高一物理必修二7.3功率课件

1、2021/2/111 2021/2/112 2021/2/113 乙起重机在乙起重机在 30秒秒 内把内把 1吨的货物提到相同的高度 吨的货物提到相同的高度 甲起重机在甲起重机在 60秒秒 内把内把 1吨的货物提到预定的高度 吨的货物提到预定的高度 2021/2/114 两球同时从不同高度作自由落体运两球同时从不同高度作自由落体运 动动, ,如图所示如图所示, ,若若m m1 1=0.5kg,m=0.5kg,m2 2=10kg=10kg， h h1 1=20m=20m，h h2 2=5m=5m，则重力对两球做的功分，则重力对两球做的功分 别为多少别为多少?(g=10m/s?(g=10m/s2

2、2) ) h h1 1 h h2 2 两球完成做功过程所需的时间又分别为两球完成做功过程所需的时间又分别为 多少？多少？ 如何来比较做功的快慢如何来比较做功的快慢? ? 2021/2/115 1 1、物理意义、物理意义:是表示力对物体做功是表示力对物体做功快慢快慢的物理量。的物理量。 3、公式公式: 比值定义法比值定义法 4 4、功率是标量。功率表示做功过程中能量转化功率是标量。功率表示做功过程中能量转化 的快慢。的快慢。 5、功率的单位、功率的单位:瓦特（瓦特（W）常用单位）常用单位: kW 11 /1/WJ SNm s 3 110KWW 一、功率的概念一、功率的概念 W P t 2021/

3、2/116 例题例题:一个质量是一个质量是1.0kg的物体的物体,从地面上方从地面上方20m高高 处开始做自由落体运动处开始做自由落体运动, (g取取10m/s2) 第第1s内下落的位移是多少内下落的位移是多少? 这这1s内重力对物体做多少功内重力对物体做多少功? 第第2s内物体下落的位移是多少内物体下落的位移是多少? 这这1s内重力对物体做多少功？内重力对物体做多少功？ 前前1s和后和后1s重力对物体做功的功率各是多大？重力对物体做功的功率各是多大？ 这这2s时间内重力对物体做功的功率是多大？时间内重力对物体做功的功率是多大？ h1=5m w1=50J h2=15m w2=150J P1=5

4、0W P2=150W P3=100W 反思反思:通过以上的计算通过以上的计算,说明了什么问题说明了什么问题? 2021/2/117 说明说明:即使是同一个力做功即使是同一个力做功,做功的功率也可能做功的功率也可能 是变化的是变化的,在一段时间内力对物体做功的功率在一段时间内力对物体做功的功率, 实际上是这段时间内力对物体做功的平均功率。实际上是这段时间内力对物体做功的平均功率。 平均功率平均功率: :描述一段时间内做功的平均快慢描述一段时间内做功的平均快慢 瞬时功率瞬时功率: :表示在某一时刻做功的快慢表示在某一时刻做功的快慢 P t W 当当 t 很短很短很短很短 时时,此式表示此式表示 瞬

5、时功率瞬时功率 当当 t 表示一段表示一段 时间时时间时,此式此式 表示平均功率表示平均功率 二、平均功率和瞬时功率二、平均功率和瞬时功率 2021/2/118 一个物体在水平恒力一个物体在水平恒力F F的作用下的作用下, ,以速度以速度v v匀速直线运动了一段匀速直线运动了一段 时间时间t,t,试求这段时间试求这段时间t t内恒力内恒力F F做功的功率。做功的功率。 WFS W P t FS P t PFv Svt 若力若力F与水平成与水平成角呢角呢? 2021/2/119 WFscos P t W P Fvcos P t Fscos v F v1 v2 F v F2 F1 P vFcos

6、P Fvcos v t S 三、功率与速度的关系三、功率与速度的关系 2021/2/1110 PF v cos 若若v表示瞬时速度表示瞬时速度,则则 P 表示瞬时功率表示瞬时功率 若若 v表示平均表示平均 速度速度,则则P 表示表示 平均功率平均功率 对于公式对于公式 P = F v 1、当当P 一定时一定时,F 和和 v 有什么关系有什么关系? 2、当、当F 一定时一定时,P 和和 v 有什么关系有什么关系? 3、当、当v 一定时一定时,F 和和 P 有什么关系有什么关系? 当当F与与v同方同方 向时（向时（ 0）, ,PFv 2021/2/1111 人力直接做功能否像起重机做功那样快人力直

7、接做功能否像起重机做功那样快? 汽车做功能否像飞机做功那样快汽车做功能否像飞机做功那样快?人如果做功过人如果做功过 快快,会产生什么后果呢会产生什么后果呢?汽车超负荷运转会产生什么汽车超负荷运转会产生什么 后果呢？后果呢？ 奥运长跑运动员能否用奥运长跑运动员能否用100m短跑的速度来完成短跑的速度来完成 5000m的赛跑路程呢的赛跑路程呢?为什么为什么? 人做功过快人做功过快,会引起疲劳、甚至受伤、生病等会引起疲劳、甚至受伤、生病等, 汽车超负荷工作会造成发动机熄火或烧毁。汽车超负荷工作会造成发动机熄火或烧毁。 人与机器一样人与机器一样,不能长时间超负荷运动不能长时间超负荷运动,短跑运动员在短

8、跑运动员在 100m赛跑中赛跑中,时间只是十几秒，能以最大的速度跑完全程，时间只是十几秒，能以最大的速度跑完全程， 此时运动员的输出功率是正常时的数十倍。在此时运动员的输出功率是正常时的数十倍。在5Km的长的长 跑运动中，运动员不可能长时间超负荷运动。跑运动中，运动员不可能长时间超负荷运动。 2021/2/1112 二、额定功率和实际功率二、额定功率和实际功率 1、额定功率、额定功率:是指机器在额定转速下可以长时间是指机器在额定转速下可以长时间 工作的工作的最大最大输出功率输出功率,也就是机器铭牌上的标称也就是机器铭牌上的标称 值。值。 2、实际功率、实际功率:是指机器在工作中是指机器在工作中

