功率 同步作业 初中物理北师大版八年级下册(2022年)

9.4功率
一、单选题（本大题共12小题，共24.0分）
1.参加今年邵阳市初中毕业学业考试的王小鹏同学听到考试预备铃响了，考室还在四楼呀！他一口气从一楼跑到四楼考室，所用时间为30s.他上楼过程克服自身重力做功的功率最接近()
A. 1.5W
B. 15W
C. 150W
D. 1500W
2.将物体A挂于弹簧测力计下，测力计与物体A共同处于静止或匀速直线运动状态，已知匀速运动的速度关系为v1<v2<v3，则测力计对物体A的拉力功率最大的是()
A. B. C. D.
3.用如图所示的装置，工人师傅用力F将重为100N的物体以0.2m/s的速度匀速向上提升6m。

若不计绳重和摩擦，则这一过程中()。

A. 拉力F的大小为50N
B. 绳子自由端的速度为0.4m/s
C. 拉力F所做的功为600J
D. 拉力F的功率为10W
4.如图所示，不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，在水平拉力F的作用下，
物体M以0.2m/s的速度向左匀速直线运动，弹簧秤的示数为20N，以下
正确的是()
①M受到地面的摩擦力为20N
②M受到地面摩擦力水平向左
③拉力F的功率为8W
④M受到的重力与地面对M的支持力是一对平衡力
A. ①④
B. ①②
C. ①③
D. ②④
5.用弹簧测力计两次水平拉同一木块使它在同一水平木板上做匀速直线运动，图乙是它运动的路程随时间变化的图象，下列说法正确的是()
A. 木块两次运动的速度v1<v2
B. 木块两次所受的拉力分别为F1、F2，则F1>F2
C. 在10s内两次拉力对木块做功分别为W1、W2，则W1<W2
D. 在10s内两次拉力分别对木块做功的功率为P1、P2，则P1>P2
6.下列功率的说法中，正确的是()
A. 物体做功越多，功率越大
B. 物体做功越短，功率越大
C. 物体做功越快，功率越大
D. 物体做功越长，功率越大
7.为迎接2021年东京奥运会，我国体育健儿均在紧张地备战。

一举重运动员在某次训练中，用3s的时间将质量为100kg的杠铃举高1.8m。

下列说法正确的是()
A. 本次举起杠铃的过程中，该运动员对杠铃做功的功率为600W
B. 本次举起杠铃的过程中，该运动员对杠铃做了180J的功
C. 杠铃在空中静止时(如图)对该运动员的压力是100kg
D. 在举起杠铃保持不动的过程中，该运动员对杠铃做了1800J的功
8.下列关于功率的说法正确的是()
A. 功率大的机械比功率小的机械做功一定多
B. 功率大的机械比功率小的机械做功一定少
C. 功率大的机械工作时所用的时间一定少
D. 功率大的机械工作时做功一定快
9.仅用8天就建成的武汉火神山医院，彰显的不仅是中国速度，更是战胜疫情的坚强决心。

如图所示，为了在最短的时间完成地面基础建设，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的()
A. 机械效率
B. 功率
C. 功
D. 有用功
10.功率相同的甲、乙两辆汽车，在相等时间内沿平直路面匀速通过的距离之比是2：1，则下列正确的是()
A. 甲、乙两车速度之比为1：2
B. 甲、乙两车牵引力做功之比为1：2
C. 甲、乙两车牵引力之比为1：2
D. 甲、乙两车克服阻力做功之比为2：1
11.如图，要粗测举重运动员成功举起杠铃时，对杠铃所做功的功率，以下物理量中不需要测量的是()
A. 运动员的重力
B. 杠铃被举起的高度
C. 杠铃的质量
D. 举起杠铃的时间
12.关于功率以下说法中正确的是()。

