
1. 比較做功快慢的兩種常見方法
(1)相同時間內(nèi),比較物體做功的多少,做功多的,做功快。(2)做相同的功,比較所用時間的長短,用時短的,做功快。
2. 通過運算比較物體做功的快慢
如果兩物體做功所用時間、做功多少都不相同,我們可以根據(jù)“做功多少與所用時間的比值”來判斷物體做功的快慢。
思想方法控制變量法:影響做功快慢的因素有做功的多少和做功時間長短。為了描述其中一個因素與做功快慢的關(guān)系,應(yīng)該保持另一個因素相同。這種研究問題的方法叫控制變量法。
生活中,人們通常用兩種方法來比較做功的快慢:方法①相同的時間比較做功的多少;方法②_____________________________。如圖1所示,用挖土機挖土比人力挖土快得多,所用的是方法_____。物理學(xué)用功率描述做功的快慢,這種方法與方法_____是相同的。(后兩空均填“①”或“②”)
做相同的功比較所用時間的多少
解題秘方:做功的快慢與做功的多少和做功的時間有關(guān),判斷做功快慢應(yīng)采用控制變量法:方法①:控制時間相同比較做功多少;方法②:控制做功多少相同比較時間長短。
解析:挖土機與人力挖土的快慢,反映出來的就是做功的快慢,圖中控制時間相同比較做功多少。單位時間內(nèi)物體所做的功,本質(zhì)就是相同時間(單位時間)做的功。
1. 下列四組數(shù)據(jù)給出了4個力做功與做功所用的時間 , 其中做功最快的是( )A. 40 J、8 sB. 80 J、8 sC. 80 J、10 sD. 90 J、10 s
(2)1 W=1 J/s。(3)1 W的物理意義是1 s做功 1 J 。(4)利用公式進(jìn)行計算時,必須同時使用國際單位制中的單位,不能使用其他單位。(5)比瓦(W)大的單位有千瓦(kW),換算關(guān)系:1 kW=1×103 W。
思想方法比值定義法:當(dāng)做功的多少與時間都不相同時,用所做的功與所用時間之比(功率) 來比較做功的快慢,這種定義物理量的方法叫做比值定義法。我們學(xué)過的物理量采用了比值定義法的有速度、密度、壓強等。
[上海金山區(qū)期末]關(guān)于功和功率,下列說法正確的是( )A. 機器做功少,功率一定小B. 功率小的機器做功不一定慢C. 功率大的機器做功一定快D. 功率大的機器一定比功率小的機器做功多
2. 甲機械比乙機械的功率大,表示兩機械在工作時( )A. 甲做功多B. 甲更省力C. 甲做功快D. 甲用時少
如圖2甲所示,水平地面上的物體受到方向不變的推力F的作用,其F-t和v-t的圖像分別如圖乙、丙所示。求:
(1)在3 ~6 s內(nèi),物體移動了4.5 m,推力的平均功率。
解題秘方:功率計算公式的選擇:已知F、v,選用公式P=Fv進(jìn)行計算。
(2)在9 ~12 s內(nèi),推力 F的功率。
解:在9~12 s內(nèi),物體做勻速直線運動,速度v=1 m/s,推力為60 N,所以推力的功率P′=F′v=60 N×1 m/s=60 W。
3. [中考·天津] 第七屆世界智能大會于 2023年5月18日在天津開幕,大會上展示了可穿戴的“外骨骼”機器人。參觀者戴上該設(shè)備,輕松地將 50 kg的物體勻速舉高 1 m,用時 2 s,此過程中對物體做功______J,功 率為______W。(g取10 N/kg)
要 測量一個人上樓時的功率,步驟如下:(1)用磅秤測出人的質(zhì)量 m;(2)用秒表測出人上樓所用的時間 t;(3)用卷尺測出人上樓的高度 h;(4)然后結(jié)合公式,可計算出這個人上樓時的功率。
特別提醒測量時若人做功的時間越短,則測量誤差越大,因此在測量時,要適當(dāng)增加人上樓所用的時間t,以減小測量誤差。
誤區(qū)警示用卷尺測量上樓的高度h,是指所上樓的高度,不是整個樓的高度,更不是樓梯的長度。
如圖3所示,小軍同學(xué)從一樓走到三樓,為了測量自己登樓的功率,小軍進(jìn)行了下面的實驗設(shè)計。
②小軍在登樓時,需要克服自身的重力做功,為此需要測量的物理量是_____________、___________________。③結(jié)合①②的分析,我們用能直接測量的物理量來表示登樓功率,則功率的表達(dá)式P=________。
(2)測量工具選擇:需要的測量工具有__________________。
解析:根據(jù)功率的表達(dá)式可知,需要的測量工具有體重秤、卷尺、停表。
(3)若小明和小軍都從一樓走到三樓,為了比較兩者登樓功率的大小,必須測量的物理量是______________和___________________。
4. 在學(xué)習(xí)了功率的知識后,三位同學(xué)想比較爬樓時誰的功率大。以下是他們討論后得出的三套方案, 其中可行的是( )①用相同的時間爬樓,測量出各自的體重和爬上樓的高度,即可比較功率大小;②都爬到樓頂,測量出各自的體重和爬樓用的時間, 即可比較功率大??;③爬樓后,測量出各自的體重、爬樓用的時間和爬上樓的高度,算出功率進(jìn)行比較。A. 只有③B. ①②C. ①③D. ①②③
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