9、实际实际输出的功率。输出的功率。 3、机器不一定在额定功率下工作、机器不一定在额定功率下工作,机器正常工作机器正常工作 时时实际功率实际功率总是小于或等于总是小于或等于额定功率额定功率,机器只能机器只能 在短暂时间内实际功率在短暂时间内实际功率略大于略大于额定功率，但不允额定功率，但不允 许许长时间长时间超过额定功率。超过额定功率。 2021/2/1113 说 明 在日常生活中在日常生活中,我们经常说某台机器的功我们经常说某台机器的功 率率,或某物体做功的功率或某物体做功的功率,实际上是指某个实际上是指某个 力对物体做功的功率。力对物体做功的功率。 例如例如: 1、汽车的功率就是汽车牵引力的功

10、率、汽车的功率就是汽车牵引力的功率 2、起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力、起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力 的功率的功率 2021/2/1114 汽车以汽车以额定功率额定功率在平直公路行驶时在平直公路行驶时,若前方遇到了一段较陡的上坡路段若前方遇到了一段较陡的上坡路段,汽汽 车司机要做好什么调整车司机要做好什么调整,才能确保汽车驶到坡顶才能确保汽车驶到坡顶?为什么为什么? 对于公式对于公式 P = F v 1、当当P 一定时一定时,F 和和 v 有什么关系有什么关系? 2、当、当F 一定时一定时,P 和和 v 有什么关系有什么关系? 3、当、当v 一定时一定时,F 和和 P 有什么关系有什么关

11、系? 2021/2/1115 解解: : 由由P = =Fv 得得 匀速行使时匀速行使时, 汽车的牵引力汽车的牵引力F = =F阻 阻= = 1800N 某型号汽车发动机的额定功率为某型号汽车发动机的额定功率为60kW,在水在水 平路面上行使时受到的阻力是平路面上行使时受到的阻力是1800N,求发动求发动 机在额定功率下汽车匀速行使的速度机在额定功率下汽车匀速行使的速度.在同样在同样 的阻力下的阻力下,如果匀速行使速度只有如果匀速行使速度只有54km/h,发发 动机输出的实际功率是多少动机输出的实际功率是多少? F P v = = 1800 60000 = m/s=33.3m/s=120km/

12、h v=54km/h=15m/ s 以较低的速度行使时以较低的速度行使时, 实际功率实际功率P =Fv =180015W=27kW 注意注意: :汽车的功率就是汽车牵引力的功率汽车的功率就是汽车牵引力的功率 2021/2/1116 2 2、定义式、定义式: : P t W 1 1、物理意义、物理意义: :表示做功快慢的物理量表示做功快慢的物理量 3、计算式、计算式:P = F v cos 该式一般用于求该式一般用于求平均功率平均功率 4 4、单位、单位: :在国际单位制中在国际单位制中 瓦特瓦特 W 该式用于求该式用于求瞬时功率、平均功率瞬时功率、平均功率 2021/2/1117 练习题练习题

13、 1、关于功率关于功率,下列说法中正确的是（下列说法中正确的是（ ） A、功率是说明做功多少的物理量功率是说明做功多少的物理量 B、功率是说明力做功快慢的物理量功率是说明力做功快慢的物理量 C、做功时间越长做功时间越长,功率一定小功率一定小 D、力做功越多力做功越多,功率一定大功率一定大 B 2 关于功率以下说法中正确的是（）关于功率以下说法中正确的是（） A、据、据 P=W/t可知可知,机器做功越多机器做功越多,其功率就其功率就 越大越大 B、据、据 P=Fv可知可知,汽车牵引力一定与速度成汽车牵引力一定与速度成 反比反比 C、据、据 P=W/t可知，只要知道时间可知，只要知道时间t内机器内

14、机器 所做的功，所做的功， 就可以求得这段时间内任一时刻机器做就可以求得这段时间内任一时刻机器做 功的功率功的功率 D、根据、根据 P=Fv可知，发动机功率一定时，可知，发动机功率一定时， 交通工具的交通工具的 牵引力与运动速度成反比。牵引力与运动速度成反比。 D 3.关于功率关于功率,下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ） A不同物体做相同的功不同物体做相同的功,它们的功率一定相它们的功率一定相 同同 B物体做功越多物体做功越多,它的功率就越大它的功率就越大 C物体做功越快，它的功率就越大物体做功越快，它的功率就越大 D发动机的额定功率与实际功率可能相等，发动机的额定功率与实际功率可能相等

15、， 也可能不相等也可能不相等 3CD 2021/2/1118 例题例题 4 4某人用同一水平恒力某人用同一水平恒力F先后两次拉同一先后两次拉同一 物体物体, ,第一次使此物体沿光滑水平面前第一次使此物体沿光滑水平面前 进进s距离距离, ,第二次使此物体沿粗糙水平也第二次使此物体沿粗糙水平也 前进前进s距离距离, ,若先后两次拉力做的功为若先后两次拉力做的功为 W1和和W2，拉力做功的功率是，拉力做功的功率是P1和和P2， 则则( )( ) A. W1=W2，P1=P2B. W1=W2，P1 P2 C. W1W2，P1P2 D. W1W2， P1=P2 B 12.自动扶梯以恒定的速度自动扶梯以恒

