1. 采用功与时间比值的方法,得到“单位时间”内做的功,这样就方便比较做功的快慢了,这个比值叫作
功率
。这种方法,实质上还是用 时间相同比较功
(时间相同比较功/功相同比较时间)来比较做功快慢的。答案
1. 功率 时间相同比较功
解析
【分析】首先,需明确比较做功快慢的两种核心方法:一是相同时间内比较做功的多少,二是做相同的功比较所用时间的长短。题目中“功与时间的比值”是描述做功快慢的物理量,需回忆其定义,再结合比值的含义判断对应的比较逻辑。
【解析】1. 物理中,功与时间的比值被定义为功率,用于表示做功的快慢,因此第一个空填“功率”。2. 功与时间的比值本质是单位时间内所做的功,这种方法是在时间相同(单位时间)的前提下,比较做功的多少,所以实质上是用“时间相同比较功”来比较做功快慢的。
【答案】功率;时间相同比较功
【知识点】功率的概念;比较做功快慢的方法
【点评】本题考查功率的基础概念及比较做功快慢的方法,属于物理基础识记类题目,侧重对核心知识点的理解与应用,难度较低。
【难度系数】0.8
【解析】1. 物理中,功与时间的比值被定义为功率,用于表示做功的快慢,因此第一个空填“功率”。2. 功与时间的比值本质是单位时间内所做的功,这种方法是在时间相同(单位时间)的前提下,比较做功的多少,所以实质上是用“时间相同比较功”来比较做功快慢的。
【答案】功率;时间相同比较功
【知识点】功率的概念;比较做功快慢的方法
【点评】本题考查功率的基础概念及比较做功快慢的方法,属于物理基础识记类题目,侧重对核心知识点的理解与应用,难度较低。
【难度系数】0.8
2. 用40 N水平拉力拉着重为100 N的物体,在10 s内由静止开始沿水平直线移动了5 m. 此过程中,重力对物体做的功为
0
J,水平拉力对物体做功的功率为20
W.答案
2. 0 20
解析
【分析】
要解决本题,需明确做功的两个必要条件:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过的距离。先判断重力是否做功,再计算拉力的功率。
【解析】
1. 重力做功分析:重力方向竖直向下,物体沿水平方向移动,移动方向与重力方向垂直,物体在重力方向上没有移动距离,根据功的公式$W = Fs$($s$为力方向上的位移),可得重力做功$W_G = 100\,\mathrm{N} × 0\,\mathrm{m} = 0\,\mathrm{J}$。
2. 拉力做功与功率计算:水平拉力$F = 40\,\mathrm{N}$,物体在拉力方向移动的距离$s = 5\,\mathrm{m}$,则拉力做功$W = Fs = 40\,\mathrm{N} × 5\,\mathrm{m} = 200\,\mathrm{J}$;功率公式为$P = \frac{W}{t}$,已知时间$t = 10\,\mathrm{s}$,代入得功率$P = \frac{200\,\mathrm{J}}{10\,\mathrm{s}} = 20\,\mathrm{W}$。
【答案】
0 20
【知识点】
功的计算、功率的计算
【点评】
本题考查功和功率的基础计算,核心是掌握做功的两个必要因素,避免对重力做功的错误判断,属于初中物理基础题型。
【难度系数】
0.8
要解决本题,需明确做功的两个必要条件:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过的距离。先判断重力是否做功,再计算拉力的功率。
【解析】
1. 重力做功分析:重力方向竖直向下,物体沿水平方向移动,移动方向与重力方向垂直,物体在重力方向上没有移动距离,根据功的公式$W = Fs$($s$为力方向上的位移),可得重力做功$W_G = 100\,\mathrm{N} × 0\,\mathrm{m} = 0\,\mathrm{J}$。
