功率、机车启动

1、【练习练习】如图所示，质量为如图所示，质量为m m =2=2kgkg的物体静止在水平地面上，受到与水平地面夹的物体静止在水平地面上，受到与水平地面夹角为角为=37=37、大小、大小F=10NF=10N的拉力作用，物体移动了的拉力作用，物体移动了l l=2=2m m，物体与地面间的动摩擦，物体与地面间的动摩擦因数因数=0.3=0.3，（，（g g=10=10m m/ /s s2 2，sinsin3737=0.6=0.6，coscos3737=0.8=0.8）求：）求： （1 1）拉力）拉力F F所做的功所做的功W W1 1。 （2 2）摩擦力）摩擦力F Ff f所做的功所做的功W W2 2。 （

2、3 3）合力）合力F F合合所做的功所做的功W W。 WW1 1=16=16 J J WW2 2= - 8.4= - 8.4 J J W= 7.6W= 7.6 J J5.1.2 5.1.2 功功 率率考点内容考点内容要求要求高考命题实况高考命题实况常考常考题型题型关联关联考点考点201420152016功和功率功和功率卷卷：T16、T21、 T25卷卷：T15、T16卷卷：T17、T21卷卷：T17、T21卷卷：T22、T25卷卷：T16、T19、 T21、T22、 T25卷卷：T20、T24 选择题选择题计算题计算题实验题实验题平抛运动平抛运动圆周运动圆周运动电场、磁场电场、磁场电磁感应电磁

3、感应动能和动能定理动能和动能定理重力做功与重力势能重力做功与重力势能功能关系、机械能守恒定律及功能关系、机械能守恒定律及其应用其应用实验五：探究动能定理实验五：探究动能定理 实验六：验证机械能守恒定律实验六：验证机械能守恒定律高考要求高考要求1定义定义：2物理意义物理意义：功与完成这些功所用时间的功与完成这些功所用时间的比值比值描述力对物体做功的快慢描述力对物体做功的快慢3公式公式平均功率平均功率(2)P_(为为F与与v的夹角的夹角)v为平均速度，则为平均速度，则P为为_。v为瞬时速度，则为瞬时速度，则P为为_。Fvcos 平均功率平均功率瞬时功率瞬时功率v为瞬时速度为瞬时速度时，时，公式公式

4、PFvcos 可以理解为：可以理解为： a. PFvF，其中，其中vF=vcos 是是 v 在在 F方向方向上的分速度。上的分速度。 b. PFvv，其中，其中Fv=Fcos 是是 F在在 v 方向方向上的分力。上的分力。一一、功率、功率的理解与计算的理解与计算vF F 4发动机功率：发动机功率：机车发动机的功率机车发动机的功率P_，F为为_力，并非机车所力，并非机车所受的合力。受的合力。Fv牵引牵引【例例1】如如图图3所示，质量为所示，质量为m2 kg的木块在倾角的木块在倾角37的斜面上由静止的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为0.5，已知：

5、，已知：sin 37 0.6，cos 370.8，g取取10 m/s2，则前，则前2 s内重力的平均功率和内重力的平均功率和2 s末的瞬时功末的瞬时功率分别为率分别为()图图3A48 W24 W B24 W48 WC24 W12 W D12 W24 WB求解功率时应注意的求解功率时应注意的“三个三个”问题问题(1)首先要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率；首先要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率；(2)平均功率与一段时间平均功率与一段时间(或过程或过程)相对应，计算时应明确是哪个力在相对应，计算时应明确是哪个力在哪段时间哪段时间(或过程或过程)内做功的平均功率；内做功的平均功率；(3)瞬时功率

6、计算时应明确是哪个力在哪个时刻瞬时功率计算时应明确是哪个力在哪个时刻(或状态或状态)的功率。的功率。方法技巧方法技巧【变式变式训练训练1 1】如如图所示，质量相同的两物体从同一高度由静止开始图所示，质量相同的两物体从同一高度由静止开始运动运动, ,A A沿着固定在地面上的光滑斜面下滑沿着固定在地面上的光滑斜面下滑, ,B B做自由落体运动做自由落体运动. .两物体两物体分别到达地面时分别到达地面时, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( ().).mgmgvvD目录解析由题图可知，第1 s内，滑块位移为1 m，F对滑块做的功为2 J，A错误；第2 s内，滑块位移为1.5 m，F做的功为4.5

