第10講 功率—人教版高一物理下冊(cè)復(fù)習(xí)講義（機(jī)構(gòu)用）

1、第十講 功率教學(xué)目標(biāo)：1理解功率的概念，能運(yùn)用功率的定義式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算；2理解額定功率和實(shí)際功率的概念。3根據(jù)功率的定義推導(dǎo)P=Fv，并能用于分析、計(jì)算和解釋現(xiàn)象；4能分析汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí)，牽引力與速度的關(guān)系。重點(diǎn)難點(diǎn)：1理解功率的概念，并靈活應(yīng)用功率的計(jì)算公式計(jì)算平均功率和瞬時(shí)功率；2正確區(qū)分平均功率和瞬時(shí)功率所表示的物理意義，并能夠利用相關(guān)公式計(jì)算平均功率和瞬時(shí)功率。知識(shí)模塊：模塊一：功率1平均功率的計(jì)算(1)利用P。(2)利用PFvcos ，其中v為物體運(yùn)動(dòng)的平均速度。2瞬時(shí)功率的計(jì)算(1)利用公式PFvcos ，其中v為t時(shí)刻物體的瞬時(shí)速度。(2)利用公式PFvF，其中vF為物體

2、的速度v在力F方向上的分速度。(3)利用公式PFvv，其中Fv為物體受的外力F在速度v方向上的分力。3計(jì)算功率的3個(gè)注意(1)要弄清楚是平均功率還是瞬時(shí)功率。(2)平均功率與一段時(shí)間(或過程)相對(duì)應(yīng)，計(jì)算時(shí)應(yīng)明確是哪個(gè)力在哪段時(shí)間(或過程)內(nèi)做功的平均功率。(3)瞬時(shí)功率計(jì)算時(shí)應(yīng)明確是哪個(gè)力在哪個(gè)時(shí)刻(或狀態(tài))的功率。求解瞬時(shí)功率時(shí)，如果F與v不同向，可用力F乘以F方向的分速度，或速度v乘以速度方向的分力求解。1一個(gè)質(zhì)量為m的物塊，在幾個(gè)共點(diǎn)力的作用下靜止在光滑水平面上?，F(xiàn)把其中一個(gè)水平方向的力從F突然增大到3F，并保持其他力不變，則從這時(shí)開始到t秒末，該力的瞬時(shí)功率是()A.B.C.D.2【

3、多選】v0hv0AB如圖所示，小物體A沿高為h、傾角為的光滑斜面以初速度v0從頂端滑到底端，而相同的物體B以同樣大小的初速度從同等高度處豎直上拋，則（ ）A兩物體落地時(shí)速率相同B從開始至落地，重力對(duì)它們做功相同C兩物體落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率相同D從開始運(yùn)動(dòng)至落地過程中，重力對(duì)它們做功的平均功率相同答案：1、C 2、AB考點(diǎn)一機(jī)車啟動(dòng)問題題型一以恒定功率啟動(dòng)(1)運(yùn)動(dòng)過程分析(2)運(yùn)動(dòng)過程的速度時(shí)間圖象如圖所示。1一汽車在平直公路上行駛。從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P隨時(shí)間t的變化如圖甲所示。假定汽車所受阻力的大小Ff恒定不變。下列描述該汽車的速度v隨時(shí)間t變化的圖線中，可能正確的是()甲乙2多

4、選汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P，牽引力為F0，t1時(shí)刻，司機(jī)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，到t2時(shí)刻，汽車又恢復(fù)了勻速直線運(yùn)動(dòng)。下列能正確表示這一過程中汽車牽引力F隨時(shí)間t、速度v隨時(shí)間t變化的圖象是()答案：1、A 2、AD題型二以恒定加速度啟動(dòng)(1)運(yùn)動(dòng)過程分析(2)運(yùn)動(dòng)過程的速度時(shí)間圖象如圖所示。3一輛小汽車在水平路面上由靜止啟動(dòng)，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v-t圖象如圖所示。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0.1倍，( 取g=10 m/s2)則（ ）A.

