高二物理功和功率(已修改)
2024-11-26 06:24 本頁面
【正文】 第五章 機械能及其守恒定律 167。 功 功率 知 識 精 要 一 ?功 如果物體在力的作用下能量發(fā)生了變化 ,那么這個力一定對物體做了 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 ①當 0≤ α 90176。時 ,W0,力對物體做 正 功 。 ②當 90176。α ≤ 180176。時 ,W0,力對物體做 負功 ,又可說成物體克服這個力做 了 功 。 ③當 α =90176。時 ,W=0,力對物體 不做功 . 注意 :(1)功是標量 ,正功表示對物體做功的力是動力 ,負功表示對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的物理量 . :焦耳 ,符號是 J. 二 ?功率 :描述力對物體做功的 快慢 . (1) ,P為時間 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為瞬時速度 ,則 P為 瞬時功率 . WPt? (1)額定功率 :機械長時間 正常工作 而不損壞機械的 最大 輸出功率 . (2)實際功率 :機械 實際工作 時的輸出功率 ,實際功率可以小于或等于 額定功率 . 特別提示 :功和功率都是標量 ,其中功的正 ?負僅說明能量的轉(zhuǎn)化方向 . 雙 基 精 練 運動 ,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 :因物體做勻減速運動 ,a的方向與 v的方向相反 ,故 F1對物體做負功 ,A錯 。F2與速度 v方向相同做正功 ,B正確 。F3與 v方向相反做負功 ,C正確 。合外力的方向與運動方向相反做負功 ,D正確 . 答案 :BCD 511所示 ,兩個互相垂直的力 F1與 F2作用在同一物體上 ,使物體通過一段位移的過程中 ,力 F1對物體做功 4 J,力 F2對物體做功 3 J,則力 F1與 F2的合力對物體做功為 ( ) J J J J 解析 :由于功是標量 ,合力對物體做的功 ,應等于各分力對物體做功的代數(shù)和 ,因此 ,合力對物體做的功應為 W=W1+W2=4 J+3 J=7 J,選項 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 ,不計空氣阻力 ,取 g=10 m/s2,則物體落地時 ,重力的瞬時功率為 ( ) W W W W 解析 :P=Fvcosα=mg =600 W. 答案 :C 2gh ,在前 5 s內(nèi)做勻加速直線運動 ,5 s末達到額定功率 ,之后保持額定功率運動 ,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,由圖知勻加速運動的加速度為 a=2 m/s2,由牛頓第二定律得 FFf=ma,故 F=6103 N,故 A錯 ,B對 .因 5 s達到額定功率 ,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 )為了響應國家的“節(jié)能減排”號召 ,某同學采用了一個家用汽車的節(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 ,使汽車負載減少 ,假設汽車以 72 km/h的速度勻速行駛時 ,負載改變前 ?后汽車受到的阻力分別為 2 000 N和 1 950 N,請計算該方法使汽車發(fā)動機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 疑難點一 .你能說出幾種計算功的方法 ? 名師在線 : W=Flcosα 求功 (1)公式中 F?l必須對應同一物體 ,l為物體相對地面的位移 ,α 為 F?l的夾角 . (2)此式一般情況下只適用于求恒力的功 用動能定理 W=ΔEk求功 .當 F為變力時 ,高中階段往往考慮用這種方法求功 ,這里求得的功是該過程中外力對物體做的總功 (或者說是合力做的功 ). 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能的變化 ,彈力的功等于彈性勢能的變化 . (1)利用平行四邊形定則求出合力 ,再根據(jù) W=F合 lcosα 計算功 ,注意 α 應是合力與位移 l間的夾角 . (2)分別求各個外力做功 :W1=F1lcosα1,W2=F2lcosα2……再求各個外力功的代數(shù)和 . (1)用動能定理 W=ΔEk或功能關系 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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