第4课 功率 （原卷版）

第4课功率学习目标学习目标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；002预习导学一、功率的含义定义：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，简称瓦，用字母W表示。公式：P=，1W=1J/s，推导式：P=。二、比较做功快慢的方法：1.在相同时间内，比较；2.在做功的多少完全相同的条件下，比较；3.在做功的多少和所用时间都不相同的情况下，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，做功多功率大。三、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：在水平公路上匀速直线行驶的汽车，其(地面摩擦力)；四、功与功率的区别注意区别功与功率：功率与功是两个不同的物理量，“功”表示做功的“多少”，而“功率”则表示做功的“快慢”，“多少”与“快慢”的意义不一样，只有在做功时间相同时，做功多的就做功快；否则，做功多，不一定做功就快，即“功率”不一定就大，也就是说:功率与功和时间两个因素有关。由P＝W/t变形为P＝F·v可知：功率一定时，力F与速度v成反比。将上述归纳：功(W)功率(P)概念当一个力作用在物体上，物体在这个力作用下通过一段距离。这个力对物体做了功功与做功所用时间之比单位功的单位是力的单位与距离的单位的乘积牛·米，也叫焦耳。1J=1N·m。功率的单位也是复合单位，焦/秒，叫做瓦特。1W=1J/S计算W=Fs其它以下三种情况力对物体不做功：(1)“不劳无功”，物体通过了距离，但没有力作用在物体上；(2)“不动无功”有力作用在物体上，物体静止不动，没有通过距离；(3)“劳而无功”，有力作用在物体上，物体也通过了距离，但力的方向和通过的距离方向互相垂直，沿力方向上物体没有通过距离。比较做功快慢的方法有：(1)比较相同时间内做的功，做功多的做功快；(2)比较做相同的功所用时间，所用时间少的做功快；(3)比较功和时间的比值，比值大的做功快。003探究提升知识点一：功率的含义功率的定义：单位时间里物体完成的功。【探究重点】功率的意义：表示物体做功的快慢。物理意义：反映了物体做功的快慢。要比较不同物体做功的快慢，必须同时考虑两个因素：一个是物体做功的多少；另一个是物体做功所用去的时间。【例题精讲】（2023陕西渭南一模）如图，用大小相等的拉力F，分别沿竖直方向和水平方向拉物体，物体的运动方向始终和拉力方向保持一致。已知运动时间tab>tcd，运动距离sab=scd，比较（a）（b）两种情况下拉力所做的功和功率（）A．ab段做的功较多B．ab段和cd段做的功一样多C．ab段功率较大D．ab段和cd段功率一样大【巩固训练】（2021·广西桂林·中考真题）如图所示，小桂和小林一起坐在秋千凳上荡秋千，他们的重力分别是G1、G2，且G1<G2，某次从最高点下摆到最低点的过程中，他们重力做功的大小分别为W1、W2，重力做功的快慢分别为P1、P2。则（）A．W1>W2 B．W1=W2 C．P1<P2 D．P1=P2知识点二：功率计算功率的计算公式为，其中P表示功率，单位是瓦特；W表示做功的多少，单位是焦耳；t表示时间，单位是秒。公式推导：。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。【探究重点】功率与功是两个不同的物理量，“功”表示做功的“多少”，而“功率”则表示做功的“快慢”，“多少”与“快慢”的意义不一样，只有在做功时间相同时，做功多的做功快；否则做功多不一定做功就快，即“功率”不一定就大，也就是说：功率与功和时间两个因素有关。区别机械的总功率和有用功率：总功率指机械本身产生的功率，有用功率指机械用来做有用功的那部分功率：（P有用=P总·η）【例题精讲】（2023·安徽合肥·统考三模）在2023年中考体育考试的跳绳测试中，小明1min跳了180次，若他的质量为50kg，每次跳起的高度为4cm，求：（1）小明跳一次绳所做的功；（2）小明1min内跳绳时的功率。【巩固训练】（2023天津红桥一模）1标准大气压的值为_____Pa；功率为25kW的拖拉机，它4h做的功如果由功率是0.4kW的耕牛来完成，需要_____h。知识点三：杠杆与功率注意杠杆动力作用点移动距离在功率中的计算【例题精讲】（2023·安徽合肥38中二模）古代护城河上有座吊桥，它的结构原理如图所示。把桥面看成是长为10m，所受重力为3000N的均匀杆AB，可以绕转轴B点在竖直平面内转动，在B点正上方10m处固定一个定滑轮C，绳子通过定滑轮与杆的另一端A相连。（忽略绳子重力、滑轮半径和摩擦，=1.4，=1.7）。求：（1）若从水平位置将吊桥匀速拉至与水平面成30°角，此时的拉力F1大小；（2）若在10s内从水平位置将吊桥匀速拉至与水平面成45°角，则该过程中人拉力做功的功率。