[理化生]41功和能功率.ppt

【解析】　人对绳的拉力大小虽然始终等于物体的重力，但方向却时刻在变，而已知的位移s又是人沿水平方向走的距离，所以无法利用W＝Fscosα直接求拉力做的功．若转换一下研究对象则不难发现：人对绳的拉力的功与绳对物体的拉力的功相等，而绳对物体的拉力是恒力．这种转换研究对象的办法也是求变力做功的有效途径之一． 【答案】　732 J 【案例4】（2011·海南高考）一质量为1 kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时起，第1秒内受到2 N的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1 N的外力作用.下列判断正确的是（ ） A.0~2 s内外力的平均功率是 W B.第2 s内外力所做的功是 J C.第2 s末外力的瞬时功率最大 D.第1 s内与第2 s内质点动能增加量的比值是 【解析】由题意质点所受的水平外力即为合力，则知质点在这2秒内的加速度分别为a1=2 m/s2、a2=1 m/s2，则质点在第1 s末与第2 s末的速度分别为v1=2 m/s、v2=3 m/s，每一秒内质点动能的增加量分别为ΔEk1= =2 J、 ΔEk2= =2.5 J，D正确.再由动能定理可知第2 s内与0~2 s内外力所做功分别为W2=ΔEk2=2.5 J、 W= -0=4.5 J， 则在0~2 s内外力的平均功率P= =2.25 W，A正确，B错误.由P=Fv知质点在第1 s末与第2 s末的瞬时功率分别为P1=4 W、P2=3 W，故C错误. 【答案】A、D 【即时巩固4】　如图所示，重物的质量为1 kg，动滑轮质量不计，竖直向上拉动细绳，使重物从静止开始以5 m/s2的加速度上升，则拉力F在1 s内对物体做的功为多大？拉力F在1 s末的瞬时功率是多大？(g取10 m/s2) 考点四　机动车辆起动的两种方式 1．机车以恒定功率起动的运动过程 2．机车以恒定加速度起动的运动过程 【案例5】　(2009·四川理综)图示为修建高层建筑常用的塔式起重机．在起重机将质量m＝5×103 kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a＝0.2 m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm＝1.02 m/s的匀速运动．g取10 m/s2，不计额外功．求： (1)起重机允许输出的最大功率． (2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率． 【解析】　(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. ① F0＝mg. ② 代入数据，有：P0＝5.1×104 W． ③ (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， ④ F－mg＝ma， ⑤ v1＝at1. ⑥ 由③④⑤⑥，代入数据，得：t1＝5 s． ⑦ 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， ⑧ P＝Fv2. ⑨ 由⑤⑧⑨，代入数据，得：P＝2.04×104 W. 【答案】　(1)5.1×104 W　(2)2.04×104 W 【即时巩固5】　质量为m＝5×103 kg的汽车在水平公路上行驶，阻力是车重的10%.让车保持额定功率为60 kW从静止开始起动． (1)若以额定功率起动，求汽车达到的最大速度vm及汽车车速v1＝2 m/s时的加速度． (2)若汽车以v＝6 m/s的速度匀速行驶，求汽车的实际功率．(g取10 m/s2) (2)由P＝Fv得： P＝F阻v＝μmgv＝0.1×5×103×10×6 W ＝3×104 W＝30 kW. 【答案】　(1)12 m/s　5 m/s2　(2)30 kW 1．举例说明功是能量转化的量度，理解功和功率． 2．通过实验，探究恒力做功与物体动能变化的关系．理解动能和动能定理，会用动能定理解释生活和生产中的现象． 3．理解重力势能，知道重力势能的变化与重力做功的关系． 4．通过实验，验证机械能守恒定律，理解机械能守恒定律．会利用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题． 5．了解自然界中存在多种形式的能量，知道能量守恒是最基本、最普遍的自然规律之一． 6．通过能量守恒以及能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重要性．了解能源与人类生存和社会发展的关系．知道可持续发展的重要意义． 本部分涉及的内容是动力学内容的深化，其中动能定理、机械能守恒定律及功能关系是高考考查的热点和重点．这部分内容除单