112功率（講義）（3大知識點(diǎn)6大題型課后提升）原卷版

11.2功率TOC\o"13"\h\u 2 2知識點(diǎn)1：比較做功的快慢 201實(shí)驗(yàn)探究：比較做功快慢的方法 3知識點(diǎn)2：功率 402功和功率的區(qū)別及聯(lián)系 403功的定義式 504功的推導(dǎo)式的應(yīng)用 705功的大小比較 8知識點(diǎn)3：功率的測定 906實(shí)驗(yàn)：功率的測定 9 11

1.知道什么是功率。能說出功率的物理意義，并能寫出功率的定義式及其單位。(物理觀念、科學(xué)思維)2.能結(jié)合生活中的實(shí)例說明功率的含義。(物理觀念)3.能應(yīng)用功率的定義式進(jìn)行簡單的計(jì)算，并能利用功率的概念設(shè)計(jì)測量生活中功率的大小。(物理觀念、科學(xué)探究)知識點(diǎn)1：比較做功的快慢1.現(xiàn)象探究：機(jī)械做功快慢的比較圖示現(xiàn)象探究運(yùn)送同樣多的磚到同樣高的地方，用起重機(jī)比用滑輪組所需的時間短在相同的時間內(nèi)，用起重機(jī)比用滑輪組能運(yùn)送更多的磚探究分析做功相同，用時不同，說明做功有快慢之分。做相同的功，用時短的做功快做功時間相同，做功多少不同，說明做功有快慢之分。用時相同，做功多的做功快探究結(jié)論做功的快慢與做功的多少及做功的時間兩個因素有關(guān)2.比較物體做功快慢的方法(1)若做功相同，可比較做功時間的長短，所用時間越短，做功越快;所用時間越長，做功越慢。(2)若做功時間相同，可比較做功的多少，做功越多，做功越快;做功越少，做功越慢。通過以上兩種方法的比較，說明做功的快慢與做功的多少和做功時間這兩個因素都有關(guān)系?！军c(diǎn)撥】物體的體積≠物體排開液體的體積【點(diǎn)撥】物體的體積≠物體排開液體的體積物體的體積與物體排開液體的體積是不相同的。當(dāng)物體浸沒液體中時，物體的體積等于物體排開液體的體積；當(dāng)物體沒有浸沒時，物體的體積大于它排開液體的體積。01實(shí)驗(yàn)探究：比較做功快慢的方法【典例1】某班同學(xué)進(jìn)行登樓比賽，看誰做功快。甲、乙同學(xué)記錄自己兩次從一樓跑到確定的樓層所用的時間，并填入下面表格中，然后將有關(guān)的物理量也記錄在下面的表格中（g取10N/kg）學(xué)生實(shí)驗(yàn)序號學(xué)生的質(zhì)量/kg樓梯的高度/m登梯做的功/J所用的時間/s甲150315005250315008乙354610454316205（1）第3次實(shí)驗(yàn)乙同學(xué)做的功為J，分析比較實(shí)驗(yàn)次數(shù)，可以得出的初步結(jié)論是：當(dāng)做功所用時間相同時，做功越多，做功越快。（2）分析比較實(shí)驗(yàn)次數(shù)1和2，可以得出的初步結(jié)論是。（3）分析比較以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出登樓做功最快的學(xué)生是（填“甲”或“乙”）?！咀兪?1】某班同學(xué)在體育課上進(jìn)行“引體向上”活動，三位同學(xué)為了比較誰做功快，做了如下實(shí)驗(yàn)：他們分別測出各自連續(xù)做5次“引體向上”的時間，身體引體向上的的距離。然后將數(shù)據(jù)記錄在表格中。序號學(xué)生重力（N）引體向上的距離（m）完成5次做的功（J）完成5次所用的時間（s）1甲5000.4812005.42乙4800.4510805.43丙6000.4012006.5（1）分析比較實(shí)驗(yàn)序號中的數(shù)據(jù)，可以得出的初步結(jié)論是：當(dāng)做功所用的時間相同時，做功越多，做功越快；（2）分析比較實(shí)驗(yàn)序號1與3中的數(shù)據(jù)，可以得出的初步結(jié)論是；（3）分析比較實(shí)驗(yàn)序號2與3中的數(shù)據(jù)，若要比較乙、丙兩位同學(xué)做功的快慢，應(yīng)在表格中添加的欄目是，因此為了比較做功快慢，物理學(xué)中引入了物理量；（4）由上分析可知，甲、乙、丙三位同學(xué)做功最快的是（選填甲、乙、丙）。知識點(diǎn)2：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【點(diǎn)撥】多少與快慢【點(diǎn)撥】多少與快慢做功“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。02功和功率的區(qū)別及聯(lián)系【典例2】關(guān)于功率，下列說法正確的是（）A．功率越大，做功一定越多B．做功的時間短，功率一定大C．單位時間內(nèi)完成的功越多，做功一定越多D．做功越快，功率也就越大【變式21】下列關(guān)于功率的說法中，正確的是（

