八年级物理下册知识点11.2功率 15页

知识点11.2功率 一、功率的知识结构导图 二、知识点巩固 ‎11.2 功率 ‎1、 做功快慢的比较 ‎ ‎（1） 若做功相同，可比较做功时间的长短，所用时间的越少，做功就越快；所 用时间越多，做功越慢。‎ ‎（2） 若做功时间相同，可比较做功的多少，做功越多，做功越快；做功越少，‎ 做功越慢。‎ ‎（3） 可以看出，做功的快慢实际上是由做功的多少和做功的时间这两个因素共 同决定的。‎ ‎2、功率的物理意义：表示物体做功的快慢。‎ ‎3、功率的定义：单位时间内所做的功。‎ ‎4、计算公式：P==Fv 其中W代表功，单位是焦（J）；t代表时间，单位是秒（s）；F代表拉力，单位是牛（s）；v代表速度，单位是m/s；P代表功率，单位是瓦特，简称瓦，符号是W。‎ ‎5、功率的单位是瓦特（简称瓦，符号W）、千瓦（kW）1W=1J/s、1kW=103W。‎ 三、知识点精炼 一．选择题（共8小题）‎ ‎1．（2020春•闵行区月考）甲乙两个体重相同的人，都从一楼上到三楼，甲是慢慢走上去的，乙是很快跑上去的，下列说法中正确的是（　　）‎ A．甲做的功多，甲的功率大 ‎ B．乙做的功多，乙的功率大 ‎ C．甲、乙做功一样多，甲的功率大 ‎ D．甲、乙做功一样多，乙的功率大 ‎【考点】：功的大小比较；功率大小的比较．‎ ‎【答案】：D ‎【解析】：甲乙两个体重相同的人，都从一楼上到三楼，即G和h都相同，‎ 根据W＝Gh可知，两人做功相同，故AB错误；‎ 甲是慢慢走上去的，乙是很快跑上去，则t甲＞t乙，‎ 由P＝可知：P甲＜P乙，故C错误、D正确。‎ 故选：D。‎ ‎2．（2019春•靖州县期末）如图所示，与人力挖土相比，掘土机的工作特点是（　　）‎ A．做功一定多 B．做功功率大 C．一定能省功 D．耗时一定多 ‎【考点】：功的大小比较；功率大小的比较．‎ ‎【答案】：B ‎【解析】：A、功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积；掘土机与人力挖土相比，因挖土的多少不确定，所以无法确定做功的大小，故A错误。‎ B、掘土机与人力挖土相比，做功相同时，使用掘土机耗时较少，根据P＝可知，挖土机做功的功率大，故B正确。‎ C、根据功的原理可知，使用掘土机挖土不能省功，故C错误。‎ D、虽然挖土机的功率大，但做功的多少不确定，根据P＝可知，不能确定时间的多少，故D错误。‎ 故选：B。‎ ‎3．（2019秋•亭湖区校级月考）在“估测人上楼时的功率”的实验中，不需要测量的物理量是（　　）‎ A．人的质量 B．爬楼的高度 C．楼梯的长度 D．爬楼的时间 ‎【考点】：功率的测量实验．‎ ‎【答案】：C ‎【解析】：自己上楼时的功率：P＝＝＝，‎ 故需要测量的物理量是小明的质量、楼层的高度、上楼时所用的时间，不需要测量楼梯的长度；‎ 故选：C。‎ ‎4．（2019•江南区校级模拟）如图是小明和小亮利用闪光照相机拍摄纸锥竖直下落时的照片，下列关于纸锥在竖直下落过程中重力做功功率随时间变化的图象中正确的是（　　）‎ A． B． ‎ C． D．‎ ‎【考点】：功率的概念．‎ ‎【答案】：C ‎【解析】：由功率公式可得，P＝＝＝Gv，纸锥的重力不变，‎ 由图可知，速度v先变快后不变，故纸锥在竖直下落过程中重力做功功率随时间变化规律是先变大后不变，故只有选项C的图象符合题意。‎ 故选：C。‎ ‎5．（2019春•北海期末）汽车以恒定功率爬坡时要采用低挡上坡，这样做是为了（　　）‎ A．增大汽车惯性 B．减小汽车牵引力 ‎ C．增大汽车速度 D．增大汽车牵引力 ‎【考点】：功率在实际中的应用．