2018-2019學(xué)年高中物理 第四章 機(jī)械能和能源 2 功率學(xué)案 教科版必修2.doc

《2018-2019學(xué)年高中物理 第四章 機(jī)械能和能源 2 功率學(xué)案 教科版必修2.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第四章 機(jī)械能和能源 2 功率學(xué)案 教科版必修2.doc（13頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

2　功率 [學(xué)習(xí)目標(biāo)]　1.理解功率的概念，能運(yùn)用功率的定義式P＝進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算.2.理解額定功率和實(shí)際功率，了解平均功率和瞬時(shí)功率的含義.3.根據(jù)功率的定義導(dǎo)出P＝Fv，會(huì)分析P、F、v三者的關(guān)系． 一、功率的含義 1．定義：力對(duì)物體所做的功W與做功所用時(shí)間t的比值． 2．公式：P＝.單位：瓦特，簡(jiǎn)稱瓦，符號(hào)為W.常用單位有kW,1 kW＝1 000 W. 3．意義：功率是表示力對(duì)物體做功快慢的物理量． 4．額定功率和實(shí)際功率 (1)額定功率：機(jī)械允許長(zhǎng)時(shí)間正常工作時(shí)的最大功率．發(fā)動(dòng)機(jī)銘牌上的功率指的就是額定功率． (2)實(shí)際功率：機(jī)械實(shí)際工作時(shí)的輸出功率．發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率可以小于或等于額定功率，但不能長(zhǎng)時(shí)間大于額定功率，否則會(huì)損壞機(jī)械． 二、功率、力和速度之間的關(guān)系 1．關(guān)系 (1)當(dāng)F與v方向相同時(shí)，P＝Fv. (2)當(dāng)F與v夾角為α?xí)r，P＝Fvcos α. 2．平均功率和瞬時(shí)功率 (1)平均功率：當(dāng)物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，若v為某段時(shí)間內(nèi)的平均速度，則P表示該段時(shí)間內(nèi)的平均功率． (2)瞬時(shí)功率：若v為某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度，則P表示該時(shí)刻的瞬時(shí)功率． 1．判斷下列說(shuō)法的正誤． (1)由公式P＝知，做功越多，功率越大．() (2)力對(duì)物體做功越快，力的功率一定越大．(√) (3)發(fā)動(dòng)機(jī)不能在實(shí)際功率等于額定功率情況下長(zhǎng)時(shí)間工作．() (4)汽車爬坡時(shí)常常需要換高速擋．() 2．用水平力使重力為G的物體沿水平地面以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)．已知物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則水平力對(duì)物體做功的功率是 ． 答案　μGv 一、功率 在建筑工地上分別采用以下三種方式，把1 t貨物從地面運(yùn)到三樓： 方式一：搬運(yùn)工分批搬運(yùn)，需要時(shí)間3 h； 方式二：用一臺(tái)起重機(jī)提升，需要時(shí)間1 min； 方式三：用另一臺(tái)起重機(jī)提升，需要時(shí)間30 s. 上述三種情況下，把貨物由地面運(yùn)到三樓時(shí)，試分析以下問(wèn)題： (1)用不同的方式，對(duì)貨物所做的功是否相同？ (2)三種方式中做功的快慢是否相同？ 答案　(1)對(duì)貨物所做的功相同． (2)因?yàn)樗脮r(shí)間不同，說(shuō)明做功的快慢不同．