11.4功率 2024-2025学年苏科版物理九年级上册

11.4功率 考向一 功率的理解 1．关于功率，下列说法正确的是（　　） A．做功越多，功率一定越大 B．功率大，做功不一定快 C．做功所用的时间越短，功率越大 D．单位时间做的功多，功率就大 2．已知甲机器的功率小于乙机器的功率，则两台机器正常工作时，下列说法正确的是（    ） A．甲机器做功一定多 B．乙机器做功一定快 C．甲机器做功一定快 D．乙机器做功一定多 3．正常人的心推动血流动的功为，表示的物理意义是 ；那么心脏工作做 ；这些功可把一个质量为的人举高 。 4．无人机在现在的生产生活中有着广泛的应用。如图所示是一款新型智能航拍无人机，机身总质量2kg，小李操作该无人机先以1.2m/s的速度沿竖直方向匀速上升48m，接着又以2m/s的速度沿水平方向匀速飞行80m，无人机在上升过程中需要克服重力做功 J，在整个飞行过程中克服重力做功的功率为 W。    考向二 功率的估测及比较 5．甲乙两种机械所做的功W随时间t变化的图像如图所示，则从图像可以判断（    ） A．甲比乙做功多 B．甲比乙做功少 C．甲比乙做功快 D．甲比乙做功慢 6．某同学的质量约为50kg，他以正常速度从教学楼的一楼走上二楼。请估算在此过程中该同学上楼的功率最接近于（　　） A．1W B．10W C．100W D．1000W 7．一小球由A点竖直上抛，经过B、C两个位置，且AB=BC，如图所示，小球重力在AB、BC段做功分别为WAB、WBC，功率分别为PAB、PBC，则（　　）      A．WAB>WBC B．WAB＜WBC C．PAB＜PBC D．PAB>PBC 8．物体在同一水平面上做匀速直线运动，当物体运动路程与时间的关系图像如图甲时，受到的水平推力为F1；当物体运动的速度与时间的关系图像如图乙时，受到的水平推力为F2。两次推力的功率分别为P1、P2。则F1与F2的比值是 ，P1∶P2的比值是 。 考向三 功率的测量 9．如图所示，一位老人和一位小孩攀爬同一楼梯，从一楼上到三楼。若要比较攀爬楼梯过程中老人和小孩克服重力做功的平均功率大小，下列测量组合中可行的是（　　） ①各自的质量 ②一楼到三楼的竖直高度 ③一楼到三楼的楼梯长度 ④各自爬楼梯所需的时间 A．①② B．①④ C．②④ D．①③ 10．风车是利用风力做功的装置。小明制作了一架小风车，他想粗略测定风车在一定风速下做功的功率，实验装置如图所示。除了图中的实验器材，还必需的测量工具有：天平、刻度尺和秒表。 （1）观察实验装置，小明是通过测量细线对 做功的功率来测定风车做功的功率。 （2）实验时，逐渐增加挂在细线下的回形针数量，直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止。若测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m，回形针的个数n，则风车做功的功率P＝ （请用题给符号写出表达式）。 （3）实验过程中，风车转轴处总会有摩擦，摩擦较小时与摩擦较大时相比，较 （选填：大/小）时测得风车的功率值较大。 11．小明想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率（不计绳重）。 （1）实验需要测量的物理量：①用 （填测量器材）测量自己的质量m；②测自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度）；③用 （填测量器材）记录跳n次绳所用的 （填物理量与其对应字母）。 （2）跳绳时平均功率表达式：P= 。 （3）若小明的质量m=50kg，他跳绳时的重心高度随时间变化的情况如图所示，根据所给条件可估算出他每跳一次克服重力所做的功是 J，在1min内，他跳绳的个数是 个，在1min内克服重力做功的平均功率为 W。（g取10N/kg） （4）小明和小华两人想比较跳绳的平均功率（假设两人跳起的平均高度相同），则 ； A．频率相同，体重大的功率大 B．频率相同，跳的时间长的功率大 C．体重相同，频率高的功率小 D．体重相同，跳的时间长的功率大 考向四 功率的推导式 12．