16、定的速度v运转运转,运送人员运送人员 上楼上楼.一个人第一次站到扶梯上后相对扶梯一个人第一次站到扶梯上后相对扶梯 静止不动静止不动,扶梯载他上楼过程中对他做功为扶梯载他上楼过程中对他做功为 W1,做功功率为做功功率为P1.第二次这人在运动的扶第二次这人在运动的扶 梯上又以速度梯上又以速度v相对扶梯同时匀速上走相对扶梯同时匀速上走.这次这次 扶梯对人做功为扶梯对人做功为W2，做功功率为，做功功率为P2.以下说以下说 法中正确的是（法中正确的是（ ） A.W1W2,P1PB.W1W2,P1=P2 C.W1=W2,P2P1D.W1=W2,P1=P2 解析解析:选选B.在这两种情况下在这两种情况下,电

17、梯对人的电梯对人的 作用力均等于人的重力作用力均等于人的重力,电梯的运行速度电梯的运行速度 保持不变保持不变,由由P=Fv可知，可知，P1=P2,做功的做功的 时间，时间，t1t2,由由W=Pt可知，可知，W1W2， 故故B正确正确. 2021/2/1119 4 质量为质量为2 kg的物体的物体,受到受到24 N竖直向上的拉力竖直向上的拉力,由由 静止开始运动静止开始运动,经过经过5 s，求，求5 s内拉力对物体所做的功是多内拉力对物体所做的功是多 少少?5 s内拉力的平均功率及内拉力的平均功率及5 s末拉力的瞬时功率各是多少末拉力的瞬时功率各是多少? （g取取10 m/s2） 【解析解析】对

18、物体受力对物体受力 分析分析,如图如图7-3-3所示由所示由 牛顿第二定律得牛顿第二定律得 5 s内物体的位移内物体的位移 x=1/2at2=1/2252 m=25 m, 其方向竖直向上其方向竖直向上. 5 s末物体的速度末物体的速度v=at=25 m/s=10 m/s, 其方向竖直向上其方向竖直向上. 故故 5 s内拉力的功为内拉力的功为W=Fx=2425 J=600 J, 5 s内拉力的平均功率为内拉力的平均功率为 P=W/t=600/5W=120 W. 5 s末拉力的瞬时功率为末拉力的瞬时功率为P=Fv=2410 W=240 W. 22 242 10 m/s2m/s , 2 Fmg a

19、m 2021/2/1120 【答案答案】600 J 120 W 240 W 【点评点评】在求解功率时应注意在求解功率时应注意: （1）首先一定要明确是求哪一个力的功率）首先一定要明确是求哪一个力的功率,还是还是 求合力的功率求合力的功率. （2）若求平均功率）若求平均功率,还需明确是求哪段时间内的还需明确是求哪段时间内的 平均功率平均功率,一般用公式一般用公式P=W/t来计算来计算. （3）若求瞬时功率，需明确是哪一时刻或哪一）若求瞬时功率，需明确是哪一时刻或哪一 位置，再确定该时刻或该位置的速度，应用公式位置，再确定该时刻或该位置的速度，应用公式 P=Fv，如果，如果F、v不同向，则用不同向

20、，则用P=Fvcos来计来计 算算. 2021/2/1121 3.一质量为一质量为m的物体的物体,从倾角为从倾角为的光滑斜面顶端由静止下滑的光滑斜面顶端由静止下滑,下滑时离下滑时离 地面的高度为地面的高度为h,如图如图7-3-5所示，当物体滑到斜面底端时，重力的瞬所示，当物体滑到斜面底端时，重力的瞬 时功率为（）时功率为（） 2mggh 2mggh 2mggh 2mggh A. B. sin cos . sin2 C. D 选选B 2021/2/1122 6 6、从空中以、从空中以40m/s40m/s的初速度平抛的初速度平抛 一重为一重为10N10N的物体的物体物体在空中物体在空中 运动运动3

21、s3s落地落地, ,不计空气阻力不计空气阻力, ,取取 g=10m/sg=10m/s2 2, ,则物体落地时，重力则物体落地时，重力 的瞬时功率为的瞬时功率为( )( ) A. 400W B. 300W C. 500W D. 700W B 7.质量相同的质量相同的A、B两球两球,分别从同一高度以分别从同一高度以 不同的初速度水平抛出不同的初速度水平抛出,A球初速度球初速度vA小于小于B 球初速度球初速度vB,不计空气阻力，则从抛出到落不计空气阻力，则从抛出到落 地过程中有（地过程中有（ ） A.重力对重力对A球做功的平均功率小些球做功的平均功率小些 B.重力对重力对A、B两球做功的平均功率相同

22、两球做功的平均功率相同 C.落地时落地时B球重力的瞬时功率较大球重力的瞬时功率较大 D.落地时落地时A、B两球重力的瞬时功率相等两球重力的瞬时功率相等 9一位高中三年级的男生在平直的公路上以一位高中三年级的男生在平直的公路上以 较快的速度匀速骑自行车较快的速度匀速骑自行车,所受的阻力为车所受的阻力为车 和人总重力的和人总重力的0.05倍倍,则该男生的功率接近则该男生的功率接近 于（于（ ） A.40 W B.100 W C.250 W D.500 W BD C 2021/2/1123 5 用轻绳悬挂一小球，将小用轻绳悬挂一小球，将小 球拉至如图球拉至如图7-3-4所示的水平所示的水平 位置，然

23、后放手使小球从静位置，然后放手使小球从静 止开始向下摆动，在小球摆止开始向下摆动，在小球摆 向最低点过程中，重力对小向最低点过程中，重力对小 球做功的功率（球做功的功率（ ）5 图图7-3-4 A.保持不变保持不变 B.不断变大不断变大 C.不断变小不断变小 D.先变大先变大,后变小后变小 解析解析:选选D.在最高点时在最高点时,由于速度为零由于速度为零,重力对重力对 小球做功的功率为小球做功的功率为P=Fv=0. 在最低点时在最低点时,由于速度与重力方向垂直，重由于速度与重力方向垂直，重 力对小球做功的功率力对小球做功的功率P=Fvcos90=0. 由此可见，选项由此可见，选项D正确正确.

