11.2 怎样比较做功的快慢-【暑假大串联】2024-2025学年新教材八年级物理暑假作业教材衔接（沪粤版2024）

11.2 怎样比较做功的快慢 1. 比较物体做功快慢的方法:不同的物体做相同的功,所用的时间越短,做功越快;不同的物体 做功的时间相同,做功越多的物体,做功越快. 2. 功率的物理意义:描述物体做功快慢的物理量. 3. 功率的定义:物体单位时间内所做的功叫功率. 功率的公式:P= W t. 功率的国际单位:瓦特(W).1 W 的意义是物体1 s内所做的功为1 J.功率的常用单位:1 kW =103 W. 4. 用速度的知识迁移出功率的定义、计算和单位,这种方法叫迁移法.像这种定义速度和功率等 物理量的方法叫比值定义法. 5. 功率与功是两个不同的物理量,“功”表示做功的“多少”,而“功率”表示做功的“快慢”,“多少” 与“快慢”的意义不一样.只有在做功时间相同时,做功多的就做功快.否则,做功多,不一定做 功就快,即“功率”不一定就大.也就是说,功率与功和时间两个因素有关. 6. 功率的公式P= W t 是指在t时间内的平均功率,而不是某一时刻的瞬时功率;当物体在力F 作用下,沿力的方向以速度v匀速运动时,由W=Fs及v= s t ,可得P= W t= Fs t =Fv. 由P=Fv可知,功率一定时,机械的牵引力和速度成反比.要使牵引力大,就要减速.这就是 汽车在上坡时要减速以获得较大的牵引力. 例1 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 解析:根据公式P= W t= Gh t 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 56 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. 例2 如图所示,两个完全相同的玻璃管分别装水和食用油.两个完全相同的金属小球从同一高 度O 处静止释放,下落到P 处,小球在食用油中下落的时间更长.比较两小球从O 处到P 处的 下落情况,则小球 ( ) A. 在水中重力做功多 B. 在食用油中重力做功多 C. 在水中重力的功率小 D. 在食用油中重力的功率小 解析:AB.两个完全相同的金属小球,重力G 相等,从同一高度O 处静止释 放,下落到P 处,下落的高度h 相等,所以小球在水中和在食用油中重力做的功相等,重力做的 功都为W=Gh,故AB不符合题意;CD.由于小球在水中和在食用油中重力做的功W 相等,在水 中下落的时间t更短,由P= W t 可知,小球在食用油中重力做功的功率P 更大,在食用油中下落 的时间t更长,由P= W t 可知,小球在食用油中重力做功的功率P 更小,故C不符合题意,D符合 题意.故选D. 例3 如图所示,用水平拉力F 拉滑轮,可以使重10 N的物体A 以0.5 m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动,运动2 s后拉力 做功4 J.若不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间摩擦,则水平拉力F 做 功的功率为 W,物体受到的滑动摩擦力为 N. 解析:水平拉力F 做功的功率为P= W t= 4 J 2 s=2 W.物体A 移动的距离:s=vt=0.5 m/s×2 s= 1 m,绳子自由端移到的距离:s'=2s=2×1 m=2 m,水平拉力:F= W s= 4 J 2 m=2 N,由于不计滑 轮重、绳重及绳与滑轮间摩擦,物体受到的滑动摩擦力:f=2F=2×2 N=4 N. 1. 如图所示是甲、乙两物体做功与所用时间之间的关系图像,由图可知,甲物体的功率与乙物体 的功率相比较 ( ) A. P甲>P乙 B. P甲<P乙 C. P甲=P乙 D. 无法确定 66 2. 甲、乙两位同学的体重相同,都从一楼上到五楼,甲是快步走上去的,乙是慢慢走上去的,二人 上楼的功率分别为P甲、P乙,下列说法正确的是 ( ) A. P甲>P乙 B. P甲<P乙 C. P甲=P乙 D. 无法比较P甲、P乙 大小 3. 上体育课时,要粗测小江同学做“引体向上”时的功率,不需要测量的是 ( ) A. 他的质量m B. 单杠的高度 H C. 每次身体上升的高度h D. 做“引体向上”的时间t 4. 周末,小明和小华去爬山.他们从山脚下同一地点同时出发,沿着不同路径上山(小明走的道 路比较陡峭,但是路程短,小华走的道路比较平缓,但是路程长),同时到达山顶.已知,小明的 质量为45 kg,小华的质量为60 kg.下列说法正确的是 ( ) A. 小明克服自身重力所做的功比较多 B. 他们克服自身重力所做的功一样多 C. 小华克服自身重力做功的功率比较大 D. 小明克服自身重力做功的功率比较大 5. 物理学中,对不同的事物进行比较,需要引入不同的物理量.例如,要比较物体运动的快慢,需 要引入速度,即单位时间内通过的距离;要比较做功的快慢,需要引入 ,即单位时间 内完成的 . 6. 如图所示,一物体在拉力F 作用下水平向右匀速运动,第一次以1 m/s的速度运动了10 m, 拉力所做的功为W1,功率为P1,第二次以2 m/s的速度运动了10 m,拉力所做的功为W2,功 率为P2,则W1 W2,P1 P2.(填“>”“<”或“=”) 7. 重80牛的木箱在大小为20牛的水平推力F 作用下,5秒钟内沿水平地面匀速前进了10米, 则推力F 做功为 焦,功率为 瓦,重力对木箱做功 焦. 8. 青少年在安静思考问题的时候,心脏推动血液流动的功率约为1.5 W,则你在考试的60 s内, 心脏做功约为 J,用这些功可以让一个质量为50 g的鸡蛋匀速升高 m. 9. 某班同学进行登楼比赛如图,看谁做功快.