11.2 功率（分层作业）- 八年级物理下册同步备课系列（人教版）(解析版)

学而优教有方11.2功率一、比较做功的快慢1．我们可以用两种方法来判断物体做功的快慢，如图1所示用挖掘机挖土与人力挖土做功快慢不同，一种判断方法是：做功时间相同，比较做功多少；另一种判断方法是：相同，比较。【答案】做功，做功时间。【解析】判断做功快慢有两种方法：（1）做相同的功，比较做功时间的长短；（2）在相同的时间内，比较做功的多少。2.如图2所示，大人与小孩爬相同的楼梯所用时间相同，下列说法正确的是（）A．大人与小孩做功相同，两人做功快慢相同B．大人与小孩做功相同，小孩做功快C．大人比小孩做功多，大人做功快D．大人比小孩做功多，小孩做功快【答案】C.【解析】图中两人爬相同的楼梯，两人升高的高度相同，但由于大人的重力大于小孩的重力，根据W=Fs=Gh可知，大人比小孩做的功多。因为两人所用时间t相同，大人比小孩做的功多，所以大人做功快。所以选C.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。序号学生重力（N）引体向上的距离（m）完成5次做的功（J）完成5次所用的时间（s）1甲5000.4812005.42乙4800.4510805.43丙6000.4012006.5【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。【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。二、功率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＝EQ\F(W,t)=EQ\F(800J,2S)＝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．登楼比赛时某女同学从教学楼底楼快速登上五楼，共用了12s，该同学登楼时的功率最接近于（）A．50W B．100W C．500W D．1000W【答案】C【详解】估计该同学的体重为500N，每层楼高3m，登上5楼共登了4层，所以登的高度是12m，该同学克服重力做的功W该同学克服重力做功的功率P=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W1和W2，功率分别为P1和P2，则下列选项正确的是（

）A．W1<W2，P1=P2 B．W1>W2，P1=P2C．W1=W2，P1=P2 D．W1<W2，P1<P2【答案】D【详解】小明的体重小于体育老师的体重，二人上升的高度相同，根据W=Gh可知小明和体育老师做的功W1<W2；体育老师先到达四楼，老师所用的时间短，根据p=W/t可知小明和体育老师做功的功率P1<P2。故D正确，ABC错误。故选D。9.重的木块在大小为的水平拉力作用下，内沿水平地面前进，则此过程中木块重力做功J，拉力做功J，功率是W。【答案】0，100，10。【详解】物体受到的重力方向竖直向下，此过程中，物体运动的方向沿水平方向，物体运动的方向与重力方向相互垂直，重力不做功，即重力做功为0J。拉力做的功为W拉力做功的功率为

P=10.一架我国自行研制的歼-8Ⅱ战斗机的质量为，发动机用的推力使飞机在内前进，则飞机发动机推力做的功J，推力的功率为W（取g=10N/kg）。【答案】4×108，4×107。【详解】飞机的推力所做的功是W=Fs=8×104N×5000m=4×108J推力的功率为P=11．一个小球从A点由静止开始下落，速度越来越大，相继经过B、C两点，如图所示。若A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离，则下列说法中正确的是（）A．小球在下落过程中受力平衡B．小球在下落过程中重力做功C．小球所受的重力在AB段做的功小于在BC段做的功D．小球所受的重力在AB段做功的功率大于在BC段做功的功率【答案】B【详解】A．小球在下落过程中，速度越来越大，其运动状态发生改变，受力不平衡，故A错误；B．小球在下落过程中受到重力作用，且在重力方向上有距离，故重力做功，故B正确；C．根据功的计算公式：W=Fs，小球所受的重力不变，移动的距离相等，故重力在AB段做的功等于在BC段做的功，故C错误；D．根据公式p=W/t，小球所受的重力在AB段做功等于在BC段做的功，但在BC段的时间小，故重力在AB段的功率小于在BC段做功的功率，故D错误。故选B。11．“马力”是一种功率单位，它是怎样产生的呢？200多年前，工程师根据瓦特的设计，一个啤酒厂订购了一台，想代替马匹去牵动抽水机，于是，他从自己的马群中选了一匹最强壮的马，经过折算得出：一匹马每秒能够把75千克的水提高1米。请你计算：1马力=W，故事中的马8小时做功J，这些功如果由功率为12kW的机器完成，需要h。（取g=10N/kg）【答案】750，2.16×107，0.5。【详解】提升水的重力G=mg=75kg×10N/kg=750N将水提升1m做的功W=Gh=750N×1m=750J做功功率P=即1马力的大小为750W。马8小时做的功W′=Pt′=750W×8×3600s=2.16×107J这些功如果由功率为12kW的机器完成，需要的时间t12．研学活动中，同学们记录了质量为40kg的小芳跳绳时的数据，并绘制了跳绳时重心移动的高度h随时间t变化的图像，如图所示。（g取10N/kg）（1）求小芳每跳绳一次克服自身所受重力做的功；（2）求小芳1min内跳绳克服自身所受重力做功的平均功率；（3）小芳想要提高1min内跳绳测试的成绩，请你从物理学的角度给小芳提供一条合理的建议。

