高三物理专题复习功率

高三物理专题复习课件功率第1页，共20页，2023年，2月20日，星期四要点·疑点·考点一、功率的概念1.物理意义：表示力做功快慢的物理量2.定义：功与完成这些功所用时间的比值叫功率3.公式：P=W/t一般用于计算平均功率P=F·vcosα一般用于计算瞬时功率，其中F是力的大小，v是瞬时速率，α是F与v的夹角4.发动机铭牌上的额定功率，指的是该机正常工作的最大输出功率，而实际功率是指非正常工作时消耗的功率第2页，共20页，2023年，2月20日，星期四课前热身1.关于功率，下列说法正确的是(BCD)A.只要知道W和t就可由P=W/t计算t时刻的功率B.由P=Fv可知，汽车发动机的功率一定与F和v的乘积成正比C.当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比D.要提高汽车行驶的最大速度，一定要提高发动机的额定功率第3页，共20页，2023年，2月20日，星期四课前热身2.下列关于汽车运动的论述，不正确的是(A)A.汽车以额定功率启动后做变加速运动，速度、加速度均逐渐增大B.汽车以额定功率启动后做变加速运动，速度逐渐增大；加速度逐渐减小，加速度为0时，速度最大C.汽车匀速行驶时最大允许速度受发动机额定功率限制，要提高最大允许速度，必须增大发动机的额定功率D.汽车在水平路面上以额定功率P行驶，则当牵引力F与阻力f平衡时，汽车的最大速度vm=P/f第4页，共20页，2023年，2月20日，星期四课前热身3.做自由落体运动的物体在前一半位移内重力做功的平均功率与后一半位移内重力做功的平均功率之比为(D)A.1∶5B.1∶4C.1∶(-1)D.1∶(+1)第5页，共20页，2023年，2月20日，星期四课前热身4.某人用同一水平力F先后两次拉同一物体，第一次使此物体沿光滑水平面前进s距离，第二次使此物体沿粗糙水平也前进s距离，若先后两次拉力做的功为W1和W2，拉力做功的功率是P1和P2，则(B)A.W1=W2，P1=P2B.W1=W2，P1＞P2

C.W1＞W2，P1＞P2D.W1＞W2，P1=P2第6页，共20页，2023年，2月20日，星期四能力·思维·方法【例1】从空中以40m/s的初速度平抛一重为10N的物体物体在空中运动3s落地，不计空气阻力，取g=10m/s2，则物体落地时，重力的瞬时功率为(B)A.400WB.300WC.500WD.700W第7页，共20页，2023年，2月20日，星期四能力·思维·方法【解析】本题要求的是3s未重力的瞬时功率，如图6-2-1所示，由于曲线运动,G与未速度v间有夹角α，同学们常常考虑先求了v的大小，再求出α，利用公式P=F·vcosα，求解这种思路是正确的.但过于麻烦.本题要求的功率是P=G·vcosα，其实v·cosα就是v竖直分量，只需求出3s末平抛运动的竖直分速度vg.vg=g·t所以P=G·v·cosα=G·vg=G·gt=10×10×3W=300W第8页，共20页，2023年，2月20日，星期四能力·思维·方法【例2】质量为m=4000kg的卡车，额定输出功率为P=60kW,当它从静止出发沿坡路前进时每行驶100m，升高5m，所受阻力大小为车重的0.1倍，取g=10m/s2试求：(1)卡车能否保持牵引力为8000N不变在坡路上行驶?(2)卡车在坡路上行驶时能达到最大的速度为多大?这时牵引力为多大?(3)如果卡车用4000N的牵引力以12m/s的速度上坡，到达坡顶时，速度为4m/s，那么卡车在这一段路程中的最大功率为多少?平均功率是多少?第9页，共20页，2023年，2月20日，星期四能力·思维·方法【思维技巧】汽车能否保持牵引力为8000N上坡要考虑两点：第一，牵引力是否等于阻力?第二，汽车若一定加速其功率是否将超过额定功率，依P=F·v解答.