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初三物理功与功率
2025-10-02 12:25:55 责编:小OO
文档
学生姓名          年级 初三     授课时间       教师姓名        课时     

教学内容初中物理   功与功率

教学目标功与功率知识进一步复习
重点难点功与功率应用题的理解
课前检查作业完成情况:优□ 良□ 中□ 差□ 建议_____________________________

     Part A          Review

                      功与功率基本知识

(一)功

1.做功的两个因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离。

2.功的计算公式W=Fs,其中F代表作用在物体上的力,s代表物体在力的方向上移动的距离,功的单位是J。

易错点:使用W=Fs.要注意单位的统一,F的单位为N,s单位为m,计算得出的功单位才是J;做功的多少是由W=FS决定,跟物体是做匀速直线运动还是做变速运动无关。

辨析:常见的不做功的三种情况。

(1)有力F无距离s,例如举高重物静止不动,虽然用了力,但没有力的方向上通过距离,没做功。 

(2)有距离s没有力F,如正在空中飞行的足球,运动了一段距离,但运动员施加的力已经消失,运动员对其没有做功。

(3)有力F,也有距离s,但在力,方向上没有通过距离(运动方向和力的方向垂直),此力也不做功。例如水平方向运动的物体,重力不做功。

 (二)功率

1.单位时间里完成的功,叫做功率,它是反映机械做功快慢的物理量。

2.计算公式:功率=功/时间,即P=W/t。将它变形得到两个变形公式:

W=Pt和t=W/P,可分别求功和时间。功率的单位是瓦特,简称瓦,符号为W。常用单位还有kW,叫千瓦,它与W之间的换算关系为l kW=103 W

3.对公式P=W/t的分析

根据P=W/t可知,当P一定时,W与t成正比。换句话说,使用功率相同的机械,做功时间长的做的功就多。

当W一定时,P与t成反比。换句话说,做相同的功时,时间用的少的机械的功率大。

当t一定时,W与P成正比。换句话说,做功时间相同时,功率大的那台机械做的功就多。

辨析:类比法

功率是表示做功快慢的物理量,这一点与速度是表不运动快慢的物理量是相似的。在学习过程中,不知你是否也有以下感受:速度和功率这两个物理量在定义、定义式等方面也是相似的,因此在学习过程中,我们将功率的各方面知识相应地与速度的相关知识类比看,得到我们想要

的全部知识,我们可以列出下列的表格:

    速度

    功率

物理意义    运动快慢

    做功快慢

  定义

单位时间通过的路程单位时间内所做的功

定义式

    υ=S/t

    P=W/t
  单位

    m/s    J/s或W

这种研究问题的方法叫做“类比法”。其实在以前的学习过程中使用过,例如:在研究压强、密度等“利用比值定义”的物理量时,都可通过与速度的类比,快速地学习这些知识。在研究“电压在电路中的作用”时,我们将它与水压在水路中的作用”进行类比,得到了结论。

例1小磊同学是班里的“大力士”, 一天他放学回家,看到公路上有一块大石头,他担心大石头会妨碍车辆正常通行。于是,他决定把石头推到路边,但是他费了很大的力,累得满头大汗,石头却一点没动。他的同学小颖恰好路过,看到此情景说:“你的行为很值得称赞,但是你对石头并没有做功”。你认为小磊同学对石头做功了吗?为什么?

变式题:如图5—16—1所示的四幅图是小新提包回家的情景,小新提包的力不做功的是    (    )

A.将包提起来      B.站在水平匀速行驶的车上  C.乘升降电梯  D.提着包上楼

例2以下事例中,重力做功的是    (    )

A.冰球在水平的冰面上滚动

B.皮划艇在平静水面快速滑行

C.跳水运动员下落

D.举重运动员举着杠铃在空中静止不动

变式题:起重机将重5×103 N的物体竖直向上匀速提高6 m后,又使物体沿水平方向运动4 m,在这个过程中,钢丝绳的拉力对物体做的功是    (    )

A.5×104 J

B.3×104 J

C.2×104 J

D.104 J

例3 在学习了功率的知识后,三位同学想比较爬杆时谁的功率大。以下是他们讨论后得出的三套方案,其中可行的是    (    )