方式一最慢，方式三最快． 1．功率表示的是物體做功的快慢，而不是做功的多少，功率大，做功不一定多，反之亦然． 2．求解功率時(shí)，首先要明確求哪個(gè)力的功率，是某個(gè)力的功率，還是物體所受合力的功率，其次還要注意求哪段時(shí)間(或哪個(gè)過(guò)程)的功率． 3．做功是能量轉(zhuǎn)化的量度，功率表示做功過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化的快慢． 例1　某人用同一水平力F先后兩次拉同一物體，第一次使此物體從靜止開(kāi)始在光滑水平面上前進(jìn)x距離，第二次使此物體從靜止開(kāi)始在粗糙水平面上前進(jìn)x距離．若先后兩次拉力做的功分別為W1和W2，拉力做功的平均功率分別為P1和P2，則(　　) A．W1＝W2，P1＝P2 B．W1＝W2，P1＞P2 C．W1＞W(wǎng)2，P1＞P2 D．W1＞W(wǎng)2，P1＝P2 答案　B 解析　兩次拉物體用的力都是F，物體的位移都是x.由W＝Fxcos α可知W1＝W2.物體在粗糙水平面上前進(jìn)時(shí)，加速度a較小，由x＝at2可知用時(shí)較長(zhǎng)，再由P＝可知P1>P2.選項(xiàng)B正確． 【考點(diǎn)】功率的計(jì)算 【題點(diǎn)】平均功率的計(jì)算 二、功率與速度 在光滑水平面上，一個(gè)物體在水平恒力F作用下從靜止開(kāi)始勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間t末速度為v.求： (1)在t時(shí)間內(nèi)力F對(duì)物體所做的功； (2)在t時(shí)間內(nèi)力F的功率； (3)在t時(shí)刻力F的功率． 答案　(1)Fvt　(2)Fv　(3)Fv 解析　(1)在t時(shí)間內(nèi)的位移x＝ W＝Fx＝Fvt (2)t時(shí)間內(nèi)的功率為平均功率 ＝＝Fv (3)t時(shí)刻的功率P＝Fv. 1．功率與速度的關(guān)系 (1)當(dāng)F與v方向相同時(shí)，P＝Fv； (2)當(dāng)F與v夾角為α?xí)r，P＝Fvcos α. 2．平均功率和瞬時(shí)功率 (1)平均功率：時(shí)間t內(nèi)功率的平均值，計(jì)算公式： ①＝. ②當(dāng)F與v方向相同時(shí)，＝F，其中為平均速度． (2)瞬時(shí)功率：某一時(shí)刻功率的瞬時(shí)值，能精確地描述做功的快慢，計(jì)算公式： ①當(dāng)F與v方向相同時(shí)，P＝Fv，其中v為瞬時(shí)速度； ②當(dāng)F與v夾角為α?xí)r，P＝Fvcos α. 例2　如圖1所示，質(zhì)量為m＝2 kg的木塊在傾角θ＝37的足夠長(zhǎng)的斜面上由靜止開(kāi)始下滑，木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.5，已知：sin 37＝0.6，cos 37＝0.8，g取10 m/s2，求： 圖1 (1)前2 s內(nèi)重力做的功； (2)前2 s內(nèi)重力的平均功率； (3)2 s末重力的瞬時(shí)功率． 答案　(1)48 J　(2)24 W　(3)48 W 解析　(1)木塊所受的合外力F合＝mgsin θ－μmgcos θ＝mg(sin θ－μcos θ)＝210(0.6－0.50.8) N＝4 N 木塊的加速度a＝＝ m/s2＝2 m/s2 前2 s內(nèi)木塊的位移x＝at2＝222 m＝4 m 所以，重力在前2 s內(nèi)做的功為 W＝mgsin θx＝2100.64 J＝48 J. (2)重力在前2 s內(nèi)的平均功率為 ＝＝ W＝24 W. (3)木塊在2 s末的速度v＝at＝22 m/s＝4 m/s 2 s末重力的瞬時(shí)功率 P＝mgsin θv＝2100.64 W＝48 W. 【考點(diǎn)】功率的計(jì)算 【題點(diǎn)】瞬時(shí)功率、平均功率的計(jì)算 求解功率問(wèn)題時(shí)容易混淆“平均功率”和“瞬時(shí)功率”這兩個(gè)概念．