2018-2019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.doc
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第1章 功和功率 章末總結(jié) 一、功和功率的計算 1.功的計算方法 (1)定義法求功。 (2)利用動能定理或功能關(guān)系求功。 (3)利用W=Pt求功。 2.功率的計算方法 (1)P=:此式是功率的定義式,適用于任何情況下功率的計算,但常用于求解某段時間內(nèi)的平均功率。 (2)P=Fvcos α:當(dāng)v是瞬時速度時,此式計算的是F的瞬時功率;當(dāng)v是平均速度時,此式計算的是F的平均功率。 [例1] 質(zhì)量為m=20 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。0~2 s內(nèi)F與運(yùn)動方向相反,2~4 s內(nèi)F與運(yùn)動方向相同,物體的v-t圖象如圖1所示,g取10 m/s2,則( ) 圖1 A.拉力F的大小為100 N B.物體在4 s時拉力的瞬時功率為120 W C.4 s內(nèi)拉力所做的功為480 J D.4 s內(nèi)物體克服摩擦力做的功為320 J 解析 由圖象可得:0~2 s內(nèi)物體做勻減速直線運(yùn)動,加速度大小為a1== m/s2=5 m/s2,勻減速過程有F+f=ma1?、?。勻加速過程加速度大小為a2== m/s2=1 m/s2,有F-f=ma2?、?,聯(lián)立①②解得f=40 N,F(xiàn)=60 N,故A錯誤;物體在4 s時拉力的瞬時功率為P=Fv=602 W=120 W,故B正確;4 s內(nèi)物體通過的位移為s=210 m-22 m=8 m,拉力做功為W=-Fs=-480 J,故C錯誤;4 s內(nèi)物體通過的路程為l=210 m+22 m=12 m,摩擦力做功為Wf=-f l=-4012 J=-480 J,故D錯誤。 答案 B [針對訓(xùn)練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、長度為10 m的光滑斜面頂端由靜止開始下滑。g取10 m/s2,則( ) 圖2 A.物體滑到斜面底端時重力做功的瞬時功率是60 W B.物體滑到斜面底端時重力做功的瞬時功率是120 W C.整個過程中重力做功的平均功率是30 W D.整個過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 30=ma,由勻變速運(yùn)動公式v2=2as,聯(lián)立解得v==10 m/s,所以物體滑到斜面底端時的速度為10 m/s,此時重力做功的瞬時功率為P=mgvsin 30=1.21010 W=60 W,故A正確,B錯誤;物體下滑時做勻加速直線運(yùn)動,其受力情況如圖所示。由牛頓第二定律得物體的加速度a==10 m/s2=5 m/s2,物體下滑的時間t== s=2 s。物體下滑過程中重力做的功為W=mglsin 30=1.21010 J=60 J。重力做功的平均功率P== W=30 W。故C正確,D錯誤。 答案 AC 二、機(jī)車啟動問題 1.處理好制約關(guān)系P=Fv 由于發(fā)動機(jī)的輸出功率總是有限度的,發(fā)動機(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,發(fā)動機(jī)所能提供的牽引力F就會減小。同理,當(dāng)汽車由平路駛?cè)肷掀侣范蔚臅r候,由于需要更大的牽引力F,汽車的速度v會減小。 2.兩種啟動模式的比較 啟動模式 恒定功率啟動 恒定加速度啟動 特點 啟動過程中,保持發(fā)動機(jī)的功率不發(fā)生變化 啟動過程中,保持機(jī)車加速度(牽引力)不發(fā)生變化 基本公式 P=Fv F-f=ma P-t圖象 v-t圖象 a-t圖象 [例2] 汽車發(fā)動機(jī)的額定功率Pm=60 kW,汽車質(zhì)量m=5 t,運(yùn)動時與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.1。求: (1)汽車所能達(dá)到的最大速度vm; (2)若汽車以a=0.5 m/s2的加速度由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動。 ①這一過程能維持多長時間(取g=10 m/s2)? ②當(dāng)速度v1=4 m/s時,汽車的加速度a1是多大?功率P1是多大? ③當(dāng)速度v2=10 m/s時,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,a=0,牽引力F等于阻力f,即F=f=μmg 由Pm=Fvm得最大速度大小vm= 聯(lián)立各式代入數(shù)據(jù)解得vm=12 m/s (2)①汽車從靜止開始勻加速啟動,牽引力F恒定,由牛頓第二定律得F-f=ma 得F=f+ma=μmg+ma 由于速度不斷增大,因此發(fā)動機(jī)功率P也不斷增大(因P=Fv∝v),當(dāng)功率增至額定功率Pm時,勻加速運(yùn)動結(jié)束,其勻加速運(yùn)動階段的最大速度v′= 勻加速運(yùn)動維持的時間t′= 聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得t′=16 s ②由于速度v1=4 m/s- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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