7-2-2-功率的計(jì)算-機(jī)車啟動(dòng)問題(備課件)高一物理同步備課系列

第七章機(jī)械能守恒定律7.2.2功率的計(jì)算機(jī)車啟動(dòng)問題滬科版（2020）高中物理必修第二冊1.功率的定義：功跟完成這些功所用時(shí)間的比值叫做功率2.功率的公式：P=W/t（適用求平均功率）3.功率的物理意義：功率是表示做功快慢的物理量4.國際單位：瓦（w）功率常用單位：千瓦（kw）或焦/秒（J/s）換算關(guān)系：1kw=1000w=1000J/s5.功率與力、速度的關(guān)系的推導(dǎo)6.公式：P=Fv

（F與位移s或v同方向）

當(dāng)v是平均速度，P是平均功率（F為恒力，且F與同向）；

當(dāng)v是瞬時(shí)速度，P是瞬時(shí)功率7.據(jù)P=Fv可得a.F一定時(shí)，P∝vb.v一定時(shí)，P∝F

c.P一定時(shí)，F(xiàn)∝1/v知識(shí)回顧熱身訓(xùn)練1.物體A、B質(zhì)量相同，A放在光滑的水平面上，B放在粗糙的水平面上，在相同的力F作用下，由靜止開始都通過了相同的位移s，()A．力F對A做功較多，做功的平均功率也較大

B．力F對B做功較多，做功的平均功率也較大

C．力F對A、B做的功和做功的平均功率都相同

D．力F對A、B做功相等，但對A做功的平均功率較大D2.2021年東京奧運(yùn)會(huì)中，中國女排小組賽雖然遺憾出局，但“中國女排精神”卻影響激勵(lì)著年輕人奮勇拼搏。假設(shè)在最后一場中國隊(duì)對陣阿根廷隊(duì)比賽中，阿根廷運(yùn)動(dòng)員將排球從A點(diǎn)水平擊出，排球飛到B點(diǎn)剛要落地時(shí)，被朱婷救起，球又斜向上飛出后落到A點(diǎn)正下方的D點(diǎn)，D點(diǎn)與B點(diǎn)等高，軌跡的最高點(diǎn)C與A等高，假設(shè)兩端軌跡在同一豎直平面內(nèi)，不計(jì)空氣阻力，排球可看做質(zhì)點(diǎn)，下列說法正確的有（）A．排球兩次飛行過程中重力對排球做的功相等B．排球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速率比離開B點(diǎn)時(shí)的速率大C．排球從A下落到B點(diǎn)時(shí)重力的瞬時(shí)功率等于落到D點(diǎn)時(shí)重力的瞬時(shí)功率相等D．排球在A點(diǎn)的速度大小是在C點(diǎn)速度大小的4倍BC物理量P額：額定功率P實(shí)：實(shí)際功率F：牽引力v：瞬時(shí)速度f：阻力機(jī)車啟動(dòng)加速度逐漸減小的變加速運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)①以恒定功率啟動(dòng)對關(guān)鍵時(shí)刻和關(guān)鍵位置進(jìn)行圖像分析：vmvt0Pt0功率恒定不變②恒定加速度啟動(dòng)當(dāng)P=P額時(shí)，功率不再變化加速度逐漸減小的變加速運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)勻加速直線運(yùn)動(dòng)vt0vmPt0功率先增大后不變加速度減小的加速直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)過程分析OA段P-t圖和v-t圖以恒定加速度啟動(dòng)以恒定功率啟動(dòng)兩種方式機(jī)車的功率：牽引力的功率（發(fā)動(dòng)機(jī)提供）P=FV機(jī)車啟動(dòng)方式的比較BC段加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)以vm勻速直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)過程分析AB段以恒定加速度啟動(dòng)以恒定功率啟動(dòng)兩種方式

恒定功率下的加速度一定不是勻加速，這種加速過程發(fā)動(dòng)機(jī)做的功可用W＝Pt計(jì)算，不能用W＝Fl計(jì)算(因?yàn)镕為變力)．以恒定牽引力加速時(shí)的功率一定不恒定，這種加速過程發(fā)動(dòng)機(jī)做的功常用W＝Fl計(jì)算，不能用W＝Pt計(jì)算(因?yàn)楣β蔖是變化的)．三個(gè)重要關(guān)系式例題精講1.下列關(guān)于汽車運(yùn)動(dòng)的論述，不正確的是()A.汽車以額定功率啟動(dòng)后做變加速運(yùn)動(dòng)，速度、加速度均逐漸增大B.汽車以額定功率啟動(dòng)后做變加速運(yùn)動(dòng)，速度逐漸增大，加速度逐漸減小，加速度為0時(shí)，速度最大C.汽車勻速行駛時(shí)最大允許速度受發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率的限制，要提高最大允許速度，必須增大發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率D.汽車在水平路面上以額定功率P行駛，當(dāng)牽引力F與阻力f平衡時(shí)，汽車的最大速度vm=P/fA2.(多選)如圖甲所示,靜止在水平面上的物體在豎直向上的拉力F作用下開始向上加速運(yùn)動(dòng),拉力的功率恒定為P,運(yùn)動(dòng)過程中所受空氣阻力大小不變,物體最終做勻速運(yùn)動(dòng),物體運(yùn)動(dòng)速度的倒數(shù)與加速度a的關(guān)系如圖乙所示。若重力加速度大小為g,下列說法正確的是()答案：ABD3．放在粗糙水平面上的物體受到水平拉力的作用，在

