2020八年級(jí)物理下冊(cè) 第十一章 功和機(jī)械能 11.2 功率精講精練（含解析）（新版）新人教版

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1、專題11.2 功率 課前預(yù)習(xí) 1.單位時(shí)間內(nèi)所做的功叫做_功率_。2.功率是表示物體做功_快慢_的物理量。3.功率計(jì)算公式是_ P=W/t _。另一個(gè)公式：P=Fv。4.功率單位是瓦,用符號(hào)_ W _、千瓦(KW) , 1KW=_1000_W。知識(shí)點(diǎn)解讀與例題突破知識(shí)點(diǎn)1：功率的概念1.物理意義功率是表示物體 做功快慢的物理量。2.定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)所做的功叫做功率，用符號(hào)“P”表示。單位是瓦特（W）。3.公式：P=W/t。式中 表示功率，單位是瓦特（W）；W表示功，單位是焦耳（J）；t表示時(shí)間，單位是秒（s）。注意：功率表示物體做功的快慢；機(jī)械效率表示機(jī)械做功的效率。【例題1】某同學(xué)在10s內(nèi)

2、做了5個(gè)“引體向上”，他的質(zhì)量為60kg，每次上升的高度為40cm該同學(xué)做一次“引體向上”克服重力做的功的功是J，10s內(nèi)做功的功率為W（g=10N/kg）【答案】240；120【解析】根據(jù)G=mg求出重力，再根據(jù)W=Gh求出克服重力做的功；求出10s內(nèi)做的總功，據(jù)P=求出功率（1）小明所受的重力：G=mg=60kg10N/kg=600N；完成一次引體向上，克服重力做的功：W=Gh=600N0.4m=240J；（2）在10s內(nèi)做了5個(gè)“引體向上”，則10s內(nèi)做的總功：W總=5W=5240J=1200J，10s內(nèi)做功的功率： P=120W習(xí)題精練一、選擇題1（2019湖南株洲）甲、乙、丙、丁四個(gè)

3、同學(xué)進(jìn)行攀巖比賽，他們做的功W與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。若規(guī)定做功最快的獲勝，則最后勝出的一定是（）A甲B乙C丙D丁【答案】A【解析】在相同時(shí)間內(nèi)，做功越多，功率越大，也就是做功越快。由圖象知，當(dāng)時(shí)間相同時(shí)，甲做功最多，所以由公式P知，甲功率最大，做功最快。2（2019黑龍江大慶）汽車在平直公路上以速度V0勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P0，牽引力為F0，t1時(shí)刻開(kāi)始，司機(jī)減小了油門，使汽車保持恒定功率P行駛，到t2時(shí)刻，汽車又開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為v，已知運(yùn)動(dòng)過(guò)程中汽車所受阻力f恒定不變，汽車牽引力F隨時(shí)間變化的圖象如圖所示，則（）At1至t2時(shí)間內(nèi)，汽車做加速運(yùn)動(dòng) BF02fCt2時(shí)刻之后，汽車

4、將保持功率P0行駛 Dvv0【答案】D【解析】由題知，在t1時(shí)刻以前，汽車以速度v0勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P0，牽引力為F0，則：P0F0v0；在t1時(shí)刻，司機(jī)減小了油門，汽車的功率突然減小為P，在該瞬間汽車的速度不變（仍為v0），由圖象知牽引力由F0突然減小為F0，所以：PF0v0，由可知PP0（即汽車的功率突然減小為原來(lái)的一半）。A由圖可知，t1至t2時(shí)間內(nèi)，汽車受到的牽引力增大，功率不變，由PFv可得，汽車行駛的速度減小，所以汽車做減速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，牽引力與阻力平衡，所以F0f，故B錯(cuò)誤；C由題可知，t1時(shí)刻后汽車的功率保持恒定；由前面分析知，汽車的功率將保持P

5、P0不變，故C錯(cuò)誤；D由題知，到t2時(shí)刻，汽車又開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為v；由圖可知，汽車再次做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的牽引力與最初做勻速運(yùn)動(dòng)的牽引力大小相等，均為F0；根據(jù)PFv可得第二次做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度：vv0，故D正確。3（2019湖北隨州）一只木箱放在水平地面上，地面上各處粗糙程度相同。對(duì)木箱施加一個(gè)方向不變的水平推力F（如圖甲）；F的大小與時(shí)間t的關(guān)系、木箱的運(yùn)動(dòng)速度v與時(shí)間t的關(guān)系圖象如圖乙所示。以下說(shuō)法正確的是（）A在第一個(gè)2s內(nèi)木箱所受摩擦力為2NB在第二個(gè)2s內(nèi)木箱所受摩擦力為3NC在第一個(gè)2s內(nèi)推力F對(duì)木箱所做的功為2JD在第三個(gè)2s內(nèi)推力F對(duì)木箱做功的功率為8W【答案】D【解

