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11.2 功率
一、功率
1.我们可以用两种方法来比较物体做功的快慢。如图是挖掘机和人同时开始工作到某时刻的情形,
你认为 方式做功较快,理由是相同内甲做的功多;另一种方法是做相同的 ,比较做功时
间的多少。
【答案】 甲 功
【详解】图中是挖掘机和人同时开始工作到某时刻的情形,则所用的时间相同,很显然是甲挖土更多
(即用挖掘机做功更多),因此,甲方式做功更快。
另一种方法:在做功相同时,根据做功时间比较做功的快慢。
2. 如图所示,一个大人和一个小孩均从1楼爬到4楼,所用时间相同,大人的质量比小孩大,下列说
法正确的是( )
A.小孩做的功较多 B.大人做的功较多
C.小孩做功功率较大 D.大人和小孩做功功率一样大
【答案】B
【详解】AB.大人与小孩均从1楼爬到4楼,上升的高度h相同,大人的质量比小孩大,则大人的重
力比小孩的大,由W=Gh可知大人做的功多,故A错误,B正确;
CD.已知爬相同的楼梯所用时间相同,且大人做的功多,根据p=W/t可知大人做功的功率大,故CD
错误。故选B。
3.下学期期中阶段质量调研初二(1)班同学在体育课上进行“引体向上”活动,三位同学为了比较
谁做功快,做了如下实验:他们分别测出各自连续做5次“引体向上”的时间,身体引体向上的的距离。
然后将数据记录在下面的表格中。
(1)分析比较实验序号 中的数据,可以得出的初步结论是:当做功所用的时间相同时,做功
越多,做功越快。
(2)分析比较实验序号1与3中的数据,可以得出的初步结论是 。(3)分析比较实验序号2与3中的数据,若要比较乙、丙两位同学做功的快慢,应在表格中添加的栏
目是 ,因此为了比较做功快慢,物理学中引入了物理量 。
(4)由上分析可知,甲、乙、丙三位同学做功最快的是 (选填甲、乙、丙)。
序 重力 引体向上的 完成5次做的 完成5次所用
学生
号 (N) 距离(m) 功(J) 的时间(s)
1 甲 500 0.48 1200 5.4
2 乙 480 0.45 1080 5.4
3 丙 600 0.40 1200 6.5
【答案】(1)1与2;(2)当做功相同时,所用时间越少,做功越快;(3)功/时间(J/s);功率。
(4)甲。
【解析】(1)根据初步结论:当做功所用的时间相同时,做功越多,做功越快。应该分析比较实验
序号1与2中的数据;
(2)分析比较实验序号1与3中的数据可知,做功相等,时间不等,可以得出的初步结论是:当做功
相同时,所用时间越少,做功越快;
(3)分析比较实验序号2与3中的数据,乙、丙两位同学做功的多少不等、时间不等,若要比较乙、
丙两位同学做功的快慢,应该用所做的“功/时间”进行比较,所以在表格中添加的栏目是:功/时间
(J/s),因此为了比较做功快慢,物理学中引入了物理量功率。
(4)甲、乙、丙三位同学中甲做功最多,但用时最少,根据P=W/t可知甲同学做功最快。
二、 功率的计算
4.功率是描述物体_________的物理量,一辆摩托车在水平地面上行驶了2s,牵引力对它做功800J,
功率为________W,它表示的物理意义是:___________________________。
【答案】做功快慢,400,物体每秒做功400J。
【解析】功率是表示物体做功快慢的物理量;
根据功率公式得: P== =400W
功率在数值上等于单位时间内所做的功,所以400W表示的物理意义是:牵引力每s做功400J。
5.小明捧着一摞质量为3kg的书从教学楼1楼匀速走到4楼,用时30s,则他上楼时对书做功的功率
最接近于( )
A.1W B.9W C.20W D.30W
【答案】B
【详解】每层楼高大约3m,从1楼到4楼的高度约为h=3×3m=9m
他上楼时对书做的功约为W=Fs=Gh=mgh=3kg×10N/kg"×9m=270J
则他上楼时对书做功的功率约为
W 270J
P= = =9W
t 30s
故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。6. 跳绳是镇江多地中小学体能测试项目之一,根据镇江市中小学体能测试评分标准,初中学生1min
跳绳不低于160次可得满分。如图所示,小智同学今年参加中考,他的质量为50kg,每次跳起高度约
6cm。要想获得满分,小智1min跳绳的功率至少是( )
A.0.8W B.8W C.80W D.800W
【答案】C
【详解】小智重力G=mg=50kg×10N/kg=500N
跳绳一次克服重力做的功W=Gh=500N×6×10-2m=30J
小智要得满分,1min跳绳不低于160次,做的功不少于
功率至少为
故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
7. 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,那么,在爬坡时,减少汽车的速度是为了( )
A.减小惯性 B.获取更大的动力 C.省油 D.增大惯性
