高二物理功和功率(已修改)
2024-11-26 06:24 本頁(yè)面
【正文】 第五章 機(jī)械能及其守恒定律 167。 功 功率 知 識(shí) 精 要 一 ?功 如果物體在力的作用下能量發(fā)生了變化 ,那么這個(gè)力一定對(duì)物體做了 功 ,即功總是伴隨著能量的轉(zhuǎn)化 ,是 能量轉(zhuǎn)化 的量度 . :力 和物體在力的方向上發(fā)生的 位移 ,二者缺一不可 . (1)公式 :W=Flcosα. (2)功的正 ?負(fù) ①當(dāng) 0≤ α 90176。時(shí) ,W0,力對(duì)物體做 正 功 。 ②當(dāng) 90176。α ≤ 180176。時(shí) ,W0,力對(duì)物體做 負(fù)功 ,又可說(shuō)成物體克服這個(gè)力做 了 功 。 ③當(dāng) α =90176。時(shí) ,W=0,力對(duì)物體 不做功 . 注意 :(1)功是標(biāo)量 ,正功表示對(duì)物體做功的力是動(dòng)力 ,負(fù)功表示對(duì)物體做功的力是阻力 . (2)功不是能量 ,而是能量轉(zhuǎn)化的量度 。能量是表征物體做功本領(lǐng)的物理量 . :焦耳 ,符號(hào)是 J. 二 ?功率 :描述力對(duì)物體做功的 快慢 . (1) ,P為時(shí)間 t內(nèi)的 平均功率 . (2)P=Fvcosα,α 為 F與 v的夾角 . ①若 v為平均速度 ,則 P為 平均功率 . ②若 v為瞬時(shí)速度 ,則 P為 瞬時(shí)功率 . WPt? (1)額定功率 :機(jī)械長(zhǎng)時(shí)間 正常工作 而不損壞機(jī)械的 最大 輸出功率 . (2)實(shí)際功率 :機(jī)械 實(shí)際工作 時(shí)的輸出功率 ,實(shí)際功率可以小于或等于 額定功率 . 特別提示 :功和功率都是標(biāo)量 ,其中功的正 ?負(fù)僅說(shuō)明能量的轉(zhuǎn)化方向 . 雙 基 精 練 運(yùn)動(dòng) ,其中 F1與加速度 a的方向相同 ,F2與速度v的方向相同 ,F3與速度 v的方向相反 ,則 ( ) 解析 :因物體做勻減速運(yùn)動(dòng) ,a的方向與 v的方向相反 ,故 F1對(duì)物體做負(fù)功 ,A錯(cuò) 。F2與速度 v方向相同做正功 ,B正確 。F3與 v方向相反做負(fù)功 ,C正確 。合外力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反做負(fù)功 ,D正確 . 答案 :BCD 511所示 ,兩個(gè)互相垂直的力 F1與 F2作用在同一物體上 ,使物體通過(guò)一段位移的過(guò)程中 ,力 F1對(duì)物體做功 4 J,力 F2對(duì)物體做功 3 J,則力 F1與 F2的合力對(duì)物體做功為 ( ) J J J J 解析 :由于功是標(biāo)量 ,合力對(duì)物體做的功 ,應(yīng)等于各分力對(duì)物體做功的代數(shù)和 ,因此 ,合力對(duì)物體做的功應(yīng)為 W=W1+W2=4 J+3 J=7 J,選項(xiàng) A正確 . 答案 :A 2 kg的物體從空中以 40 m/s 的初速度平拋 ,物體在豎直方向下落 45 m著地 ,不計(jì)空氣阻力 ,取 g=10 m/s2,則物體落地時(shí) ,重力的瞬時(shí)功率為 ( ) W W W W 解析 :P=Fvcosα=mg =600 W. 答案 :C 2gh ,在前 5 s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng) ,5 s末達(dá)到額定功率 ,之后保持額定功率運(yùn)動(dòng) ,其 vt圖象如圖 512所示 .已知汽車的質(zhì)量為 m=2103 kg,汽車受到地面的阻力為車重的 ,(取 g=10 m/s2)則 ( ) 5 s內(nèi)的牽引力為 4103 N 5 s內(nèi)的牽引力為 6103 N 60 kW 30 m/s 解析 :Ff=μmg=2103 N,由圖知?jiǎng)蚣铀龠\(yùn)動(dòng)的加速度為 a=2 m/s2,由牛頓第二定律得 FFf=ma,故 F=6103 N,故 A錯(cuò) ,B對(duì) .因 5 s達(dá)到額定功率 ,P額 =Fv=610310 W=60 kW,C正確 .汽車的最大速度 vmax=\frac{P_額 }{F_f}=30 m/s,D正確 . 答案 :BCD 5.(2020高考廣東卷 )為了響應(yīng)國(guó)家的“節(jié)能減排”號(hào)召 ,某同學(xué)采用了一個(gè)家用汽車的節(jié)能方法 .在符合安全行駛要求的情況下 ,通過(guò)減少汽車后備箱中放置的不常用物品和控制加油量等措施 ,使汽車負(fù)載減少 ,假設(shè)汽車以 72 km/h的速度勻速行駛時(shí) ,負(fù)載改變前 ?后汽車受到的阻力分別為 2 000 N和 1 950 N,請(qǐng)計(jì)算該方法使汽車發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率減少了多少 . 解析 :v=72 km/h=20 m/s,由 P=Fv得 P1=F1v=Ff1v. P2=F2v=Ff2v. 故 Δ P=P1P2=(Ff1Ff2)v=1 103 W. 答案 :1 103 W 疑 難 精 講 疑難點(diǎn)一 .你能說(shuō)出幾種計(jì)算功的方法 ? 名師在線 : W=Flcosα 求功 (1)公式中 F?l必須對(duì)應(yīng)同一物體 ,l為物體相對(duì)地面的位移 ,α 為 F?l的夾角 . (2)此式一般情況下只適用于求恒力的功 用動(dòng)能定理 W=ΔEk求功 .當(dāng) F為變力時(shí) ,高中階段往往考慮用這種方法求功 ,這里求得的功是該過(guò)程中外力對(duì)物體做的總功 (或者說(shuō)是合力做的功 ). 功是能量轉(zhuǎn)化的量度 .要注意分析參與轉(zhuǎn)化的能量的形式 ,如重力的功等于重力勢(shì)能的變化 ,彈力的功等于彈性勢(shì)能的變化 . (1)利用平行四邊形定則求出合力 ,再根據(jù) W=F合 lcosα 計(jì)算功 ,注意 α 應(yīng)是合力與位移 l間的夾角 . (2)分別求各個(gè)外力做功 :W1=F1lcosα1,W2=F2lcosα2……再求各個(gè)外力功的代數(shù)和 . (1)用動(dòng)能定理 W=ΔEk或功能關(guān)系 W=ΔE(功是能量轉(zhuǎn)化的量度 ),即用能量的增量等效代換變
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