1、高考资源网() 您身边的高考专家7.3 功率 学案(人教版必修2)1物理学中把功W跟完成这些功所用时间t的比值叫做_,它是用来描述力对物体做功_的物理量,定义式为_,单位是_,符号为_2额定功率:指电动机、内燃机等动力机械在_条件下可以长时间工作的_功率实际功率:指电动机、内燃机等动力机械工作时_的功率实际功率往往_额定功率,但在特殊情况下,如汽车越过障碍时,可以使实际功率在短时间内大于额定功率3当一个力与物体运动方向在同一条直线上时,力对物体做功的功率,等于_与受力物体_的乘积公式为_(1)若v是平均速度,则PFv计算的是一段时间内的平均功率;(2)若v是瞬时速度,则PFv计算的是某一时刻的
2、瞬时功率4关于功率,下列说法正确的是()A不同物体做相同的功,它们的功率一定相同B物体做功越多,它的功率就越大C物体做功越快,它的功率就越大D发动机的额定功率与实际功率可能相等,也可能不相等5关于功率公式P和PFv的说法正确的是()A由P可知,只要知道W和t就可求出任意时刻的功率B由PFv只能求某一时刻的瞬时功率C由PFv知,汽车的功率和它的速度成正比D从PFv知,当汽车的发动机功率一定时,牵引力与速度成反比6体重为750 N的短跑运动员,如果要在2 s内匀加速运动得到10 m/s的速度,则这2 s内的平均功率为_,2 s末的瞬时功率为_(g取10 m/s2)【概念规律练】知识点一功率的概念和
3、计算1放在水平面上的物体在拉力F作用下做匀速直线运动,先后通过A、B两点,在这个过程中()A物体的运动速度越大,力F做功越多B不论物体的运动速度多大,力F做功不变C物体的运动速度越大,力F做功的功率越大D不论物体的运动速度多大,力F做功的功率不变2质量为2 kg的物体,受到24 N竖直向上的拉力,由静止开始运动了5 s,求5 s内拉力对物体所做的功是多少?5 s内拉力的平均功率及5 s末拉力的瞬时功率各是多少?(g取10 m/s2)知识点二公式PFv的应用3一质量为m的木块静止在光滑的水平面上,从t0时刻开始,将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上,在tt1时刻F的功率和时间t1内的平均功率分
4、别为()A., B.t1,t1C.t1, D.t1,4如图1所示,图1细线的一端固定,另一端系一小球,把细线拉至水平位置使小球从静止开始释放,在小球从最高点A摆至最低点B的过程中,下列说法中正确的是()A小球在A点重力的功率为零,小球在B点重力的功率不为零B小球在A点重力的功率不为零,小球在B点重力的功率为零C小球在A点和B点重力的功率都为零D小球在A点和B点重力的功率都不为零【方法技巧练】一、机车以恒定功率启动问题的处理方法5静止的列车在平直轨道上以恒定的功率启动,在开始的一小段时间内,列车的运动状态是()A列车做匀加速直线运动B列车的速度和加速度均不断增加C列车的速度增大,加速度减小D列车
5、做匀速运动6某型号汽车发动机的额定功率为60 kW,在水平路面上行驶时受到的阻力是1 800 N,求在发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度在同样的阻力下,如果汽车匀速行驶的速度只有54 km/h,发动机输出的实际功率是多少?二、机车以恒定加速度启动问题的处理方法7汽车从静止开始能保持恒定加速度a做匀加速运动的最长时间为tm,此后汽车的运动情况是()A加速度恒定为零,速度也恒定B加速度逐渐减少到零;速度逐渐增大到最大值后保持匀速运动C加速度逐渐减小到零,速度也减小直到为零D加速度逐渐增加到某一值后不变,速度逐渐增大直到最后匀速8额定功率为80 kW的汽车,在平直公路上行驶的最大速度是20 m/s
6、,汽车的质量是2 t,如果汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度的大小是2 m/s2,运动过程中阻力不变,求:(1)汽车受到的阻力多大?(2)3 s末汽车的瞬时功率多大?(3)汽车维持匀加速运动的时间是多少?参考答案课前预习练1功率快慢P瓦W2正常最大实际消耗小于3力运动速度PFv4CD功率是表示做功快慢的物理量,不仅与做功的多少有关,而且跟做功所需的时间有关,故C正确,A、B错发动机的实际功率可能等于额定功率,也可能不等于额定功率,故D正确5DP计算的是时间t内的平均功率,PFv既可计算瞬时功率,也可计算平均功率,但由于涉及三个量,只有在一个量确定不变时,才能判断另外两个量之间的关系,故D正
7、确61 875 W3 750 W解析a5 m/s2Fma375 N,2 s末的瞬时功率PFv3 750 W平均功率1 875 W.课堂探究练1BCWFl,故不论速度多大,F做功不变物体运动速度越大,通过相等位移所用时间越短,功率就越大2600 J120 W240 W解析对物体受力分析,如图所示由牛顿第二定律得a m/s22 m/s2,5 s内物体的位移lat2252 m25 m其方向竖直向上5 s末物体的速度vat25 m/s10 m/s,其方向竖直向上故5 s内拉力的功为WFl2425 J600 J5 s内拉力的平均功率为 W120 W.5 s末拉力的瞬时功率为PFv2410 W240 W.
8、点评解决该类问题时,首先明确是求平均功率还是瞬时功率,是求某个力的功率,还是合力的功率;若求平均功率,需明确是哪段时间内的平均功率,可由公式P或PF求解;若求瞬时功率,需明确是哪一时刻或哪一位置,再确定此时的速度,应用公式PFv求解,如果F、v不同向,则应用公式PFvcos 求解3Ct1时刻,木块的速度v1at1t1,0t1时刻的平均速度t1,由PFv得,t1时刻F的功率为PFv1Ft1t1,时间t1内的平均功率为FFt1t1,C正确4C由功率公式PFvcos 知,C正确5C6120 km/h27 kW解析在以额定功率P60 kW行驶时,汽车受到的阻力F1 800 N由于PFv,所以v m/s
9、33.3 m/s120 km/h以速度v54 km/h15 m/s行驶时,实际功率PFv1 80015 W27 kW.方法总结机车以恒定功率启动的运动过程为:|所以机车达到最大速度时a0,FF,PFvmaxFvmax,这一启动过程的vt关系如图所示,其中vmax.7B8(1)4103 N(2)48 kW(3)5 s解析(1)在输出功率等于额定功率的条件下,当牵引力F等于阻力F阻时,汽车的加速度减小到零,汽车的速度达到最大设汽车的最大速度为vmax,则汽车所受阻力F阻 N4103 N.(2)设汽车做匀加速运动时,需要的牵引力为F,根据牛顿第二定律有FF阻ma,解得FmaF阻21032 N4103 N8103 N.因为3 s末汽车的瞬时速度v3at23 m/s6 m/s,所以汽车在3 s末的瞬时功率PFv381036 W48 kW.(3)汽车在做匀加速运动时,牵引力F恒定,随着车速的增大,输出功率逐渐增大,输出功率等于额定功率时的速度是汽车做匀加速运动的最大速度vmax,其数值vmax m/s10 m/s.根据运动学公式,汽车维持匀加速运动的时间t s5 s.方法总结匀加速启动过程即汽车先以恒定的加速度启动,达到额定功率P额后再以恒定功率运动,因此启动过程分为两个阶段:F不变a不变vPFvP额一定,vFa匀速(vmax)运动高考资源网版权所有,侵权必究!