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第十一章 简单机械和功
课时11.4 功率
1. 知道功率的物理意义;
2. 理解功率的定义及其单位;
3. 理解功率的计算公式;
4. 能够用功率的定义式解决相关问题。
题型汇总:功率的概念、比较做功快慢的方法、功率大小的比较、功率的计算、功率公式的应用、
功率的测量实验。
定义:物理学中,功与做功所用时间之比叫功率,用符号P表示,它在数值上等于单位时间内
所做的功;
物理意义:功率是表示做功快慢的物理量;
单位:单位瓦特,简称瓦,用字母W表示。
公式:P=W/t,1W = 1J/s; 推导式:P=Fv。
注:功率表示物体做功的快慢,而不是做功的多少,做功多功率不一定大。
在相同时间内 比较做功的多少
比较做
功快慢 在做功的多少完全相同的条件下 比较所用时间的长短
的方法
在做功的多少和所用时间都不相同的情况下 通过P=W/t计算后进行比较
常见功率:麻雀飞行8W,人骑自行车60-80W,家用轿车发动机80kW,起重机320kW,动车
组5.5-20mW,辽宁号航空母舰发动机的总功率147mW。
估测人上楼时的功率:原理:P=W/t;测量:用体重计测出人的质量m,用卷尺测出上楼的高
度h,用秒表测出上楼时间t,代入P=mgh / t 估算即可。
考点一 功率的概念
1.下列关于功率的说法中,正确的是 ( )
A.做功多的机械,功率一定大B.做功快的机械,功率一定大
C.做功时间少的机械,功率一定大
D.功率是用做相同的功比做功时间的方法比较做功快慢的
2.下列说法中正确的是 ( )
A.功率越大的机械,做功一定越多
B.做功越快的机械,功率越大
C.做功时间越多的机械,做的功越多
D.做功时间越少的机械,功率越大
3.甲、乙两台抽水机的功率分别为500W和800W,下列说法正确的是 ( )
A.甲做功少 B.乙做功少 C.甲做功快 D.乙做功快
4.四个同学在进行骑自行车比赛。如果规定功率最大者获胜,那么最后胜出者一定是( )
A.体重最大的 B.时间最短的 C.速度最大的 D.做功最快的
考点二 比较做功快慢的方法
5.为了比较挖掘机与人力挖土做功的快慢,我们可以采用做功相同,比较 的方法;或采用
相同 ,比较 的方法。
考点三 功率大小的比较
6.两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的路程(s)—时间(t)
图象如图所示,根据图象,下列判断正确的是 ( )
A.两次物体运动的速度:v<v
1 2
B.0﹣6s,两次拉力对物体做功的功率:P<P
1 2
C.两次物体所受的拉力:F<F
1 2
D.0﹣6s,两次拉力对物体所做的功:W>W
1 27.几位同学进行爬楼比赛,规定功率最大的人获胜,那么冠军是 ( )
A.体重最大的人 B.用时最短的人
C.做功最快的人 D.速度最大的人
8.如图所示,是一个小球自由下落过程的频闪照片。小球在落的前一半路程中,重力做的功为
W ,功率为P ;小球在后一半路程中,重力做功为W ,功率为P ,则它们的大小关系是 (
1 1 2 2
)
A.W>W P<P B.W=W P>P
1 2 1 2 1 2 1 2
C.W=W P<P D.W=W P=P
1 2 1 2 1 2 1 2
9.如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A,已知
AB>AC,施加的力分别为F 、F ,拉力做的功为W 、W ,拉力做功的功率分别为P 、P ,则
1 2 1 2 1 2
它们的关系正确的是 ( )
A.F=F,W>W,P>P B.F=F,W>W,P=P
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
C.F<F,W=W,P=P D.F<F,W=W,P<P
