2022年初中物理同步 8年级下册 第15课功率（教师版含解析）.docx

1、第15课 功率(教师版)目标导航课程标准课标解读1.理解功率的概念；2.会利用功率解释生活中常见现象；3.认识生活中常见功率值；4.能进行功率的简单计算。1.理解功率是表示力做功快慢的物理量；2.了解生活中各种机器利用功率的现象；3.认识我们身边的功率；4.熟练应用功率的概念计算功率大小。知识精讲知识点01 功率1.定义：单位时间里完成的功；或说成：单位时间内力作做的功。2.功率的物理意义：功率是表示力做功快慢的物理量；即单位时间内完成的功。3.公式：。4.单位：在国际单位制中，功率单位是瓦特，符号是 W 。常用单位还有千瓦(kW)、马力。 换算关系：。5.功率公式的解释：(1)物体在拉力F的

2、作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积，即。(2)利用该公式时要注意：拉力F必须是恒力，且物体运动的速度应不变；v的单位必须用m/s，这样算出的功率单位才是W；速度v跟拉力F必须对应，即v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度。【知识详解】功率1.功与做功所用时间之比称为功率，它在数值上等于单位时间内所做的功，用P表示。功率是表示力做功快慢程度的物理量。2.在国际单位制中，规律单位是瓦特(W)。常用单位还有千瓦(kW)，1kW=1103W；马力，1马力=735W。3.对“功率”的考查主要有对功率概念的理解和掌握程度，主要内容有：功率概念的认识以

3、及简单计算，能进行功率的计算并利用功率解释生活中例子等。功率在中考中出现概率很高并经常与功的概念结合出现。考题主要题型以填空题、选择题和计算题为主，常见题型是选择题和计算型填空题，均属于基础题型，试题难度以中等为主；难度较高主要集中在判断物体(力)做功功率并与效率结合在一起的题目，通过对功率的计算考查学生对功率概念的理解程度。【知识拓展】本节知识导图【例题1】甲、乙两台机器，甲的功率比乙的大，则（）A甲做的功比乙做的功多 B甲做功比乙做功快 C甲做功所用的时间比乙的少 D以上说法都不对 【答案】B【解析】功率同时跟做功多少和做功时间有关，甲的功率比乙的功率要大，说明甲做功比乙做功要快，相同的时

4、间内甲做的功多，做相同的功时甲用的时间少，故ACD错误，B正确，故选：B。【例题2】如图所示是甲、乙两个物体做功与所需时间的关系图象，由上图可知，甲物体的功率P甲与乙物体的功率P乙相比是（）AP甲P乙 BP甲P乙 CP甲=P乙 D无法确定【答案】A【解析】由图象可知，当时间相同时，W甲W乙，根据公式可知，P甲P乙。故选A。【例题3】一个正常人的心脏推动血液流动的功率为1.5W，那么，在考试100min的时间内心脏做的功是多少？利用这些功可以把一个质量为50kg的中学生匀速举高多少m？（g=10N/kg）【答案与解析】（1）由P=可得，心脏做的功：W=Pt=1.5W10060s=9000J；（2

5、）中学生的体重：G=mg=50kg10N/kg=500N，由W=Gh可得，中学生被匀速举高的高度：h=18m。答：在考试100min的时间内心脏做的功是9000J；利用这些功可以把一个质量为50kg的中学生匀速举高18m。【例题4】一辆质量为1.5t的小货车，载有质量为1.0t的货物，四个车轮与地面接触的总面积为0.1m2，小货车在平直公路匀速行驶1km，所用时间为50s，小货车受到摩擦阻力为车重的0.1倍。（g取10N/kg）。在这段时间内，求：（1）小货车受牵引力的大小；（2）小货车对地面的压强；（3）牵引力做功的功率。【答案与解析】（1）小货车和货物的重力G总=G1+G2=m1g+m2g

6、=1.5103kg10N/kg+1.0103kg10N/kg=2.5104N；牵引力为F牵=0.1G总=0.12.5104N=2.5103N；（2）小货车对地面的压力为：F压=G总=2.5104N；小货车对地面的压强：；（3）牵引力做的功：W=F牵S=2.5103N1000m=2.5106J；牵引力的功率：答：（1）小货车的牵引力为2.5103N；（2）小货车对地面的压强2.5105Pa；（3）牵引力的功率是5.0104W。分层提分题组A 基础过关练1下列关于功率的说法中，正确的是( )。A物体做功越多，功率越大；B物体做功时间越短，功率越大；C物体做功越快，功率越大；D物体做功时间越长，功率

