九年级物理上册11.2怎样比较做功的快慢学案含练习新版粤教沪版

11.2 怎样比较做功的快慢图11－2－1如何比较物体做功的快慢1．做相同的功，比较所用时间的长短． 2．相同时间内，比较做功的多少． 3．比较做功多少与做功时间的比值的大小．功率1．定义：在物理学中，把____________与____________的比叫做功率． 2．公式：功率＝功时间，用符号表示为：P ＝Wt .3．公式变形：W ＝________，t ＝________． 4．推导公式：P ＝W t ＝Fst＝Fv . 5．单位：功率的单位为瓦(W)，1 W ＝1 J/s.在工程技术上，常用千瓦(kW)作为单位．如何测量登楼的功率1．器材：磅秤、皮尺(刻度尺)、停表． 2．步骤：(1)用磅秤称出人的________； (2)用皮尺量出地面到所登楼层的__________； (3)用停表记录人登楼所用的__________； (4)计算人登楼的功率：P ＝W t ＝Gh t＝________．类型一 功率的概念例1 下列关于功率的说法中，正确的是( ) A ．物体做功越多，功率越大 B ．物体做功时间越短，功率越大 C ．物体做功越快，功率越大 D ．物体做功时间越长，功率越大[易错辨析]功和功率是两个密切相关的物理量，但二者又有所区别．功率表示做功的快慢，功表示做功的多少，一个力做功的多少由功率和时间两个因素决定，功率大的做功不一定多，做功多的功率也不一定大．在分析功和功率的关系时，必须考虑时间因素．类型二 功率的计算例2 如图11－2－2所示，甲用90 N 的拉力，乙用50 N 的推力，在30 s 内共同使一辆小车从一个倾角为30°、长为60 m 的斜坡底端匀速运动到顶端．甲、乙二人对小车做功________J ，甲对小车做功的功率为________W.图11－2－2[方法指导]正确利用功率的计算公式类型三 功率的测量例3 要测量小明通过楼梯上楼的功率，不需要测量的物理量是( ) A ．自身质量 B ．通过楼梯的高度 C ．通过的路程 D ．上楼所用时间[方法指导]功率的测量方法功率的测量是功率计算公式的一个拓宽延伸，一般考查人爬楼、跳绳、登山、做引体向上的功率．解答时从实验原理P ＝W t 出发，从公式P ＝W t ＝Gh t ＝mght 中分析出所需要的测量工具、测量的物理量进而计算出功率的大小．课堂反馈(二)[怎样比较做功的快慢]1.如图2－1所示，图甲中运送同样多的砖到同样高的地方，用起重机比用滑轮组需要的时间________，说明起重机做功________；图乙中在相同时间内，把砖运送到同样高的地方，起重机比滑轮组运送砖的数量多，说明起重机做功________．我们把做功的快慢用________来表示．图2－12．功率是描述物体____________的物理量．某小车功率为800 W，它表示的物理意义是________________________．若该小车工作5 min，则做功________J.3．下面关于功率的几种说法中正确的是( )A．做功所用的时间越多，功率越小B．功率越大，做功就越多C．在相同的时间里，做功越多，功率越大D．做功所用的时间越少，功率越小4．如图2－2所示，蚂蚁用10－3 N的力拉着树叶，10 s内沿拉力方向前进了10 cm，则蚂蚁对树叶做的功为________J，此时的功率为________W.图2－25．九年级二班的男同学要举行爬楼比赛，看看谁的功率大．要测出某同学爬楼的功率：(1)已测出了这个同学的质量m，还需要测出的物理量：________________________________________________．(2)还需要的测量工具是________________．(3)由测得的物理量，计算爬楼功率的表达式为________________.课时作业(二)[11.2 怎样比较做功的快慢]一、选择题1．关于功率，下列说法错误的是( )链接例1易错辨析A．功率表示做功的大小B．功率表示做功的快慢C．相同时间，功率大的机器做功多D．功率大的机器比功率小的机器做功快2．体重较大的大人与体重较小的小孩爬相同的楼梯所用时间相同，下列说法正确的是( )A．大人比小孩做功多，大人功率大B．大人比小孩做功多，小孩功率大C．大人与小孩做功相同，小孩功率大D．大人与小孩做功相同，两人功率相同3．举重是我国的优势体育项目之一．一位身高170 cm的运动员和一位身高160 cm的运动员，在挺举项目中所用时间相同，把同样重的杠铃举起，如图2－K－1所示．如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2，则下列关系式中正确的是( ) A．