【答案】（1）20J；（2）50W；（3）降低每次跳绳跳起的高度。【详解】（1）由图像可知，小芳每次跳的高度为5cm，小芳每跳绳一次克服自身所受重力做的功W=Gh=mgh=40kg×10N/kg×0.05m=20J（2）由图像可知，小芳在0.4s内完成一次跳绳动作，所以在1min内跳绳的次数n1min内跳绳克服自身所受重力做的总功W1min内跳绳克服自身所受重力做功的平均功率P（3）想要提高1min内跳绳次数，可以降低每次跳绳跳起的高度。答：（1）每跳绳一次克服自身所受重力做的功为20J；（2）1min内跳绳克服自身所受重力做功的平均功率为50W；（3）想要提高1min内跳绳测试的成绩，可以降低每次跳绳跳起的高度。13．如图所示是大刚同学两手做俯卧撑时的示意图，他的身体可视为杠杆，如图乙所示，O点为支点，A点为重心，已知每只手所受的支持力大小为200N，该同学的质量为kg，若他在10s内做了10个“俯卧撑”每次肩膀上升的高度为40cm。该同学10s内做功的功率为W（g=10N/kg）。

【答案】60，160。【详解】由杠杆平衡条件知F×l1=Ｇ×l2即400N×1.5m＝G×1m解得该同学的重力G＝600N，则该同学的质量m=设每次重心上升的高度为hh解得h＝803cm，做1个W=Gh该同学10s内做功的功率为P=14．2022年，我国快递业务量首破950亿件，如图是一物流机器智能车配送时情景，该车质量为450kg，在某平直道路上匀速行驶速度为4m/s，已知机器所受阻力为车重的0.1倍。（取10N/kg）求：（1）该物流机器智能车的重力；（2）匀速行驶1min牵引力做的功；（3）牵引力做功的功率。【答案】（1）4500N；（2）108000J；（3）1800W【详解】（1）该物流机器智能车的重力为G=mg=450kg×10N/kg=4500N（2）机器所受阻力为f由于物流机器智能车在平直道路上匀速行驶，物流机器智能车受力的阻力与物流机器智能车的牵引力是一对平衡力，即物流机器智能车的牵引力F=f匀速行驶1min的路程s=vt牵引力做的功W=Fs（3）牵引力做功的功率P=答：（1）该物流机器智能车的重力为4500N；（2）匀速行驶1min牵引力做的功为108000J；（3）牵引力做功的功率为1800W。15.学校新购了一箱物理器材，小云同学将它从一楼搬到三楼，小彬同学想测定小云搬运器材过程中对箱子做功的功率，请帮他完成以下问题。（1）实验器材：、、；（2）小彬同学设计的测量步骤如下，其中多余的是；A．测出箱子的质量mB．测出楼梯的总长度LC．测出一楼到三楼的竖直高度hD．测出小云上楼所用的时间tE.算出小云搬运箱子的功率P（3）小云搬运器材过程中对箱子做功的功率的表达式是P=；（4）请你帮小彬实验数据表格的表头补充完整。_________一楼到三楼的竖直高度h/m__________________\\\\\\\\【答案】（1）台称，卷尺，秒表；（2）B；（3）mght；（4）【详解】（1）测量小云同学搬运器材过程中对箱子做功的功率，需结合公式P=m为箱子的质量，h为一楼到三楼的竖直高度，t为上楼所用的时间；所以需要台秤测量箱子的质量m、用卷尺测量一楼到三楼的竖直高度h，用秒表测量上楼所用的时间t。（2）由以上分析可知并不需要测量楼梯的总长度。