讀題時(shí)一定注意一些關(guān)鍵詞：“某秒末”或“到某位置時(shí)”的功率是求瞬時(shí)功率，只能用P＝Fv求解；“某段時(shí)間內(nèi)”或“某個(gè)過(guò)程中”等詞語(yǔ)，則是求平均功率，此時(shí)可用＝求解，也可以用＝F求解． 針對(duì)訓(xùn)練　一臺(tái)起重機(jī)將靜止在地面上、質(zhì)量為m＝1.0103 kg的貨物勻加速豎直吊起，在2 s末貨物的速度v＝4 m/s.(取g＝10 m/s2，不計(jì)額外功)求： (1)起重機(jī)在這2 s內(nèi)的平均功率； (2)起重機(jī)在2 s末的瞬時(shí)功率． 答案　(1)2.4104 W　(2)4.8104 W 解析　設(shè)貨物所受的拉力為F，加速度為a，則 (1)由a＝得，a＝2 m/s2 由牛頓第二定律知，F(xiàn)－mg＝ma 則F＝mg＋ma＝1.010310 N＋1.01032 N ＝1.2104 N 2 s內(nèi)貨物上升的高度 h＝at2＝4 m 起重機(jī)在這2 s內(nèi)對(duì)貨物所做的功 W＝Fh＝1.21044 J＝4.8104 J 起重機(jī)在這2 s內(nèi)的平均功率 ＝＝ W＝2.4104 W (2)起重機(jī)在2 s末的瞬時(shí)功率 P＝Fv＝1.21044 W＝4.8104 W. 【考點(diǎn)】功率的計(jì)算 【題點(diǎn)】瞬時(shí)功率、平均功率的計(jì)算 例3　放在粗糙水平地面上的物體受到水平拉力的作用，在0～6 s內(nèi)其速度與時(shí)間的圖像和該拉力的功率與時(shí)間的圖像如圖2甲、乙所示．下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖2 A．0～6 s內(nèi)物體的位移大小為20 m B．0～6 s內(nèi)拉力做功為100 J C．滑動(dòng)摩擦力的大小為5 N D．0～6 s內(nèi)滑動(dòng)摩擦力做功為－50 J 答案　D 解析　在0～6 s內(nèi)物體的位移大小為x＝(4＋6)6 m＝30 m，故A錯(cuò)誤；P－t圖線與時(shí)間軸圍成的面積表示拉力做功的大小，則拉力做功WF＝230 J＋104 J＝70 J，故B錯(cuò)誤；在2～6 s內(nèi)，v＝6 m/s，P＝10 W，物體做勻速運(yùn)動(dòng)，摩擦力f＝F，得f＝F＝＝ N，故C錯(cuò)誤；在0～6 s內(nèi)物體的位移大小為30 m，滑動(dòng)摩擦力做負(fù)功，即Wf＝－30 J＝－50 J，D正確． 【考點(diǎn)】功率的計(jì)算 【題點(diǎn)】瞬時(shí)功率、平均功率的計(jì)算 1．(對(duì)功率的理解)關(guān)于功率，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．由P＝可知，只要知道W和t的值就可以計(jì)算出任意時(shí)刻的功率 B．由P＝Fv可知，汽車的功率一定與它的速度成正比 C．由P＝Fv可知，牽引力一定與速度成反比 D．當(dāng)汽車的功率一定時(shí)，牽引力一定與速度成反比 答案　D 解析　公式P＝求的是這段時(shí)間內(nèi)的平均功率，不能求瞬時(shí)功率，故A錯(cuò)誤；根據(jù)P＝Fv可知，當(dāng)汽車牽引力一定時(shí)，汽車的功率與速度成正比，故B錯(cuò)誤；由P＝Fv可知，當(dāng)汽車功率一定時(shí)，牽引力與速度成反比，故C錯(cuò)誤，D正確． 【考點(diǎn)】功率的理解 【題點(diǎn)】功率公式的理解 2．(平均功率和瞬時(shí)功率)一個(gè)質(zhì)量為m的小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，那么，在前t時(shí)間內(nèi)重力對(duì)它做功的平均功率及在t時(shí)刻重力做功的瞬時(shí)功率P分別為(重力加速度為g)(　　) A.