云南省石屏高级中学2017-2018学年高中物理人教版必修二假期作业：第10讲　功率的理解和计算.docx

第10讲　功率的理解和计算【复习目标】　1.理解瞬时功率、平均功率的公式和求法.2.将现实生活中功率问题提炼出来进行分析计算.3.熟悉两种机车启动问题．一、瞬时功率、平均功率的区别和计算功率的计算公式P＝Fvcos α，当v代表瞬时速度时，P代表瞬时功率，当v代表平均速度时，P代表平均功率，平均功率还有一种求法P＝.例1　一个质量为m的小球做自由落体运动，那么，在前t秒内重力对它做功的平均功率及在t秒末重力做功的瞬时功率P分别为(　)A.＝mg2t2，P＝mg2t2B.＝mg2t2，P＝mg2t2C.＝mg2t，P＝mg2tD.＝mg2t，P＝2mg2t变式训练1　如图1所示，质量为m＝2 kg的木块在倾角θ＝37°的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，已知：sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2，则前2 s内重力的平均功率和2 s末的瞬时功率分别为(　)图1A．48 W　24 W B．24 W　48 WC．24 W　12 W D．12 W　24 W规律总结　恒力的功率的两种求法：(1)将速度分解，用恒力乘以力的方向的分速度．(2)将力分解，用速度方向的分力乘以速度．重力属于恒力，其瞬时功率常用重力乘以速度竖直方向的分量来求解．平均功率等于重力乘以平均速度，在初速度为0的匀变速直线运动中平均速度是瞬时速度的一半，所以平均功率是瞬时功率的一半．二、有关功率问题的实例分析发动机、电动机的功率对应牵引力的功率．在功率的实际问题中，把研究对象提炼出来，对其进行受力分析和运动分析．由P＝Fv可知已知任意两个量就可以求解第三个量．例2　小明同学骑电动自行车沿平直公路行驶，因电瓶“没电”，故改用脚蹬骑车匀速前行．设小明与车的总质量为100 kg，人与车的速度恒为5 m/s，骑行过程中所受阻力约为车和人总重的0.02倍，取g＝10 m/s2，小明骑此电动车做功的功率约为(　)A．10 W B．100 WC．1 000 W D．10 000 W变式训练2　在水平冰面上，一辆质量为1×103 kg的电动雪橇做匀速直线运动，关闭发动机后，雪橇滑行一段距离后停下来，其运动的v－t图像如图2所示，g取10 m/s2.那么关于雪橇运动情况以下判断正确的是(　)图2A．关闭发动机后，雪橇的加速度为－2 m/s2B．雪橇停止前30 s内通过的位移是150 mC．雪橇与水平冰面间的动摩擦因数约为0.03D．雪橇匀速运动过程中发动机的功率为5×103 W[来源:学科网ZXXK]规律总结　当物体达到匀速直线运动状态时，牵引力等于摩擦力．根据摩擦力就可以求解牵引力，进而求解功率或速度；当物体处于非平衡态时，根据牛顿第二定律可以求解牵引力，由P＝Fv进而求解功率或速度．三、机车启动的问题研究机车启动问题紧紧把握P＝Fv和a＝两个公式1．以恒定的功率启动(如图3所示)：图32．以恒定的加速度启动(如图4所示)：图4例3　高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图像．现利用这架照相机对MD 2 000家用汽车的加速性能进行研究，如图5所示为汽车做匀加速直线运动时三次曝光的照片，图中的标尺单位为米，照相机每两次曝光的时间间隔为1.0 s．已知该汽车的质量为2 000 kg，额定功率为72 kW，汽车运动过程中所受的阻力始终为1 600 N.图5求：(1)该汽车加速度的大小．(2)若汽车由静止以此加速度开始做匀加速直线运动，匀加速运动状态最多能保持多长时间？(3)汽车所能达到的最大速度．[来源:Z.xx.k.Com]变式训练3　一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v1时，起重机的功率达到最大值P，以后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到以最大速度v2匀速上升，物体上升的高度为h，则整个过程中，下列说法正确的是(　)A．钢绳的最大拉力为B．钢绳的最大拉力为mgC．重物匀加速的末速度为D．重物匀加速运动的加速度为－g规律总结　(1)无论哪种启动方式，机车最终的最大速度都应满足：vm＝，且以这个速度做匀速直线运动．(2)以恒定的加速度启动时，匀加速运动结束的标志是功率达到额定功率．(3)在非匀变速直线运动过程中，可以应用动能定理来求解变加速运动的位移或者时间．题组一　瞬时功率、平均功率的区别和计算1．如图6所示，通过一动滑轮提升质量m＝1 kg的物体，竖直向上拉绳子，使物体由静止开始以5 m/s2的加速度上升，不计动滑轮及绳子的质量和摩擦，则拉力F在1 s末的瞬时功率为(取g＝10 m/s2)(　)图6A．75 W B．25 WC．12.5 W D．37.5 W2．如图7所示，质量为m的物体放在光滑的水平面上，两次用力拉物体，都是从静止开始，使物体以相同的加速度移动同样的距离，第一次拉力