）A．物體做功越多，功率越大 B．物體做功時間越短，功率越大C．物體做功越快，功率越大 D．物體做功時間越長，功率越大【變式22】下列關(guān)于功和功率的說法正確的是（）A．踢出去的足球在離開腳空中飛行的過程中，腳對足球做了功B．作用在物體上的力越大，力做的功就越多C．功率越大的機(jī)械，做功就越多D．功率越大的機(jī)械，做功就越快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(jì)算功率的注意事項(xiàng)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(jì)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：功率的單位“匹”拓展：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(shí)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(zhǔn)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。03功的定義式【典例3】一輛重力為5N的玩具小車放在水平地面上，在水平拉力F的作用下，以0.1m/s的速度勻速直線運(yùn)動了2m，小車受到的阻力大小為3N，求：（1）拉力F對小車做的功；（2）拉力F的功率。【變式31】一電動玩具車的重力為80牛，在平直桌面上勻速行駛15秒，通過的路程為20米。若這段時間內(nèi)，電動玩具車發(fā)動機(jī)的功率為60瓦。求：（1）這段時間內(nèi)，玩具車發(fā)動機(jī)所做的功W。（2）這段時間內(nèi)，玩具車發(fā)動機(jī)的牽引力F?！咀兪?2】如圖甲所示是重為500N的小車，在80N的水平推力作用下，沿水平地面做直線運(yùn)動。（1）小車運(yùn)動的速度；（2）10s內(nèi)水平推力對小車所做的功；（3）水平推力的功率。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(dāng)機(jī)車的輸出功率P一定時，機(jī)車速度v越小，機(jī)車發(fā)動機(jī)輸出的牽引力F越大。（3）應(yīng)用P=Fv進(jìn)行計(jì)算時，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)動機(jī)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(dāng)汽車要爬又長又陡的坡時，司機(jī)常換低擋位，以獲得更大的牽引力從而順利上坡。04功的推導(dǎo)式的應(yīng)用【典例4】（多選）把一個木塊放在粗糙程度相同的水平地面上，它受到了水平向左的拉力F的作用，如圖甲所示。拉力F的大小與時間t的關(guān)系如圖乙，木塊的運(yùn)動速度v與時間t的關(guān)系如圖丙所示。則下列說法正確的是（）A．t=3s時木塊受到的合力為2NB．t=1s時木塊受到的摩擦力為0NC．4~6s內(nèi)，拉力做功48JD．4~6s內(nèi)，木塊克服摩擦力做功的功率為16W【變式41】如圖所示，重為20N的正方體物塊放在水平桌面上，在10N的水平拉力F作用下，5s內(nèi)沿水平方向勻速直線運(yùn)動50cm，則物塊受到的合力為N，水平拉力F做功的功率為W?！咀兪?2】某機(jī)器人在水下運(yùn)動時，所受海水阻力與速度的關(guān)系如圖所示，求機(jī)器人在水下以0.5m/s的水平速度勻速運(yùn)動時，機(jī)器人水平推進(jìn)力的功率為W。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(jì)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=Pt05功的大小比較【典例5】如圖所示，小麗和叔叔一起從一樓爬到五樓（二者均克服自身的重力做功），小麗先于叔叔到達(dá)五樓，已知叔叔的體重大于小麗的體重。下列說法中正確的是（）A．小麗做的功可能等于叔叔做的功B．小麗的功率可能等于叔叔的功率C．小麗做的功一定大于叔叔做的功D．小麗的功率一定大于叔叔的功率【變式51】舉重是我國的優(yōu)勢體育項(xiàng)目。一位身高180cm的運(yùn)動員和一位身高160cm的運(yùn)動員，在挺舉項(xiàng)目中用相同時間把同樣重的杠鈴舉起，如果他們對杠鈴所做的功的功率分別為P1和P2，則P1P2（選填“>”“<”或“=”）?！咀兪?2】如圖所示，一物體在水平向右的拉力F1的作用下以2m/s的速度在水平地面上勻速運(yùn)動了10m，拉力F1所做的功為W1，功率為P1，若該物體在水平向右的拉力F2的作用下以1m/s的速度在同一水平地面上勻速運(yùn)動了10m，拉力F2所做的功為W2，功率為P2，則W1W2，P1P2（均選填“＞”“=”或“＜”）。知識點(diǎn)3：功率的測定1.實(shí)驗(yàn)原理由可知，要測量功率，必須測物體（或機(jī)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。2.實(shí)驗(yàn)器材體重計(jì)（或磅秤），皮尺（或米尺），計(jì)時器（停表、手表等）。3.實(shí)驗(yàn)步驟（1）體重計(jì)（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(jì)算式為：或。4.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)（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(dāng)增加做功所用時間，以減小測量誤差。06實(shí)驗(yàn)：功率的測定【典例6】引體向上是同學(xué)們經(jīng)常做的一項(xiàng)健身運(yùn)動，如圖所示，該運(yùn)動的規(guī)范動作是兩手正握單杠，由懸垂開始，上提時，下顎須超過杠面；下放時，兩臂放直，不能曲臂。這樣上拉下放，重復(fù)動作，可達(dá)到鍛煉臂力和腹肌的目的；物理實(shí)踐活動時，小明連續(xù)做了15個規(guī)范的引體向上，小組的同學(xué)們測量小明做引體向上時的功率，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)記錄表格如下所示；質(zhì)量m/kg完成15個的時間t/s①做的總功W/J②

