拔尖专训10 功和功率（课件）2024-2025学年人教版物理（2025）八年级下册

拔尖专训10 功和功率 1 培优点1 克服重力做功 例1 小刚想粗略测算自己在单杠上做引 体向上运动时的功率，如图所示。 （1）需要的测量工具：体重计、刻度尺、 ______。 秒表 同步拔尖专训 2 （2）请帮他设计实验步骤： __________________________ ____________________________________________________ ___________________________________________________ 。 使用体重计测量小刚的体重； 用刻度尺测量每次引体向上上升的高度；用秒表测量连续做 5次引体向上需要的时间；计算出小刚做引体向上时的功率 同步拔尖专训 3 （3）小刚采用了合适的方法记录数据，请帮他在表格空线 上补上相应的数据。取 重心上升 高度 质量 拉一次克服 重力所做的 功 拉上 去的 次数 时间 功率 0.4 60 _____ 5 10 _____ 240 120 返回 同步拔尖专训 4 培优点2 克服摩擦力做功 例2 如图甲所示，水平地面 点两侧粗糙程度不同，物体一直 受到沿水平方向的力。物体经过 点开始计时，每隔相同 时间用虚线框记录物体位置。物体在 段做匀速直线运动。 同步拔尖专训 5 （1）如图乙，以方框内的黑点代表物体，画出物体在 段 运动时在水平方向上的受力示意图。 【解】如图所示。 同步拔尖专训 6 （2）在和 段中，物体所受的摩擦力大小________ （填“相等”或“不相等”），判断依据是___________________ ____________________________。 不相等 虽然压力相同，但水平地面点两侧粗糙程度不同 同步拔尖专训 7 （3）力在、段做功分别为、 ，功率分别为 、，则___，___（前两空均填“ ”“ ”或“ ”），判断、 大小关系的依据是 __________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ __________ 。 由图可知， 物体在段运动的时间大于段运动的时间，根据 可知，在做功相同时，做功时间越长功率越小，所以 返回 同步拔尖专训 8 培优点3 浮力和做功 例3 面积很大的水池，水面上浮着 一棱长为、质量为 的正方体均匀 木块，开始时木块静止，如图甲所 示。现用力 将木块匀速下压，运动 时，随深度 变化关系如图乙所示，则： 同步拔尖专训 9 （1）木块静止时，所受浮力 ____，正方体木块的密度 __ 。 同步拔尖专训 10 【点拨】木块静止时漂浮在水面，受到 的浮力等于木块本身的重力，即 ；由图乙可知，木块漂 浮时浸入水中的深度为 ，则木块漂浮时排开水的体积为 ，根据漂浮时受到的浮力等于物体本身重力，则有 ，则木块的密度 。 同步拔尖专训 11 （2）木块开始下沉到恰好浸没的过 程中，重力对木块做功是_______ （用、、 表示）。 【点拨】木块开始下沉到恰好浸没 的过程中，木块在重力方向移动了 ，则重 力对木块做功 。 同步拔尖专训 12 （3）在木块匀速下沉过程中， 最大值是______，木块开始下沉 到恰好浸没的过程中，忽略水面 高度的变化， 对木块做的功是 ________。（提示： 是匀速增大 的，用、、 表示） 同步拔尖专训 13 【点拨】已知水和木块的密度关系 是 ，木块浸没后受到的 浮力 ， 木块浸没时受力平衡，则有 ，则手对木块的最 同步拔尖专训 14 大压力 ； 木块开始下沉到恰好浸没的过程中， 是匀速增大的，到浸没时最 大压力为 ，则该过程 的平均压力 同步拔尖专训 ，所以 对木块做的功 。 返回 同步拔尖专训 巩固训练 1. 某同学走楼梯从一楼到三楼大约用时 ，则该同学克服 自身重力做功的功率最接近( ) B A. B. C. D. 2. 在汽车爬坡的时候要减速慢行，其原因是( ) B A. 为了使汽车的功率变大 B. 为了增大牵引力 C. 为了爬坡时更省力 D. 为了使汽车更加省油 返回 同步拔尖专训 17 3. 汽车以速度在平直路面上匀速行驶，在 时刻将汽车发 动机的输出功率调大为另一个恒定值，设汽车行驶过程中受 到的阻力恒定不变。汽车运动的路程为，发动机做功为 ， 汽车的运动速度为，汽车的牵引力为，从 时刻开始， 下列随时间 变化的图像可能正确的是( ) B A. B. C. D. 同步拔尖专训 18 【点拨】在 时刻后，当功率调大到某一恒定值后，由于速 度不能突变，根据 可知，牵引力增大，大于阻力，汽 车做加速运动，路程与时间不再成正比，故A错误； 时刻 后，随着速度的增大，牵引力逐渐减小，故速度增大得越来 越缓慢，直到牵引力减小到再次和阻力平衡，速度不再增大， 汽车以此速度做匀速运动，故B正确；在 时刻前，汽车以 速度做匀速运动，牵引力 和阻力是一对平衡力，大小不 同步拔尖专训 19 变，汽车运动的路程及牵引力做功均与时间成正比，故C错 误；在 时刻后，当功率调大到某一恒定值时，牵引力会突 然增大到某一值，故D错误。故选B。 返回 同步拔尖专训 4. 