①用相同的时间爬杆,测量出各自的体重和爬上杆的高度,即可比较功率大小;

②都爬到杆顶,测量出各自的体重和爬杆用的时间,即可比较功率大小;

③爬杆后,测量出各自的体重、爬杆用的时间和爬上杆的高度,算出功率进行比较。

A.只有①              B.①②             C.①③                D.①②③

变式题:某商场扶梯的高度是5 In,扶梯长是7 m,小明体重为600 N。扶梯把小明从三楼送上四楼的过程中对小明做功____________J。如果要知道扶梯对小明做功的功率,还应该测量的物理量是

                                PART  B

1.(2010广州)如图23所示(滑轮组的绕绳未画出),人以600N的力向下拉动绕在

    滑轮组的绳子一端10秒,使绳端向下移动了1.5m、重物匀速上升

    了0.5m,已知滑轮组的机械效率为70%(g=10N/kg).

    (1)人的拉力的功率多大?

    (2)被吊起的重物质量多大?

(3)按题意画出滑轮组的绕绳.

答案:(1)90W

(2)12.6kg

(3)

2. (2010兰州)(6分)如图23所示,物重G为2000N,斜面长5m,高3m,斜面和滑轮组装置的总机械效率为80%,若将重物沿斜面以0.2m/s的速度拉上来,求:

(1)所需拉力F是多少? (2)机械的总功率是多少?

图23

答案:

3.(2010黄冈)在打捞海底沉船时,常用水下机器人潜入水下打捞船上物品,已知ρ海水=1.03×103kg/m3.(1)机器人在水下70m处受到海水产生的压强是多大?(2)某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.02m3、密度为2.7×103kg/m3的物体静止不动,求该力的大小.(3)若机器人在水下运动时,所受海水阻力与速度的关系如图所示,求机器人在水下以0.5m/s的水平速度匀速运动时,机器人水平推进力的功率.

答案:7.2×105Pa;334N;87.5W

4.(2010梅州)如图14所示,物体A的质量m =12kg,在拉力F的作用下,物体A以0.1m/s的速度在水平面上做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为12N,忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力,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A运动10s的过程中,拉力F所做的功。

答案:(1)因做匀速直线运动,则:f=F示=12N(2)如图所示,作用在动滑轮轴上的拉力:F=2f=2×12N=24N(3)W=FS=24N×0.1m/s×10s×1/2=12J

5.(2010楚雄)(7分)当前云南省遭遇了百年不见的特大旱灾,某村响应号召积极打井抗旱救灾。他们准备用抽水机在一口打好的井中,将井下10m深的水抽到地面。若抽水机每小时抽水7.2×105Kg,机械效率为50% .

(1)抽水机所做的有用功是多少? 

( 2)抽水机所做的总功是多少?

(3)抽水机所做的总功率是多大?

答案:7.2×107J;1.44×108J;40000W

6. (2010临沂)如图所示,四冲程汽油机活塞面积为5×10-3m2,汽油燃烧产生的高温高压气体对活塞的压强为8×105pa,汽油机正常工作10min所做的功为1.8×106J。求:

(1)高温高压气体对活塞产生的压力是多少?

(2)该汽油机的功率是多少?

答案:4000N;3000W

7、(2010泸州)如图为泸州市某风景区山中的一段盘山公路照片。以汽油为燃料的观光汽车沿该盘山公路(盘山公路近似处理为斜面)以36Km/h的速度匀速行驶,经过15min从山脚到达山顶;汽车上山时沿路面获得的牵引力恒为9.2×103N。已知汽油完全燃烧释放的热量转化为汽车牵引力做功的效率为30%,汽油热值q=4.6×107J/Kg,求:

(1)汽车上山时牵引力发挥的功率为多大。

(2)汽车从山脚到山顶消耗了多少千克的汽油。

答案:92000W;6kg

8.(2010扬州)(6分)一列质量为1×103t的火车,以180km/h的速度在平直轨道上匀速行驶,整列火车受到的阻力是9×103N。

(1)火车的牵引力多大?

(2)火车行驶1min时间内,重力做了多少功?机车牵引力做了多少功?牵引力的功率多大??