＝mg2t2，P＝mg2t2 B.＝mg2t2，P＝mg2t2 C.＝mg2t，P＝mg2t D.＝mg2t，P＝2mg2t 答案　C 解析　前t時(shí)間內(nèi)重力做功的平均功率 ＝＝＝mg2t t時(shí)刻重力做功的瞬時(shí)功率P＝mgv＝mggt＝mg2t 故C正確． 【考點(diǎn)】功率的計(jì)算 【題點(diǎn)】瞬時(shí)功率、平均功率的計(jì)算 3．(瞬時(shí)功率分析)如圖3所示，四個(gè)相同的小球A、B、C、D，其中A、B、C位于同一高度h處，A做自由落體運(yùn)動(dòng)，B沿光滑固定斜面由靜止滑下，C做平拋運(yùn)動(dòng)，D從地面開(kāi)始做斜拋運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)的最大高度也為h.在每個(gè)小球落地的瞬間，其重力的功率分別為PA、PB、PC、PD.下列關(guān)系式正確的是(　　) 圖3 A．PA＝PC＝PD>PB B．PA＝PC>PB＝PD C．PA＝PB＝PC＝PD D．PA>PC＝PD>PB 答案　A 解析　A做自由落體運(yùn)動(dòng)，C做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，故A、C落地時(shí)豎直方向的速度大小相同，故落地時(shí)重力的功率相同．D做斜拋運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)的最大高度跟A下落時(shí)的高度相同，故落地時(shí)豎直方向的速度跟A落地時(shí)的速度大小相同，故重力的功率相同．B沿斜面下滑，下滑至斜面底端的速度的大小跟A落地時(shí)的速度大小相同，但速度方向與重力方向成一定的夾角，故其重力的功率小于A重力的功率，所以A選項(xiàng)正確． 4．(瞬時(shí)功率計(jì)算)2017年貴州雷山遭受大雨侵襲發(fā)生內(nèi)澇和泥石流災(zāi)害，某路段有一質(zhì)量為2.0103 kg的石塊隨著雨水由靜止開(kāi)始沿傾角為30的斜坡滑下，石塊滑至坡底時(shí)的速度大小為10 m/s，g取10 m/s2，則此時(shí)(　　) A．石塊重力的瞬時(shí)功率為2105 W B．石塊重力的瞬時(shí)功率為1105 W C．石塊所受斜坡支持力的瞬時(shí)功率為5104 W D．石塊所受斜坡支持力的瞬時(shí)功率為105 W 答案　B 解析　石塊重力的瞬時(shí)功率PC＝mgvsin 30＝2.01031010 W＝1105 W，故A錯(cuò)誤，B正確；石塊所受斜坡支持力與石塊速度方向垂直，故石塊所受斜坡支持力的瞬時(shí)功率為零，故C、D錯(cuò)誤． 5．(與功率有關(guān)的圖像問(wèn)題)起重機(jī)的鋼索將重物由地面吊到空中某個(gè)高度，其v－t圖像如圖4所示，則鋼索拉力的功率隨時(shí)間變化的圖像可能是圖中的哪一個(gè)(　　) 圖4 答案　B 解析　在0～t1時(shí)間內(nèi)，重物勻加速上升，鋼索拉力F1>mg；在t1～t2時(shí)間內(nèi)，重物勻速上升，鋼索拉力F2＝mg；在t2～t3時(shí)間內(nèi)，重物勻減速上升，鋼索拉力F3F2v1；t1～t2時(shí)間內(nèi)，功率保持不變，P＝F2v1，t2～t3時(shí)間內(nèi)，功率均勻減小，且t2時(shí)刻F2v1>F3v1，綜上所述，只有B正確． 【考點(diǎn)】功率的計(jì)算 【題點(diǎn)】瞬時(shí)功率的計(jì)算 一、選擇題 考點(diǎn)一　功率概念的理解 1．關(guān)于功率，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．功率是描述力對(duì)物體做功多少的物理量 B．力做功時(shí)間越長(zhǎng)，力的功率一定越小 C．力對(duì)物體做功越快，力的功率一定越大 D．