步步高 学案导学设计】2014-2015学年教科版物理必修2 第四章 第2节 功率课时作业

1、.第2节功率1力对物体所做的功W与做功所用时间t的比值叫做_，它是用来描述力对物体做功_的物理量，定义式为_，单位是_，符号为_2额定功率：指电动机、内燃机等动力机械在_条件下可以长时间工作的_功率实际功率：指电动机、内燃机等动力机械工作时_的功率实际功率往往_额定功率，但在特殊情况下，如汽车越过障碍时，可以使实际功率在短时间内大于额定功率3当一个力与物体运动方向在同一条直线上时，力对物体做功的功率，等于_与受力物体_的乘积公式为_(1)若v是平均速度，则PFv计算的是一段时间内的平均功率；(2)若v是瞬时速度，则PFv计算的是某一时刻的瞬时功率4关于功率，下列说法正确的是()A不同物体做相同

2、的功，它们的功率一定相同B物体做功越多，它的功率就越大C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，也可能不相等5关于功率公式P和PFv的说法正确的是()A由P可知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率B由PFv只能求某一时刻的瞬时功率C由PFv知，汽车的功率和它的速度成正比D从PFv知，当汽车的发动机功率一定时，牵引力与速度成反比6体重为750 N的短跑运动员，如果要在2 s内匀加速运动得到10 m/s的速度，则这2 s内的平均功率为_，2 s末的瞬时功率为_(g取10 m/s2)【概念规律练】知识点一功率的概念和计算1放在水平面上的物体在拉力F作用下做匀速直线运动，先

3、后通过A、B两点，在这个过程中()A物体的运动速度越大，力F做功越多B不论物体的运动速度多大，力F做功不变C物体的运动速度越大，力F做功的功率越大D不论物体的运动速度多大，力F做功的功率不变2质量为2 kg的物体，受到24 N竖直向上的拉力，由静止开始运动了5 s，求5 s内拉力对物体所做的功是多少？5 s内拉力的平均功率及5 s末拉力的瞬时功率各是多少？(g取10 m/s2)知识点二公式PFv的应用3一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t0时刻开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在tt1时刻F的功率和时间t1内的平均功率分别为()A.， B.t1，t1C.t1， D.t1，4如

4、图1所示，图1细线的一端固定，另一端系一小球，现把细线拉至水平位置使小球从静止开始释放，在小球从最高点A摆至最低点B的过程中，下列说法中正确的是()A小球在A点重力的功率为零，小球在B点重力的功率不为零B小球在A点重力的功率不为零，小球在B点重力的功率为零C小球在A点和B点重力的功率都为零D小球在A点和B点重力的功率都不为零【方法技巧练】一、机车以恒定功率启动问题的处理方法5静止的列车在平直轨道上以恒定的功率启动，在开始的一小段时间内，列车的运动状态是()A列车做匀加速直线运动B列车的速度和加速度均不断增加C列车的速度增大，加速度减小D列车做匀速运动6某型号汽车发动机的额定功率为60 kW，在

5、水平路面上行驶时受到的阻力是1 800 N，求在发动机的额定功率下汽车匀速行驶的速度在同样的阻力下，如果汽车匀速行驶的速度只有54 km/h，发动机输出的实际功率是多少？二、机车以恒定加速度启动问题的处理方法7汽车从静止开始能保持恒定加速度a做匀加速运动的最长时间为tm，此后汽车的运动情况是()A加速度恒定为零，速度也恒定B加速度逐渐减少到零；速度逐渐增大到最大值后保持匀速运动C加速度逐渐减小到零，速度也减小直到为零D加速度逐渐增加到某一值后不变，速度逐渐增大直到最后匀速8额定功率为80 kW的汽车，在平直公路上行驶的最大速度是20 m/s，汽车的质量是2 t，如果汽车从静止开始做匀加速直线运

6、动，加速度的大小是2 m/s2，运动过程中阻力不变，求：(1)汽车受到的阻力多大？(2)3 s末汽车的瞬时功率多大？(3)汽车维持匀加速运动的时间是多少？1以下关于功率的说法中正确的是()A据PW/t可知，机器做功越多，其功率就越大B据PFv可知，汽车牵引力一定与速度成反比C据PW/t可知，只要知道时间t内机器所做的功，就可求得这段时间内任一时刻机器做功的功率D据PFv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比2质量为1 kg的物体从某一高度自由下落，设1 s内物体未着地，则该物体下落1 s末重力做功的瞬时功率是(取g10 m/s2)()A25 W B50 W C75 W D10