司机开车上坡时，往往加大油门，减速行驶，这样做的目的是（　　） A．增大功率，减小阻力 B．增大功率，增大牵引力 C．减小功率，增大牵引力 D．减小功率，减小阻力 13．某汽车在平直的公路以72km/h的速度匀速行驶6km，其发动机输出功率始终为80kW，汽车行驶时受到的阻力为 N，汽车行驶期间发动机共做功 J。 14．如图，重为100牛的物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.4米/秒的速度做匀速直线运动，弹簧秤的示数为5牛。不计滑轮、绳子、弹簧秤的重力，忽略绳子与滑轮间的摩擦。则物体A受到水平面的摩擦力为 N；若物体A匀速运动2s，拉力F做功为 J，拉力F的功率为 W。 15．新能源电动汽车具有节能、环保的特点。如图所示，一辆电动汽车停放在水平地面上，满载时整车质量为1.5t，轮胎与地面的总接触面积为600cm2。在某段平直路面上，该车满载时90s内匀速行驶了1.8km，电动汽车受到的阻力为2500N，求： （1）汽车行驶的速度； （2）汽车发动机的功率； （3）汽车静止时对水平地面的压强。（g取10N/kg） 16．一辆汽车先在平直公路上沿直线向前匀速行驶，途中匀速经过一段上坡路面，上坡后继续沿平直公路向前匀速行驶。如果汽车发动机的功率始终保持不变，上坡过程需改变速度，增大牵引力。则汽车行驶路程s随时间t变化的关系可能是（　　） A． B． C． D． 17．如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如图乙所示，物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示。由图象可知当t＝1s时，物体所受的摩擦力为 N，当t＝3s时，摩擦力 推力（填“＜”、“＝”或“＞”），当t＝5s时，推力做功的功率为 W。 18．质量为3kg的清洁机器人在水平地面上匀速运动时，所受水平推力与速度的关系如图乙所示，g取10N/kg，当该机器人在水平地面上以0.6m/s的速度匀速运动时，水平推力的功率是 W，该机器人以0.5m/s的速度在水平地面上匀速运动10s的过程中，所受阻力大小为 N，推力所做的功为 J。 19．现有30包大米一总质质量为l50kg．小明想尽快将它们搬上10m高处的库房．如图为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像．由图可知他可以提供的最大功率为 W；为了尽可能快地将大米搬上库房，他每次应搬 包．若每次下楼时间是上楼时间的一半，则他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间 s．（g=10N/kg） 20．如图所示，动滑轮重4N，所吊重物B重20N，物体A重240N，此时物体B恰好以0.1m/s的速度匀速下降．不计绳重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦．求： （1）水平面对物体A的摩擦力是多大? （2）要使物体B恰好以0.2m/s的速度匀速上升，则要对物体A施加水平向右拉力F的功率为多大? 11.4功率 参考答案 题号 1 2 5 6 7 9 12 16 答案 D B C C D B B D 1．D 【详解】A．根据功率的公式，做功越多，时间未知，功率不一定越大，故A错误； B．功率是描述物体做功快慢的物理量，功率越大，做功越快，故B错误； C．根据功率的公式，做功多少未知，做功所用的时间越短，功率不一定越大，故C错误； D．根据功率公式可知单位时间做的功多，功率就大，故D正确。 故选D。 2．B 【详解】BC．功率是表示做功快慢的物理量，甲机器的功率小于乙机器的功率，所以乙机器做功一定快，故B正确，C错误； AD．根据W=Pt可知，只知道两机器功率大小，做功时间未知，无法比较做功多少，故AD错误。 故选B。 3． 心脏每秒可以做功 【详解】[1]正常人的心脏推动血液流动的功率约为，物理意义是指人的心脏每秒可以做功。 [2]在内心脏做功为 [3]人所受重力 由得，把人举高的高度 4． 