6、析】先由速度時(shí)間圖象判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況，然后根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷物體是否受平衡力作用；根據(jù)由Ft圖象求出物體受到的拉力，然后由二力平衡的條件求出摩擦力的大小。根據(jù)WFs可求功；由PFv可求功率。A、由圖象可知，第一個(gè)2s內(nèi)，物體沒(méi)有推動(dòng)，物體處于平衡狀態(tài)，推力等于摩擦力，等于1N，故A錯(cuò)誤；B、由vt圖象可知，在4s6s物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，由Ft圖象可知在4s6s即在第三個(gè)2s內(nèi)拉力F2N，由平衡條件可得滑動(dòng)摩擦力fF2N，由vt圖象可知，物體在第二個(gè)2s內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)，受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，因?yàn)閴毫徒佑|面的粗糙程度不變，因此物體受到的摩擦力仍是2N，方向與推力方向相反，

7、即向左；故B錯(cuò)誤；C、由圖象可知，第一個(gè)2s內(nèi)，物體沒(méi)有推動(dòng)，由WFs可知，推力F對(duì)木箱所做的功為0；故C錯(cuò)誤；D、在第三個(gè)2s內(nèi)推力F對(duì)木箱做功的功率為：PFv2N4m/s8W故D正確。4.已知小汽車的總質(zhì)量為1500kg，該車以30m/s的速度作水平勻速直線運(yùn)動(dòng)，行駛180s，汽車在行駛過(guò)程中受到的阻力為車重的0.16倍（g=10N/kg）則結(jié)論正確的是（ ）A.小車行駛的距離為540mB.在此過(guò)程中汽車的牽引力為240NC. 在此過(guò)程中汽車的牽引力做功為1.296106JD.汽車的功率為7.2104W【答案】D 【解析】本題考點(diǎn)是速度公式及其應(yīng)用；功、功率的計(jì)算.（1）已知速度與行駛時(shí)間

8、，由速度公式可以求出小車的路程（2）小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件可以求出牽引力，然后由功率公式求出功率（1）由v=可知，小車行駛的距離：s=vt=30m/s180s=5400m（2）小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：F=f=0.16mg=0.161500kg10N/kg=2400N（3）牽引力做的功：W=Fs=1.296107J（4）牽引力的功率：P=72000W5.如圖所示，水平木板上有甲、乙兩個(gè)木塊，甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量。兩木塊下表面的粗糙程度相同。甲、乙分別在水平拉力F1和F2的作用下，以相同速度勻速直線運(yùn)動(dòng)了相同時(shí)間，下列說(shuō)法中正確的是（）。A. F1大于

9、F2 B.F1比F2做功多 B. C.F2比F1的功率大 D.甲的重力做功較多【答案】AB【解析】本題考查滑動(dòng)摩擦力大小的決定因素、功和功率?；瑒?dòng)摩擦力與壓力和接觸面粗糙程度有關(guān)，甲對(duì)桌面的壓力大于乙對(duì)桌面的壓力，甲的摩擦力大于，因?yàn)閯蛩龠\(yùn)動(dòng)，拉力與摩擦力大小相等，所以A正確；因?yàn)樗俣认嗤?，時(shí)間相同，運(yùn)動(dòng)距離相同，根據(jù)公式W=Fs，F(xiàn)1大于F2，則F1做的功多，所以B正確；根據(jù)P=W/t，時(shí)間相同時(shí)，F(xiàn)1做功多,故F1的功率大于F2的功率，C錯(cuò)誤；重力與運(yùn)動(dòng)方向垂直，重力不做功，D錯(cuò)誤。二、填空題6（2019四川南充）將物體A放在水平面上，在水平拉力F1作用下，以V14m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)

