高中物理人教版第七章機械能守恒定律功率 第3節(jié)功率備課資料素材庫

第3節(jié)功率人教版教參補充題目、B兩物體質(zhì)量分別為m和2m，A靜止于光滑水平面上，B靜止于粗糙水平面上，用相同水平力分別推A和B，使它們前進相同位移。在此過程中，下面說法正確的是（）A.兩次推力做功一樣多B.對A的推力做功多一些C.兩次推力做功的功率一樣大D.對B的推力做功的平均功率較小解析：拉力大小方向相同，位移相同，根據(jù)功的公式W=Fscosθ，知兩次推力做功一樣多，故選項A正確，選項B錯誤；水平面光滑時加速度大，則運動相同位移時間短，根據(jù)P=Wt答案：AD2.質(zhì)量為m的汽車，啟動后沿平直路面行駛，如果發(fā)動機的功率恒為P,且行駛過程中受到的摩擦阻力大小一定，汽車速度能夠達到的最大值為v，那么當汽車的車速為QUOTEv4時，汽車的瞬時加速度的大小為（）A.Pmv B.2Pmv C.3Pmv解析：當速度為QUOTEv4時，根據(jù)P=Fv得牽引力為F=4f，根據(jù)牛頓第二定律F合=ma，得F合=F-f=3f，當汽車速度達到最大時有P=fv，所以F合=3Pv,a=F合答案：C圖7-3-113.質(zhì)量為5kg的物體靜置于水平地面上，現(xiàn)對物體施以水平方向的恒定拉力，1s末將拉力撤去，物體運動的v-t圖象如圖7-圖7-3-11（1）滑動摩擦力在0~3s內(nèi)做的功；（2）拉力在1s末的功率。解析:由圖可知，有F作用時的加速度a1=12m/s2，撤去F后的加速度a由牛頓第二定律得：F-f=ma（1）由圖可知，物體在3s內(nèi)的位移L1圖7-3圖7-3-12（2）拉力在1s末的功率P=Fv=90×12W=1080W。答案：（1）-540J（2）1080W4.一物體在粗糙的水平面上受到水平拉力作用，在一段時間內(nèi)的速度隨時間變化情況如圖7-3-12所示。則拉力的功率隨時間變化的圖象可能是圖7-3-13中的（g取10m/s2）（A.B.C.D.圖7-3-13解析：由題圖可知，在0~t0時間內(nèi)，物體做初速度為0的勻加速運動，v=at。由牛頓第二定律得：F-f=ma，則拉力的功率為P=Fv=（f+ma）v=（f+ma）at，即P與時間t成正比，且t0時的功率P1=f+maat0。在t0答案：D其他版本的題目廣東教育版1.功率為1kW的電器工作1h所消耗的電能為1千瓦時（1kW·h）。1kW·h我們也常稱為“度”，即一度電。試問1kW·h等于多少焦耳？解析：1kW·h=1.0×103×36答案：3.6×2.卡車在水平公路上行駛，發(fā)動機的牽引力是2×103解析：卡車在1h內(nèi)牽引力的功W=Fl=2×103×72×103J=1.44×108J，所以平均功率P=Wt=1.44×1083.6×103W=4×104W?？ㄜ囈宰畲笏俣葎蛩傩旭倳r的牽引力答案：4×104W3.質(zhì)量為m的汽車以恒定的功率P在平直的公路上行駛，行駛中阻力大小不變，若汽車勻速行駛時的速率為v1，那么，當汽車的速率為v2（v解析：汽車以速度v1勻速運動時，根據(jù)P=Fv1=fv1，可得汽車受到的阻力的大小為f=Pv1，汽車以速度v2勻速運動時，根據(jù)P=答案：P4.質(zhì)量為10t的汽車，額定功率為66kW，在平直的公路上行駛，如果汽車受到的阻力是車重的，求汽車能夠達到的最大速度。解析：已知汽車質(zhì)量m=1.0×104kg,額定功率P=6.6×104W，汽車受到阻力f=×mg=5000N，汽車達到最大速度時a=0，汽車做勻速運動，所以此時牽引力F=f，根據(jù)P=Fv得汽車能夠達到的最大速度v=QUOTEPF=QUOTEPf=6.6×1045000答案：m/s山東科技版1.