7、越大【答案】C。【解析】功率是单位时间内做的功，物体做的功多，但做功用的时间较长，功率不一定大，A错。物体做功时间短，但做的功太小，功率也不一定大，B错。物体做功越快，其含义是做相等的功用的时间短，或相等时间内做的功多，所以功率越大，C正确。物体做功时间长，而做的功太少，功率反而越小。2如图所示，要粗测小明同学做“引体向上”时的功率。下面所列物理量中，不需要测量的是()。A他的质量；B单杠的高度；C每次身体上升的高度； D做“引体向上”的时间【答案】B。【解析】小明同学做“引体向上”时克服自身重力做功，其功率应该利用计算，所以要测量他的功率，需要测量他的质量、他每次身体上升的高度以及做“引体向

8、上”的时间，至于单杠的高度，无需测量。3如图所示，是甲、乙两个物体做功与所需时间的关系图像。由图可知，甲物体的功率P甲与乙物体的功率P乙相比较，正确的是( )AP甲P乙 B P甲P乙 CP甲=P乙 D无法比较确定【答案】A。【解析】从图像看出，相等时间内甲、乙两个物体做的功不相等，W甲W乙。或者做相等的功W甲，甲、乙两个物体所需时间的不相等，t甲t乙，这两种情况说明P甲P乙。4.平直公路上的甲、乙两辆汽车，在相同牵引力作用下匀速行驶，如果在相同的时间内通过的路程之比为32，则甲与乙( )。A.牵引力做功之比为23； B.牵引力做功之比为32；C.牵引力的功率之比为11； D.汽车所受的阻力之比

9、为32【答案】B。【解析】平直公路上的甲、乙两辆汽车，在相同牵引力作用下匀速行驶，由W = Fs可知，路程之比为33，它们所做的功之比为32。因汽车匀速行驶，所以汽车所受的阻力之比为11。由P =W/ t可知，牵引力的功率之比为32。5.甲、乙两台机器，甲的功率比乙的大，则( )。A.甲做的功比乙做的功多； B.甲做功比乙做功快；C.甲做功所用的时间比乙的少；D.以上说法都不对【答案】B。【解析】功率表示物体做功的快慢，功率大，做功就快；功率小，做功就慢，选项B是正确的。根据W=Pt，只知道功率的大小而时间的大小不确定，无法确定做功的多少。同样根据t=W/P，只知道功率的大小而功的大小不确定，

10、也无法确定做功所用时间的长短，因此，选项A、C、D是错误的。6.初三物理兴趣小组的同学在学习了功率的知识后，想估测某同学上楼的功率有多大，已知该同学从一楼上到三楼用了10s，则他上楼的功率大约是( )。A.3 W B.30 W C. 300 W D. 3 000 W【答案】C。【解析】根据P=W/t、W=Gh、G=mg可得，该题估测的物理量是质量和一层楼的高度。一般初三学生的体重介于4070 kg，一层楼的高度为3 m左右，所以，上楼的功率介于240420 W之间，因此，正确答案为C。该题注意估测的值不能跟实际值偏差太大，偏差太大就是错误。还有就是从一楼上到三楼是两层楼的高度，不是三层楼的高度

11、，这也是错选其他选项的原因。7.某起重机将1000N的重物沿竖直方向提起，重物由静止开始先向上做变速直线运动，然后做匀速直线运动。已知重物在做变速运动的30s内上升了16m，在接着的10s内又匀速上升了8m，若空气的阻力不计，则在匀速直线运动中起重机对货物做功的功率是_W。【答案】800。【解析】解决本题常犯的错误是审题不清，常求全程的平均功率。因为在变速运动的过程中，起重机对货物的拉力不等于它受到的重力，所以不能用货物受到的重力乘以它上升的高度作为起重机在变速运动中做的功。当然，再用求出的这个功去求功率就更不对了。答案：800。8.如图所示，在50s的时间内，男孩提着重15 N的小提琴水平向

