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1、第八章 機(jī)械能守恒定律功 與 功 率第八章 機(jī)械能守恒定律功 與 功 率1新人教版高中物理必修二功與功率教學(xué)ppt課件教師版2一、功1.公式:W=Flcos。力與位移相對(duì)地面(1)是_方向之間的夾角,l為物體_的位移。恒力(2)該公式適用于_做功。標(biāo)量(3)功是_(選填“標(biāo)量”或“矢量”)。一、功3(4)功是一個(gè)_(過(guò)程 選填“過(guò)程”或“狀態(tài)”)量。焦耳(焦)(5)單位:_。符號(hào)是J。(4)功是一個(gè)_(過(guò)程 選填“過(guò)程”或“狀態(tài)”)量。42.正功和負(fù)功:用線將相應(yīng)知識(shí)連接起來(lái)。2.正功和負(fù)功:用線將相應(yīng)知識(shí)連接起來(lái)。5二、功率【思考】起重機(jī)甲在60 s內(nèi)把1噸的貨物勻速提高了5 m,另一臺(tái)起重
2、機(jī)乙在30 s內(nèi)把1噸的貨物勻速提高了5 m。哪一臺(tái)起重機(jī)做功快?如何比較它們做功的快慢?二、功率6提示:起重機(jī)乙做功快,做的功相同,用時(shí)少的做功快。提示:起重機(jī)乙做功快,做的功相同,用時(shí)少的做功快。71.定義:功W與完成這些功所用時(shí)間t的_比值叫作功率。2.定義式:P=。瓦特W3.單位:_(瓦),符號(hào)是_。標(biāo)4.功率是_量。快慢5.物理意義:是表示做功_的物理量。1.定義:功W與完成這些功所用時(shí)間t的_比值叫作功率86.額定功率與實(shí)際功率:最大(1)額定功率:發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)輸出的_功率。實(shí)際功率:發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作時(shí)輸出的功率。P實(shí)P額(2)為了保證機(jī)械的安全,工作時(shí)盡量使_。6.額定功率與實(shí)
3、際功率:9三、功率與速度【思考】汽車上坡時(shí),司機(jī)為什么要換低擋來(lái)減小速度?提示:根據(jù)公式P=Fv可知,汽車上坡時(shí),功率不變,為獲得較大的牽引力,需換低擋來(lái)減小速度。三、功率與速度101.關(guān)系:當(dāng)一個(gè)力與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上時(shí),這個(gè)力速度對(duì)物體做功的功率等于這個(gè)力與_的乘積。2.關(guān)系式:P=Fv。(1)若v是物體的平均速度,則P=Fv為對(duì)應(yīng)時(shí)間t內(nèi)的平均功率_。瞬時(shí)功率(2)若v是瞬時(shí)速度,則P表示該時(shí)刻的_。1.關(guān)系:當(dāng)一個(gè)力與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上時(shí),這個(gè)力113.應(yīng)用:從P=Fv可以看出,汽車、火車等交通工具,當(dāng)發(fā)反比動(dòng)機(jī)的功率P一定時(shí),牽引力F與速度成_,要增大牽引力,就要減小速度。3.應(yīng)
4、用:從P=Fv可以看出,汽車、火車等交通工具,當(dāng)發(fā)124.平均功率與瞬時(shí)功率:(1)平均功率。大小:某一段時(shí)間t內(nèi)功率的平均值。一段時(shí)間意義:表示_內(nèi)做功的平均快慢程度,對(duì)應(yīng)的是一段時(shí)間(或過(guò)程)。4.平均功率與瞬時(shí)功率:13(2)瞬時(shí)功率。大小:某一時(shí)刻功率的瞬時(shí)值,能精確地描述做功的快慢。某一瞬時(shí)意義:表示_做功的快慢程度,對(duì)應(yīng)的是某一時(shí)刻(或某一位置)。(2)瞬時(shí)功率。14一 功的含義和正負(fù)判斷1.做功的兩個(gè)條件:做功的力和物體在力的方向上發(fā)生的位移,兩個(gè)條件缺一不可。2.決定功大小的因素:由功的公式W=Flcos可得,功的大小決定于做功的力的大小及受力物體在力的方向上發(fā)生的位移大小,與