10、，在同一水平面上，物體A受到水平拉力F2作用時(shí)，以V26m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)兩次移動(dòng)的距離相同，則兩次拉力做功W1 W2（填“”、“”或“”），兩次拉力的功率P1 P2（填“”、“”或“”）?！敬鸢浮?；。【解析】將物體A放在水平面上，在水平拉力作用下，以一定的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)；同一物體在同一水平面上，壓力的大小與接觸面的粗糙程度均不變，則摩擦力大小不變，根據(jù)二力平衡條件可知，水平拉力都等于摩擦力，即F1F2f；兩次拉力相等，兩次移動(dòng)的距離也相同，根據(jù)WFs可知，拉力做的功相等，即W1W2；兩次拉力相等，v14m/s，v26m/s，由PFv可知，兩次拉力的功率P1P2。7.（2019山東臨沂

11、）某航模興趣小組操控一架重20N的小型無(wú)人機(jī)（如圖），讓其在5s內(nèi)勻速下降10m，該過(guò)程中重力做功的功率是_W；機(jī)翼上方的空氣流速_（選填“大于”、“小于”或“等于”）下方的空氣流速。當(dāng)該無(wú)人機(jī)靜止在水平操場(chǎng)上時(shí)受到的支持力為_(kāi)N?！敬鸢浮?0 大于 20【解析】無(wú)人機(jī)克服自身重力做功為：W=Fs=Gh=20N10m=200J；無(wú)人機(jī)克服自身重力的功率：P=40W。由于機(jī)翼上凸下平，在相同是時(shí)間內(nèi)，空氣經(jīng)過(guò)上方的路程長(zhǎng)，速度大；經(jīng)過(guò)下方的路程短，速度小。上方空氣流速越大，壓強(qiáng)越?。幌路娇諝饬魉僭叫?，壓強(qiáng)越大。該飛機(jī)靜止在水平地面上時(shí)，受到的重力和支持力是一對(duì)平衡力，故F支=G=20N。8.某同

12、學(xué)在10s內(nèi)做了5個(gè)“引體向上”，他的質(zhì)量為60kg，每次上升的高度為40cm該同學(xué)做一次“引體向上”克服重力做的功的功是J，10s內(nèi)做功的功率為W（g=10N/kg）【答案】240；120【解析】根據(jù)G=mg求出重力，再根據(jù)W=Gh求出克服重力做的功；求出10s內(nèi)做的總功，據(jù)P=求出功率（1）小明所受的重力：G=mg=60kg10N/kg=600N；完成一次引體向上，克服重力做的功：W=Gh=600N0.4m=240J；（2）在10s內(nèi)做了5個(gè)“引體向上”，則10s內(nèi)做的總功：W總=5W=5240J=1200J，10s內(nèi)做功的功率： P=120W9.在自由下落過(guò)程中，物體運(yùn)動(dòng)速度會(huì)越來(lái)越快，

13、一個(gè)物體由A點(diǎn)自由下落，相繼經(jīng)過(guò)B、C兩點(diǎn)，已知AB=BC如圖所示，物體在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，則W1W2，P1P2（兩空均選填“”、“”或“=”）【答案】=；【解析】本題考點(diǎn)是功、功率的大小比較已知AB=BC，根據(jù)W=Gh可知這兩段物體做的功相等；因小球在自由下落時(shí)做加速下落運(yùn)動(dòng)，所以根據(jù)速度公式可知經(jīng)過(guò)相同路程的時(shí)間關(guān)系，再根據(jù)功率公式得出它們的功率關(guān)系由題AB=BC，根據(jù)W=Gh可知，物體在AB段和BC段做的功相等，即W1=W2；由于小球在自由下落時(shí)做加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)t=可知，小球在BC段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間短，根據(jù)公式P=可知，物體在AB段重力做功功

14、率小于BC段重力做功功率，即P1P210.如圖所示，一物體在水平向右的拉力F1作用下以1m/s速度在水平地面上勻速運(yùn)動(dòng)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作用下以2m/s的速度在同一水平地面上勻速運(yùn)動(dòng)了10m，拉力F2所做的功為W2，功率為P2，則W1W2，P1P2（選填“”、“”或“=”）【答案】=；【解析】本題考點(diǎn)是功、功率大小的比較根據(jù)影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素和二力平衡條件即可比較水平拉力的大小；知道拉力拉力做功的大小關(guān)系，根據(jù)W=Fs和P=Fv判斷比較功和功率的關(guān)系（1）由題可知，同一物體先后以不同的速度在同一水平地面上勻速運(yùn)動(dòng)，則物體對(duì)水平地面的