A. 据P=W/t可知，机器做功越多，其功率就越大
B. 据P=Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比
C. 据P=W/t可知，只要知道时间t内机器所做的功，就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率
D. 根据P=Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比
二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）
13.如图所示，一个物体静止于光滑水平面上的O点，在水平恒力F作用下开始向右加速运动，依次经过a，b，c三个点，且a，b之间和b，c之间的距离相等，F在ab段做功W1，做功功率P1；在bc段做功W2，做功功率P2，则有W1 W2，P1 P2(均选填“>”“=”或“<”)．
14.一重2N的小球从水平台面上滚落到地面的过程中，经历了A、B、C三个位置，它们的位置关系如图所示。

设小球在AB段重力做功为W1，重力做功的平均功率为P1；在BC段重力做功为W2，重力做功的平均功率为P2，则：W1=J，P1P2(填“>”“<”或“=”)。

15.过去耕地主要靠牛拉犁，现在实现了机械化种植。

若一头牛的功率为500W，一台拖拉机的功率为25kW，则拖拉机工作4ℎ所做的功由这头牛来完成需要工作ℎ。

16.在自由下落过程中，物体运动速度会越来越快，一个物体由A点自由下落，相继经过B、C
两点，已知AB=BC.如图所示，物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，
做功功率P2，则W1______W2，P1______P2(两空均选填“>”、“<”或“=”)
三、作图题（本大题共1小题，共2.0分）
17.如图甲是使用汽车打捞水下重物的示意图。

在重物从井底拉到井口的过程中，汽车以恒定速度向右运动。

假如忽略水的阻力和滑轮的摩擦，在图乙坐标中请你画出汽车功率P随时间t变化的大致图像。

四、实验探究题（本大题共1小题，共6.0分）
18.学习了功率知识后，小明和小亮两位同学想测量纸锥下落时重力做功的功率，请你帮忙将实验过程补充完整。

(1)实验原理是：______(写公式)。

(2)需要测量的物理量有下落时间、______和______(写出物理量).相应的测量工具为秒表、______和______。

(3)如图是小明和小亮利用闪光照相机拍摄纸锥竖直下落时的照片，照相机每隔0.2s曝光一次，若测得纸锥在A、B两位置间的实际距离为6.40cm，则此AB过程中，纸锥的下落速度为______cm/s。

(4)下列关于纸锥在竖直下落过程中重力做功功率随时间变化的图象中正确的是______。

五、计算题（本大题共3小题，共24.0分）
19.在某次运输任务中，空载的货车沿平直路面匀速行驶，某路段50s行驶了1000m，货车在该路段所受阻
力为2000N，取g=10N/kg。

通过计算回答：
(1)该路段限速60km/ℎ，货车是否超速违规？
(2)牵引力在该路段做了多少功？
(3)牵引力在该路段的功率是多大？
20.高速公路已广泛应用ETC收费系统，这种系统是对过往车辆无需停车即能实现收费的电子系统。

如图是某高速公路入口处的ETC通道示意图。

现有一辆总质量M=1500kg的汽车，在进入ETC收费岛区域前s1= 50m处开始减速，经t1=4s后运动至ETC收费岛(图中阴影区域)边界，然后再经t2=6s匀速通过ETC收费岛，其长s2=36m。

不计车长，取g=10N/kg。

(1)求汽车的重力大小；
(2)求汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度大小；
(3)若汽车在ETC收费岛匀速行驶所受阻力为车重力的0.2倍，求汽车通过ETC收费岛牵引力所做的功和功率。

21.如图所示，是一台火灾现场侦察、灭火的消防机器人，其主要技术指数如下表：
车体质量：650kg履带与地接触总面积：0.5m2
消防车水炮水平：90°消防水炮流量：可调0～50L/s
车体尺寸：1000mm×700mm×880mm最大行驶速度：3.6km/ℎ
它以最大行驶速度在水平地面上匀速行驶了5min；行驶时所受阻力为自重的0.8倍。

g=10N/kg，求：
(1)通过的路程；
(2)消防机器人静止在水平地面时，对地面产生的压强；
(3)牵引力做功的功率。

答案和解析
1.【答案】C
2.【答案】C
【解析】解：
做功必须包括力和沿力方向移动的距离两个要素，A选项中物体静止，有力无距离，所以拉力不做功；D选项中拉力与运动方向垂直，所以拉力也不做功；而B、C两项中物体沿拉力方向移动了距离，则拉力对物体做功，所以，做功的只有B、C；
而B、C中，物体A均处于匀速直线运动状态(即平衡状态)，所以，物体受到的是平衡力，即拉力与重力平衡，
故弹簧测力计对物体A的拉力相等(等于A的重)；又v1<v2，由功率公式P=W
t =Fs
t
=Fv可知，C选项中拉
力做功的功率最大，故C正确。