24、2021/2/1124 13.关于功率公式关于功率公式P=W/t和和P=Fv的说法正确的是（的说法正确的是（ ） A.由由P=W/t可知可知,只要知道只要知道W和和t就可求出任意时刻的功率就可求出任意时刻的功率 B.由由P=Fv只能求某一时刻的瞬时功率只能求某一时刻的瞬时功率 C.由由P=Fv知知,汽车的功率和它的速度成正比汽车的功率和它的速度成正比 D.从从P=Fv知知,当汽车的发动机功率一定时，牵引力与速度成反比当汽车的发动机功率一定时，牵引力与速度成反比 解析解析:选选D.P=W/t计算的是时间计算的是时间t内的平均功率内的平均功率,P=Fv既可计算瞬时功率既可计算瞬时功率, 也可计算平

25、均功率也可计算平均功率,但由于涉及三个量，只有在一个量确定不变时，但由于涉及三个量，只有在一个量确定不变时， 才能判断另外两个量之间的关系，故才能判断另外两个量之间的关系，故D正确正确. 14.（2010年海口高一检测）李华同学在坐公交车回家的路上发现年海口高一检测）李华同学在坐公交车回家的路上发现:每每 当上坡时司机都要换挡（假设汽车以额定功率从水平路面上坡）当上坡时司机都要换挡（假设汽车以额定功率从水平路面上坡）.对对 司机换挡的目的他提出了以下几种司机换挡的目的他提出了以下几种 说法说法,你认为正确的是（你认为正确的是（ ） A.增大速度增大速度,增大牵引力增大牵引力B.减小速度减小速度

26、,减小牵引力减小牵引力 C.增大速度，减小牵引力增大速度，减小牵引力D.减小速度，增大牵引力减小速度，增大牵引力 解析解析:选选D.汽车在上坡时汽车在上坡时,汽车的牵引力除了需要克汽车的牵引力除了需要克 服阻力以外服阻力以外,还要克服重力在沿斜坡向下的分力还要克服重力在沿斜坡向下的分力,所所 以需要增大牵引力，由以需要增大牵引力，由F引引=P/v，在功率，在功率P不变时不变时 要增大牵引力要增大牵引力F，必须减小速度，必须减小速度 v. 2021/2/1125 15.设汽车行驶时所受阻力与它的速度成正比设汽车行驶时所受阻力与它的速度成正比,如果汽车以速度如果汽车以速度v匀速匀速 行驶时行驶时,

27、发动机的功率为发动机的功率为P.当汽车以速度当汽车以速度2v匀速行驶时匀速行驶时,汽车发动机的汽车发动机的 功率为（功率为（ ） A.P B.2P C.3P D.4P 解析解析:选选D.这是一个变力做功的问题这是一个变力做功的问题.由题意知汽车以速度由题意知汽车以速度v匀速行驶时匀速行驶时, 汽车的牵引力为汽车的牵引力为F1=Ff=kv,此时汽车的功率为此时汽车的功率为:P=F1v=kv 2 当汽车以速度当汽车以速度2v匀速行驶时匀速行驶时,汽车的牵引力变为汽车的牵引力变为F2=Ff=k2v，此时汽，此时汽 车的功率变为车的功率变为: P2=F22v=4kv2 结合两式可得结合两式可得P2=4

28、P. 2021/2/1126 类型类型1 1: :机车以恒定功率机车以恒定功率 P 启动启动 PF v 发动机的发动机的 实际功率实际功率 发动机的牵引力发动机的牵引力 机车的瞬机车的瞬 时速度时速度 当当F= =F阻 阻时 时, a0 ,v达到达到 最大最大 保持保持 vm 匀速匀速 vF v P a m FF阻 阻 vm F阻 阻 P 加速度逐渐减小的加速度逐渐减小的 变加速直线运动变加速直线运动 匀速直匀速直 线运动线运动 2021/2/1127 vm 机车以恒定功率启动的机车以恒定功率启动的v t 图图 先做加速度逐渐减小的变加速直线运先做加速度逐渐减小的变加速直线运 动动, ,最终以

29、速度最终以速度 做匀速直线运动。做匀速直线运动。vm F阻 阻 P v t 0 2021/2/1128 （2010年郑州高一检测）质量为年郑州高一检测）质量为 m=5103 kg的汽车在水平公路上行驶的汽车在水平公路上行驶,阻力是阻力是 车重的车重的0.1倍倍.让车保持额定功率为让车保持额定功率为60 kW,从静从静 止开始行驶止开始行驶,求（求（g取取10 m/s2）: （1）汽车达到的最大速度）汽车达到的最大速度vmax; （2）汽车车速）汽车车速v1=2 m/s时的加速度时的加速度. 2021/2/1129 【思路点拨思路点拨】汽车的功率即为牵引力的功率汽车的功率即为牵引力的功率,则则

30、P=Fv,当当F=F阻 阻时 时,速度为速度为vmax;当汽车以额定功率启当汽车以额定功率启 动时动时P=P0不变，可由不变，可由 求解不同速度对应的牵求解不同速度对应的牵 引力引力. 【解析解析】（1）由）由P=Fv=F阻 阻vmax得 得: （2）由）由P=Fv得得F=P/v,当当v1=2 m/s时，时， 0 P F v 3 max 3 60 10 m/s12 m/s. 0.1 5 1010 P vPF mg 阻阻 3 4 1 1 60 10 N3 10 N, 2 P F v 2021/2/1130 由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得F1-F阻 阻=ma,所以 所以 【答案答案】（1）12

