沪粤版九年级上册物理练习112 怎样比较做功的快慢.docx
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沪粤版九年级上册物理练习112怎样比较做功的快慢
11.2 怎样比较做功的快慢
图11-2-1
一 如何比较物体做功的快慢
1.做相同的功,比较所用时间的长短.
2.相同时间内,比较做功的多少.
3.比较做功多少与做功时间的比值的大小.
二 功率
1.定义:
在物理学中,把____________与____________的比叫做功率.
2.公式:
功率=,用符号表示为:
P=.
3.公式变形:
W=________,t=________.
4.推导公式:
P===Fv.
5.单位:
功率的单位为瓦(W),1W=1J/s.在工程技术上,常用千瓦(kW)作为单位.
三 如何测量登楼的功率
1.器材:
磅秤、皮尺(刻度尺)、停表.
2.步骤:
(1)用磅秤称出人的________;
(2)用皮尺量出地面到所登楼层的__________;
(3)用停表记录人登楼所用的__________;
(4)计算人登楼的功率:
P===________.
类型一 功率的概念
例1下列关于功率的说法中,正确的是( )
A.物体做功越多,功率越大
B.物体做功时间越短,功率越大
C.物体做功越快,功率越大
D.物体做功时间越长,功率越大
[易错辨析]功和功率是两个密切相关的物理量,但二者又有所区别.功率表示做功的快慢,功表示做功的多少,一个力做功的多少由功率和时间两个因素决定,功率大的做功不一定多,做功多的功率也不一定大.在分析功和功率的关系时,必须考虑时间因素.
类型二 功率的计算
例2如图11-2-2所示,甲用90N的拉力,乙用50N的推力,在30s内共同使一辆小车从一个倾角为30°、长为60m的斜坡底端匀速运动到顶端.甲、乙二人对小车做功________J,甲对小车做功的功率为________W.
图11-2-2
[方法指导]正确利用功率的计算公式
P=
应用时要注意W和t的相互对应
P=Fv
应用时要注意F和v的同体性、同时性、同向性
类型三 功率的测量
例3要测量小明通过楼梯上楼的功率,不需要测量的物理量是( )
A.自身质量
B.通过楼梯的高度
C.通过的路程
D.上楼所用时间
[方法指导]功率的测量方法
功率的测量是功率计算公式的一个拓宽延伸,一般考查人爬楼、跳绳、登山、做引体向上的功率.解答时从实验原理P=出发,从公式P===中分析出所需要的测量工具、测量的物理量进而计算出功率的大小.
课堂反馈
(二)
[怎样比较做功的快慢]
1.如图2-1所示,图甲中运送同样多的砖到同样高的地方,用起重机比用滑轮组需要的时间________,说明起重机做功________;图乙中在相同时间内,把砖运送到同样高的地方,起重机比滑轮组运送砖的数量多,说明起重机做功________.我们把做功的快慢用________来表示.
图2-1
2.功率是描述物体____________的物理量.某小车功率为800W,它表示的物理意义是________________________.若该小车工作5min,则做功________J.
3.下面关于功率的几种说法中正确的是( )
A.做功所用的时间越多,功率越小
B.功率越大,做功就越多
C.在相同的时间里,做功越多,功率越大
D.做功所用的时间越少,功率越小
4.如图2-2所示,蚂蚁用10-3N的力拉着树叶,10s内沿拉力方向前进了10cm,则蚂蚁对树叶做的功为________J,此时的功率为________W.
图2-2
5.九年级二班的男同学要举行爬楼比赛,看看谁的功率大.要测出某同学爬楼的功率:
(1)已测出了这个同学的质量m,还需要测出的物理量:
________________________________________________.
(2)还需要的测量工具是________________.
(3)由测得的物理量,计算爬楼功率的表达式为________________.
