内容正文:
第十一章 机械功与机械能
11.2 怎样比较做功的快慢
目 录
01
基础过关
03
课后进阶
02
课堂巩固
04
能力提升
课标:3.2.2 知道功率。用生活中的实例说明功率的含义。
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11.2 怎样比较做功的快慢
01
基础过关
1.做功的多少与__________的比叫功率。功率是表示物体做功______的物理量。功率越大,表示做功越快。功率不表示物体做功的多少。
2.功率的计算公式:___________。其中W表示____,单位是____;t表示______,单位是___;P表示______,单位是____;变形公式为W=_____和t=W/P。
基础过关
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所用时间
快慢
P=W/t
功
J
时间
s
功率
W
Pt
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11.2 怎样比较做功的快慢
3.单位:功率的国际单位是____,1 W=1 J/s。其他单位还有kW。1kW=______W。某运动员跑步时最大功率可达到420W,其物理意义是_______________________。
4.推导公式:当物体在力F的作用下,以速度v做匀速直线运动时,功率P=W/t=Fs/t=Fv。即在功率一定时,F与v成反比。汽车上坡时,司机采取换挡的方法,使汽车的速度______,牵引力______。
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基础过关
W
1000
该运动员每秒做功420J
减小
增大
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11.2 怎样比较做功的快慢
02
课堂巩固
知识点1
知识点2
知识点3
功率
5.(1)在水平桌面上,小明2s内用4N的推力将木块沿直线匀速向前移动了5m,小明做了____J的功;小红3s内用4N的推力将木块沿直线匀速向前移动了5m,小红做了____J的功;小李3s内用6N的推力将木块沿直线匀速向前移动了5m,小李做了____J的功。
(2)小明和小红相比,______做功快,比较的方法是:做相同的功,__________越少,做功越快。
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课堂巩固
20
20
30
小明
所用时间
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11.2 怎样比较做功的快慢
(3)小红和小李相比,______做功快,比较的方法是:相同时间内,______越多,做功越快。
(4)生活中,人们通常用两种方法来比较做功的快慢。方法①:相同的时间比较做功的多少;方法②:______________________________。如图所示,表示的是用挖土机挖土比人力挖土快得多,所用的是判断方法____。物理学用功率描述做功的快慢,公式为P= ,这种方法与日常方法____(后两空均选填“①”或“②”)是相同的。
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课堂巩固
小李
做功
做相同的功比较所用时间的多少
①
①
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11.2 怎样比较做功的快慢
6.甲、乙两台抽水机的功率分别为500W和800W,下列说法正确的是( )
A.甲抽水机做功比较少
B.乙抽水机做功比较多
C.甲抽水机做功比较快
D.乙抽水机做功比较快
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课堂巩固
D
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11.2 怎样比较做功的快慢
7.关于功率,下列说法中正确的是( )
A.做功越多,功率就越大
B.功率不同,做的功一定不同
C.完成相同的功所用的时间越长,功率就越大
D.在相同时间内做的功越多,功率就越大
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课堂巩固
D
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11.2 怎样比较做功的快慢
功率的计算
8.小童同学10 s内推动水平桌面上的物体做匀速直线运动做了200J的功,小童做功的功率是多少?小安同学10s内拉物体做匀速直线运动做功的功率是60W,小安同学做了多少功?
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课堂巩固
小安同学做的功W=Pt=60W×10s=600J。
答:略。
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11.2 怎样比较做功的快慢
9.如图为新一代四旋翼快递无人机,其下方悬挂着一个30N的货物。无人机5s内匀速竖直上升了10m,求:
(1)它对货物做的功是多少?
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课堂巩固
解:无人机做的功W=Fs=Gh=30N×10m=300J;
(2)它对货物做功的功率是多少?
答:略。
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11.2 怎样比较做功的快慢
10.小李从一楼爬到四楼去体检,用时1 min 30 s,测得他的体重为50 kg,每层楼高为3 m,请计算小李从一楼爬到四楼需要做的功和功率。(g=10 N/kg)
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课堂巩固
解:G=mg=50kg×10N/kg=500N
W=Fs=Gh=500N×9m=4.5×103 J
答:略。
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11.2 怎样比较做功的快慢
功率的测量
11.(改编)利用生活中的测量工具,设计一种测量自己上楼功率的方案。请补充以下填空:
(1)测量原理是P=__。根据原理需要的实验器材有:______________、______、______。
(2)需完成的步骤(需要测量的物理量用相应的字母表示)
①_________________________________;
②用皮尺测出所上楼梯的总高度h;
③_____________________________;
④上楼功率的表达式P=________(g值用该字母表示即可)。
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课堂巩固
电子秤(磅秤)
皮尺
秒表
用电子秤(磅秤)测出自身的质量为m
用秒表测量出上楼所用的时间t
mgh/t
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11.2 怎样比较做功的快慢
(3)请你仿照时间、功两栏,将下列实验记录表格中第一行的3个空格栏目(①、②、③)填写完整。
(4)小亮先用较慢的速度爬楼,测得功率为P1,然后用较快的速度爬楼,测得功率为P2,则P1____(选填“>”“=”或“<”)P2。
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课堂巩固
①______________ ②__________________ 时间/s 功/J ③__________
自己的质量/kg
所爬楼的竖直高度/m
功率/W
<
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11.2 怎样比较做功的快慢
12.要测量小明上楼时的功率,不需要测量的是( )
A.身体质量 B.通过的楼梯高度
C.通过的路程 D.上楼所用的时间
13.春游时,小明和小红决定进行爬山比赛,他们同时出发,结果又同时到达山顶。想判断谁的功率大,还需知道的物理量是( )
A.山的高度 B.两人的体重
C.爬山的时间 D.两人的身高
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课堂巩固
C
B
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11.2 怎样比较做功的快慢
03
课后进阶
14.关于功和功率的概念,下列说法正确的是( )