‎ ‎【答案】：D ‎【解析】：A、汽车爬坡时要采用低挡上坡，不会改变汽车的质量，不会增大汽车的惯性，故A错；‎ BCD、汽车爬坡时要采用低挡上坡，速度会减小，汽车的功率一定，由功率的变形公式P＝Fv可知，可以增大牵引力，故BC错误，D正确。‎ 故选：D。‎ ‎6．（2019春•稷山县期末）甲、乙两台机器的功率之比为2：3，工作时间之比为1：3，它们的做功之比为（　　）‎ A．2：9 B．2：1 C．2：3 D．3：2‎ ‎【考点】：功率计算公式的应用．‎ ‎【答案】：A ‎【解析】：根据公式P＝得，W甲＝P甲t甲，W乙＝P乙t乙，‎ 所以，＝＝＝。‎ 故选：A。‎ ‎7．（2019秋•吴兴区期末）某学生从底楼匀速走上二楼，第一次花了30秒，第二次花了20秒。对于两次上楼，下列说法正确的是（　　）‎ A．第一次做功较多，且功率也大 ‎ B．第二次做功较多，且功率也大 ‎ C．两次做功一样多，第一次做功的功率小 ‎ D．两次做功相等，第二次做功的功率小 ‎【考点】：功的大小比较；功率大小的比较．‎ ‎【答案】：C ‎【解析】：（1）两次上楼过程中，学生的体重不变，上升的高度不变，根据公式W＝Gh可知，两次上楼过程所做功大小相等；‎ ‎（2）两次做的功一样多，第一次的时间大于第二次的时间，根据公式P＝可知，第一次的功率小于第二次的功率。‎ 故选：C。‎ ‎8．（2019秋•高州市期末）一定质量的物体在水平拉力的作用下沿同一水平面做匀速直线运动，物体运动的路程（s）﹣时间（t）图象如图所示，根据图象，下列判断正确的是（　　）‎ A．物体10s时的速度等于4s时的速度 ‎ B．0～6s拉力对物体所做的功大于6～12s拉力对物体所做的功 ‎ C．0～6s物体所受的拉力大于6～12s物体所受的拉力 ‎ D．0～6s拉力对物体做功的功率小于6～12s拉力对物体做功的功率 ‎【考点】：速度公式及其应用；功的大小比较；功率大小的比较．‎ ‎【答案】：B ‎【解析】：A、从图象上看，0～6s和6s～12s物体以不同的速度做匀速直线运动，而0～6s过程中通过的路程是3m，6～12s的过程中通过路程为1m，因为相同时间内通过的路程越多，速度越大，因此0～6s过程中的速度大于6～12s的过程中的速度，即4s时的速度大于10s时的速度，故A错误；‎ BC、由图象可知，物体做匀速直线运动，拉力等于摩擦力，同一物体对水平面压力相等，接触面的粗糙程度不变，故物体受到的摩擦力相等，所以0～6s物体所受的拉力等于6﹣12s物体所受的拉力；‎ 从图中可以看出，0～6s过程中通过的距离为3m；6～12s的过程中通过的距离为1m；而拉力相同，由W＝Fs可知，0至6s内拉力对物体做的功大于6s至12s内拉力对物体做的功；故B正确，C错误；‎ D、由于0～6s过程中的速度大于6～12s的过程中的速度，且拉力相同，根据P＝Fv可知，0﹣6s拉力对物体做功的功率大于6﹣12s拉力对物体做功的功率，故D错误。‎ 故选：B。‎ 二．填空题（共6小题）‎ ‎9．（2020•锡山区一模）国家生态环境部研究表明，机动车污染是大气污染的重要来源，为减少大气污染，电动汽车正在逐渐替代燃油汽车。某电动汽车以60kW的输出功率沿平直路面以72km/h的速度匀速行驶1min，汽车受到的阻力为　　N，牵引力做功为　　J。‎ ‎【考点】：功率计算公式的应用．‎ ‎【答案】：3000; 3.6×106‎ ‎【解析】：72km/h＝20m/s，‎ 由P＝＝＝Fv可得，汽车的牵引力为：‎ F＝＝＝3×103N；‎ 因为汽车匀速直线运动，‎ 故汽车受到的阻力f＝F＝3×103N；‎ 由P＝可得，牵引力做功为：‎ W＝Pt＝60×103W×60s＝3.6×106J。