1、第3节 功率1.功率是描述物体做功_的物理量，功率的定义式是_，此式只能求在一段时间内的平均功率.由定义式可推出公式P=Fvcos，式中的为_和_的夹角，此式既能计算平均功率，又能计算瞬时功率.计算平均功率时，v为_速度，计算瞬时功率时，v_为速度.解析：功率是物体所做的功跟完成这些功所需时间的比值，其定义式是：P=，用此公式计算出来的功率是在时间t内的平均值.功率的物理意义是表示物体做功快慢的物理量.由功率的定义式可得：P=Fvcos，在这个公式中，计算出来的功率是平均功率还是瞬时功率，取决于速度v，如果速度v是瞬时速度，则计算出来的功率就为瞬时功率，如果速度v是平均速度，则计算出来的功率是
2、平均功率. 答案：快慢 P= F v 平均 瞬时2.在国际单位制中，功率的单位是瓦特，符号是_，瓦特是比较小的单位，常用的单位还有_，符号是kW.答案：W 千瓦3.一同学在平直的路面上骑自行车行驶，所受阻力为f=kv，比例系数k=4 Ns/m，假定该同学能输出的最大功率为600 W，则自行车的最大速度为_.解析：当牵引力与阻力平衡时，自行车以最大速度做匀速运动，所以F=f,P额=Fvm得vm=，又f=kvm, 则vm=,解得vm= m/s= m/s. 答案： m/s4.关于功率，下列说法中正确的是（ ）A.功率大，说明物体做功多B.功率小，说明物体做功少C.由此可知，物体做功越多，它的功率越大
3、D.单位时间内物体做功越多，它的功率越大解析：由功率的定义式P=可知，功率是功跟完成这些功所需时间的比值，其意义上是指单位时间里完成的功，即表示物体做功的快慢.功率大，并不说明做功的多少，而是指单位时间内做功的多少，即做功的快慢，所以A、B、C错，D对.答案：D5.一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t=0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在t=t1时刻，力F的功率是（ ）A. B. C. D.解析： 木块在拉力F的作用下加速运动，由P=Fv可知，拉力的功率逐渐增大.由牛顿第二定律F=ma知：加速度a=，经时间t1，木块的速度为v=at=t1，所以经时间t，拉力的功率为P=Fv
4、=t1.答案：C6.如图1-3-1所示，轻绳一端固定在O点，另一端拴一小球，拉起小球使绳水平伸直，然后无初速度释放，小球从开始运动到绳为竖直的过程中小球重力的瞬时功率的变化情况是（ ）图1-3-1A.一直增大 B.一直减小C.先增大，后减小 D.先减小，后增大解析：如图所示，在水平位置A处，由于小球的速度vA=0，因此此时小球重力的功率PA=mgvA=0.在绳竖直时的B处，小球的速度vB与重力方向垂直，此时小球重力的功率PB=mgvBcos90=0.当小球在A、B之间任何位置C时，小球的速度不为零，而且速度方向与重力方向的夹角为锐角，所以小球重力的功率Pc=mgcos(90-)vc0.根据以上
5、分析可知，小球从A处开始下落的过程中，重力的功率先由零开始增大，然后再逐渐减小到零.答案：C7.质量为2 kg的物体，受到24 N竖直向上的拉力，由静止开始向上运动，经过5 s的时间，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）解析：物体受到向上的拉力F和向上的重力mg的作用，由牛顿第二定律得：F-mg=ma 所以a= m/s2=2 m/s25 s内的位移x为：x=at2=225 m=25 m，方向竖直向上5 s末物体的速度为：v=at=25 m/s=10 m/s，方向竖直向上所以5 s内拉力F对物体所做的功W为：W=Fx=
6、2425 J=600 J5 s内拉力的平均功率P为：P= W=120 W5 s末拉力的瞬时功率P为：P=Fv=2410 W=240 W.答案：600 J 120 W 240 W8.一辆汽车在平直的高速公路上行驶，已知该车发动机的额定功率为110 kW.若汽车以额定功率启动，在运动中所受的阻力为1 900 N，求该车行驶的最大速度.解析：汽车在行驶过程中受到重力G、地面支持力FN、牵引力F和阻力F共四个力的作用.其中汽车牵引力F牵的功率就是发动机的功率P，根据功率与力和速度的关系可得:F牵=.刚开始启动时，汽车速度较小，牵引力F牵较大，这时的牵引力F牵大于受到的阻力Fu,根据牛顿第二定律F牵-Fuma，所以在这段时间内汽车做加速运动，速度不断增大；而根据F=，速度v的增大又导致牵引力F牵减小，从而使汽车的加速度a减小.但是汽车的速度还在继续增大；当牵引力F牵减小到与阻力Fu大小相等时，汽车运动的加速度为零，此后，汽车不再加速，而是保持这时已经达到的速度做匀速运动，这个速度也就是汽车的最大行驶速度.由此可知，当汽车运动的加速度为零时，速度最大，所以有-Fu=0，vm= m/s57.9 m/s=208 km/h.答案：208 km/h