內(nèi)其速度與時(shí)間的圖像和該拉力的功率與時(shí)間的圖像分別如圖甲、乙所示，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．

內(nèi)物體的位移大小為30mB．

內(nèi)拉力做的功為70JC．合外力在0-6s內(nèi)做的功與0-2s內(nèi)做的功相等D．滑動(dòng)摩擦力的大小為5ND當(dāng)堂檢測1．汽車在平直公路上啟動(dòng)過程的v-t圖象如圖所示，Oa為過原點(diǎn)的傾斜直線，ab段汽車以額定功率加速，bc段與時(shí)間軸平行。整個(gè)啟動(dòng)過程中汽車受到的阻力恒定，下列說法正確的是（）A．0~t1時(shí)間內(nèi)汽車的位移大于

B．0~t1時(shí)間內(nèi)汽車的功率與時(shí)間成正比C．t3時(shí)刻汽車的功率大于t1時(shí)刻的功率D．0~t2時(shí)間內(nèi)汽車的位移為

B2.一輛質(zhì)量為2.0×103kg的汽車以額定功率為6.0×104W在水平公路上行駛，汽車受到的阻力不變，汽車所能達(dá)到的最大速度為30m/s，求：（1）汽車所受的阻力大小（2）當(dāng)汽車的速度為10m/s時(shí)，汽車的加速度【答案】（1）2000N（2）2m/s2【解析】（1）汽車所做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)受力平衡，汽車的牽引力等于所受的阻力，由功率P＝Fv＝fv解得：f＝2000N（2）當(dāng)汽車的速度為v1＝10m/s時(shí)，由：P＝F1v1，解得：F1＝6000N由牛頓第二定律得：F1－f＝ma解得：a＝2m/s23.汽車在一平直路面上勻速行駛，前方遇到一段泥濘的路面，導(dǎo)致汽車受到的阻力變大了，若汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率保持不變，經(jīng)過一段時(shí)間后，汽車在泥濘的路面上又做勻速運(yùn)動(dòng)，則在圖中關(guān)于汽車的速度隨時(shí)間變化關(guān)系正確的圖象是（

）vvtt00ABvvtt00CDB4．火車在一段平直的軌道上做勻加速運(yùn)動(dòng)，若阻力不變，則牽引力F和它的瞬時(shí)功率P的變化情況是（）A．F不變，P變大 B．F變小，P不變C．F變大，P變大 D．F不變，P不變【答案】A【解析】因?yàn)榛疖囎鰟蚣铀龠\(yùn)動(dòng)，所以牽引力F不變，但速度在增大，故牽引力的瞬時(shí)功率變大，BCD錯(cuò)誤，A正確。故選A。5．一質(zhì)量為m=0.5kg的電動(dòng)玩具車，從傾角為θ=30°的長直軌道底端，由靜止開始沿軌道向上運(yùn)動(dòng)，4s末功率達(dá)到最大值，之后保持該功率不變繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示，其中AB段為曲線，其他部分為直線.已知玩具車運(yùn)動(dòng)過程中所受摩擦阻力恒為自身重力的0.3倍，空氣阻力不計(jì).取重力加速度g=10m/s2.(1)

求玩具車運(yùn)動(dòng)過程中的最大功率P；(2)

求玩具車在4s末時(shí)（圖中A點(diǎn)）的速度大小v1；（1）P=40W（2）v1=8m/s【詳解】（1）由題意得，當(dāng)玩具車達(dá)到最大速度v=10m/s勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，牽引力：F=mgsin30°+0.3mg由P=Fv代入數(shù)據(jù)解得：P=40W（2）玩具車在0-4s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a，牽引力為F1，由牛頓第二定律得：F1-(mgsin30°+0.3mg)=ma4s末時(shí)玩具車功率達(dá)到最大，則P=F1v1由運(yùn)動(dòng)學(xué)公