12、左匀速走了100 m，女孩用5 N的水平拉力拉箱子向右匀速走了100 m，他们中，对物体做功的是_(选填“男孩”或“女孩”)，做功的功率是_。【答案】女孩、10W。【解析】男孩提着小提琴沿水平向左匀速行走，手提力的方向竖直向上，而移动的距离沿水平方向，手的提力对小提琴没有做功；女孩用5N的水平拉力拉箱子向右匀速行走，箱子沿水平拉力移动了一段距离，所以女孩的拉力对箱子做了功，W=Fs=5N100m=500J。她做功的功率是P=W/t=500J/50s=10W。答案：女孩、10W。9一质量为3000kg的汽车沿着长为54km的盘山公路匀速行驶，当它从山脚行驶到高为05km的山顶时，耗时15min，

13、汽车发动机的牵引力为4000N。求：(1)汽车行驶的速度。(2)汽车发动机牵引力做的功。(3)汽车发动机牵引力的功率。【解析】。(1)计算速度公式中，路程应为汽车行驶的实际长度5.4km，而不是0.5km。(2)汽车发动机牵引力做的功应该是牵引力与汽车通过距离的乘积，与汽车重力无关。(1)；(2)；(3)。题组B 能力提升练1.小明两次分别用时90s、40s从一楼爬到五楼，小明的体重与前后两次上升的高度均不变，比较两次爬楼过程()。A用时少的做功多B用时少的做功功率大C用时多的做功多D用时多的做功功率大【答案】B。【解析】由题知小明的体重与前后两次上升的高度均不变，因此由WGh可知，两次所做的

14、功相同，故AC错误；两次所做的功相同，由P可知，用时少的做功功率大，用时多的做功功率小，故B正确，D错误。故选：B。2.物块在水平拉力F(大小未知)的作用下，在水平直线轨道上运动(如图)，其中AB=CD=10m。已知物块在AB段和CD段分别以2m/s和5m/s的速度匀速运动，且在AB段、CD段所受摩擦阻力分别为1N和2N，则以下判断正确的是()。A. 该物块在CD段的惯性比AB段大；B. 该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为25；C. 拉力F在AB段所做的功为20J；D. 拉力F在CD段做功的功率为10W【答案】D。【解析】A惯性的大小只与质量有关，与速度大小无关，故A错误；B由题知，物块

15、在AB段和CD段的速度之比为25，AB和CD距离相等，则该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为52，故B错误；C物块在AB段匀速运动，拉力等于摩擦阻力，拉力F在AB段所做的功W=FABsAB=fABsAB=1N10m=10J故C错误；D物块在CD段匀速运动，拉力等于摩擦阻力，拉力F在CD段做功的功率P=FCDvCD=fCDvCD=2N5m/s=10W故D正确。故选D。3.小杰背着书包回家，在水平路面上行走100m用时100s，乘坐电梯从1楼到21楼用时30s，以下符合实际的是()。A电梯对小杰做功约3.6103J；B小杰乘坐电梯上升时，对书包不做功；C电梯对小杰做功的功率约1200W；D小杰

16、在水平路面行走时，重力做功的功率约600W【答案】C。【解析】A、小杰与书包的总重力大约为600N，1楼到21楼的高度h203m60m，电梯对小杰做功WGh600N60m3.6104J，故A不符合实际；B、小杰乘坐电梯上升时，书包在力的方向上移动了距离，所以对书包做功，故B不符合实际；C、电梯对小杰做功的功率P1200W，故C符合实际；D、小杰在水平路面行走时，重力没有做功，功率也为0，故D不符合实际。故选：C。4.某型号起重机在10s内将大石块沿竖直方向匀速提升，做了5104J的功，则该起重机提升大石块的功率为 W。【答案】5103。【解析】该起重机提升石块的功率：P5103W。故答案为：5

17、103。5.假期，小明坐客车去旅游。当客车行驶到高速公路保持车距标识牌“0m”处时，恰好后面一辆小汽车行驶到客车旁，此时客车上速度计显示为“80km/h”。当客车匀速行驶到标识牌“100m”处时，小汽车匀速行驶到了标识牌“200m”处，小汽车 (选填“已经”或“没有”)超速，若此时小汽车的功率为80kW，它受到的阻力为 N。(此高速路段限定小汽车最高速度为“120km/h”)【答案】已经；1800。【解析】(1)由v得客车行驶时间为：th；则小汽车的速度为：v2160km/h120km/h，故小汽车已经超速了；(2)由PFv得小汽车的牵引力为：F1800N；小汽车匀速行驶，水平方向受力平衡，阻