【巩固训练】(2020·湖北省武汉市中考模拟五)如图甲为塔式起重机简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装。(动滑轮重、绳重及摩擦均不计，g取10牛/千克)(1)为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越________。(2)图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，滑轮a的作用是________。(3)若电动机工作时功率为3600W保持不变，那么将重为1.2×104牛的货物由地面沿竖直方向匀速提升30米，电动机一端钢丝绳的移动速度是多少米每秒？(不计其他能量损耗)知识点四：滑轮组与功率注意拉力功率与物体上升功率的区别，计算时注意下标的运用【例题精讲】（2023·广东深圳·统考三模）如图所示，不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，在水平拉力F的作用下，物体M以0.2m/s的速度向左匀速直线运动，弹簧秤的示数为20N，以下正确的是（

）①M受到地面的摩擦力为20N②M受到地面摩擦力水平向左③拉力F的功率为8W④M受到的重力与地面对M的支持力是一对平衡力A．①④ B．①② C．①③ D．②④【巩固训练】（2023·重庆西南大学附中二模）工人用如图所示的装置吊起质量40kg的货物A，工人施加的拉力为250N，货物在10s内被匀速提升2m，则工人所做功的功率为________W。（不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦。）知识点五：斜面与功率注意斜面拉力做功功率的计算【例题精讲】一辆满载物资的总重为G(N)的运输车，沿ABCD路线从A处到达D处，CD段与AB段高度差为h(m)，如图甲所示．在整个过程中，汽车以恒定速度v(m/s)运动，在t=0时经过A处，t1时经过B处，t2时经过C处，汽车牵引力的功率P随时间变化的关系可简化为图乙所示(G、h、v、P1、P2、t1和t2均为已知量)．则：①AB段长度为多少？(请用已知量表示)；②试计算，比较汽车在AB段和BC段运动时牵引力FAB、FBC的大小；③汽车沿斜坡BC段运动时牵引力所做的功为多少(请用已知量表示)．【巩固训练】(2020·广东九年级其他模拟)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()A．W1＞W2，P1＞P2 B．W1=W2，P1=P2 C．W1=W2，P1＜P2 D．W1＜W2，P1＜P2知识点六：机车功率注意斜面拉力做功功率的计算【例题精讲】（2023·安徽合肥二模）如图甲所示，有一辆总重为1.5×104N的汽车，经过一段水平路面后，发动机再以9×104W的恒定功率匀速爬上长200m、高10m的斜坡，用时20s。在此过程中求：（1）汽车爬坡时克服重力所做的功；（2）汽车发动机牵引力做的功；（3）汽车爬坡时所受阻力。【巩固训练】（2023·安徽合肥·统考三模）一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其v-t图像如图，在第10s时速度达到20m/s，通过的路程为120m，后又继续运动10s，设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为f=3×103N。求：（1）在0-20s内汽车的平均速度；（2）小车速度达到20m/s后，继续运动10s的过程中汽车发动机的功率。

00601强化训练(2021·湖南邵阳市·中考真题)如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以的速度匀速运动了5s，弹簧测力计的示数为的8N，(不计滑轮和绳子之间的摩擦)，拉力F做功的功率为()A．1.6W B．8W C．3.2W D．16W（2021·广西柳州·一模）如图所示，用大小相等的拉力F，分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱，在力的作用下移动的距离SAB=SCD，比较两种情况下拉力F所做的功及其功率（）A．AB段做功较多 B．CD段做功较多C．AB段与CD段做的功一样多 D．AB段的功率比CD段的功率大(2020·山东淄博)利用图中所示的装置分别用力竖直匀速提升重100N的物体，物体运动速度为0.1m/s，每个滑轮重20N，不计绳重和摩擦。能改变用力方向的是图_____；拉力F甲＝_____N，F丙＝_____N；拉力F乙做功的功率是_____W。(2021·四川泸州市·中考真题)绵泸高铁内自泸段即将建成通车，据了解泸州乘高铁经内江到成都大约需要84min。其中泸州至内江约130km，按照设计速度250km/h运行，泸州到内江列车大约需要______h。