15、壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，因此兩次物體受到的滑動(dòng)摩擦力不變；又因?yàn)槲矬w在水平地面上勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡條件可知，水平拉力F和滑動(dòng)摩擦力f是一對(duì)平衡力，大小相等，即F1=F2=f；（2）物體運(yùn)動(dòng)的距離都為10m，且F1=F2，由W=Fs可知W1=W2；因?yàn)関1v2，且F1=F2，由P=Fv可知，P1P211.若轎車以90kW的恒定功率啟動(dòng)做直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力不變，運(yùn)動(dòng)的速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖甲所示則在2025s時(shí)間內(nèi)，轎車運(yùn)動(dòng)的距離是m，該過(guò)程發(fā)動(dòng)機(jī)做的功是J，轎車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力是N【答案】150；4.5105；3000【解析】由圖象可知，在2025s時(shí)間內(nèi)，轎車運(yùn)

16、動(dòng)的速度為30m/s，則轎車運(yùn)動(dòng)的距離s=vt=30m/s5s=150m；因轎車以90kW的恒定功率啟動(dòng)做直線運(yùn)動(dòng)，所以轎車發(fā)動(dòng)機(jī)做功W=Pt=91045J=4.5105J；轎車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力f=3000N12.一輛轎車以72km/h的速度在水平路面上沿直線勻速行駛10分鐘，轎車的質(zhì)量為1500kg，行駛時(shí)所受阻力為車重的0.2倍（g取10N/kg），則牽引力為N此時(shí)汽車的功率為 kW?！敬鸢浮?103；60。【解析】汽車在水平路面上勻速行駛時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，根據(jù)f=0.2G=0.2mg求出阻力，利用二力平衡條件求出牽引力的大??；根據(jù)P=Fv求出汽車的功率。

17、（1）汽車做勻速運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，由二力平衡條件得牽引力：F=f=0.2G=0.2mg=0.21500kg10N/kg=3103N；（2）汽車的速度：v=72km/h=20m/s；汽車的功率：P=Fv=3103N20m/s=6104W=60kW三、計(jì)算題13（2019湖南郴州）一輛重為2104N的電動(dòng)汽車，以恒定功率50kW在平直的公路上勻速行駛3km，用時(shí)3min。已知汽車在行駛中所受阻力為車重的0.1倍，汽車輪胎與地面接觸的總面積為0.5m2求：（1）汽車對(duì)地面的壓強(qiáng)；（2）汽車的牽引力所做的功；（3）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）?！敬鸢浮浚?）汽車對(duì)地面的壓強(qiáng)為4104

18、Pa；（2）汽車的牽引力所做的功為6106J；（3）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率為66.7%?！窘馕觥浚?）因水平面上物體的壓力和自身的重力相等，所以，汽車對(duì)地面的壓強(qiáng)：p4104Pa；（2）因電動(dòng)汽車勻速行駛時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，所以，汽車的牽引力：FF阻0.1G0.12104N2103N，則汽車的牽引力所做的功：W機(jī)械Fs2103N3103m6106J；（3）由P可得，電動(dòng)汽車消耗的電能：W電Pt50103W360s9106J，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率：100%100%66.7%。14（2019廣西北部灣）我們?cè)诔匈?gòu)物時(shí)，常常使用購(gòu)物車，已知購(gòu)物車的質(zhì)量為10kg，小明用1

19、0N的水平推力推著購(gòu)物車沿水平地面運(yùn)動(dòng)了4m，用時(shí)4s，求：（1）購(gòu)物車的重力；（2）推力所做的功；（3）推力的功率?！敬鸢浮浚?）購(gòu)物車的重力為100N；（2）推力所做的功為40J；（3）推力的功率為10W?！窘馕觥浚?）購(gòu)物車的重力為：G=mg=10kg10N/kg=100N （2）推力所做的功為（3）推力的功率為P=W/t=40J/4s=10W15.如圖所示是正在建造中的我國(guó)自主設(shè)計(jì)的首艘科考破冰船“雪龍2號(hào)”，它將助力我國(guó)極地科考工作。該船設(shè)計(jì)空載排水量為8000t，滿載排水量為14000t，能在厚冰層上連續(xù)破冰。（排水量為輪船在水中排開(kāi)水的質(zhì)量，g取10N/kg）。（1）空載時(shí)該船受