‎ 故答案为：3000； 3.6×106。‎ ‎10．（2020春•杨浦区校级月考）甲乙两台机器，已知甲机器的功率比乙机器的功率小，则甲乙机器做功大小关系，做功时间之间关系，请你举出两种可能：　‎ ‎　。‎ ‎【考点】：功的大小比较；功率大小的比较．‎ ‎【答案】：若W甲＝W乙，则t甲＞t乙；若t甲＝t乙，则W甲＜W乙。‎ ‎【解析】：已知甲机器的功率比乙机器的功率小，‎ 根据P＝可得，＜，‎ 所以，若W甲＝W乙，则t甲＞t乙；‎ 若t甲＝t乙，则W甲＜W乙。‎ 故答案为：若W甲＝W乙，则t甲＞t乙；若t甲＝t乙，则W甲＜W乙。‎ ‎11．（2019秋•工业园区期末）我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平。若某段工作时间内，“天鲲号”的泥泵功率恒为1×104kW，排泥量为1.4m3/s，排泥管截面积为0.7m2，泥浆在管中的流动的速度为　　m/s，泥泵对泥浆的推力为　　N。‎ ‎【考点】：功率计算公式的应用．‎ ‎【答案】：2；5×106。‎ ‎【解析】：泥浆在管中的流动速度为：‎ v＝＝＝2m/s，‎ 根据P＝＝＝Fv可得，泥泵对泥浆的推力为：‎ F＝＝＝5×106N。‎ 故答案为：2；5×106。‎ ‎12．（2020春•东坡区校级月考）新材料碳纤维具有高强度、高耐热、密度小等特性。一架由碳纤维材料制造的小型无人机，质量为2kg，功率为40W，则该无人机在5s内做功为　　‎ J，可匀速竖直上升　　m。‎ ‎【考点】：功率计算公式的应用．‎ ‎【答案】：200;10‎ ‎【解析】：（1）根据P＝知，无人机在5s内做功：‎ W＝Pt＝40W×5s＝200J；‎ ‎（2）无人机的质量m＝2kg，其重力为：‎ G＝mg＝2kg×10N/kg＝20N；‎ 由W＝Gh可得，无人机匀速竖直上升的高度：‎ h＝＝＝10m。‎ 故答案为：200；10。‎ ‎13．（2019春•荣昌区校级月考）2019年5月24日最新国产沃尔沃XC40T4版汽车正式上市，如图所示，若该车以其最大功率140kw，速度120km/h在水平路面上匀速行驶，则该车所受阻力为　　N。‎ ‎【考点】：功率计算公式的应用．‎ ‎【答案】：4.2×103‎ ‎【解析】：由题知，汽车的行驶时的功率为140kW＝1.4×105W，速度为120km/h＝m/s，‎ 由P＝＝＝Fv可得汽车所受的牵引力：‎ F＝＝＝4.2×103N，‎ 汽车在水平路面上匀速行驶，汽车牵引力与阻力平衡，‎ 所以汽车受到的阻力：f＝F＝4.2×103N。‎ 故答案为：4.2×103。‎ ‎14．（2019秋•宜兴市月考）某型号汽车发动机的额定功率为9×104W，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是3000N．在额定功率下，当汽车匀速行驶时，行驶的速度为　　m/s，行驶5min牵引力所做的功是　　J。‎ ‎【考点】：功的计算；功率计算公式的应用．‎ ‎【答案】：30；2.7×107‎ ‎【解析】：（1）汽车匀速行驶，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，‎ 由二力平衡条件可知，发动机所提供的牵引力：‎ F＝f＝3000N 由P＝＝＝Fv可得，行驶速度的大小：‎ v＝＝＝30m/s。‎ ‎（2）由P＝得，行驶5min牵引力所做的功：‎ W＝Pt＝9×104W×5×60s＝2.7×107J。‎ 故答案为：30；2.7×107。‎ 三．实验探究题（共1小题）‎ ‎15．