1-2-功率-教案-魯科版(2019)高中物理必修第二

第2節(jié)功率考點一、功率的含義（做功快慢）1、功率（1）定義功W跟完成這些功所用時間t的比值叫功率，功率的符號為P。（2）公式P＝eq\f(W,t)（定義式，不是決定式，所以不能說功率與功成正比，與時間成反比）（3）功率的單位在國際單位制中，功率的單位是瓦，符號為W。1W＝1J/s。常用千瓦（kW），1kW＝1000W。（4）標量性：功率是標量，只有大小，沒有方向。正負與功的正負含義相同。（5）P-t圖像的應(yīng)用：P-t圖像與兩坐標軸圍成的面積，表示該段時間內(nèi)做的功?！镜淅斘觥坷?、下列關(guān)于功率的說法中正確的是()A．由P＝eq\f(W,t)知，力做的功越多，功率越大B．由P＝Fv知，物體運動得越快，功率越大C．由W＝Pt知，功率越大，力做的功越多D．由P＝Fvcosα知，某一時刻，即使力和速度都很大，但功率不一定大答案：D例2、在一次舉重比賽中，一名運動員將質(zhì)量為127.5kg的杠鈴舉起歷時約2s，該運動員在舉起杠鈴運動中的平均功率約為()A．幾十瓦左右B．一千瓦左右C．幾十千瓦左右D．幾百千瓦左右答案：B考點二、功率與力、速度的關(guān)系1、平均功率的計算方法（1）利用eq\x\to(P)＝eq\f(W,t)。（常用）（2）利用eq\x\to(P)＝F·eq\x\to(v)cosα，其中eq\x\to(v)為物體運動的平均速度。（F必須為恒力才可用）2、瞬時功率的計算方法（1）利用公式P＝Fvcosα，其中v為t時刻的瞬時速度。（常用）（2）P＝F·vF，其中vF為物體的速度v在力F方向上的分速度。（分解速度）（3）P＝Fv·v，其中Fv為物體受到的外力F在速度v方向上的分力。（分解力）【典例詳析】例2、跳繩是一種健身運動，設(shè)某運動員的質(zhì)量是50kg，他1min跳繩180次．假定在每次跳躍中，腳與地面的接觸時間占跳躍一次所需時間的2/5，則該運動員跳繩時克服重力做功的平均功率是________W．(g＝10m／s2)答案：75W例3、物體做自由落體運動，前一半位移內(nèi)重力做功的平均功率與后一半位移內(nèi)重力做功的平均功率之比為(

)A、1∶3B、1∶4C、1∶(-1)D、1∶(+1)答案：D例4、如圖所示，質(zhì)量m=2kg的木塊在傾角α=37°的斜面上由靜止開始下滑，木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5，已知：sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，求：（1）前2s內(nèi)重力做的功；（2）前2s內(nèi)重力的平均功率；（3）2s末重力的瞬時功率答案：（1）48W；（2）24W；（3）48J考點三、機車啟動模型1、以恒定加速度啟動（包含恒功率啟動）加速度開始時保持不變，牽引力保持恒定，此時做勻加速運動，速度逐漸變大。當實際功率增大到額定功率時，保持額定功率不變，速度繼續(xù)增大，牽引力減小，當與摩擦力相同時，加速度為0，保持勻速?！窘忸}方法】（1）最大速度：勻速時速度最大，此時，；（2）勻加速啟動持續(xù)時間：此時，勻加速的最后速度，時間；（3）瞬時加速度： 【典例詳析】例5、假定某汽車額定功率為80kW，在平直的公路上行駛的最大速度為20m/s，質(zhì)量為2×103kg，如果汽車從靜止開始做勻加速直線運動，加速度為2m/s2，運動過程中阻力不變，求：（1）汽車所受的阻力大??；（2）汽車勻加速運動的時間；（3）第3s末汽車的瞬時功率；（4）速度為16m/s時汽車的加速度大小。答案：（1）4000N；（2）5s；（3）48KW；（4）0.5m/s2例6、（多選）如圖所示為汽車在水平路面上啟動過程中的速度圖象，Oa為過原點的傾斜直線，ab段表示以額定功率行駛時的加速階段，bc段是與ab段相切的水平直線，則下述說法正確的是()A．0～t1時間內(nèi)汽車做勻加速運動且功率恒定B．t1～t2時間內(nèi)汽車牽引力逐漸減小C．t1～t2時間內(nèi)的平均速度為eq\f(1,2)(v1＋v2)D．在全過程中t1時刻的牽引力及其功率都是最大值，t2～t3時間內(nèi)牽引力最小答案：BD例7、（多選）如圖所示為汽車的牽引力和車速的倒數(shù)的關(guān)系圖象。若汽車質(zhì)量為2×103kg，它由靜止開始沿平直公路行駛，且行駛中阻力恒定，最大車速為30m/s，則()A、汽車所受阻力為2×103NB、汽車在車速為15m/s時，功率為6×104WC、汽車勻加速運動的加速度為3m/s2D、汽車勻加速所需時間為5s答案：ABD例8、質(zhì)量為m的汽車，其發(fā)動機額定功率為P。當它開上一個傾角為θ的斜坡時，受到的阻力為車重力k倍，則車的最大速度為（

