第20页 - 亮点给力提优课时作业本九年级物理江苏版

A

C

6

$P=\dfrac{W}{t}$

磅秤

米尺

秒表

B

$\dfrac{mgh}{t}$

D

【分析】
首先我们抓住题干给出的核心条件和指定公式：题目明确说明爬坡时发动机已经发挥出最大功率，也就是此时功率P保持恒定，结合给出的$P=Fv$可以变形得到$F=\frac{P}{v}$，在P固定的前提下，牵引力F和速度v成反比，减小速度v就能得到更大的牵引力。接下来逐一对比选项排除错误项：爬坡需要克服更大的阻力（重力沿斜面向下的分力），刚好需要更大的动力，其余选项里效率和速度无直接关联、做功多少由功率和时间共同决定、惯性只由质量决定，都不符合推导逻辑，就能快速选出正确答案。
【解析】
解：汽车爬坡时，发动机已经调整到最大功率状态，即功率P保持恒定。
根据功率公式$P = Fv$，变形可得牵引力的表达式：$F=\frac{P}{v}$。
由此可知，在功率P不变的情况下，减小行驶速度v，可以获得更大的牵引力F，也就是更大的动力，满足爬坡时克服更大阻力的需求。
对其余错误选项逐一分析：
选项B：汽车的机械效率由有用功和总功的比值决定，和行驶速度没有直接关联，减速操作无法提高效率，该选项错误；
选项C：根据功的计算公式$W=Pt$，在功率P恒定的情况下，行驶相同的爬坡路程，低速行驶的耗时更长，发动机做的总功反而更多，该选项错误；
选项D：惯性是物体的固有属性，其大小只由物体的质量决定，汽车质量不变则惯性大小不变，和行驶速度无关，该选项错误。
因此只有选项A正确。
【答案】A
【知识点】
功率P=Fv应用，惯性的特性，功的计算
【点评】
本题结合汽车爬坡的真实生活场景，考察物理知识在实际场景中的应用，属于基础的物理观念类题型，易错点是混淆惯性、机械效率的影响因素，误选其他选项，解题时牢牢抓住题干给出的功率恒定的前提，结合指定公式推导即可快速得到结论。
【难度系数】
0.8

【分析】
我们首先明确爬楼过程是克服自身重力做功，对应的功的计算公式是$W=Gh$，两人都从一楼爬到三楼，上升的竖直高度h完全相同。第一步先比较两人做功的大小：已知老人的体重比女孩大，h相同，代入$W=Gh$就可以判断两人做功的多少，先验证A、B选项的正误。接下来判断功率，功率的公式是$P=\frac{W}{t}$，功率由做功的多少和所用时间两个因素共同决定，不能只通过单一的时间或者做功多少就判定功率大小，再逐个分析C、D选项：C选项只说明女孩用时更短，但女孩自身做的功也更少，无法保证$\frac{W}{t}$的比值一定比老人大；D选项老人本身做功就更多，如果老人用时还更短，那么W更大、t更小，比值也就是功率一定更大，最后选出错误的选项即可。
【解析】
解：人爬楼时需要克服自身的重力做功，做功公式为$W = Gh$，两人从一楼到三楼，上升的竖直高度$h$相同：
1. 已知老人的体重大于女孩的体重，代入$W=Gh$可知，老人做的功一定更多，女孩做的功一定更少，因此选项A、B说法正确，不符合题意。
2. 功率的计算公式为$P=\frac{W}{t}$，功率由做功大小和所用时间共同决定：
选项C：女孩比老人先到达，说明女孩用时$t_女＜ t_老$，但女孩做的功$W_女＜ W_老$，此时$\frac{W_女}{t_女}$的数值不一定大于$\frac{W_老}{t_老}$，无法得出女孩的功率一定更大，该说法错误，符合题意。
选项D：老人比女孩先到达，说明老人用时$t_老＜ t_女$，同时老人做功$W_老＞ W_女$，因此$\frac{W_老}{t_老}$一定大于$\frac{W_女}{t_女}$，即老人的功率一定更大，该说法正确，不符合题意。
综上，本题选C。
【答案】C
【知识点】功的计算，功率大小比较
【点评】本题结合生活场景考查功和功率的判断，易错点是忽略功率由功和时间两个因素共同决定，误以为仅通过时间长短就能直接判定功率大小，解题时要紧扣对应的物理公式，结合已知条件逐一推导，避免凭直觉判断出错。
【难度系数】0.7

