10.2功率专项练习-- 2024-2025学年沪科版物理八年级下册

功率专项练习 知识点01 功率 1、比较做功快慢的两种方法 （1）时间相同，比较物体做功的多少，做功 的做功快。 （2）做功相同，比较做功的时间，时间 的做功快。 2、功率定义：功与时间之比叫做功率，它在数值上等于单位时间内所做的功。 3、物理意义：表示物体做功 。 4、公式： 。 5、单位： ，简称瓦，符号W。工程技术上还常用千瓦（kW），1 kW= W。 知识点02 功率计算的推导公式 1、推导过程 当物体在力F的作用下，以速度v沿力的方向做匀速直线运动时，力F做功的功率可以表示为，即率的大小等于作用在物体上的力与物体速度的乘积。 2、运用 由可知，当机车的输出功率P一定时，机车的速度v越 ，机车发动机输出的牵引力F越 。 因此，某些阻力较大的情况下，当发动机输出功率不能改变时，人们常常通过降低速度来获得较大的牵引力，所以当汽车要爬又长又陡的坡时，司机常换低速挡位，以获得更大的牵引力从而顺利上坡。 易混易错点：做功“多少”与“快慢”的意义不同 做功多的不一定做功快，做功少的不一定做功慢。只有做功时间相同时，做功多的做功才快，即功率才大所以描述功率时不能说物体做功越多，功率越大，也要注意时间的多少般叙述为单位时间内（或相同时间内）物体做功越多，功率越大。 方法技巧1：图象中的功率问题 与功率相关的图象一般有s-t 图像和v-t 图像两种。 （1）s-t 图像是倾斜直线或v-t 图像平行于时间轴，说明物体做匀速直线运动，倾斜程度大的速度大。此时，拉力或牵引力不变。根据P＝F v可知，速度大的功率大。 （2）v-t 图像是倾斜直线，说明物体速度均匀增大（或减小），拉力或牵引力不变时，根据P＝F v可知，速度增大（或减小），功率增大（或减小）。 高频命题点 功和功率的计算 【例1】用起重机将重的集装箱匀速提升10m，随后再匀速平移5m。提升过程中起重机对集装箱做的功为 J，平移过程中起重机对集装箱做的功为 J。若集装箱上升的速度为0.5m/s，则上升过程中起重机对集装箱做功的功率为 W。 【例2】【结合图像】 在粗糙程度均匀的水平地面上运动的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其和图像分别如图甲和图乙所示。下列有关拉力做功及其功率的分析正确的是（   ） A．0-3s内拉力做功9J B．3-6s内拉力的功率逐渐变小 C．第10s拉力的功率为60W D．9-12s内拉力做功18J 【例3】我国在无人机的研发和生产技术处于世界领先。如图所示，快递公司用无人机运送包裹，无人机和包裹总重150N，快递员操作该无人机先以1m/s的速度沿竖直方向匀速上升40m，接着又以2m/s的速度沿水平方向匀速飞行40m。无人机在上升过程中，克服自身重力做的功是 （选填“有用”“额外”或“总”）功；无人机在上升过程中，克服总重力做功 J；在整个飞行过程中，无人机克服总重力做功的功率为 W。 【例4】按国家标准，电动自行车的最高时速不得超过25km/h。若龙老师骑着电动自行车在水平路面上匀速行驶时，牵引力做功的功率为150W，车和人所受的阻力为25N，则电动自行车行驶速度大小为 。 1.（2021·四川外国语学校初三期中）关于功和功率，下列说法正确的是（　　） A．作用在物体上的力越大，物体移动的距离越大，力做的功一定越大 B．一个力做的功越多，则它的功率越大 C．一个力做功时间越长，则功率越小 D．一个力做功越快，则功率越大 2.（2019·江苏省初三期中）一位同学用20s，从一楼走到三楼，他上楼时的功率可能是（　　） A．1.5W B．15W C．150W D．1500W 3．