资源简介

　　　　　　　　　　　　　　11．2　功　率
学习目标
1．通过比较做功的快慢学习用比值法研究物理问题。 2．知道功率的概念，知道功率计算式、单位及物理意义。 3．会计算有关功率的简单问题。 4．通过实例说明功率的含义，认识功率在实际应用中的重要价值。
知识点　功率的概念及计算
1．比较物体做功快慢的方法：不同的物体做相同的功，所用的时间越短，做功越快；不同的物体做功的时间相同，做功越多的物体，做功越快。
2．功率的物理意义：描述物体做功快慢的物理量。
3．功率的定义：把做功的多少与所用的时间之比叫做功率。
4．功率的公式：P＝。
5．功率的单位。
(1)国际单位：瓦特(W)。1 W的意义是1_s内所做的功为1_J。
(2)常用单位：1 kW＝103 W。
重点一　做功多少和功率大小的判断
1．功率与功是两个不同的物理量，“功”表示做功的“多少”，而“功率”则表示做功的“快慢”，“多少”与“快慢”的意义不一样。只有在做功时间相同时，做功多的就做功快。否则，做功多，不一定做功就快，即“功率”不一定就大。也就是说，功率与功和时间两个因素有关。
2．功率的公式P＝是指在t时间内的平均功率，而不是某一时刻的瞬时功率。当物体在力F作用下，沿力的方向以速度v匀速运动时，由W＝Fs及v＝，可得
P＝＝＝Fv
由P＝Fv可知，功率一定时，机械的牵引力和速度成反比。要使牵引力大，就要减速。这就是汽车在上坡时为什么要减速以获得较大的牵引力。
3．判断思路。
【跟踪训练】 1．体重相同的小明和小红从一楼爬到三楼，小明用时20 s，小红用时28 s，下列说法正确的是(　B　)。
A．小明做功多
B．小明做功的功率大
C．小红做功多
D．小红做功的功率大
重点二　功、功率相关计算
1．做功的多少由W＝Fs计算得出，与力F及在力的方向上通过的距离s有关，与物体运动的速度无关。
2．功的单位为N·m(牛·米)，在用W＝Fs计算功时，F的单位为N(牛)，s的单位为m(米)；功率的单位为J/s(焦耳每秒)，用P＝计算功率时，功的单位为J(焦)，t的单位为s(秒)。
3．对于匀速直线运动，可推导出P＝＝＝Fv，使用此公式时，需注意：拉力F必须是恒力，且物体运动的速度应不变；v的单位必须用m/s(米每秒)，这样算出的功率单位才是W(瓦)。
注意：物理量及符号、单位及其符号的规范书写。
【跟踪训练】 2．小威同学在体育课上做引体向上，他在1分钟内做了8个规范的引体向上。已知小威的质量为60 kg，每次引体向上他能将自身重心提高40 cm，若不考虑小威下降时做的功，则小威每做一次引体向上所做的功至少为________J，他做功的平均功率为________W。(g取10 N/kg)
【答案】240　32
基础巩固
1．如图，大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼，在这个过程中，下列说法正确的是(　D　)。
A．小孩对砖做功更多
B．小孩对砖做功更快
C．大人对砖做功更多
D．大人对砖做功更快
2．目前，我国首台国产大功率斯特林发动机研发取得成功，并以320 kW的额定单机功率达到世界顶尖水平。与内燃机相比，其运行更安静。关于功率这个物理量，下列说法正确的是(　A　)。
A．功率大一定做功快
B．功率大一定做功多
C．功率大一定更省力
D．功率大做功所需时间一定短
3．在水平地面上，小明在10 s内用50 N的力沿水平方向拉着重为100 N的小车前进了5 m，则拉力的功率是(　A　)。
A．25 W B．50 W
C．250 W D．500 W
4．新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜爱。小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上匀速行驶12 km，用时10 min。已知该车的总质量为1．6×103 kg，行驶中阻力为汽车重力的0．05倍，此过程中该车牵引力做的功为________J，功率为________kW。(g取10 N/kg)
【答案】9．6×106　16
能力达标