31、m/s（2）5 m/s2 【点评点评】机车以额定功率启动时机车以额定功率启动时,其运动可分为两其运动可分为两 个过程个过程:第一个过程是加速度逐渐减小的变加速直第一个过程是加速度逐渐减小的变加速直 线运动线运动,第二个过程就是匀速直线运动第二个过程就是匀速直线运动. 43 22 1 3 3 100.1 5 1010 m/s5 m/s . 5 10 Fmg a m 2021/2/1131 2.列车在恒定功率的机车牵引下列车在恒定功率的机车牵引下,从车站出发沿从车站出发沿 平直轨道行驶平直轨道行驶10 min,速度达到速度达到108 km/h的最大的最大 速度速度,那么这段时间内列车行驶的距离（那

32、么这段时间内列车行驶的距离（ ） A.等于等于18 km B.等于等于9 km C.一定小于一定小于9 km D.一定大于一定大于9 km，小于，小于18 km 2021/2/1132 解析解析:选选D.如图所示列车以恒定功率做变如图所示列车以恒定功率做变 加速运动加速运动,其位移为曲线下方的面积其位移为曲线下方的面积. 2021/2/1133 若是匀加速运动则若是匀加速运动则x1=108/21/6 km=9 km,若若 以以vm匀速运动匀速运动,则则x2=1081/6 km=18 km,所以，所以， 以恒定功率行驶的距离以恒定功率行驶的距离x1xx2，即，即9 kmx 18 km，故选，故选

33、D. 2021/2/1134 6.（2010年吉林质量检测）质量为年吉林质量检测）质量为2 t的汽的汽 车车,发动机输出的功率为发动机输出的功率为30 kW,在水平公在水平公 路上能达到的最大速度为路上能达到的最大速度为15 m/s,当汽车的当汽车的 速度为速度为10 m/s时，其加速度为多大时，其加速度为多大? 0.5 m/s2 2021/2/1135 6.（2010年浙江宁波联考）汽车在平直的年浙江宁波联考）汽车在平直的 公路上行驶公路上行驶,某一段时间内汽车的功率随时某一段时间内汽车的功率随时 间的变化如图间的变化如图7-3-6所示所示,设汽车运动过程中设汽车运动过程中 受到的阻力不变受

34、到的阻力不变,则在这一段时间内汽车的则在这一段时间内汽车的 运动情况可能运动情况可能 A.汽车做匀速直线运动汽车做匀速直线运动 B.汽车做匀加速直线运动汽车做匀加速直线运动 C.汽车做加速度增加的加速直线运动汽车做加速度增加的加速直线运动 D.汽车做加速度减小的加速直线运动汽车做加速度减小的加速直线运动 答案答案:AD 2021/2/1136 类型类型2 2: :机车以恒定加速度机车以恒定加速度 a 启动启动 当当F= = F阻 阻时 时, a0 ,v达到达到 最大最大 保持保持 vm 匀速匀速 F v P额 额 a m FF阻 阻 v vm F阻 阻 P额 额 加速度逐渐减小的加速度逐渐减小

35、的 变加速直线运动变加速直线运动 匀速直匀速直 线运动线运动 a m FF阻 阻 F v PF v 当当P= = P额 额时 时,保保 持持P额 额继续加速 继续加速 匀加速直线运动匀加速直线运动 2021/2/1137 机车以恒定加速度启动的机车以恒定加速度启动的v t 图图 先做匀加速直线运动先做匀加速直线运动, ,再做加速度逐再做加速度逐 渐减小的变加速直线运动渐减小的变加速直线运动, ,最终以速度最终以速度 做匀速直线运动。做匀速直线运动。 v t 0 vm F阻 阻 P额 额 vm 2021/2/1138 （2010年太原质检）质量为年太原质检）质量为m=4.0103 kg的汽车，发

36、动机的额定功率为的汽车，发动机的额定功率为P=40 kW， 汽车从静止开始以汽车从静止开始以a=0.5 m/s2的加速度行驶，的加速度行驶， 所受阻力所受阻力F阻 阻=2.0 103 N，则汽车匀加速行，则汽车匀加速行 驶的最长时间为多少？汽车可能达到的最驶的最长时间为多少？汽车可能达到的最 大速度为多少？大速度为多少？ 2021/2/1139 【思路点拨思路点拨】汽车从静止开始的加速运动可以分汽车从静止开始的加速运动可以分 为两个阶段为两个阶段. 第一阶段中第一阶段中,汽车从静止开始汽车从静止开始,以恒定加速度以恒定加速度a作匀作匀 加速直线运动加速直线运动.在这一个阶段中在这一个阶段中,汽

37、车发动机的牵汽车发动机的牵 引力为恒力，即引力为恒力，即F=ma+F阻 阻，这里 ，这里F阻 阻为运动中受 为运动中受 到的大小恒定的阻力到的大小恒定的阻力.由于发动机功率由于发动机功率 P=Fv=(ma+F阻 阻)v,汽车的速度从零逐渐增大，所 汽车的速度从零逐渐增大，所 以发动机的功率是从零逐渐增大到额定功率以发动机的功率是从零逐渐增大到额定功率. 2021/2/1140 第二阶段中第二阶段中,由于发动机的功率已经达到最大值由于发动机的功率已经达到最大值, 随着运动速度不断增大随着运动速度不断增大,牵引力逐渐变小，汽车的牵引力逐渐变小，汽车的 加速度也随之变小加速度也随之变小.这一阶段中汽

