功率、機(jī)車啟動(dòng)

1、【練習(xí)練習(xí)】如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)量為m m =2=2kgkg的物體靜止在水平地面上，受到與水平地面夾的物體靜止在水平地面上，受到與水平地面夾角為角為=37=37、大小、大小F=10NF=10N的拉力作用，物體移動(dòng)了的拉力作用，物體移動(dòng)了l l=2=2m m，物體與地面間的動(dòng)摩擦，物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)因數(shù)=0.3=0.3，（，（g g=10=10m m/ /s s2 2，sinsin3737=0.6=0.6，coscos3737=0.8=0.8）求：）求： （1 1）拉力）拉力F F所做的功所做的功W W1 1。 （2 2）摩擦力）摩擦力F Ff f所做的功所做的功W W2 2。 （

2、3 3）合力）合力F F合合所做的功所做的功W W。 WW1 1=16=16 J J WW2 2= - 8.4= - 8.4 J J W= 7.6W= 7.6 J J5.1.2 5.1.2 功功 率率考點(diǎn)內(nèi)容考點(diǎn)內(nèi)容要求要求高考命題實(shí)況高考命題實(shí)況常考?？碱}型題型關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)考點(diǎn)考點(diǎn)201420152016功和功率功和功率卷卷：T16、T21、 T25卷卷：T15、T16卷卷：T17、T21卷卷：T17、T21卷卷：T22、T25卷卷：T16、T19、 T21、T22、 T25卷卷：T20、T24 選擇題選擇題計(jì)算題計(jì)算題實(shí)驗(yàn)題實(shí)驗(yàn)題平拋運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)電場(chǎng)、磁場(chǎng)電場(chǎng)、磁場(chǎng)電磁感應(yīng)電磁

3、感應(yīng)動(dòng)能和動(dòng)能定理動(dòng)能和動(dòng)能定理重力做功與重力勢(shì)能重力做功與重力勢(shì)能功能關(guān)系、機(jī)械能守恒定律及功能關(guān)系、機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)五：探究動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)五：探究動(dòng)能定理 實(shí)驗(yàn)六：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)六：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律高考要求高考要求1定義定義：2物理意義物理意義：功與完成這些功所用時(shí)間的功與完成這些功所用時(shí)間的比值比值描述力對(duì)物體做功的快慢描述力對(duì)物體做功的快慢3公式公式平均功率平均功率(2)P_(為為F與與v的夾角的夾角)v為平均速度，則為平均速度，則P為為_。v為瞬時(shí)速度，則為瞬時(shí)速度，則P為為_。Fvcos 平均功率平均功率瞬時(shí)功率瞬時(shí)功率v為瞬時(shí)速度為瞬時(shí)速度時(shí)，時(shí)，公式公式

4、PFvcos 可以理解為：可以理解為： a. PFvF，其中，其中vF=vcos 是是 v 在在 F方向方向上的分速度。上的分速度。 b. PFvv，其中，其中Fv=Fcos 是是 F在在 v 方向方向上的分力。上的分力。一一、功率、功率的理解與計(jì)算的理解與計(jì)算vF F 4發(fā)動(dòng)機(jī)功率：發(fā)動(dòng)機(jī)功率：機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P_，F(xiàn)為為_力，并非機(jī)車所力，并非機(jī)車所受的合力。受的合力。Fv牽引牽引【例例1】如如圖圖3所示，質(zhì)量為所示，質(zhì)量為m2 kg的木塊在傾角的木塊在傾角37的斜面上由靜止的斜面上由靜止開始下滑，木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為開始下滑，木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，已知：

