高三物理功率知识精讲

1、高三物理功率知识精讲.定义：功与完成这些功所用时间比。WP =tW.平均功率： P = = Fv cosa , ot是F与v夹角瞬时功率：P = Fv cosa, a是F与v夹角单位是W.额定功率：机械（发动机）的额定功率是其正常工作时的最大功率。实际功率：机械正常工作的实际功率，可以小于额定功率，可以等于额定功率，也可 以短时间的超过额定功率。.功率的正负标量，只有大小，没有方向，但因为有正、负之分，故功率也有正负之分，功率的正 负不表示功率的大小。.机械（发动机）在额定功率作用下，沿水平面匀速直线运动时，速度最大，此时牵引 力F等于阻力fo机械的实际功率小于额定功率，在这样的条件下，牵引力

2、 F和速度v可以同时增加， 但以这两个量的乘积等于额定功率为限，当机械的功率一定时，由P = Fv可知F与v成反比。从理论上讲，充分减小作用力，可以获得无限大速度，但机械运动总要受到阻力，作 用力无法减到最小。反之，充分减小速度，可以获得无限大的作用力。机械速度也不能无限制的增加。当F = f时，v最大，此时a = 0,匀速直线运动，车辆达到最大速度，受发动机功率 所受阻力决定的。汽车起动的讨论：在功率一定的情况下，发动机产生的力F与运转速度成反比。1.恒定的功率，汽车以恒定的功率起动（拉开油门，踩离合器）P额=Fv，ti r 1；a = 0v = F1=E=aJ = = iF = fS 以v

3、m匀速直线运动小vm |_1Vm大变加速运动vvm 卜二一! tO2.以恒定的加速度 a起动，汽车牵引力恒定。F 一定F - f = ma = v = P = Fv =Pma 定匀加直-a.二 J变加速运动a = 0vm匀速直线运动f= f = FVmvvmF=fP额/ iI tOW超型腰示例1.质量为m的物体,物体的高度降低物体的高度降低由静止开始沿倾角为 日的光滑斜面下滑，试求:h的过程中，重力对物体做功的平均功率；h时，重力对物体做功的功率。方法1:(1)=-2 mgsin 外面 2方法 2： P = Fv cosa = mgvcos(90 口一日)=mgvsin1 2 mv2v= mg

4、h, v = 2gh, v = 22gh2P = mg(2) P = mgv cos(90 -) = mgvsin -v = :/2ghP = mg. 2ghsin i例2.如图所示，在三个相同的光滑斜面上,分别将质量均为 m的物体以相同的加速度自底端由静止开始拉上斜面，当拉至顶端时，拉力F1、F2和F3的功率分别为 P1、P2和P3。试分析P1、P2和P3之间的大小关系如何？ TOC o 1-5 h z NNNF3一产Fl用气U T A F2 Y ”/日 mg 9 G0 G解：由牛二定律得：mg sin 二-F1 = mamg sin 二-F2 cos ? - mamg sin 二-F3 c

5、os ： =ma推出 F1 = F2 cos- F3 cos：代入 P = Fv cos P = F1VP2 = Fzvcos1P3 = F3vcos：P = P2 = P3说明：拉至顶端时，功率为瞬时功率，初速度 v0 ,加速度a和位移均相同，故达到顶 端时v必相同，物体上滑的加速度也相同，所以各拉力沿斜面的方向的分量也一定相同。例3.汽车质量为5t,其发动机额定功率为37.5kW,汽车在水平路面上由静止起动，开始一段时间以10m/s2的加速度作匀加速运动，汽车最终行驶的最大速度达到54km/h。设阻力不变。试求：(1)汽车作匀加速运动的时间维持多长？这段时间内发动机输出的平均功率多大？(2

6、)汽车行驶时受到的阻力多大？(3)若汽车达到最大速度后关闭发动机滑行，汽车最多能滑行多远？54”,解：由已知 vm =54km/h =- =15m/s 3.6P额=37.5kW, v 5 (1) t = = 一 = 5sa 1Fv315323375 10q=2.5 103N(2) F 二 f =P = - =2.5 10 一 =18.75 10 Wvm15F fa= 1, F1-f=5M103N, F1 =5父103 +2.5父 103N =7.5父 103NmP额 37.5 103Fi3- = 5m / s7.5 1012(3) fSmvm25000 (15)22.5 103二225m匀加速

7、 运动结束的时间F=?t v=?a(4)求汽车从静止达到最大速度，总时间用12Pt - fS = -mvm210s钟，所行驶多远的距离?12Pt - mvmS=2 f375 103 - 5 103 152232.5 103752.51, 1510= 150 -22.5 =127.5m例4.跳绳比赛是一种较剧烈的运动，某同学的质量为 50kg,他每分钟跳绳180次。假定,一一， 一 _ 2在每次跳跃中，脚与地面接触的时间是跳跃一次所需时间的-;运动过程中测得他的心跳5每分钟140次，血压平均为3x 104 Pa ,已知心跳一次约输送10“m3的血液，平时心脏正常工作时的平均功率约为 1.5W,问

8、：(不计空气阻力， g取10m/s2)(1)该同学腾空高度为多大？(2)他起跳时的初动能多大？(3)他在上升过程中克服重力做功的平均功率多大？(4)他的心脏工作时的平均功率为平时正常工作时的多少倍？说明：该题是一个联系生活实际的题目，考查的知识点涉及有竖直上抛运动、功、功率、压强等，同时也考查了运用所学知识处理实际问题的能力。要求能将跳绳过程分成两个阶段：起跳和腾空。腾空阶段可抽象成竖直上抛运动的上升阶段。而功率的计算要注意分清是平均功率还是即时功率。 TOC o 1-5 h z .1601(1)每次跳跃时间ts sn180323 .3 1腾空时间 加空=At-一 & = 一 &t = 一父一

9、 s = 0.2s555 3，、18空2 1腾仝局度，h=-g() =一 10 0.01m = 0.05m222(2)起跳时的初速度 v = gt上=10 M 0.1m/s = 1m/s1212起跳时的初动能 Ek mv 50 1 J =25J 22(3)克服重力做功 W =mg.：h =50 10 0.05J =25J25平均功率 P=W=250W0.143(4)依题意，心脏每次泵血体积 V =10 mF c 4 f血液压强p =3 10 PaS心跳次数n= 140次/min =7次依，则心脏一次泵血做功 3 TOC o 1-5 h z V44W=FL=F = pV=3 104 10 J =

10、3JS HYPERLINK l bookmark2 o Current Document W7心脏的平均功率 P = = nW = 3W = 7WP7N = 4.7 倍P平时1.5(4) 4.7 倍t3心脏的平均功率为平时正常工作时的倍数答案：(1) 0.05m (2) 25J (3) 250W4实战模拟 4 一.某同学在跳绳比赛中，1分钟跳了 120次，若每次起跳中有 一时间腾空，该同学体重5为50kg,则他在跳绳中克服重力做功的平均功率是多少？.按额定功率行驶的汽车，所受地面阻力保持不变，则()A.汽车加速行驶时，牵引力不变，速度增大B.汽车可以作匀加速运动C.汽车加速行驶时，加速度逐渐减小，速度逐渐增大D.汽车达到最大速度时，所受合力为零3.在倾角的正弦值等于 到的摩擦阻力恒为车重的( )(- N)A. Tv 1B.4. 一辆汽车，质量为N的斜坡公路上，一辆汽车以恒定的功率先上坡后下坡，汽车受