力對(duì)物體做功越多，力的功率一定越大 答案　C 解析　功率是描述力對(duì)物體做功快慢的物理量，做功越快，功率越大，A錯(cuò)誤，C正確；力對(duì)物體做功時(shí)間長(zhǎng)，未必做功慢，B錯(cuò)誤；力對(duì)物體做功多，未必做功快，D錯(cuò)誤． 【考點(diǎn)】功率的理解 【題點(diǎn)】功率概念的理解 2．(多選)放在水平面上的物體在拉力F作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，先后通過(guò)A、B兩點(diǎn)，在這個(gè)過(guò)程中(　　) A．物體的運(yùn)動(dòng)速度越大，力F做功越多 B．不論物體的運(yùn)動(dòng)速度多大，力F做功不變 C．物體的運(yùn)動(dòng)速度越大，力F做功的功率越大 D．不論物體的運(yùn)動(dòng)速度多大，力F做功的功率不變 答案　BC 解析　求做功用W＝Fxcos α，故不論速度多大，F(xiàn)做功不變，故A錯(cuò)，B對(duì)；物體運(yùn)動(dòng)速度越大，通過(guò)A、B兩點(diǎn)所用時(shí)間越短，功率就越大，故C對(duì)，D錯(cuò)． 【考點(diǎn)】功率的理解 【題點(diǎn)】功率公式的理解 考點(diǎn)二　公式P＝Fv和P＝的應(yīng)用 3．豎直上拋一球，球又落回原處，空氣阻力的大小正比于球的速度，則(　　) A．上升過(guò)程中克服重力做的功大于下降過(guò)程中重力做的功 B．上升過(guò)程中克服重力做的功小于下降過(guò)程中重力做的功 C．上升過(guò)程中克服重力做功的平均功率等于下降過(guò)程中重力做功的平均功率 D．上升過(guò)程中克服重力做功的平均功率大于下降過(guò)程中重力做功的平均功率 答案　D 解析　球在上升和下降過(guò)程中，重力做功的絕對(duì)值是相等的，所以A、B錯(cuò)誤；球在上升的過(guò)程中，受到的阻力向下，在下降的過(guò)程中受到的阻力向上，所以在上升時(shí)球受到的合力大，加速度大，球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間短，在上升和下降的過(guò)程中，球的重力做功的絕對(duì)值是相等的，由P＝知，上升的過(guò)程中克服重力做功的平均功率較大，所以D正確，C錯(cuò)誤． 【考點(diǎn)】功率的計(jì)算 【題點(diǎn)】平均功率的計(jì)算 4．2015年10月，我國(guó)自主研發(fā)的第一艘平流層飛艇“圓夢(mèng)”號(hào)試飛成功．若飛艇在平流層水平勻速飛行時(shí)，所受空氣阻力與飛行速度成正比．當(dāng)勻速飛行速度為v時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)的輸出功率為P；當(dāng)勻速飛行速度為2v時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)的輸出功率為(　　) A. B. C．2P D．4P 答案　D 【考點(diǎn)】功率的計(jì)算 【題點(diǎn)】瞬時(shí)功率的計(jì)算 5.一輛小車在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，從某時(shí)刻起，小車所受牽引力和阻力隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖1所示，則作用在小車上的牽引力F的功率隨時(shí)間變化的規(guī)律是選項(xiàng)中的(　　) 圖1 答案　D 解析　小車所受的牽引力和阻力恒定，所以小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，牽引力的功率P＝Fv＝F(v0＋at)，故選項(xiàng)D正確． 【考點(diǎn)】功率的計(jì)算 【題點(diǎn)】瞬時(shí)功率的計(jì)算 6.