《功率》典型例题

1/5二、功率1.(2006甘肃兰州中考，2)平直公路上的甲、乙两辆汽车，在相同牵引力作用下匀速行驶，如果在相同的时间内通过的路程之比为3∶2，则甲与乙（）A.牵引力做功之比为2∶3B.牵引力做功之比为3∶2C.牵引力的功率之比为1∶1D.汽车所受的阻力之比为3∶2解析：平直公路上的甲、乙两辆汽车，在相同牵引力作用下匀速行驶，由W=Fs可知，路程之比为3∶3，它们所做的功之比为3∶2。因汽车匀速行驶，所以汽车所受的阻力之比为1∶1。由P=W/t可知，牵引力的功率之比为3∶2。本题是对新课程“能用生活、生产中的实例解释机械功的含义”目标的落实，考查学生分析、推理的能力。答案：B2.甲、乙两台机器，甲的功率比乙的大，则（）A.甲做的功比乙做的功多B.甲做功比乙做功快C.甲做功所用的时间比乙的少D.以上说法都不对解析：功率表示物体做功的快慢，功率大，做功就快；功率小，做功就慢，选项B是正确的。根据W=Pt，只知道功率的大小而时间的大小不确定，无法确定做功的多少。同样根据t=W/P，只知道功率的大小而功的大小不确定，也无法确定做功所用时间的长短，因此，选项A、C、D是错误的。答案：B3.初三物理兴趣小组的同学在学习了功率的知识后，想估测某同学上楼的功率有多大，已知该同学从一楼上到三楼用了10s，则他上楼的功率大约是（）A.3WB.30WC.300WD.3000W解析：这道题较为开放，答案不是具体确定的，但有一个比较合理的范围，只要介于这个范围内就是正确的，而且这道题跟实际生活联系密切，考查了学生的估测能力，体现了从物理走向生活、从生活走向物理的课改思想。根据P=W/t、W=Gh、G=mg可得，该题估测的物理量是质量和一层楼的高度。一般初三学生的体重介于40—70kg，一层楼的高度为3m左右，所以，上楼的功率介于240—420W之间，因此，正确答案为C。该题注意估测的值不能跟实际值偏差2/5太大，偏差太大就是错误。还有就是从一楼上到三楼是两层楼的高度，不是三层楼的高度，这也是错选其他选项的原因。答案：C4.(2006广东珠海中考，14)如图15-3-3所示，在50s的时间内，男孩提着重15N的小提琴水平向左匀速走了100m，女孩用5N的水平拉力拉箱子向右匀速走了100m，他们中，对物体做功的是_______________（选填“男孩”或“女孩”），做功的功率是_______________。图15-3-3解析：男孩提着小提琴沿水平向左匀速行走，手提力的方向竖直向上，而移动的距离沿水平方向，手的提力对小提琴没有做功；女孩用5N的水平拉力拉箱子向右匀速行走，箱子沿水平拉力移动了一段距离，所以女孩的拉力对箱子做了功，W=Fs=5N×100m=500J。她做功的功率是P=W/t=500J/50s=10W。答案：女孩10W5.甲、乙两人用力之比为2∶5，各自使物体在力的方向上移动的距离之比是3∶2，所用的时间之比为2∶1，则甲、乙的功率之比为______________。解析：W1=F1s1=2×3J=6JW2=F2s2=5×2J=10JP1=2611tWW=3WP2=11022tW=10W所以10321PP答案：3∶106.(2006上海浦东中考，8)图15-3-4是中国科学家正在建造的世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”。在组装时，需要用如图15-3-4所示的滑轮把重为1000N的物体匀速提升12m，则作用在滑轮上的拉力F为___________N，绳子对重物所做的功为____________J。若提升重物所用的时间为1min，则绳子对重物做功的功率为__________W。3/5图15-3-4解析：题中所使用的滑轮是定滑轮，其特点是不省力，但可以改变用力方向。