38功率的概念与单位、功率的计算及公式的应用（教师版）.docx

初中物理自主招生讲练38功率的概念与单位、功率的计算及公式的应用一 .功率的概念与单位(共1小题)【知识点的认识】(I)定义：物体在单位时间内所做的功叫功率，在物理学中用字母P表示.(2)意义：物理学中，用功率来表示物体做功的快慢.(3)公式：功率=功/时间，即P=JLt(4)单位：国际单位：瓦(W) , 1 W=IJ/S；常用单位：千瓦(kW) , IkW=IO3W.(5)功率的种类：平均功率：物体做变速运动时，力在不同的时间段内做功快慢不同，平均功率可表示力 在某段时间内做功的平均快慢程度.瞬时功率：物体做变速运动时，力在某时刻做功的快慢.【命题方向】此考点主要考查功率的基本认识，主要以选择题为主.例：某机械的功率为150W,表示该机械()A.每秒做功150JSB.做功150J的功C. IS的功率为150WD IS内做150J的功点评：根据功率的概念回答.解：功率的概念：单位时间内做的功的多少，故机械的功率为150W,表示该机械Is内做 150J的功.故选D.点评：本题考查了功率的概念.【解题方法点拨】需熟记功率的基本概念，同时要注意区分功率与功的区别.功率是表示做 功快慢的物理量，做功快慢和做功多少是不同的.1. 一个小球从某点静止开始自由下落，不计空气阻力，小球下落过程中，通过路程s、速 度V、机械能E及重力的功率P与时间t的关系图象中正确的是()答案与解析：小球由静止开始自由下落，在下落过程中，速度越来越大，做加速运动，路程和时间不 成正比，故AB错误；由于不计空气阻力，则小球的机械能守恒，即机械能保持不变； 故C错误；根据功率公式P=FV=GV可知，重力不变，速度变大，功率变大，故D正确。故选：Do二 .比较功率的大小（共5小题）【知识点的认识】功率是表示物体做功快慢的物理量，一般采用下列三种办法比较大小：（1）在相同时间内，比较做功的多少，做功越多的物体，功率越大.（2）在完成相同功的条件下，比较所用时间的长短，所用时间越短的物体，功率越大.（3）做功多少和所用时间都不同的情况下，通过公式P=乜计算，然后进行比较.t【命题方向】在相同时间内给出做功的多少或完成相同的功根据时间的长短判断功率大小；给出部 分物理量通过公式p=也计算出功率的大小；结合图片根据图示判断功率的大小.t例1：甲、乙两同学推桌子时，做一样多的功，甲用了 3min,乙用了 2min,则甲、乙做功 的功率大小关系是（）A. P甲VP乙B. P甲P乙C. P甲=P乙D.无法确定分析：功率是物体在单位时间内所做的功，在功相同的前提下，做功的时间越短，功率越 大.解：甲、乙两同学做一样多的功，甲用了 3min,乙用了 2min,则甲用的时间比乙长，所以 甲的功率比乙的功率小.由上述可知选项B、C、D的说法不正确，因此不能选.故选A. 点评：本题的解题关键是应用控制变量法进行比较.例2：小丽用40N的水平推力将一个重90N的箱子水平匀速推动1m,所用时间为2s,小强 将这个箱子匀速提上0.4m高的台阶，所用时间为1.5s.则小丽和小强做的功Wi、W2和功率Pi、P2之间的大小关系正确的是（）A. W>W2B. W1<W2C. P1=P2D. P1>P2分析：据题目所给已知条件利用公式分别计算出小丽、小宇所做的功和做功功率，然后进 行比较大小，最后选出正确答案.解：Wi =FiSi =40N× lm=40J, Pi =-l-=-l=20W,t1 2s由于物体被匀速提起，则F2=G=90NW2=F2×S2=90N × 0.4m=36 J,P2="=理L=24W.通过以上计算可知：W>W2, P1<P2.故选A.t2 1.5s点评：本题考查做功和功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，要知道影响做功的 两个条件.例3：如图所示，甲乙两物体做功和所需时间关系图象，由图可知（）A. P甲>P乙B. P甲VP乙C. P甲=P乙D.无法确定分析：功率表示物理做功的快慢程度，单位时间内做的功越多，功率越大.解：如图所示，取相同时间比较甲、乙两物体做功的多少，从图中可以看出，甲做的功比 乙多，即甲的功率比乙的功率大，所以P甲>P乙.故选A.点评：该题通过图象来考查功率的大小，要求同学们具有一定的识图能力，可以通过两种 方法来判断：是相同时间内比较做功多少；二是做相同的功看用时多少.【解题方法点拨】找出做功过程中对应的力、距离和时间，正确运用功和功率的公式进行计算，是答题的关 键.2 .如图，水平地面O点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平方向3N的力F。物体经 过M点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置，在NO、OP段做功分别 为Wno、WOp,功率分别为PN0、Pop,则（F=3NF=3NIII<IIIII»I<»IIIIIIhIIIII/、-,_ 3n .卡二 3n：PMNOPQA. Wno<Wop B. Wno>WopC. Pno>PopD. Pno<Pop答案与解析：(1)由图可知，OP段和No段的路程都为s=3m,拉力都是F=3N,由W=FS可得做的功 Wno=Wop;(2)由题知，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置，设No段用的时间tN=3则OP段用的时间top=2t,所以tN<top,做的功相同，由P=N-可知，Pno>Popo t综上分析可知，只有C正确。故选：Co3 .