2026年启东中学作业本九年级物理上册苏科版盐城专版第20页答案
1. 某班级课外活动,从一楼登上三楼,看谁的功率最大.为此,小明列出了以下需要测量的一些物理量:①一楼到三楼楼梯的总长度$L$;②一楼地面到三楼地面的高度$h$;③从一楼到达三楼所用的时间$t$;④每个同学的质量$m$.问:
(1)小明的计划中必须要测的物理量是
③④
(填序号).
(2)小明还想测出自己准确的上楼功率,需要的器材有:体重计、
秒表
卷尺
.
(3)请帮小明完成测功率时记录数据的表格.

(4)小明测出自己准确的上楼功率的表达式为
$P=\frac{mgh}{t}$
.

答案

(1)③④
(2)秒表 卷尺
(3)如表所示
| 自身的质量m/kg | 一楼地面到三楼地面的高度h/m | 从一楼到三楼所用时间t/s | 上楼的功率P/W |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| / | / | / | / |
(4)$P=\frac{mgh}{t}$

解析

【分析】
我们首先从实验原理出发思考:人上楼的过程是克服自身重力做功,功的计算公式为W=Gh,结合功率定义式P=W/t,就能推导出爬楼功率的表达式P=Gh/t=mgh/t。
第(1)问要比较多名同学上楼的功率大小,所有同学上升的高度h都是从一楼到三楼的固定值,不需要额外测量,因此只需要测量每个同学的质量m和上楼所用的时间t,就能比较功率大小。
第(2)问要测量自己的准确功率,就需要得到m、h、t三个物理量,对应选择测量工具,除了测质量的体重计,还需要测高度的工具和测时间的工具。
第(3)问的记录表格,已经给出了质量和功率的表头,剩下两个空缺就是我们需要测量的h和t对应的表头,标注好物理量和单位即可。
第(4)问直接把克服重力做功的公式代入功率定义式,就能得到最终的功率表达式。
【解析】
(1) 推导爬楼功率公式:$P=\frac{W}{t}=\frac{Gh}{t}=\frac{mgh}{t}$,所有同学从一楼到三楼的上升高度h完全相同,因此比较功率大小时不需要测量h,只需测量每个同学的质量m和上楼时间t,对应序号为③④。
(2) 要得到自己的准确上楼功率,需要测量m、h、t三个物理量,测量m用体重计,测量竖直高度h用卷尺,测量上楼时间t用秒表,因此空缺的器材为秒表、卷尺。
(3) 根据待测物理量,表格空缺的两个表头依次为:一楼地面到三楼地面的高度h/m、从一楼到达三楼所用的时间t/s。
(4) 将克服重力做功W=mgh代入功率定义式$P=\frac{W}{t}$,得到功率表达式$P=\frac{mgh}{t}$。
【答案】
(1) ③④
(2) 秒表;卷尺
(3) 一楼地面到三楼地面的高度h/m;从一楼到达三楼所用的时间t/s
(4) $P=\frac{mgh}{t}$
【知识点】
功率的测量;功与功率计算
【点评】
本题是力学测量实验的基础题型,围绕爬楼测功率的核心原理展开,依次考察了待测物理量筛选、实验器材选择、数据记录表格设计的能力,易错点是第一问容易忽略所有同学上升高度一致,误将楼高纳入必须测量的物理量,整体贴合课内实验考察要求。
【难度系数】
0.7
2. 重为500N的小明在60s内跳绳120个,每次跳离地面的高度约为0.06m,则小明跳绳一次做的功为
30
J,他在跳绳时的功率为
60
W,而此时同班的小华同学在60s内跳绳140个,则在本次跳绳时小华的功率
可能小于
(填“一定小于”“一定大于”或“可能小于”)小明的功率.

