功和功率估算題例析

李彩梅

1.估算舉重做的功

例1 小明同學把掉到地面上的物理課本撿起來放回到課桌上，根據你平時對物理課本的重力和桌面高度的觀察和了解，估算出小明同學撿回物理課本時所做的功大約為（ ）.

A.0.015J B.0.15J C.1.5J D.15J

解析 根據公式W=Gh可知，先估算出物理課本的重為2N，再估算出課桌的高度約為75cm，即h=0.75m，由W=Gh=2N×0.75m

=1.5J.應選C.

2.估算上樓做的功和功率

例2 某物理興趣小組同學學習了功率知識后，進行了“比一比誰上樓的功率大”的比賽.其中某同學從一樓跑到三樓用了10s，則他上樓過程中的功率大約是（ ）.

A.3W B.30W C.300W D.3000W

解析 要求功率就必須知道做的功W和所用時間t.時間已知為10s，先估算出學生的質量約為50kg，體重約為500N，再估算出一樓到三樓的高度約為6m（注意樓的高度只有兩個樓層高，而不是三個樓層高），由P=W/t=Gh/t=500N×6m/10=300W.

3.估算騎車做的功和功率

例3 在平直的公路上，以一般速度行駛的自行車，所受的阻力約為人與車重的0.02倍，則騎車人的功率最接近于（ ）.

A.1W B.10W C.100W D.1000W

解析 正常騎車速度約為v=5m/s，人與車總重大約為G=1000N，（人重約75kg，車質量約為25kg）

阻力f=0.02G=0.02×1000N=20N，

P=fv=20N×5m/s=100W.

4.估算跳繩做的功和功率

例4 中考體育跳繩項目測試中，小明同學在1min內跳了120次，則他跳繩時的功率大約是（ ）.

A.0.5W B.5W

C.50W D.500W

解析 初中生體重大約為500N，跳繩高度大約5cm，1min內跳了120次，跳一次的時間為0.5s，所以P=W/t=Gh/t=500N

×0.05m/0.5s=50W.

5.估算引體向上做的功和功率

例5 某同學體重為500N，他想粗略地測算在單杠上做引體向上運動的功率.他量出握拳時手臂的長度為0.6m，并測出自己連續拉上去5次所用的時間為10s.請計算：

（1）該同學在這段時間內克服重力做了多少功？

（2）該同學做引體向上運動的功率為多少？

解析 （1）克服重力所做的功：W=nGh

=5×500N×0.6m=1500J；

（2）利用P=W/t即可求出功率P=W/t

=1500J/10s=150W.

總之，估算題的特點是物理背景或物理過程比較新穎，待求量與已知量之間的聯系比較隱蔽，解題過程中常需要對實際問題作出恰當的處理，不追求數據的精確而強調方法的科學合理.