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
10.四位同学一起到泰州园博园游玩时,突发奇想,要进行一次比赛。他们商定:四人同时出发,绕园博园中心的天德湖跑一圈,功率最大者获胜。那么,最后胜出者一定是 ( )
A.体重最大的同学 B.最快跑完一圈的同学
C.速度最大的同学 D.做功最快的同学
11.如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动,两次
拉动同一木块得到的s﹣t图象分别是图乙中的图线①、②。两次对应的弹簧测力计示数分别为
F、F,两次拉力的功率分别为P、P,则 ( )
1 2 1 2
A.F=F P>P B.F>F P>P
1 2 1 2 1 2 1 2
C.F<F P=P D.F>F P=P
1 2 1 2 1 2 1 2
12.在自由下落过程中,物体运动速度会越来越快,一个物体由 A点自由下落,相继经过B、C两
点,已知AB=BC.如图所示,物体在AB段重力做功W ,做功功率P ;在BC段重力做功W ,
1 1 2
做功功率P,则W W,P P(两空均选填“>”、“<”或“=”)。
2 1 2 1 2
考点四 功率的计算
13.工人用如图所示的滑轮组提升重为600N的物体,使物体以0.5m/s的速度匀速、竖直上升。不
计滑轮、绳子自重以及轮、轴间摩擦,下列说法中正确的是 ( )A.人对绳子的拉力为300N,拉力做功的功率为150W
B.人对绳子的拉力为300N,拉力做功的功率为300W
C.人对绳子的拉力为600N,拉力做功的功率为300W
D.人对绳子的拉力为600N,拉力做功的功率为600W
14.人的心脏每跳一次大约输送8×10﹣5米3的血液,正常人血压(可看作心脏压送血液的压强)的
平均值约为1.5×104帕。据此估测心脏平均功率约为 ( )
A.0.14W B.1.4W C.14W D.140W
15.小明和他所骑的自行车总重为600N,上学路上他骑车在1min内匀速通过了一段长300m的平
直公路,若自行车所受路面的阻力约为人和车总重力的0.05倍,则通过该段公路时,小明骑车
的功率约为 ( )
A.150W B.300W C.1500W D.3000W
16.王老师用50s从一楼走到五楼的教室,他上楼时的功率可能是 ( )
A.1.5瓦 B.15瓦 C.150瓦 D.1500瓦
17.某位质量为50kg的中学生参加跳绳比赛,他在1分钟内跳了120次,每次跳离地面的高度约为
5厘米,则她跳绳的功率最接近 ( )
A.12.5W B.50W C.100W D.500W
18.质量为50kg的人连续向上跳12节台阶,每节台阶的高度是0.2m,花费的时间为10s。此过程人所做的功是 J,功率是 W。
19.为响应国家提出的“节能减排,低碳生活”的号召。质量为60kg的小明同学每天坚持骑自行
车上学,他所骑自行车质量为15kg,轮胎与水平地面的总接触面积为30cm2,在水平路面上匀
速骑行时所受阻力为总重力的0.02倍(g取10N/kg)。求:
(1)小明和自行车的总重力;
(2)他骑行时自行车对地面的压强;
(3)若他在水平路面上5min内匀速骑行了1500m,则他骑行时的功率是多大。
20.如图所示,一位质量为48kg的同学乘电梯上楼,每只脚与电梯接触的面积均为0.015m2.电梯
向上匀速运动时,2s内上升的高度为4m。g取10N/kg。求:
(1)电梯静止时,该同学对电梯的压力;
(2)该同学对电梯的压强;
(3)在2s内,电梯对该同学做功的功率多大。
考点五 功率计算公式的应用
21.一辆汽车在平直路面上匀速行驶,在t=0时刻将汽车发动机的输出功率调大为另一个恒定值,
设汽车行驶过程中受到的阻力恒定不变。从 t=0时刻开始,下列描述汽车运动的v﹣t图像和牵
引力做功的W﹣t图像中,正确的是 ( )
