物理：平均功率與瞬時(shí)功率(已修改)
2025-08-17 09:42 本頁面
【正文】 平均功率與瞬時(shí)功率 本類考題解答錦囊 解答“平均功率與瞬時(shí)功率”一類試題，主要掌握以下內(nèi)容： 必須確切地區(qū)分平均功率和瞬時(shí)功率、額定功率與實(shí)際功率．機(jī)車起動(dòng)問題可用功率公式： p=Fv進(jìn)行分析，機(jī)車起動(dòng)過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率指牽引力的功率，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率指的是：該機(jī)器正常工作時(shí)的最大輸出功率．實(shí)際輸出功率可在零和額定功率間取值． 1．機(jī)車以恒定功率起動(dòng)．若在平直道路上運(yùn)動(dòng)過程中阻力廠f不變，運(yùn)動(dòng)后的情況是，由于牽引力F=，物體的加速度由牛頓第二定律可得：Fff=ma，即加速度a= 可見機(jī)車隨著速度的增大，加速度變??；當(dāng)其加速度為零時(shí)，速度最大．2．機(jī)車從靜止做勻加速起動(dòng)．機(jī)車以恒定加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，開始牽引力不變，當(dāng)其速度增大到一定值v時(shí)，其功率達(dá)到最大值p，此時(shí)有．以后速度繼續(xù)增加，由于機(jī)車的功率不變，機(jī)車的牽引力減小，從而加速度也減小，直到加速度a=0時(shí)，機(jī)車的速度最大，此后將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其速度是:．由此可見，在功率不變的情況下，機(jī)車的牽引力F與速度v成反比，但若功率可變，即實(shí)際功率小于額定功率時(shí)，增大實(shí)際功率，可保持牽引力恒定，物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，速度始終是增加的． I 高考最新熱門題 1 (典型例題)鐵路提速，要解決許多技術(shù)問題．通常，列車阻力與速度平方成正比，即Ff=kv2．列車要跑得快，必須用大功率的機(jī)車來牽引． (1)試計(jì)算列車分別以120km／h和40 km／h的速度勻速行駛時(shí)，機(jī)車功率大小的比值． (提示：物理學(xué)中重要的公式有F=ma，W=Fs，p=Fv，s=)(2)除上題涉及的問題外，還有許多其他技術(shù)問題需要解決．例如：為了減少列車在高速行駛中的振動(dòng)，需要把原先的有接縫軌道改為無接縫軌道．請(qǐng)你再舉一例，并簡要說明．命題目的與解題技巧：考查利用功、功率等力學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題解答第(1)問的關(guān)鍵是抓住列車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)=Ff這一重要隱含條件，不要受“提示”中公式的影響．第(2)問屬開放性問題，答案不惟一，不同的思路出發(fā)點(diǎn)會(huì)有不同的答案．如從減小阻力這個(gè)角度，可提出，設(shè)計(jì)“流線型”車身或減小“迎風(fēng)面”等方案，但注意“鐵路提速”這個(gè)基本出發(fā)點(diǎn)，審題過程中一定要結(jié)合實(shí)例認(rèn)真分析，不要“跑題”．考查考生的想象能力和理論聯(lián)系實(shí)際的能力． [解析] (1)列車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)牽引力F與阻力Ff相等，即F==kv2,則P=Fv=kv3,代入v1=120km/h,v2=40km/h，可得P1/P2=27/1．(2)在軌道(彎道)半徑一定的情況下，狀車速度越大，所需向心力越大，通過增大彎道半徑可以減小向心力． [答案] (1)P1/P2：27/1． (2)增大彎道半徑可以減小向心力．2.(典型例題)豎直上拋一球，球又落回原處，已知空氣阻力的大小正比于球的速度 B．上升過程中克服重力做的功等于下降過程中重力做的功 C．上升過程中克服重力做功的平均功率大于下降過程中重力的平均功率D. 上升過程中克服重力做功的平均功率等于下降過程中重力的平均功率 ** BC 指導(dǎo)：本題一方面考查生對(duì)重力的功的理解能力，同時(shí)考查通過推理來判斷運(yùn)動(dòng)時(shí)間的推理能力將球豎直上拋，上升過程和下降過程中球在豎直方向的位移大小都等于高度．由于重力做功只與高度有關(guān)，即W=mgh，所以上升過程中與下降過程中重力做功的大小是相等的．故AB兩項(xiàng)中B項(xiàng)對(duì)．球在上升過程中受到的阻力與重力方向相同，由牛頓第二定律知，球的加速度大于大于重力加速度；而球在下降過程中受到的阻力與重力方向相反，球的加速度寸于重力加速度．由知，球上升過程所經(jīng)歷的時(shí)間小于下降過程所經(jīng)歷的時(shí)間，這樣根據(jù)平均功率的定義就可以斷定，在上升過程中克服重力做功的平均功率大于下落過程中重力做功的平均功率．故CD兩項(xiàng)中C項(xiàng)對(duì)．3.(典型例題)人的心臟每跳一次大約輸送8105m3的血液，正常人的血壓(可看作心臟壓送血液的壓強(qiáng))的平均值約為1．5104Pa，心跳每分鐘70次，據(jù)此估測(cè)心臟工作的平均功率為______W．**1．4W指導(dǎo)：考查把實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為物理模型的能力．設(shè)想心臟在壓送血液時(shí)，類似于圓形氣缸中氣體等壓膨脹推動(dòng)活塞對(duì)外做功的模型，是解決本題的關(guān)鍵．將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為物理模型，是學(xué)好物理的重要方法．設(shè)想血
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