11.4功率 考点解读与训练(含答案)2024-2025学年苏科版九年级物理上册
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1、2024-2025学年九年级上册物理考点解读与训练11.4 功率1、功率的概念(1)功率定义:物体在单位时间内所做的功叫功率,在物理学中用字母P表示;(2)功率意义:物理学中,用功率来表示物体做功的快慢;(3)功率公式:功率=功/时间,即;(4)功率单位:国际单位:瓦(W),1W=1J/s;常用单位:千瓦(kW),1kW=103W;(5)功率的种类:平均功率:物体做变速运动时,力在不同的时间段内做功快慢不同,平均功率可表示力在某段时间内做功的平均快慢程度。瞬时功率:物体做变速运动时,力在某时刻做功的快慢。2、做功快慢比较:(1)方法一:做相同的功,比较不同的物体所用的时间,所用时间短的物体做功
2、快。(2)方法二:取相同的时间,比较不同的物体所做功的多少,做功多的物体做功快。3、功率的计算及大小比较功率是表示物体做功快慢的物理量,一般采用下列三种办法比较大小:(1)在相同时间内,比较做功的多少,做功越多的物体,功率越大。(2)在完成相同功的条件下,比较所用时间的长短,所用时间越短的物体,功率越大。(3)做功多少和所用时间都不同的情况下,通过公式计算,然后进行比较。4、功率的应用功率的计算公式应用:(1)功率的公式:(其中P表示功率,W表示功,t表示时间)(2)计算功率的另一个公式:P=Fv,即物体在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动,则拉力F所做的功的功率可表示为Fv(
3、其中F表示物体所受的拉力,v表示物体运动的速度)a推导:由,联立W=Fs,得=Fv。由该公式可知:在功率P一定时,力F与速度v成反比。b应用:当汽车上坡时,司机采取换挡的办法,减小速度,以获得较大的牵引力。【考点1 功率的概念及做功的快慢】【典例1-1】关于功率,下列说法中不正确的是()A每秒做功越多,功率越大B汽车上坡时要减速,是为了增大牵引力C做功快的机械,功率一定大D功率小的机器做功一定少【典例1-2】如图所示,列举了一些人、动物和机械的功率,其中做功最慢的是_(选填序号),其功率所表示的物理意义是_。【变式1-1】物理研究中常用图象来表示两个量x、y之间的关系,以使研究的问题变得直观明
4、了。下列两个量之间的关系符合如图所示的是()A同一地点物体受到的重力与质量的关系B机械的功率与时间的关系C物体的浮力与排开液体重力的关系D匀速运动的物体速度与时间的关系【变式1-2】(2023醴陵市一模)如图是功和功率的一个知识网络图。请作答:(1)请在B区域填上适当的内容:B _(填“做功要素”或“做功快慢”)。(2)请在C、D区域填上正确的物理公式:C_,D _。【考点2 功率的大小比较】【典例2-1】如图所示,水平木板上有甲、乙两个木块,甲的质量大于乙的质量。两木块下表面的粗糙程度相同。甲、乙分别在水平拉力F1和F2的作用下以相同速度匀速直线运动了相同时间,下列说法中()AF1大于F2B
5、F2比F1的功率大CF1与F2做功一样多D甲的重力做功较多【典例2-2】重700牛的小李和重500牛的小华比赛登楼,两人同时从底层出发,小华比小李先到达三楼。已知每层楼高3米,则小李克服重力所做的功为_。在此过程中,小李克服重力做功大于小华克服重力做功,小李克服重力做功的功率_大于小华克服重力做功的功率(后两空均选填“一定”或“可能”)。【变式2-1】摩擦现象广泛存在于人们的生活与生产中。小梦利用图甲的装置分别对物体在静止状态和运动状态下受摩擦力情况进行了研究,并绘制了图象乙,如图所示。下列说法中错误的是()A在B点时拉力F的功率比C点时大B物体在A点时,FAfAC物体在C点时处于平衡状态D物