（2020•福安市校级模拟）风车是利用风力做功的装置。小明制作了一架小风车，他想粗略测定风车在一定风速下做功的功率，实验装置如图所示。‎ ‎（1）观察实验装置，小明是通过测量细线对　　做功的功率来测定风车做功功率的；‎ ‎（2）除了图中的实验器材，还必需的测量工具有：天平、　　和　　；‎ ‎（3）如果选用较粗重的线做实验，则与选用较细的线相比，测得风车的功率值偏　　‎ ‎；风车做功过程中，回形针获得了动能和　　能。‎ ‎（4）实验时，逐渐增加挂在细线下的回形针数量，直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止。若测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m，则风车做功的功率P＝　（表达式中的物理量均用符号表示）。‎ ‎【考点】：功率的测量实验．‎ ‎【答案】：（1）回形针；（2）刻度尺；秒表；（3）小；重力势；（4）；‎ ‎【解析】：（1）由实验装置可知，通过测量细线对回形针做功的功率即可粗略测定风车在一定风速下做功的功率；‎ ‎（2）由W＝Gh＝mgh可知，要测细线对回形针做的功，需要天平测出回形针的总质量m、用刻度尺测出回形针上升的高度h，‎ 由P＝可得，要测出细线对回形针做功的功率，还需要秒表测出所用的时间t；‎ ‎（3）测定风车在一定风速下做功的功率，其功率是一定的，线本身有质量，风车对回形针做功的同时要对线做功，选用较粗重的线做实验时，对较粗重的线做的功大于对选用较细做的功，则测出细线对回形针做功的功率值偏小；‎ 风车做功过程中，回形针获得了动能，同时它被举高获得了重力势能。‎ ‎（4）若测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m，‎ 则风车做功的功率：P＝＝＝；‎ 故答案为：（1）回形针；‎ ‎（2）刻度尺；秒表；‎ ‎（3）小；重力势；‎ ‎（4）；‎ 四．计算题（共2小题）‎ ‎16．（2020春•石城县期中）某型号汽车发动机的额定功率为4×104W，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1600N．在额定功率下，当汽车匀速行驶时，求：‎ ‎（1）发动机所提供的牵引力大小；‎ ‎（2）汽车行驶20min牵引力所做的功；‎ ‎（3）汽车行驶速度的大小。‎ ‎【考点】：二力平衡条件的应用；功率计算公式的应用．‎ ‎【答案】：1600N;4.8×107J;25m/s ‎【解析】：（1）因汽车在水平路面上匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，‎ 所以，发动机所提供的牵引力大小：F＝f＝1600N；‎ ‎（2）由P＝可得，汽车行驶20min牵引力所做的功：‎ W＝Pt＝4×104W×20×60s＝4.8×107J；‎ ‎（3）由P＝＝＝Fv可得，汽车行驶速度的大小：‎ v＝＝＝25m/s。‎ 答：（l）发动机所提供的牵引力大小为1600N；‎ ‎（2）汽车行驶10min牵引力所做的功为4.8×107J；‎ ‎（3）汽车行驶速度的大小为25m/s。‎ ‎17．（2020•合肥一模）如图所示有一款大鼻子校车满载时总重为2×105‎ N，最大功率为80kW，若以最大功率匀速行驶的效率为40%，百公里耗油量为25L，已知柴油热值为4×107J/L．试求：‎ ‎（1）校车以最大功率行驶时所受的阻力；‎ ‎（2）校车以最大功率行驶时的速度。‎ ‎【考点】：二力平衡条件的应用；功率计算公式的应用．