=BC，所以t1>t2
又因?yàn)閃1=W2
根據(jù)P=，所以P1＜P2
答案C。
題型二：對(duì)功率計(jì)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(shí)間共同決定的。
【典例5】甲、乙兩個(gè)集裝箱質(zhì)量相同。先用起重機(jī)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(jī)（ ）
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
【答案】D。
【解析】由于起重機(jī)勻速提升集裝箱，故起重機(jī)對(duì)集裝箱的拉力等于重力；甲、乙兩集裝箱質(zhì)量相同，則重力相同，提升高度相同，由W=Fs可知起重機(jī)兩次做的功相同。起重機(jī)提升乙集裝箱的速度大于提升甲的速度，根據(jù)P==Fv=mgv
知，第二次功率大。故D符合題意，ABC不符合題意。
故選D。
題型三：功率的計(jì)算
【角度1】功率的估測(cè)
對(duì)于估測(cè)題，應(yīng)該根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)及所學(xué)的物理知識(shí)對(duì)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(jí)同學(xué)家住5樓，一天，他提著裝有10個(gè)雞蛋的塑料袋從1樓走到家里過(guò)程中，下列估算不合理的是（ ）。
A．他提雞蛋的力做的功約為60JB．他提雞蛋的力做功的功率約為10W
C．他爬樓做的功約為6×103JD．他爬樓做功的功率約為1×102 W
【答案】B。
【解析】A．兩只雞蛋的重力大約為1N，提著10個(gè)雞蛋的力大約為5N；住宅樓每層樓高大約3米，家住5樓，此同學(xué)實(shí)際爬樓高度h=43m=12m
故提雞蛋的力大約做的功為
故A合理，不符合題意；
B．從1樓到5樓的時(shí)間大約ｔ=1min=60s
則他提雞蛋的力做功的功率
故B不合理，符合題意；
C．中學(xué)生的重力約500N，克服自身重力做功
他爬樓做的總功W總=W1+W=6000J+60J=6060J，故C合理，不合題意；
D．爬樓做功的功率
故D合理，不合題意。
故選B。
【角度2】功率大小的比較
【典例7】如圖所示，AC>BC，在相同時(shí)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“>”“