5、，已知：sin 37 0.6，cos 370.8，g取取10 m/s2，則前，則前2 s內(nèi)重力的平均功率和內(nèi)重力的平均功率和2 s末的瞬時(shí)功末的瞬時(shí)功率分別為率分別為()圖圖3A48 W24 W B24 W48 WC24 W12 W D12 W24 WB求解功率時(shí)應(yīng)注意的求解功率時(shí)應(yīng)注意的“三個(gè)三個(gè)”問(wèn)題問(wèn)題(1)首先要明確所求功率是平均功率還是瞬時(shí)功率；首先要明確所求功率是平均功率還是瞬時(shí)功率；(2)平均功率與一段時(shí)間平均功率與一段時(shí)間(或過(guò)程或過(guò)程)相對(duì)應(yīng)，計(jì)算時(shí)應(yīng)明確是哪個(gè)力在相對(duì)應(yīng)，計(jì)算時(shí)應(yīng)明確是哪個(gè)力在哪段時(shí)間哪段時(shí)間(或過(guò)程或過(guò)程)內(nèi)做功的平均功率；內(nèi)做功的平均功率；(3)瞬時(shí)功率

6、計(jì)算時(shí)應(yīng)明確是哪個(gè)力在哪個(gè)時(shí)刻瞬時(shí)功率計(jì)算時(shí)應(yīng)明確是哪個(gè)力在哪個(gè)時(shí)刻(或狀態(tài)或狀態(tài))的功率。的功率。方法技巧方法技巧【變式變式訓(xùn)練訓(xùn)練1 1】如如圖所示，質(zhì)量相同的兩物體從同一高度由靜止開始圖所示，質(zhì)量相同的兩物體從同一高度由靜止開始運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng), ,A A沿著固定在地面上的光滑斜面下滑沿著固定在地面上的光滑斜面下滑, ,B B做自由落體運(yùn)動(dòng)做自由落體運(yùn)動(dòng). .兩物體兩物體分別到達(dá)地面時(shí)分別到達(dá)地面時(shí), ,下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是( ().).mgmgvvD目錄解析由題圖可知，第1 s內(nèi)，滑塊位移為1 m，F(xiàn)對(duì)滑塊做的功為2 J，A錯(cuò)誤；第2 s內(nèi)，滑塊位移為1.5 m，F(xiàn)做的功為4.5

7、J，平均功率為4.5 W，B錯(cuò)誤；第3 s內(nèi)，滑塊的位移為1.5 m，F(xiàn)對(duì)滑塊做的功為1.5 J，第3 s末，F(xiàn)對(duì)滑塊做功的瞬時(shí)功率PFv1 W，C正確；前3 s內(nèi)，F(xiàn)對(duì)滑塊做的總功為8 J，D錯(cuò)誤。答案答案C【提高提高1】一滑塊在水平地面上沿直線滑行，t0時(shí)其速度為1 m/s，從此刻開始在滑塊運(yùn)動(dòng)方向上再施加一水平作用力F，力F和滑動(dòng)的速度v隨時(shí)間t的變化規(guī)律分別如圖4甲、乙所示，則以下說(shuō)法正確的是()A第1 s內(nèi)，F(xiàn)對(duì)滑塊做的功為3 JB第2 s內(nèi)，F(xiàn)對(duì)滑塊做功的平均功率為4 WC第3 s末，F(xiàn)對(duì)滑塊做功的瞬時(shí)功率為1 WD前3 s內(nèi)，F(xiàn)對(duì)滑塊做的總功為零1模型一：以恒定功率啟動(dòng) v0=0

8、，P恒F阻F牽F牽=F阻，vm=P/F阻F阻F牽vmv 、F牽、a 速度時(shí)間圖象動(dòng)態(tài)過(guò)程動(dòng)態(tài)過(guò)程加速階段的圖象勻速階段的圖象a減小的變加速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)二、二、機(jī)動(dòng)車機(jī)動(dòng)車啟動(dòng)問(wèn)題啟動(dòng)問(wèn)題v0=0，F(xiàn)恒F阻阻F牽牽2模型二：以恒定加速度啟動(dòng) F牽=F阻，vm=P/F阻F阻阻F牽牽vmv，P=P額速度時(shí)間圖象勻加速階段的圖象勻速階段的圖象勻加速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)a減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)變加速階段的圖象動(dòng)態(tài)過(guò)程【例例2】一一列火車總質(zhì)量列火車總質(zhì)量m500 t，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率P6105 W，在軌道上行，在軌道上行駛時(shí)，軌道對(duì)列車的阻力駛時(shí)，軌道對(duì)列車的阻力Ff是車重的是車重的0.01倍。