5、物體的質(zhì)量大小、物體所處環(huán)境、物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等因素?zé)o關(guān),即力做功具有獨(dú)立性。一 功的含義和正負(fù)判斷1.做功的兩個(gè)條件:做功的力和物體在15【思考討論】下面三種情境中,人是否對(duì)物體做功?(物理觀念)【思考討論】(物理觀念)16(1)舉重運(yùn)動(dòng)員舉著杠鈴不動(dòng)。(2)一人在水平地面上勻速搬運(yùn)一盆花。(3)小孩拉箱子沿水平地面向右運(yùn)動(dòng)一段位移。(1)舉重運(yùn)動(dòng)員舉著杠鈴不動(dòng)。17提示:(1)杠鈴沒(méi)有發(fā)生位移,舉杠鈴的力對(duì)杠鈴不做功。(2)搬花盆的力與花盆的位移垂直,人對(duì)花盆不做功。(3)箱子在拉力的方向上發(fā)生了一段位移,拉力對(duì)箱子做了功。提示:(1)杠鈴沒(méi)有發(fā)生位移,舉杠鈴的力對(duì)杠鈴不做功18【典例示范】
6、水平路面上有一輛汽車向左運(yùn)動(dòng),車廂內(nèi)有一個(gè)固定斜面,一個(gè)人坐在斜面上,車與人始終相對(duì)靜止。下列說(shuō)法正確的是 ()【典例示范】說(shuō)法正確的是 ()19A.汽車勻速行駛時(shí),斜面對(duì)人的支持力不做功B.汽車減速行駛時(shí),斜面對(duì)人的支持力做負(fù)功C.汽車減速行駛時(shí),斜面對(duì)人的摩擦力一定做負(fù)功D.汽車加速行駛時(shí),斜面對(duì)人的摩擦力一定做正功A.汽車勻速行駛時(shí),斜面對(duì)人的支持力不做功B.汽車減速行駛20【解析】選C。人受重力、垂直斜面向上的支持力、摩擦力三個(gè)力的作用,無(wú)論車做加速、勻速、減速運(yùn)動(dòng),支持力與速度方向的夾角均小于90,即支持力均做正功,故A、B錯(cuò)誤;當(dāng)車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),人受到的合外力等于0,即人受的支持力與
7、摩擦力的合力與人的重力等大反向,則當(dāng)車向左做減速運(yùn)動(dòng)時(shí),支持力與摩擦力的合力向右上方,才可使人的合力水平向右,則可知摩擦力在【解析】選C。人受重力、垂直斜面向上的支持力、摩擦力三個(gè)力的21水平方向的分力一定大于支持力在水平方向的分力,故摩擦力與速度的夾角一定大于90,即摩擦力做負(fù)功,故C正確;同理,當(dāng)車向左做加速運(yùn)動(dòng)時(shí),支持力與摩擦力的合力向左上方,才可使人的合力水平向左,則可知摩擦力有三種情況,第1種情況摩擦力沿斜面向上在水平方向的分力一定小于支持力在水平方向的分力,摩擦力做負(fù)功,第2種情況摩擦力為零,摩擦力不做功,第3種擦力做正功 D錯(cuò)誤。水平方向的分力一定大于支持力在水平方向的分力,故摩
8、擦力與速度22【規(guī)律方法】判斷力做正、負(fù)功的方法(1)根據(jù)力F和物體位移l方向的夾角判斷常用于恒力做功的情形。(2)根據(jù)力與物體瞬時(shí)速度方向的夾角判斷常用于曲線運(yùn)動(dòng)的情形?！疽?guī)律方法】判斷力做正、負(fù)功的方法23如圖所示:若夾角是銳角,力做正功。若夾角是鈍角,力做負(fù)功。若夾角是直角,力不做功。如圖所示:24【母題追問(wèn)】1.(多選)在【典例示范】情境中,若車廂內(nèi)的斜面改為水平面,人坐在水平面上,車與人始終相對(duì)靜止。則下列說(shuō)法正確的是()A.汽車勻速行駛時(shí),水平面對(duì)人的支持力不做功B.汽車減速行駛時(shí),水平面對(duì)人的支持力做負(fù)功C.汽車減速行駛時(shí),水平面對(duì)人的摩擦力一定做負(fù)功D.汽車加速行駛時(shí),水平面對(duì)
9、人的摩擦力一定做正功【母題追問(wèn)】確的是()A.汽車勻速行駛時(shí),水平面對(duì)人的支25【解析】選A、C、D。當(dāng)車勻速行駛時(shí),人受重力、垂直水平面向上的支持力兩個(gè)力的作用,無(wú)論車做加速、勻速、減速運(yùn)動(dòng),支持力與速度方向的夾角均等于90,即支持力均不做功,A正確,B錯(cuò)誤;當(dāng)車減速行駛時(shí),人受重力、垂直水平面向上的支持力和水平向右的摩擦力三個(gè)力的作用,即人受的摩擦力的方向與速度方向【解析】選A、C、D。當(dāng)車勻速行駛時(shí),人受重力、垂26相反,摩擦力做負(fù)功,C正確;當(dāng)車加速行駛時(shí),人受到水平面的摩擦力水平向左,與速度方向相同,摩擦力做正功,D正確。相反,摩擦力做負(fù)功,C正確;當(dāng)車加速行駛時(shí),人受到水平面的摩2
