高中物理 第五章 第二课时功率解析 VIP免费

第二课时功率第一关：基础关展望高考基础知识一、功率知识讲解1.定义:功W跟完成这些功所做时间t的比值叫做功率.2.公式:P=.说明:此公式是功率的定义式,适用于任何情况下的功率计算.3.单位:在国际单位制中,功率的单位是瓦特,简称瓦,符号是W.4.物理意义:功率是表示物体做功快慢的物理量,它由物体做的功与做这些功所需的时间决定,并不单纯由做功的多少决定.只是在做功时间相同的情况下,才能认为做功多则功率大.二、功率与速度知识讲解当力F与速度v同方向时P=Fv当力F与速度v不在同一直线上时P=Fvcosα2.对P=Fvcosα的使用说明①在公式P=Fvcosαα是矢量F、v正方向间的夹角,cosα的作用是将两矢量统一到一条直线上.②对F、v、α的理解物理量应用说明力(F)力F是研究对象所受的外力,F可以是恒力,也可以是变力;F可以是某一个力,也可以是几个力的合力速度(v)通常情况下,速度v是一瞬时值.但物体的速度可能是恒定的,也可能是变化的.夹角(α)角α是两个矢量(F、v)正方向间的夹角,式中cosα的作用是将F、v统一到一条直线上功率(P)所有功率都是对力而言的,因此,要注意弄清所求的是某一个力的功率还是合力的功率活学活用如图所示,物体由静止开始沿倾角为θ的固定光滑斜面下滑,物体质量为m,斜面高为H.求:(1)物体滑到底端过程中重力的功率;(2)物体滑到斜面底端时重力的功率.解析：(1)应为重力的平均功率,先分别求出重力的功W和下滑时间t,则由=W/t可求出.重力的功W=mgH,由x=aT2有=gsinθt2,所以t=,故==mgHsinθ=mgsinθ.(2)应为重力的瞬时功率,先求出物体到达斜面底端时的速度v以及v和mg之间的夹角α,则由Pt=mgvcosα可求出,也可将力向速度方向投影或速度向力的方向投影,通过Pt=Fv求出.物体达斜面底端的速度v=at=gsinθ=,Pt=mgvcosα=mgcos(90°-θ)=mgsinθ.答案：（1）mgsinθ（2）mgsinθ点评：正确区分平均功率和瞬时功率是解决本题的关键.容易失误的地方是疏忽了力和速度之间的夹角,直接用P=Fv求瞬时功率.第二关：技法关解读高考解题技法机车启动的两种方式技法讲解1.以恒定功率启动机车以恒定功率启动的运动过程是：从静止开始，以恒定功率做加速度减小（a↓）的变加速运动，当加速度减小到零时，做匀速运动，各量的变化情况如下：v↑F=↓a=↓当F=Ff时a=0，此时速度v达最大速度vm，此后机车保持vma=0，F=Ff，P=Fvm=Ffvm.这一启动过程的v-t关系如图所示：2.匀加速启动匀加速启动的运动过程是：先做匀加速运动，当功率增大到额定功率Pm后，功率不能再变化，以后做加速度减小的变加速运动，当加速度减小到零时做匀速运动.各个量的变化情况如下：F不变，根据加速度a=不变v↑P=Fv↑P↑Pm一定，v↑F=↓a=↓当F=Ff时，a=0，v达最大速度vm，以后保持vm做匀速运动.这一过程的v-t关系如图所示.典例剖析典例质量为1.0×103kg的汽车，沿倾角为30°的斜坡由静止开始运动，汽车在运动过程中所受摩擦阻力大小恒为2000N，汽车发动机的额定输出功率为5.6×104W，开始时以a=1m/s2的加速度做匀加速运动，g取10m/s2.求：（1）汽车做匀加速运动的时间t1；（2）汽车所能达到的最大速率；（3）若斜坡长143.5m，且认为汽车达到坡顶之前，已达到最大速率，则汽车从坡底到坡顶需多长时间？解析：选汽车为研究对象，汽车上坡时受力分析如图所示：（1）汽车开始以a=1m/s2的加速度做匀加速运动，因为牵引力不变，根据P=Fv，随着速度的增大，汽车的功率增大，当汽车的输出功率达到额定功率时，汽车的功率不能再增大，匀加速运动阶段结束，此时有P=Fv1，v1是匀加速运动的末速度，此过程的时间为t1，则：v1=at1，又：F-mgsin30°-Ff=maF=mgsin30°+Ff+ma联立以上方程解得：t1=7s.（2）汽车以额定功率启动，做加速度减小的加速运动，随着速度增大，牵引力减小，当牵引力等于阻力时，合外力为零时，速度达到最大值，此时有：F′-mgsin30°-Ff=0，P=F′vm由此解得vm=8m/s.（3）匀加速阶段结束后，汽车即做加速度逐渐减小的加速运动，最终达到收尾速度vm，因为汽车做变加速运动，故不能用运动学及动力学方法求解，只能借助动能定理来求解.设汽车从坡底到坡顶所需的时间为t，对汽车由达到额定功率开始到达坡顶这个过程用功能定理得P（t...