（2024·江苏连云港·中考真题）如图所示，一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为，功率的大小分别为，关于它们之间的大小关系说法正确的是（　　） A． B． C． D． 4．（24-25九年级上·陕西安康·期中）在一次活动中，小明和小华先后在同一水平地面上，水平拉着物体A做匀速直线运动，如图所示是物体A两次运动的路程随时间变化的图像。下列判断正确的是（　　） A．物体两次运动的速度： B．物体两次所受的拉力： C．两人拉力对物体所做的功： D．两人拉力对物体做功的功率： 5.（2019·福建省初二期末）妈妈与宁宁到柘荣东狮山进行登山比赛，他们同时同地出发，爬到同一山顶。已知妈妈的体重是宁宁的1.5倍，妈妈所用的时间是宁宁的2倍，若妈妈克服自身重力做功为 W1、功率为P1，宁宁克服自身重力做功为W2、功率为P2，则下列关系正确的是（　　） A．W1∶W2=2∶3 P1∶P2=3∶4 B．W1∶W 2=2∶3 P1∶P2=2∶1 C．W1∶W 2=3∶2 P1∶P2=3∶4 D．W1∶W 2=3∶2 P1∶P2=1∶2 6.（2020·全国初三专题练习）汽车驶上陡坡时，驾驶员通常要进行调换档位操作，以减小汽车的行驶速度．这样做的根本目的是 A．省油 B．安全 C．增大摩擦 D．增大爬坡的牵引力 7.用起重机将重的集装箱匀速提升10m，随后再匀速平移5m。提升过程中起重机对集装箱做的功为 J，平移过程中起重机对集装箱做的功为 J。若集装箱上升的速度为0.5m/s，则上升过程中起重机对集装箱做功的功率为 W。 8．（2024·山东淄博·中考真题）在某次测试中，一款重为6.4×104N的超音速汽车以1260km/h的速度在水平轨道上匀速直线行驶，受到的阻力为1.8×105N，10s内汽车通过的路程是 m，牵引力做功的功率是 W，重力做功是 J。 9.按国家标准，电动自行车的最高时速不得超过25km/h。若龙老师骑着电动自行车在水平路面上匀速行驶时，牵引力做功的功率为150W，车和人所受的阻力为25N，则电动自行车行驶速度大小为 。 10.（2020·湖北省初三其他）2020年2月6日，自新冠肺炎爆发后，为防止疫情的蔓延和人群交叉感染，某物流公司自主研发的智能配送机器人在武汉完成了智能配送的第一单：从仓库的仁和站出发，将医疗物资送到了武汉第九医院。该智能配送机器人设计的最大速度是15km/h，空载质量350kg，承载量可以达到150kg。(g取10N/kg)。求： (1)若配送机器人以最大速度匀速行驶6km，需要多长时间? (2)满载的配送机器人静止在水平地面上，若轮胎与地面的总接触面积为250cm2，则它对地面的压强是多少? (3)若机器人的最大功率为1500W，则以最大速度行驶时受到的阻力？ 11．（2024·黑龙江牡丹江）如图甲所示，我国自主研制的R20000-720型全球最大塔式起重机，拥有性能超强、技术先进、专利众多等特点，是塔机制造史上一次重要的突破。该塔机最大起重量为720t，最大起升高度为400m。 （1）请在图乙中画出物体沿竖直方向匀速上升过程中受力的示意图。 （2）若塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m，拉力做的功是多少？ （3）若塔机在（2）过程中所用时间为200s，拉力做功的功率是多少？ 12．（2024·甘肃临夏）2023年12月18日23时59分，临夏州积石山县发生6.2级地震，道路中断、房屋倒塌、人员伤亡，人民群众生命财产安全受到严重威胁。地震发生后，中国人民解放军第一时间赶赴灾区开展抢险救灾工作。此次抢险工作中，我国自主研发的运-20重型军用运输机负责运送物资及相关救援设备，为抢险工作赢得了时间。 （1）求运-20以720km/h的速度飞行1.5h，能飞行多少千米？ （2）若飞机及所有物资总重达150t，与地面的总接触面积约为1.5m2，则飞机静止在水平地面上时对地面的压强是多大？（g取10N/kg） （3）若运-20在空中以720km/h的速度水平匀速直线飞行时所受阻力为，求此过程中发动机的功率。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 功率专项练习 知识点01 功率 1、比较做功快慢的两种方法 （1）时间相同，比较物体做功的多少，做功多的做功快。 （2）做功相同，比较做功的时间，时间短的做功快。 2、功率定义：功与时间之比叫做功率，它在数值上等于单位时间内所做的功。 3、物理意义：表示物体做功快慢。 4、公式：。 5、单位：瓦特，简称瓦，符号W。工程技术上还常用千瓦（kW），1 kW=103W。 知识点02 功率计算的推导公式 1、推导过程 当物体在力F的作用下，以速度v沿力的方向做匀速直线运动时，力F做功的功率可以表示为，即率的大小等于作用在物体上的力与物体速度的乘积。 2、运用 由可知，当机车的输出功率P一定时，机车的速度v越小，机车发动机输出的牵引力F越大。 因此，某些阻力较大的情况下，当发动机输出功率不能改变时，人们常常通过降低速度来获得较大的牵引力，所以当汽车要爬又长又陡的坡时，司机常换低速挡位，以获得更大的牵引力从而顺利上坡。 易混易错点：做功“多少”与“快慢”的意义不同 做功多的不一定做功快，做功少的不一定做功慢。只有做功时间相同时，做功多的做功才快，即功率才大所以描述功率时不能说物体做功越多，功率越大，也要注意时间的多少般叙述为单位时间内（或相同时间内）物体做功越多，功率越大。 方法技巧：图象中的功率问题 与功率相关的图象一般有s-t 图像和v-t 图像两种。 （1）s-t 图像是倾斜直线或v-t 图像平行于时间轴，说明物体做匀速直线运动，倾斜程度大的速度大。此时，拉力或牵引力不变。根据P＝F v可知，速度大的功率大。 （2）v-t 图像是倾斜直线，说明物体速度均匀增大（或减小），拉力或牵引力不变时，根据P＝F v可知，速度增大（或减小），功率增大（或减小）。 高频命题点 功和功率的计算 【例1】用起重机将重的集装箱匀速提升10m，随后再匀速平移5m。提升过程中起重机对集装箱做的功为 J，平移过程中起重机对集装箱做的功为 J。若集装箱上升的速度为0.5m/s，则上升过程中起重机对集装箱做功的功率为 W。 【答案】 0 【解析】[1][2]由题意可知，提升过程中，起重机对集装箱施加向上的拉力，集装箱匀速运动时，拉力等于集装箱的重力；提升过程中，集装箱高度上升时，拉力对集装箱做功，集装箱平移时，拉力与集装箱运动的方向垂直，拉力不做功，平移过程中起重机对集装箱做的功为0J；起重机对集装箱做的功为 [3]集装箱上升10m所用的时间 上升过程中起重机对集装箱做功的功率为 【例2】【结合图像】 在粗糙程度均匀的水平地面上运动的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其和图像分别如图甲和图乙所示。下列有关拉力做功及其功率的分析正确的是（   ） A．0-3s内拉力做功9J B．3-6s内拉力的功率逐渐变小 C．第10s拉力的功率为60W D．9-12s内拉力做功18J 【答案】D 【解析】A．由图乙知，0~3s内，物体速度为0，处于静止状态，没有在拉力F的方向上移动距离，拉力不做功，故A错误； B．由图甲可知，3~6s内，拉力为F=9N，由图乙知，3~6s内，物体运动速度逐渐增大，由 可知，功率逐渐变大，故B错误； C．由图甲可知，第10s拉力的大小为F=6N，由图乙可知，10s时速度为1m/s，由 可知，功率为 故C错误； D．由图甲可知，9~12s内，拉力为F=6N，由图乙知，9~12s内，物体做匀速直线运动，所以9~12s内物体移动的距离 则推力对物体做功 故D正确。 