10、72.(多選)【典例示范】中的人下車后進(jìn)入電梯上樓,已知從1樓到20樓的過(guò)程中經(jīng)歷了先加速、后勻速、再減速的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,則電梯對(duì)人的支持力的做功情況是()A.加速時(shí)做正功,勻速時(shí)不做功,減速時(shí)做負(fù)功B.加速時(shí)做正功,勻速和減速時(shí)做負(fù)功C.加速和勻速時(shí)做正功,減速時(shí)做負(fù)功2.(多選)【典例示范】中的人下車后進(jìn)入電梯上樓,已知從1樓28【解析】選D。在加速、勻速、減速的過(guò)程中,支持力與人的位移方向始終相同,所以支持力始終對(duì)人做正功,故D正確?！窘馕觥窟xD。在加速、勻速、減速的過(guò)程中,支持力與人的位移方29【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.如圖所示,拖著舊橡膠輪胎跑是身體耐力訓(xùn)練的一種有效方法。如果某受訓(xùn)者拖著輪胎在水
11、平直道上跑了100 m,那么下列說(shuō)法正確的是()【補(bǔ)償訓(xùn)練】100 m,那么下列說(shuō)法正確的是()30A.輪胎受到地面的摩擦力對(duì)輪胎做了負(fù)功B.輪胎受到的重力對(duì)輪胎做了正功C.輪胎受到的拉力對(duì)輪胎不做功D.輪胎受到的地面的支持力對(duì)輪胎做了正功A.輪胎受到地面的摩擦力對(duì)輪胎做了負(fù)功31【解析】選A。由題知,輪胎受到地面的摩擦力方向水平向左,而位移水平向右,兩者夾角為180,則輪胎受到地面的摩擦力做了負(fù)功,A正確;輪胎受到的重力豎直向下,而輪胎的位移水平向右,則輪胎在豎直方向上沒(méi)有發(fā)生位移,重力不做功,B錯(cuò)誤;設(shè)拉力與水平方向的夾角為,由于是銳角,所以輪胎受到的拉力做正【解析】選A。由題知,輪胎受到
12、地面的摩擦力方向水平向左,而位32功,C錯(cuò)誤;輪胎受到地面的支持力豎直向上,而輪胎的位移水平向右,則輪胎在豎直方向上沒(méi)有發(fā)生位移,支持力不做功,D錯(cuò)誤。功,C錯(cuò)誤;輪胎受到地面的支持力豎直向上,而輪胎的位移水平向332.(多選)如圖所示,光滑斜面放在水平面上,斜面上用固定的豎直擋板擋住一個(gè)光滑的重球。在整個(gè)裝置沿水平面向左勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()A.重力不做功B.斜面對(duì)球的彈力不做功C.斜面對(duì)球的彈力做正功2.(多選)如圖所示,光滑斜面放在水平面上,斜面上用固定的豎34【解析】選A、C、D。根據(jù)功的公式可知,重力與運(yùn)動(dòng)方向相互垂直,故重力不做功,故A正確;斜面對(duì)球的彈力與運(yùn)動(dòng)方向
13、夾角為銳角,故斜面對(duì)球的彈力FN做正功,故B錯(cuò)誤,C正確;擋板對(duì)球的彈力向右,與運(yùn)動(dòng)方向相反,擋板對(duì)球的彈力做負(fù)功,故D正確?！窘馕觥窟xA、C、D。根據(jù)功的公式可知,重力與運(yùn)動(dòng)方向相互垂35二 功率含義和計(jì)算1.公式P=和P=Fv的比較:二 功率含義和計(jì)算1.公式P=和P=Fv的比較:362.功率的計(jì)算:(1)平均功率的計(jì)算:利用P=。利用P=F cos,其中 為物體運(yùn)動(dòng)的平均速度。2.功率的計(jì)算:利用P=。利用P=F cos 37(2)瞬時(shí)功率的計(jì)算:利用公式P=Fvcos,其中v為瞬時(shí)速度。利用公式P=FvF,其中vF為物體的速度在力F方向上的分速度。利用公式P=Fvv,其中Fv為物體受的
14、外力在速度v方向上的分力。(2)瞬時(shí)功率的計(jì)算:38【思考討論】情境:小田同學(xué)在一個(gè)斜坡底端騎自行車由靜止開(kāi)始加速向上運(yùn)動(dòng),假定他的運(yùn)動(dòng)是勻加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間騎到坡頂?！舅伎加懻摗?9討論:(1)如何計(jì)算小田在爬坡過(guò)程中的功率?該功率是平均功率還是瞬時(shí)功率?(物理觀念)(2)如何計(jì)算小田爬到坡頂時(shí)的功率?該功率是平均功率還是瞬時(shí)功率?(物理觀念)討論:功率還是瞬時(shí)功率?(物理觀念)(2)如何計(jì)算小田40提示:(1)利用公式P=該功率是平均功率。(2)利用公式P=Fv,該功率是瞬時(shí)功率。提示:(1)利用公式P=該功率是平均功率。(2)利用公式P41【典例示范】如圖甲所示,光滑水平地面上放著一