2. 拉力做功与功率计算:水平拉力$F = 40\,\mathrm{N}$,物体在拉力方向移动的距离$s = 5\,\mathrm{m}$,则拉力做功$W = Fs = 40\,\mathrm{N} × 5\,\mathrm{m} = 200\,\mathrm{J}$;功率公式为$P = \frac{W}{t}$,已知时间$t = 10\,\mathrm{s}$,代入得功率$P = \frac{200\,\mathrm{J}}{10\,\mathrm{s}} = 20\,\mathrm{W}$。
【答案】
0 20
【知识点】
功的计算、功率的计算
【点评】
本题考查功和功率的基础计算,核心是掌握做功的两个必要因素,避免对重力做功的错误判断,属于初中物理基础题型。
【难度系数】
0.8
3. (2024·赤峰)某老旧小区改造工地,工人用起重机将重$1.2×10^4$N的施工材料匀速吊上6 m高工作台,用了10 s.施工材料上升的速度是
0.6
m/s;起重机对施工材料做功$7.2×10^4$
J,做功的功率是$7.2×10^3$
W.答案
3. 0.6 $7.2×10^4$ $7.2×10^3$
解析
【分析】
本题考查速度、功、功率的基础计算,解题思路如下:①求施工材料上升的速度,利用速度公式$v=\frac{s}{t}$,其中$s$为上升高度,$t$为时间;②求起重机对材料做的功,因匀速吊升,拉力等于重力,利用功的公式$W=Gh$;③求做功的功率,利用功率公式$P=\frac{W}{t}$,代入对应数值计算即可。
【解析】
1. 计算上升速度:$v=\frac{s}{t}=\frac{6\ \mathrm{m}}{10\ \mathrm{s}}=0.6\ \mathrm{m/s}$;
2. 计算起重机做功:$W=Gh=1.2×10^4\ \mathrm{N}×6\ \mathrm{m}=7.2×10^4\ \mathrm{J}$;
3. 计算做功功率:$P=\frac{W}{t}=\frac{7.2×10^4\ \mathrm{J}}{10\ \mathrm{s}}=7.2×10^3\ \mathrm{W}$。
【答案】
0.6;$7.2×10^4$;$7.2×10^3$
【知识点】
速度计算、功的计算、功率的计算
【点评】
本题结合实际工程场景,考查力学中速度、功、功率的基础公式应用,属于常规基础计算题,只要牢记公式并正确代入数值即可解答,难度较低。
【难度系数】
0.8
本题考查速度、功、功率的基础计算,解题思路如下:①求施工材料上升的速度,利用速度公式$v=\frac{s}{t}$,其中$s$为上升高度,$t$为时间;②求起重机对材料做的功,因匀速吊升,拉力等于重力,利用功的公式$W=Gh$;③求做功的功率,利用功率公式$P=\frac{W}{t}$,代入对应数值计算即可。
【解析】
1. 计算上升速度:$v=\frac{s}{t}=\frac{6\ \mathrm{m}}{10\ \mathrm{s}}=0.6\ \mathrm{m/s}$;
2. 计算起重机做功:$W=Gh=1.2×10^4\ \mathrm{N}×6\ \mathrm{m}=7.2×10^4\ \mathrm{J}$;
3. 计算做功功率:$P=\frac{W}{t}=\frac{7.2×10^4\ \mathrm{J}}{10\ \mathrm{s}}=7.2×10^3\ \mathrm{W}$。
【答案】
0.6;$7.2×10^4$;$7.2×10^3$
【知识点】
速度计算、功的计算、功率的计算
【点评】
本题结合实际工程场景,考查力学中速度、功、功率的基础公式应用,属于常规基础计算题,只要牢记公式并正确代入数值即可解答,难度较低。
【难度系数】
0.8
4. 在中考体育达标测试“跳绳项目”中,小华同学1min跳了120次,每次跳起的高度约为4 cm,若她的质量为50 kg,则她跳一次做的功约为
(g取10 N/kg)
20
J,她跳绳的平均功率约为40
W。(g取10 N/kg)
答案
4. 20 40
解析
【分析】要计算跳一次做的功,需先求出小华的重力,利用功的公式$W=Gh$计算;计算平均功率时,先求出1min内做的总功,再根据功率公式$P=\frac{W_{总}}{t}$计算,注意单位统一(高度转换为米,时间转换为秒)。
