一輪考點復(fù)習(xí)學(xué)案第六章第二節(jié)功率

第二節(jié)功率一、功率1．物體在單位時間內(nèi)做的功叫做功率，它是表示力(或物體)做功的快慢的物理量，用P表示，P＝eq\f(W,t)，單位為瓦特(W)其中W表示物體所做的功，t表示物體做這些功所用的時間。2．一物體在與速度方向成θ角的恒力F的作用下運動，則F做功的功率為P＝Fvcosθ，其中v為瞬時速度或平均速度，相對應(yīng)地，P為瞬時功率或平均功率。例1如圖甲所示，一質(zhì)量為1.2kg的物體從傾角為30°、長度為10m的光滑斜面頂端由靜止開始下滑。物體滑到斜面底端時重力做功的瞬時功率是多少？整個過程中重力做功的平均功率是多少？甲乙【解析】物體下滑時做勻加速直線運動，其受力情況如圖乙所示由牛頓第二定律F＝ma得物體的加速度a＝eq\f(mgsinθ,m)＝10×eq\f(1,2)m/s2＝5m/s2物體下落到底端時的速度v＝eq\r(2as)＝eq\r(2×5×10)m/s＝10m/s此時重力的瞬時功率P＝mgvcosα＝mgvcos60°＝60W物體下滑過程中重力做的功W＝mgssinθ＝mgssin30°＝60J物體下滑的時間t＝eq\f(v,a)＝eq\f(10,5)s＝2s重力做功的平均功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f(60,2)W＝30W【答案】60W,30W例2跳繩是麗水市高中畢業(yè)生體育測試的項目之一，如圖所示，高三的小李同學(xué)在某次測驗過程中，一分鐘跳180次，每次跳躍，腳與地面的接觸時間為跳躍一次所需時間的eq\f(2,5)，g取10m/s2，則他克服重力做功的平均功率約為()A．20W B．35WC．75W D．120W【答案】C【解析】小李同學(xué)跳一次的時間是：t＝eq\f(60,180)s＝eq\f(1,3)s，他跳離地面向上做豎直上拋運動，到最高點的時間為：t1＝eq\f(1,2)×eq\f(1,3)×(1－eq\f(2,5))s＝0.1s，此過程中克服重力做功為：W＝mg(eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1))＝500×(eq\f(1,2)×10×0.01)J＝25J，跳繩時克服重力做功的功率為：eq\x\to(P)＝eq\f(W,t)＝eq\f(25,\f(1,3))W＝75W，故C正確，A、B、D錯誤。1．(多選)關(guān)于功率說法正確的()A．功率是表示物體做功快慢的物理量B．機(jī)械做功越多，它的功率就越大C．機(jī)械做功時間短，它的功率越大D．完成相同的功，用的時間越長的機(jī)械，功率就一定越小2．在傾角正弦值為eq\f(1,10)的斜坡上，一輛汽車以恒定的功率行駛，汽車所受的摩擦阻力等于車重的eq\f(1,5)，若車勻速上坡時的速率為v，則它勻速下坡時速率為()A．3v B．vC.eq\r(3)v D．與v無關(guān)3．(多選)如圖所示，質(zhì)量相同的兩物體處于同一高度，A沿固定在地面上的光滑斜面下滑，B自由下落，最后到達(dá)同一水平面，則()A．重力對兩物體做的功相同B．重力的平均功率相同C．到達(dá)底端時重力的瞬時功率PA＜PBD．到達(dá)底端時兩物體的動能相同，速度相同4．如圖所示，重物質(zhì)量為1kg，動滑輪質(zhì)量及摩擦不計，豎直向上拉繩子，使重物從靜止開始以5m/s2的加速度上升，則拉力在第1s末的瞬時功率為(取g＝10m/s2)()A．75W B．12.5WC．37.5W D．15W5．質(zhì)量為m的炮彈飛出炮筒時速度為v，炮筒長為L，設(shè)火藥對炮彈的壓力恒定不變，筒壁阻力不計，則火藥壓力對炮彈做功的平均功率是()A.eq\f(mv3,4L) B.eq\f(mv3,2L)C.eq\f(mv2,L) D.eq\f(mv,2L)6．小明騎電動自行車沿平直公路行駛，因電瓶“沒電”，故改用腳蹬車勻速前行。設(shè)小明與車的總質(zhì)量為100kg，騎行過程中所受阻力恒為車和人總重的0.02倍，g取10m/s2。通過估算可知，小明騎此電動車做功的平均功率最接近()A．500W B．300WC．100W D．200W7．水平面上靜止放置一質(zhì)量m＝0.2kg的物塊，固定在同一水平面上的小型電動機(jī)通過水平細(xì)線牽引物塊，使物塊由靜止開始做勻加速直線運動，2s末達(dá)到額定功率，其v－t圖線如圖所示，物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1，g＝10m/s2，電動機(jī)與物塊間的距離足夠長。求：(1)物塊做勻加速直線運動時受到的牽引力大??；(2)電動機(jī)的額定功率；(3)物塊在電動機(jī)牽引下，最終能達(dá)到的最大速度。1．關(guān)于功率，下列說法正確的是()A．由功率P＝W/t，只要知道W和t的值就可求任意時刻的功率B．