故选：C。

(1)要比较拉力功率的大小，首先判断拉力是否做功；做功必须包括力和沿力方向移动的距离两个要素，有力无距离或者拉力与运动方向垂直，拉力均不做功，据此分析有哪些选项中的拉力对物体做功；
(2)根据物体A均处于静止或匀速直线运动状态，即平衡状态，所以物体受到的是平衡力，即拉力与重力平
衡，故四个选项中弹簧测力计对物体A的拉力均相等，结合已知条件v1<v2<v3，由功率公式P=W
t =Fs
t
=
Fv判断做功的功率最大者为哪个选项。

本题通过四个物理情境，考查了平衡状态的判断，做功及功率大小的判断等，有一定综合性，考查角度新颖，难度适中。

3.【答案】C
4.【答案】A
【解析】解：
①②弹簧秤的示数为20N，即绳子对弹簧秤的拉力为20N，因同一根绳子各处的拉力大小相同，所以绳子对物体M的拉力也为20N；
物体M向左匀速直线运动，其受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，所以M受到地面的摩擦力f=F
拉
=20N，方向与物体运动方向相反，即水平向右；故①正确，②错误；
③不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，由图知，拉力F作用在动滑轮轴上，与右侧两段绳子的拉力平衡，
则拉力F的大小为：F=2F
示
=2×20N=40N；
由图知，n =2，且拉力F 作用在动滑轮轴上，费力但省一半的距离，则拉力端移动的速度是物体移动速度的1
2
，故拉力端移动的速度：v 拉力端=1
2
v =1
2
×0.2m/s =0.1m/s ；
拉力F 的功率为：P =Fv 拉力端=40N ×0.1m/s =4W ，故③错误；
④M 受到的重力与地面对M 的支持力大小相同、方向相反、在同一直线上、作用在同一个物体上，所以二力是一对平衡力，故④正确； 综上可知，只有①④正确。

故选：A 。

本题考查了动滑轮的特点、二力平衡条件的应用和功率的计算，注意不要机械地应用动滑轮省一半力。

5.【答案】D 【解析】
(1)根据图象，通过比较木块两次在相同时间内通过的路程判断速度大小。

(2)根据物体的运动状态，判断出木块受到平衡力的作用，即拉力等于摩擦力；然后根据滑动摩擦力大小的影响因素得出两次木块受到的摩擦力变化，进而得出木块两次所受的拉力关系。

(3)根据图象得出木块在10s 内两次通过的路程关系，然后利用公式W =Fs 比较两次做功的多少； (4)根据P =W
t 比较两次功率的大小。

本题考查了学生的识图能力，以及对二力平衡的条件、影响摩擦力的因素、功的计算、功率公式的应用的掌握情况，解题的关键是能从图中得出相关信息，锻炼了学生的观察思考能力。

【解答】
A 、由s −t 图象可知，在相同时间内，木块第一次通过的路程大于第二次，所以第一次运动的速度大于第二次，即v 1>v 2，故A 错误。

B 、用弹簧测力计两次水平拉同一木块使它在同一水平木板上做匀速直线运动，不论其速度大小如何，都受到平衡力的作用，在水平方向上滑动摩擦力和拉力是一对平衡力，则拉力和滑动摩擦力大小相等； 两次实验中，虽然速度变化了，但木块对木板的压力和接触面的粗糙程度不变，则两次木块受到的滑动摩擦力大小不变，所以木块两次所受的拉力大小相等，即F 1=F 2，故B 错误。

