高中物理功率典型例題分析教案粵教版必修2

1、功率典型例題分析例 1、如圖甲所示，質(zhì)量為m的物塊沿斜面勻速下滑，試分析各力做功情況。如圖乙，若物塊相對斜面靜止，使斜面沿水平面勻速移動L，試分析各力做功的情況。如圖丙，若不計一切摩擦，滑塊沿斜面下滑的過程中支持力N做功否？ 解析：（1）依力做功的兩個因素可知，滑塊的摩擦力對滑塊做負功，重力做正功，支持力不做功。 （2）重力不做功，因在重力方向上無位移。 摩擦力水平向左的分量 fx 做負功 Wf=fxL=fcosL0. 斜面對物塊的總功為零。 （3）當(dāng)物塊下滑時，如圖滑塊受支持力與斜面垂直，但由于對斜面壓力 N 對斜面做正功，使斜面向左移動，反作用力對滑塊做負功，即 N 與滑塊位移 S 不垂直

2、，90，故斜面對滑塊支持力N做負功。 例 2、一名高三男生快步從教學(xué)樓的一樓上到二樓，其發(fā)揮出的功率最接近下列哪一功率？ A200W B600W C1000W D1500W 解析：這為一個開放型問題，學(xué)生要憑生活經(jīng)驗了解按層高度大約 h=4m ，高三男生質(zhì)量大約 60kg ，從一樓快步上二樓歷時至少 t=4s 5s 的時間，故平均功率，最接近 600W ，故 B 項正確。 答案： B 例 3、如圖，質(zhì)量相同的球先后沿光滑的傾角分別為=30，60斜面下滑，達到最低點時，重力的即時功率是否相等？（設(shè)初始高度相同） 解析： 由動力學(xué)公式可知，小球下滑的加速度 a=gsin，達到末端速度，可見，達到最

3、低點兩球速度大小相同，但由于速度在重力方向上的分量不同，且vAsin60vBsin30，故重力功率PAPB. 若低點改為圓弧面，且弧面與水平面相切，則重力即時功率為零。 例 4、如圖一滑塊分別沿甲、乙兩軌道滑過，且兩軌道摩擦因數(shù)相同，不計甲軌道頂點的碰擊，試比較兩次滑塊克服阻力所做的功。 解析：滑塊在甲種情況下，重力先做負功，后做正功，其初末位移為零，故重力做功代數(shù)和為零，摩擦力一直做負功， Wf=mgcosL1mgcosL2=mgL，與無關(guān)，與無關(guān). 故兩次滑塊克服摩擦阻力做功相等，故 v=v。 注意：若將平面或斜面改為曲面，由于向心力的存在，就不易比較。 例 5、質(zhì)量m=4.0103kg的

4、汽車，發(fā)動機的額定功率為P=40kW，汽車從靜止以加速度a=0.5m/s2勻加速行駛，行駛時所受阻力恒為F1=2.0103N，則汽車勻加速行駛的最長時間為多少？汽車可能達到的最大速度為多少？ 精析：汽車從靜止開始加速運動分為兩個階段： （1）第一階段中，汽車以恒定的加速度作勻速直線運動。在這一階段，發(fā)動機的牽引力恒定不變，即 F=maF1 ，由發(fā)動機的功率 P=Fv=（maF1 ） v 知：汽車的速度從零逐漸增大，發(fā)動機的輸出功率是從零逐漸增大到額定功率。 （2）第二階段中，由于發(fā)動機的功率已經(jīng)達到了最大值（額定功率），隨著運動速度不斷增大，牽引力逐漸減小。這一階段中，汽車的加速度逐漸減小，而速度仍不斷增大，當(dāng)發(fā)動機的牽引力減小到等于汽車受到的阻力時，汽車的速度最大。 汽車勻速行駛時發(fā)動機的牽引力為 F ，由牛頓第二定律有 FF1=ma. F=F1ma=2.01034.01030.5=4.0