初中科学：能量转化的量度（2）.docx

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1、能量转化的量度（2）一、功率（一）比较做功的快慢比较做功的快慢有三种方法：若做功相同，比较做功的时间，所用时间越短做功越快，所用时间越长做功越慢;若做功时间相同，比较所做功的多少，做功越多做功越快，做功越少做功越慢；若做功的多少和所用时间都不相同，则通过计算（做功的多少与做功所用时间的比值）进 行比较。通过以上三种方法的比较，说明做功的快慢与做功的多少和做功所用时 间这两个因素都有关系。（二）功率（1）定义：单位时间里完成的功叫做功率。（2）意义：反映做功快慢的量（即表示能量转化快慢的量）。符号：P.（4）功率的公式：由功率的定义知，功率二功/时间，如果用P表示-功率，W表示功，t表示时间，则

2、功率的公式可表示为P二立（5）功率的单位在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号为W。1瓦二1焦/秒。在实际应用 中还常用千瓦（kW ）、兆瓦（MW ）作为功率的单位。1千瓦二IOOO瓦，1兆瓦二IO,瓦。【能力拓展】当物体在力F的作用下，以速度V做匀速直线运动时（力F与速度V同方向），由W=Fs、 V= st,得出P=Fv,即功率等于力与力的方向上运动速度的乘积。利用P=FV可以知道：拖 拉机在上坡时，当功率一定时，通过换挡减小速度是为了增大牵引力，这样有利于上坡。 应用公式P=Wt时一定要注意三个量的对应关系,功W一定是在对应的时间t内完成的功， 这样算出的功率才是时间t内的功率，不

3、同的时间内对应的功率一般来说是不同的，功率越 大，反映了完成功的“速度”越大，但并不代表做功一定多。功率的公式p=wt是指平均功 率，即在t时间内的平均功率，而不是某一时刻的瞬间功率。例1、跳绳是大家喜爱的体育运动之一，小金的质量为50千克，每次跳起高度约为6厘米（人整体上升，如图所示），一分钟跳100次，下列说法正确的是（）A.向上起跳过程中小金的动能持续增大B.在整个跳绳过程中小金的机械能守恒C.小金跳一次克服重力做功约3焦 D.小金跳绳的功率约为50瓦例2、甲、乙两位同学参加爬山活动。甲同学的体重为450牛，乙同学的体重为500牛。当他们爬到离地面100米的高度时，甲同学克服自身的重力做

4、功 焦。如果该过程甲同学用了 5分钟的时间，乙同学用了 6分钟的时间，那么 同学的功率大。例3、如图所示是疫情期间推出的一款消毒机器人。使用前对机器人进行测试：在储液箱中 装满消毒液，关闭喷洒装置并使机器人在水平地面上做匀速直线运动，相关数据如表。（消毒液密度P取LOXIOkg/mb设备参数空载质量kg50储液箱容积L20测试数据行驶时间min1行驶路程/m30行驶功率/W180（1）该机器人在水平地面做匀速直线运动时，受到的牵引力为多少牛？（2）若装满消毒液的机器人乘坐电梯上升10米，克服重力做功多少焦?1.如图所示，水平地面G点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平方向5N的拉力F。物 体经

5、过E点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置，物体在EG段做匀速直 线运动，贝J（） M7fffWX7AA.物体在GK段受到的摩擦力等于5NB.物体在EF段的速度大于GH段的速度C.拉力F在EF段所做的功大于在GH段所做的功D.拉力F在EF段的功率小于在GK段的功率2.在水平地面上有一长方体木箱。小林用水平推力F把木箱向前推动，如图甲所示。此过程 中，推力F随时间t的变化情况如图乙所示，木块前进的速度V的大小随时间t的变化情况 如图丙所示，下列说法不正确的是（）A. 1-3S内，木箱受到的滑动摩擦力为200N B. OTS内，推力不做功C. 3-5S内，推力做功为400JD. 1-3

6、S内，推力的功率恒为300W3 .如图，将同一物体分别沿斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A,已知ABAC0 如果曾邛2 ,沿着AB、AC上升的摩擦力分别为&、f2 ,拉力所做的功率分别为P、P2 ,则 f f2 ， Pi P2 （选填“”、或 J兀4 .在立定跳远项目的测试时，体重为500牛的某同学从最高点到落地点的过程中，重心下降的最大距离是为O. 3米，用时0.5秒，运动轨迹如图所示。(1)此过程人的重力做的功为多少焦?(2)人的重力的平均功率为多少瓦？5 .在2020东京奥运会上，全红婵获得女子10米跳台金牌，已知她的体重为35kg,体积为 O. 035m3o (不考虑空气阻

7、力)(1)全红婵入水后受到的最大浮力是多少？(2)入水后受到的平均阻力(含浮力)为其体重的3倍，她在跳台上起跳至最高处距离 水面11米，从最高处下落的整个过程中，假如重力所做的功全部用来克服入水后水的阻 力所做的功，则池水至少要多深才能保证人体不触池底？(结果保留一位小数)1 .科学中常用数学方法表示某些量的关系。下列图像中能用阴影面积表示相应的量的是 ( )2 .风车是利用风力做功的装置。小科制作了一架小风车，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。(1)除了图中的实验器材,还必需的测量工具有：天平、和;(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