C 、由s −t 图象可知，木块在10s 内通过的路程第一次大于第二次；由B 可知，两次拉力大小相等，所以由W =Fs 可知，第一次所做的功大于第二次，即W 1>W 2，故C 错误；
D、由C可知，第一次所做的功大于第二次；又知时间相等，所以根据P=W
t
可知，第一次拉力对木块做功的功率较大，即P1>P2，故D正确。

故选：D。

6.【答案】C
【解析】解：功率是表示做功快慢的物理量，在同样的时间内，做功越多，即做功越快，功率越大，故C 正确，故ABD错误。

故选：C。

单位时间内所做的功叫做功率。

功率是表示做功快慢的物理量。

功率的计算公式为P=W
t
，即功率的大小等于功与时间的比值。

利用P=W
t
公式进行判断，可以全面把握影响功率和做功多少的因素。

7.【答案】A
【解析】解：
AB.本次举起杠铃的过程中，该运动员对杠铃做的功W=Gℎ=mgℎ=100kg×10N/kg×1.8m=1800J，故B错误；
该运动员对杠铃做功的功率P=W
t =1800J
3s
=600W，故A正确；
C.杠铃在空中静止时(如图)对该运动员的压力F=G=mg=100kg×10N/kg=1000N，故C错误；
D.在举起杠铃保持不动的过程中，该运动员对杠铃施加竖直向上的支持力，但竖直向上的方向上没有移动距离，所以该运动员对杠铃做了0J的功，故D错误。

故选：A。

(1)知道杠铃的重力和举高的高度，根据W=Gℎ=mgℎ求出本次举起杠铃的过程中该运动员对杠铃做的功，
又知道举起杠铃的时间，根据P=W
t
求出该运动员对杠铃做功的功率；
(2)杠铃在空中静止时(如图)对该运动员的压力等于杠铃的重力，根据F=G=mg求出其大小；
(3)做功的两个必要因素：作用在物体上的力、物体在力的方向上通过的距离。

本题考查了重力公式和做功公式、功率公式以及做功的两个必要因素的应用等，是一道较为简单的应用题。

8.【答案】D
【解析】解：功率的大小同时取决于做功多少和所用时间。

A和B、没有涉及到做功时间，不符合题意。

C、没有涉及到做功多少，不符合题意。

故选：D。

功率定义为单位时间内完成的功，由所做功的多少和所用的时间决定，它反映了物体做功的快慢。

(1)掌握功率的概念、公式、单位及单位换算。

(2)控制变量法研究功率与做功多少、所用时间的关系。

9.【答案】B
【解析】解：建成一所医院所做的有用功是相同的，为了减小做功的时间(缩短工期)，根据P=W
t
可知，需要增大挖掘机的功率，所以，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的功率，故B正确，ACD 错误。

故选：B。

10.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查利用公式法计算比值问题；就是将比式中的各比项用物理公式转换成所要求的物理量的表达式，再相比求值的方法，要求学生能熟练运用相关公式。

已知功率和时间，利用功率的公式W=Pt可求做功之比，又知路程，利用公式W=Fs可求牵引力之比。

再
利用P=W
t =Fs
t
=Fv计算速度之比。

【解答】
由题知，P1=P2，t1=t2，s1：s2=2：1；
BD.由P=W
t
可得，甲乙两汽车牵引力做功(克服阻力做功)之比为：
W1 W2=P1t1
P2t2
=1：1，故BD错误；
C.由W=Fs可得，甲乙两汽车牵引力之比为：
F1 F2=
W1
s1
W2
s2
=W1
W2
×s2
s1
=1
1
×1
2
=1：2，故C正确；
A.由P=W
t =Fs
t
=Fv可得，甲乙两汽车速度之比为：
v1 v2=
P1
F1
P2
F2
=P1
P2
×F2
F1
=1
1
×2
1
=2：1，故A错误。

故选C。

11.【答案】A
【解析】解：举重运动员成功举起杠铃时，对杠铃所做功的功率P=W
t =Gℎ
t
=mgℎ
t
，所以需要测量杠铃的质
量(或重力)、杠铃被举起的高度、举起杠铃的时间，不需要测量运动员的重力。