【解析】解:①小华的重力:$G=mg=50\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=500\ \mathrm{N}$;
②跳一次做的功:$W_1=Gh=500\ \mathrm{N}×0.04\ \mathrm{m}=20\ \mathrm{J}$;
③1min内跳120次的总功:$W_{总}=120×W_1=120×20\ \mathrm{J}=2400\ \mathrm{J}$;
④跳绳的平均功率:$t=1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s}$,$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{2400\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{s}}=40\ \mathrm{W}$。
【答案】20;40
【知识点】功的计算、功率的计算
【点评】本题结合体育场景考查功与功率的基础计算,核心是明确跳绳做功为克服自身重力,需注意单位换算,属于基础应用题。
【难度系数】0.6
【解析】解:①小华的重力:$G=mg=50\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=500\ \mathrm{N}$;
②跳一次做的功:$W_1=Gh=500\ \mathrm{N}×0.04\ \mathrm{m}=20\ \mathrm{J}$;
③1min内跳120次的总功:$W_{总}=120×W_1=120×20\ \mathrm{J}=2400\ \mathrm{J}$;
④跳绳的平均功率:$t=1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s}$,$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{2400\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{s}}=40\ \mathrm{W}$。
【答案】20;40
【知识点】功的计算、功率的计算
【点评】本题结合体育场景考查功与功率的基础计算,核心是明确跳绳做功为克服自身重力,需注意单位换算,属于基础应用题。
【难度系数】0.6
5.(2024·电白期末)2024年5月21日,我国登山爱好者汪健带领5名队员组成的科研队伍成功登顶珠穆朗玛峰,并传回了全球首份来自世界之巅的超声影像图.如图所示为他们登顶的过程,体重(含装备)越大的队员一定 (

A.做功越多
B.功率越大
C.做功越快
D.功率越小
A
)A.做功越多
B.功率越大
C.做功越快
D.功率越小
答案
5. A
解析
【分析】要解决本题,需明确登山时队员上升的高度相同,结合功和功率的计算公式分析选项:功的公式为$ W = Gh $($ G $为重力,$ h $为上升高度),功率公式为$ P = \frac{W}{t} $($ t $为做功时间)。登山时,不同队员上升的高度$ h $一致,功的大小由体重(重力$ G $)决定;而功率同时与功和时间有关,仅知道体重无法确定功率大小。
【解析】登山过程中,队员上升的高度$ h $相同。根据功的计算公式$ W = Gh $,当$ h $一定时,体重(重力$ G $)越大,克服重力做的功$ W $越多,故A选项正确。功率是表示做功快慢的物理量,公式为$ P = \frac{W}{t} $,功率不仅与功有关,还与做功时间有关,题目未给出不同体重队员的登山时间,无法比较功率大小,因此B、C、D选项错误。
【答案】A
【知识点】功的计算、功率的概念
【点评】本题考查功与功率的区别,需明确功由力和力方向上的距离决定,功率由功和时间共同决定,是基础概念题,需注意两者影响因素的差异。