答案

30 60 可能小于

解析

【分析】
这道题围绕功和功率的计算展开,解题思路如下:1. 计算跳绳一次的做功,跳绳时克服自身重力做功,直接用W=Gh代入小明的重力和单次起跳高度即可算出单次做功;2. 计算跳绳的总功率,先算出60秒内小明跳绳做的总功,再根据功率定义式P=W/t代入总时间算出功率;3. 比较小华和小明的功率时,要明确功率的影响因素,小华的重力、单次起跳高度都是未知量,仅知道跳绳次数更多无法直接判定功率大小,因此要选合理的描述。
【解析】
1. 计算小明跳绳一次做的功:
已知小明重力G=500N,单次跳离地面高度h=0.06m,跳绳时克服重力做功,由W=Gh得:
W₁ = Gh = 500N × 0.06m = 30J
2. 计算小明跳绳时的功率:
60s内跳绳120次,总做功W总 = 120 × W₁ = 120 × 30J = 3600J
根据功率公式P = W总/t,代入t=60s得:
P = 3600J / 60s = 60W
3. 判断小华的功率和小明的大小关系:
功率P = nG'h'/t,虽然小华60s内跳绳次数140次比小明多,但小华的重力G'、单次起跳高度h'均未知,若小华重力很小、单次起跳高度很低,他的总做功可能小于小明,因此小华的功率可能小于小明的功率。
【答案】
30 60 可能小于
【知识点】
功的计算;功率的计算;功率大小比较
【点评】
本题属于功和功率的基础应用型题目,前两空直接套用公式即可求解,易错点在第三空,不少同学会错误认为跳绳次数更多功率就一定更大,忽略了跳绳做功的多少还和自身重力、每次起跳高度相关,比较功率需要控制其余变量一致才能仅通过次数判断大小。
【难度系数】
0.7
3. 一辆轿车用3000N的牵引力以72km/h的速度在高速公路上行驶,这时轿车的功率是
$6×10^4$
W,而在生活中我们看见汽车行驶在上坡路段时比在平直公路上慢,这主要是因为汽车的
功率
一定时需要通过减速来增大
牵引力

答案

$6×10^4$ 功率 牵引力

解析

【分析】
第一空求解轿车的功率时,已知牵引力和行驶速度,首先需要将速度的单位从km/h换算为国际单位m/s,再利用功率的推导公式P=Fv代入数值计算即可得到结果。对于后两个空,结合功率的推导式P=Fv分析:汽车正常行驶时的输出功率是固定的,上坡需要更大的牵引力来克服阻力,在功率不变的前提下,速度与牵引力成反比,因此可以通过减速来增大牵引力,对应填出空缺内容。
【解析】
1. 单位换算:将速度v=72km/h转换为以m/s为单位的数值:
v=72km/h = 72 × 1000m / 3600s = 20m/s
2. 代入功率推导式P=Fv计算功率:
已知F=3000N,v=20m/s,因此P=Fv=3000N × 20m/s = 6×10^4 W
3. 根据P=Fv可知,汽车的输出功率一定时,牵引力F和速度v成反比,上坡路段需要更大的牵引力来克服阻力,因此汽车会通过减速的方式增大牵引力,对应后两空分别为功率、牵引力。
【答案】
$6×10^4$;功率;牵引力
【知识点】
功率计算;P=Fv的应用
【点评】
本题属于功率模块的基础应用题,结合生活中汽车行驶的实际场景命题,重点考察学生对功率推导公式的掌握程度,提醒学生注意物理量单位的统一换算,帮助学生理解功率、牵引力、速度三者的制约关系。
【难度系数】
0.8
4.(2024·建湖县月考)如图是两名运动员以相同速度从地面举起相同质量杠铃的情景,下列判断正确的是(
D


A.甲做功时间长,功率大
B.乙做功时间短,功率小
C.两人做功与功率均不相等
D.两人仅做功的功率相等

答案

D

解析

【分析】
我们可以分两步来思考这道题:第一步先判断两人对杠铃做功的大小,已知杠铃质量相同,所以杠铃重力相等,从图中能看出甲的身高更高,举起杠铃的高度比乙大,根据W=Gh就能比较出两人做功的多少。第二步判断功率大小,题目给出两人举起杠铃的速度相同,我们可以把功率公式P=W/t变形,代入W=Gh,就能推导出P=Gv,这样不需要计算具体的时间,就可以直接通过重力和速度相等,判断出两人的功率相等,最后逐一核对选项选出正确答案。
【解析】
1. 比较做功大小:
两运动员举起的杠铃质量m相同,由G=mg可知杠铃的重力G相等;由图可知甲举起杠铃的高度h甲大于乙举起杠铃的高度h乙,根据功的计算公式W=Gh,可得W甲=Gh甲 > W乙=Gh乙,因此两人对杠铃做的功不相等。
2. 比较功率大小:
已知两人以相同速度v举起杠铃,对功率公式做变形推导:
$P=\frac{W}{t}=\frac{Gh}{t}=G·\frac{h}{t}=Gv$
由于G相等、v相同,因此两人举起杠铃的功率P相等。
3. 选项判断:
A选项:甲举起高度更大,由t=h/v可知甲做功时间更长,但两人功率相等,A错误;
B选项:乙举起高度更小,做功时间更短,但两人功率相等,B错误;
C选项:两人做功不相等,但功率相等,并非做功和功率都不相等,C错误;
D选项:两人做功不同,仅做功的功率相等,D正确。
【答案】
D
【知识点】
功的计算,功率推导应用
【点评】
本题的易错点是直接根据做功多少判断功率大小,忽略了举起杠铃的时间也会随举起高度同步变化,灵活运用功率的变形公式P=Fv可以大幅简化分析过程,帮助快速得到结论,要注意在运动速度已知的场景下优先考虑该变形公式分析功率。
【难度系数】
0.6
5. 甲、乙、丙三辆汽车用同样大小的牵引力和速度行驶,甲车沿上坡路,乙车沿水平路,丙车沿下坡路,都行驶相同的时间,下列说法正确的是(
D