第10页，共20页，2023年，2月20日，星期四能力·思维·方法【解析】分析汽车上坡过程中受力情况如图6-2-2所示，牵引力F.重力mg=4×104N，f=kmg=4×103N，支持力N，依题意sin=5/100图6-2-2第11页，共20页，2023年，2月20日，星期四能力·思维·方法(1)汽车上坡时，若F=8000N，而f+mgsin=4×103+4×104×(1/20)=6×103N，即F＞f+mgsin时，汽车加速上坡，速度不断增大，其输出功率P=F·v也不断增大，长时间后，将超出其额定输出功率，所以汽车不能保持牵引力为8000N不变上坡.第12页，共20页，2023年，2月20日，星期四能力·思维·方法(2)汽车上坡时，速度越来越大，必须不断减小牵引力以保证输出功率不超过额定输出功率，当牵引力F=f+mgsin时，汽车加速度为0，速度增到最大，设为vm，则P=F·v=(f+mgsin)·vmvm=p/(f+mgsin)=60×103/6000=10(m/s)F=f+mgsin=4×103+4×104×(1/20)=6×103(N)第13页，共20页，2023年，2月20日，星期四能力·思维·方法(3)若牵引力F=4000N，汽车上坡时，速度不断减小，所以最初的功率即为最大P=F·v=4000×12=4.8×104W.整个过程中，平均功率为P=F·v=400×(12+4)/2=3.2×104W第14页，共20页，2023年，2月20日，星期四能力·思维·方法【例3】一跳绳运动员质量m=50kg,1min跳N=180次，假设每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所用时间的2/5，试估算该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率多大?第15页，共20页，2023年，2月20日，星期四能力·思维·方法【解析】跳跃的周期T=60s/180=1/3s，而一个周期内在空中停留时间t1=(3/5)T=(1/5)s人向上跳看做是竖直上抛运动，设起跳速度为v0，由t1=2v0/g得v0=gt1/2每次跳跃克服重力做功W=1/2mv02=1/8mg2t12所以克服重力做功的平均功率P=W/T=75(W)第16页，共20页，2023年，2月20日，星期四延伸·拓展【例4】正常人心脏在一次搏动中泵出血液70mL，推动血液流动的平均压强为1.6×104Pa，设心脏主动脉的内径约2.5cm，每分钟搏动75次，求：(1)心脏推动血液流动的平均功率是多大?(2)血液从心脏流出的平均速度是多大?第17页，共20页，2023年，2月20日，星期四延伸·拓展(3)把一种对人体无害，但不能透出血管的9mg的试剂，由静脉一次性注入体内，在安静的情况下，经过一定的时间后抽取血样检查，发现该试剂的浓度已稳定在2mg/L，则此人全部循环血量通过心脏一次的时间需多长?(4)有人设计Pt和Zn为电极材料，埋入人体内作为某些心脏病人的心脏起搏器的能源，它依靠人体内血液中含有一定浓度的溶解氧，H+和Zn2+进行工作，请写出两极反应的方程式.第18页，共20页，2023年，2月20日，星期四延伸·拓展【解析】设心脏每次推动血液前进的位移为L，血液受到心脏的压力为F，由p=F/S可知，心脏起搏一次对血液所做的功W=F·L=p0SL=p0V,V是心脏跳动一次输送的血液.W=np△=75×1.6×104×70×10-6J=84JP=W/t=84/60=1.4W(2)每分钟心脏输出血量为:V=nV0=75×70×10-6m3=5.25×10-3m3心脏主动脉横截面积S为：S=r2=3.14×(1.25×10-2)2=4.9×10-4m2第19页，共20页，2023年，2月20日，星期四延伸·拓展所以v=L/t=V/(S·t)=(5.25×10-3m/s)/(4.9×10-4×60)=0.18m/s(3)设此人的