【难度系数】0.6
【解析】登山过程中,队员上升的高度$ h $相同。根据功的计算公式$ W = Gh $,当$ h $一定时,体重(重力$ G $)越大,克服重力做的功$ W $越多,故A选项正确。功率是表示做功快慢的物理量,公式为$ P = \frac{W}{t} $,功率不仅与功有关,还与做功时间有关,题目未给出不同体重队员的登山时间,无法比较功率大小,因此B、C、D选项错误。
【答案】A
【知识点】功的计算、功率的概念
【点评】本题考查功与功率的区别,需明确功由力和力方向上的距离决定,功率由功和时间共同决定,是基础概念题,需注意两者影响因素的差异。
【难度系数】0.6
6. 甲、乙两辆汽车功率相等,如果在相同的时间内匀速通过的距离之比为2:1,那么 (
A.两辆汽车的牵引力之比为1:2
B.两辆汽车的牵引力之比为2:1
C.两辆汽车做功之比为1:2
D.两辆汽车做功之比为2:1
A
)A.两辆汽车的牵引力之比为1:2
B.两辆汽车的牵引力之比为2:1
C.两辆汽车做功之比为1:2
D.两辆汽车做功之比为2:1
答案
6. A
解析
【分析】本题考查功、功率与牵引力的关系,解题思路如下:①根据功率公式W=Pt,结合两车功率和时间的关系,先判断做功之比;②再利用功的公式W=Fs变形得到牵引力F=W/s,结合做功之比和距离之比,计算牵引力之比,进而选出正确选项。
【解析】1. 计算做功之比:根据功与功率的关系W=Pt,已知甲、乙两车功率P₁=P₂,运动时间t₁=t₂,因此两车做功之比为:
$\frac{W_甲}{W_乙}=\frac{P_甲t_甲}{P_乙t_乙}=\frac{P}{P}×\frac{t}{t}=\frac{1}{1}$,即做功之比为1:1,故排除选项C、D。
2. 计算牵引力之比:根据功的公式W=Fs,变形得牵引力$F=\frac{W}{s}$,则两车牵引力之比为:
$\frac{F_甲}{F_乙}=\frac{\frac{W_甲}{s_甲}}{\frac{W_乙}{s_乙}}=\frac{W_甲}{W_乙}×\frac{s_乙}{s_甲}$。
已知$\frac{W_甲}{W_乙}=\frac{1}{1}$,且两车通过的距离之比$s_甲:s_乙=2:1$,即$\frac{s_乙}{s_甲}=\frac{1}{2}$,代入得:
$\frac{F_甲}{F_乙}=\frac{1}{1}×\frac{1}{2}=\frac{1}{2}$,即牵引力之比为1:2,故选项A正确,B错误。
【答案】A
【知识点】功率的计算、功的计算、牵引力与功的关系
【点评】本题为力学基础应用题,核心是掌握功、功率、牵引力的相关公式,通过公式变形推导比例关系,解题时需注意比例的对应关系,避免混淆物理量的比值。
【难度系数】0.7
【解析】1. 计算做功之比:根据功与功率的关系W=Pt,已知甲、乙两车功率P₁=P₂,运动时间t₁=t₂,因此两车做功之比为:
$\frac{W_甲}{W_乙}=\frac{P_甲t_甲}{P_乙t_乙}=\frac{P}{P}×\frac{t}{t}=\frac{1}{1}$,即做功之比为1:1,故排除选项C、D。
2. 计算牵引力之比:根据功的公式W=Fs,变形得牵引力$F=\frac{W}{s}$,则两车牵引力之比为:
$\frac{F_甲}{F_乙}=\frac{\frac{W_甲}{s_甲}}{\frac{W_乙}{s_乙}}=\frac{W_甲}{W_乙}×\frac{s_乙}{s_甲}$。
已知$\frac{W_甲}{W_乙}=\frac{1}{1}$,且两车通过的距离之比$s_甲:s_乙=2:1$,即$\frac{s_乙}{s_甲}=\frac{1}{2}$,代入得:
$\frac{F_甲}{F_乙}=\frac{1}{1}×\frac{1}{2}=\frac{1}{2}$,即牵引力之比为1:2,故选项A正确,B错误。
【答案】A
【知识点】功率的计算、功的计算、牵引力与功的关系
