1、1 第十一章第十一章 简单机械和功简单机械和功 11.411.4 功率功率 知道功率的物理意义； 理解功率的定义及其单位； 理解功率的计算公式； 能够用功率的定义式解决相关问题。 。 功率是做功快慢的物理量，和做功多少没有关系； 定义定义：功率是表示的物理量，物理学中，功与做功所用时间之比叫功率，它在数值上 等于单位时间内所做的功； 单位单位：单位，简称瓦，用字母 W 表示。 公式：P=，1W = 1J/s，推导式：P=。 比较做功快慢的方法比较做功快慢的方法： 1.在相同时间内，比较做功的多少； 2.在做功的多少完全相同的条件下，比较所用时间的长短； 3.在做功的多少和所用时间都不相同的情况
2、下，通过 P=W/t 计算后进行比较； 4.功率表示物体做功的快慢，而不是做功的多少，做功多功率不一定大。 常见功率常见功率： 麻雀飞行 8w，人骑自行车 60-80w，家用轿车发动机 80kw，起重机 320kw，动车组 5.5-20MW，辽宁 号航空母舰发动机的总功率 147MW. 牵引力牵引力：在水平公路上匀速直线行驶的汽车，其牵引力=阻力（地面摩擦力） ； 2 考点一考点一功率的概念功率的概念 比较做功快慢的方法比较做功快慢的方法 例例 1 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
3、【解析】功率是反映做功快慢的物理量，和做功多少没有关系； 变式变式 1 1 关于物体做功的功率，下列说法正确的是 （） A物体做功时间越短，功率越大B物体做功越多，功率越大 C物体做功越慢，功率越大D物体做功越快，功率越大 【答案】D 【解析】功率是反映做功快慢的物理量，和做功多少没有关系； 变式变式 2 2 有一台柴油机的功率是 2000W，其物理意义是 （） A每秒钟柴油机做功 2000J B柴油机做了 2000J 的功 C柴油机每秒钟的功率是 2000W D每秒钟柴油机做功 2000W 【答案】A 【解析】功率的另一层含义是物体单位时间做功的多少； 考点二考点二功率大小的比较功率大小的比
4、较 例例 2 2 物体在水平地面上做直线运动,当物体运动的路程和时间图像如图甲时,受到的水平推力为 F1;当 物体运动的速度和时间图像如图乙时,受到的水平推力为 F2。两次推力的功率分别为 P1、P2。则下列 关系正确的是 () 3 A.F1=F2P1P2B.F1=F2P1F2P1P2D.F1P2 【答案】B 【解析】由甲、乙两图可知,物体都在做匀速直线运动,推力 F 与滑动摩擦力都是一对平衡力,而两种 情况下滑动摩擦力相等,故 F1=F2;v甲=2 m/s,v乙=4 m/s,P1=F1v甲,P2=F2v 乙,则 P1s2,根据 W=Fs 可以判 断出 W1W2,故 B 正确,D 错误。 因为
5、 W1W2,t1=t2=6 s,根据 P= W t 可知,06 s 内拉力对物体做功的 4 功率大于 612 s 内拉力对物体做功的功率,故 C 错误。 变式变式 2 如图所示,一物块从光滑斜面上 A 点由静止滑下,B 为斜面 AC 的中点,设物块在 AB 段重力做功 为 W1,重力的功率为 P1;在 BC 段重力做功为 W2,重力的功率为 P2。则下列关系正确的是(C) A.W1W2P1P2B.W1=W2P1=P2 C.W1=W2P1P2D.W1W2P1P2 【答案】C 【解析】W1=GhAB,W2=GhBC,hAB=hBC,故 W1=W2;vABtBC,由 P=W/t 可得 P1F2，P1
6、P2BF1=F2，P1P2CF1F2，P1=P2DF1F2，P1v2，因为拉力功率 P=Fv，F1F2，所以 P1P2，故 B 符合题意 2C 【解析】 【分析】 【详解】 由题知身高 170cm 的运动员和身高 160cm 的运动员举起杠铃的重力相同， 身高 170cm 的运动员比身高 160cm 的运动员将杠铃举得高， 根据 W=Gh 可知，W1W2； 因为两运动员举起杠铃的时间相同， 根据 P= W t 可知，P1P2所以 ABD 错误，C 正确 故选 C 【点睛】 本题考查了学生对功的公式、 功率的公式的掌握和运用， 能分析出高个运动员举起的高度大是 本题的突破口 3D 【解析】 【分
7、析】 【详解】 功率表示物体做功快慢的物理量，由题可知，乙抽水机的功率大于甲抽水机的功率，即乙做功 快。 故选 D。 11 4D 【解析】 【分析】 【详解】 汽车发动机的功率始终保持不变，途中经过一段泥泞路面，由于泥泞路面摩擦阻力增大，则汽 车的牵引力也随之增大，根据PFv可知，汽车的速度变小； 速度变小，则相同时间内通过的距离变小 A 图，始终为匀速直线运动，不正确； B 图，中间一段，在相同时间内通过的距离更远，不正确； C 图，中间一段，随时间的变化，路程出现减小的情况，不正确； D 图，中间一段，在相同时间内通过的距离变小了，说明速度减小了，正确； 故选 D 5D 【解析】 【分析】