12.【答案】D
13.【答案】=<
14.【答案】0.4<
【解析】由图可知，在AB段，小球在重力的方向上通过的距离为0.8m−0.6m=0.2m，故小球在AB段重力做功为W1=Gℎ1=2N×0.2m=0.4J。

在BC段，小球在重力的方向上通过的距离为0.6m−0.4m= 0.2m；在AB段和BC段，小球在重力的方向上通过的距离相等，同一小球的重力一定，所以由W=Gℎ可知，
重力做功W1=W2；由于小球在下落时做加速运动，根据t=s
v 可知，小球在BC段运动的时间短，根据P=W
t
可知，小球在BC段重力做功的功率较大，即P1<P2。

15.【答案】200
16.【答案】=；<
【解析】
本题考查了做功公式、功率公式的灵活运用，关键是知道自由下落物体的运动是加速下落，从而得到AB和BC段的时间关系。

已知AB=BC，根据W=Gℎ可知这两段物体做的功相等；因小球在自由下落时做加速下落运动，所以根据速度公式可知经过相同路程的时间关系，再根据功率公式得出它们的功率关系。

【解答】
由题知AB=BC，
根据W=Gℎ可知，物体在AB段和BC段重力做的功相等，即W1=W2；
由于小球在自由下落时做加速运动，
根据t=s
v
可知，小球在BC段运动的时间短，
根据公式P=W
t
可知，物体在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率，即P1<P2。

17.【答案】
【解析】
此过程分三个阶段：
第一个阶段，物体完全浸没在水中，此时浮力不变，F=G−F
浮
，所以拉力不变，根据P=Fv可知：汽车在此阶段的功率不变；
第二个阶段，物体只有一部分浸入水中，而且排开水的体积越来越小，所受浮力也越来越小，F=G−F
浮
，所以拉力增大，根据P=Fv可知：汽车在此阶段的功率增大；
第三个阶段，物体离开水面了，此时物体只在拉力和重力的作用下匀速运动，所以F=G，拉力不变，根据P=Fv可知：汽车在此阶段的功率不变。

此题的关键要知道功率的公式P=Fv，由于速度不变，则关键是通过浮力的变化来判断拉力的变化。

【解答】
解：汽车匀速运动，重物也匀速运动，在重物露出水面前，浮力不变，绳子的拉力F
拉=G−F
浮
，所以拉
力不变，
图中滑轮为定滑轮，忽略水的阻力和滑轮的摩擦，汽车的牵引力F
牵=F
拉
+f(f为汽车受到地面的阻力)，
则牵引力也不变，根据P=F
牵
v可知，汽车的功率不变；
在物体露出水面而没完全露出时，浮力减小，F
拉=G−F
浮
，所以绳子的拉力增大，则牵引力增大，根据
P=F
牵
v可知，汽车的功率增大；
在物体完全露出水面后，F
拉=G，所以绳子的拉力不变，牵引力不变，根据P=F
牵
v可知，汽车的功率不
变；
综上所述，汽车的功率先不变，再增大，最后又不变，如图所示：。

18.【答案】(1)P=W
t
；(2)下落高度；纸锥质量；刻度尺；托盘天平；(3)16；(4)C
【解析】解：(1)测量功率的原理就是依据了功率的计算公式P=W
t
；
(2)根据实验的要求可知，需要测量的物理量有下落时间、下落高度和纸锥质量。

相应的测量工具为秒表、刻度尺和托盘天平；
(3)纸锥在A、B两位置间的实际距离为6.40cm，时间为0.2s×2=0.4s，
则此AB过程中，纸锥的下落速度为：v=s
t =6.40cm
0.4s
=16cm/s。

(4)由功率公式可得，P=W
t =Gℎ
t
=Gv，纸锥的重力不变，
由图可知，速度v先变快后不变，故纸锥在竖直下落过程中重力做功功率随时间变化规律是先变大后不变，故只有选项C的图象符合题意。