答案:9000N;2.7×107J;4.5×105W

9.(2010肇庆)(7分)江西省三清山是我国著名的道教胜地和旅游景点.三清山索道全长2426m,上、下高度差约600m,单个吊车载满两人后的总重是2500N.以单个吊车载满两人为例,试回答下列问题.

(1)吊车与索道的接触面积以0.01m2计,索道上挂吊车处的钢索承受的压强是多大?

(2)单个吊车从索道最高处运行到最低处,吊车和人的重力做多少功?

(3)若单个吊车从索道最高处运行到最低处,需时20分钟,吊车和人的重力做功的功率是多少?

答案:2.5×106Pa;1.5×106J;1250W

10.(2010毕节)小军同学喜欢运动,在一次参加爬杆比赛中,质量为45kg的小军10s内爬到8m高的杆顶,取得较好的成绩(g=10N/kg,杆竖直立在水平地面上)求

(1)小军爬杆的速度是多少?

(2)小军爬杆过程中,做了多少功?功率是多大?

(3)根据你学过的物理知识,提出类似运动训练和比赛中获得好成绩的方法(写现两点即可)

答案:0.8m/s;3600J;360W;增加手与杆之间的摩擦

11.(2010金华)在上海世博园“低碳行动”展区展出了一系列高科技展项,其中包括我国自主创新的纯电动汽车。该汽车充足电后,在水平路面进行性能测试,记录如表所示。

求这次测试中:

(1)汽车总行驶时间。

(2)汽车水平牵引力所做的总功

(3)汽车对路面的压强。

答案:(1)根据t=s/v

    =135km/54km/h

   =2.5h(或9000 s)

    (2)根据W=Fs

    =400NXl.35×105m

    =5.4×l07J

    (3)F1=G=104N

    根据p=F1/S

   =104N/O.1m2

   =105pa

12.(2010莱芜)(8分)“海宝”是2010年世博会的吉祥物,其形象如图所示。一辆正在运送一座“海宝”的汽车以30m/s的速度在平直公路上匀速行驶,行驶30 min后到达目的地。已知汽车受到的阻力为2000N,“海宝”(材质均匀、实心)的质量为3.0×103 kg,体积为2m3,与水平车厢的接触面积为1m2(g=10N/kg)。求:

(1)海宝的密度;

(2)海宝对水平车厢的压强;

(3)汽车在行驶的30 min内牵引力所作的功;

(4)汽车的功率。

答案:(1)海宝的密度为: 

(2)海宝对水平车厢的压力: 

海宝对水平车厢的压强: 

(3)

汽车行驶的距离为: 

因为匀速,所以牵引力

牵引力所作的功

(4)汽车的功率为

    

(或)

13.(2010襄樊)(5分)体育活动中也包含很多物理知识。下表是杨威同学的一次体育测试成绩

 

请你根据表格中提供的信息进行下列有关计算:(g取10N/kg)

(1)杨威同学100m跑的平均速度是多大? 

(2)在图14中,杨威同学的重量是500N,A点为此时的重心,请你根据图中数据求出支持力F的大小;

(3)杨威同学用4s把杠铃举起了2m,则他举起杠铃的功率是多少?

答案:6.25m/s;300N;150W

(10·福州)14.(8分)福州鼓山大桥的建设创造了多项全国之最,其中全桥分为53段钢箱梁分段施工,每一段钢箱梁的质量高达1.3×105kg,其底面积约为260m2,采用号称“东南第一吊”的“天车”从江面起吊到桥墩上进行拼装。问:

  (1)一段钢箱梁受到的重力是多少?(g取10N/kg)

  (2)一段钢箱梁放在水平地面时,其对地面的压强约为多少?

  (3)若“天车”将一段钢箱梁从江面起吊到桥墩,匀速竖直提升了30m,拉力做的功是多少?