【答案】B
【详解】汽车爬坡时,需要发动机有很大的牵引力,而单靠增大功率无法达到必要的牵引力,由
P=Fv得:要想使F增大,只能减小速度。当功率为最大,速度最小时,牵引力最大;所以,减小速度可以
增大发动机的牵引力,不是为了保证安全;油量取决于油门的大小,所以,也无法省油;机械效率取决于
损耗能量的多少,而减小速度不会减小能量的损耗,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
8. 九年级的小明和体育老师比赛爬楼梯,他和老师同时从同一栋楼的一楼开始爬到四楼,小明的体重
小于体育老师的体重,结果体育老师先到达四楼。小明和体育老师做的功分别为W 和W,功率分别为P
1 2 1
和P,则下列选项正确的是( )
2
A.WW,P=P
1 2 1 2 1 2 1 2
C.W=W,P=P D.WW P>P
1 2 1 2 1 2 1 2
C.W=W P=P D.WP
1 2 1 2 1 2 1 2
【答案】C
【详解】由题知,同一个人先后两次用同样的力,分别将不同质量的物体沿力的方向移动相同的距离,
根据W=Fs可知,拉力的大小相同,在力的方向上移动的距离相同,则拉力做功相同,即
W=W
1 2
由题知,做功用的时间相同,根据P=W/t可知,两次做功的功率相同,即
P=P
1 2
故ABD错误,C正确。故选C。
17. (2023·湖南长沙·中考真题)如图,大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼,在这个过程
中,下列说法正确的是( )
A.小孩对砖做功更多 B.小孩对砖做功更快
C.大人对砖做功更多 D.大人对砖做功更快
【答案】D
【详解】AC.大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼,根据W=Fs=Gh可知,做功一样多,
故AC错误;
BD.两人做功一样多,大人用时短,据P=W/t知,大人做功快,故B错误,D正确。故选D。
18. (2024·山东淄博·中考真题)在某次测试中,一款重为6.4×104N的超音速汽车以1260km/h的速度
在水平轨道上匀速直线行驶,受到的阻力为1.8×105N,10s内汽车通过的路程是 m,牵引力做功的功
率是 W,重力做功是 J。
【答案】 3500 6.3×107 0
【详解】已知汽车的速度为v=1260km/h=350m/s
10s内汽车通过的路程s=vt=350m/s×10s=3500m
汽车在做匀速运动,处于平衡状态,根据二力平衡可知,牵引力等于阻力,即
F =f=1.8×105N
牵
牵引力做功的功率P=F v=1.8×105N×350m/s=6.3×107W
牵
重力的方向始终是竖直向下的,汽车在竖直方向没有移动距离,因此重力不做功,为0J。19. (2024·重庆·中考真题)为推动成渝双城经济圈建设,重庆金凤隧道主城区段于2024年4月28日
正式通车。隧道全长约6km,设计最高时速60km/h。(不计车身长度)求:
(1)汽车通过隧道至少需要的时间;
(2)若一辆功率为100kW的货车匀速通过该隧道用时8min,货车的牵引力是多大。
【答案】(1)0.1h;(2)8×103N
【详解】(1)汽车通过隧道至少需要的时间为
(2)货车匀速通过该隧道用时8min,则货车的速度为
货车的功率为100kW,由
得到货车的牵引力为
答:(1)汽车通过隧道至少需要的时间为0.1h;
(2)若一辆功率为100kW的货车匀速通过该隧道用时8min,货车的牵引力为8×103N。
20. (2024·黑龙江牡丹江·中考真题)如图甲所示,我国自主研制的R20000-720型全球最大塔式起重
机,拥有性能超强、技术先进、专利众多等特点,是塔机制造史上一次重要的突破。该塔机最大起重量为
720t,最大起升高度为400m。
(1)请在图乙中画出物体沿竖直方向匀速上升过程中受力的示意图。
(2)若塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m,拉力做的功是多少?
(3)若塔机在(2)过程中所用时间为200s,拉力做功的功率是多少?
【答案】(1)见下图;(2)1×108J;(3)5×105W
【详解】(1)物体沿竖直方向匀速上升,物体处于平衡状态,受到的竖直向上的拉力与竖直向下的
重力大小相等,受力示意图如下图所示:(2)100t的物体的重力为G=mg=1×105kg×10N/kg=1×106N
塔机匀速提起货物,拉力与物体重力大小相等,即
塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m,拉力做的功为
(3)塔机在(2)过程中所用时间为200s,则拉力做功的功率为
答:(1)物体沿竖直方向匀速上升过程中受力的示意图见解析;
(2)塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m,拉力做的功为1×108J;
(3)拉力做功的功率5×105W。