则作用在滑轮上的拉力F=G=1000N，绳子对重物所做的功为W=Gh=1000N×12m=1.2×104J，绳子对重物做功的功率是P=W/t=1.2×104J/60s=200W。本题是对新课程“会运用功的公式、功率的公式进行简单的计算”目标的落实，将物理知识与科技信息结合，设置情景新颖，同时引导学生灵活运用基本知识去分析问题与解决问题。答案：10001.2×1042007.小红每天都练习跳绳，跳绳时她所穿鞋的总质量为0.4kg，平均每分钟她跳绳120次，假定每次双脚抬离地面的高度均为5cm，则每上升一次她对鞋做的功为____________J；她跳绳时对鞋做功的平均功率为____________W。(g取10N/kg)解析：本题是利用W=Gh和P=W/t求功和功率的计算题。根据G=mg，可求出小红对鞋用的力。根据W=Gh=0.4×10×0.05J=0.2J上升一次小红对鞋做的功，再乘以次数就是她1分钟所做的功；她的平均功率P=sJtW601202.0s=0.4W。答案：0.20.48.体育课上，汪洋和李鹏在练引体向上，汪洋突发奇想，对李鹏说：“咱俩谁做引体向上的功率大？”（1）请你告诉他俩怎么比较功率的大小。（2）如果汪洋的体重已知，要测出他的功率，还需要测出的物理量有_____________。（3）写出测量的具体步骤并写出功率的表达式。（4）测量中为了便于记录测量数据，请你帮助他设计出实验数据记录表。解析：（1）比较他俩功率的大小有两种方法。（2）该实验的原理是P=W/t，再根据W=Gh、G=mg和题意可得出需要测量的物理量。（3）该题必须注意实验原理和所测物理量的表达式的区别。（4）因为这是一个间接测量的实验，记录数据的表格中至少应包含直接测得和间接测得的两种数据。注意每个物理量后面要标注单位。同时，为了测量得较为准确，尽量多做几个引体向上，测量平均功率。答案：（1）在相等的时间内比较做功的多少或做相同的功比较所用时间的多少。4/5（2）高度和时间（3）①用刻度尺测出他做引体向上的高度，记为h②用秒表测出他做n次引体向上所用的时间，记为t③求出他受到的重力G=mg④求出他做的功W=Gh=mgh⑤求出他的平均功率P=nmgh/t（4）质量m/kg重力G/N高度h/m功W/J时间t/s功率P/W9.如图15-3-5所示，某矿产工人用200N的水平拉力，抓紧绳子的一端，沿水平方向向右运动，在10s内将矿井里质量为32kg的物体提升4m。若不计一切摩擦，求：图15-3-5(1)矿工在10s内所做的功和他做功的功率；(2)动滑轮受到的重力；(3)滑轮组的机械效率。(取g=10N/kg)解析：根据滑轮组的性质和W=Fs、P=W/t、η=W有用/W总即可完成该题。根据图中滑轮组的性质可知,s=2h,因为h已知,所以可求出绳子末端移动的距离s,又因拉力已知,根据W=Fs可求出矿工在10s内所做的功,又因时间已知,根据P=W/t可求出他做功的功率。由于不计一切摩擦,所以拉力等于物体和动滑轮总重的1/2,据此求出物体受到的重力,就可求出动滑轮受到的重力。根据以上条件,利用W有=G物h求出有用功,再根据η=W有用/W总就可求出滑轮组的机械效率。(1）因为该滑轮组有两段绳子承担物体和动滑轮所以s=2h=4m×2=8m所以W总=Fs=200N×8m=1600J5/5所以P总=W总/t=1600J÷10s=160W。(2）因为G=mg=32kg×10N/kg=320N又因为该滑轮组有两段绳子承担物体和动滑轮所以F=（G物+G滑）/2所以G滑=2F-G物=200N×2-320N=80N。(3)W有用=G物h=320N×4m=1280J所以η=W有/W总=1280J÷1600J=80%。答案：（1）矿工在10s内所做的功为1600J；他做功的功率为160W。（2）动滑轮受到的重力为80N。(3)滑轮组的机械效率为80%。