（3）小云搬运器材过程中对箱子做功的功率的表达式是P=（4）实验数据的记录表格包括箱子的质量、楼梯高度、登楼时间、功率这四个内容，如下表。箱子的质量m/kg楼到三楼的竖直高度h/m一所用的时间t/s功率P/W16．（2023·上海·统考中考真题）用大小为10牛的水平方向的推力F使重力为20牛的物体在5秒内匀速运动4米，求这段时间里物体推力F做的功W和功率P。【答案】40J，8W【详解】推力F做的功W=Fs推力F的功率P=答：这段时间里物体推力F做的功W为40J，功率P为8W。17.（2023·四川内江·统考中考真题）如图是当今世界上最新研发的“侦探猎犬”超音速汽车，最大车速能达到1.6×103km/h，它创造了短期内无法超越的世界纪录。在某次测试中，该超音速汽车以1.26×103km/h的速度在水平轨道上匀速直线行驶时，汽车受到水平方向的阻力为1.8×105N，求在这次测试中：（1）汽车受到水平方向的牵引力；（2）汽车牵引力的功率。

【答案】（1）1.8×105N；（2）6.3×107W【详解】（1）由题意可知，超音速汽车在水平轨道上匀速直线行驶时，处于平衡状态，受到平衡力作用，因此汽车在水平方向上受到的阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，则汽车受到水平方向的牵引力为F=f=1.8×105N

（2根据P=可得，汽车牵引力的功率为P=Fv答：（1）汽车受到水平方向的牵引力为1.8×105N；（2）汽车牵引力的功率为6.3×107W。18．（2023·四川雅安·统考中考真题）为加快川藏铁路建设进度，建设者节假日依然奋战在一线。工地上工人师傅用叉车将质量为1000kg的货物匀速提高1.5m用时5s（g取10N/kg）。求：（1）货物的重力；（2）货物上升的速度；（3）叉车提升货物的功率。【答案】（1）1×104N；（2）0.3m/s；（3）3000W【详解】（1）货物的重力为G=mg=1000kg×10N/kg=1×104N（2）货物上升的速度为v=（3）叉车提升货物的功率为P=答：（1）货物的重力为1×104N；（2）货物上升的速度为0.3m/s；（3）叉车提升货物的功率为3000W。19.（2023·湖北十堰·统考中考真题）如图甲是中国海军十堰舰停泊在港湾时的情景，相关参数如下表；执行任务过程中，该舰以恒定最大推进功率航行；（g取10N/kg）求：排水量1220t吃水深度4m最大航速12.5m/s最大推进功率12500kW（1）十堰舰满载停泊在港湾时所受浮力大小；（2）若十堰舰从静止出发，加速航行0.96km时达到最大航速，图乙是本次航行的v-t图像，求加速阶段的平均速度；（3）十堰舰以最大航速水平匀速直线航行时，十堰舰所受阻力大小。【答案】（1）1.22×107N；（2）8m/s；（3）1×106N【详解】（1）由阿基米德原理可得，护卫舰满载时，受到海水的浮力F浮=G排=m排g=1220×103kg×10N/kg=1.22×107N（2）由乙图可知，该舰加速航行达到最大航速12.5m/s，用时120s，航行0.96km，则加速阶段的平均速度v=（3）护卫舰的最大航速为12.5m/s，水平匀速直线航行时，受到的阻力与牵引力是一对平