2013年《随堂优化训练》物理 必修2 粤教版 第四章 第七节 功率

第七节功率1功的概念：(1)定义：功跟完成这些功所用时间的比值叫做_，是表示物体做功_的物理量，也可以表示能量转化的快,慢，是标量,功率,快慢,(2)公式：,平均功率,PFvcos.若v是瞬时速度，则P是_；若v是平均速度，则P是_是F与v方向间的夹角重力的功率可表示为PGmgvy，即重力的瞬时功率等于重力和物体在该时刻的竖直分速度之积(3)功率的单位：在国际单位制中，功率的单位是_，,1W_.,J/s,瞬时功率,平均功率,W,2额定功率和实际功率：发动机铭牌上的额定功率，指的是该机正常工作时的最大输出功率，并不是任何时候发动机的实际功率都等于额定功率实际输出往往_这个数值但在特殊情况下，如汽车越过障碍时，可以让实际功率短,时间大于额定功率，否则容易损坏机器,小于或等于,3关于功率公式PFv的讨论：(1)在功率P一定时，力F与速度v成_，即做功的力越大，其速度就越小当汽车发动机的功率一定时，要增大牵引力，就要减小速度，所以汽车上坡时，司机采用换挡的方法减小速度来得到较大的牵引力(发动机的功率等于牵引力,的功率),反比,(2)当力F一定时，功率P与速度v成_，即速度越大，功率越大；速度越小，功率越小当汽车以一定的牵引,力加速运动时，必须加大油门以增大功率,正比,4下列关于功率的叙述中正确的是(,),B,A做功多的汽车，功率一定大B功率大的汽车，做功一定快C功率大的汽车，牵引力一定大D功率大的汽车，载货一定多,解析：功率反映力做功的快慢，可知A错、B对；PFv，当v一定时，FP，可知C错；功率的大小与载货的多少没有直接关系，D错,5当起重机的功率增大时，将同一重物举到同样的高度所,),需的时间比原来(A减小C不变,B增加D无法确定,A,知识点1,功率的理解与计算,如图471所示的起重机，第一台起重机在一分钟内把一吨的货物提到预定的高度，第二台起重机只用30秒就可以做相同的功，则我们说第一台起重机做功比第二台起重机做功,_,慢,图471,图472,用挖土机挖土(如图472所示)，与人工挖土相比，在同样的时间内挖土机做的功比人做的功多，挖土机做功比人做,功_,快,做功的快慢既与_有关，也与做功的,_有关,做功的多少,时间,1功率的推导式：,一般用于求解某段时间内的平均功率,(2)PFvcos通常用来计算瞬时功率，也可用来计算平均功率若v表示物体运动某一时刻的瞬时速度，则P表示该时刻的瞬时功率；若v表示物体运动某段时间的平均速度，则P表示该段时间间隔的平均功率(为力和瞬时速度的夹角)(3)提到功率时要明确是哪个力的功率汽车的功率是指汽车牵引力的功率，起重机吊起货物的功率就是钢丝拉力的功率,【例1】(双选)关于功率的概念,下面的说法中正确的是(,),A功率是描述力对物体做功多少的物理量C若力和速度方向相同，由PFv可知，力越大，速度越大，则功率越大D某个力对物体做功越多，它的功率就一定越大解析：功率是描述力对物体做功快慢的物理量，A错；功率的大小除了和功有关外还和时间有关，D错答案：BC,【触类旁通】,1质量是2kg的物体，受到24N竖直向上的拉力，由静,止开始运动(取g10m/s2)求：(1)5s内拉力对物体所做的功；(2)5s内拉力的平均功率；(3)5s末拉力的瞬时功率,解：物体受力情况如图9所示，其中F为拉力，mg为重力物体受一个大小为4N的合力，方向向上由牛顿第二定律可知物体的加速度为,图9,(1)5s内拉力F对物体所做的功为WFs2425J600J.(2)5s内拉力的平均功率为,vP,F245W120W.,(3)5s末拉力的瞬时功率为PFv2410W240W.,知识点2,机车启动问题,如图473所示，汽车在爬坡时，司机有时要通过换挡来降低车速，增大牵引力如果汽车上坡时仍要保持原来的速度，司机要加大油门,讨论：,牵引力,功率,PFv,汽车换挡可以控制_，变换油门可以控制汽车牵引力的_，而_，三者相互制约,图473,1对机车等交通工具，应明确公式PFv中，P为发动机,的实际功率，机车正常行驶中实际功率小于或等于其额定功率，,F为发动机(机车)的牵引力，v为机车的瞬时速度,2机车以恒定功率启动的运动过程：,机车达到最大速度时a0，Ff，PFvmfvm，这一启动过程的vt关系如图474甲所示,甲,乙,图474,3机车以恒定加速度启动的运动过程：,这一运动过程的vt关系如图474乙所示,【例2】一辆汽车的额定功率为100kW,质量为1.0104kg，设阻力恒为车重的0.1倍，取g10m/s2，求：(1)若汽车保持恒定功率运动，启动后能达到的最大速度是多大？(2)若汽车保持以0.5m/s2的加速度匀加速运动时，其匀加速运动能维持多长时间？当汽车行驶的速度为8m/s时，汽车的加速度有多大？,解：(1)当a0，即FFf时速度最大，则,(2)当汽车以a0.5m/s2匀加速运动时牵引力F1Ffmakmgma1.5104N设达到额定功率P时的速度为v1，则,【触类旁通】,2一种氢气燃料的汽车，质量为m2.0103kg，发动机的额定输出功率为80kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为a1.0m/s2.达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800m，直到获得最大速度后才匀速行驶求：(取g10m/s2),(1)汽车的最大行驶速度；,(2)汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间,解：(1)当汽车的牵引力与阻力平衡时，汽车达到最大行驶,速度，设最大行驶速度为vm，有,PFvm，Ffkmg，k0.1由以上各式解得vm40m/s.,(2)设汽车达到额定输出功率时的速度为v，从静止到匀加,速运动阶段结束所用时间为t1，则有,Ffma，PFv，vat1,解得F4000N，v20m/s，t120s,设汽车达到额定输出功率后，以恒定功率加速行驶的时间,为t2，由动能定理有,解得t235s,总时间为tt1t255s.,平均功率与瞬时功率的比较,【例3】将一质量为m的物体从离平地h距离的高处，以速度v0水平抛出，求在物体从抛出到落地过程中重力的功率和物体刚要落地时重力的功率(不计空气阻力),从抛