38、车加速度逐渐减这一阶段中汽车加速度逐渐减 小而速度仍不断增大小而速度仍不断增大.当发动机的牵引力等于阻力当发动机的牵引力等于阻力 时，汽车有最大速度时，汽车有最大速度. 2021/2/1141 【解析解析】设汽车匀加速行驶时，汽车发动机牵引设汽车匀加速行驶时，汽车发动机牵引 力为力为F，则根据牛顿第二定律，则根据牛顿第二定律F-F阻 阻=ma 得得F=ma+F阻 阻=4.0 1030.5 N+2.0103 N =4.0103 N， 设汽车匀加速运动过程的末速度为设汽车匀加速运动过程的末速度为v, 由由P=Fv得得 根据运动学公式根据运动学公式v=at,有有 3 3 40 10 m/s10m/s

39、 4.0 10 P v F 10 s20 s 0.5 v t a 2021/2/1142 当汽车加速度为零时当汽车加速度为零时,汽车有最大速度汽车有最大速度vmax, 此时此时,牵引力牵引力F=F阻 阻, 则则 【答案答案】20 s 20 m/s 【点评点评】把汽车在匀加速运动过程中的末速度把汽车在匀加速运动过程中的末速度 当成汽车运动过程中可能达到的最大速度当成汽车运动过程中可能达到的最大速度 是解答本题时易犯的错误是解答本题时易犯的错误. 3 max 3 40 10 m /s20 m /s. 2.0 10 PP v FF 阻阻 2021/2/1143 8.一辆小汽车在水平路面上由静止启动一

40、辆小汽车在水平路面上由静止启动,在前在前5 s内内 做匀加速直线运动做匀加速直线运动,5 s末达到额定功率末达到额定功率,之后保持之后保持 额定功率运动，其额定功率运动，其vt图象如图图象如图7-3-7所示所示.已知汽已知汽 车的质量为车的质量为m=2000 kg，汽车受到地面的阻力为，汽车受到地面的阻力为 车重的车重的0.1倍，则（倍，则（ ） A.汽车在前汽车在前5 s内的牵引力为内的牵引力为4000 N B.汽车在前汽车在前5 s内的牵引力为内的牵引力为6000N C.汽车的额定功率为汽车的额定功率为60 kW D.汽车的最大速度为汽车的最大速度为30 m/s 选选BCD 2021/2/

41、1144 9.质量为质量为m、发动机的额定功率为、发动机的额定功率为P0的汽的汽 车沿平直公路行驶车沿平直公路行驶,当它的加速度为当它的加速度为a时时,速速 度为度为v,测得发动机的实际功率为测得发动机的实际功率为P1，假设，假设 运动过程中所受阻力恒定，则它在平直公运动过程中所受阻力恒定，则它在平直公 路上匀速行驶的最大速度是（路上匀速行驶的最大速度是（ ） 0 1 P v Pmav（） 1 0 Pv Pmav（） A.v B.P1/ma C D. 2021/2/1145 11.某汽车发动机的额定功率为某汽车发动机的额定功率为P=60000W, 汽车的质量为汽车的质量为m=5000kg,该车

42、在水平路面该车在水平路面 上沿直线行驶时上沿直线行驶时,阻力是车重的阻力是车重的0.1倍，倍，g取取 10 m/s2，若汽车从静止开始且保持以，若汽车从静止开始且保持以 a=0.5 m/s2的加速度做匀加速运动，这一的加速度做匀加速运动，这一 过程能维持多长时间过程能维持多长时间? 16 s 2021/2/1146 12.（2010年金华十校联考）年金华十校联考）2010年年4月份青海玉月份青海玉 树发生树发生7.1级大地震级大地震,破坏性巨大破坏性巨大,山崩地裂山崩地裂,房屋倒房屋倒 塌，道路中断，给抗灾抢险工作带来很大难度，塌，道路中断，给抗灾抢险工作带来很大难度， 大型机械一旦进入现场，

43、其作用非常巨大大型机械一旦进入现场，其作用非常巨大.一起重一起重 机由静止开始匀加速竖直提起质量为机由静止开始匀加速竖直提起质量为m的重物，的重物， 当重物的速度为当重物的速度为v1时，起重机的有用功率达到最时，起重机的有用功率达到最 大值大值P，以后起重机保持该功率不变，继续提升，以后起重机保持该功率不变，继续提升 重物，直到以最大速度匀速上升为止，重力加速重物，直到以最大速度匀速上升为止，重力加速 度为度为g,空气阻力不计空气阻力不计. （1）试对重物上升的整个过程进行运动性质分）试对重物上升的整个过程进行运动性质分 析析. （2）求钢绳的最大拉力为多大）求钢绳的最大拉力为多大? （3）求

44、重物的最大速度为多大）求重物的最大速度为多大? 2021/2/1147 解析解析:（1）起重机达到最大功率之前）起重机达到最大功率之前,重物做匀加重物做匀加 速直线运动速直线运动,拉力拉力F不变不变,达到最大功率达到最大功率P之后，由之后，由 于速度继续增大，由于速度继续增大，由P=Fv知，知，F逐渐减小，加速逐渐减小，加速 度减小，重物做加速度越来越小的加速直线运动度减小，重物做加速度越来越小的加速直线运动. 最后达到匀速直线运动时，重物的速度最大最后达到匀速直线运动时，重物的速度最大. （2）重物做匀加速运动时，拉力）重物做匀加速运动时，拉力F最大，最大， Fm=P/v1. （3）重物做匀