W1＝W2、P1＝P2 B．W1＞W2、P1＝P2C．W1＞W2、P1＞P2 D．W1＜W2、P1＜P2图2－K－14．如图2－K－2所示是甲、乙两物体做功和所需时间的关系图像，由图像可知( )图2－K －2A ．P 甲>P 乙B ．P 甲<P 乙C ．P 甲＝P 乙D ．无法确定5．王小虎同学听到上课铃声响了，他一口气从一楼跑到三楼，用时10 s ．那么他在上楼过程中，克服自身重力做功的功率最接近( )A ．3 WB ．30 WC ．300 WD ．3000 W6．小敏同学和她所骑的轻便自行车总重约600 N ，上学路上她骑车在20 s 内匀速通过了一段长100 m 的平直公路．若自行车所受路面的阻力约为人和车总重力的0.05倍，则通过该段公路时，小敏同学蹬车的功率约为( )A ．150 WB ．300 WC ．1500 WD ．3000 W7．甲、乙两台机器做功之比为1∶2，甲所用时间是乙所用时间的12，则甲、乙两台机器功率之比为( )A ．1∶1B ．1∶2C ．1∶4D ．4∶18．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爬杆时，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①B ．①②C ．①③D ．①②③9．汽车在行驶过程中，发动机的功率为P ，牵引力为F ，汽车行驶的速度为v ，这三者之间的关系为P ＝Fv.当汽车爬坡时，驾驶员的操作总是加大油门同时换低挡．加大油门是为了使发动机发挥最大的功率，换低挡是为了减小车速．那么，在爬坡时减小车速的目的是( )A．保证安全B．省油C．增大发动机的牵引力D．以上说法均正确二、填空题10．物理学中，为比较物体运动的快慢，引入了速度的概念；为比较做功的快慢，引入了________，并且为了纪念物理学家________而命名了该物理量的单位．11．一台机器在6 s内做功2400 J，则该机器的功率是______，它表示的物理意义是________________________．拖拉机耕地的功率是20 kW，若以此功率耕地10 min所做的功是__________．12．如图2－K－3所示，重为150 N的物体在大小为40 N的水平拉力F作用下，向右匀速运动了10 m，所用时间为20 s，则拉力做的功是________J，拉力做功的功率为________________________________________________________________________W.图2－K－313．在体育考试中，小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图2－K－4所示．若实心球重20 N，从最高点到落地点的过程中，球下降的高度为2.7 m，用时约0.75 s，则球下降过程中重力做功为________J，功率为________W.图2－K－414．如图2－K－5所示是小明同学做引体向上的示意图，他在半分钟内做了12个规范的引体向上．已知小明的质量为60 kg，每次引体向上他能将自身重心提高0.4 m，则他每做一次引体向上所做的功为________J，整个过程中的平均功率为_________W.(g取10 N/kg)图2－K－515．如图2－K－6甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动，两次拉动木块得到的s－t图像分别是图乙中的图线①②，两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1、P2，则F1________F2，P1________P2.(均选填“＜”“＝”或“＞”)图2－K－616．2017·邵阳如图2－K－7所示，物体在5 N的水平拉力F作用下，沿水平面以0.2 m/s的速度匀速运动了4 s，拉力F的功率为________W.三、实验探究题17．某班同学进行爬楼比赛，看谁做功快．甲、乙同学各记录自己两次从一楼爬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.(1)实验③中乙同学做的功为________J．分析比较实验序号________，可以得出的初步结论是当做功所用时间相同时，做功越多，做功越快．(2)分析比较实验序号①和②，可以得出的初步结论是 .(3)若要比较甲、乙两位同学做功的快慢，则可以通过比较__________________________来确定哪位同学做功快．