课时作业
(二)
[11.2 怎样比较做功的快慢]
一、选择题
1.关于功率,下列说法错误的是( )
A.功率表示做功的大小
B.功率表示做功的快慢
C.相同时间,功率大的机器做功多
D.功率大的机器比功率小的机器做功快
2.体重较大的大人与体重较小的小孩爬相同的楼梯所用时间相同,下列说法正确的是( )
A.大人比小孩做功多,大人功率大
B.大人比小孩做功多,小孩功率大
C.大人与小孩做功相同,小孩功率大
D.大人与小孩做功相同,两人功率相同
3.举重是我国的优势体育项目之一.一位身高170cm的运动员和一位身高160cm的运动员,在挺举项目中所用时间相同,把同样重的杠铃举起,如图2-K-1所示.如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2,功率分别为P1和P2,则下列关系式中正确的是( )
A.W1=W2、P1=P2B.W1>W2、P1=P2
C.W1>W2、P1>P2D.W1<W2、P1<P2
图2-K-1
4.如图2-K-2所示是甲、乙两物体做功和所需时间的关系图像,由图像可知( )
图2-K-2
A.P甲>P乙B.P甲
C.P甲=P乙D.无法确定
5.王小虎同学听到上课铃声响了,他一口气从一楼跑到三楼,用时10s.那么他在上楼过程中,克服自身重力做功的功率最接近( )
A.3WB.30W
C.300WD.3000W
6.小敏同学和她所骑的轻便自行车总重约600N,上学路上她骑车在20s内匀速通过了一段长100m的平直公路.若自行车所受路面的阻力约为人和车总重力的0.05倍,则通过该段公路时,小敏同学蹬车的功率约为( )
A.150WB.300W
C.1500WD.3000W
7.甲、乙两台机器做功之比为1∶2,甲所用时间是乙所用时间的,则甲、乙两台机器功率之比为( )
A.1∶1B.1∶2
C.1∶4D.4∶1
8.在学习了功率的知识后,三位同学想比较爬杆时谁的功率大.以下是他们讨论后得出的三套方案,其中可行的是( )
①用相同的时间爬杆,测量出各自的体重和爬上杆的高度,即可比较功率大小
②都爬到杆顶,测量出各自的体重和爬杆用的时间,即可比较功率大小
③爬杆时,测量出各自的体重、爬杆用的时间和爬上杆的高度,算出功率进行比较
A.只有①B.①②C.①③D.①②③
9.汽车在行驶过程中,发动机的功率为P,牵引力为F,汽车行驶的速度为v,这三者之间的关系为P=Fv.当汽车爬坡时,驾驶员的操作总是加大油门同时换低挡.加大油门是为了使发动机发挥最大的功率,换低挡是为了减小车速.那么,在爬坡时减小车速的目的是( )
A.保证安全
B.省油
C.增大发动机的牵引力
D.以上说法均正确
二、填空题
10.物理学中,为比较物体运动的快慢,引入了速度的概念;为比较做功的快慢,引入了________,并且为了纪念物理学家________而命名了该物理量的单位.
11.一台机器在6s内做功2400J,则该机器的功率是______,它表示的物理意义是________________________.拖拉机耕地的功率是20kW,若以此功率耕地10min所做的功是__________.
12.如图2-K-3所示,重为150N的物体在大小为40N的水平拉力F作用下,向右匀速运动了10m,所用时间为20s,则拉力做的功是________J,拉力做功的功率为________________________________________________________________________W.
图2-K-3
13.在体育考试中,小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图2-K-4所示.若实心球重20N,从最高点到落地点的过程中,球下降的高度为2.7m,用时约0.75s,则球下降过程中重力做功为________J,功率为________W.
图2-K-4
14.如图2-K-5所示是小明同学做引体向上的示意图,他在半分钟内做了12个规范的引体向上.已知小明的质量为60kg,每次引体向上他能将自身重心提高0.4m,则他每做一次引体向上所做的功为________J,整个过程中的平均功率为_________W.(g取10N/kg)
图2-K-5
15.如图2-K-6甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动,两次拉动木块得到的s-t图像分别是图乙中的图线①②,两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,两次拉力的功率分别为P1、P2,则F1________F2,P1________P2.(均选填“<”“=”或“>”)
图2-K-6
16.2017·邵阳如图2-K-7所示,物体在5N的水平拉力F作用下,沿水平面以0.2m/s的速度匀速运动了4s,拉力F的功率为________W.
图2-K-7
三、实验探究题
17.某班同学进行爬楼比赛,看谁做功快.甲、乙同学各记录自己两次从一楼爬到确定的楼层所用的时间,并填入下面表格中,然后将有关的物理量也记录在下面的表格中.
学生
实验
序号
学生的质量
/kg
楼梯的高
度/m
爬梯做的
功/J
所用的
时间/s
甲
①
50
3
1500
5
②
50
3
1500
8
乙
③
54
6
12
④
54
3
1620
5
(1)实验③中乙同学做的功为________J.分析比较实验序号________,可以得出的初步结论是当做功所用时间相同时,做功越多,做功越快.