45、速上升时，速度达到最大值）重物做匀速上升时，速度达到最大值vm， 此时此时F=mg.故由故由P=Fv得，得，vm=P/F=P/mg. 答案答案:（1）见解析（）见解析（2）P/v1（3）P/mg 2021/2/1148 3.质量为质量为100 t的机车从停车场出发的机车从停车场出发,做匀加速做匀加速 直线运动直线运动,经经225 m后速度达到后速度达到54 km/h.此时司此时司 机关闭发动机机关闭发动机,让机车做匀减速直线运动进站，让机车做匀减速直线运动进站， 机车又行驶了机车又行驶了125 m才停在站台上才停在站台上.设机车在运设机车在运 动过程中所受阻力不变，求动过程中所受阻力不变，求:

46、机车关闭发动机机车关闭发动机 前所受的牵引力前所受的牵引力. 2021/2/1149 解析：在加速阶段：解析：在加速阶段： 由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得 F引 引-F阻阻=ma1=100 1030.5 N=5104 N 减速阶段：初速度减速阶段：初速度v1=15 m/s末速度末速度v2=0位移位移 x2=125 m 由由v2t-v20=2ax得得 加速度加速度a2=-v21/2x2= -0.9 m/s2 22 2222 1 01 1 15 2m /s0.5 m /s 22 225 t v vvaxa x 得得 2021/2/1150 负号表示负号表示a2方向与方向与v1方向相反方向相反 由

47、牛顿第二定律得由牛顿第二定律得 F阻 阻=-ma2=-105 （-0.9） N=9104 N 由得由得:机车的牵引力机车的牵引力F引 引=1.4 105 N. 答案答案:1.4105 N 2021/2/1151 变式练习变式练习3 3 一辆汽车质量为一辆汽车质量为1 110103 3 kg, kg,最大功率为最大功率为 2 210104 4 W, W,在水平路面上由静止开始做直线运动在水平路面上由静止开始做直线运动, ,最大最大 速度为速度为v v2 2, ,运动中汽车所受阻力恒定运动中汽车所受阻力恒定. .发动机的最大牵发动机的最大牵 引力为引力为3 310103 3 N, N,其行驶过程中

48、牵引力其行驶过程中牵引力F F与车速的倒数与车速的倒数 的关系如图的关系如图4 4所示所示. .试求试求: : v 1 图图4 4 2021/2/1152 (1)(1)根据图线根据图线ABCABC判断汽车做什么运动判断汽车做什么运动? ? (2)(2)v v2 2的大小的大小. . (3)(3)整个运动中的最大加速度整个运动中的最大加速度. . (4)(4)当汽车的速度为当汽车的速度为10 m/s10 m/s时发动机的功率为多大时发动机的功率为多大? ? 解析解析 (1)(1)图线图线ABAB表示牵引力表示牵引力F F不变不变, ,阻力阻力F Ff f不变不变, ,汽汽 车做匀加速直线运动车做

49、匀加速直线运动, ,图线图线BCBC的斜率表示汽车的功率的斜率表示汽车的功率 P P不变不变, ,汽车做加速度减小的加速运动汽车做加速度减小的加速运动, ,直至达到最大直至达到最大 速度速度v v2 2, ,此后汽车做匀速直线运动此后汽车做匀速直线运动. . (2)(2)汽车速度为汽车速度为v v2 2时时, ,牵引力为牵引力为F F=1=110103 3 N N sm/20sm/ 101 102 3 4 m 2 F P v 2021/2/1153 (3)(3)汽车做匀加速直线运动时的加速度最大汽车做匀加速直线运动时的加速度最大 (4)(4)与与B B点对应的速度为点对应的速度为 当汽车的速度

50、为当汽车的速度为10 m/s10 m/s时处于图线时处于图线BCBC段段, ,故此时的故此时的 功率为最大功率功率为最大功率P Pm m=2=210104 4 W W 答案答案 (1)(1)见解析见解析 (2)20 m/s (3)2 m/s(2)20 m/s (3)2 m/s2 2 (4)2(4)210104 4 W W 22 3 3 fm 4 2 m f m/s2m/s 10 10) 13( N0001N 20 102 m FF a v P F阻力 sm/67. 6sm/ 103 102 3 4 m m 1 F P v 2021/2/1154 3.3.竖直上抛一个小球竖直上抛一个小球, ,小

51、球又落回原处小球又落回原处, ,已知空气已知空气 阻力的大小正比于小球的速度阻力的大小正比于小球的速度, ,则下列说法正确则下列说法正确 的是的是( )( ) A. A.上升过程中克服重力做的功大于下降过程中上升过程中克服重力做的功大于下降过程中 重力做的功重力做的功 B.B.上升过程中克服重力做的功小于下降过程中上升过程中克服重力做的功小于下降过程中 重力做的功重力做的功 C.C.上升过程中克服重力做功的平均功率大于下上升过程中克服重力做功的平均功率大于下 降过程中重力做功的平均功率降过程中重力做功的平均功率 D.D.上升过程中克服重力做功的平均功率小于下上升过程中克服重力做功的平均功率小于

52、下 降过程中重力做功的平均功率降过程中重力做功的平均功率 2021/2/1155 解析解析 小球在上升过程中克服重力做的功和下降小球在上升过程中克服重力做的功和下降 过程中重力做的功均为过程中重力做的功均为W W= =mghmgh, ,而小球克服重力做而小球克服重力做 功的平均功率或重力做功的平均功率功的平均功率或重力做功的平均功率 又又 由于空气阻力做负功由于空气阻力做负功, ,小球落地时的速度小于抛出小球落地时的速度小于抛出 时的速度时的速度, ,即即v v下 下 P P下下. . 答案答案 C C t mgh t W P 2 v h t 2021/2/1156 5.5.一根质量为一根质量