由P＝F·v可知，汽車的功率和它的速度成正比C．由P＝F·v可知，當(dāng)發(fā)動機(jī)功率一定時，牽引力與速度成正比D．汽車發(fā)動機(jī)功率達(dá)到額定功率，當(dāng)牽引力等于阻力時，汽車的速度最大2．把A、B兩小球在離地面同一高度處以相同大小的初速度v0分別沿水平方向和豎直方向拋出，不計空氣阻力，如圖所示，則下列說法正確的是()A．兩小球落地時速度相同B．兩小球落地時，重力的瞬時功率相同C．從開始運動至落地，重力對兩小球做的功相同D．從開始運動至落地，重力對兩小球做功的平均功率相同3．(多選)物體在合外力作用下做直線運動的v－t圖象如圖所示。下列表述正確的是()A．在0～2s內(nèi)，合外力總是做負(fù)功B．在1～2s內(nèi)，合外力不做功C．在0～3s內(nèi)，合外力做功為零D．在0～1s內(nèi)比1～3s內(nèi)合外力做功快4．假設(shè)摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇發(fā)動機(jī)的輸出功率變?yōu)樵瓉淼?倍，則摩托艇的最大速率變?yōu)樵瓉淼?)A．4倍 B．2倍C.eq\r(3)倍 D.eq\r(2)倍5．(多選)一質(zhì)量為1kg的質(zhì)點靜止于光滑水平面上，從t＝0時起，第1s內(nèi)受到2N的水平外力作用，第2s內(nèi)受到同方向的1N的外力作用。下列判斷正確的是()A．0～2s內(nèi)外力的平均功率是eq\f(9,4)WB．第2s內(nèi)外力所做的功是eq\f(5,4)JC．第2s末外力的瞬時功率最大D．第1s內(nèi)與第2s內(nèi)質(zhì)點動能增加量的比值是eq\f(4,5)6．如圖所示是具有登高平臺的消防車，具有一定質(zhì)量的伸縮臂能夠在5min內(nèi)使承載4人的登高平臺(人連同平臺的總質(zhì)量為400kg)上升60m到達(dá)滅火位置．此后，在登高平臺上的消防員用水炮滅火，已知水炮的出水量為3m3/min，水離開炮口時的速率為20m/s，則用于()A．水炮工作的發(fā)動機(jī)輸出功率約為1×104WB．水炮工作的發(fā)動機(jī)輸出功率約為4×104WC．水炮工作的發(fā)動機(jī)輸出功率約為2.4×106WD．伸縮臂抬升登高平臺的發(fā)動機(jī)輸出功率約為800W7．將一個小球斜向上拋出，小球在空中依次飛過三個完全相同的窗戶1、2、3。圖中曲線為小球在空中運動的軌跡。若不計空氣阻力的影響，以下說法正確的是()A．小球通過第1個窗戶所用的時間最長B．小球通過第1個窗戶重力做的功最大C．小球通過第3個窗戶重力的平均功率最小D．小球通過第3個窗戶的平均速度最大8．一汽車在平直公路上行駛。從某時刻開始計時，發(fā)動機(jī)的功率P隨時間t的變化如圖所示。假定汽車所受阻力的大小f恒定不變。下列描述該汽車的速度v隨時間t變化的圖線中，可能正確的是()9．(2015·四川)嚴(yán)重的霧霾天氣，對國計民生已造成了嚴(yán)重的影響，汽車尾氣是形成霧霾的重要污染源，“鐵腕治污”已成為國家的工作重點，地鐵列車可實現(xiàn)零排放，大力發(fā)展地鐵，可以大大減少燃油公交車的使用，減少汽車尾氣排放。若一地鐵列車從甲站由靜止啟動后做直線運動，先勻加速運動20s達(dá)到最高速度72km/h，再勻速運動80s，接著勻減速運動15s到達(dá)乙站停住。設(shè)列車在勻加速運動階段牽引力為1×106N，勻速階段牽引力的功率為6×103kW，忽略勻減速運動階段牽引力所做的功。(1)求甲站到乙站的距離；(2)如果燃油公交車運行中做的功與該列車從甲站到乙站牽引力做的功相同，求公交車排放氣體污染物的質(zhì)量。(燃油公交車每做1J功排放氣體污染物3×10－6g)。第二節(jié)功率課堂練習(xí)1．AD2.A3.AC4.A5.A6.C7．【答案】(1)0.28N(2)0.224W(3)1.12m/s【解析】(1)據(jù)圖象知勻加速的加速度a＝eq\f(0.4,1)m/s2＝0.4m/s2，f＝μmg＝0.1×0.2×10＝0.2N，F(xiàn)＝f＋ma＝(0.2＋0.2×0.4)N＝0.28N。(2)2s末電動機(jī)達(dá)到額定功率P＝Fv2＝0.28×0.8W＝0.224W。(3)當(dāng)F＝f時，速度達(dá)最大，vm＝eq\f(P,f)＝eq\f(0.224,0.2)m/s＝1.12m/s。課后練習(xí)1．D2.C3.CD4.D5.AD6.B7.C8.A9．【答案】(1)s＝1950m(2)m＝2.04kg【解析】(1)根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律可知，地鐵列車勻加速運動的位移s1＝eq\f(1,2)vt1……①，勻減速運動的位移s3＝eq\f(1,2)vt3……②，根據(jù)勻速運動規(guī)律可知，地鐵列車勻速運動的