8、 【详解】 A教室的温度自然情况下，夏季和冬季会有不同，但温度不会达到 50，故 A 不符合实际； B游泳时，学生是漂浮于水中，受到的浮力等于其所受的重力。中学生的重力一般为 500N， 那么受到的浮力为 500N，故 B 不符合实际； C小明上楼梯的功率一般为 200W，故 C 不符合实际； D课本从课桌上掉到在上，重力做功 W=Gh=3N0.8m=2.4J 故 D 符合实际。 故选 D。 6D 【解析】 【详解】 汽车驶上陡坡时需要更大的牵引力，在发动机输出功率一定时，减小汽车的行驶速度，由公式 P=Fv 可得可增大牵引力，选 D 7A 12 【解析】 【分析】 （1）斜面倾斜角度越大，越
9、费力，斜面 AC 的倾斜角度小于斜面 BC，所以斜面 AC 更省力， （2）不考虑摩擦的情况下，斜面光滑，使用光滑的斜面没有额外功；根据功率的计算公式 t W P ，结合做功的多少和所用时间的多少分析所做的功的功率大小 【详解】 由于斜面 AC 倾斜角度小于 BC，所以物体沿 AC 运动时拉力较小，即 F1F2；拉力在两斜面 上做的有用功相同，即都等于克服物体重力所做的功，又因为不计摩擦，使用光滑的斜面没有 额外功，所以，拉力做功相同，即 W1=W2，所用时间相同，由 P=W/t 知道，拉力做功的功率 相同，即 P1=P2，故选 A 【点睛】 本题考查斜面的省力情况，物体做功的大小以及做功功率
10、的大小，关键是知道接触面光滑，摩 擦力为 0，使用任何机械都不省功 8D 【解析】 【分析】 【详解】 功率等于功与时间的比值， 所以测量时必须测量功和时间两个物理量， 而功等于力与物体在力 的方向上通过距离的乘积；故比较功率时需要三个量分别是体重、时间、高度；比较时可以用 到控制变量法，所以乙丙说法合理，甲的说法也能比较，但说到才能比较，语言不准确，故答 案选 D 9 （1）1.62108J； （2）900N。 【解析】 （1）由? ? ? ?的变形式，计算消耗汽油的质量为： ? ? ? ? h? ? ?h3kg/m3? ? ? ?h?m3? ?hkg 这些汽油完全燃烧放出的热量为： ?放?
11、 ? ? ?hkg ? ? ? ?h7J/kg ? ? ? ?h?J 汽油完全燃烧产生的内能有 30%转化为汽车前进所需要的能量，所以汽车发动机牵引汽车前 进所做的功是： 13 ? ? ?放? ?h ? ? ? ?h?J ? ?h ? ?h?J； （2）根据 ? ? h? 计算汽车行驶的距离为： ? ? h? ? 晦hkm/h ? hh ? ?hkm ? ? ? ?h?m 匀速运动时，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等。 所以由 ? ? h? 计算汽车发动机的牵引力即阻力为： ? ? h ? ? ? ? ?h?h?J ?h?m ? 晦hhN。 点睛：考查了速度公式、密度公式、功的公式、根据热值
12、计算放出的热量、效率公式以及二力 平衡条件的应用， 需要注意的是题文中给的是汽油的体积， 应将体积转换为质量才可代入热值 公式计算热量，这是个容易出现问题的地方。 10(1)2.5 3 10 N；(2) 2.5 5 10 N；(3)1.1 4 10 N 【解析】 【分析】 【详解】 (1)货车空载行驶时所受的阻力大小 f=0.1G=0.12.5104N=2.5103N (2)货车的速度 v=36km/h=36 1 3.6 m/s=10m/s v= s t ，10s 行驶的路程 s=vt=10m/s10s=100m 汽车匀速行驶，牵引力 F=f=2.5103N 10s 内货车牵引力做的功 W=F
13、s=2.5103N100m=2.5105J (3)P=Fv，速度 v=90km/h=90 1 3.6 m/s=25m/s 14 此时牵引力 F = P v = 3 90 10 W 25m/s =3600N 汽车匀速行驶，此时汽车受到的阻力 f=F=3600N f=0.1G，货车总重 G= 0.1 f = 3600 0.1 N =3.6104N 货车最多可装载货物的重 G货=G-G=3.6104N-2.5104N=1.1104N 答：(1)货车空载行驶时所受的阻力大小为 2.5103N。 (2)10s 内货车牵引力做 2.5105J 的功。 (3)货车最多可装载货物的重为 1.1104N。 11