故选D。 【例3】我国在无人机的研发和生产技术处于世界领先。如图所示，快递公司用无人机运送包裹，无人机和包裹总重150N，快递员操作该无人机先以1m/s的速度沿竖直方向匀速上升40m，接着又以2m/s的速度沿水平方向匀速飞行40m。无人机在上升过程中，克服自身重力做的功是 （选填“有用”“额外”或“总”）功；无人机在上升过程中，克服总重力做功 J；在整个飞行过程中，无人机克服总重力做功的功率为 W。 【答案】额外 6000 100 【解析】[1] 快递公司用无人机目的是为了运送包裹，故对包裹做的功为有用功，克服无人机自身重力做的功为额外功。 [2] 无人机的重力150N，无人机在上升过程中需要克服重力做功为 [3]上升飞行的时间为 水平飞行的时间为 整个飞行过程的时间为 水平飞行时，没有竖直方向上移动距离，故没有克服重力做功，则在整个飞行过程中克服重力做功的功率为 【例4】按国家标准，电动自行车的最高时速不得超过25km/h。若龙老师骑着电动自行车在水平路面上匀速行驶时，牵引力做功的功率为150W，车和人所受的阻力为25N，则电动自行车行驶速度大小为 。 【答案】6m/s 【解析】由于电动自行车匀速运动，根据二力平衡知识可知，驱使电动自行车的力为 F=f=25N 电动自行车的功率为150W，电动自行车的速度为 1.（2021·四川外国语学校初三期中）关于功和功率，下列说法正确的是（　　） A．作用在物体上的力越大，物体移动的距离越大，力做的功一定越大 B．一个力做的功越多，则它的功率越大 C．一个力做功时间越长，则功率越小 D．一个力做功越快，则功率越大 【答案】D 【解析】 A．作用在物体上的力越大，物体在力的方向上移动的距离越大，力做的功一定越大，如果力和物体移动距离的方向垂直，力对物体不做功，故A错误； B．由P=可知，力对物体做功大，时间未知，它的功率不一定越大，故B错误； C．由P=可知，做功多少未知，一个力做功时间越长，则功率不一定越小，故C错误； D．功率是描述做功快慢的物理量，力做功越快，功率越大，故D正确。 故选D。 2.（2019·江苏省初三期中）一位同学用20s，从一楼走到三楼，他上楼时的功率可能是（　　） A．1.5W B．15W C．150W D．1500W 【答案】C 【解析】 一个学生的质量约m=50kg，则一个学生的重力：G=mg=50kg×10N/kg=500N，每一层楼的高度约为3m，从一楼走到三楼，上升的高度：h=（3-1）×3m=6m，他上楼时克服重力做的功：W=Gh=500N×6m=3000J，则他上楼时的功率：，故ABD错误，C正确．故选C． 3．（2024·江苏连云港·中考真题）如图所示，一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为，功率的大小分别为，关于它们之间的大小关系说法正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由题知，同一个人先后两次用同样的力，分别将不同质量的物体沿力的方向移动相同的距离，根据W=Fs可知，拉力的大小相同，在力的方向上移动的距离相同，则拉力做功相同，即 W1​=W2​ 由题知，做功用的时间相同，根据可知，两次做功的功率相同，即 P1​=P2​ 故ABD错误，C正确。 故选C。 4．（24-25九年级上·陕西安康·期中）在一次活动中，小明和小华先后在同一水平地面上，水平拉着物体A做匀速直线运动，如图所示是物体A两次运动的路程随时间变化的图像。下列判断正确的是（　　） A．物体两次运动的速度： B．物体两次所受的拉力： C．两人拉力对物体所做的功： D．两人拉力对物体做功的功率： 【答案】D 【详解】A．