（1）實(shí)驗(yàn)原理：；（2）需要的測量器材：體重計(jì)、、；（3）請將表中空格處內(nèi)容補(bǔ)充完整：①；②；（4）小組中小華也在1min內(nèi)完成15個規(guī)范動作，小組同學(xué)討論后認(rèn)為，小明和小華的功率不相等，其理由是（寫出一點(diǎn)，合理即可）?！咀兪?1】學(xué)校買了一箱物理器材，小軍同學(xué)將它從一樓運(yùn)到三樓，如圖所示，小麗同學(xué)想測量小軍搬運(yùn)器材過程中對箱子做功的功率。

（1）測量所需的器材；（2）寫出計(jì)算功率的最后表達(dá)式P=；（3）小麗同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下，其中多余的是；A．箱子所受的重力B．測出樓梯的總長度C．測出一樓到三樓的豎直高度D．測出小軍上樓所用的時間E．算出小軍搬運(yùn)箱子的功率（4）請你幫小麗設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。一、單選題1．甲機(jī)械比乙機(jī)械的功率大，表示兩機(jī)械在工作時（）A．甲更省力 B．甲做功多C．甲做功快 D．甲用時少2．關(guān)于功和功率，下列說法中正確的是（）A．只要有力作用在物體上就一定會做功B．力對物體做的功越多，功率就一定越大C．功率大的機(jī)械做功一定快D．功等于力與物體移動距離的乘積3．關(guān)于功和功率，以下說法錯誤的是（）A．功率越小，做功越慢 B．功率越小，在相同的時間內(nèi)做的功越少C．功率越大，做功越多 D．功率越大，做同樣多的功所用時間越4．如圖所示，兩個滑梯高度相等，如果小陽分別從左側(cè)直梯和右側(cè)弧形滑梯上端滑到地面，所用時間分別為t1和t2，小陽所受重力做功分別為W1和W2，重力的功率分別為P1和P2，已知t1<t2，則下列說法正確的是（

）A．W1>W2 B．W1=W2C．P1=P2 D．P1<P25．為了增強(qiáng)免疫力抵御H1N1甲型流感，星期天小明和爸爸一起去登山。小明用了20min登上山頂，爸爸用了25min登上山頂，爸爸的體重時小明的1.5倍，則小明與爸爸登山時所做功的功率之比是（）A．5︰6 B．6︰5 C．15︰8 D．2︰36．如圖甲所示，在粗糙程度均勻的水平地面上的運(yùn)動物體，受到方向不變的水平拉力F的作用，其F—t和v—t圖像分別如圖甲和圖乙所示。下列有關(guān)拉力做功及其功率的分析正確的是（）A．9~12s內(nèi)拉力做功為18J B．0~3s內(nèi)拉力做功為9JC．3~6s內(nèi)拉力的功率逐漸變小 D．第4s拉力的功率為36W7．物體在同一水平面上做勻速直線運(yùn)動，當(dāng)速度為3m/s時，受到的水平推力為F1；當(dāng)速度為5m/s時，受到的水平推力為F2。兩次推力的功率分別為P1、P2，則F1∶F2和P1∶P2分別為（）A．3∶5，9∶25 B．3∶5，1∶1 C．3∶5，3∶5 D．1∶1，