18、力和牵引力是一对平衡力，所以小汽车受到的阻力为1800N。故答案为：已经；1800。6.国产雪龙2号极地科考破冰船配备15000kW总动力，能以23节的航速在冰厚1.5米的条件下连续破冰航行。2019年11月23日，雪龙2号完成了南极中山站附近的航道破冰任务。若此次破冰所用功率为6000kW，向前破冰行驶速度是3.6km/h，则破冰船产生的向前推力大约是 N。【答案】6106。【解析】破冰船匀速航行时，破冰行驶速度是v3.6km/h1m/s，此次破冰所用功率P6000kW6106W，由PFv得，破冰船产生的向前推力为：F6106N。故答案为：6106。7.装有水的容器在大小为10N的拉力F作用

19、下运动，图甲为容器三段运动的示意图，F的方向始终沿着容器运动方向，OP段、MN段为水平地面。在MN段容器中的水少于OP段，容器在OP段、MN段的速度一时间图象和QR段的路程一时间图象如图乙所示。(1)求F在OP段做的功_；(2)求F在QR段的功率_；(3)容器在OP段和MN段受到摩擦力分別为、，则_(选填“”“=”“”)。【答案】(1)40J；(2)5W；(3)=。【解析】(1)1由图可知，OP段容器做的是匀速直线运动，所以OP段的长度F在OP段做的功(2)2由图可知，QR段的长度为5m，F在QR段做的功F在QR段的功率(3)3由图可知，容器在OP段和MN段都是做匀速直线运动，由二力平衡知识可

20、知，容器在OP段和MN段的摩擦力等于拉力，又因为拉力相等，所以容器在OP段和MN段受到摩擦力相等，即。8.阅读短文，回答问题。2019年12月17日，我国第一艘国产航母“山东舰”交付海军。据公开资料显示，“山东舰”舰身长315米，舰宽约75米，满载排水量在6万吨左右，至少可以搭载36架歼15舰载机。航母飞行甲板倾角为12，舰载机起飞的飞行仰角为14。“山东舰”是典型的常规动力航母，采用了全新的动力组，“山东舰”的燃料储备量达到了13000吨，若以20节航速航行，每天大约消耗1100吨燃料。如表为歼15主要参数(g取10N/kg)空重17500kg空载起飞距离105m正常起飞重量27000kg满

21、载起飞距离195m最大起飞重量32500kg发动机2WS10加力涡扇发动机爬升率325米/秒正常起飞推力2117600N最大速度2.4马赫应急起飞最大推力2125400N(1)若航母正常航行时发动机的功率为1.5105kW，速度为36km/h，则牵引力为 N，经过2h航行距离为 m。(2)歼15空载正常起飞时，从启动到离开飞行甲板的过程中，飞机的动能 、重力势能 ，该过程中飞机发动机推力所做的功为 J。(3)航母飞行甲板倾角为12，舰载机起飞时飞行仰角约为14，这样设计的目的是 。(4)若你是航母设计师，请你对国产航母提出一条改进意见： 。【答案】(1)1.5107；7.2104；(2)增大；

22、增大；2.4696107；(3)舰载机在较短的距离内获得较大的升力便于起飞；(4)常规动力航母改建成核动力航母。【解析】(1)航母正常航行时发动机的功率P1.5105kW1.5108W，速度v36km/h10m/s，由PFv可得，航母正常航行时发动机的牵引力：F1.5107N；由v可得，经过2h航行距离：svt36km/h2h72km7.2104m；(2)歼15空载正常起飞时，从启动到离开飞行甲板的过程中，飞机的质量不变，速度变大，高度增加，则飞机的动能增大、重力势能增大，该过程中飞机发动机推力所做的功：WFs2117600N105m2.4696107J；(3)舰载机的升力是根据流体压强与流速