两次物体均做匀速直线运动，由图可知相同时间内，由可知，，故A错误； B．小明和小华先后在同一水平地面上，水平拉着物体做匀速直线运动，两次的拉力均等于摩擦力，又两次的压力和接触面粗糙程度均一样，故两次的摩擦力相等，拉力也相等，故B错误； CD．，由图可知相同时间内，拉力相等，由可知，两人拉力对物体所做的功，由可知，，故C错误，D正确。 故选 D。 5.（2019·福建省初二期末）妈妈与宁宁到柘荣东狮山进行登山比赛，他们同时同地出发，爬到同一山顶。已知妈妈的体重是宁宁的1.5倍，妈妈所用的时间是宁宁的2倍，若妈妈克服自身重力做功为 W1、功率为P1，宁宁克服自身重力做功为W2、功率为P2，则下列关系正确的是（　　） A．W1∶W2=2∶3 P1∶P2=3∶4 B．W1∶W 2=2∶3 P1∶P2=2∶1 C．W1∶W 2=3∶2 P1∶P2=3∶4 D．W1∶W 2=3∶2 P1∶P2=1∶2 【答案】C 【解析】 由题可知，妈妈与宁宁爬山的高度相同，妈妈的体重是宁宁的1.5倍，即 G1∶G2=1.5∶ 1 妈妈所用的时间是宁宁的2倍，即 t1∶t2=2∶1 由W=Gh可得，妈妈和宁宁克服重力做功之比 妈妈和宁宁克服重力做功的功率之比 故选C。 6.（2020·全国初三专题练习）汽车驶上陡坡时，驾驶员通常要进行调换档位操作，以减小汽车的行驶速度．这样做的根本目的是 A．省油 B．安全 C．增大摩擦 D．增大爬坡的牵引力 【答案】D 【解析】 汽车驶上陡坡时需要更大的牵引力，在发动机输出功率一定时，减小汽车的行驶速度，由公式P=Fv可得可增大牵引力，选D 7.用起重机将重的集装箱匀速提升10m，随后再匀速平移5m。提升过程中起重机对集装箱做的功为 J，平移过程中起重机对集装箱做的功为 J。若集装箱上升的速度为0.5m/s，则上升过程中起重机对集装箱做功的功率为 W。 【答案】 0 【解析】[1][2]由题意可知，提升过程中，起重机对集装箱施加向上的拉力，集装箱匀速运动时，拉力等于集装箱的重力；提升过程中，集装箱高度上升时，拉力对集装箱做功，集装箱平移时，拉力与集装箱运动的方向垂直，拉力不做功，平移过程中起重机对集装箱做的功为0J；起重机对集装箱做的功为 [3]集装箱上升10m所用的时间 上升过程中起重机对集装箱做功的功率为 8．（2024·山东淄博·中考真题）在某次测试中，一款重为6.4×104N的超音速汽车以1260km/h的速度在水平轨道上匀速直线行驶，受到的阻力为1.8×105N，10s内汽车通过的路程是 m，牵引力做功的功率是 W，重力做功是 J。 【答案】 3500 6.3×107 0 【详解】[1]已知汽车的速度为 v=1260km/h=350m/s 10s内汽车通过的路程 s=vt=350m/s×10s=3500m [2]汽车在做匀速运动，处于平衡状态，根据二力平衡可知，牵引力等于阻力，即 F牵=f=1.8×105N 牵引力做功的功率 P=F牵v=1.8×105N×350m/s=6.3×107W [3] 重力的方向始终是竖直向下的，汽车在竖直方向没有移动距离，因此重力不做功，为0J。 9. 按国家标准，电动自行车的最高时速不得超过25km/h。若龙老师骑着电动自行车在水平路面上匀速行驶时，牵引力做功的功率为150W，车和人所受的阻力为25N，则电动自行车行驶速度大小为 。 【答案】6m/s 【解析】由于电动自行车匀速运动，根据二力平衡知识可知，驱使电动自行车的力为 F=f=25N 电动自行车的功率为150W，电动自行车的速度为 10.（2020·湖北省初三其他）2020年2月6日，自新冠肺炎爆发后，为防止疫情的蔓延和人群交叉感染，某物流公司自主研发的智能配送机器人在武汉完成了智能配送的第一单：从仓库的仁和站出发，将医疗物资送到了武汉第九医院。