2018-2019学年高中物理 第1章 功和功率章末总结学案 鲁科版必修2.doc

第1章 功和功率章末总结一、功和功率的计算1.功的计算方法(1)定义法求功。(2)利用动能定理或功能关系求功。(3)利用WPt求功。2.功率的计算方法(1)P：此式是功率的定义式，适用于任何情况下功率的计算，但常用于求解某段时间内的平均功率。(2)PFvcos ：当v是瞬时速度时，此式计算的是F的瞬时功率；当v是平均速度时，此式计算的是F的平均功率。例1 质量为m20 kg的物体，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直线运动。02 s内F与运动方向相反，24 s内F与运动方向相同，物体的vt图象如图1所示，g取10 m/s2，则()图1A.拉力F的大小为100 NB.物体在4 s时拉力的瞬时功率为120 WC.4 s内拉力所做的功为480 JD.4 s内物体克服摩擦力做的功为320 J解析由图象可得：02 s内物体做匀减速直线运动，加速度大小为a1 m/s25 m/s2，匀减速过程有Ffma1。匀加速过程加速度大小为a2 m/s21 m/s2，有Ffma2，联立解得f40 N，F60 N，故A错误；物体在4 s时拉力的瞬时功率为PFv602 W120 W，故B正确；4 s内物体通过的位移为s210 m22 m8 m，拉力做功为WFs480 J，故C错误；4 s内物体通过的路程为l210 m22 m12 m，摩擦力做功为Wff l4012 J480 J，故D错误。答案B针对训练1 (多选)如图2所示，一质量为1.2 kg的物体从一固定的倾角为30、长度为10 m的光滑斜面顶端由静止开始下滑。g取10 m/s2，则()图2A.物体滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率是60 WB.物体滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率是120 WC.整个过程中重力做功的平均功率是30 WD.整个过程中重力做功的平均功率是60 W解析根据牛顿第二定律得mgsin 30ma，由匀变速运动公式v22as，联立解得v10 m/s，所以物体滑到斜面底端时的速度为10 m/s，此时重力做功的瞬时功率为Pmgvsin 301.21010 W60 W，故A正确，B错误；物体下滑时做匀加速直线运动，其受力情况如图所示。由牛顿第二定律得物体的加速度a10 m/s25 m/s2，物体下滑的时间t s2 s。物体下滑过程中重力做的功为Wmglsin 301.21010 J60 J。重力做功的平均功率P W30 W。故C正确，D错误。答案AC二、机车启动问题1.处理好制约关系PFv由于发动机的输出功率总是有限度的，发动机的功率达到额定功率后，其功率P保持恒定，当汽车速度v继续增加时，发动机所能提供的牵引力F就会减小。同理，当汽车由平路驶入上坡路段的时候，由于需要更大的牵引力F，汽车的速度v会减小。2.两种启动模式的比较启动模式恒定功率启动恒定加速度启动特点启动过程中，保持发动机的功率不发生变化启动过程中，保持机车加速度(牵引力)不发生变化基本公式PFvFfmaPt图象vt图象at图象例2 汽车发动机的额定功率Pm60 kW，汽车质量m5 t，运动时与地面间的动摩擦因数0.1。求：(1)汽车所能达到的最大速度vm；(2)若汽车以a0.5 m/s2的加速度由静止开始做匀加速直线运动。这一过程能维持多长时间(取g10 m/s2)?当速度v14 m/s时，汽车的加速度a1是多大？功率P1是多大？当速度v210 m/s时，汽车的加速度a2是多大？功率P2是多大？解析(1)汽车达到最大速度vm时，a0，牵引力F等于阻力f，即Ffmg由PmFvm得最大速度大小vm联立各式代入数据解得vm12 m/s(2)汽车从静止开始匀加速启动，牵引力F恒定，由牛顿第二定律得Ffma得Ffmamgma由于速度不断增大，因此发动机功率P也不断增大(因PFvv)，当功率增至额定功率Pm时，匀加速运动结束，其匀加速运动阶段的最大速度v匀加速运动维持的时间t联立并代入数据解得t16 s由于速度v14 m/sv，且v2vm，因此汽车做变加速运动，其功率P2Pm60 kW由P2F2v2，得牵引力F2加速度a2代入数据解得a20.2 m/s2。答案(1)12 m/s(2)16 s0.5 m/s230 kW0.2 m/s260 kW汽车功率还没有达到额定功率时，汽车维持匀加速运动，实际功率随速度增大而增大；汽车实际功率达到额定功率以后，随着速度的增大，汽车牵引力不断减小，汽车做变加速运动，汽车加速度为零时，速度增至最大，此时所受合力为零，保持匀速运动。针对训练2 下表是一辆电动车的部分技术指标，其中的额定车速是指电动车满载的情况下，在平直道路上以额定功率匀速行驶时的速度。额定车速18 km/h电源输出电压36 V整车质量40 kg充电时间68 h载重80 kg电动机的额定输出功率180 W电源36 V/12 Ah电动机的额定工作电压/电流36 V/6 A请根据表中的数据，完成下列问题(g取10 m/s2)。(1)在行驶的过程中，电动车受到的阻力是车重(包括载重)的k倍，假定k是定值，试推算k的大小；(2)若电动车以额定功率行驶，求速度为3 m/s时的加速度是多少？解析(1)由表可得到P出180 W，车速v18 km/h5 m/s，由P出Fv，匀速直线运动时有Ff，其中fk(Mm)g，解得k0.03。(2)当车速v3 m/s时，牵引力F，由牛顿第二定律知Fk(Mm)g(mM)a，解得a0.2 m/s2。答案(1)0.03(2)0.2 m/s2