如图所示，不计空气阻力，用 弹簧测力计两次水平拉同一木块， 使它在同一水平木板上做匀速直线 C A. 木块第一次和第二次速度之比为 B. 木块两次受到的滑动摩擦力之比为 C. 对木块第一次和第二次的拉力功率之比为 D. 在相同时间内拉力两次对木块做功之比为 运动，图乙是它运动的路程随时间变化的图像，下列说法正 确的是 ( ) 同步拔尖专训 21 【点拨】由图乙可知，木块 两次都做匀速直线运动， 时， , ；因为时间一定， 速度与路程成正比，即 ， 故A错误；两次接触面的粗糙程度相同、压力相同，则滑动 摩擦力相同，即木块两次受到的滑动摩擦力之比为 ，故B 同步拔尖专训 22 错误；木块两次都做匀速直 线运动，受力平衡，受到的 拉力和摩擦力相等，因为摩 擦力相同，故拉力也相同； 相同时间内的路程之比为 ，根据 可 得，根据 可知，功率之比为 ，故C 正确，D错误。故选C。 返回 同步拔尖专训 5. 在粗糙程度均匀的水平地面上的运动物体，受到方向不变 的水平拉力的作用，其和 图像分别如图甲和乙所 示。下列分析正确的是( ) D A. 内拉力做功为 B. 内拉力做功 C. 内拉力的功率逐渐变大 D. 时拉力的功率为 同步拔尖专训 24 【点拨】由图乙知， 内，物体速度为0，处于静 止状态，没有在拉力 的方 向上移动距离，拉力不做 功，故A错误；由图甲可知，内，拉力为 。由 图乙知， 内，物体做加速运动，速度变化是均匀的， 内平均速度为 ，则物体通 同步拔尖专训 25 过的距离为 ， 拉力做的功为 ， 故B错误；由图甲知， 内，拉力不变，由 同步拔尖专训 图乙知， 内，物体 运动速度逐渐减小，由 可知，功率逐渐变 小，故C错误；由图甲知， 时拉力的大小为 ， 由图乙知，物体的速度是 均匀变大的， 时速度为 同步拔尖专训 0，时速度为 ，物 体做匀加速运动，所以 时的速度为 ，此时拉 力的功率为 ， 故D正确。故选D。 返回 同步拔尖专训 6. 用弹簧测力计将沉在水底的实心物块匀速直线提升至下表面 离水面处，如图甲所示，物块被提升的速度恒定为 。 物块提升过程中，弹簧测力计示数与物块上升高度 的关系如 图乙所示。则取，水的密度是 ( ) B A. 物块浸没在水中受到的浮力为 B. 物块下表面受到水的最大压强为 C. 物块的密度为 D. 物体离开水面后，弹簧测力计对物块做功的 功率为 同步拔尖专训 29 【点拨】由图乙可知， 内物块所受 拉力不变，此时物块浸没在水中， 内物块所受拉力增大，物块逐渐从水中拉 出， 之后，物块完全被拉出水面，此时 拉力等于物块重力。物块的重力为 ，浸没水中 拉力为 ，物块浸没在水中受到的浮力 同步拔尖专训 30 ，故A不符合题意； 由图乙 可知，物块初始时下表面距水面的距离为 ，物块下表面 受到水的最大压强 同步拔尖专训 ， 故B符合题意；物块浸没时，排开水的体积等于物块的体积，根据 可得， ， 物块的质量 ， 同步拔尖专训 物块的密度 ， 故C不符合题意；由 可得，物块离开水面后， 弹簧测力计对物块做功的功率 ，故D不符合题意。故选B。 返回 同步拔尖专训 7.小明步行的速度是 ，他根据自己的 腿长和步距画出了如图所示的步行示意图， 对步行时重心的变化进行了分析：当两脚一 前一后着地时重心降低，而单脚着 地迈步时重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。如果 小明的质量为 ，则他每走一步克服重力所做的功为____ ；他每走一步克服重力做功的功率为____。取 25 60 返回 同步拔尖专训 34 8.某轿车的质量是 ，车轮与地面的总接触面积是 。取 （1）轿车空载静止时，对水平地面的压强为多少？ 【解】因轿车静止，轿车对水平地面的压力 ， 轿车对水平地面的压强 。 同步拔尖专训 35 （2）在平直的公路上以恒定的功率测试 轿车性能时，轿车由静止开始运动，水平 方向获得的动力随运动时间 的变化关系 如图所示。后，轿车以 的 速度做匀速直线运动，则在 时间 内牵引力做的功为多少？轿车发动机的功率为多大？ 同步拔尖专训 36 由图可知，轿车在 时间内牵引力 保持不变，，根据 可 得，在 时间内通过的路程 ， 在 内牵引力做的功 ，轿车发动机功 率 。 返回 同步拔尖专训 37 9.如图甲所示是用起重机打捞沉石的简化示意图。正方体石 块静止在湖底，粗细、重力不计的绳子在起重机的作用下将 该石块从水底以 的速度匀速竖直向上拉，直至完全拉 出水面，拉力 的大小随时间变化的关系图像如图乙所示。 求：取，水的密度是 同步拔尖专训 38 （1）石块在水中受到的最大浮力。 同步拔尖专训 39 【解】从图乙可知，石块的重力 ，石块浸 没水中时所受的拉力 ，石块在水中受到的最大 浮力 。 同步拔尖专训 40 （2）石块在露出水面之前，拉力的功率。 石块在露出水面之前，根据 可知，拉力的功 率 。 同步拔尖专训 41 （3）石块上表面恰好接触水面时，下表面受到水的压强。 同步拔尖专训 42 石块浸没时排开水的体积 ，正方体石块的 棱长 ，石块上表面恰好接触水面时， 下表面所处水的深度 ，下表面受到水的压强 。 返回 同步拔尖专训 43 $$