6、体在B点时,FBfB【变式2-2】小明两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的路程(s)时间(t)图象如图所示,由图像可知:两次物体运动的速度:v1_v2;两次物体所受的拉力F1_F2;两次拉力对物体做功的功率:P1_P2(均选填“”、“”或“”)。【变式2-3】如图甲,大小相同的水平拉力F分别拉着物体M、N在不同的水平地面上做直线运动,此过程M、N的动能随时间变化的关系如图乙所示。用GM和GN、fM和fN、PM和PN分别表示M、N所受的重力、摩擦力和拉力拉动物体M、N功率的大小,下列判断对错:(对的打“”,错的打“”)(1)M的质量比N要大_;(2)M的速度比N要大_
7、;(3)力F对M做功比N要快_;(4)M受到的摩擦力等于N受到的摩擦力_,判断依据是_。【考点3 功率的计算及应用】【典例3-1】水平地面上,功率相同的两汽车均正常匀速行驶,若通过相同路程所用的时间之比为3:2,下列说法正确的是()A速度之比为3:2B重力所做的功之比为2:3C牵引力之比为3:2D牵引力所做的功之比为1:1【典例3-2】如图所示,木箱重1000N,当它沿水平面运动时受到的摩擦力大小为600N,用滑轮组使木箱沿水平面以0.1m/s的速度匀速直线运动20s。若绳重、滑轮重及滑轮与绳之间的摩擦均可忽略不计,则水平拉力F在20s内做功为_J。假设滑轮组的机械效率为80%,则拉力做功的功
8、率为_W。【典例3-3】如图所示,一辆装载货物的卡车,在水平牵引力F作用下,以72km/h的速度沿平直的路面向左匀速直线行驶。已知该卡车的总质量为1.5t,运动过程中受到路面的摩擦阻力大小为整辆车总重的0.2倍。(g取10N/kg,不计空气阻力)求:(1)此时卡车所受的牵引力大小;(2)上述过程中牵引力做功的功率。【变式3-1】在如图所示的斜面上,一工人用200N的拉力,将一重为250N的物体,从底端匀速拉到顶端,用时6s,下列说法正确的是()A此过程中物体受到的拉力等于斜面对物体的摩擦力B此过程中物体受到摩擦力大小为50NC拉力做功的功率为10WD此过程中克服重力做功500J【变式3-2】(
9、如图所示,一台塔吊将重为1104N的建材在20秒内匀速提升20米,塔吊对建材做的功为_J,功率为_W。若塔吊将该建材水平匀速移动5米,则塔吊对建材做功为J。【变式3-3】如图所示,体重480N的小红在做仰卧起坐运动。若小红上半身的重为全身重的50%,每次仰卧起坐上半身重心上升的高度均为0.3m,她在1min内做了40个仰卧起坐,求:(1)小红完成一次仰卧起坐所做的功;(2)小红在1min内做仰卧起坐的功率。一、选择题。1作为国际通用测量语言的国际单位制,极大地方便了国际交流。在国际单位制中,功率的单位是()A欧姆B牛顿C焦耳D瓦特2使用机械做功时,下面说法正确的是()A功率大的机器一定比功率小
10、的机器做功多B功率大的机器一定比功率小的机器做功时间少C功率小的机器可能比功率大的机器做功快D功率小的机器可能比功率大的机器做功多3汽车驶上陡坡时,驾驶员通常要进行调换挡位操作,以减小汽车的行驶速度,这样做的根本目的是()A省力B安全C增大摩擦D增大爬坡的牵引力42020年1月25日到2020年2月2日,从相关方案的设计完成,到正式投入使用,仅用了8天时间就建成的武汉火神山医院,彰显的不仅是中国速度,更是战胜疫情的坚强决心。如图所示,为了在最短的时间完成地面基础建设,上百台挖掘机同时工作,其目的是增大所有挖掘机总的()A机械效率B功C功率D有用功5在自由下落过程中物体运动速度会越来越快,一个物
11、体由A点自由下落,相继经过B、C两点,已知ABBC,如图所示,物体在AB段重力做功W1,做功功率P1;在AC段重力做功W2,做功功率P2,则下列关系正确的是()A2W1W2 P1P2B2W1W2 P1P2C2W1W2 P1P2D2W1W2 P1P26如图所示为引体向上的示意图。某同学在1分钟内做了8个规范的引体向上,则她在整个做引体向上过程中的功率最接近于()A3WB30WC300WD3000W二、填空题。7某机器正常工作时的功率为200瓦,表示_,该机器在此功率下持续工作1分钟,做功为_焦。8我们可以用两种方法来比较物体做功的快慢。如图是挖掘机和人同时开始工作到某时刻的情形,你认为_方式做功