5、汽車在前5 s內(nèi)的牽引力為4103 NB. 汽車在前5 s內(nèi)的牽引力為6103 N C.汽車的額定功率為60 kWD.汽車的最大速度為20 m/s4質(zhì)量為1.0103 kg的汽車，沿傾角為30的斜坡由靜止開始運(yùn)動(dòng)，汽車在運(yùn)動(dòng)過程中所受摩擦阻力大小恒為2 000 N，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定輸出功率為5.6104 W，開始時(shí)以a1 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)(g10 m/s2)。求：(1)汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1；(2)汽車所能達(dá)到的最大速率；(3)若斜坡長(zhǎng)143.5 m，且認(rèn)為汽車到達(dá)坡頂之前，已達(dá)到最大速率，則汽車從坡底到坡頂需多長(zhǎng)時(shí)間？答案：3、BC 4、7s、8m/s、22s機(jī)車啟動(dòng)1.模型

6、特點(diǎn)物體在牽引力(受功率和速度制約)作用下,從靜止開始克服一定的阻力,最后達(dá)到最大速度的整個(gè)加速過程,可看做“機(jī)車的啟動(dòng)”模型。2.機(jī)車啟動(dòng)過程滿足的基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律機(jī)車的功率P=Fv;機(jī)車的加速度a=;機(jī)車的最大速度vm=,此時(shí)有F=Ff,a=0。3.兩種啟動(dòng)方式的比較課堂檢測(cè)：1汽車以恒定功率P由靜止出發(fā)，沿平直路面行駛，最大速度為v，則下列判斷正確的是（ ）A汽車先做勻加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)B汽車先做加速度越來越大的加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)C汽車先做加速度越來越小的加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)D汽車先做加速運(yùn)動(dòng)，再做減速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)2(多選)物體所受到的合外力為一恒力，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，

7、該力的作用時(shí)間越長(zhǎng)，則（ ）A物體的瞬時(shí)速度越大 B物體的瞬時(shí)加速度越大C在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)物體所做的功越多 D該力的瞬時(shí)功率越大3質(zhì)量為5kg的小車在光滑的水平面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)若它在2s內(nèi)從靜止開始速度增加到4m/s，則在這一段時(shí)間里外力對(duì)小車做功的平均功率是（ ）A40W B20W C10W D5W4質(zhì)量為5t的汽車，在水平路面上以加速度a = 2m/s2起動(dòng)，所受阻力為1.0103N，汽車起動(dòng)后第1秒末的即時(shí)功率是（ ）A2kW B22kW C1.1kW D20kW5.質(zhì)量相等的A、B兩物體(均可視為質(zhì)點(diǎn))放在同一水平面上，分別受到水平恒力、的作用，同時(shí)由靜止開始從同一位置出發(fā)沿同一直線

8、做勻加速運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過時(shí)間和4速度分別達(dá)到2和時(shí)分別撤去和，以后物體維續(xù)做勻減速運(yùn)動(dòng)直至停止。兩物體速度隨時(shí)間變化的圖線如圖所示。對(duì)于上述過程下列說法中正確的是( )A.和的大小之比為8：1B.A、B的位移大小之比為2：1C.在2和3間的某一時(shí)刻B追上AD.和做的功大小之比為6：56從距地面相同高度處，水平拋出兩個(gè)質(zhì)量相同的球A和B，拋出A球的初速為v0，拋出B球的初速為2v0，則兩球運(yùn)動(dòng)到落地的過程中（ ）A重力的平均功率相同，落地時(shí)重力的即時(shí)功率相同B重力的平均功率相同，落地時(shí)重力的即時(shí)功率不同C重力的平均功率不同，落地時(shí)重力的即時(shí)功率相同D重力的平均功率不同，落地時(shí)重力的即時(shí)功率不同7（多選

9、）如圖所示，為一汽車在平直的公路上，由靜止開始運(yùn)動(dòng)的速度圖象，汽車所受阻力恒定圖中OA為一段直線，AB為一曲線，BC為一平行于時(shí)間軸的直線，則()AOA段汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是恒定的 BOA段汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力恒定CAB段汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率可能是恒定的DBC段汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是恒定的8質(zhì)量m為5.0106kg的列車以恒定不變的功率由靜止沿平直軌道加速行駛，當(dāng)速度增大到v1=2m/s時(shí)，加速度a1=0.9m/s2，當(dāng)速度增大到v210m/s時(shí)，加速度a20.1m/s2如果列車所受阻力大小不變，求：（1）列車所受阻力是多少?（2）在該功率下列車的最大速度是多少？課后作業(yè)：1（多選）關(guān)于功率，下列說法正確