）。A、

B、

C、

D、

答案：D考點四、利用圓柱體模型解決流體做功問題設(shè)壓強p作用于橫截面積為S的一個直管內(nèi)的流體上，在時間t內(nèi)流體因壓力的作用而移動了一定的距離L，如圖所示，則壓力做功為W=pSL=p△V，△V指流體的體積?！镜淅斘觥坷?、正常人心臟在一次搏動中泵出血液70mL，推動血液流動的平均壓強為1.6×104Pa，設(shè)心臟主動脈的內(nèi)徑約為2.5cm，每分鐘搏動75次。求：（1）心臟推動血液流動的平均功率是多大？（2）血液從心臟流出的平均速度是多大？答案：（1）1.4W；（2）0.18m/s【課后訓(xùn)練】1、汽車由靜止開始運動，若要使汽車在開始運動后一小段時間內(nèi)保持勻加速直線運動，則()A．不斷增大牽引力和牽引力的功率B．不斷減小牽引力和牽引力的功率C．保持牽引力不變，不斷增大牽引力功率D．不能判斷牽引力功率怎樣變化答案：C2、在光滑的水平面上，用一水平拉力F使物體從靜止開始移動x，平均功率為P,如果將水平拉力增加為4F，使同一物體從靜止開始移動x，平均功率為(

)A、2PB、

4PC、6PD、

8P答案：D3、一個小孩站在船頭，按圖兩種情況用同樣大小的力拉繩，經(jīng)過相同的時間t（船未碰撞），小孩所做的功W1、W2及在時t內(nèi)小孩拉繩的功率P1、P2的關(guān)系為（

）。A、

W1<W2，P1<P2B、W1>W2，P1=P2C、W1=W2，P1=P2D、W1<W2，P1=P2答案：A4、（多選）一輛小汽車在水平路面上由靜止啟動，在前5s內(nèi)做勻加速直線運動，5s末達到額定功率，之后保持額定功率運動，其v-t圖像如圖所示。已知汽車的質(zhì)量為m=2×103kg，汽車受到地面的阻力為車重的1/10（g取10m/s2），則（）A、汽車在前5s內(nèi)的牽引力為4×103NB、汽車在前5s內(nèi)的牽引力為6×103NC、汽車的額定功率為60kWD、汽車的最大速度為30m/s答案：BCD5、一質(zhì)量為1kg的物體從50m高處自由落下，求下落10m時重力的功率及前2s內(nèi)重力的功率各為多少（g取10m/s2）？答案：141W；100W6、如圖所示，質(zhì)量為2kg的物體在大小為24N、沿斜面向上的力F作用下，由靜止開始沿光滑斜面體向上運動，斜面的傾角為30°，斜面足夠長(g取10m/s2)．求：（1）5s內(nèi)拉力對物體做功的功率；（2）5s末拉力對物體做功的功率；（3）5s末物體克服重力做功的功率．答案：（1）420W；（2）840W；（3）350W7、一質(zhì)量為4000kg，發(fā)動機額定功率為60kw的汽車從靜止開始以a=0.5m/s2的加速度做勻加速直線運動，它在水平面上運動時所受的阻力為車重的0.1倍，g取10m/s2，求：

（1）啟動2s末發(fā)動機的輸出功率;

（2）它以a=0.5m/s2的加速度做勻加速直線運動所能行駛的時間;

（3）汽車在此路面上所能行駛的最大速度.答案：（1）6KW；（2）20s；（3）15m/s8、一輛汽車質(zhì)量為2×103kg，最大功率為3×104W，在水平路面由靜止開始做直線運動，最大速度為v2，運動中汽車所受阻力恒定．發(fā)動機的最大牽引力為6×103N，其行駛過程中牽引力F與車速的倒數(shù)eq\f(1,v)的關(guān)系如圖所示．試求：（1）根據(jù)圖線ABC判斷汽車做什么運動？（2）v2的大?。唬?）整個運動中的最大加速度；（4）當汽車的速度為10m/s時發(fā)動機的功率為多大？答案：（1）先恒力做勻加速，再做恒功率的變加速運動；（2）20m/s；（3）2m/s2；（4）2×104W9、修建高層建筑常用的塔式起重機，在起重機將