12、较快,理由是相同内甲做的功多;另一种方法是做相同的_,比较做功时间的多少。9如图所示,是一个小球自由下落过程中拍摄的频闪照片(每相邻两辐照片拍摄的时间间隔相同)。小球在下落的前一半距离中,重力做的功为W1,做功功率为P1;小球在后一半距离中,重力做功为W2,做功功率为P2,则大小关系正确的是W1_W2P1_P2。10如图甲所示,放在粗糙程度不变的水平地面上的物体,用方向不变的力F向右推物体,推力F的大小随时间的变化关系如图乙所示,物体的运动速度随时间的变化关系如图丙所示,02s推力做功为_J;24s物体受到的推力_摩擦力(选填“等于”、“大于”或“小于”);第5s时,推力的功率为_W。11所谓
13、轮渡是指载运行人、汽车、火车等渡过江河湖海的轮船。某海峡间两港口距离约为30km,轮船海上航行时间约1.5h,其平均速度约为_km/h,当汽车开上轮船后,轮船底部受到的液体压强_(选填“变小”、“不变”或“变大”)。若轮船发动机以最大输出功率P工作时,动力推进器效率为,当轮渡以最大航速v行驶时,受到水的阻力f_(结果用含P、v的代数式表示)。12汽车上坡时,司机采取换挡的方法,使汽车的速度_,牵引力_。三、计算题。13如图所示,质量为50kg的李老师骑着质量为40kg电动自行车在平直的公路上匀速行驶,其受到的阻力为人和车总重的0.1倍,如果李老师骑电动自行车的功率为360W,g取10N/kg,
14、求:(1)李老师骑电动自行车的行驶速度。(2)李老师骑电动自行车行驶5min做的功。14小明重459N,每只脚与水平地面的接触面为200cm2,中午拿着质量为500g的盒饭走过长72米的走廊用了1分钟,接着从一楼到三楼用了2分钟时间,每层楼高3m。(g10N/kg)求:(1)小明走过走廊的平均速度是多少?(2)小明拿着盒饭站在门口时,对地面的压强是多少?(3)从一楼到三楼过程中小明对盒饭所做的功和功率分别是多少?四、解答题。15汽车在爬坡时一般车速都较慢,根据你所学的知识,解释一下其原因。参考答案【考点1 功率的概念及做功的快慢】【典例1-1】D【分析】功率是描述物体做功快慢的物理量,它等于单
15、位时间内完成的功,由所做功的多少和所用的时间决定。根据公式PFv可知,汽车的功率是一定的,其牵引力和速度成反比。【解答】解:A、功率是描述物体做功快慢的物理量,它等于单位时间内完成的功,由所做功的多少和所用的时间决定,故A说法正确;B、根据公式PFv可知,汽车的功率是一定的,其牵引力和速度成反比,汽车上坡时要减速,是为了增大牵引力,故B说法正确;C、做功快的机械,功率一定大,说法正确;D、功率反映做功的快慢,物体做功多少除了要考虑功率还要考虑做功的时间,功率小但是时间长做功不一定少,D说法不正确。故选:D。【典例1-2】;人骑自行车每秒做的功约为70焦。【分析】根据功率的定义、功率的物理意义进
16、行分析。【解答】解:(1)骑自行车的功率约为70瓦,功率最小,做功最慢;表示的物理意义是人骑自行车每秒做的功约为70焦。故答案为:;人骑自行车每秒做的功约为70焦。【变式1-1】A【分析】(1)根据Gmg判断重力与质量的关系;(2)根据P判断功率与时间的关系;(3)根据FG排判断物体的浮力与排开液体重力的关系;(4)匀速直线运动是速度与方向不变的运动。【解答】解:A、同一地点g相同,故物体受到的重力与质量成正比,故A正确;B、当作的功相同时,机械的功率与时间成反比,故B错误;C、根据阿基米德原理,物体的浮力与排开液体重力相等,故C错误;D、匀速运动的物体速度与时间无关,故D错误;故选:A。【变