【分析】
首先读题抓住核心条件：电动自行车在水平路面匀速行驶，首先根据二力平衡的知识，匀速直线运动的物体受力平衡，水平方向的牵引力和阻力大小相等，就能得到牵引力的数值。接下来已知牵引力的功率，我们可以把功率的定义式P=W/t和功的计算公式W=Fs结合，推导出P=Fv的关系，把已知的功率和牵引力数值代入变形后的速度公式v=P/F，就可以直接算出行驶速度，本题给出的功率单位是W、力的单位是N，计算得到的速度单位恰好是题目要求的m/s，不需要额外进行单位换算。
【解析】
解：
1. 电动自行车在水平路面匀速行驶，水平方向受力平衡，因此牵引力大小等于阻力：
$ F = f = 25\ \mathrm{N} $
2. 由功率定义式 $ P = \frac{W}{t} $，结合牵引力做功公式 $ W = Fs $，代入可得推导式：
$ P = \frac{Fs}{t} = Fv $
3. 将公式变形求速度：
$ v = \frac{P}{F} = \frac{150\ \mathrm{W}}{25\ \mathrm{N}} = 6\ \mathrm{m/s} $
【答案】
6
【知识点】
二力平衡条件；功率推导式P=Fv
【点评】
本题属于力学基础计算题，考点清晰明确，先利用匀速运动的平衡条件得到牵引力，再通过功率的常用推导公式直接求解速度，计算量很小，重点考察学生对P=Fv推导关系的掌握程度，属于常规基础送分题型。
【难度系数】
0.9

【分析】
我们可以按照测量型实验的常规逻辑来思考：首先明确功率的物理意义，要得到功率就需要先求出过程中做的功、再除以对应的做功时间。第一问直接从功率的定义出发就能得到实验原理；第二问结合人的质量量级判断测质量的工具，再根据功和时间的测量需求选出剩余器材；第三问要明确爬楼是克服重力做功，重力做功只和竖直高度差有关，和楼梯的路径总长度无关，由此选出不需要的物理量；第四问把克服重力做功的表达式代入功率定义式，就能推导出最终的功率计算式。
【解析】
(1) 测量爬楼功率的核心依据是功率的定义，即单位时间内所做的功，因此实验原理为$P=\dfrac{W}{t}$。
(2) 普通天平的量程远小于人的质量，无法完成人体质量的测量，因此选择磅秤测量自身质量m；实验中需要测量一楼到三楼的竖直高度h，需要用到米尺，还需要测量爬楼所用的时间t，需要用到秒表。
(3) 爬楼过程中人克服自身重力做功，做功大小为$W=Gh=mgh$，仅和人的质量、爬楼的竖直高度有关，与楼梯的总路径长度无关，因此不需要测量一楼到三楼的楼梯总长度L，故选B。
(4) 将克服重力做功的表达式$W=mgh$代入功率定义式$P=\dfrac{W}{t}$，即可得到爬楼的功率表达式为$P=\dfrac{mgh}{t}$。
【答案】
(1) $P=\dfrac{W}{t}$
(2) 磅秤；米尺；秒表
(3) B
(4) $\dfrac{mgh}{t}$
【知识点】
功率测量实验；功的计算；功率公式
【点评】
本题是结合生活场景的综合实践类实验题，重点考察对爬楼功率测量实验的整体理解，易错点是混淆楼梯总长度和竖直高度的物理意义，整体贴合实操类实验的考察方向，能帮助学生加深对重力做功特点的理解。
【难度系数】
0.8

【分析】
这是一道结合体育场景的物理估测题，解题思路是先结合生活常识确定普通中学生的重力、撑起身体的上升高度这两个基础物理量，再逐一结合功、功率的计算公式对每个选项进行验证排除：
1. 首先回忆普通中学生的质量范围，算出对应的重力，判断A选项是否合理；
2. 结合图示动作，估算每次撑起身体的实际上升高度，注意单位换算，判断B选项正误；
3. 用W=Gh代入估算的重力和高度，算出单次克服重力做功的大小，验证C选项；
4. 算出30s内12次做的总功，再用P=W总/t计算平均功率，最终确定符合实际的选项。
【解析】
我们逐个对选项进行分析计算：
1. 选项A：普通中学生的质量约为50~60kg，对应的重力G=mg≈60kg×10N/kg=600N，远大于50N，因此A不符合实际。
2. 选项B：从动作示意图可以看出，每次撑起身体时重心上升的高度约为普通人头部的高度，约0.25m=2.5dm，0.25dm仅为2.5cm，明显不符合实际运动的幅度，因此B错误。
3. 选项C：代入重力G=600N，上升高度h=0.25m，单次双杠屈臂伸克服重力做功W=Gh=600N×0.25m=150J，远小于1500J，因此C不符合实际。
4. 选项D：30s内完成12次动作，总克服重力做功W总=12×150J=1800J，全过程的平均功率P=W总/t=1800J/30s=60W，符合实际情况。
综上，只有D选项正确。
【答案】
D
【知识点】
重力估测，功的计算，功率计算
【点评】
本题结合中学生熟悉的体育测试项目考查物理估测，既需要对生活中常见的长度、质量量级有基本感知，也需要熟练掌握功和功率的计算公式，解题时可以先排除明显违背生活常识的错误选项，再通过定量计算验证剩余选项，降低解题难度。
【难度系数】
0.7