质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图像如图所示，从U时刻起汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为Ff,则()B. 0t时间内，汽车做匀加速运动且发动机功率不变C. Ut2时间内，汽车的平均速度等于vl+V 22D. tt2时间内汽车牵引力不变答案与解析：A、由题意知，从H时刻起汽车的功率保持不变，故A正确；B、在0U时间内，根据图象可知，汽车做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第 二定律可知：F-f=ma,解得F=f+ma,因为整个运动过程中汽车所受阻力不变，故牵 引力不变，速度增大，根据P=FV可知，汽车发动机功率功率增大，故B错误；C、因为汽车在tt2时间内不是匀变速直线运动，则平均速度不等于二工 故C错误;D、由题意知在tlt2时间内，汽车的功率保持不变，由图可知汽车的速度在增大，根 据P=FV知汽车牵引力变小，故D错误。故选：Ao（多选）4.如图，位于水平面上的物体在水平恒力FI作用下，以速度V沿水平面做匀速直线运动；若改为斜向上的恒力F2作用, 已知Fi与F2的功率相同。则可能有（A. Fi=Fz, v<v2C. F1<F2, v1 = v2答案与解析：物体都做匀速运动，受力平衡,F = mgF2c0s = （mg - F2sin）解得：Fz （cos+sin） =FI 根据Fl与F2功率相同得：FlVl=F2V2COS0 让物体以速度V2沿水平面做匀速直线运动）B. FIVF2，v<v2D. Fi>F2» v1>v2则：由解得：ZI= cos 8+.sine =+tan80V1COS 所以V1<V2,因 总小于 1,则有 Fi>F2, FlVF2 或 F1=F2,当 Fi =F2 时 =tan 2故AB正确，CD错误。故选：ABo（多选）5.下列说法中正确的是（）A.做功快的机械，其功率一定大B.跳远运动员助跑可以提高成绩，是利用了身体的惯性C.人用水平方向的力推桌子，桌子没动是因为推力小于摩擦力D.竖直向上抛出的小球，上升时受到的合力大于下降时受到的合力答案与解析：A、因为功率是表示做功快慢的物理量，因此做功越快的物体，功率一定大，故A正确；B、跳远运动员助跑可以提高成绩，是利用了身体的惯性，使人起跳后仍能向前运动，故B正确;C、人用水平方向的力推桌子，桌子没动，处于平衡状态，是因为推力等于摩擦力，故 C错误；D、小球上升时，受到竖直向下的重力和同样向下的空气阻力，合力为二者之和，下降 时受到重力和向上的空气阻力，合力为二者之差，故上升时受到的合力大于下降时受到 的合力，故D正确。故选：ABDoA. F=F2B. F<F2C. P>P2（多选）6.分别推动同一物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图象如 图甲时，水平推力为Fi；当物体运动的速度和时间图象如图乙时，水平推力为F2;两次 推力的功率分别为Pi、P2,则下列关系正确的是（）D. P1<P2答案与解析：由图象甲可知，物体做匀速直线运动，速度大小为V甲二=型!= t甲 2s2ms;由V-t图象乙可知，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=4m/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，摩擦力没变，故受到的水平推力Fi=F2,故A正确，B错误；已知V甲VV乙，由P=乜=E且=FV可得，两次推力的功率Pi VP2,故C错误，D正确。t t故选：ADo 三.功率的计算及公式的应用（共43小题）【知识点的认识】（1）功率：在物理学中，功与做功所用时间之比叫做功率。功率是表示物体做功快慢的物理量。（2）功率的公式：P=Z （其中P表示功率，W表示功，t表示时间） t（3）计算功率的另一个公式：P=Fv,即物体在拉力F的作用下，以速度V沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力F所做功的功率可表示为Fv.（其中F表示物体所受的拉力，V 表示物体运动的速度）a.推导：由P=V,联立W=Fs,得P=y>=E且=Fv。tt t由该公式可知：在功率P 一定时，力F与速度V成反比。b.应用：当汽车上坡时，司机采取换挡的办法，减小速度，以获得较大的牵引力。【命题方向】第一类常考题：某九年级同学家住5楼。一天，他提着装有30个鸡蛋的塑料袋从I楼走到 家里在此过程中，下列估算不合理的是（）A.他提鸡蛋的力做的功约为20OJB.他提鸡蛋的力做功的功率约为3WC.他爬楼做的功约为6X1（）3jD.他爬楼做功的功率约为1 × IO3W分析：估算出30个鸡蛋的重力和爬楼的高度，根据W=FS可算出做功的多少。然后再根据P=V计算功率。t解：（1）根据书本中“手托两只鸡蛋的力大约为1N”，可知提30个鸡蛋的力大约为F= 15N；住宅楼的楼层高大约3米，家住5楼，此同学实际爬楼高度h=3mX4=12m:故提鸡 蛋的力大约做功W=Fs= 15N× 12m=180JoWl=GS=500NX 12m=6X IO3J,他爬楼做的功 W 总=W+W1 = 180J+6×103J=6.18×103J,故A、C比较符合实际；（2）从1楼到5楼大约Imin,则他提鸡蛋的力做功的功率P=M=侬L=3W；故B符合t 60sW3实际；爬楼做功的功率Pi6 18× 10 J = 1.03× IO2W,故D不符合实际。故选t 60sDo点评：所谓估算，不是猜，而是依据生活经验或常识，对相关物理量进行估计，必要时还 需根据相关公式计算得出结果；需注意：实际爬楼的层数等于楼层数减一。第二类常考题：工人用定滑轮将重240N的物体匀速向上提升，所用拉力为250N, 5