7、J，平均功率为4.5 W，B错误；第3 s内，滑块的位移为1.5 m，F对滑块做的功为1.5 J，第3 s末，F对滑块做功的瞬时功率PFv1 W，C正确；前3 s内，F对滑块做的总功为8 J，D错误。答案答案C【提高提高1】一滑块在水平地面上沿直线滑行，t0时其速度为1 m/s，从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F，力F和滑动的速度v随时间t的变化规律分别如图4甲、乙所示，则以下说法正确的是()A第1 s内，F对滑块做的功为3 JB第2 s内，F对滑块做功的平均功率为4 WC第3 s末，F对滑块做功的瞬时功率为1 WD前3 s内，F对滑块做的总功为零1模型一：以恒定功率启动 v0=0

8、，P恒F阻F牵F牵=F阻，vm=P/F阻F阻F牵vmv 、F牵、a 速度时间图象动态过程动态过程加速阶段的图象匀速阶段的图象a减小的变加速运动匀速运动二、二、机动车机动车启动问题启动问题v0=0，F恒F阻阻F牵牵2模型二：以恒定加速度启动 F牵=F阻，vm=P/F阻F阻阻F牵牵vmv，P=P额速度时间图象匀加速阶段的图象匀速阶段的图象匀加速运动匀速运动a减小的变加速直线运动变加速阶段的图象动态过程【例例2】一一列火车总质量列火车总质量m500 t，发动机的额定功率，发动机的额定功率P6105 W，在轨道上行，在轨道上行驶时，轨道对列车的阻力驶时，轨道对列车的阻力Ff是车重的是车重的0.01倍。

9、倍。(取取g10 m/s2)(1)求列车在水平轨道上行驶的最大速度求列车在水平轨道上行驶的最大速度；【例例2】一一列火车总质量列火车总质量m500 t，发动机的额定功率，发动机的额定功率P6105 W，在轨道上行，在轨道上行驶时，轨道对列车的阻力驶时，轨道对列车的阻力Ff是车重的是车重的0.01倍。倍。(取取g10 m/s2) (2)在水平轨道上，发动机以额定功率在水平轨道上，发动机以额定功率P工作，求当行驶速度为工作，求当行驶速度为v11 m/s和和v210 m/s时，列车的瞬时加速度时，列车的瞬时加速度a1、a2的大小的大小；【例例2】一一列火车总质量列火车总质量m500 t，发动机的额定

10、功率，发动机的额定功率P6105 W，在轨道上行，在轨道上行驶时，轨道对列车的阻力驶时，轨道对列车的阻力Ff是车重的是车重的0.01倍。倍。(取取g10 m/s2) (3)列车在水平轨道上以列车在水平轨道上以36 km/h的速度匀速行驶时，求发动机的实际功率的速度匀速行驶时，求发动机的实际功率P；【例例2】一一列火车总质量列火车总质量m500 t，发动机的额定功率，发动机的额定功率P6105 W，在轨道上行，在轨道上行驶时，轨道对列车的阻力驶时，轨道对列车的阻力Ff是车重的是车重的0.01倍。倍。(取取g10 m/s2) (4)若列车从静止开始，保持若列车从静止开始，保持0.5 m/s2的加速

11、度做匀加速运动，求这一过程维持的加速度做匀加速运动，求这一过程维持的最长时间。的最长时间。方法技巧方法技巧A 【巩固练习巩固练习3】 (2017武汉武昌区模拟)如图5所示，为某种型号轿车中用于改变车速的挡位，表中列出了轿车的部分数据，手推变速杆到达不同挡位可获得不同的运行速度，从“15”速度逐挡增大，R是倒车挡。则轿车在额定功率下，要以最大动力上坡，变速杆应推至哪一挡？以最大速度运行时，轿车的牵引力约为多大？()A“5”挡；8 000 NB“5”挡；2 000 NC“1”挡；4 000 ND“1”挡；2 000 N长/mm宽/mm高/mm4 481/1 746/1 526 mm净重/kg1 3

12、37 kg传动系统前轮驱动5挡变速发动机类型直列4缸发动机排量(L)2.0 L最高时速(km/h)189 km/h100 km/h的加速时间(s)12 s额定功率(kW)108 kWD189km/h=52.5m/s目录解析汽车从静止开始匀加速，加速度一定，根据牛顿第二定律有Ffma，得出Ffma。汽车的功率为PFv(fma)at，P与t成正比例函数，A、D选项错误；当汽车达到最大功率时，据题意汽车运动状态立刻变为匀速，此时牵引力瞬间从fma变成f，而速度没有突变，故汽车的功率变小且为恒定值，B项错误，C正确。答案答案C【提高提高2】(2016苏锡常镇二模)汽车从静止开始先做匀加速直线运动，然后做匀速运动。汽车所受阻力恒定，下列汽车功率P与时间t的关系图象中，能描述上述过程的是()目录D目录1.(2015新课标全国卷，17)一