8、 升回形针为止。若测得回形针匀速上升的高度鼠所用的时间t、回形针的 总质量m,则风车做功的功率P= (表达式中的物理量均用符号表示)； (3)如果选用较 (填“粗重”或“细轻)的线做实验，则测得风车的功率值将偏 小；风车做功过程中，回形针获得了动能和 能。3 . 一辆质量2t的汽车，在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动，经15s运动200m 恰好达到最大速度，接着匀速运动25s关闭发动机，滑行IOOm停下。其V - t图象如图所 示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，求：(1) .整个过程中发动机做的功;(2) .汽车的最大速度V最大4.如图1所示，水平地面上有一长方体

9、木块。小科用水平推力F把木块向前推动，此过程 中，推力F和木块前进的路程以及木块前进的速度V的大小随时间t的变化情况分别如 图2甲、乙、丙所示.求：(1)在0-3s内，推力对木块所做的功。(2)请在图2 丁中，画出0-6S内木块所受的摩擦力f随时间t变化的图线。答案及解析*典型例均例1、【答案】D【解答】A.向上起跳过程中小金的动能转化为重力势能和内能，速度减小，即动能减小，故A错误；B.在整个跳绳过程中小金的机械能会部分转化为内能，即机械能减小，故B错误；C.小金跳一次克服重力做功约：W=Gh=50kg 10Nkg0. 06m=30J,故C错误；D.小金跳绳的功率约为：p306IOo=SOW

10、 ，故D正确。 t 60s例2、【答案】4. 5XlO4;甲【解析】根据W=Gh计算出克服重力做的功，根据P =：计算功率，然后比较大小即可。【解答】甲同学克服自身的重力做功W甲二G甲h甲，450NXloOm=4. 5义10号；甲同学的功率P辛=J = ISOW;T乙同学克服自身的重力做功W乙二G乙h乙二500NX 100m=5Xio4J;W4甲同学的功率P - - -* 138.9W;乙 J 60S Xo比较可知，甲同学的功率大。例3、【解答】解：(1)由表中数据可知，机器人在Imin内匀速行驶的路程为30m,_ _ 30m _则机器人匀速行驶时的速度：V.初7%.5ms,_四_丝一由P丁

11、FV可得，机器人所受的牵引力：_P_ IgOWF 05m/s 360n.（2）装满消毒液时消毒液的体积：V=V 容= 20L = 20dm3 = 0. 02m3,_ m由P -可得，装满消毒液时消毒液的质量：m液=P V=L 0 103kgm30. 02m3 = 20kg,装满消毒液的机器人受到的总重力：G 总=m 总 g= （m 液+m 空载）g= （20kg+50kg） 10Nkg = 700N;克服重力所做的功为：W=G总h = 700NX 10m=7000Jo答：（1）受到的牵引力为360牛；（2）克服重力所做的功为7000J。卜堂演11.【答案】D【解答】A.物体在EG段做匀速直线运

12、动，那么它受到的摩擦力等于拉力5N。G点两侧的粗 糙程度不同，而物体对表面的压力相同，因此物体受到的摩擦力不同，故A错误；B.根据图片可知，时间tEF=2tGH ，路程Sef=Sgh ，根据公式0 -,可知，物体在EF段的速度小于GH段的速度，故B错误；C.拉力相等，都是5N,且距离S相等，根据W=FS可知，拉力在EF段和GH段做功相等， 故C错误；D.已知速度Vef；=【解析】（1）对物体进行受力分析，然后根据二力平衡的知识比较摩擦力的大小；（2）根据功率的计算式P=FV比较两个功率的大小关系。【解答】（1）根据图片可知，左边斜面倾斜角度小，因此物体的重力在斜面上的分力G分 较小。当物体在斜

13、面上匀速上升时，它受到沿斜面向上的拉力F,沿斜面向下的摩擦力f和重力 的分力G分，即F=f+G分；因为左边斜面上物体重力的分力偏小，所以左边斜面对物体的摩擦力较大；即 flf2（2）已知F1=F2 ,且V1=V2 ,根据公式P=FV可知,功率Pl=P2。4.【答案】（1）重力做的功W=Gh=500NX0. 3m=150J;（2）人的重力的平均功率P = U = U= 3OOW。t CLSt【解析】（1）根据W=Gh计算重力做的功；（2）根据p=计算做功的平均功率。 t5.【解答】解：（1）全红婵全部浸没水中时受到的浮力最大，排开水的体积等于自身 体积，则有：F 浮=P 盐水gV 排=LO Xl（）3kgm3 oNkgXO. 035m3 = 350N;（2）全红婵的重力：G=mg = 35kg 10Nkg = 350N;从最高处下落的整个过程中，重力所做的功：W=Gh = 350N （llm+hm）；阻力做功 W=fh = 3X350NXhm;解得 h = 5. 5m；所以池水至少要5. 5m深才能保证人体不触池底。答：（1）全红婵入水后受到的最大浮力是350N；（2）池水至少要5. 5m深才能保证人体不触池底1 .【答案】B【解析】长方形的面积公式：S=ab,即等于长X宽，结合常见物理量的计算公式分析即可。【解答】A.根据公式W=FS可知，功等于力和距离的乘积，而不是力等于功和距