山东省菏泽市牡丹区黄堽镇侯集初级中学八年级物理下册 功和功率真题训练（含解析）（新版）新人教版.docVIP

功和功率 知识点睛一、功1概念：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，力学里就说这个力做了功这个功的概念主要是针对机械功定义的2做功的两个必要因素：一个是作用在物体上的力，另一个是物体在这个力的方向上通过的距离“必要”的含义是指做功的两个因素必须都有，缺一不可，否则就没有做功力对物体不做功的情况，可分为以下三种情况：物体受到力的作用但没有通过距离，这个力对物体没有做功例如人用力推大卡车但没有推动；一个人提着一袋大米站着不动，力都没有对物体做功物体不受外力，由于惯性而运动的物体，虽然通过了一段距离，但物体没有受到力的作用，这种情况也没有做功例如在光滑的冰面上滑动的冰块，靠惯性向前运动，虽然在水平方向上通过了距离，但是并没有水平方向上的力作用于它，所以没有什么力对冰块做功物体通过的距离跟它受力的方向垂直，这种情况虽然有力的作用，物体也通过了一段距离，但这个距离不是在力的方向上通过的距离，这个力也没有做功例如人在水平面上推车前进，重力的方向是竖直向下的，车虽然通过了距离，但不是在重力方向上通过的距离，因而重力没有对车做功3功的计算：在物理学中，把力与在力的方向上移动的距离的乘积叫功；如果用表示力，表示在力的方向上通过的距离，表示功，那么功的计算公式就是4功的单位：在国际单位制中，力的单位是牛，距离的单位是米，功的单位是牛米，它有一个专门的名称叫焦耳，简称焦，符号是其物理意义是：作用在物体上的力是，物体在力的方向上通过的距离是，则这个力做的功是，把1个鸡蛋举高所做的功大约是5功的原理：使用任何机械都不省功。二、功率1概念：单位时间里完成的功叫功率功率是描述做功快慢的物理量2功率的公式：3功率的单位：瓦特，简称“瓦”，用“w”表示，常用的单位还有“kw”其中1w=1j/s，1kw=1000w4当物体在f的作用下，以速度匀速运动时，有，由此可知，当功率一定时，力和速度成反比例如，拖拉机的功率是一定的，当它耕地时，需要很大的动力，故其速度慢一些，当它在平地上行驶时，需要的动力小一些，故其运动的速度较大另外如汽车以恒定功率行驶，平路上和爬坡时的速度会有很大差别5功率只反映做功的快慢，不能表示做功的多少6比较功率大小的三种方法：在相同时间内，比较做功的大小，做功越多的物体，功率越大；在完成相同功的条件下，比较所用时间长短，所用时间越短的物体，功率越大；做功的多少和所用时间都不相同的情况下，通过计算，进行比较基础强化【例1】 如图所示，水平地面上的物体在水平恒定拉力f 的作用下，沿abc方向做直线运动，已知ab=bc设ab段是光滑的，拉力f做功为；bc段是粗糙的，拉力做功为，则和的关系是（ ）a b c d不能确定【解析】 此题考查学生对功的概念的理解作用在物体上的力乘物体沿力的方向上移动的距离，而与路径上光滑不光滑无关力相同，移动的距离相同，所以力做的功也相同答案：a【例2】 把一个重物以相同的速度沿ad、bd、cd三个光滑斜面匀速推向顶端，如图所示，则推力的功率是（ ）a沿ad最大 b沿bd最大c沿cd最大 d一样大【解析】 根据功的原理可知，重物沿不同的斜面匀速被推上顶端， 推力做功大小相同，由于沿三个斜面向上运动时速度相等，所以重物沿cd斜面运动时所用时间最短，即对应的功率最大答案：c【例3】 甲、乙两辆在同一路面行驶的载重汽车，甲车满载货物，乙车空着当它们发动机的功率相等时，有（ ）a两车速度一样大 b甲车速度大于乙车速度c甲车速度小于乙车速度 d甲、乙两车速度无法比较大小【解析】 发动机的功率，设汽车在公路上做匀速直线运动，故牵引力又因为摩擦力与正压力有关，压力越大，摩擦力越大，所以甲车的牵引力大于乙车的牵引力，由此可以得出甲车的速度小于乙车速度答案：c【例4】 甲、乙两个同学质量相等，他们都从一楼到二楼，甲快速跑上去，乙慢慢走上去，设甲做功为，功率为，乙做功为，功率为，则（ ）a b c d 【答案】 c【例5】 电动自行车轻便、安全、无污染，很受人们喜爱某同学在双休日骑电动自行车到连岛海滨观光，途经全长，被人们称之为“神州第一堤”的连云港拦海大坝若电动自行车以的速度匀速行驶，其牵引力的功率为求：（1）该同学通过大堤全程所需的时间；（2）电动自行车通过大堤全程牵引力所做的功；（3）电动自行车的牵引力【解析】 （1）自行车的速度，由得，通过大堤所需的时间（2）牵引力所做的功（3）自行车的牵引力【例6】 杨飞同学骑着一辆普通自行车，在平直公路上以某一速度匀速行驶若他和车所受的阻力为，则通常情况下，杨飞骑车时消耗的功率最接近（）abcd【解析】 自行车车速约为，因为是匀速行驶，所以，【答案】 c【例7】 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，如果在相同时间内通过的路程之比为，则甲与乙（）a牵引力做功之比为 b牵引力做功之比为c牵引力的功率之比为 d汽车所受的阻力之比为【解析】 做功之比为，功率之比为，汽车匀速直线运动，故牵引力等于阻力，则阻力之比为【答案】 b【例8】 小明和爸爸一起登山，登到山顶时，小明用了，爸爸用了，爸爸体重是小明的倍，则小明和爸爸登山的功率之比为（）abcd【解析】 功率比即功除以时间之比，故a正确【答案】 a能力提高【例9】 a、b两物体在相等水平外力作用之下做匀速直线运动，如果b的质量是a的2倍，a所受的外力是b的3倍，a运动速度是b的4倍，那么在相同的时间内，外力对a、b两物体做功之比应是（ ）a6：1 b8：1 c12：1 d24：1【解析】 力对物体做功的两个必要因素是作用在物体上的力f和物体在力的方向上通过一段距离s，其大小为，与物体所受的重力无关，再说，在该过程中重力不做功设时间为t，则；，故答案选c【例10】 小婷跳绳时所穿鞋的总质量为，她跳绳120次，假定每次双脚抬离地面的最大高度均为，则每上升一次，她对鞋做的功为跳跃时若每次上升所用的时间占每次跳跃时间的，则每上升一次，她对鞋做功的平均功率为.（取）【解析】 每上升一次对鞋所做的功每上升一次所用的时间，她对鞋做功的平均功率【答案】 【例11】 质量为4kg的物体a放在水平桌面上，利用如图所示装置使物体以2m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计拉力f 始终保持水平，弹簧测力计的示数是2n，绳子的伸长及滑轮的摩擦不计，则（ ）a弹簧测力计的拉力是2nb水平桌面对a的滑动摩擦力是4nc在1s内弹簧测力计拉力做功8jd在1s内弹簧测力计拉力的功率是4w【解析】 a物体与动滑轮相连，匀速运动弹簧测力计的示数是2n，所以弹簧测力计的拉力也为2n物体a受到的拉力则为4n，物体a受力平衡，所以桌面对a的滑动摩擦力也为4n物体速度2m/s，则绳子自由端移动的速度为4m/s答案：a、b、c【例12】 飞机、轮船运动时受到的阻力大小与运动速度有关，当运动速度很大时，阻力的大小与速度的平方成正比如果这时要将飞机、轮船做匀速运动的速度增大到原来的2倍，则发动机的输出功率要增大到原来的（）a2倍b4倍c8倍d16倍【解析】 当飞机、轮船的速度很大时，所受阻力大小与速度的平方成正比，即其中为比例系数，与的值无关飞机、轮船做匀速运动时，所受阻力与牵引力平衡，发动机的输出功率为将式代入式，有当飞机、轮船的速度由增大到时，发动机的输出功率为由两式可知【答案】 c【例13】 一块高、宽、厚，质量是的砖，竖直立在水平地面上，如图所示，若按照图示的方向把它推倒，推力至少要做多少功？把砖推倒的最小推力是多少牛？ 【解析】 如图所示将砖推倒，首先要对砖做功，将砖的重心升高，推砖前的重心高度是，推砖时重心的最大高度为推力做的功至少等于克服重力做的功：推倒砖的过程中，以过地面接触的边为轴，砖受重力力矩和推力力矩的作用，当推力的力臂最大时，推力最小所以，推力应作用于点，并且与垂直设砖宽为，由杠杆平衡条件得，【例14】 如图所示，滑轮组在拉力的作用下，拉着重的物体以的速度在水平面上匀速移动，物体匀速运动时受的阻力为，拉力的功率为，在内拉力做的功为；若将滑轮组绳端的拉力换为，在拉力的作用下物体以的速度作匀速直线运动，拉力的功率为，在内拉力做的功为忽略滑轮摩擦和绳重，下列说法正确的是（ ）abcd【答案】 ac【解析】 的速度为，绳子自由端的速度为，根据可知，所以两次的拉力，故选a、c【例15】 用滑轮组以不同速度匀速提升重物a，作用在滑轮组绳子自由端的拉力均为f ，如图所示，不计绳重和摩擦当拉力f的功率为p1 时，重物a以速度匀速上升h所用的时间为t1；当拉力f的功率为p2 