5．初中生小明回家上楼，用了30 s从一楼走到三楼，他上楼过程中的功率大约为(　C　)。
A．1 W B．10 W
C．100 W D．1 000 W
6．在自由下落过程中物体运动速度会越来越快。如图所示，一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知AB＝BC，物体在AB段重力做功为W1，做功功率为P1；在AC段重力做功为W2，做功功率为P2。则下列关系正确的是(　C　)。
A．2W1＝W2　P1＝P2 B．2W1＝W2　P1>P2
C．2W1＝W2　P17．我国生产的无人机世界领先。如图所示是我国某品牌无人机，下表是有关它的一些飞行参数。(空气阻力忽略不计，g取10 N/kg)
质量 1 100 g
最大上升速度 5 m/s(S模式)
4 m/s(P模式)
最大下降速度 3 m/s
最大水平飞行速度 20 m/s
最大飞行高度 6 000 m
最长悬停时间 29 min
(1)无人机在空中悬停时受到的升力F＝________N。
(2)在P模式下，无人机以最大上升速度匀速上升100 m所需要的时间t＝________s，此过程中升力对无人机做功的功率P＝________W。
【答案】(1)11　(2)25　44
素养提升
8．爸爸开着满载质量为1．8×103 kg的小轿车带小明去旅行，小轿车在整个过程中以恒定的功率行驶，受到的阻力为车重的0．1倍且保持不变，从启动到匀速运动之前行驶的路程为180 m，运动的速度v与时间t的关系如图所示，求：(g取10 N/kg)
(1)小轿车匀速行驶时发动机牵引力的大小；
(2)小轿车匀速行驶时，牵引力的功率；
(3)10 s内小轿车牵引力做的功。
【解】(1)小轿车的重力G＝mg＝1．8×103 kg×10 N/kg＝1．8×104 N。
由小轿车受到的阻力为车重的0．1倍可知，小轿车受到的阻力f＝0．1G＝0．1×1．8×104 N＝1．8×103 N。
因为小轿车做匀速运动，所以，由二力平衡条件可知，小轿车匀速运动时的牵引力F＝f＝1．8×103 N。
(2)由图像可知，小轿车匀速行驶时的速度为30 m/s，小轿车匀速行驶时，牵引力的功率P＝＝＝Fv＝1．8×103 N×30 m/s＝5．4×104 W。
(3)因为小轿车在整个过程中以恒定的功率行驶，所以10 s内小轿车牵引力的功率也为5．4×104 W，10 s内小轿车牵引力做的功W＝Pt＝5．4×104 W×10 s＝5．4×105 J。　　　　　　　　　　　　　　11．2　功　率
学习目标
1．通过比较做功的快慢学习用比值法研究物理问题。 2．知道功率的概念，知道功率计算式、单位及物理意义。 3．会计算有关功率的简单问题。 4．通过实例说明功率的含义，认识功率在实际应用中的重要价值。
知识点　功率的概念及计算
1．比较物体做功快慢的方法：不同的物体做相同的功，所用的时间越 ，做功越快；不同的物体做功的时间相同，做功越 的物体，做功越快。
2．功率的物理意义：描述物体做功 的物理量。
3．功率的定义：把做功的多少与 叫做功率。
4．功率的公式： 。
5．功率的单位。
(1)国际单位： 。1 W的意义是 _ _ 。
(2)常用单位：1 kW＝ W。
重点一　做功多少和功率大小的判断
1．功率与功是两个不同的物理量，“功”表示做功的“多少”，而“功率”则表示做功的“快慢”，“多少”与“快慢”的意义不一样。只有在做功时间相同时，做功多的就做功快。否则，做功多，不一定做功就快，即“功率”不一定就大。也就是说，功率与功和时间两个因素有关。
2．功率的公式P＝是指在t时间内的平均功率，而不是某一时刻的瞬时功率。当物体在力F作用下，沿力的方向以速度v匀速运动时，由W＝Fs及v＝，可得
P＝＝＝Fv
由P＝Fv可知，功率一定时，机械的牵引力和速度成反比。要使牵引力大，就要减速。这就是汽车在上坡时为什么要减速以获得较大的牵引力。
3．判断思路。
【跟踪训练】 1．体重相同的小明和小红从一楼爬到三楼，小明用时20 s，小红用时28 s，下列说法正确的是(　)。
A．小明做功多
B．小明做功的功率大
C．小红做功多
D．小红做功的功率大