A. B.
C. D.22.若轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动,运动过程中受到的阻力不变,运动的速度v与时
间t的关系如图甲所示。则在20﹣25s时间内,轿车运动的距离是 m,该过程发动机做的
功是 J,轿车在运动过程中受到的阻力是 N。
23.如图,公交车在平直公路上匀速行驶10min,速度为54km/h,此时输出功率为72kW,求:
(1)汽车牵引力做的功;
(2)该汽车行驶过程中受到的阻力。
24.质量为2t的汽车,在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动,经15s运动200m恰好达
到最大速度,接着匀速运动25s关闭发动机,滑行100m停下。v﹣t图象如图所示。已知汽车在
运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍,(g=10N/kg)求:
(1)全程中汽车的所受阻力大小;
(2)整个过程中发动机做的功;
(3)汽车的最大速度v 。
最大
考点六 功率在实际中的应用25.汽车以恒定功率爬坡时要采用低挡上坡,这样做是为了 ( )
A.增大汽车惯性 B.减小汽车牵引力
C.增大汽车速度 D.增大汽车牵引力
26.汽车爬坡时,驾驶员的操作是:加大油门,同时将变速器换成低速挡。加大油门是使发动机发
挥最大的功率,换用低速挡是为了减速。那么,在爬坡时,减小汽车的速度是为了 ( )
A.保证安全 B.获取更大的动力
C.省油 D.增大惯性
考点七 功率的测量实验
27.班里组织一次比赛活动,从一楼登上三楼,比比谁的功率最大。为此,需要测量一些物理量,
下列物理量中必须测量的量是 ( )
①三楼地面到一楼地面的高度
②从一楼到达三楼所用的时间
③每个同学的质量或体重
④一楼到三楼楼梯的长度
A.①② B.①④ C.②③ D.①②③
28.跳绳是我市初中毕业生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
重力做功的平均功率(不计绳重).
(1)用体重计测量自己的质量m;
(2)用刻度尺测出自己每次跳起的平均高度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)计算出跳绳时克服重力的平均功率P= (用字母表示);
(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,频率高的功率小
D.体重相同,跳的时间长的功率大
(6)若跳绳者的质量m=50kg,跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示.根据图中所给条
件,可估算出此跳绳者在1min内克服重力做功的平均功率为 W.(g取10N/kg)
29.学习了功率的知识后,小明和几位同学准备开展“比一比谁在爬楼过程中的功率大”的活动。
(1)测量所需要的器材有: 、 、 。
(2)他们设计了三套方案:①测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,算出爬楼的功
率并进行比较;②控制爬楼的时间相同,测量出各自的体重、爬楼的高度,算出爬楼做的功并
进行比较;③控制爬楼的高度相同,测量出各自的体重、爬楼的时间,算出体重和时间的比值
并进行比较。可行的是
A.只有①B.只有①②C.只有②③D.①②③都可以
(3)登楼梯比赛时,某同学从底楼匀速登上五楼,共用了20s,该同学登楼时克服重力做功的
功率最接近于
A.3000W B.300W C.30W D.3W。
30.学习了功率的知识后,小刚想粗略地测算自己在单杠上做引体向上的运动时的功率,如图所示。
(1)实验中依据的原理是(写公式): 。
(2)需要的测量工具: 、 、 。
(3)小刚测出了自己的质量为m,拉上去一定的次数n所用的时间t,并测出自己每做一次引体
向上时 。则他做引体向上时功率的表达式是 。
(4)爱动脑的小刚想课后和几位同学准备开展“比一比谁在爬楼过程中的功率大”的活动。他
设计了三套方案:
①测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,可以算出爬楼的功率并进行比较;
②控制爬楼的时间相同,测量出各自的体重、爬楼的高度,算出爬楼做的功并进行比较;③控制爬楼的高度相同,测量出各自的体重、爬楼的时间,算出体重和时间的比值并进行比较。
则在上述方案中可行的是 。
A.只有①
B.只有①②
C.只有②③
D.①②③都可以