2018-2019学年高中物理第1章功和功率章末总结学案鲁科版必修2 .doc
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第1章 功和功率 章末总结 一、功和功率的计算 1.功的计算方法 (1)定义法求功。 (2)利用动能定理或功能关系求功。 (3)利用W＝Pt求功。 2.功率的计算方法 (1)P＝：此式是功率的定义式，适用于任何情况下功率的计算，但常用于求解某段时间内的平均功率。 (2)P＝Fvcos α：当v是瞬时速度时，此式计算的是F的瞬时功率；当v是平均速度时，此式计算的是F的平均功率。 [例1] 质量为m＝20 kg的物体，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直线运动。0～2 s内F与运动方向相反，2～4 s内F与运动方向相同，物体的v－t图象如图1所示，g取10 m/s2，则( ) 图1 A.拉力F的大小为100 N B.物体在4 s时拉力的瞬时功率为120 W C.4 s内拉力所做的功为480 J D.4 s内物体克服摩擦力做的功为320 J 解析 由图象可得：0～2 s内物体做匀减速直线运动，加速度大小为a1＝＝ m/s2＝5 m/s2，匀减速过程有F＋f＝ma1 ①。匀加速过程加速度大小为a2＝＝ m/s2＝1 m/s2，有F－f＝ma2 ②，联立①②解得f＝40 N，F＝60 N，故A错误；物体在4 s时拉力的瞬时功率为P＝Fv＝602 W＝120 W，故B正确；4 s内物体通过的位移为s＝210 m－22 m＝8 m，拉力做功为W＝－Fs＝－480 J，故C错误；4 s内物体通过的路程为l＝210 m＋22 m＝12 m，摩擦力做功为Wf＝－f l＝－4012 J＝－480 J，故D错误。 答案 B [针对训练1] (多选)如图2所示，一质量为1.2 kg的物体从一固定的倾角为30、长度为10 m的光滑斜面顶端由静止开始下滑。g取10 m/s2，则( ) 图2 A.物体滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率是60 W B.物体滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率是120 W C.整个过程中重力做功的平均功率是30 W D.整个过程中重力做功的平均功率是60 W 解析 根据牛顿第二定律得mgsin 30＝ma，由匀变速运动公式v2＝2as，联立解得v＝＝10 m/s，所以物体滑到斜面底端时的速度为10 m/s，此时重力做功的瞬时功率为P＝mgvsin 30＝1.21010 W＝60 W，故A正确，B错误；物体下滑时做匀加速直线运动，其受力情况如图所示。由牛顿第二定律得物体的加速度a＝＝10 m/s2＝5 m/s2，物体下滑的时间t＝＝ s＝2 s。物体下滑过程中重力做的功为W＝mglsin 30＝1.21010 J＝60 J。重力做功的平均功率P＝＝ W＝30 W。故C正确，D错误。 答案 AC 二、机车启动问题 1.处理好制约关系P＝Fv 由于发动机的输出功率总是有限度的，发动机的功率达到额定功率后，其功率P保持恒定，当汽车速度v继续增加时，发动机所能提供的牵引力F就会减小。同理，当汽车由平路驶入上坡路段的时候，由于需要更大的牵引力F，汽车的速度v会减小。 2.两种启动模式的比较 启动模式 恒定功率启动 恒定加速度启动 特点 启动过程中，保持发动机的功率不发生变化 启动过程中，保持机车加速度(牵引力)不发生变化 基本公式 P＝Fv F－f＝ma P－t图象 v－t图象 a－t图象 [例2] 汽车发动机的额定功率Pm＝60 kW，汽车质量m＝5 t，运动时与地面间的动摩擦因数μ＝0.1。求： (1)汽车所能达到的最大速度vm； (2)若汽车以a＝0.5 m/s2的加速度由静止开始做匀加速直线运动。 ①这一过程能维持多长时间(取g＝10 m/s2)? ②当速度v1＝4 m/s时，汽车的加速度a1是多大？功率P1是多大？ ③当速度v2＝10 m/s时，汽车的加速度a2是多大？功率P2是多大？ 解析 (1)汽车达到最大速度vm时，a＝0，牵引力F等于阻力f，即F＝f＝μmg 由Pm＝Fvm得最大速度大小vm＝ 联立各式代入数据解得vm＝12 m/s (2)①汽车从静止开始匀加速启动，牵引力F恒定，由牛顿第二定律得F－f＝ma 得F＝f＋ma＝μmg＋ma 由于速度不断增大，因此发动机功率P也不断增大(因P＝Fv∝v)，当功率增至额定功率Pm时，匀加速运动结束，其匀加速运动阶段的最大速度v′＝ 匀加速运动维持的时间t′＝ 联立并代入数据解得t′＝16 s ②由于速度v1＝4 m/s
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