故答案为：(1)P=W
t
；
(2)下落高度；纸锥质量；刻度尺；托盘天平；
(3)16；
(4)C。

(1)测量功率的原理就是依据了功率的计算公式；
(2)根据控制变量法，控制相关的量不变，只改变要研究的量，并据此确定需要的测量工具；
(3)从图中读出时间和距离，利用速度的公式v=s
t
可计算纸锥下落的速度；
(4)根据纸锥下落的速度是先变快后不变，可结合功率的公式得出功率随时间变化的图象。

本题通过纸锥的下落实验，考查了功率的测量原理、测量方法、结论的分析、图象的读取等，有一定综合性，题目较新颖。

19.【答案】解：(1)货车的速度：
v=s
t =1000m
50s
=20m/s=72km/ℎ>60km/ℎ，
所以，货车超速违规；
(2)货车沿平直路面匀速行驶，受力平衡，所以牵引力F=f=2000N，
则牵引力在该路段做功：
W=Fs=2000N×1000m=2×106J；
(3)牵引力在该路段的功率：
P=W
t =2×106J
50s
=4×104W。

答：(1)计算可知，货车超速违规；
(2)牵引力在该路段做了2×106J的功；
(3)牵引力在该路段的功率是4×104W。

【解析】(1)利用速度公式求出货车的速度，然后该路段限速60km/ℎ比较即可得到答案；
(2)利用力的平衡得出牵引力的大小，然后利用W=Fs计算牵引力在该路段做的功；
(3)利用P=W
t
计算牵引力在该路段的功率。

此题考查速度、功和功率的计算，难度不大，关键是利用力的平衡得出牵引力的大小。

20.【答案】解：
(1)汽车的重力为：
G=mg=1500kg×10N/kg=15000N；
(2)由题意可知，汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度大小为：
v=s
t =50m+36m
4s+6s
=8.6m/s；
(3)因为汽车在ETC收费岛匀速行驶，
所以汽车受到的牵引力：
F=f=0.2G=0.2×15000N=3000N；汽车在收费岛匀速行驶的速度：
v′=s2
t2=36m
6s
=6m/s；
汽车的功率：
P=Fv′=3000N×6m/s=18000W；
汽车所做的功：
W=Pt=18000W×6s=1.08×105J。

答：(1)汽车的重力为15000N；
(2)汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度为8.6m/s；
(3)汽车通过ETC收费岛牵引力所做的功为1.08×105J，功率为18000W。

【解析】(1)根据G=mg求出重力大小；
(2)根据路程和时间求出速度的大小；
(3)先求出阻力，根据P=Fv求出功率，再根据W=Pt求出功。

本题考查了重力的计算、速度的计算、功和功率的计算，是一道基础题。

21.【答案】解：(1)速度v=3.6km/ℎ=1m/s
由v=s
t
可知，消防机器人以最大行驶速度在水平地面上匀速行驶了5min通过的路程为：
s=vt=1m/s×5×60s=300m；
(2)消防机器人静止在水平地面时，对水平面的压力大小与物体本身的重力相等，则机器人对地面的压力为：F=G=mg=650kg×10N/kg=6500N，
所以机器人对地面的压强为：p=F
S =6500N
0.5m2
=1.3×104Pa；
(3)因为消防车做匀速直线运动，
所以消防车的牵引力为：F
牵
=f=0.8G=0.8×6500N=5200N，
所以消防车的牵引力的功率为：P=W
t =
F
牵
s
t
=Fv=5200N×1m/s=5200W。

答：(1)通过的路程为300m；
(2)消防机器人静止在水平地面时，对地面产生的压强为1.3×104Pa；
(3)牵引力做功的功率为5200W。

【解析】(1)知道速度和时间，利用速度公式变形可求得路程；
(2)水平面上的物体，对水平面的压力大小与物体本身的重力相等，由p=F
S
求出压强；
(3)行驶时所受阻力为自重的0.8倍，匀速直线运动的物体，牵引力与所受阻力为一对平衡力，大小相等，根
据P=W
t =Fs
t
=Fv求出牵引力做功的功率。

本题考查了速度、压强、功率的计算，关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等。