2020-2021學(xué)年高中物理第1章功和功率章末總結(jié)學(xué)案魯科版必修2 （經(jīng)典實(shí)用）

1、第1章 功和功率章末總結(jié)一、功和功率的計(jì)算1.功的計(jì)算方法(1)定義法求功。(2)利用動(dòng)能定理或功能關(guān)系求功。(3)利用WPt求功。2.功率的計(jì)算方法(1)P：此式是功率的定義式，適用于任何情況下功率的計(jì)算，但常用于求解某段時(shí)間內(nèi)的平均功率。(2)PFvcos ：當(dāng)v是瞬時(shí)速度時(shí)，此式計(jì)算的是F的瞬時(shí)功率；當(dāng)v是平均速度時(shí)，此式計(jì)算的是F的平均功率。例1 質(zhì)量為m20 kg的物體，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直線運(yùn)動(dòng)。02 s內(nèi)F與運(yùn)動(dòng)方向相反，24 s內(nèi)F與運(yùn)動(dòng)方向相同，物體的vt圖象如圖1所示，g取10 m/s2，則()圖1A.拉力F的大小為100 NB.物體在4 s時(shí)拉力的

2、瞬時(shí)功率為120 WC.4 s內(nèi)拉力所做的功為480 JD.4 s內(nèi)物體克服摩擦力做的功為320 J解析由圖象可得：02 s內(nèi)物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a1 m/s25 m/s2，勻減速過(guò)程有Ffma1。勻加速過(guò)程加速度大小為a2 m/s21 m/s2，有Ffma2，聯(lián)立解得f40 N，F(xiàn)60 N，故A錯(cuò)誤；物體在4 s時(shí)拉力的瞬時(shí)功率為PFv602 W120 W，故B正確；4 s內(nèi)物體通過(guò)的位移為s210 m22 m8 m，拉力做功為WFs480 J，故C錯(cuò)誤；4 s內(nèi)物體通過(guò)的路程為l210 m22 m12 m，摩擦力做功為Wff l4012 J480 J，故D錯(cuò)誤。答案B針對(duì)訓(xùn)練

3、1 (多選)如圖2所示，一質(zhì)量為1.2 kg的物體從一固定的傾角為30、長(zhǎng)度為10 m的光滑斜面頂端由靜止開(kāi)始下滑。g取10 m/s2，則()圖2A.物體滑到斜面底端時(shí)重力做功的瞬時(shí)功率是60 WB.物體滑到斜面底端時(shí)重力做功的瞬時(shí)功率是120 WC.整個(gè)過(guò)程中重力做功的平均功率是30 WD.整個(gè)過(guò)程中重力做功的平均功率是60 W解析根據(jù)牛頓第二定律得mgsin 30ma，由勻變速運(yùn)動(dòng)公式v22as，聯(lián)立解得v10 m/s，所以物體滑到斜面底端時(shí)的速度為10 m/s，此時(shí)重力做功的瞬時(shí)功率為Pmgvsin 301.21010 W60 W，故A正確，B錯(cuò)誤；物體下滑時(shí)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其受力情況

4、如圖所示。由牛頓第二定律得物體的加速度a10 m/s25 m/s2，物體下滑的時(shí)間t s2 s。物體下滑過(guò)程中重力做的功為Wmglsin 301.21010 J60 J。重力做功的平均功率P W30 W。故C正確，D錯(cuò)誤。答案AC二、機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題1.處理好制約關(guān)系PFv由于發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率總是有限度的，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率達(dá)到額定功率后，其功率P保持恒定，當(dāng)汽車速度v繼續(xù)增加時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)所能提供的牽引力F就會(huì)減小。同理，當(dāng)汽車由平路駛?cè)肷掀侣范蔚臅r(shí)候，由于需要更大的牽引力F，汽車的速度v會(huì)減小。2.兩種啟動(dòng)模式的比較啟動(dòng)模式恒定功率啟動(dòng)恒定加速度啟動(dòng)特點(diǎn)啟動(dòng)過(guò)程中，保持發(fā)動(dòng)機(jī)的功率不發(fā)生變化啟動(dòng)過(guò)程中，

5、保持機(jī)車加速度(牽引力)不發(fā)生變化基本公式PFvFfmaPt圖象vt圖象at圖象例2 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率Pm60 kW，汽車質(zhì)量m5 t，運(yùn)動(dòng)時(shí)與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1。求：(1)汽車所能達(dá)到的最大速度vm；(2)若汽車以a0.5 m/s2的加速度由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。這一過(guò)程能維持多長(zhǎng)時(shí)間(取g10 m/s2)?當(dāng)速度v14 m/s時(shí)，汽車的加速度a1是多大？功率P1是多大？當(dāng)速度v210 m/s時(shí)，汽車的加速度a2是多大？功率P2是多大？解析(1)汽車達(dá)到最大速度vm時(shí)，a0，牽引力F等于阻力f，即Ffmg由PmFvm得最大速度大小vm聯(lián)立各式代入數(shù)據(jù)解得vm12 m/s(2)汽

6、車從靜止開(kāi)始勻加速啟動(dòng)，牽引力F恒定，由牛頓第二定律得Ffma得Ffmamgma由于速度不斷增大，因此發(fā)動(dòng)機(jī)功率P也不斷增大(因PFvv)，當(dāng)功率增至額定功率Pm時(shí)，勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束，其勻加速運(yùn)動(dòng)階段的最大速度v勻加速運(yùn)動(dòng)維持的時(shí)間t聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得t16 s由于速度v14 m/sv，且v2vm，因此汽車做變加速運(yùn)動(dòng)，其功率P2Pm60 kW由P2F2v2，得牽引力F2加速度a2代入數(shù)據(jù)解得a20.2 m/s2。答案(1)12 m/s(2)16 s0.5 m/s230 kW0.2 m/s260 kW汽車功率還沒(méi)有達(dá)到額定功率時(shí)，汽車維持勻加速運(yùn)動(dòng)，實(shí)際功率隨速度增大而增大；汽車實(shí)際功率達(dá)到額定

7、功率以后，隨著速度的增大，汽車牽引力不斷減小，汽車做變加速運(yùn)動(dòng)，汽車加速度為零時(shí)，速度增至最大，此時(shí)所受合力為零，保持勻速運(yùn)動(dòng)。針對(duì)訓(xùn)練2 下表是一輛電動(dòng)車的部分技術(shù)指標(biāo)，其中的額定車速是指電動(dòng)車滿載的情況下，在平直道路上以額定功率勻速行駛時(shí)的速度。額定車速18 km/h電源輸出電壓36 V整車質(zhì)量40 kg充電時(shí)間68 h載重80 kg電動(dòng)機(jī)的額定輸出功率180 W電源36 V/12 Ah電動(dòng)機(jī)的額定工作電壓/電流36 V/6 A請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，完成下列問(wèn)題(g取10 m/s2)。(1)在行駛的過(guò)程中，電動(dòng)車受到的阻力是車重(包括載重)的k倍，假定k是定值，試推算k的大?。?2)若電動(dòng)車以額定功率行駛，求速度為3 m/s時(shí)的加速度是多少？解析(1)由表可得到P出180 W，車速v18 km/h5 m/s，由P出Fv，勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)有Ff，其中fk(Mm)g