一質(zhì)量為m的滑塊靜止在光滑水平地面上，從t＝0時(shí)刻開(kāi)始，將一個(gè)大小為F的水平拉力作用在滑塊上，如圖2所示，在t＝t1時(shí)刻力F的功率應(yīng)是(　　) 圖2 A. B. C. D. 答案　C 解析　由牛頓第二定律得滑塊的加速度a＝，由v＝at1得v＝t1，則P＝Fv＝Ft1＝，故C選項(xiàng)正確． 【考點(diǎn)】功率的計(jì)算 【題點(diǎn)】瞬時(shí)功率的計(jì)算 7.如圖3所示，乒乓球運(yùn)動(dòng)員用同一個(gè)乒乓球兩次發(fā)球，乒乓球恰好都在等高處水平向左越過(guò)球網(wǎng)，從最高點(diǎn)落到臺(tái)面的過(guò)程中(不計(jì)乒乓球的旋轉(zhuǎn)和空氣阻力)，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖3 A．球第1次過(guò)網(wǎng)時(shí)的速度小于第2次的 B．球第1次的速度變化量小于第2次的 C．球兩次落到臺(tái)面時(shí)重力的瞬時(shí)功率相等 D．球兩次落到臺(tái)面過(guò)程中重力的平均功率不相等 答案　C 解析　球下落的高度相同，由h＝gt2可知下落的時(shí)間相等，因球第1次比第2次通過(guò)的水平位移大，根據(jù)x＝vt可知，球第1次過(guò)網(wǎng)時(shí)的速度大于第2次過(guò)網(wǎng)時(shí)的速度．球在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，故速度變化量只在豎直方向，由Δv＝gt可得速度變化量相等．重力的瞬時(shí)功率P＝mgvy，落地時(shí)豎直方向的速度相等，故球兩次落到臺(tái)面時(shí)重力的瞬時(shí)功率相等．平均功率等于功除以時(shí)間，重力兩次做的功相同，時(shí)間也相同，重力兩次的平均功率也相同．故選C. 8.(多選)如圖4所示，在外力作用下某質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的v－t圖像為正弦曲線．從圖中可以判斷(　　) 圖4 A．在0～t1時(shí)間內(nèi)，外力做正功 B．在0～t1時(shí)間內(nèi)，外力的功率逐漸增大 C．在t2時(shí)刻，外力的功率最大 D．在t1～t3時(shí)間內(nèi)，外力做的總功為零 答案　AD 解析　由題圖知0～t1時(shí)間內(nèi)，加速度為正，所以外力做正功，故A正確．由P＝Fv知0、t1、t2、t3時(shí)刻外力的功率為零，故B、C錯(cuò)誤．t1～t3時(shí)間內(nèi)，外力先做負(fù)功后做正功，總功為零，故D正確． 【考點(diǎn)】功率的計(jì)算 【題點(diǎn)】瞬時(shí)功率的計(jì)算 9．特斯拉Model S標(biāo)配全輪驅(qū)動(dòng)雙電機(jī)，Model S P100 D更有高性能后置電機(jī)，與高效率的前置電機(jī)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)超跑級(jí)別的加速表現(xiàn)，僅需2.7 s，即可從靜止加速至100 km/h.假設(shè)駕駛員與車總質(zhì)量為2 200 kg，則在此加速過(guò)程中下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．合力做功約為8.5105 J B．牽引力做功約為8.5105 J C．合力做功的平均功率約為3 150 kW D．牽引力做功的平均功率約為3 150 kW 答案　A 解析　v＝100 km/h≈27.8 m/s F合＝ma＝m≈2.265104 N l＝t＝37.53 m W合＝F合l≈8.5105 J P合＝≈3.15105 W＝315 kW 牽引力功率大于合外力的功率，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤． 