高考物理功率(已修改)
2024-11-25 22:48 本頁(yè)面
【正文】 一、功率的概念 ：表示力做功快慢的物理量 ：功與完成這些功所用時(shí)間的比值叫功率 ： ，所求出的功率是時(shí)間 t內(nèi)的 平均功率。 tWP ?： ，其中 θ是力與速度間的夾角。用該公式時(shí)，要求 F為 恒力 。 ?co sFvP ?（ 1）當(dāng) v為即時(shí)速度時(shí)，對(duì)應(yīng)的 P為即時(shí)功率； （ 2）當(dāng) v為平均速度時(shí)，對(duì)應(yīng)的 P為平均功率。 （ 3） 重力的功率可表示為 ，僅由重力及物體的豎直分運(yùn)動(dòng)的速度大小決定。 ?? m g vPG（ 4） 若力和速度在一條直線上，上式可簡(jiǎn)化為 Pt=F〃v t （ 5） 由公式 P=Fvt可知，當(dāng)功率一定時(shí)，即時(shí)速度越大，則作用力越?。环粗?，作用力越大，速度越小。汽車上坡時(shí)要慢速行駛就是這個(gè)原因。 對(duì)于機(jī)動(dòng)車輛的功率Ｐ＝Ｆｖ（因Ｆ與Ｖ同向）。Ｆ是牽引力，Ｐ即為牽引力的功率，Ｆ并非機(jī)車的合外力。 例 ,質(zhì)量為 m的小滑塊 ,由靜止開始從傾角為 θ的光滑斜面上高為 h 的 A 點(diǎn)滑到斜面的底端 B點(diǎn)，求： （ 1）滑塊由 A 點(diǎn)滑到 B點(diǎn)的過程中，重力的平均功率； （ 2）滑塊到達(dá) B點(diǎn)時(shí)重力的瞬時(shí)功率 解：設(shè)滑塊到達(dá) B點(diǎn)時(shí)的速度為 vB ，經(jīng)歷的時(shí)間為 t 由機(jī)械能守恒定律得 vB2 =2gh tvs ?由gs i n θ2g h2g hs i n θ2hv2stB???得 h A B θ m 2s i n θ2ghmggs i n θ2ghm ghtWP ???平均功率s i n θ2ghmgs i n θm gvP BB ??瞬時(shí)功率 【 練習(xí) 1】 從空中以 40m/s的初速度平拋一重為 10N的物體，物體在空中運(yùn)動(dòng) 3s落地，不計(jì)空氣阻力，取ｇ =10m/s2，則物體落地時(shí)，重力的瞬時(shí)功率為 ( ) B【 解析 】 本題要求的是 3s未重力的瞬時(shí)功率，如圖所示，由于曲線運(yùn)動(dòng) ,G與未速度 v間有夾角 α，同學(xué)們常常考慮先求了 v的大小，再求出α，利用公式 P=F〃vcos α求解，這種思路是正確的 .但過于麻煩 .本題要求的功率是P=G〃vcos α，其實(shí) v〃cos α就是 v豎直分量，只需求出 3s末平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分速度 vy.vy=g〃t 所以P=G〃v〃cosα=G〃v y=G〃gt=10 10 3W=300W Vx=V0 α V Vy 【 例 2】 一跳繩運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量 m=50kg,1min跳 N=180次，假設(shè)每次跳躍中，腳與地面的接觸時(shí)間占跳躍一次所用時(shí)間的 2/5，試估算該運(yùn)動(dòng)員跳繩時(shí)克服重力做功的平均功率多大 ? 【 解析 】 跳躍的周期 T=60s/180=1/3s，而一個(gè)周期內(nèi)在空中停留時(shí)間 t1=(3/5)T=(1/5)s人向上跳看做是豎直上拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)起跳速度為 v0， 由 t1=2v0/g得 v0=gt1/2 每次跳躍克服重力做功 W=1/2mv02=1/8mg2t12 所以克服重力做功的平均功率 P=W/T=75(W) 提示：兩種情況中拉力對(duì)人做的功一樣，第二種情況拉力除對(duì)人做功外，又對(duì)另一只小船也做了功，所以W2＞ W1．由于所用時(shí)間一樣，所以 P2＞ P1． 【 例 3
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