15、質(zhì)量為m的物體,在02t0時(shí)間內(nèi),物體受到與水平方向成=37角斜向右上方的拉力作用,由靜止開(kāi)始沿地面運(yùn)動(dòng);在2t03t0的時(shí)間內(nèi)物體受到水平拉力作用,拉力F的大小與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示。已知sin37=0.6,cos37=0.8,下列說(shuō)法正確的是 ()【典例示范】如圖甲所示,光滑水平地面上放著一質(zhì)量為m的物42新人教版高中物理必修二功與功率教學(xué)ppt課件教師版43A.在02t0時(shí)間內(nèi),物體的位移大小為B.在t0時(shí),拉力的功率為C.在2t03t0時(shí)間內(nèi),拉力所做的功為D.在03t0時(shí)間內(nèi),拉力的平均功率為A.在02t0時(shí)間內(nèi),物體的位移大小為B.在t0時(shí),拉力的44【解析】選D。開(kāi)始時(shí)物體的加速
16、度:在02t0時(shí)間內(nèi),物體的位移大小為:x1=故A錯(cuò)誤;在t0時(shí)物體的速度:v1=a1t0=拉力的功率:P1=5F0v1cos37=故B錯(cuò)誤;在2t03t0時(shí)間內(nèi),物體的加速度:a2=【解析】選D。開(kāi)始時(shí)物體的加速度:拉力的功率:P1=5F045在2t0末物體的速度:v2=a12t0=在2t03t0時(shí)間內(nèi),物體的位移:x2=v2t0+所以在2t03t0時(shí)間內(nèi),拉力做的功:W2=9F0 x2=故C錯(cuò)誤;在03t0時(shí)間內(nèi)拉力F對(duì)物體做的功:W=5F0cos37x1+W2=在2t0末物體的速度:v2=a12t0=在2t03t046所以在03t0時(shí)間內(nèi),拉力的平均功率為:故D正確。所以在03t0時(shí)間內(nèi)
17、,拉力的平均功率為:故D正確。47【素養(yǎng)訓(xùn)練】1.設(shè)一個(gè)學(xué)生在平直公路上以一般速度騎自行車,所受阻力約為車、人總重的0.03倍,則學(xué)生的功率最接近于()A.1 000 WB.1 WC.100 WD.10 W【素養(yǎng)訓(xùn)練】()B.1 WC.100 WD.10 W48【解析】選C。一個(gè)學(xué)生與車的質(zhì)量約為50 kg,重力就是500 N,則受到的阻力的大小為15 N,騎自行車的速度一般約為1520 km/h,即約為56 m/s,取大小為6 m/s,則勻速行駛時(shí),學(xué)生的功率P=Fv=fv=156 W=90 W,最接近的為C選項(xiàng)100 W。故A、B、D錯(cuò)誤,C正確?！窘馕觥窟xC。一個(gè)學(xué)生與車的質(zhì)量約為50
18、kg,重力就是50492.每年春節(jié)前溫州農(nóng)村都有搗年糕的習(xí)俗,借此來(lái)寓意“年年發(fā)財(cái)、步步高升”。搗年糕時(shí),一人將“石杵”一起一落揮動(dòng),另一人在“石杵”揮動(dòng)的間隙迅速翻動(dòng)米粉團(tuán),直到米粉團(tuán)柔軟而有彈性。已知“石杵”質(zhì)量為20 kg,每分鐘上下?lián)]動(dòng)20下,每次重心上升的高度約為90 cm,則人揮動(dòng)“石杵”做功的功率約為 ()2.每年春節(jié)前溫州農(nóng)村都有搗年糕的習(xí)俗,借此來(lái)寓意“年年發(fā)財(cái)50A.60 WB.120 WC.180 WD.540 WA.60 WB.120 WC.180 WD.540 W51【解析】選A。揮動(dòng)“石杵”一次所做的功:W=mgh=20100.9 J=180 J;1 min內(nèi)做的總