【考點(diǎn)】功率的計(jì)算 【題點(diǎn)】平均功率的計(jì)算 10．(多選)如圖5所示，某同學(xué)通過(guò)一動(dòng)滑輪提升質(zhì)量為m＝1 kg的物體．他豎直向上拉繩子，使物體由靜止開(kāi)始以5 m/s2的加速度上升，不計(jì)動(dòng)滑輪和繩子的質(zhì)量及摩擦，在此后的1 s時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是(g取10 m/s2)(　　) 圖5 A．拉力F做的功為18.75 J B．拉力F在1 s末的瞬時(shí)功率為75 W C．拉力F的平均功率為37.5 W D．物體克服重力做功的平均功率為25 W 答案　BCD 解析　由牛頓第二定律可得2F－mg＝ma，解得F＝7.5 N,1 s內(nèi)的位移x＝at2＝2.5 m，該過(guò)程中力的作用點(diǎn)的位移L＝2x＝5 m，則拉力做的功W＝FL＝37.5 J，A錯(cuò)誤；1 s末物體的速度為v1＝at＝5 m/s,1 s末力F作用點(diǎn)的速度v2＝2v1＝10 m/s，則拉力在1 s末的瞬時(shí)功率為P＝Fv2＝75 W，選項(xiàng)B正確；拉力的平均功率＝F＝F＝37.5 W，C正確；物體上升的高度為2.5 m，克服重力做的功WG＝mgx＝25 J，則物體克服重力做功的平均功率PG＝＝25 W，D正確． 【考點(diǎn)】功率的計(jì)算 【題點(diǎn)】瞬時(shí)功率、平均功率的計(jì)算 二、非選擇題 11．(平均功率和瞬時(shí)功率的計(jì)算)從空中以30 m/s的初速度平拋一個(gè)重10 N的物體，物體在空中運(yùn)動(dòng)4 s落地，不計(jì)空氣阻力．求4 s內(nèi)重力的平均功率和落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率(g取10 m/s2)． 答案　200 W　400 W 解析　設(shè)物體剛拋出時(shí)距地面的高度為h，則有 h＝gt2① 4 s內(nèi)重力的平均功率＝＝② ①②兩式聯(lián)立得＝mg2t＝200 W 物體在4 s末落地時(shí)豎直方向的瞬時(shí)速度vy＝gt＝40 m/s 則4 s末重力的瞬時(shí)功率P＝mgvy＝400 W. 【考點(diǎn)】功率的計(jì)算 【題點(diǎn)】瞬時(shí)功率、平均功率的計(jì)算 12．(平均速率和瞬時(shí)功率的計(jì)算)如圖6所示，位于水平面上的物體A，在斜向上的恒定拉力F作用下，由靜止開(kāi)始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．已知物體質(zhì)量為10 kg，F(xiàn)的大小為100 N，方向與速度v的夾角為37，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，g＝10 m/s2.(sin 37＝0.6，cos 37＝0.8)求： 圖6 (1)第2 s末，拉力F對(duì)物體做功的功率是多大？ (2)從運(yùn)動(dòng)開(kāi)始，物體前進(jìn)12 m過(guò)程中拉力對(duì)物體做功的平均功率是多大？ 答案　(1)960 W　(2)480 W 解析　(1)物體對(duì)水平面的壓力等于水平面對(duì)物體的支持力，N＝mg－Fsin 37＝100 N－1000.6 N＝40 N 由牛頓第二定律得物體的加速度 a＝＝ m/s2＝6 m/s2 第2 s末，物體的速度v＝at＝12 m/s 拉力F對(duì)物體做功的功率P＝Fvcos 37＝960 W. (2)從運(yùn)動(dòng)開(kāi)始，前進(jìn)12 m用時(shí) t′＝＝ s＝2 s 該過(guò)程中拉力對(duì)物體做功 W＝Fxcos 37＝100120.8 J＝960 J 拉力對(duì)物體做功的平均功率P′＝＝ W＝480 W. 【考點(diǎn)】功率的計(jì)算 【題點(diǎn)】瞬時(shí)功率、平均功率的計(jì)算