该智能配送机器人设计的最大速度是15km/h，空载质量350kg，承载量可以达到150kg。(g取10N/kg)。求： (1)若配送机器人以最大速度匀速行驶6km，需要多长时间? (2)满载的配送机器人静止在水平地面上，若轮胎与地面的总接触面积为250cm2，则它对地面的压强是多少? (3)若机器人的最大功率为1500W，则以最大速度行驶时受到的阻力？ 【答案】(1)0.4h；(2)2×105Pa；(3)360N 【解析】 (1)配送机器人以最大速度匀速行驶时，根据速度公式 可知 (2)满载的配送机器人总重为 静止在水平地面上时，它对地面的压力等于总重力，则压强为 (3)送机器人以最大速度匀速直线行驶时，机器人的最大功率为 可得机器人牵引力为 在水平方向上机器人牵引力与受到的阻力为平衡力，即 (1)若配送机器人以最大速度匀速行驶6km，需要0.4h； (2)它对地面的压强是2×105Pa； (3)以最大速度行驶时受到的阻力为360N。 11．（2024·黑龙江牡丹江）如图甲所示，我国自主研制的R20000-720型全球最大塔式起重机，拥有性能超强、技术先进、专利众多等特点，是塔机制造史上一次重要的突破。该塔机最大起重量为720t，最大起升高度为400m。 （1）请在图乙中画出物体沿竖直方向匀速上升过程中受力的示意图。 （2）若塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m，拉力做的功是多少？ （3）若塔机在（2）过程中所用时间为200s，拉力做功的功率是多少？ 【答案】（1）见解析；（2）；（3） 【解析】解：（1）物体沿竖直方向匀速上升，物体处于平衡状态，受到的竖直向上的拉力与竖直向下的重力大小相等，受力示意图如下图所示 （2）100t的物体的重力为 塔机匀速提起货物，拉力与物体重力大小相等，即 塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m，拉力做的功为 （3）塔机在（2）过程中所用时间为200s，则拉力做功的功率为 答：（1）物体沿竖直方向匀速上升过程中受力的示意图见解析； （2）塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m，拉力做的功为； （3）拉力做功的功率。 12．（2024·甘肃临夏）2023年12月18日23时59分，临夏州积石山县发生6.2级地震，道路中断、房屋倒塌、人员伤亡，人民群众生命财产安全受到严重威胁。地震发生后，中国人民解放军第一时间赶赴灾区开展抢险救灾工作。此次抢险工作中，我国自主研发的运-20重型军用运输机负责运送物资及相关救援设备，为抢险工作赢得了时间。 （1）求运-20以720km/h的速度飞行1.5h，能飞行多少千米？ （2）若飞机及所有物资总重达150t，与地面的总接触面积约为1.5m2，则飞机静止在水平地面上时对地面的压强是多大？（g取10N/kg） （3）若运-20在空中以720km/h的速度水平匀速直线飞行时所受阻力为，求此过程中发动机的功率。 【答案】（1）1080；（2）；（3） 【解析】解：（1）已知运-20以720km/h的速度飞行1.5h，能飞行的距离为 （2）若飞机及所有物资总重达150t，即150000kg，总重力为 飞机静止在水平地面上时对地面的压力大小等于总重力大小，即 已知飞机与地面的总接触面积约为1.5m2，由压强公式可得，飞机静止在水平地面上时对地面的压强是 （3）运-20水平匀速直线飞行时所受阻力为，则发动机提供的牵引力大小等于所受阻力大小，即为 运-20在空中的速度为 由功率的推导式可得，此过程中发动机的功率为 答：（1）能飞行1080千米； （2）飞机静止在水平地面上时对地面的压强是； （3）此过程中发动机的功率为。 学科网（北京）股份有限公司 $$