2012版高中物理全程复习方略配套课件：5.1功和功率 (沪科版).ppt

【解题指导】解答此题应把握以下两点： （1）计算起重机的最大功率时，可以根据重物达到最大速度时拉力和重力平衡来求； （2）起重机在2 s末的功率为瞬时功率，可由P=Fv来求. 【自主解答】(1)设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，拉力F0等于重力. P0＝F0vm，P0＝mgvm (2分) 代入数据，有：P0＝5.1×104 W (2分) (2)匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历时间为t1,有： P0＝Fv1，F－mg＝ma，v1＝at1 (4分) 代入数据，得：t1＝5 s (2分) t＝2 s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，则：v2＝at，P＝Fv2 (4分) 代入数据，得:P＝2.04×104 W. (2分) 答案：（1）5.1×104 W （2）5 s 2.04×104 W 【规律方法】涉及功率问题的计算方法 （1）要明确求哪一个力的功率，或者求合力的功率. （2）求平均功率时应明确哪段时间，通常根据 或 进行计算. （3）求瞬时功率时应明确物体所处的时刻或位置，再确定 该时刻或该位置的速度，然后根据P=F·vcosα进行计算.注 意F、v的方向关系. 【变式训练】一列火车在额定功率下由静止从车站出发，沿直线轨道运动，行驶5 min后速度达到30 m/s，设火车所受阻力恒定，则可以判断火车在这段时间内行驶的距离( ) A.一定大于4.5 km B.可能等于4.5 km C.一定小于4.5 km D.条件不足，无法确定 【解析】选A.火车以额定功率启动时，其v-t图象如图所示 为一条曲线，若火车做匀加速直线运动时，其位移为 由图可知，v-t曲线所包 围的面积S2大于△AOB的面积S1，即位移一定大于4.5 km， 故A正确. 【例证4】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 A.3t0时刻的瞬时功率为 B.3t0时刻的瞬时功率为 C.在t=0到3t0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 【标准解答】选D.由图象知：2t0内受力为F0，设加速度为a0，2t0末速度v1=2a0t0,2t0内位移 2t0～3t0内受力为3F0，加速度为3a0，3t0末速度v2=2a0t0+ 3a0t0=5a0t0,2t0～3t0内位移 由P=Fv得3t0末的功率： 所以A、B均错. 2t0内做功 2t0～3t0内做功： 3t0内做功： 由 得： 所以C错D对. 一质量为m的小球，用长为L的轻绳 悬挂在O点，小球在水平力F作用下， 开始由平衡位置P点缓慢地移动到Q 点，此时绳与竖直方向的偏角为θ， 如图所示，则力F所做的功为( ) A.mgLcosθ B.mgL(1-cosθ) C.FLsinθ D.FLcosθ 变力做功误用公式导致错误 【易错分析】对易错选项及错误原因具体分析如下： 【正确解答】小球受重力、水平拉力和绳子拉力的作用，其中绳子拉力对小球不做功，水平拉力对小球做功设为W，小球克服重力做功mgL(1-cosθ).小球缓慢移动时可认为动能始终为0，根据动能定理有：W-mgL(1-cosθ)=0， 则得：W=mgL(1-cosθ). 正确答案：B 1.（2010·新课标全国卷改编）如图所示，在外力作用下某质点运动的v-t图象为正弦曲线.从图中可以判断( ) A.在0～t1时间内，外力做正功 B.在0～t1时间内，外力的功率逐渐增大 C.在t2时刻，外力的功率最大 D.在t3时刻，外力的功率最大 【解析】选A.0～t1和t2～t3时间内，质点做加速运动，外力做正功，故选项A正确；0～t1时间内，由图知图线斜率表示加速度，加速度对应合外力，根据P=Fv可以得出外力的功率先增大后减小，故选项B错误；t2时刻，速率为零，此时外力的功率为零，选项C错误;t3时刻，速率最大，但外力为零，外力的功率为零，D错误. 2.（2011·广州模拟）以初速度v0做平抛运动的物体，重力在第1 s末和第2 s末的功率之比为α，重力在第1 s内和第2 s内的平