甲、乙、丙三位同学记录了自己从一楼跑到确定的 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 学生体重(牛) 楼梯的高度(米) 登楼做的功(焦耳) 所用时间(秒) 甲 500 3 1 500 5 乙 500 3 1 500 7.5 丙 600 6 3 600 12 76 (1) 分析比较以上实验数据,可以得出甲、乙两同学相比,做功较快的是 .判断的理由 是 . (2) 分析比较以上实验数据,若要比较乙、丙两位同学做功的快慢,则要比较 来确定 哪位同学做功快.因此为了比较做功的快慢,引入了物理量 . 10. 为了比较做功的快慢,甲、乙两位同学比赛搬砖,具体实验过程如下图. (a) (b) (c) (d) (1) 比较图(a)和(b)两图可得: . (2) 比较图(a)和(c)、(d)两图可得: . 11. 如图所示,物体A 的质量m=12千克,在F 的作用下,物体A 以0.4米/秒的速度在水平面 上做匀速直线运动,弹簧秤示数为12牛,忽略滑轮与绳子间的摩擦以及滑轮、弹簧秤及绳子 所受的重力,并且绳子足够长.求: (1) 物体A 与水平面间摩擦力F 的大小. (2) 拉力F 的大小. (3) 物体运动10秒钟,拉力F 与物体A 的重力所做的功. (4) 拉力F 的功率. 12. 小梦参加中考体育的跳绳项目考试,若小梦体重50 kg,站立时双脚与地面接触面积为 400 cm2,每次跳起的高度为5 cm,1分钟跳180次.(g 取10 N/kg)求: (1) 小梦双脚站立时对水平地面的压强. (2) 小梦跳一次克服重力所做的功. (3) 小梦克服重力做功的功率. 86 物,斜面越长,拉力越小 (5)第6列和第7列数 据 对于光滑的斜面,不用斜面直接用手做的功 等于使用斜面做的功 10. (1) 保洁船运动的路程:s=vt=1 m/s×50 s= 50 m.(2) 根据 W=Fs 得到牵引力:F= W s = 2.5×106 J 50 m =5×10 4 N. 11.2 怎样比较做功的快慢 1. A 2. A 3. B 4. C 5. 功率 功 6. = < 7. 200 40 0 8. 90 180 9. (1) 甲 做相同的功时,甲做功时间短 (2) 功 与时间的比值 功率 10. (1) 当所用时间相同时,做功越多,做功越快 (2) 当做功相同时,所用时间越少,做功越快 11. (1) 因为物体A 做匀速直线运动,所以物体受 到绳子的拉力大小等于其所受摩擦力大小,而 绳子拉力的大小由弹簧秤测出,所以f=12 N. (2) 由动滑轮的作用可知:F=2f=2×12 N= 24 N.(3) 运动10秒钟,物体A 通过的距离:s =vt=0.4 m/s×10 s=4 m,拉力F 通过的距 离:s'= s 2= 4 m 2 =2 m,拉力F 所做的功:W= Fs'=24 N×2 m=48 J,物体A 在重力方向上通 过的距离为零,所以重力所做的功为零.(4) 拉 力F 的功率:P= W t= 48 J 10 s=4.8 W. 12. (1) 小梦的重力:G=mg=50 kg×10 N/kg= 500 N,小梦双脚站立时对水平地面的压力:F= G=500 N,小梦双脚站立时对水平地面的压强: p= F S= 500 N 400×10-4 m2 =1.25×104 Pa.(2) 小 梦跳一次克服重力所做的功:W=Gh=500 N× 5×10-2 m=25 J.(3) 小梦跳一次所用的时间: t= 60 180s ,小梦克服重力做功的功率:P= W t = 25 J 60 180s =75 W. 11.3 如何提高机械效率 1. B 2. C 3. D 4. D 5. 有用功 总功 η η = W 有 W 总 百分数 小于100% 6. 1.2 不能 75% 7. 15 N 80% 增大 8. 80% 9. (1) 70.6% 小聪 越陡 (2) 匀速 倾斜程度 粗糙程度 机械效率 10. (1) 缓慢 (2) 0.2 78.4% (3) 2.4 0.3 (4) 物重(或钩码重) 11. (1) 物体移动距离s物=v物t=0.1 m/s×10 s= 1 m,由图知,动滑轮上承载的绳子的段数n=2, 忽略绳重和滑轮间的摩擦,由F= 1 n (F'+G动) 可得,物体受到的拉力F'=2F-G动=2×50 N -10 N=90 N,对物体 A 做的有用功 W 有 = F's物=90 N×1 m=90 J.(2) 由P= W t= Fs t = Fv,得到拉力的总功率P=Fv=Fnv物=50 N ×2×0.1 m/s=10 W.(3) 滑轮组的机械效率η = W 有 W 总×100%= F's物 Fs ×100%= F' nF= 90 N 2×50 N ×100%=90%. 12. (1) 车行驶过程中牵引力所做的功W 总=Fs= 2.5×104 N×400 m=1×107 J,货车重力G= mg=5 000 kg×10 N/kg=5×104 N,牵引力做 的有用功 W 有用=Gh=5×104 N×60 m=3× 106 J,该盘山公路的机械效率η= W 有用 W 总 ×100% = 3×106 J 1×107 J ×100%=30%.(2) 牵引力的功率P = W 总 t = 1×107 J 200 s =5×10 4 W. 11.4 认识动能和势能 1. B 2. C 3. D 4. C 5. 减小 减小 减小 6. 弹性势能 重力势能 7. 小于 动 8. C 等 于 变化 9. (1) 小于 (2) 大于 10. (1) 质量和高度 重力势能 (2) 错误 实验 中没有控制物体的初速度相同 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 6