14、 （1）43.2km/h； （2）2105Pa； （3）7.2kW。 【解析】 【分析】 【详解】 （1）匀速直线行驶 1min，即 60s 所通过的路程为 720m， 则轿车的速度： 720m 12m/s43.2km/h 60s s v t ； （2）轿车对水平地面的压力等于车的总重，故压力为： 3 600kg 10N/kg6 10 NFGmg； 轿车对地面的压强为： 3 5 22 6 10 N 2 10 Pa 3 10 m F p S ； （3）阻力 f 大小恒为轿车重量的 0.1 倍，则轿车受到的阻力： 3 0.10.1 6 10 N600NfG ； 轿车匀速直线行驶，受力平衡，则牵引力
15、等于阻力，即： 15 600NFf 牵 ， 根据PFv得牵引力做功的功率： 600N 12m/s7200W=7.2kWPF v 牵 。 12= 【解析】 【分析】 【详解】 由题 AB=BC，根据 W=Gh 可知，物体在 AB 段和 BC 段做的功相等，即 W1=W2；由于小球在 自由下落时做加速运动，根据 t=s/t 可知，小球在 BC 段运动的时间短，根据公式 P=W/t 可知， 物体在 AB 段重力做功功率小于 BC 段重力做功功率，即 P1P2 13每秒做功 1000J15 【解析】 【分析】 【详解】 11kW 表示运动员每秒做功 1000 焦耳。 2由 W=Pt 可知，在 W 相同
16、时，P 与 t 成反比，做同样的功所需的时间之比是 12 21 1 5 tP tP 14054186 【解析】 由丙图知：03s 内物体的速度大小为零，物体处于静止状态，有力无距离，所以，推力对物 体做功 0J912s 内，推力为 6N,速度为 3m/s,所以3/39svtm ssm； 6954WFsNmJ, 54 18 3 WJ PW ts ； t=11s 时，物体受到的摩擦力和推力是 一对平衡力，所以摩擦力 6N 故答案为(1). 0(2). 54(3). 18(4). 6 【点睛】此题考查了学生对图象问题的分析能力，能从图象中得出相关的信息，然后结合功和 功率的计算公式进行计算求解 15
17、大于等于大于 【解析】 16 【分析】 （1）斜面倾斜角度越大，越费力斜面 AB 的倾斜角度大于斜面 CB，所以斜面 CB 更省力， （2）斜面光滑说明摩擦力为 0，即使用光滑的斜面没有额外功 （3）知道拉力大小关系，速度相同，根据公式PFv可判断拉力所做的功的功率大小 【详解】 （1）斜面 AB 倾斜角度大于 AB，所以物体沿 CB 运动时拉力较小，即 F1大于 F2； （2）斜面光滑说明摩擦力为 0，使用任何机械都不省功，所以拉力在两斜面上做功相同，即 W1=W2=Gh （3）根据公式 WFs PFv tt 可知，速度相同，F1F2，所以拉力沿 AB 运动时拉力 F1做功 的功率较大，即
18、P1大于 P2 16240120 【解析】 【分析】 （1）根据 G=mg 求出重力，再根据 W=Gh 求出克服重力做的功； （2）求出 10s 内做的总功，据 W P t 求出功率 【详解】 （1）小明所受的重力：G=mg=60kg10N/kg=600N； 完成一次引体向上，克服重力做的功：W=Gh=600N0.4m=240J； （2）在 10s 内做了 5 个“引体向上”，则 10s 内做的总功：W总=5W=5240J=1200J， 10s 内做功的功率： 1200J =120W 10s W P t 总 17大于45360J36W 【解析】 【分析】 （1）由 vt 图象，可知在 010s
19、 内，小推车加速运动，据此分析解答，根据 f0.15G 可求； （2）由 vt 图象，可知在 1020s 内，小推车做匀速运动，处于平衡状态，推力等于阻力， 根据 svt 求出路程，再根据 WFs 求功； （3）根据 P W t 求出 1020s 内水平推力的功率 【详解】 (1)由 vt 图象可知，在 010s 内小推车做加速运动，处于非平衡状态，水平推力大于阻力； 17 阻力的大小：f=0.15G总=0.15(m物品g+G车)=0.15(17kg10N/kg+130N)=45N， (2)由 vt 图象可知，在 1020s 内小推车做匀速运动，处于平衡状态，则水平推力 F=f=45N， 由 v= s t 可得，1020s 内小推车运动的距离：s=vt=0.8m/s10s=8m， 1020s 内水平推力做的功：W=Fs=45N8m=360J； (3)1020s 内水平推力的功率：P= W t = 360J 10s =36W.