19、功:W總=nW=20 180 J=3 600 J,則人揮動(dòng)“石杵”做功的平均功率:故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。【解析】選A。揮動(dòng)“石杵”一次所做的功:W=mgh=2052【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.如圖所示是健身用的“跑步機(jī)”示意圖,質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員踩在與水平面成角的靜止皮帶上,運(yùn)動(dòng)員用力后蹬皮帶,皮帶運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的摩擦力恒定為Ff,使皮帶以速度v勻速運(yùn)動(dòng),則在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中下列說(shuō)法正確的是()【補(bǔ)償訓(xùn)練】53A.人對(duì)皮帶不做功B.人腳對(duì)皮帶的摩擦力是皮帶運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力C.人對(duì)皮帶做功的功率為Ffv cos D.人對(duì)皮帶做功的功率為mgvA.人對(duì)皮帶不做功54【解析】選B。在人對(duì)皮帶摩擦力作用下,皮帶發(fā)生了位移,
20、則人對(duì)皮帶做功,故A錯(cuò)誤;人腳對(duì)皮帶摩擦力方向與皮帶運(yùn)動(dòng)方向相同,是皮帶運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力,故B正確;人對(duì)皮帶做功的功率P=Ffv,故C、D錯(cuò)誤。【解析】選B。在人對(duì)皮帶摩擦力作用下,皮帶發(fā)生了位移,則人對(duì)552.在全國(guó)女子手球錦標(biāo)賽比賽中,某運(yùn)動(dòng)員將質(zhì)量為0.4 kg的手球以3 m/s的速度水平拋出,當(dāng)手球的速度為5 m/s時(shí),重力的瞬時(shí)功率為(不計(jì)空氣阻力,重力加速度取10 m/s2)()A.1.6 WB.2 WC.16 WD.20 W2.在全國(guó)女子手球錦標(biāo)賽比賽中,某運(yùn)動(dòng)員將質(zhì)量為速度取10 56【解析】選C。根據(jù)平行四邊形定則知,手球的豎直分速度為:vy=重力的瞬時(shí)功率為:m/s=4 m/s,
21、P=mgvy=0.4104 W=16 W故C正確,A、B、D錯(cuò)誤?！窘馕觥窟xC。根據(jù)平行四邊形定則知,手球的豎直分vy=m/s57三 機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題1.兩種啟動(dòng)方式的過(guò)程分析:三 機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題1.兩種啟動(dòng)方式的過(guò)程分析:58新人教版高中物理必修二功與功率教學(xué)ppt課件教師版592.機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題中幾個(gè)物理量的求法:(1)機(jī)車的最大速度vm的求法:機(jī)車達(dá)到勻速前進(jìn)時(shí)速度最大,此時(shí)牽引力F等于阻力Ff,故(2)勻加速啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間的求法:牽引力F=ma+Ff,勻加速的最后速度vm=時(shí)間t=2.機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題中幾個(gè)物理量的求法:60(3)瞬時(shí)加速度的求法:據(jù)F=求出牽引力,則加速度(3)瞬時(shí)加速度的求法:據(jù)
22、F=求出牽引力,則加速度61【思考討論】情境:如圖,汽車以恒定功率啟動(dòng)?！舅伎加懻摗?2討論:(1)汽車的加速度如何變化?汽車做什么運(yùn)動(dòng)?(科學(xué)思維)(2)用P=Fv研究汽車啟動(dòng)時(shí),F是什么力?(物理觀念)提示:(1)汽車的加速度減小,汽車做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)。(2)F是汽車的牽引力。討論:(科學(xué)思維)(物理觀念)提示:(1)汽車的加速度減小,63【典例示范】2019年6月17日22時(shí)55分我國(guó)四川宜賓發(fā)生6.0級(jí)地震,震源深度16千米,致使12人遇難,134人受傷。地震發(fā)生后,四川省公安廳交警總隊(duì)緊急調(diào)度宜賓、成都及沿線高速交警搶通受損道路,開(kāi)辟救援綠色通道。已知大型機(jī)械一旦進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng),其作