9、倍。(取取g10 m/s2)(1)求列車在水平軌道上行駛的最大速度求列車在水平軌道上行駛的最大速度；【例例2】一一列火車總質(zhì)量列火車總質(zhì)量m500 t，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率P6105 W，在軌道上行，在軌道上行駛時(shí)，軌道對(duì)列車的阻力駛時(shí)，軌道對(duì)列車的阻力Ff是車重的是車重的0.01倍。倍。(取取g10 m/s2) (2)在水平軌道上，發(fā)動(dòng)機(jī)以額定功率在水平軌道上，發(fā)動(dòng)機(jī)以額定功率P工作，求當(dāng)行駛速度為工作，求當(dāng)行駛速度為v11 m/s和和v210 m/s時(shí)，列車的瞬時(shí)加速度時(shí)，列車的瞬時(shí)加速度a1、a2的大小的大??；【例例2】一一列火車總質(zhì)量列火車總質(zhì)量m500 t，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定

10、功率，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率P6105 W，在軌道上行，在軌道上行駛時(shí)，軌道對(duì)列車的阻力駛時(shí)，軌道對(duì)列車的阻力Ff是車重的是車重的0.01倍。倍。(取取g10 m/s2) (3)列車在水平軌道上以列車在水平軌道上以36 km/h的速度勻速行駛時(shí)，求發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率的速度勻速行駛時(shí)，求發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率P；【例例2】一一列火車總質(zhì)量列火車總質(zhì)量m500 t，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率P6105 W，在軌道上行，在軌道上行駛時(shí)，軌道對(duì)列車的阻力駛時(shí)，軌道對(duì)列車的阻力Ff是車重的是車重的0.01倍。倍。(取取g10 m/s2) (4)若列車從靜止開始，保持若列車從靜止開始，保持0.5 m/s2的加速

11、度做勻加速運(yùn)動(dòng)，求這一過(guò)程維持的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，求這一過(guò)程維持的最長(zhǎng)時(shí)間。的最長(zhǎng)時(shí)間。方法技巧方法技巧A 【鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)3】 (2017武漢武昌區(qū)模擬)如圖5所示，為某種型號(hào)轎車中用于改變車速的擋位，表中列出了轎車的部分?jǐn)?shù)據(jù)，手推變速桿到達(dá)不同擋位可獲得不同的運(yùn)行速度，從“15”速度逐擋增大，R是倒車擋。則轎車在額定功率下，要以最大動(dòng)力上坡，變速桿應(yīng)推至哪一擋？以最大速度運(yùn)行時(shí)，轎車的牽引力約為多大？()A“5”擋；8 000 NB“5”擋；2 000 NC“1”擋；4 000 ND“1”擋；2 000 N長(zhǎng)/mm寬/mm高/mm4 481/1 746/1 526 mm凈重/kg1 3

12、37 kg傳動(dòng)系統(tǒng)前輪驅(qū)動(dòng)5擋變速發(fā)動(dòng)機(jī)類型直列4缸發(fā)動(dòng)機(jī)排量(L)2.0 L最高時(shí)速(km/h)189 km/h100 km/h的加速時(shí)間(s)12 s額定功率(kW)108 kWD189km/h=52.5m/s目錄解析汽車從靜止開始勻加速，加速度一定，根據(jù)牛頓第二定律有Ffma，得出Ffma。汽車的功率為PFv(fma)at，P與t成正比例函數(shù)，A、D選項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)汽車達(dá)到最大功率時(shí)，據(jù)題意汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)立刻變?yōu)閯蛩伲藭r(shí)牽引力瞬間從fma變成f，而速度沒(méi)有突變，故汽車的功率變小且為恒定值，B項(xiàng)錯(cuò)誤，C正確。答案答案C【提高提高2】(2016蘇錫常鎮(zhèn)二模)汽車從靜止開始先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，然后做勻速運(yùn)動(dòng)。汽車所受阻力恒定，下列汽車功率P與時(shí)間t的關(guān)系圖象中，能描述上述過(guò)程的是()目錄D目錄1.(2015新課標(biāo)全國(guó)卷，17)一