7、0 W3水平恒力F作用在一个物体上，使该物体由静止沿光滑水平面在力的方向上由静止移动距离x，恒力F做的功为W1，平均功率为P1；再用同样的水平力F作用在该物体上，使该物体在粗糙的水平面上在力的方向上由静止移动距离x，恒力F做的功为W2，平均功率为P2，下面哪个选项是正确的()AW1<W2，P1>P2 BW1>W2，P1>P2CW1W2，P1>P2 DW1<W2，P1<P24.图2飞行员进行素质训练时，抓住秋千杆由水平状态开始下摆，到达竖直状态的过程中(如图2)飞行员所受重力的即时功率变化情况是()A一直增大B一直减小C先增大后减小D先减小后增大5设在平

8、直的公路上以一般速度匀速行驶的自行车，所受阻力约为车和人总重力的0.02倍，则骑车人的功率最接近于(g取10 m/s2)()A101 kW B103 kWC1 kW D10 kW6.图3一辆小车在水平面上做匀速直线运动，从某时刻起，小车所受到的牵引力和阻力随时间变化的规律如图3所示，则作用在小车上的牵引力F0的功率随时间的变化规律应是下图的()7质量m5×103 kg的汽车在水平路面上从静止开始以加速度a2 m/s2匀加速运动，所受阻力F阻1.0×103 N，启动后第1 s末牵引力的瞬时功率是()A2 kW B11 kWC20 kW D22 kW图48一质量为m的物体，从倾

9、角为的光滑斜面顶端由静止下滑，开始下滑时离地面的高度为h，如图4所示，当物体滑到斜面底端时，重力的瞬时功率为()AmgBmgsin Cmgcos Dmgsin 2 题号12345678答案9.质量为m2 kg的木块在倾角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0.5，已知：sin 37°0.6，cos 37°0.8，g取10 m/s2，求：(1)前2 s内重力做的功；(2)前2 s内重力的平均功率；(3)2 s末重力的瞬时功率10.质量为3 kg的物体，从高30 m处自由落下，问：(1)第2 s内重力做功的功率是多少？(2)第2 s末重力做功的瞬时

10、功率是多少？(g取10 m/s2)11一辆汽车在平直高速公路上行驶，已知该车发动机的额定功率为110 kW，若汽车以额定功率启动，在运动中所受的阻力为1 900 N，求该车行驶的最大速度第2节功率课前预习练1功率快慢P瓦W2正常最大实际消耗小于3力运动速度PFv4CD功率是表示做功快慢的物理量，不仅与做功的多少有关，而且跟做功所需的时间有关，故C正确，A、B错发动机的实际功率可能等于额定功率，也可能不等于额定功率，故D正确5DP计算的是时间t内的平均功率，PFv既可计算瞬时功率，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，才能判断另外两个量之间的关系，故D正确61 875 W3

11、 750 W解析a5 m/s2Fma375 N,2 s末的瞬时功率PFv3 750 W平均功率1 875 W.课堂探究练1BCWFx，故不论速度多大，F做功不变物体运动速度越大，通过相等位移所用时间越短，功率就越大2600 J120 W240 W解析对物体受力分析，如图所示由牛顿第二定律得a m/s22 m/s2，5 s内物体的位移xat2×2×52 m25 m其方向竖直向上5 s末物体的速度vat2×5 m/s10 m/s，其方向竖直向上故5 s内拉力的功为WFx24×25 J600 J5 s内拉力的平均功率为 W120 W.5 s末拉力的瞬时功率为P

12、Fv24×10 W240 W.点评解决该类问题时，首先明确是求平均功率还是瞬时功率，是求某个力的功率，还是合力的功率；若求平均功率，需明确是哪段时间内的平均功率，可由公式P或PF求解；若求瞬时功率，需明确是哪一时刻或哪一位置，再确定此时的速度，应用公式PFv求解，如果F、v不同向，则应用公式PFvcos 求解3Ct1时刻，木块的速度v1at1t1,0t1时刻的平均速度t1，由PFv得，t1时刻F的功率为PFv1F·t1t1，时间t1内的平均功率为FF·t1t1，C正确4C由功率公式PFvcos 知，C正确5C6120 km/h27 kW解析在以额定功率P60 kW