时，重物a以速度匀速上升h所用的时间为t2；当拉力f的功率为时，重物a以速度匀速上升h所用的时间为（ ）a b c d【解析】 首先观察题中的已知条件，作用在绳子自由端的拉力均为f，物体上升的高度均为h，且匀速上升，所以功率，即：，由式可解得：答案：b【例16】 如图甲是使用汽车打捞水下重物的示意图，汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物，在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度向右运动，图乙是此过程中汽车拉动重物的功率随时间t变化的图像，设时汽车开始提升重物，忽略水的阻力和滑轮的摩擦，g取10n/kg求：（1）圆柱形重物的质量（2）圆柱形重物的密度（3）打捞前，圆柱形重物上表面所受水的压力【解析】 本题关键在于由图像得知牵引力大小，整个重物打捞过程应该分为三个阶段：第一阶段，将重物从水底拉至上表面刚好接触水面这一过程，g不变，不变，拉力f1 不变，且有，对应图乙ab段第二阶段，将重物拉出水面的过程这一过程中g不变，变小直到为0，故拉力f越来越大，对应图乙中bc段第三阶段，重物刚好全部拉出水面，以后继续向上拉的过程，这一过程中g不变，拉力与重力g相等，对应图乙cd段（1）由公式 汽车在cd段对重物的拉力为 因为，所以.（2）由公式，汽车在ab段对重物的拉力为. 因为 所以 . （3）由图乙的bc段可知，打捞的重物从上表面接触水面到刚好整个物体全部出水，历时60s-50s=10s，上升速度为0.2ms，所以物体高. 所以，物体上、下表面积为 又由图乙ab段可知，物体从水底上升到上表面刚好接触水面历时50s，上升高度 . 故物体沉在水底时上表面离水面10m，水对物体上表面产生的压力为 【例17】 如图所示，用大小不变的力把重的物体由图中处沿水平面和长、高的光滑斜面匀速推至斜面顶端，推力共做功，那么物体从被推到斜面顶端时，推力做多少功?物体在水平面上所受摩擦力为多大?水平面长多少?【解析】 首先要求出推力在斜面上做的功及推力的大小由题意，是光滑斜面，是理想机械，所以而，得至推力做功，又由斜面上推力做功所以斜面上推力，由题意，从过程中推力始终不变，显然水平面段推力也是，又因为物体匀速运动，所以水平面上物体所受摩擦力，由题意，从共做功，那么，则水平面长【例18】 板支于重心点，并在点正上方放一重力的物体(大小不计)，另在板上处用一细绳系在地上，设，细绳所能承受的最大拉力为，此时木板处于水平平衡位置，细绳刚好竖直伸直，如图所示现用一大小为的水平推力使物体沿方向做直线运动，当细绳刚好被拉断时推力对物体做多少功?【解析】 物体向左移动时，对板的压力（）有使板绕支点逆时针方向转动的趋势，从而使细绳绷紧，形成对板的拉力木板保持水平必须满足杠杆平衡条件随着物体离点越来越远，细绳中的拉力也越来越大设当物体离为时，细绳中的拉力达到最大值，于是由或可得物体受力左移的最大距离，所以，推力对物体做的功实战演练1 如图所示，置于水平桌面上的物体a重490n，物体b重294n，物体b在匀速下降了40cm的过程中，拉动物体a在水平桌面上匀速移动了一段距离；若用一水平向左的力f拉动物体a，使物体a在5s内匀速移动0.5m（不计动滑轮、绳重以及滑轮轮轴间摩擦），则下列说法正确的是（ ）a拉力f为294n，拉力f的功率为29.4w b拉力f为147n，拉力f的功率为14.7w c物体a与桌面的滑动摩擦力为294n d绳子拉力对物体b所做的功为73.5j 【答案】 a、d【解析】 物体b匀速下降时，物体a所受到的摩擦力与绳子的拉力相等，则：如果用一水平力向左拉动物体，则水平向左的力为：拉力的功率为：绳子对物体b所做的功为：2 如图所示，将同一金属块分别浸入形状不同、但体积和高度相同的盛满水的容器甲、乙中，且浸入深度相同若把金属块匀速提起到刚离开水面时，甲、乙两种情况下拉力做的功相比较是（ ）a甲多 b乙多 c一样多 d无法判断【解析】 金属块浸没在水中时，浮力相等，故拉力f也相等，金属块 从甲、乙两容器高度相同处上升到刚露出水面这一过程中，拉力所做的功是相等的，但金属块露出水面后，水面高度必须下降，由于甲容器比乙容器上端面积大，因此当金属块整体匀速被提起且刚离开水面时，甲容器