運動員在某次體能訓練中，用100s的時間跑上20m高的高樓。那么，與他登樓時的平均功率最接近的估測值是（）W W kW kW解析：要求解人的平均功率，需對該同學的質(zhì)量大小有比較切合實際的估計。設人的質(zhì)量m=50kg，則有P=mght=50答案：B2.建筑工地上有一臺起重機,它的輸出功率是5.0×104W。若用它將解析：根據(jù)P=Fv得吊起的速度v=QUOTEPF=Pmg=5.0×1042.0×103吊起10m需要的時間t=QUOTElv=102.5s=4s。答案：m/s4s3.質(zhì)量為m的物體,自高為h、傾角為θ的光滑斜面頂端由靜止滑下,經(jīng)歷時間t到達斜面底端,到達斜面底端時的速度為v。物體剛滑到斜面底端時，重力做功的功率是（） θ θ θ解析：物體滑到底端時速度v沿斜面方向，重力方向豎直向下，兩者的夾角為（90°-θ），根據(jù)P=Fvcosα得重力做功的瞬時功率是P=mgvcos（90°-θ）=mgvsinθ，選項B正確。答案：B4.讓一個小球從某一高度自由落下,測出它的質(zhì)量、下落的高度和下落的時間,算出它在下落的全過程中重力做功的平均功率和落地時重力做功的瞬時功率。在小球下落的過程中，重力做功的功率是否會改變？如果用它下落一半的時間來算平均功率，結果與全程的平均功率是否相同？解析：設小球的質(zhì)量為m、下落的高度為h和下落的時間為t，則平均功率：P=Wt=mgh因為v2=2gh,則落地時的瞬時功率：P1=Fv=mg下落一半時間的平均功率：P2=W2t2=14答案：見解析5.關于功率，以下說法中正確是（）A.據(jù)P=WtB.據(jù)P=Fv可知，汽車的牽引力一定與速度成反比C.據(jù)P=WtD.據(jù)P=Fv可知，發(fā)動機的功率一定時，交通工具的牽引力與運動速度成反比解析：據(jù)P=Wt可知，功率等于功W和做功所用時間t的比值，選項A錯誤；P=W答案：D6.一輛質(zhì)量為2.0×103（1）汽車在運動過程中所能達到的最大速度。（2）汽車的速度為5m/s時的加速度。（3）汽車加速度為m/s解析：（1）汽車速度最大時，牽引力F=f=2.5×103N，根據(jù)P=Fv得汽車在運動過程中所能達到的最大速度vmax=QUOTEPF=8.0×104（2）根據(jù)P=Fv得汽車的速度為v1=5m/s時的牽引力F1=Pv1=8.0×1045N=1.6（3）根據(jù)牛頓第二定律得F2-f=ma2,汽車加速度為a2=m/s2時的牽引力F2=ma2+f=4.0×答案:（1）32m/s（2）m/s2（3）20m教育科學版1.起重機沿豎直方向勻速吊起重物，第一次以速度v起吊，第二次以速度2v起吊，兩次吊起的貨物等重。則兩次起吊貨物相比，起重機的牽引力有什么變化？起重機的功率有什么變化？解答：因為兩次吊起的貨物是沿豎直方向勻速提升，所以牽引力與重力是一對平衡力，而兩次吊起的貨物等重，所以牽引力不變。根據(jù)P=Fv，得兩次吊起的貨物的功率分別為P1=Fv和P2=F（2v2.拖拉機的輸出功率是2.72×104W，已知拖拉機的三擋速度分別為36km/h、46km/解析：拖拉機的三擋速度分別為36km/h、46km/h和54km/h，轉(zhuǎn)化為國際單位制中的單位分別為v1=10m/s，v2=m/s，v3=15m/s，根據(jù)P=Fv得F=QUOTEPv。代入數(shù)據(jù)得這三擋速度的牽引力分別為F1=2.72×10答案：2.72×103N2.13×3.