3∶5二、填空題8．武帥同學(xué)幫父母搬家，現(xiàn)有15捆書籍。每捆書籍的質(zhì)量都為5kg。武帥想盡快將它們搬上6m高的樓上。武帥對這些書籍至少需要做功J。如圖是武帥用于搬運(yùn)物體的功率與被搬運(yùn)物體質(zhì)量之間的關(guān)系圖象。由圖可知，為了盡可能快地將這批書籍搬到樓上，他每次應(yīng)搬捆。若每次下樓時間是上樓時間的一半，則他最快完成搬運(yùn)任務(wù)并返回原地，所用的總時間為s。9．如圖所示，重力為80牛的木塊在大小為10牛的水平拉力的作用下，10秒內(nèi)沿水平面勻速前進(jìn)了6米，則重力做的功為焦，拉力做的功為焦，拉力的功率為瓦；若水平拉力變?yōu)?5牛，則木塊在水平方向上所受到的合力為牛。10．一臺抽水機(jī)動力的功率是10kW，那么1min內(nèi)抽水機(jī)動力做的功為J，1min內(nèi)它最多可以把重N的水抽到10m高的水塔上去。11．一輛重型卡車勻速行駛時，發(fā)動機(jī)的功率為202kW，速度為80km/h。汽車行駛1h，發(fā)動機(jī)做功為，卡車的牽引力為。12．王波同學(xué)幫父母搬家，現(xiàn)有30捆書籍．每捆書籍的質(zhì)量都為5kg．王波想盡快將它們搬上10m高處的新家．如圖是王波可以提供的用于搬運(yùn)物體的功率與被搬運(yùn)物體質(zhì)量之間的關(guān)系圖象．由圖可知，為了盡可能快地將這批書籍搬上新家，他每次應(yīng)搬捆．若每次下樓時間是上樓時間的一半，則他最快完成搬運(yùn)任務(wù)并返回原地，所用的總時間為s（g=10N/kg）．13．一輛新能源小汽車在平直公路上以20m/s的速度勻速行駛30km，發(fā)動機(jī)提供的牽引力是600N。則此過程中發(fā)動機(jī)的輸出功率為kW。當(dāng)汽車需上坡時，一般為了增大牽引力，使汽車（選填“加”或“減”）速。三、實(shí)驗(yàn)題14．風(fēng)車是利用風(fēng)力做功的裝置，小明制作了一架小風(fēng)車，他想粗略測定風(fēng)車在一定風(fēng)速下做功的功率，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：

（1）觀察實(shí)驗(yàn)裝置，小明是通過測量細(xì)線對做功的功率來測定風(fēng)車做功的功率；（2）除了圖中的實(shí)驗(yàn)器材，還必需的測量工具有：天平、刻度尺和；（3）實(shí)驗(yàn)時，逐漸增加掛在細(xì)線下的回形針數(shù)量，直到細(xì)線恰好緩慢勻速提升回形針為止。若測得回形針勻速上升的高度h、所用的時間t、回形針的總質(zhì)量m，則風(fēng)車做功的功率表達(dá)式P=（表達(dá)式中的物理量均用符號表示）；（4）然后小明還測出風(fēng)車在不同的風(fēng)速下做功的功率，測得的功率越大，說明做功越（選填：“多”或“快”）；（5）風(fēng)車做功過程中，回形針獲得了重力勢能和能；如果選用較粗重的線做實(shí)驗(yàn)，則與選用較細(xì)的線相比，測得風(fēng)車的功率值偏（選填“大”或“小”）。15．學(xué)習(xí)了功率知識后，小明和小亮兩位同學(xué)想測量紙錐下落時重力做功的功率，請你幫忙將實(shí)驗(yàn)過程補(bǔ)充完整。

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