23、的关系来获得的，航母飞行甲板倾角为12，舰载机起飞时飞行仰角约为14，这样设计可以在相同时间内，上方空气通过的路程较长，速度较大，根据流体压强与流速的关系：流速越大，压强越小可知，舰载机在较短的距离内获得较大的升力，从而便于舰载机起飞；(4)由题意可知，“山东舰”的燃料储备量大，且每天以20节航速航行时的消耗量非常大，不利于航母的续航，为了提高航母的续航能力能源可以改为核动力。故答案为：(1)1.5107；7.2104；(2)增大；增大；2.4696107；(3)舰载机在较短的距离内获得较大的升力便于起飞；(4)常规动力航母改建成核动力航母。9.爸爸给小林买了一部电动平衡车。小林从家骑该电动平

24、衡车以12km/h的速度匀速行驶，用15min到达了市民广场。小林的质量为40kg，g取10N/kg，求：(1)小林家到市民广场的距离是多少？(2)小林在市民广场水平路面上骑行时，车对地面的压强是多少？(3)若骑行平衡车时所受阻力为人和车总重的0.1倍，则小林在市民广场中以最高速度骑行时，平衡车动力的功率是多少？平衡车参数材质镁合金高弹性车架净重10kg(含电池组)最高车速18km/h充电时间约4小时轮胎个数2轮胎总触地面积5cm2【解析】(1)小林骑该电动平衡车的速度v12km/h，时间t15minh，由v可得，小林家到市民广场的距离svt12km/hh3km；(2)小林驾驶自平衡车时，车对

25、地面的压力：FG总(m人+m车)g(40kg+10kg)10N/kg500N，车对水平地面的压强：p1106Pa。(3)平衡车的最大速度：v18km/h5m/s，因平衡车的最大速度匀速直线行驶时处于平衡状态，平衡车的动力和所受的阻力是一对平衡力，所以，平衡车的动力：Ff0.1G总0.1500N50N，平衡车动力的功率：PFv50N5m/s250W。答：(1)小林家到市民广场的距离是3km；(2)小林在市民广场水平路面上骑行时，车对地面的压强是1106Pa；(3)平衡车动力的功率是250W。题组C 培优拔尖练1(2021湖南岳阳市中考真题)小明两次分别用时60s、40s把同一捆书从一楼匀速搬上三

26、楼，比较两次搬书过程对书做功和做功的功率，判断正确的是()。A用时少的做功多B用时少的做功功率大C用时多的做功多D用时多的做功功率大【答案】B。【解析】AC由题意可知，搬的是同一捆书，而且两次上楼的高度均不变，由W=Gh可知，两次搬书过程对书做功相同，故AC错误；BD两次所做的功相同，由可知，用时少的做功功率大，用时多的做功功率小，故B正确，D错误。故选B。2(2021湖北宜昌市中考真题)小勇放学后，背着重40N的书包沿水平路面走了200m，用时3min，又用1min爬上了大约9m高的四楼回到了家，小勇的重力为600N。则他在回家过程中对书包所做的功为_J，他所做总功的功率是_W。【答案】36

27、0；24。【解析】1小勇回家过程中对书包的作用力沿竖直方向，所以他背着书包在水平路面行走时，他对书包不做功，只在爬楼过程对书包做了功。所做的功2上楼时，小勇不仅要克服书包的重力做功，还要克服自身重力做功。克服自身重力做的功做的总功整个过程所用时间所做总功的功率。3(2021云南昆明市中考真题)采用功与时间比值的方法，得到“单位时间”内做的功，这样就方便比较做功的快慢了，这个比值叫做_。这种方法，实质上还是用_(选填“时间相同比较功”或“功相同比较时间”)来比较做功快慢的。【答案】功率；时间相同比较功。【解析】1“单位时间”内做的功，叫做功率，表示做功的快慢。2功率取了相同的单位时间，即1s，所

28、以是时间相同比较功。4(2021江苏泰州市中考真题)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。【答案】(1)750N；(2)；(3)75W。【解析】(1)小明和自行车的总重力G=(m1+m2)g=(60kg+15kg)10N/kg=750N(2)他骑行时自行车对地面的压强(3)阻力为f=0.02G=0.02750N=15N因为匀速，所以动力等于15N，速度为他骑行时的功率是P=Fv=15N5m/s=75W答：(1)小明和自行车的总重力750N；(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75W。