因此为了比较做功快慢，还应在表格中添加的栏目是______________．(4)分析比较以上实验数据，可以得出爬楼做功最快的学生是__________(选填“甲”或“乙”)．四、计算题18．起重机在10 s内将重为2000 N的石头沿竖直方向匀速提升0.5 m．求：(1)起重机对石头做的功．(2)起重机提升石头的功率．19．如图2－K－8所示，小兰在跑步机上锻炼身体．设她在跑步机上以5 m/s的速度匀速跑动30 min，跑动的总动力为40 N．问：链接例2方法指导(1)她在这段时间内相当于跑了多少路程？(2)她在这段时间内做了多少功？(3)她做功的功率是多少？图2－K－8详解详析【新知梳理】二、1.做功的多少 所用时间 3.Pt W P三、2.(1)质量m (2)高度 h (3)时间 t (4)mgh t【应用示例】例1 C [解析] 在相同时间内，做功越多，功率越大，A 选项中缺少“相同时间”这一条件，故A 选项不正确．做相同的功，做功时间越短，功率越大，B 选项中缺少“相同的功”这一条件，故B 选项不正确．做功越快，功率越大，故C 选项正确．做功时间越长，但做功多少不知道，无法确定功率大小，故D 选项不正确．例2 8400 180[解析] 甲对小车做的功：W 甲＝F 甲s ＝90 N ×60 m ＝5400 J ；乙对小车做的功：W 乙＝F乙s ＝50 N ×60 m ＝3000 J ；则甲、乙二人对小车做的功：W ＝W 甲＋W 乙＝5400 J ＋3000 J ＝8400 J ．甲对小车做功的功率：P 甲＝W 甲t ＝5400 J30 s＝180 W .例3 C [解析] 小明同学上楼梯的过程就是克服其重力做功的过程，根据功率的计算式P ＝W t ＝Gh t ＝mght可知，不需要测量的物理量是通过的路程． 【课堂反馈】 1．短 快 快 功率2．做功快慢 小车在1 s 内做的功为800 J 2.4×1053．C 4.1×10－41×10－55．(1)爬楼所用时间t 、爬楼的高度h (2)停表、卷尺 (3)P ＝mgh t【课时作业】 1．A2．A [解析] 大人与小孩爬相同的楼梯，h 相同，但大人体重比小孩的大，由W ＝Gh 可知大人做功多；爬楼梯所用时间相同，根据功率公式P ＝Wt可知，大人的功率大．3．C [解析] 由题知身高170 cm 的运动员和身高160 cm 的运动员举起杠铃的重力相同，身高170 cm 的运动员较高，根据公式W ＝Gh 可知，W 1＞W 2；因为两名运动员举起杠铃的时间相同，根据公式P ＝W t可知，P 1＞P 2，所以C 正确． 4．A5．C [解析] 通常中学生的质量约为50 kg ，从一楼跑到三楼上升的高度约为6 m ，该学生克服自己重力做功：W ＝Gh ＝50 kg ×10 N /kg ×6 m ＝3000 J ，由功率公式P ＝W t可得，P ＝3000 J 10 s＝300 W . 6．A [解析] 根据题意可知是克服摩擦力做功，所以用克服摩擦力做的功除以所用的时间，即为蹬车的功率．7．A 8.D9．C [解析] 根据P ＝Fv 可知，在功率一定时，牵引力F 与速度v 成反比，爬坡时减小车速可以获得更大的牵引力．10．功率 瓦特11．400 W 该机器在1 s 内做功400 J 1.2×107J[解析] 在物理学中，把物体在单位时间内完成的功叫功率；功率是表示物体做功快慢的物理量，P ＝W t ＝2400 J 6 s＝400 W ．10 min ＝600 s ，以20 kW 的功率耕地10 min 所做的功：W ＝Pt ＝20000 W ×600 s ＝1.2×107J .12．400 20 13.54 72 14.240 9615．＝ >16．2 [解析] 由图可知，该滑轮为动滑轮，物体运动的速度为0.2 m /s ，则绳子自由端的速度为v ＝2×0.2 m /s ＝0.4 m /s ；拉力F 的功率为P ＝Fv ＝5 N ×0.4 m /s ＝2 W .17．(1)3240 ①和④ (2)做相同的功，所用时间越少的，做功越快 (3)做的功与所用时间的比值 功时间 (4)乙 18．(1)起重机对石头做的功：W ＝Gh ＝2000 N ×0.5 m ＝1000 J .(2)起重机提升石头的功率：P ＝W t ＝1000 J 10 s＝100 W . 19．(1)由速度公式v ＝s t变形得，跑步的路程：s ＝vt ＝5 m /s ×30×60 s ＝9000 m . (2)她在这段时间内做的功：W ＝Fs ＝40 N ×9000 m ＝360000 J ＝3.6×105J .(3)她做功的功率：P ＝W t ＝3.6×105J 30×60 s＝200 W .。