10、的是（ ）A由P=W/t知，力所做的功越多功率就越大；力做功所用的時(shí)間越短功率就越大。B由P=Fv知，物體在運(yùn)動(dòng)過程中所受的某個(gè)力越大且物體的速度越大，功率就越大。C汽車在做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的過程中，牽引力的功率不變。D減小阻力和提高發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率都可以提高機(jī)動(dòng)車的運(yùn)行速度。2質(zhì)量為5t的汽車在水平路面上由靜止以加速度a=2 m/s2開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所受的阻力是1.0103N，則汽車啟動(dòng)后第1s末發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬時(shí)功率是（ ）A2kW B.11kW C.20kW D.22kW3用電動(dòng)輕質(zhì)鋼索將兩個(gè)質(zhì)量相同的攀巖運(yùn)動(dòng)員甲和乙勻速送上某個(gè)一定高度的巖頂，先后用較大的速度、較小的速度分別送甲、乙二人

11、，則兩種情況相比較，電動(dòng)機(jī)的（ ）A功率增加，總功不變。 B. 功率減小，總功不變。 C 功率不變，總功減小。 D. 功率減小，總功減小。4雨滴在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受空氣阻力大小與其速度的平方成正比，若有兩個(gè)雨滴從高空中豎直下落，質(zhì)量分別為m1、m2，落地之前均已做勻速運(yùn)動(dòng)，則它們勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)重力的功率之比為p1:p2為（ ）A B. C. D.5設(shè)在平直的公路上一位高一學(xué)生以一般速度騎自行車（大約5m/s），所受的阻力約為車、人總重力的0.02倍，則騎車人的功率最接近于（ ）A10-1kw B10-3kw C.1kw D.10kw6如圖所示，在光滑水平面上放著一個(gè)質(zhì)量為10kg的木箱，拉力F與水平方

12、向成60角，F(xiàn)=2N，木箱從靜止開始運(yùn)動(dòng)，4s末拉力的瞬時(shí)功率為（ ）A. 0.2WB. 0.4WC. 0.8WD. 1.6W7一個(gè)重10N的物體從高處自由下落的第3s內(nèi)重力做功的平均功率為 ,第3s末重力瞬時(shí)功率為 。8一起重機(jī)吊起重1000kg的物體，由靜止以2 m/s2的加速度上升10s，求起重機(jī)的額定功率至少為多大？9汽車質(zhì)量為1000汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率是60kW，它在平直公路上行駛的最大速度可達(dá)30m/s，現(xiàn)在汽車在該公路上由靜止開始以2m/s的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，若汽車運(yùn)動(dòng)中所受的阻力是恒定的，問：(1)汽車所受阻力是多大?(2)這個(gè)勻加速過程可以維持多長(zhǎng)時(shí)間?(3)開始運(yùn)動(dòng)

13、后的第3s末，汽車的瞬時(shí)功率多太?圖2010 . 兩輪平衡車（如圖20所示）廣受年輕人的喜愛。它的動(dòng)力系統(tǒng)由電池驅(qū)動(dòng)，能夠輸出的最大功率為P0。小明駕駛平衡車在水平路面上沿直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的阻力恒為f，已知小明和平衡車的總質(zhì)量為m，在以下討論中，忽略小明身體姿態(tài)調(diào)整引起的重心位置的變化，并忽略小明對(duì)系統(tǒng)做的功。（1）求平衡車能達(dá)到的最大行駛速度vm； （2）假設(shè)啟動(dòng)過程是由靜止開始的加速度為a的勻加速運(yùn)動(dòng)，平衡車達(dá)到最大功率所用的時(shí)間t為多少？（3）小明想研究此平衡車在一定條件下的續(xù)航里程。他設(shè)想以某一恒定速度行駛直至能量耗盡，若忽略啟動(dòng)和停止過程平衡車的能量消耗及位移，則可由平衡車行駛的速度和時(shí)間，利用公式x=vt估算出平衡車單次行駛的最大距離x。除此之外，請(qǐng)你再提供一種估算的方法，說明還需要哪些物理量，并給出最大距離的表達(dá)式。（注意：需要用到題目中沒有給出的物理量，請(qǐng)?jiān)诮獯疬^程中做必要的說明）課堂檢測(cè)：1-5 C、ACD、B、B、D 6、A 7、BCD 8、 5105N，1107W，20 ms課后作業(yè)：1-5 BD、D、B、D、A 6、B 7、250W、300W 8、 240kw9.（1）2N（2）7.5s（3）24kW10 （1）當(dāng)牽引力F等于阻力且功率最大時(shí)，平衡車以最大速度vm做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，f=F