20xx粵教版高中物理必修2第四章第七節(jié)《功率》-文庫(kù)吧
2024-11-19 13:31 本頁(yè)面
【正文】 末拉力的瞬時(shí)功率． 解：物體受力情況如圖 473 所示 ，其中 F 為拉力， mg 為重力．物體受一個(gè)大小為 4 N 的合力，方向向上． 由牛頓第二定律可知物體的加速度為 a＝ F－ mgm ＝ 2 m/s2 5 s 內(nèi)物體的位移 s 為 s＝ 12at2＝ 12252 m＝ 25 m 5 s 末物體速度為 v＝ at＝ 25 m/s＝ 10 m/s 5 s 內(nèi)物體的平均速度為 v ＝ 12v＝ 1210 m/s＝ 5 m/s (1)5 s 內(nèi)拉力 F 對(duì)物體所做的功為 W＝ Fs＝ 2425 J＝ 600 J (2)5 s 內(nèi)拉力的平均功率為 圖 473 P ＝ F v ＝ 245 W＝ 120 W (3)5 s 末拉力的瞬時(shí)功率為 P＝ Fv＝ 2410 W＝ 240 W. 知識(shí)點(diǎn) 2 機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題 新知探究 如圖 474 所示，汽車在爬坡時(shí)，司機(jī)有時(shí)要通過(guò)換擋來(lái)降低車速，這樣增大牽引力，如果汽車上坡時(shí)仍要保持原來(lái)的速度，司機(jī)要加大油門(mén)。 汽車換擋可以控制 ，變換油門(mén)可以控制汽車牽引力的 ，而 ，三者相互制約。 答案 ： 牽引力，功率， FvP? 重點(diǎn)歸納 對(duì)機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題的理解 1. 對(duì)機(jī)車等交通工具，應(yīng)明確公式 P=Fv 中， P 為發(fā)動(dòng)機(jī)的 ________功率，機(jī)車正常行駛中實(shí)際功率小于或等于其額定功率， F 為發(fā)動(dòng)機(jī)（機(jī)車）的 __________， v 為機(jī)車的___________ 。 ? ? ? ? 加速度逐漸減小 勻速直 的變加速運(yùn)動(dòng) 線運(yùn)動(dòng) ∴ 機(jī)車達(dá)到最大速度時(shí) a=0， F=f， mm fvFvP ?? ,這一起動(dòng)過(guò)程 的 vt 關(guān)系 如 圖 475 中 左圖所示。 ? ? ? 勻加速直線運(yùn)動(dòng) ? ? ? 速度 v ↑ PF v? ↓ Ffa m?? ↓ 當(dāng) F=f 時(shí)， a=0 v 達(dá)到最大vm 保持 vm 勻速 F 不變 Ffa m?? 不變 v↑ 當(dāng) P=P 額 a≠ 0 v 仍增大 P=F v↑ PF? 額v ↓Ffa m?? ↓ P 額 一定 v↑ 當(dāng) F=f 時(shí) a=0 v 達(dá)最大 vm 保 持 vm 勻 速 勻速直線運(yùn)動(dòng) 速度逐漸減小的直線運(yùn)動(dòng) 圖 474 這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程的 vt關(guān)系如 圖 475 中右圖 所示。 [例 2] 一輛汽車的額定功率為 100 kW，質(zhì)量為 104 kg，設(shè)阻力恒為車重的 倍，g 取 10 m/s2，求： (1)若汽車保持恒定功率運(yùn)動(dòng)，啟動(dòng)后能達(dá)到的最大速度是多大？ (2)若汽車保持以 m/s2 的加速度勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其勻加速運(yùn)動(dòng)能維持多長(zhǎng)時(shí)間？當(dāng)汽車行駛的速度為 8 m/s 時(shí)，汽車的加速度有多大？ 解： (1)當(dāng) a＝ 0， 即 F＝ Ff 時(shí)速度最大，由 P＝ Fv 得 vm＝ PF＝ Pkmg＝ 10010310410 m/s＝ 10 m/s (2)當(dāng)汽車以 a＝ m/s2 勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí) 牽引力 F1＝ Ff＋ ma＝ kmg＋ ma＝ 104 N 設(shè)達(dá)到額定功率 P 時(shí)的速度為 v1 則 v1＝ PF1＝ 100103104 m/s＝203 m/s 由公式 v＝ at 得勻加速運(yùn)動(dòng)維持時(shí)間為 t＝ v1a ＝ s 當(dāng)汽車行駛速度為 v2＝ 8 m/s，汽車已達(dá)到額定功率 P 則 F2＝ Pv2＝ 1001038 N＝ 104 N 故此時(shí)汽車加速度為 a′＝ F2－ Ffm ＝ m/s2 觸類旁通 2. (2021 年佛山一中期末 )一種氫氣燃料的汽車，質(zhì)量為 m＝ 103 kg，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定輸出功率為 80 kW，行駛在平直公路上時(shí)所受阻力恒為車重的 倍．若汽車從靜止開(kāi)始先勻加速啟動(dòng)，加速度的大小為 a＝ m/，汽車保持功率不變又加速行駛了 800 m，直到獲得最大速度后才勻速行駛． (取 g＝ 10
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