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高二物理功和功率(編輯修改稿)

2025-12-16 06:24 本頁面

　

【文章內容簡介】 2,求繩的拉力對物體做的功 . 解析 :人拉繩的力是恒力 ,但繩拉物體的力的方向不斷變化 ,故繩拉物體的力 F‘是變力 ,但此力對物體所做的功與恒力 F所做的功相等 ,力 F作用點的位移與物體的位移相關聯 ,即則細繩對物體的拉力 F39。所做的功為 :W39。= 1211( ) ,lhs in s in????1211( ) .FhWF s in s in????1211: ( )Fhs in s in???答案題型二 ti xing er功率的計算【例 2】如圖 5111所示的是傾角為 30176。 ?長度為 10 m的光滑斜面 ,一質量為 kg的物體從斜面頂端由靜止開始下滑 ,g取 10 m/s2,求 : (1)物體滑到斜面底端時重力做功的瞬時功率是多少 ? (2)整個過程中重力做功的平均功率是多少 ? 答案 :(1)60 W (2)30 W 解析 :圖 5112(1)物體下滑時做勻加速直線運動 ,受力情況如圖 5112所示 . 由牛頓第二定律 F=ma得物體的加速度 gsin30176。 =10 m/s2=5 m/s2. G sinam???下滑到底端時的速度 m/s=10 m/s. 此時重力的瞬時功率 P=mgvcos60176。 = 10 10 W=60 W. 2 2 5 10v as? ? ? ? (2)物體下滑過程中重力做的總功 W=mgscos60176。 = 10 10 J=60 J. 物體下滑的時間 s. 重力做功的平均功率 W=30 W 10 25vtsa? ? ?602WPt??方法總結 :注意瞬時功率表達式中的 cosα,表達式既可寫成 P=(Fcosα)v,也可寫成 P=F(vcosα),前者應理解為 F在 v方向的分量與 v的乘積 ,后者理解為速度 v在力 F方向的分量與 F的乘積 .如此題可以用重力的分力 mgsinθ 乘速度 . 創新預測 2如圖 5113所示 ,重物的質量為 1 kg,動滑輪質量不計 ,豎直向上拉動細繩 , 答案 : J 75 W 使重物從靜止開始以 5 m/s2的加速度上升 ,則拉力 F在 1 s內對物體做的功為多大 ?拉力 F在1 s末的瞬時功率是多大 ?(g取 10 m/s2) 解析 :對物體和滑輪受力分析 ,由牛頓第二定律得 :2Fmg=ma. 由運動學規律可得在 1 s內物體上升的高度和 1 s末的速度分別為 . 根據動滑輪的特點及功的定義可得 ,在 1 s內力F做的功為 W=F2h. 1 s末力 F對物體做功的瞬時功率為 P=F2v. 聯立上述方程 ,代入數據可得 :W= J,P=75 W. 1 2,2h a t v a t??題型三 ti xing san機車的啟動問題【例 3】 (2020濟寧模擬 )汽車發動機的額定功率為 60 kW,汽車的質量為 5 103 kg,汽車在水平路面上行駛時 ,阻力是車重的 (g取10 m/s2),試求 : (1)若汽車保持額定功率不變從靜止啟動 ,汽車所能達到的最大速度是多大 ?當汽車的加速度為 2 m/s2時速度是多大 ? (2)若汽車從靜止開始 ,保持以 m/s2的加速度做勻加速直線運動 ,這一過程能維持多長時間 ? 解析 :汽車運動中所受阻力大小為 :Ff=① (1)當 a=0時速度最大 ,牽引力最小等于 Ff的大小 ,則最大速度 ② 聯立①②解得 :vmax=12 m/s. 設汽車加速度為 2m/s2時牽引力為 F1, 由牛頓第二定律 :F1Ff=ma③ 此時汽車速度 ④ 聯立③④并代入數據得 v1=4 m/s. maxfPvF?1 1PvF? (2)當汽車以 a39。= m/s2勻加速運動時 ,設牽引力為 F2. 由牛頓第二定律 :F2Ff=ma39。⑤ 汽車勻加速過程所能達到的最大速度 ⑥ 聯立①⑤⑥并代入數據解得 : . 答案 :(1)12 m/s 4 m/s (2)16 s 2tPvF?16tvtsa???方法總結 :機車啟動問題一定要注意是恒定功率啟動還是勻加速啟動 ,但不管是哪一種啟動方式 ,對發動機而言 P=Fv對任何一個時刻總是成立的 ,其中 F為牽引力 ,而不是車輛所受的合外力 ,牛頓第二定律 FFf=ma也總是成立的 ,利用以上兩個關系式與運動學公式即可解決此類問題 . 創新預測 3汽車發動機的功率為 60 kW,汽車的質量為 4 t,當它行駛在坡度為 sinα=長直公路上時 ,如圖 5114所示 ,所受摩擦力為車重的 (g取 10 m/s2),求 : (1)汽車所能達到的最大速度 vmax. (2)若汽車從靜止開始以 m/s2的加速度做勻加速直線運動 ,則此過程能維持多長時間 ? (3)當汽車以 m/s2的加速度勻加速行駛的速度達到最大值時 ,汽車做功多少 ? 解析 :(1)汽車在坡路上行駛 ,所受阻力由兩部分構成 ,即 Ff=

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