23、用非常巨大,一臺(tái)起重機(jī)由靜止開(kāi)始勻加速豎直提起質(zhì)量為m的重物,當(dāng)重物的【典例示范】64速度為v1時(shí),起重機(jī)的有用功率達(dá)到最大值P,以后起重機(jī)保持該功率不變,繼續(xù)提升重物,直到以最大速度勻速上升為止,重力加速度為g,空氣阻力不計(jì)。(1)試對(duì)重物上升的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行運(yùn)動(dòng)性質(zhì)分析。(2)求鋼繩的最大拉力為多大?(3)求重物的最大速度為多大?速度為v1時(shí),起重機(jī)的有用功率達(dá)到最大值P,以后起重機(jī)保持該65【解析】(1)重物開(kāi)始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),達(dá)到速度v1時(shí),有用功率達(dá)到最大,此后保持該功率不變,根據(jù)P=Fv可知,速度繼續(xù)增大,牽引力減小,根據(jù)F-mg=ma可知加速度減小,當(dāng)加速度減小到零時(shí),速度達(dá)
24、到最大。【解析】(1)重物開(kāi)始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),達(dá)到速度v1時(shí),66(2)在勻加速階段,鋼繩的拉力最大,根據(jù)P=Fv1,解得F=(3)當(dāng)牽引力等于重力時(shí),速度達(dá)到最大即P=mgv,解得v=(2)在勻加速階段,鋼繩的拉力最大,67答案:(1)重物上升的整個(gè)過(guò)程先向上做勻加速運(yùn)動(dòng),達(dá)到額定功率后做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng),最終達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)。(2)(3)答案:(1)重物上升的整個(gè)過(guò)程先向上做勻加速運(yùn)動(dòng),達(dá)到額定功68【素養(yǎng)訓(xùn)練】1.一輛重1 t的汽車,其發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為10 kW。當(dāng)它以0.6 m/s2的加速度在水平路面上勻加速行駛過(guò)程中,測(cè)得當(dāng)其發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率為6 kW時(shí),其速度為6 m/s。由
25、此可知該汽車在此路面上行駛時(shí)可能達(dá)到的最大速度是()A.6 m/sB.10 m/sC.16.7 m/s D.25 m/s【素養(yǎng)訓(xùn)練】度是()A.6 m/sB.10 m/sC69【解析】選D。當(dāng)其發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率為6 kW時(shí),其速度為6 m/s,則此時(shí)的牽引力F=1 000 N,根據(jù)牛頓第二定律得:F-f=ma解得:f=(1 000-0.61 000)N=400 N;當(dāng)牽引力等于阻力時(shí),速度最大,則vm=m/s=25 m/s?！窘馕觥窟xD。當(dāng)其發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率為6 kW時(shí),其速度為6 m702.如圖所示為汽車的加速度a與車速倒數(shù) 的關(guān)系圖像,若汽車質(zhì)量為4103 kg,它由靜止開(kāi)始沿平直公路行駛,且
26、行駛中阻力恒定,最大車速為30 m/s,求:2.如圖所示為汽車的加速度a與車速倒數(shù) 的關(guān)系圖像,若汽車71(1)汽車的額定功率。(2)當(dāng)汽車的速度為20 m/s時(shí)汽車的加速度的大小。(1)汽車的額定功率。72【解析】(1)設(shè)汽車的額定功率為P,所受的阻力大小為f。由題圖知,汽車的最大速度為vm=30 m/s,此時(shí)汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng),有F=f,代入得:P=Fvm=f30 m/s當(dāng)m-1s時(shí),a=2 m/s2根據(jù)牛頓第二定律得:-f=ma【解析】(1)設(shè)汽車的額定功率為P,所受的阻力大小根據(jù)牛頓第73代入得:-f=41032 N由解得:f=4103 N,P=1.2105 W(2)當(dāng)汽車的速度為v=