體重為750N的短跑運動員，如果要在2s內(nèi)勻加速地達到10m/s的速度，求他在這2s內(nèi)的平均功率和2s末的瞬時功率。（g取10m/s解析：運動員在2s內(nèi)勻加速地達到10m/s，則運動員的加速度a=v-0t=5m/s2，運動員的位移l=0+v答案：1875W3750W年10月21日零時起，我國鐵路進行第4次提速，鐵路提速要解決許多技術問題。通常，列車阻力與速度二次方成正比，即f=kv2。列車要跑得快，必須用大功率的機車來牽引,試計算列車分別以120km/h和40km解析：列車勻速運動時牽引力F與阻力f相等，即F=f，而f=kv2，則P=F·v=kv3，代入v1=120km/h，v2=40km答案：27補充材料機車的啟動模型（1）模型概述物體在牽引力（受功率和速度制約）作用下，從靜止開始克服一定的阻力，最后達到最大速度的整個加速過程，可看成“機車的啟動”模型。圖7-3-14圖7-3-14“機車啟動”模型可分為兩種情況。①恒定功率啟動。機車先做加速度逐漸減小的加速運動，最后勻速，其v-t圖線如圖7-3-14所示。圖7-3-15②恒定加速度啟動。機車先做勻加速運動，再做加速度逐漸減小的變加速運動，最后勻速，其v-t圖線如圖7-圖7-3-15（3）兩種啟動方式的比較:兩種方式以恒定功率啟動以恒定加速度啟動P-t圖線和v-t圖線OA段過程分析v↑→F=P不變v↓→a=(F-a=(F-F阻)/(m)不變→F不變→P＝Fv↑直到P額＝F運動性質(zhì)加速度減小的加速直線運動勻加速直線運動，維持時間t0=(vAB段過程分析F=F阻→a=0→F阻＝(P)/(v↑→F=P額/(v)↓→a=(F-F運動性質(zhì)以vm加速度減小的加速運動BC段無F=F阻→a=0→以vm=(P額特別提醒：圖表中的v1為機車以恒定加速度啟動時勻加速運動的末速度，則v例1汽車發(fā)動機的額定功率為60kW，汽車質(zhì)量為5t，汽車在水平路面上行駛時，阻力是車重的，g取10ｍ/s（1）汽車保持額定功率從靜止啟動后能達到的最大速度是多少?（2）若汽車保持m/s（3）當汽車加速度為2m/s解析：（1）當牽引力F大小等于阻力f時，汽車的加速度a=0，速度達到最大值vm，根據(jù)公式P=Fv，可得出汽車最大速度vm=QUOTEPF＝QUOTEPf=600005000m/s=12m/s。（2）汽車做勻加速運動所能維持的時間應該從開始到汽車達到額定功率的時候，設汽車做勻加速運動時的牽引力為F1，阻力為f，根據(jù)牛頓第二定律，有：F1-f=ma，所以牽引力為F當汽車的功率增大到額定功率時，汽車做勻加速過程結束，設這時汽車的速度為v1，根據(jù)功率公式P=Fv得：v1=PF設汽車能維持勻加速運動的時間為t1，則由v1=a1（3）設汽車加速度為2m/s2時汽車的牽引力為F2，根據(jù)牛頓第二定律，有：F2-f=ma，所以牽引力為F2=f＋ma2=0.1mg+答案：（1）12m/s（2）16s（3）4m/s例2上海世博會以“城市，讓生活更美好”為主題，更加注重環(huán)保、節(jié)能，讓人與城市、人與自然更加和諧。在世博會期間各展館都是用新型環(huán)保電動車，負責接送游客和運輸物品。在檢測某款電動車性能的某次實驗中，質(zhì)量為8×102kg的電動車由靜止開始沿平直公路行駛，達到的最大速度為15m/s。利用傳感器測得此過程中不同時刻電動車的牽引力F與對應的速度v，并描繪出F-QUOTE1v圖象（如圖7-3-圖7-圖7-3-16（2）求電動車的額定功率；（3）電動車由靜止開始運動，經(jīng)過多長時間，速度達到2m/s？解析：（1）分析圖線可知，電動車由靜止開始做勻加速直線運動，達到額定功率后，做牽