人教版2019-2020年八年级物理下册精讲精练 11-2 功率(解析版)

P=W/t=40J/4s=10W

15.如图所示是正在建造中的我国自主设计的首艘科考破冰船“雪龙2号”，它将助力我国极地科考工作。该船设计空载排水量为8000t，满载排水量为14000t，能在厚冰层上连续破冰。（排水量为轮船在水中排开水的质量，g取10N/kg）。

（1）空载时该船受到的重力为多少N？

（2）假设破冰船在1.5m厚的冰层海域以7.2km/h的速度匀速直线破冰时所受的阻力为2×107N，则此时破冰船推进功率为多大？

【答案】（1）空载时该船受到的重力为8×107N；

（2）假设破冰船在1.5m厚的冰层海域以7.2km/h的速度匀速直线破冰时所受的阻力为2×107N，则此时破冰船推进功率为4×107W。

【解析】根据G=mg算出空载时排开水的重力；根据阿基米德原理求出空载时该船受到的重力；利用二力平衡条件求出牵引力，然后利用P==

=Fv计算功率。

（1）船空载时排水量：m=8000t=8×106kg； 排开水的重力：G=mg=8×106kg×10N/kg=8×107N； 根据阿基米德原理F浮=G排=8×107N， 因为漂浮，所以空载时该船受到的重力： G=F浮=8×107N； （2）v=7.2km/h=2m/s；

匀速行驶时，牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，即F=f=2×107N， 推进功率：P==

=Fv=2×107N×2m/s=4×107W。

16.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500N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15s下落210m后，开始做匀速直线运动直至落地，整个过程用时30s，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．

【答案】（1）运动员下落的平均速度为10m/s； （2）重力做的功为1.5×105J；

（3）匀速下降时重力做功的功率为3×103W．

【解析】准确分析图象中提供的信息，熟练运用速度、功、功率的计算公式；是解答此题的关键．根据图象中的体现形状，分析物体的运动状态，再根据速度公式v=、功的公式W=Fs=Gh、功率公式P=Fv，代入数值可求速度、功和功率．

（1）由题可知，运动员在0﹣15s下落的路程为s前=210m， 由图象可知，15s后运动员以6m/s的速度做匀速直线运动， 则运动员在15﹣30s通过的路程为：s后=vt后=6m/s×15s=90m； 运动员通过的总路程为：s=s前+s后=210m+90m=300m， 总时间为t=30s，

则整个过程中运动员下落的平均速度： v′==

=10m/s；

（2）运动员下落的高度为：h=s=300m； 重力做的功：

W=Gh=500N×300m=1.5×105J； （3）匀速下降时，重力做功的功率： P=Fv=Gv=500N×6m/s=3×103W；

17.星期天，小强同学参加社区举办的“体验日”活动中，体验了一回送水工的工作，将一桶20L的饮用桶装水搬到五楼的张爷爷家。（g=10N/kg，1L=1×10-3m3）求： （1）桶中水的质量是多少？

（2）小强同学质量为40kg，桶重不计，每只脚与地面接触面积约0.025m2，当他扛起这桶水双脚站立时，他对水平地面的压强是多大？

（3）小强同学将水从一楼搬到12m高的五楼用时2min，小强对水做功的平均功率是多少？ 【答案】见解析。

【解析】（1）水的质量m=ρV=1×103kg/ m3×20×10-3m3=20kg （2）小强扛起水后对水平地面的压力 F=G=mg=（40kg+20kg）×10N/kg=600N

小强双脚站立，与地面的接触面积S=2×0.025 m2=0.05 m2 对地面的压强P=F/S=600N/0.05 m2=1.2×104Pa （3）对水做功W=Gh=mgh=20kg×10N/kg×12m=2400J 做功功率P=W/t=2400J/120s=20W