53、为M M的直木棒的直木棒, ,悬挂在悬挂在O O点点, ,有有 一只质量为一只质量为m m的猴子抓着木棒的猴子抓着木棒, ,如图如图8 8所所 示示. .剪断悬挂木棒的细绳剪断悬挂木棒的细绳, ,木棒开始下落木棒开始下落, , 同时猴子开始沿木棒向上爬同时猴子开始沿木棒向上爬. .设在一段时设在一段时 间内木棒沿竖直方向下落间内木棒沿竖直方向下落, ,猴子对地的高度保持猴子对地的高度保持 不变不变, ,忽略空气阻力忽略空气阻力, ,则下列的四个图中能正确则下列的四个图中能正确 反映在这段时间内猴子做功的功率随时间变化反映在这段时间内猴子做功的功率随时间变化 的关系的是的关系的是( )( ) 图

54、图8 8 2021/2/1157 解析解析 猴子对地的高度不变猴子对地的高度不变, ,所以猴子受力平衡所以猴子受力平衡. . 设猴子的质量为设猴子的质量为m m, ,木棒对猴子的摩擦力为木棒对猴子的摩擦力为F F, ,则有则有 F F= =mgmg. .设木棒重力为设木棒重力为MgMg, ,则木棒受合外力为则木棒受合外力为F F+ +MgMg = =mgmg+ +MgMg, ,根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律, ,MgMg+ +mgmg= =MaMa, ,可见可见a a是是 恒量恒量, ,t t时刻木棒速度时刻木棒速度v v= =atat. .猴子做功的功率猴子做功的功率P P= =mgvmg

55、v= = mgatmgat, ,P P与与t t为正比例关系为正比例关系, ,故故B B正确正确. . 答案答案 B B 2021/2/1158 6.6.下表是一辆电动自行车的部分技术指标下表是一辆电动自行车的部分技术指标, ,其中额其中额 定车速是指自行车满载的情况下在平直道路上定车速是指自行车满载的情况下在平直道路上 以额定功率匀速行驶的速度以额定功率匀速行驶的速度, ,假设行驶过程中电假设行驶过程中电 能转化为机械能的效率为能转化为机械能的效率为100%,100%,请参考表中数据请参考表中数据, , 完成下列问题完成下列问题:(:(g g取取10 m/s10 m/s2 2,sin 5,s

56、in 5=0.07)=0.07) 额定车速额定车速 18 km/h 18 km/h 额定功率额定功率P P W W 百公里耗电百公里耗电 1 1度度(3.6(3.610106 6 J) J) 整车质量整车质量 40 kg 40 kg 载重载重 80 kg 80 kg 爬坡能力爬坡能力 5 5 电池电池 36 V/12 Ah 36 V/12 Ah 2021/2/1159 (1)(1)将你计算的将你计算的“额定功率额定功率”和和“续行里程续行里程”填入填入 上表中上表中( (无须写出计算过程无须写出计算过程).). (2)(2)在行驶过程中电动自行车受到的阻力是车重在行驶过程中电动自行车受到的阻力

57、是车重 ( (包括载重包括载重) )的的k k倍倍, ,试推算试推算k k的大小的大小. . (3)(3)电动自行车在坡度为电动自行车在坡度为5 5的坡上匀速爬坡时的坡上匀速爬坡时, ,车车 速约为多少速约为多少? ? 充电时间充电时间 6 68 h8 h 续行里程续行里程 km km 2021/2/1160 解析解析 (1)(1)已知每行驶已知每行驶100 km100 km消耗电能消耗电能1 1度度, ,即即 3.63.610106 6 J J的电能的电能, ,车的行驶速度为车的行驶速度为v v=5 m/s,=5 m/s, 所以行驶所以行驶100 km100 km所需时间所需时间 即电动机功

58、率即电动机功率 电池储存的电能电池储存的电能E E= =UItUIt=36=3612123 600 J3 600 J 所以续行里程所以续行里程 s102s 5 10100 4 3 v x t W180W 102 106 . 3 4 6 t W P km100 106 . 3 6 E x km2 .43km100 106 . 3 60031236 6 2021/2/1161 (2)(2)由由P P= =FvFv, ,得得 阻力阻力 所以所以 (3)(3)在上坡时在上坡时, ,车受到的阻力车受到的阻力 F Ff f=k k( (m m+ +M M) )g g+(+(m m+ +M M) )g gs

59、in 5sin 5=0.1=0.11 200 N=1 200 N= 120 N120 N 所以所以 答案答案 (1)180 43.2 (2)0.03 (3)1.5 m/s(1)180 43.2 (2)0.03 (3)1.5 m/s N36 f v P FF 03. 0 1200 36 )( f gMm F k m/s5 . 1 f F P v 2021/2/1162 7.7.如图如图9 9所示所示, ,质量为质量为M M的汽车通过质量不计的绳索拖的汽车通过质量不计的绳索拖 着质量为着质量为m m的车厢的车厢( (可视为质点可视为质点) )在水平地面上由静在水平地面上由静 止开始做直线运动止开始

60、做直线运动. .已知汽车和车厢与水平地面间已知汽车和车厢与水平地面间 的动摩擦因数均为的动摩擦因数均为, ,汽车和车厢之间的绳索与水汽车和车厢之间的绳索与水 平地面间的夹角为平地面间的夹角为, ,汽车的额定功率为汽车的额定功率为P P, ,重力加重力加 速速 度为度为g g, ,不计空气阻力不计空气阻力. .为使汽车能尽快地加速到最为使汽车能尽快地加速到最 大速度又能使汽车和车厢始终保持相对静止大速度又能使汽车和车厢始终保持相对静止, ,问问: : 图图9 9 2021/2/1163 (1)(1)汽车所能达到的最大速度为多少汽车所能达到的最大速度为多少? ? (2)(2)汽车能达到的最大加速度