解:(1)钢箱梁受到的重力G=mg=1.3×105kg×10 N/kg=1.3×106N    (2分)

       (2)地面受到的压力F压=G=1.3×106N

            地面受到的压强=5×103Pa(3分)

       (3)∵钢箱梁匀速直线运动  ∴F拉=G=1.3×106N

            拉力做的功W=F拉s=1.3×106N×30m=3.9×107J    (3分)

(10·荆门)15.由航空工业六○五研究所自行设计的“海鸥300”轻型水陆两栖飞机(如图12所示)将于今年10月首飞,该机可载4-6名乘客,配置有高性能的发动机和先进航空仪表设备,可用于公务飞行、货物运输、海岸巡逻等。设飞机的总质量为4000kg,g取10N/kg。

(1)飞机停在水面时,排开水的体积是多少m3?

(2)若飞机在空中以360km/h的速度水平匀速飞行时,它在水平方向受到的阻力为飞机重力的0.1倍,飞机发动机的功率是多少W?

(1)飞机停在水面时, 即                       (1分)

        所以:         (1分)

   (2)飞机水平匀速飞行时,动力等于阻力,即:

        F=0.1G=0.1mg=0.1×4000kg×10N/kg=4000N                     (1分)

        飞机的功率

                    (1分)

(10·十堰)16.如图16所示,有一块平直的轻质木板(木板重力不计),其左端连接在转动轴O处,其右端A用一根细绳系在竖直墙B处,此时木板恰好水平,夹角∠BAO=37°,细绳能承受的最大拉力为10N,OB两点间距是5m,现将一个重量为10N的小物块放在木板上O点附近(可视为在O点),让它在一个大小为5N的水平拉力作用下以2m/s的速度向右做匀速直线运动,已知sin37°=0.6,sin53°=0.8)

求:(1)小物块在木板上运动时,它受到的摩擦力是多大?

(2)小物块在木板上运动了多长时间,细绳才被拉断?

(3)在细绳AB拉断之前,拉力F对小物块做了多少功?做功功率多大?

(1)F=f=5N

(2)设物由O向A运动路程S时绳被拉断,则FAB·(OB·cos37°)=GS,S=4m

T=s/v=4m/2m/s=2s

(3)W=FS=20J,P=Fv=10W。

(10·徐州)17.叉车将质量为200kg的货物在10s时间内匀速提高2m(g取10N/kg).求:(1)货物的重力;(2)叉车对货物做功的功率.

解:(1)    (3分)

(2)     (1分)

                    (2分)

(10·江西)18.某学校为了给蓄水塔抽水,新买了一单相螺杆自吸泵,其铭牌上的部分参数如下表:(吸程是指水泵到水面的距离;扬程是指水能被抽到的最高点到水面的距离) 

(1)该铭牌中有一个参数是明显错误的,请你指出来,并通过计算加以说明.

(2)该水泵连续正常抽水1h,把水抽高了50m,水泵对水做了多少功?此时水泵的效率是多少? (g取10N/kg)

解:(1)错误的参数是:吸程 20m   ……………………… (1分)

一标准大气压能把水压上的高度h= ……………(1分)

==10.13m <20m     ……………(1分)

(2)水泵1h抽水体积V=8m3  ………………………………(1分)

水泵1h抽水质量m=ρV=1.0×103kg/m3×8m3=8×103kg ………(1分)

水泵抽水1h对水做的功W=Gh=mgh=8×103kg×10N/kg×50m=4×106J …… (1分)

水泵抽水1h消耗的电能W′=Pt=1.5×103W×3600s=5.4×106J ………… (1分)

水泵的效率η=×100%=×100%≈74.1%  …………… (1分)

评分意见:有其它合理答案均参照给分.

(10·临沂)19.如图所示,四冲程汽油机活塞面积为5×10-3m2,汽油燃烧产生的高温高压气体对活塞的压强为8×105pa,汽油机正常工作10min所做的功为1.8×106J。求:

(1)高温高压气体对活塞产生的压力是多少?

(2)该汽油机的功率是多少?

(10·天津)20.(6分)某建筑工地上,工人用图15所示的动滑轮将重450N的物体匀速竖直提升了6m,若已知动滑轮此时的机械效率为90%。

请计算;

(1)工人提升重物所做的有用功是多少?

(2)工人提升重物所做的总功是多少?

课后赏识评价老师最欣赏的地方:
老师想知道的事情:
老师的建议:

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