【点评】本题为力学基础应用题,核心是掌握功、功率、牵引力的相关公式,通过公式变形推导比例关系,解题时需注意比例的对应关系,避免混淆物理量的比值。
【难度系数】0.7
7. 学习了功率的知识后,小明和几位同学准备开展“比一比谁的功率大”的活动,他们设计了三套方案:① 测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,算出爬楼的功率并进行比较;② 控制爬楼的时间相同,测量出各自的体重、爬楼的高度,算出爬楼做的功并进行比较;③ 控制爬楼的高度相同,测量出各自的体重、爬楼的时间,算出体重和时间的比值并进行比较。可行的是(
A.只有①
B.只有①②
C.只有②③
D.①②③都可以
D
)A.只有①
B.只有①②
C.只有②③
D.①②③都可以
答案
7. D
解析
【分析】要判断方案是否可行,需先明确爬楼功率的计算公式:爬楼时克服重力做功$ W=Gh=mgh $,功率$ P=\frac{W}{t}=\frac{mgh}{t} $。比较功率大小可采用直接计算法或控制变量法:①直接计算功率数值比较;②控制时间相同,比较做功多少(功与功率成正比);③控制高度相同,比较体重与时间的比值(该比值与功率成正比)。据此分析三个方案的可行性。
【解析】爬楼时克服重力做功$ W=Gh=mgh $,功率$ P=\frac{W}{t}=\frac{mgh}{t} $。
方案①:测量体重$ m $、爬楼时间$ t $、爬楼高度$ h $,代入公式计算功率$ P $,直接比较功率大小,可行;
方案②:控制爬楼时间$ t $相同,此时$ W=mgh $,由$ P=\frac{W}{t} $可知,$ t $相同,$ W $越大则$ P $越大,因此只需比较做功$ W $即可,可行;
方案③:控制爬楼高度$ h $相同,此时$ P=\frac{mgh}{t} $,$ h $相同,$ P $与$ \frac{m}{t} $成正比,因此只需比较体重$ m $与时间$ t $的比值即可,可行;
综上,三个方案均可行,答案选D。
【答案】D
【知识点】功率的计算、控制变量法
【点评】本题考查功率的比较方法,核心是利用功率公式结合控制变量法分析不同方案的合理性,需理解功率与功、时间的关系,属于基础应用类题目,难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】爬楼时克服重力做功$ W=Gh=mgh $,功率$ P=\frac{W}{t}=\frac{mgh}{t} $。
方案①:测量体重$ m $、爬楼时间$ t $、爬楼高度$ h $,代入公式计算功率$ P $,直接比较功率大小,可行;
方案②:控制爬楼时间$ t $相同,此时$ W=mgh $,由$ P=\frac{W}{t} $可知,$ t $相同,$ W $越大则$ P $越大,因此只需比较做功$ W $即可,可行;
方案③:控制爬楼高度$ h $相同,此时$ P=\frac{mgh}{t} $,$ h $相同,$ P $与$ \frac{m}{t} $成正比,因此只需比较体重$ m $与时间$ t $的比值即可,可行;
综上,三个方案均可行,答案选D。
【答案】D
【知识点】功率的计算、控制变量法
【点评】本题考查功率的比较方法,核心是利用功率公式结合控制变量法分析不同方案的合理性,需理解功率与功、时间的关系,属于基础应用类题目,难度适中。
【难度系数】0.6
8. 跳伞是一项极具挑战的运动,现在越来越受到人们的喜爱.在某次跳伞训练过程中,一体重为500 N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下,其速度与时间的关系如图所示,经15 s下落210 m后,开始做匀速直线运动直至落地,整个过程用时30 s,求在这个过程中:
(1)运动员下落的平均速度;
(2)重力做的功;
(3)匀速下降时重力做功的功率.

(1)运动员下落的平均速度;
(2)重力做的功;
(3)匀速下降时重力做功的功率.