960 12 【详解】[1]无人机在上升过程中需要克服重力做功 W=Gh=mgh=2kg×10N/kg×48m=960J [2]整个飞行过程中用的总时间为 无人机沿水平方向匀速飞行，重力方向竖直向下，没有在重力的方向上通过一定的距离，没有克服重力做功，整个飞行过程中克服重力做功的功率为 5．C 【详解】AB．机械做功与时间有关，不知道机械做功的时间关系无法比较做功多少，故AB不符合题意； CD．由图象可知，在相等时间内，甲比乙做功多，由可知，甲的功率大，甲比乙做功快，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 6．C 【详解】该同学的重力约为500N，一层楼的高度约为3m，所以该同学做的功约为1500J，所用时间约为10s，功率约为150W，最接近于100W。故选C。 7．D 【详解】根据题意知道 AB=BC 小球的重力不变，由W=Gh知道，小球重力在AB段和BC段做的功相等，即 WAB=WBC 由于小球在竖直上升时做减速运动，则由知道，小球在AB段运动的时间短，由 知道，小球在AB段重力做功的功率大于BC段重力做功的功率，即 PAB＞PBC 故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 8． 1∶1 3∶5 【详解】[1]由图像甲可知，物体做匀速直线运动，速度大小为 由v-t图像乙可知，物体的速度保持不变，即物体做匀速直线运动，速度大小为v乙=5m/s；因为两次都是匀速直线运动，根据二力平衡条件可知，推力都等于摩擦力，因为物体对接触面的压力大小等于其重力的大小，即物体对接触面的压力大小不变，接触面的粗糙程度不变，则摩擦力不变，所以故物体受到的水平推力关系为 即 [2]由 可得，两次推力的功率之比为 9．B 【详解】根据公式可知，要测老人和小孩克服重力做功的平均功率，需要测出老人和小孩的重力、上升的高度、上楼所用时间，由于都是从一楼爬到三楼，所以高度相同，可以不用测量，重力的测量可以通过测质量，根据公式G=mg计算出重力，因此可行的组合是①④，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 10． 回形针 小 【详解】（1）[1]由实验装置可知，风车转动时会带动回形针上升，因此可以通过测量细线对回形针做功的功率来粗略测定风车在一定风速下做功的功率，这用到了转化法。 （2）[2]若测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m，则风车做功的功率 （3）[3]风速一定时，总能量不变，摩擦较小与摩擦较大相比，摩擦较小时克服风车转轴处摩擦消耗的能量小，能提升回形针的总重力较大，因此摩擦较小时测得风车的功率值会大于摩擦较大时的功率值。 11． 磅秤 秒表 时间t 25 180 75 A 【详解】（1）[1][2][3]实验中，除了测出人的质量和起跳高度外，还要用秒表记录跳一定次数时所用的时间t。①用磅秤测出质量m，则重力为G=mg；②测自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度），则每次克服重力所做的功W=Gh=mgh；③用秒表记录跳n次所用的时间t。 （2）[4]跳绳时平均功率 （3）[5]该同学的重力 由图可知，起跳的最大高度h=0.5m，他每跳一次克服重力所做的功 [6]由图可知，跳一次所用的时间，1min内，他跳绳的个数 [7]在1min内克服重力做功的平均功率 （4）[8]AB．频率相同，体重大的，在相同时间里做的功多，功率大，故A符合题意，B不符合题意； C．体重相同，频率高，在相同时间里做的功多，所以功率大，故C不符合题意； D．体重相同，只要跳频率相同，功率与跳的时间长短无关，故D不符合题意。 故选A。 12．B 【详解】发动机功率由车辆的油门控制，加大油门时，功率会增加。根据 P=Fv，如果功率一定，v减小，牵引力F会增大。 故选B。 13． 4000 【详解】[1]据P=Fv得，汽车行驶时受到的牵引力 汽车匀速直线运动时，所受的阻力等于其牵引力为4000N。 [2]汽车行驶期间发动机做的功 14． 10 8 4 【详解】[1]摩擦力的大小 f=2F=2×5N=10N [2]拉力做功 W=Fs=Fnvt=5N×0.4m/s×2s×2=8J [3]拉力F的功率 15．（1）20m/s；（2）50kW；（3） 【详解】解：（1）在某段平直路面上，该车满载时90s内匀速行驶了1.8km，则汽车行驶的速度 （2）由题意知，汽车在做匀速直线运动，受到的牵引力等于阻力，即 根据 可得汽车发动机的功率 （3）汽车静止时对水平地面的压力 则汽车静止时对水平地面的压强 答：（1）汽车行驶的速度是20m/s； （2）汽车发动机的功率是50kW； （3）汽车静止时对水平地面的压强是。 16．D 【详解】由题知，汽车先在平直公路上匀速行驶，再在上坡路面匀速行驶，最后又在平直公路上匀速行驶。汽车在上坡路面行驶时，牵引力增大，所以汽车在整个行驶过程中，汽车的牵引力由小变大再变小，而汽车发动机的功率始终保持不变；由可知，汽车在上坡路面匀速行驶时速度会变小，在上坡前后速度是相同的。在图像中，倾斜的直线表示s与t成正比，即物体做匀速直线运动，且图线越靠近s轴（倾角越大），说明物体速度越大。图A中，图线是一条倾斜的直线，说明汽车一直做匀速直线运动，A不符合题意。图B中，图线表示汽车的速度先变大后变小，B不符合题意。图C中，中间部分表示汽车往回行驶，C不符合题意。图D中，图线表示汽车的速度先变小后变大，且上坡前后的速度是相同的，D符合题意。 17． 2 ＜ 16 【详解】[1]由图丙可知，当t＝1s时，物体处于静止状态，受到的为静摩擦力，摩擦力与推力为一对平衡力；由图乙可知，此时推力为2N，一对平衡力大小相等，所以此时摩擦力为2N。 [2]由图丙可知，当t＝3s时，物体处于加速状态，受力不平衡，且与速度方向相同的力较大，所以摩擦力小于推力。 [3]由图丙可知，当t＝5s时，物体处于匀速直线运动状态，速度为4m/s；由图乙可知，此时推力为4N，所以推力的功率 18． 180 150 750 【详解】[1]当该机器人在水平地面上以0.6m/s的速度匀速运动时，由图可知，此时的推力为300N。则水平推力的功率 P=Fv=300N×0.6m/s=180W [2]机器人以0.5m/s的速度在水平地面上匀速运动时，阻力与推力是一对平衡力，由图可知，此时推力为150N，则阻力也为150N。 [3]以0.5m/s的速度匀速运动10s通过的路程 s=vt=0.5m/s×10s=5m 推力做的功 W=F's=150N×5m=750J 19． 50 3 450 【详解】由图可知：当被搬运物体质量为15kg时，小明提供的用于搬动物体的功率最大为50W；30包大米一总质质量为l50kg，一包大米的质量为5kg，为了尽可能快地将大米搬上库房，他应提供的功率最大，他每次应搬15kg（3包）的大米；每次搬运的大米的重力： G=mg=15kg×10N/kg=150N； 重力做的功： W=Gh=150N×10m=1500J， 则每次上楼所用的时间： ， 每次下楼所用的时间是15s，则一个来回需要的时间是： 30s+15s=45s， 搬30 包大米需要10 个来回，所以所用是时间一共是： 45s×10=450s． 20．（1）12N；（2）9.6W 【详解】(1)．由图通过动滑轮绳子段数n=2，不计绳重及摩擦时， 则B拉A的力FA=(GB+G动)=×(20N+4N)=12N， B匀速下降,物体A匀速向左运动时,受向左的拉力FA和向右的摩擦力作用， 则f=FA=12N， (2)．当使物体B以0.2m/s的速度上升时,物体A匀速向右运动,受向右的拉力FA、摩擦力和向左的拉力F作用， 由于物体A的压力和接触面没有改变，则摩擦力大小不变， 所以,F=FA+f=12N+12N=24N； 则绳子自由端移动的速度为：vA=2vB=2×0.2m/s=0.4m/s， 所以外力的功率P=FvA=24N×0.4m/s=9.6W 答：(1)．水平面对物体A的摩擦力是12N； (2)．要使物体B恰好以0.2m/s的速度匀速上升，则要对物体A施加水平向右拉力F的功率为9.6W． 1 学科网（北京）股份有限公司 $$