27、20 m/s時(shí),根據(jù)牛頓第二定律有:F-f=ma又P=Fv聯(lián)立解得a=0.5 m/s2答案:(1)1.2105 W (2)0.5 m/s2代入得:-f=41032 N由解得:f=474【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.水平路面上行駛的汽車所受到的阻力大小與汽車行駛的速率成正比。若汽車從靜止出發(fā),先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),達(dá)到額定功率后保持額定功率行駛,則在整個(gè)行駛過(guò)程中,汽車受到的牽引力大小與阻力大小關(guān)系圖像正確的是 ()【補(bǔ)償訓(xùn)練】圖像正確的是 ()75新人教版高中物理必修二功與功率教學(xué)ppt課件教師版76【解析】選A。若汽車從靜止出發(fā),先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),在勻加速運(yùn)動(dòng)階段,由F-Ff=ma可得,F=Ff+ma。牽
28、引力隨阻力的增大而均勻增大,圖像C、D錯(cuò)誤。達(dá)到額定功率后保持額定功率行駛,由F=與阻力成反比,圖像A正確,B錯(cuò)誤。Ff=kv可知,牽引力【解析】選A。若汽車從靜止出發(fā),先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),在勻加速772.水平面上靜止放置一質(zhì)量為m=0.2 kg的物塊,固定在同一水平面上的小型電動(dòng)機(jī)通過(guò)水平細(xì)線牽引物塊,使物塊由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),2 s末達(dá)到額定功率,其v-t圖像如圖所示,物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.1,g取10 m/s2,電動(dòng)機(jī)與物塊間的距離足夠遠(yuǎn)。2.水平面上靜止放置一質(zhì)量為m=0.2 kg的物塊,固定在同78(1)求物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的牽引力大小。(2)求電動(dòng)機(jī)的額
29、定功率。(3)求物塊在電動(dòng)機(jī)牽引下,最終能達(dá)到的最大速度的大小。(1)求物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的牽引力大小。79【解析】(1)根據(jù)圖像知?jiǎng)蚣铀贂r(shí)的加速度為a=m/s2=0.4 m/s2f=mg=0.10.210 N=0.2 N根據(jù)F=f+ma=(0.2+0.20.4)N=0.28 N【解析】(1)根據(jù)圖像知?jiǎng)蚣铀贂r(shí)的加速度為a=m/s2=080(2)2 s末電動(dòng)機(jī)達(dá)到額定功率P=Fv2=0.280.8 W=0.224 W(3)當(dāng)F=f時(shí),速度達(dá)最大,vm=m/s=1.12 m/s答案:(1)0.28 N (2)0.224 W(3)1.12 m/s(2)2 s末電動(dòng)機(jī)達(dá)到額定功率(3)1.1
30、2 m/s81【拓展例題】考查內(nèi)容:機(jī)車啟動(dòng)的其他圖像的分析【典例示范】一輛汽車在平直的公路上以某一初速度運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持恒定的牽引功率,其加速度a和速度的倒數(shù) 的關(guān)系圖像如圖所示。若已知汽車的質(zhì)量,則根據(jù)圖像所給的信息,不能求出的物理量是 ()【拓展例題】考查內(nèi)容:機(jī)車啟動(dòng)的其他圖像的分析度的倒數(shù) 82A.汽車的功率B.汽車行駛的最大速度C.汽車所受到的阻力D.汽車運(yùn)動(dòng)到最大速度所需的時(shí)間A.汽車的功率83【正確解答】選D。由F-Ff=ma,P=Fv可得:a=對(duì)應(yīng)圖線可知,=k=40 m2/s3,可求出汽車的功率P,由a=0時(shí),=0.05 m-1s可得:vm=20 m/s,再由vm=可求出汽車受到的阻力Ff,但無(wú)法求出汽車運(yùn)動(dòng)到最大速度所需的時(shí)間。【正確解答】選D。由F-Ff=ma,P=Fv可得:a=84【課堂回眸】【課堂回眸】85
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