A.甲车的功率最大
B.乙车的功率最大
C.丙车的功率最大
D.三辆车的功率一样大

答案

D

解析

【分析】
拿到这道题首先梳理题干给出的核心条件:三辆汽车牵引力大小相等、行驶速度大小相同,行驶时间相同。很多同学会被上坡、水平、下坡的路况描述误导,错误联想到重力做功的差异,这时候我们要明确题目讨论的是汽车牵引力的功率,先从功率的定义出发推导公式:功率定义为单位时间做的功,即P=W/t,而牵引力做的功W=Fs,结合运动学公式s=vt,代入后就能推导出牵引力的功率P=Fv,该公式中F是牵引力大小,v是沿牵引力方向的运动速度。题干里三车的牵引力方向始终和自身运动方向一致,F和v的大小都完全相等,因此可以直接判断三者功率相等,和路面的坡度没有关系。
【解析】
1. 推导牵引力功率公式:
根据功率的定义式:$P=\frac{W}{t}$,其中牵引力做的功$W=Fs$,将路程与速度的关系$s=vt$代入可得:
$P=\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}=Fv$
2. 对照已知条件判断:
题干明确给出三辆汽车的牵引力F大小相等,行驶速度v大小也相同,且牵引力方向始终与汽车运动方向共线,因此代入$P=Fv$可知,三辆汽车的牵引力功率完全相等,和路面是上坡、水平、下坡无关。
因此选项A、B、C错误,D正确。
【答案】
D
【知识点】
功率计算;P=Fv推导
【点评】
本题的易错点是容易被不同坡度的路况干扰,误将重力做功的情况和牵引力功率混淆,解题时要抓住核心已知条件,明确我们计算的是牵引力的功率,不需要考虑重力、支持力等其他力的影响,利用推导式P=Fv可以快速得到结论。
【难度系数】
0.7
6. 甲、乙两个集装箱的质量相同,先用起重机将甲集装箱以$1\mathrm{m/s}$的速度提升$10\mathrm{m}$,再将乙集装箱以$2\mathrm{m/s}$的速度提升$10\mathrm{m}$,那么起重机(
D


A.第一次做功多,功率大
B.第二次做功多,功率大
C.两次做功一样多,功率一样大
D.两次做功一样多,第二次功率大

答案

D

解析

【分析】
我们可以分三步逐步推导解题:
1. 先判断起重机拉力的大小:集装箱匀速上升时处于平衡状态,拉力和自身重力是一对平衡力,大小相等。已知甲乙两个集装箱质量相同,根据G=mg可知二者重力相等,因此两次起重机的拉力F大小完全相等。
2. 比较两次做功的多少:功的计算公式为W=Fs,这里拉力方向竖直向上,两个集装箱在拉力方向移动的距离都是10m,拉力F和移动距离h都相同,因此两次起重机做的功是相等的。
3. 比较两次的功率大小:可以用功率推导式P=Fv快速判断,两次拉力F相同,第二次提升的速度2m/s大于第一次的1m/s,因此第二次的功率更大;也可以通过运动时间辅助验证,提升相同高度,速度大的用时更短,总功相同的情况下,用时越短功率越大。
综上就能得到两次做功一样多、第二次功率更大的结论。
【解析】
解:
① 确定拉力大小:
集装箱匀速竖直上升,受力平衡,起重机拉力与集装箱重力大小相等,即$F=G=mg$。
已知甲乙集装箱质量相同,因此两次起重机的拉力$F_1=F_2$,大小相等。
② 比较两次做功:
起重机对集装箱做功的公式为$W=Fs=Fh$,两次提升高度h均为10m,拉力F相等,因此$W_1=Fh$、$W_2=Fh$,可得$W_1=W_2$,两次做功完全相等。
③ 比较两次功率:
根据功率的推导式$P=\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}=Fv$,已知$F_1=F_2$,$v_1=1\mathrm{m/s}$,$v_2=2\mathrm{m/s}$,$v_2>v_1$,因此$P_2=Fv_2 > P_1=Fv_1$,第二次的功率更大。
因此两次做功一样多,第二次功率大,对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
功的计算,功率的计算,二力平衡
【点评】
本题是功和功率的基础辨析题,核心是区分两个物理量的不同影响因素,很多初学者会错误认为速度大的过程做功更多,要明确功仅由力和力方向上的位移决定,和运动速度无关,而匀速提升的拉力功率和运动速度成正比,本题可以帮助学生加深对功、功率物理意义的理解。
【难度系数】
0.8