1、第七节功率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瞬时功率4(双选)关于功率,下列说法正确的是()A不同物
2、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计算1(双选)放在水平面上的物体在拉力F作用下做
3、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内的平均功率分别为()A., B.t1,t1C.t1,
4、 D.t1,4如图1所示,图1细线的一端固定,另一端系一小球,现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列车做匀速运动6某型号汽车发动机的额定功率
5、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,汽车的质量是2 t,如果汽车从静止开
6、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?1以下关于功率的说法中正确的是()A据PW/t可知,机器做功越多,其功率就越大B据PFv可知,汽车牵引力一定与速度成反比C据PW/t可知,只要知道时间t内机器所做的功,就可求得这段时间内任一时刻机器做功的功率D据PFv可知,发动机功率一定时,交通工具的牵引力与运动速度成反比2质量为1 kg的物体从某一高度自由下落,设1 s内物体未着地,则该物体下落1 s末重力做功的瞬时功率是(取g10 m/s2)()A25 W B50 WC7
7、5 W D100 W3水平恒力F作用在一个物体上,使该物体由静止沿光滑水平面在力的方向由静止移动距离s,恒力F做的功为W1,平均功率为P1;再用同样的水平力F作用在该物体上,使该物体在粗糙的水平面上在力的方向上由静止移动距离s,恒力F做的功为W2,平均功率为P2,下面哪个选项是正确的()AW1P2 BW1W2,P1P2CW1W2,P1P2 DW1W2,P1a2;由运动学公式得sa1ta2t,所以t1P2,C正确4C对飞行员受力及运动分析如图所示,在A位置,飞行员受重力但速度为零,所以Pmgv0;在B位置,飞行员受重力mg,速度为v,90,所以PFvcos 0,在A、B之间的任意位置C,090.
8、由PFvcos 知P为一个大于零的数值,所以运动员所受重力的功率的变化情况是先增大后减小5A此题为估测题,车、人的总质量一般为100 kg,而车速约5 m/s左右,故PFvfv0.02mgv100 W6D小车所受的牵引力和阻力恒定,所以小车做匀加速直线运动,牵引力的功率PF0vF0(v0at),故选项D正确7D汽车做匀加速运动,牵引力恒定,由牛顿第二定律得牵引力的大小为Ffma(1.010351032) N11103 N;汽车在第1 s末的瞬时速度v1at121 m/s2 m/s,所以在第1 s末牵引力的瞬时功率是P1Fv1111032 W22103 W22 kW.8B首先计算滑块滑至斜面底端
9、时的速度v.因为斜面是光滑斜面,因此物体在斜面上下滑的加速度为agsin .所以物体到斜面底端的速度为v重力的瞬时功率为:PFvcos mgcos (90)mgsin .9(1)48 J(2)24 W(3)48 W解析(1)木块所受的合外力F合mgsin mgcos mg(sin cos )210(0.60.50.8)N4 N木块的加速度a m/s22 m/s2前2 s内木块的位移xat2222 m4 m所以,重力在前2 s内做的功为Wmgsinx2100.64 J48 J.(2)重力在前2 s内的平均功率为 W24 W.(3)木块在2 s末的速度vat22 m/s4 m/s.2 s末重力的瞬
10、时功率Pmgsinv2100.64 W48 W.10(1)450 W(2)600 W解析(1)第2 s内是指一段时间,因此对应P,是平均功率第2 s内的位移xg(tt)10(2212) m15 m.重力做的功Wmgx31015 J450 J.重力在第2 s内做功的功率P W450 W.(2)第2 s末指时刻,因此采用PFv计算,是瞬时功率第2 s末物体的速度vgt2102 m/s20 m/s.第2 s末重力做功的瞬时功率为:Pmgv31020 W600 W.11(1)0.8 m/s2(2)15 m/s解析由PFv可知,当轮船发动机的功率一定时,v越大,牵引力F越小,又因为在轮船前进的方向上,FF阻ma,所以当轮船以恒定功率启动时,随着v的增大,F减小,a减小,即轮船做加速度逐渐减小的变加速运动,当FF阻时,a0,轮船速度达到最大,此后轮船将保持这一速度做匀速运动(1)由PFv可知,当v9 m/s时,F N2.0107 N,又FF阻ma,故a m/s20.8 m/s2.(2)轮船以最大速度航行时,FF阻1.2107 N,故vm m/s15 m/s.