‎ ‎【答案】：4000N;20m/s ‎【解析】：（1）25L柴油完全燃烧放出的热量：‎ Q＝Vq＝25L×4×107J/L＝1×109J，‎ 由η＝×100%得，柴油机对外所做的机械功：‎ W＝ηQ＝40%×1×109J＝4×108J，‎ 由W＝Fs可得，柴油机的牵引力：‎ F＝＝＝4000N，‎ 因为汽车做匀速直线运动，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，‎ 所以，校车以最大功率匀速行驶时所受的阻力f＝F＝4000N。‎ ‎（2）由P＝＝＝Fv得，校车以最大功率行驶时的速度：‎ v＝＝20m/s。‎ 答：（1）校车以最大功率行驶时所受的阻力为4000N；‎ ‎（2）校车以最大功率行驶时的速度为20m/s。‎ 五．综合能力题（共1小题）‎ ‎18．（2020•岐山县一模）2019年4月23日我国海军举行了建军70周年阅兵式，如图所示的是我国自主研制的055型驱逐舰﹣南昌号驱逐舰，其部分技术参数如表所示。（海水的密度取ρ海水＝1.0×103kg/m3，取1节＝1.8km/h）求：‎ 标准排水量 ‎11000t 舰宽 ‎23m 满载排水量 ‎12500t 最大航速 ‎35节 舰长 ‎180m 发动机最大功率 ‎3500kW ‎（1）南昌号驱逐舰在军演中，发射导弹后，受到的浮力　　；舰底受到的海水压强　　（均选填“变大”“变小”或“不变”）‎ ‎（2）南昌号驱逐舰满载时所受到的浮力是多少？‎ ‎（3）南昌号驱逐舰在海面下2m深处一个面积为200cm2的舰体上受到海水的压力是多少？‎ ‎（4）若南昌号驱逐舰以最大功率工作时螺旋桨推进器的效率为60%，南昌号驱逐舰以最大航速匀速直线行驶时受到的阻力是多少？‎ ‎【考点】：液体的压强的计算；阿基米德原理的应用；功率计算公式的应用．‎ ‎【答案】：（1）变小；变小；（2）1.25×108N。（3）400N。（4）1.2×105N ‎【解析】：（1）物体漂浮时，浮力等于自身的重力；发射导弹后，驱逐舰仍漂浮，但自重减小，因此舰艇所受浮力变小；‎ 舰艇所受浮力减小，根据F浮＝ρgV排可知，排开水的体积减小，舰艇的舰体会略微上浮一些，舰艇底部在水中的深度减小，根据公式p＝ρgh可知，舰艇底受到海水的压强变小。‎ ‎（2）由阿基米德原理可得，南昌号驱逐舰满载时所受到的浮力：‎ F浮＝G满载排＝m满载排g＝12500×103kg×10N/kg＝1.25×108N。‎ ‎（3）在海面下2m深处海水的压强：‎ p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×2m＝2×104Pa；‎ 则根据p＝可得，一个面积为200cm2的舰体上受到海水的压力：‎ F＝pS＝2×104Pa×200×10﹣4m2＝400N。‎ ‎（4）1节＝1.8km/h＝0.5m/s，‎ 则最大航速v＝35节＝35×0.5m/s＝17.5m/s，‎ 由η＝＝＝得，螺旋桨推进器的机械功率：‎ P机械＝ηP总＝60%×3500×103W＝2.1×106W，‎ 由P＝＝＝Fv得，螺旋桨推进器产生的推力：‎ F推＝＝＝1.2×105N，‎ 由于驱逐舰做匀速直线运动，‎ 所以根据二力平衡条件可知，驱逐舰受到的阻力：f＝F推＝1.2×105N。‎ 答：（1）变小；变小；‎ ‎（2）南昌号驱逐舰满载时所受到的浮力是1.25×108N。‎ ‎（3）南昌号驱逐舰在海面下2m深处一个面积为200cm2的舰体上受到海水的压力是400N。‎ ‎（4）若南昌号驱逐舰以最大功率工作时螺旋桨推进器的效率为60%，南昌号驱逐舰以最大航速匀速直线行驶时受到的阻力是1.2×105N。‎