专题7.3 功率-2020届高中物理同步讲义 人教版(必修2)
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1、第七章 机械能守恒定律第3节 功率一、功率1定义功W跟完成这些功所用的时间t的_叫做功率,通常用P表示。2定义式根据功率的定义,可知P=_。3单位在国际单位制中,功率的单位是_,简称_,符号是_。常用单位:1 kW=_W。4标矢性功率是_,只有大小,没有方向。说明:一般不提功率的负值。5物理意义功率是表征物体做功_的物理量,它由物体做的功与做这些功所用的时间共同决定,并不单纯由做功的多少决定。只有在做功时间相同的情况下,才能认为物体做的功越多,功率越大。二、平均功率和瞬时功率1平均功率:表示在_内做功的平均快慢,用公式表示成 P=或 P=Fv。2瞬时功率:表示在某一_(或某一时刻)做功的快慢,
2、一般用P=_来求。三、额定功率和实际功率1额定功率是发动机_时的最大功率,通常都在铭牌上标明。额定功率是动力机器重要的性能指标,一个动力机器的额定功率是一定的。2实际功率是发动机_时输出的功率。机器工作时都要受额定功率的限制,发动机实际工作时输出的功率(即实际功率),可以小于或等于额定功率,有时实际功率也会略大于额定功率,但不允许长时间超过额定功率。四、功率与速度由公式P=Fv知:1P一定时,F与v成_。2v一定时,P与F成_。3_时,P与v成正比。比值 W/t 瓦特 瓦 W 1 000 标量 快慢一段时间 瞬间 Fv 工作 实际工作反比 正比 F一定一、平均功率和瞬时功率的计算(1)平均功率
3、的计算。由于平均功率描述了物体在一段时间内做功的快慢程度,它和一段时间(或一个过程)相对应,可直接用功率的定义式进行计算,P=。当恒力做功时W=Flcos ,则恒力对应的功率为P=Fvcos ;当v是运动物体在某一段时间内的平均速度时,P就是对应该段时间内的平均功率,即P=Fcos 。应当注意的是,平均功率总是与某段时间(或某一过程)相对应,所以对于平均功率一定要明确是哪段时间(或哪一过程)内的。(2)瞬时功率的计算。通常情况下,计算瞬时功率可根据P=Fvcos 求出,其中v是瞬时速度,为F与v之间的夹角,P、F、v、为瞬时对应关系。(3)对公式P=Fvcos 中F、v、P的说明。学科网【例题
4、1】质量为m的物体静止在光滑水平面上,从t=0时刻开始受到水平力的作用。力的大小F 与时间t的关系如图所示,力的方向保持不变,则A3t0时刻的瞬时功率为 B3 t0时刻的瞬时功率为C在t=0到3 t0这段时间内,水平力的平均功率为D在t=0到3t0这段时间内,水平力的平均功率为参考答案:BD名师点睛:本题主要考查了平均功率与瞬时功率的求法以及牛顿第二定律的应用,注意P=Fv即可以求平均功率与瞬时功率;一般只能求解平均功率。二、功率与速度、机车的启动1恒定功率启动(1)启动过程中各量的变化及运动性质 (2)最大速度;由以上分析可知,当牵引力F减小到阻力Ff大小相等时,a=0,故P=Fvm=Ffv
5、m,从而vm=P/Ff。(3)vt图象,如图所示2恒定牵引力启动(1)启动过程中各量的变化及运动性质(2)最大速度:由以上分析可知,在启动的第二阶段,当牵引力F减小到Ff大小相等时,a=0,故P额=Fvm=Ffvm,从而vm=P/Ff。(3)vt图象:如图所示【例题2】汽车在平直公路上行驶,它受到的阻力大小不变,若发动机的功率保持恒定,汽车在加速行驶的过程中,它的牵引力F和加速度a的变化情况是AF逐渐减小,a逐渐减小 BF逐渐增大,a逐渐减小CF逐渐减小,a逐渐增大 DF逐渐增大,a逐渐增大参考答案:A试题解析:由P=Fv可知,当功率P一定时,随速度的增大,F减小;根据牛顿定律可得加速度:,随
6、速度的增大,a减小,选项A 正确。1(2018湖南省双峰县第一中学高一期中)关于功率,下列说法正确的是A力做功越多,功率越大B力做功时间越短,功率越大C力做功越快,功率越大D做功的力越大,功率越大2关于功率,下列说法中正确的是A力对物体做的功越多,力做功的功率越大B功率是描述力对物体做功快慢的物理量C从公式P=Fv可知,汽车的发动机功率可以随速度的不断增大而增大D从公式P=Fv可知,汽车的发动机功率就是指合外力的功率3(2018陕西省黄陵中学高一(普通班)下学期期中)关于公式P=W/t和P=Fv的下列说法中,正确的是A由P=W/t可知,只要知道W和t就可求出任意时刻的功率B由P=Fv只能求某一