A.做的功越多,功率就越大
B.做功时间越短,功率就越大
C.做功越快,功率就越大
D.省力越多的机械,功率就越大
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课后进阶
C
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11.2 怎样比较做功的快慢
15.小明用相同的水平推力,分别使较重的A物体沿光滑的平面移动,较轻的B物体沿较粗糙的平面移动,若在相同的时间内移动相同的距离。则下列说法正确的是( )
A.小明对A物体做的功多
B.小明对B物体做的功多
C.小明推A物体时的功率小
D.小明推A、B两物体时的功率相同
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课后进阶
D
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11.2 怎样比较做功的快慢
16.小杰背着书包回家,在水平路面上行走100m用时100s,乘坐电梯从1楼到21楼用时30s,以下符合实际的是( )
A.电梯对小杰做功约3.6×103J
B.小杰乘坐电梯上升时,对书包不做功
C.电梯对小杰做功的功率约1200W
D.小杰在水平路面行走时,重力做功的功率约600W
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课后进阶
C
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11.2 怎样比较做功的快慢
17.(2021·吉林改编)一辆汽车在平直的公路上匀速行驶,50s内通过的路程是1000m,它的速度为____m/s,汽车受到的牵引力为3000N,牵引力做功________J,功率为________W。
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课后进阶
20
3×106
6×104
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11.2 怎样比较做功的快慢
18.跳绳是初中生比较喜爱的一项体育运动,小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力做功的平均功率(不计绳重)。(填物理量与其对应的字母)
(1)用______测量自己的质量m。
(2)估测自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升高度)。
(3)用______(填测量器材)记录跳n次所用的_______。
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课后进阶
磅秤
秒表
时间t
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11.2 怎样比较做功的快慢
(4)数据处理:①自己所受的重力G=____;②每次克服重力所做的功W=Gh=_____,则跳n次所做的总功W总=nW=______;③平均功率P=______。
(5)若跳绳者的质量m=50kg,跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示。根据图中所给条件,可估算出此跳绳者在1min内克服重力做功的平均功率为_____W。(g取10N/kg)
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课后进阶
mg
mgh
nmgh
135
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11.2 怎样比较做功的快慢
19.一台起重机的功率是20 kW,完成1.2×106 J的功,需要多长时间?
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课后进阶
答:略。
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11.2 怎样比较做功的快慢
20.如图所示是一款地面清扫机器人。若该机器人在沿直线匀速清扫过程中受到的阻力为150N,在10s内沿直线匀速清扫的距离为5m,求:
(1)该机器人在10s内所做的功;
解:因该机器人在沿直线匀速清扫过程中处于平衡状态,受到的阻力和牵引力是一对平衡力,所以W=Fs=fs=150N×5m=750J
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课后进阶
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11.2 怎样比较做功的快慢
20.如图所示是一款地面清扫机器人。若该机器人在沿直线匀速清扫过程中受到的阻力为150N,在10s内沿直线匀速清扫的距离为5m,求:
(2)该机器人工作时的功率。
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课后进阶
答:略。
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11.2 怎样比较做功的快慢
21.一辆汽车重为5×104 N,在平直公路上以10 m/s的速度匀速行驶1 min,已知汽车发动机的功率为3×104 W。求:(1)汽车在1 min内行驶的距离;
(2)汽车在1 min内做的功;
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课后进阶
解:s=vt=10 m/s×60s=600m
解:W=Pt=3×104 W×60s=1.8×106 J
(3)汽车牵引力。
答:略。
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11.2 怎样比较做功的快慢
04
能力提升
22.如图甲所示,用弹簧测力计水平拉一木块,使它在水平长木板上做匀速直线运动,图乙是它运动的路程随时间变化的两段图像,下列说法正确的是( )
A.图甲中木块受到的拉力为3.8N
B.木块在AB段和BC段受到的滑动摩擦力之比为1∶2
C.AB段和BC段拉力做功的功率之比为2∶1
D.AB段和BC段木块的速度之比为1∶2
能力提升
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C
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11.2 怎样比较做功的快慢
23.学校新近买了30套总质量为300 kg的物理实验器材,每套一箱。现在,某实验员需要把这批实验器材搬运到14 m高的物理实验室。求:
(1)该实验员需要做多少功?(不考虑他克服自身重力所做的功,g=10 N/kg)
解:G=mg=300kg×10N/kg=3000N,W=Fs=Gh=3000N×14m=4.2×104J
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能力提升
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11.2 怎样比较做功的快慢
(2)假设他身体可以提供的功率P(如图所示)取决于所搬运物体的质量m。
若要尽可能快地把这批器材搬上去,那么他每次搬运的箱子数应为___个。
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3
能力提升
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11.2 怎样比较做功的快慢
(3)不考虑搬起箱子、放下箱子和下楼的时间,求他搬运这批实验器材的最短时间。
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答:略。
能力提升
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11.2 怎样比较做功的快慢
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解:小童同学做功的功率P===20W;
解:无人机做功的功率P===60W。
P== =50 W
解:t===60s
解:该机器人工作时的功率P===75W
解:F===3×103N (或 F===3×103N)
解:要求搬运时间最短,身体所提供的功率应最大,即P=70W。t===600s
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