重点二　功、功率相关计算
1．做功的多少由W＝Fs计算得出，与力F及在力的方向上通过的距离s有关，与物体运动的速度无关。
2．功的单位为N·m(牛·米)，在用W＝Fs计算功时，F的单位为N(牛)，s的单位为m(米)；功率的单位为J/s(焦耳每秒)，用P＝计算功率时，功的单位为J(焦)，t的单位为s(秒)。
3．对于匀速直线运动，可推导出P＝＝＝Fv，使用此公式时，需注意：拉力F必须是恒力，且物体运动的速度应不变；v的单位必须用m/s(米每秒)，这样算出的功率单位才是W(瓦)。
注意：物理量及符号、单位及其符号的规范书写。
【跟踪训练】 2．小威同学在体育课上做引体向上，他在1分钟内做了8个规范的引体向上。已知小威的质量为60 kg，每次引体向上他能将自身重心提高40 cm，若不考虑小威下降时做的功，则小威每做一次引体向上所做的功至少为________J，他做功的平均功率为________W。(g取10 N/kg)
基础巩固
1．如图，大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼，在这个过程中，下列说法正确的是(　)。
A．小孩对砖做功更多
B．小孩对砖做功更快
C．大人对砖做功更多
D．大人对砖做功更快
2．目前，我国首台国产大功率斯特林发动机研发取得成功，并以320 kW的额定单机功率达到世界顶尖水平。与内燃机相比，其运行更安静。关于功率这个物理量，下列说法正确的是(　)。
A．功率大一定做功快
B．功率大一定做功多
C．功率大一定更省力
D．功率大做功所需时间一定短
3．在水平地面上，小明在10 s内用50 N的力沿水平方向拉着重为100 N的小车前进了5 m，则拉力的功率是(　)。
A．25 W B．50 W
C．250 W D．500 W
4．新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜爱。小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上匀速行驶12 km，用时10 min。已知该车的总质量为1．6×103 kg，行驶中阻力为汽车重力的0．05倍，此过程中该车牵引力做的功为________J，功率为________kW。(g取10 N/kg)
能力达标
5．初中生小明回家上楼，用了30 s从一楼走到三楼，他上楼过程中的功率大约为(　)。
A．1 W B．10 W
C．100 W D．1 000 W
6．在自由下落过程中物体运动速度会越来越快。如图所示，一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知AB＝BC，物体在AB段重力做功为W1，做功功率为P1；在AC段重力做功为W2，做功功率为P2。则下列关系正确的是(　)。
A．2W1＝W2　P1＝P2 B．2W1＝W2　P1>P2
C．2W1＝W2　P17．我国生产的无人机世界领先。如图所示是我国某品牌无人机，下表是有关它的一些飞行参数。(空气阻力忽略不计，g取10 N/kg)
质量 1 100 g
最大上升速度 5 m/s(S模式)
4 m/s(P模式)
最大下降速度 3 m/s
最大水平飞行速度 20 m/s
最大飞行高度 6 000 m
最长悬停时间 29 min
(1)无人机在空中悬停时受到的升力F＝________N。
(2)在P模式下，无人机以最大上升速度匀速上升100 m所需要的时间t＝________s，此过程中升力对无人机做功的功率P＝________W。
素养提升
8．爸爸开着满载质量为1．8×103 kg的小轿车带小明去旅行，小轿车在整个过程中以恒定的功率行驶，受到的阻力为车重的0．1倍且保持不变，从启动到匀速运动之前行驶的路程为180 m，运动的速度v与时间t的关系如图所示，求：(g取10 N/kg)
(1)小轿车匀速行驶时发动机牵引力的大小；
(2)小轿车匀速行驶时，牵引力的功率；
(3)10 s内小轿车牵引力做的功。

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