17、式1-2】(1)做功要素;(2)P;WFs。【分析】力对物体做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在这个力的方向上通过的距离;功率表示做功的快慢,公式P。【解答】解:(1)力对物体做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在这个力的方向上通过的距离,故B区域填上做功要素,得出D是功的公式:WFs;功率是表示做功的快慢,用功与时间的比值来表示,故C处的公式是P。故答案为:(1)做功要素;(2)P;WFs。【考点2 功率的大小比较】【典例2-1】A【分析】处于水平面上的物体对水平面的压力等于重力;滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关;物体匀速运动时所受的拉力与摩擦
18、力是一对平衡力。根据WFs和PFv比较功和功率大小。【解答】解:由题意可知,甲的质量大于乙的质量,根据Gmg可知,G1G2,则两木块对地面的压力F1F2;两个木块的表面粗糙程度相同,放在相同地面上,所以,两铁块受到的摩擦力f1f2;两木块匀速前进,所受摩擦力和拉力是平衡力,所以,两铁块受到的拉力F1F2;在以相同速度匀速直线运动了相同时间,表明两木块运动的距离相同;根据WFs可知,距离相同,拉力越大,做功越多,故W1W2;根据PFv可知,P1P2;两木块都没有在重力的方向上通过距离,故做功都为0;故A正确。故选:A。【典例2-2】4200J;一定;可能。【分析】根据WGh得到小李克服重力所做的
19、功和比较两人克服做功的大小;根据P得到两人克服重力做功的功率。【解答】解:两人登楼的高度h23m6m,小李克服重力所做的功W1G1h700N6m4200J,由题意可知,小李的重力大于小华的重力,因从底层到达三楼上升的高度相同,所以由WGh可知,小李做功一定多;小华比小李先到达三楼,小华用的时间少,由P不能比较两人克服重力做功的功率大小,小李克服重力做功的功率可能大于小华克服重力做功的功率。故答案为:4200J;一定;可能。【变式2-1】C【分析】由图象乙明确物体的运动状态,根据平衡力的知识和影响摩擦力的因素有压力大小和接触面的粗糙程度,分析解答。【解答】解:由图象可知,物体的运动状态有两个过程
20、,静止和滑动两个过程,且滑动过程中拉力逐渐增大,由此可知运动后的物体在做加速运动。AD、由图物体从C点开始滑动,因为压力和接触面的粗糙程度不变,所以B、C两点时摩擦力相等,但由于拉力不断增大,即Ff,所以物体加速运动,由PFv可知,B点比C点拉力功率大,故AD正确;B、由图象物体在A点时处于静止状态,所以水平方向的拉力和摩擦力是一对平衡力,即:FAfA,故B正确。C、由图象物体从C点由静止开始运动,运动状态改变,所以C点时拉力F大于滑动摩擦力,两个力不是平衡力,所以物体在C点不是平衡状态,故C错误;故选:C。【变式2-2】见试题解答内容【分析】(1)比较相同时间内物体两次通过的路程,或者比较物
21、体通过相同路程两次所用时间得出速度的大小;(2)根据力的平衡和摩擦力大小的影响因素分析两次物体所受的拉力的大小;(3)知道做功大小,利用PFv分析两次拉力对物体做功的功率大小。【解答】解:由图乙知,两次运动,物体的st图像都是过原点的直线,说明都是做匀速直线运动。在相同时间内,第1次通过的路程比第2次通过的路程大,据知,第1次运动速度大于第2次的运动速度,即v1v2。同一物体两次运动是在同一水平面上,所以压力和接触面的粗糙程度相同,那么两次物体所受的摩擦力相同,物体两次都做匀速直线运动,所以两次的拉力都等于摩擦力,即F1F2。据PFv知,第1次拉力做功的功率较大,第2次拉力做功的功率较小,即P
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