20、到的重力為多少N？（2）假設(shè)破冰船在1.5m厚的冰層海域以7.2km/h的速度勻速直線破冰時(shí)所受的阻力為2107N，則此時(shí)破冰船推進(jìn)功率為多大？【答案】（1）空載時(shí)該船受到的重力為8107N；（2）假設(shè)破冰船在1.5m厚的冰層海域以7.2km/h的速度勻速直線破冰時(shí)所受的阻力為2107N，則此時(shí)破冰船推進(jìn)功率為4107W?！窘馕觥扛鶕?jù)G=mg算出空載時(shí)排開(kāi)水的重力；根據(jù)阿基米德原理求出空載時(shí)該船受到的重力；利用二力平衡條件求出牽引力，然后利用P=Fv計(jì)算功率。（1）船空載時(shí)排水量：m=8000t=8106kg；排開(kāi)水的重力：G=mg=8106kg10N/kg=8107N；根據(jù)阿基米德原理F浮=

21、G排=8107N，因?yàn)槠?，所以空載時(shí)該船受到的重力：G=F浮=8107N；（2）v=7.2km/h=2m/s；勻速行駛時(shí)，牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，大小相等，即F=f=2107N，推進(jìn)功率：P=Fv=2107N2m/s=4107W。16.跳傘是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)的運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)在越來(lái)越受到人們的喜愛(ài)在某次跳傘訓(xùn)練過(guò)程中，一體重為500N的運(yùn)動(dòng)員從空中懸停的直升機(jī)上由靜止開(kāi)始豎直跳下，其速度與時(shí)間的關(guān)系如圖所示，經(jīng)15s下落210m后，開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng)直至落地，整個(gè)過(guò)程用時(shí)30s，求在這個(gè)過(guò)程中：（1）運(yùn)動(dòng)員下落的平均速度；（2）重力做的功；（3）勻速下降時(shí)重力做功的功率【答案】（1）運(yùn)動(dòng)員下落的平均速

22、度為10m/s；（2）重力做的功為1.5105J；（3）勻速下降時(shí)重力做功的功率為3103W【解析】準(zhǔn)確分析圖象中提供的信息，熟練運(yùn)用速度、功、功率的計(jì)算公式；是解答此題的關(guān)鍵根據(jù)圖象中的體現(xiàn)形狀，分析物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，再根據(jù)速度公式v=、功的公式W=Fs=Gh、功率公式P=Fv，代入數(shù)值可求速度、功和功率（1）由題可知，運(yùn)動(dòng)員在015s下落的路程為s前=210m，由圖象可知，15s后運(yùn)動(dòng)員以6m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則運(yùn)動(dòng)員在1530s通過(guò)的路程為：s后=vt后=6m/s15s=90m；運(yùn)動(dòng)員通過(guò)的總路程為：s=s前+s后=210m+90m=300m，總時(shí)間為t=30s，則整個(gè)過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員

23、下落的平均速度：v=10m/s；（2）運(yùn)動(dòng)員下落的高度為：h=s=300m；重力做的功：W=Gh=500N300m=1.5105J；（3）勻速下降時(shí)，重力做功的功率：P=Fv=Gv=500N6m/s=3103W；17.星期天，小強(qiáng)同學(xué)參加社區(qū)舉辦的“體驗(yàn)日”活動(dòng)中，體驗(yàn)了一回送水工的工作，將一桶20L的飲用桶裝水搬到五樓的張爺爺家。（g=10N/kg，1L=110-3m3）求：（1）桶中水的質(zhì)量是多少？（2）小強(qiáng)同學(xué)質(zhì)量為40kg，桶重不計(jì)，每只腳與地面接觸面積約0.025m2，當(dāng)他扛起這桶水雙腳站立時(shí)，他對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是多大？（3）小強(qiáng)同學(xué)將水從一樓搬到12m高的五樓用時(shí)2min，小強(qiáng)對(duì)水做功的平均功率是多少？【答案】見(jiàn)解析?！窘馕觥浚?）水的質(zhì)量m=V=1103kg/ m32010-3m3=20kg（2）小強(qiáng)扛起水后對(duì)水平地面的壓力F=G=mg=（40kg+20kg）10N/kg=600N小強(qiáng)雙腳站立，與地面的接觸面積S=20.025 m2=0.05 m2對(duì)地面的壓強(qiáng)P=F/S=600N/0.05 m2=1.2104Pa（3）對(duì)水做功W=Gh=mgh=20kg10N/kg12m=2400J做功功率P=W/t=2400J/120s=20W11