(2)分析比较实验序号①和②,可以得出的初步结论是 .
(3)若要比较甲、乙两位同学做功的快慢,则可以通过比较__________________________来确定哪位同学做功快.因此为了比较做功快慢,还应在表格中添加的栏目是______________.
(4)分析比较以上实验数据,可以得出爬楼做功最快的学生是__________(选填“甲”或“乙”).
四、计算题
18.起重机在10s内将重为2000N的石头沿竖直方向匀速提升0.5m.求:
(1)起重机对石头做的功.
(2)起重机提升石头的功率.
19.如图2-K-8所示,小兰在跑步机上锻炼身体.设她在跑步机上以5m/s的速度匀速跑动30min,跑动的总动力为40N.问:
(1)她在这段时间内相当于跑了多少路程?
(2)她在这段时间内做了多少功?
(3)她做功的功率是多少?
图2-K-8
详解详析
【新知梳理】
二、1.做功的多少 所用时间 3.Pt
三、2.
(1)质量m
(2)高度h (3)时间t (4)
【应用示例】
例1 C [解析]在相同时间内,做功越多,功率越大,A选项中缺少“相同时间”这一条件,故A选项不正确.做相同的功,做功时间越短,功率越大,B选项中缺少“相同的功”这一条件,故B选项不正确.做功越快,功率越大,故C选项正确.做功时间越长,但做功多少不知道,无法确定功率大小,故D选项不正确.
例2 8400 180
[解析]甲对小车做的功:
W甲=F甲s=90N×60m=5400J;乙对小车做的功:
W乙=F乙s=50N×60m=3000J;则甲、乙二人对小车做的功:
W=W甲+W乙=5400J+3000J=8400J.甲对小车做功的功率:
P甲===180W.
例3 C [解析]小明同学上楼梯的过程就是克服其重力做功的过程,根据功率的计算式P===可知,不需要测量的物理量是通过的路程.
【课堂反馈】
1.短 快 快 功率
2.做功快慢 小车在1s内做的功为800J 2.4×105
3.C 4.1×10-4 1×10-5
5.
(1)爬楼所用时间t、爬楼的高度h
(2)停表、卷尺 (3)P=
【课时作业】
1.A
2.A [解析]大人与小孩爬相同的楼梯,h相同,但大人体重比小孩的大,由W=Gh可知大人做功多;爬楼梯所用时间相同,根据功率公式P=可知,大人的功率大.
3.C[解析] 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的运动员较高,根据公式W=Gh可知,W1>W2;因为两名运动员举起杠铃的时间相同,根据公式P=可知,P1>P2,所以C正确.
4.A
5.C [解析]通常中学生的质量约为50kg,从一楼跑到三楼上升的高度约为6m,该学生克服自己重力做功:
W=Gh=50kg×10N/kg×6m=3000J,由功率公式P=可得,P==300W.
6.A [解析]根据题意可知是克服摩擦力做功,所以用克服摩擦力做的功除以所用的时间,即为蹬车的功率.
7.A 8.D
9.C [解析]根据P=Fv可知,在功率一定时,牵引力F与速度v成反比,爬坡时减小车速可以获得更大的牵引力.
10.功率 瓦特
11.400W 该机器在1s内做功400J 1.2×107J
[解析]在物理学中,把物体在单位时间内完成的功叫功率;功率是表示物体做功快慢的物理量,P===400W.10min=600s,以20kW的功率耕地10min所做的功:
W=Pt=20000W×600s=1.2×107J.
12.400 20 13.54 72 14.240 96
15.= >
16.2 [解析]由图可知,该滑轮为动滑轮,物体运动的速度为0.2m/s,则绳子自由端的速度为v=2×0.2m/s=0.4m/s;拉力F的功率为P=Fv=5N×0.4m/s=2W.
17.
(1)3240 ①和④
(2)做相同的功,所用时间越少的,做功越快 (3)做的功与所用时间的比值 (4)乙
18.
(1)起重机对石头做的功:
W=Gh=2000N×0.5m=1000J.
(2)起重机提升石头的功率:
P===100W.
19.
(1)由速度公式v=变形得,跑步的路程:
s=vt=5m/s×30×60s=9000m.
(2)她在这段时间内做的功:
W=Fs=40N×9000m=360000J=3.6×105J.
(3)她做功的功率:
P===200W.
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