答案
8.(1)10 m/s (2)$1.5×10^5$ J (3)3 000 W
解析
【分析】
要解决本题,需结合v-t图像分析运动过程,再利用对应物理公式计算:
1. 平均速度:总路程与总时间的比值,需先求出总路程(前15s下落路程+后15s匀速下落路程);
2. 重力做功:公式为W=Gh,h是总下落高度(等于总路程);
3. 匀速下降时重力的功率:匀速运动时拉力等于重力,功率公式为P=Fv=Gv,代入匀速阶段速度即可。
【解析】
(1)计算总路程:
前15s下落路程$s_1=210\ \mathrm{m}$;
15s到30s为匀速运动,时间$t_2=30\ \mathrm{s}-15\ \mathrm{s}=15\ \mathrm{s}$,由图像知匀速速度$v_2=6\ \mathrm{m/s}$,则这段路程$s_2=v_2t_2=6\ \mathrm{m/s}×15\ \mathrm{s}=90\ \mathrm{m}$;
总路程$s=s_1+s_2=210\ \mathrm{m}+90\ \mathrm{m}=300\ \mathrm{m}$;
总时间$t=30\ \mathrm{s}$,平均速度$\bar{v}=\frac{s}{t}=\frac{300\ \mathrm{m}}{30\ \mathrm{s}}=10\ \mathrm{m/s}$。
(2)重力做功:
总下落高度$h=s=300\ \mathrm{m}$,重力$G=500\ \mathrm{N}$,则重力做功$W=Gh=500\ \mathrm{N}×300\ \mathrm{m}=1.5×10^5\ \mathrm{J}$。
(3)匀速下降时重力做功的功率:
匀速时$F=G=500\ \mathrm{N}$,功率$P=Fv_2=500\ \mathrm{N}×6\ \mathrm{m/s}=3000\ \mathrm{W}$。
【答案】
(1)10 m/s;(2)$1.5×10^5$ J;(3)3 000 W
【知识点】
平均速度、重力做功、功率计算
【点评】
本题结合v-t图像考查运动学与功、功率的综合计算,关键是从图像中提取匀速阶段的速度,正确计算总路程,需掌握相关公式的应用,难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需结合v-t图像分析运动过程,再利用对应物理公式计算:
1. 平均速度:总路程与总时间的比值,需先求出总路程(前15s下落路程+后15s匀速下落路程);
2. 重力做功:公式为W=Gh,h是总下落高度(等于总路程);
3. 匀速下降时重力的功率:匀速运动时拉力等于重力,功率公式为P=Fv=Gv,代入匀速阶段速度即可。
【解析】
(1)计算总路程:
前15s下落路程$s_1=210\ \mathrm{m}$;
15s到30s为匀速运动,时间$t_2=30\ \mathrm{s}-15\ \mathrm{s}=15\ \mathrm{s}$,由图像知匀速速度$v_2=6\ \mathrm{m/s}$,则这段路程$s_2=v_2t_2=6\ \mathrm{m/s}×15\ \mathrm{s}=90\ \mathrm{m}$;
总路程$s=s_1+s_2=210\ \mathrm{m}+90\ \mathrm{m}=300\ \mathrm{m}$;
总时间$t=30\ \mathrm{s}$,平均速度$\bar{v}=\frac{s}{t}=\frac{300\ \mathrm{m}}{30\ \mathrm{s}}=10\ \mathrm{m/s}$。
(2)重力做功:
总下落高度$h=s=300\ \mathrm{m}$,重力$G=500\ \mathrm{N}$,则重力做功$W=Gh=500\ \mathrm{N}×300\ \mathrm{m}=1.5×10^5\ \mathrm{J}$。
(3)匀速下降时重力做功的功率:
匀速时$F=G=500\ \mathrm{N}$,功率$P=Fv_2=500\ \mathrm{N}×6\ \mathrm{m/s}=3000\ \mathrm{W}$。
【答案】
(1)10 m/s;(2)$1.5×10^5$ J;(3)3 000 W
【知识点】
平均速度、重力做功、功率计算
【点评】
本题结合v-t图像考查运动学与功、功率的综合计算,关键是从图像中提取匀速阶段的速度,正确计算总路程,需掌握相关公式的应用,难度适中。
【难度系数】
0.5
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