7、时刻的瞬时功率C由P=Fv可知,汽车的功率与它的速度成正比D由P=Fv可知,当汽车发动机的功率一定时,牵引力与速度成反比4(2018甘肃省师大附中高一期中)从空中以40 m/s的初速度水平抛出一重为10 N的物体。物体在空中运动5 s落地,不计空气阻力,取g=10 m/s2,则物体落地前瞬间,重力的瞬时功率为A300 W B400 W C500 W D700 W5一个小球做自由落体运动,在第1 s内重力做功为W1,在第2 s内重力做功为W2;在第1 s末重力的瞬时功率为P1,在第2 s末重力的瞬时功率做功为P2,则W1:W2及P1:P2分别等于A1:1,1:1 B1:2,1:3 C1:3;1:
8、2 D1:4,1:2 6如图所示,滑块A和B叠放在固定的斜面体上,从静止开始以相同的加速度一起沿斜面加速下滑,已知B与斜面体间光滑接触,则在AB下滑的过程中,下列说法正确的是AB对A的支持力不做功BB对A的作用力做负功CB对A的摩擦力做正功DB、A的重力做功的平均功率相同7(2018河南省南阳市第一中学高一下学期第三次月考)竖直上抛一小球,小球又落回原处,已知空气阻力的大小正比于小球的速度,下列说法正确的是A上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功B上升过程中克服重力做的功小于下降过程中重力做的功C上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率D上升过程中克服重力做功的平
9、均功率小于下降过程中重力的平均功率8静止的列车在平直轨道上以恒定的功率启动,假设阻力恒定。在开始的一段时间内A列车做匀加速直线运动B列车的速度和加速度均不断增加C列车做匀速运动D列车的速度增加,加速度减小9质量为m的汽车以恒定的功率P在平直的公路上行驶,汽车匀速行驶时的速率为v1,则当汽车的速率为v2(v2P 2= P 3 CP 3P 2P 1 DP 1P 2P 328质量为2 kg的物体,放在动摩擦因数为=0.1的水平面上,在水平拉力F的作用下,由静止开始运动,拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图所示,g=10 m/s2,下列说法中正确的是A此物体在AB段做匀加速直线运动,且整个过程
10、中拉力的最大功率为15 WB此物体在AB段做匀速直线运动,且整个过程中拉力的最大功率为6 WC此物体在AB段做匀加速直线运动,且整个过程中拉力的最大功率为6 WD此物体在AB段做匀速直线运动,且整个过程中拉力的最大功率为15 W29汽车发动机的额定功率为60 kW,汽车的质量为l103 kg,汽车在水平路面上行驶时,阻力是车的重力的0.2倍,若汽车始终保持额定的功率不变,取g=,则从静止启动后:(1)汽车做什么运动;(2)汽车所能达到的最大速度是多少;(3)当汽车的加速度为1 m/s2时,汽车的速度是多少。30(2018新课标全国III卷)地下矿井中的矿石装在矿车中,用电机通过竖井运送至地面。
11、某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示,其中图线分别描述两次不同的提升过程,它们变速阶段加速度的大小都相同;两次提升的高度相同,提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对于第次和第次提升过程,A矿车上升所用的时间之比为4:5B电机的最大牵引力之比为2:1C电机输出的最大功率之比为2:1D电机所做的功之比为4:531(2015海南卷)假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍,则摩托艇的最大速率变为原来的A4倍 B2倍 C倍 D倍32(2015上海卷)如图,汽车在平直路面上匀速运动,用跨过光滑定滑轮的轻绳牵引轮船,汽车与滑轮间的绳保持水平
12、。当牵引轮船的绳与水平方向成角时,轮船速度为v,绳的拉力对船做功的功率为P,此时绳对船的拉力为_。若汽车还受到恒定阻力f,则汽车发动机的输出功率为_。33(2015新课标全国卷)一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时,发动机的功率P随时间t的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小f恒定不变。下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图像中,可能正确的是 A B C D1C【解析】功率是描述物体做功快慢的物理量,功率越大,做功越快,根据定义式可知功越多,可能所用时间比较长,功率不一定大,同理做功时间短,可能做功也非常少,功率不一定大,AB错误,C正确;,力大,做功不一定多,做功不一定快,功率不一定大,
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