13、行驶时，汽车受到的阻力F1 800 N由于PFv，所以v m/s33.3 m/s120 km/h以速度v54 km/h15 m/s行驶时，实际功率PFv1 800×15 W27 kW.方法总结机车以恒定功率启动的运动过程为：|所以机车达到最大速度时a0，Ff，PFvmaxfvmax，这一启动过程的vt关系如图所示，其中vmax.7B8(1)4×103 N(2)48 kW(3)5 s解析(1)在输出功率等于额定功率的条件下，当牵引力F等于阻力f时，汽车的加速度减小到零，汽车的速度达到最大设汽车的最大速度为vmax，则汽车所受阻力f N4×103 N.(2)设汽车做匀

14、加速直线运动时，需要的牵引力为F，根据牛顿第二定律有Ffma，解得Fmaf2×103×2 N4×103 N8×103 N.因为3 s末汽车的瞬时速度v3at2×3 m/s6 m/s，所以汽车在3 s末的瞬时功率PFv38×103×6 W48 kW.(3)汽车在做匀加速运动时，牵引力F恒定，随着车速的增大，输出功率逐渐增大，输出功率等于额定功率时的速度是汽车做匀加速运动的最大速度vmax，其数值vmax m/s10 m/s.根据运动学公式，汽车维持匀加速运动的时间t s5 s.方法总结匀加速启动过程即汽车先以恒定的加速度启动，

15、达到额定功率P额后再以恒定功率运动，因此启动过程分为两个阶段：F不变a不变vPFvP额一定，vFa匀速(vmax)运动课后巩固练1D做功越多，若所用时间也很长，则其功率不一定大；在功率P一定时，牵引力与速度成反比；P只能求一段时间内的平均功率，不能求任一时刻的瞬时功率2D1 s末物体的速度vgt10 m/s，方向竖直向下，与重力的方向相同，由PFv，可知重力做功的瞬时功率为100 W，D对，A、B、C错3C由功的定义式可知W1W2，由牛顿第二定律得ma1F，ma2Ff，故a1>a2；由运动学公式得xa1ta2t，所以t1<t2，由功率定义式P可得P1>P2，C正确4C对飞行员

16、受力及运动分析如图所示，在A位置，飞行员受重力但速度为零，所以Pmgv0；在B位置，飞行员受重力mg，速度为v，90°，所以PFvcos 0，在A、B之间的任意位置C,0°<<90°.由PFvcos 知P为一个大于零的数值，所以运动员所受重力的功率的变化情况是先增大后减小5A此题为估测题，车、人的总质量一般为100 kg，而车速约5 m/s左右，故PFvF阻v0.02mgv100 W6D小车所受的牵引力和阻力恒定，所以小车做匀加速直线运动，牵引力的功率PF0vF0(v0at)，故选项D正确7D汽车做匀加速运动，牵引力恒定，由牛顿第二定律得牵引力的大小为

17、FF阻ma(1.0×1035×103×2) N11×103 N；汽车在第1 s末的瞬时速度v1at12×1 m/s2 m/s，所以在第1 s末牵引力的瞬时功率是P1Fv111×103×2 W22×103 W22 kW.8B首先计算滑块滑至斜面底端时的速度v.因为斜面是光滑斜面，因此物体在斜面上下滑的加速度为agsin .所以物体到斜面底端的速度为v重力的瞬时功率为：PFvcos mg··cos (90°)mgsin .9(1)48 J(2)24 W(3)48 W解析(1)木块所受的合外

18、力F合mgsin mgcos mg(sin cos )2×10×(0.60.5×0.8)N4 N木块的加速度a m/s22 m/s2前2 s内木块的位移xat2×2×22 m4 m所以，重力在前2 s内做的功为Wmgsin·x2×10×0.6×4 J48 J.(2)重力在前2 s内的平均功率为 W24 W.(3)木块在2 s末的速度vat2×2 m/s4 m/s.2 s末重力的瞬时功率Pmgsin·v2×10×0.6×4 W48 W.10(1)450 W(2)600 W解析(1)第2 s