内江至成都约150km，从泸州经内江到成都全程的平均速度约为______km/h。某牵引力为9×104N的动车组在一段平直轨道上匀速行驶时速度为216km/h，则该动车组的输出功率为______W。(2021·黑龙江绥化市·中考真题)甲、乙两人各自推动一辆小车，从同一地点同时向西做直线运动，乙的推力是50N，运动情况如图所示。以乙为参照物，则甲向______运动；乙推车功率是______W。（2023·安徽芜湖二模）如图所示，一个学生想通过登楼梯来估测自己的功率。已知楼梯每级楼梯高度为H，共有N级楼梯，他自身的质量为m，他上楼共用时间为t，则他共克服重力做功的功率为______。（2023·上海虹口二模）物体在50牛的水平拉力作用下沿拉力方向做匀速直线运动，10秒内前进了2米。求此过程中拉力所做的功和功率。（2022·广西柳州·中考真题）一辆汽车在1000N的牵引力作用下做匀速直线运动，60s内行驶了600m。求这个过程中：（1）汽车的速度；（2）汽车牵引力做的功；（3）汽车牵引力做功的功率。在自由下落过程中物体运动速度会越来越快。一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知AB=BC，如图所示，物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，则下列关系正确的是()A．W1≠W2 B．W1=W2，P1=P2 C．W1>W2，P1>P2 D．W1=W2，P1＜P2如图所示，重为12N的物体A放在足够长的水平桌面上，通过轻质细绳与滑轮相连，不计绳重与滑轮间的摩擦，动滑轮重为2N，重为6N的物体B通过滑轮拉动物体A向右做匀速直线运动的速度为0.2m/s，2min后，物体B着地，以下说法正确的是()A．物体A受到的摩擦力为3N B．1min内拉力对物体A做功为36J C．2min内B物体的重力做功为144J D．若用一个向左的拉力F使A向左匀速运动，则F＝8N如图所示，水平路面由三段长度相等的粗糙区域组成。在2N水平拉力F的作用下，物块体积忽略不计从区域的最左端由静止开始运动，在刚进入区域时撤去拉力，物块最终停在区域的最右端。如图为物块在区域和上运动的图像，则A．区域路面的粗糙程度比的大B．拉力在区域中做功的功率比的小C．物块在区域上所受的摩擦力等于2ND．物块在区域上运动的时间可能为1s(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。（2022·广西贺州·中考真题）用50N的水平力推物体向前移动2m，用时4s；推力对物体所做的功为______J，推力做功的功率为______W。（2021·甘肃平凉·二模）如图甲所示滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为105N的物体匀速提起，在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m。图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图像。（1）拉力的功率是______W；（2）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是______。（2023江苏苏州一模）原地高抬腿可提高肺活量，增强腿部力量。体重为510N的中学生做原地高抬腿，运动的频率是每分钟60次，每次身体重心上升5cm，则运动一分钟，克服重力所做的总功为________J，克服重力做功的平均功率为________W。（2022·广西·中考真题）第十二届中国（南宁）国际园林博览会为打造“智慧园博”，引入纯电动无人驾驶观光车，供市民免费乘坐游览，如图所示。若观光车与乘客总质量为600kg，轮胎与地面的总接触面积为0.02m2，在园内某段平直路面上匀速行驶30m，用时10s，牵引力为2×103N，求：（1）观光车行驶的速度；（2）牵引力做的功；（3）观光车静止在水平地面上时对地面的压强。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）一时间（t）图象如图所示，根据图象，下列判断正确的是（）A.两次物体运动的速度：v1＜v2B.两次物体所受的拉力：F1＞F2C.0﹣6s两次拉力对物体所做的功：W1＞W2D.0﹣6s两次拉力对物体做功的功率：P1＜P2如图所示，OQ是水平地面，物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q，OP段拉力F1为300N，F1做的功为W1，功率为P1；PQ段拉力F2为200N，F2做的功为W2，功率为P2．则()A．W1＞W2 B．W1＜W2 C．P1＞P2 D．P1＜P2如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，已知每个滑轮重均为3N，滑轮组下端挂有物体B