高二物理功和功率(完整版)
【正文】 cosα)v,也可寫成 P=F(vcosα),前者應(yīng)理解為 F在 v方向的分量與 v的乘積 ,后者理解為速度 v在力 F方向的分量與 F的乘積 .如此題可以用重力的分力 mgsinθ 乘速度 . 創(chuàng)新預(yù)測 2如圖 5113所示 ,重物的質(zhì)量為 1 kg,動滑輪質(zhì)量不計 ,豎直向上拉動細繩 , 答案 : J 75 W 使重物從靜止開始以 5 m/s2的加速度上升 ,則拉力 F在 1 s內(nèi)對物體做的功為多大 ?拉力 F在1 s末的瞬時功率是多大 ?(g取 10 m/s2) 解析 :對物體和滑輪受力分析 ,由牛頓第二定律得 :2Fmg=ma. 由運動學(xué)規(guī)律可得在 1 s內(nèi)物體上升的高度和 1 s末的速度分別為 . 根據(jù)動滑輪的特點及功的定義可得 ,在 1 s內(nèi)力F做的功為 W=F ,所以WF=W1+W2+… +Wn=Fcos37176。v=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時 ,W0,力對物體做 負功 ,又可說成物體克服這個力做 了 功 。時 ,W0,力對物體做 正 功 。F3與 v方向相反做負功 ,C正確 。 角 ,所以 : W1=Fl1cos37176。 ?長度為 10 m的光滑斜面 ,一質(zhì)量為 kg的物體從斜面頂端由靜止開始下滑 ,g取 10 m/s2,求 : (1)物體滑到斜面底端時重力做功的瞬時功率是多少 ? (2)整個過程中重力做功的平均功率是多少 ? 答案 :(1)60 W (2)30 W 解析 :圖 5112(1)物體下滑時做勻加速直線運動 ,受力情況如圖 5112所示 . 由牛頓第二定律 F=ma得物體的加速度 gsin30176。⑤ 汽車勻加速過程所能達到的最大速度 ⑥ 聯(lián)立①⑤⑥并代入數(shù)據(jù)解得 : . 答案 :(1)12 m/s 4 m/s (2)16 s 2tPvF?16tvtsa???方法總結(jié) :機車啟動問題一定要注意是恒定功率啟動還是勻加速啟動 ,但不管是哪一種啟動方式 ,對發(fā)動機而言 P=Fvmax=kv3max,若速率增大到 2vmax,則牽引力的功率的表達式為P39。= ,D對 B錯 . 8k6.(2020快進入鬧市區(qū)時 ,司機減小了油門 ,使汽車的功率立即減小一半并保持該功率繼續(xù)行駛 .圖 5123中正確表示了從司機減小油門開始 ,汽車的速度與時間的關(guān)系是( ) 答案 :C 解析 :汽車在平直公路上勻速行駛時牽引力 F等于阻力 Ff,即 快進入鬧市區(qū)時 ,功率變?yōu)? ,則牽引力 F減小到 ,故車要做減速運動 ,由 P=Fv和 FFf=ma知 v減小 ,F增大 ,故車不可能做勻變速運動 ,且一段時間后又有 = v ,車做勻速運動 . 0.PFf v?12P12F12 PFv?012v?二 ?非選擇題 “ 氫氣 Ⅰ 型 ” 汽車是一種使用燃料電池驅(qū)動的電動汽車 .它利用氫氣和氧氣直接反應(yīng) ,其生成物只有水 ,因此對環(huán)境沒有污染 .該車質(zhì)量 t,額定輸出機械功率為 55 kW,當(dāng)它以額定功率行駛時的最高速度為 140 km/h,求 :(g取 10 m/s2) (1)該汽車以上述最高速度行駛時所受的阻力是車所受重力的多少倍 ? (2)設(shè)行駛中汽車所受阻力與速度大小無關(guān) ,該車行駛時輸出機械功率保持額定功率不變 ,當(dāng)速度增大到 72 km/h時的瞬時加速度是多大 ? 答案 :(1) (2) m/s2 解析 :(1)汽車以正常情況下的最高速度行駛時的功率是額定功率 P0=Fvmax. 這時汽車做的是勻速運動 ,牽引力和阻力大小相等 ,即F=F1,最高速度為 vmax=140 km/h= m/s. 設(shè)阻力是重力的 k倍 ,F1=kmg, 代入數(shù)據(jù)得 k=. (2)v39。 =) (1)將你計算的“額定功率”和“續(xù)行里程”填入上表中 (無須寫出計算過程 ). (2)在行駛過程中電動自行車受到的阻力是車重 (包括載重 )的 k倍 ,試推算 k的大小 . (3)電動自行車在坡度為 5176。時的牽引力為 F39。v可知 ,重物勻加速上升過程中鋼繩拉力大于重力且不變 ,達到最大功率 P后 ,隨著 v增加 ,鋼繩拉力 F變小 ,當(dāng) F=mg時重物達最大速度 v2,故 v2 ,最大拉力F=mg+ma ,A錯誤 ,B?C正確 .由 mg=ma得 : ,D正確 . Pmg?1Pv?1Pv?1Pagmv?? 5119所示 ,木板質(zhì)量為 M,長度為 L,小木塊質(zhì)量為 ,水平地面光滑 ,一根不計質(zhì)量的輕繩通過定滑輪分別與 M和 m連接 ,小木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為 μ ,開始時木塊靜止在木板左端 ,現(xiàn)用水平向右的力將 m緩慢拉至右端 ,拉力至少做功為 ( ) 12mM? 答案 :A 解析 :將 m拉至右端 ,則小木塊的位移為 L/2,再
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