2012届高考物理第一轮单元知识点专题复习-功率
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考点1 恒力做功的分析和计算(基础考点·自主探究) 1.判断力是否做功及做正、负功的方法判断根据适用情况根据力和位移的方向的夹角判断常用于恒力做功的判断根据力和瞬时速度方向的夹角判断常用于质点做曲线运动根据功能关系或能量守恒定律判断常用于变力做功的判断2.合力做功的计算方法方法一:先求合力F合,再用W合=F合l cos α求合力做的功。
方法二:先求各个力做的功W1、W2、W3、…,再应用W合=W1+W2+W3+…求合力做的功。
方法三:利用动能定理W合=E k2-E k1,求合力做的功。
3.两个常用推论(1)恒力做功等于力与物体在力的方向上位移的乘积,与运动路径无关。
(2)如图所示,物体由A滑到D克服摩擦力做的功W=μmg·BD。
【跟踪训练】(力是否做功及正、负功的判断)为了节能,商场的自动扶梯在较长时间无人乘行时会自动停止运行。
有人站上去后,扶梯开始加速,然后匀速运动。
如图所示,下列说法正确的是( C )A.匀速下行过程中,人的动能不变,扶梯对人不做功B.加速下行过程中,扶梯对人的支持力大于人所受的重力C.加速下行过程中,人受到的摩擦力方向水平向左D.加速下行过程中,支持力对人做正功,摩擦力对人做负功[解析]匀速下行过程中,由平衡条件可知,人和扶梯间没有摩擦力,人所受重力做正功,人的动能不变,可知扶梯对人做负功,故A错误;加速下行过程中,竖直方向分加速度向下,人处于失重状态,所以扶梯对人的支持力小于人所受的重力,故B错误;加速下行过程中,水平方向分加速度向左,水平方向只有摩擦力提供加速度,根据牛顿第二定律的同向性可知人受到的摩擦力方向水平向左,故C正确;加速下行过程中,人所受支持力与人的运动方向夹角大于90°,支持力做负功,摩擦力与人的运动方向夹角小于90°,摩擦力对人做正功,故D 错误。
(恒力做功的计算)(多选)如图所示,一个质量m =2.0 kg 的物体放在倾角α=37°的固定斜面上,现用F =30 N 、平行于斜面的力拉物体使其由静止开始沿斜面向上运动。
高考物理一轮复习专项训练及答案解析—功、功率及机车启动问题1.(2023·广东惠州一中月考)图甲为一女士站在台阶式自动扶梯上匀速上楼(忽略扶梯对手的作用),图乙为一男士站在履带式自动扶梯上匀速上楼,两人相对扶梯均静止.下列关于做功的判断中正确的是()A.图甲中支持力对人做正功B.图甲中摩擦力对人做负功C.图乙中支持力对人做正功D.图乙中摩擦力对人做负功2.水平恒力F两次作用在同一静止物体上,使物体沿力的方向发生相同的位移,第一次是在光滑水平面上,第二次是在粗糙水平面上,两次力F做的功和平均功率的大小关系是() A.W1=W2,P1>P2B.W1>W2,P1=P2C.W1>W2,P1>P2D.W1=W2,P1=P23.(2021·山东卷·3)如图所示,粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆,一端可绕竖直光滑轴O转动,另一端与质量为m的小木块相连.木块以水平初速度v0出发,恰好能完成一个完整的圆周运动.在运动过程中,木块所受摩擦力的大小为()A.m v 022πLB.m v 024πLC.m v 028πLD.m v 0216πL4.如图甲所示,滑轮质量、摩擦均不计,质量为2 kg 的物体在拉力F 作用下由静止向上做匀加速运动,物体速度随时间的变化关系如图乙所示,由此可知( )A .物体加速度大小为2 m/s 2B .F 的大小为21 NC .4 s 末F 的功率为42 WD .0~4 s 内F 的平均功率为42 W5.(多选)(2022·广东卷·9)如图所示,载有防疫物资的无人驾驶小车,在水平MN 段以恒定功率200 W 、速度5 m/s 匀速行驶,在斜坡PQ 段以恒定功率570 W 、速度2 m/s 匀速行驶.已知小车总质量为50 kg ,MN =PQ =20 m ,PQ 段的倾角为30°,重力加速度g 取10 m/s 2,不计空气阻力.下列说法正确的有( )A .从M 到N ,小车牵引力大小为40 NB .从M 到N ,小车克服摩擦力做功800 JC .从P 到Q ,小车重力势能增加1×104 JD .从P 到Q ,小车克服摩擦力做功700 J6.(2023·黑龙江佳木斯市高三模拟)用铁锤把小铁钉钉入木板,设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比.已知铁锤第一次将钉子钉进d ,如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同,那么,第二次钉子进入木板的深度为( )A .(3-1)dB .(2-1)dC.(5-1)d 2D.22d7.(2023·山东烟台市高三检测)一辆汽车在平直公路上由静止开始启动,汽车先保持牵引力F 0不变,当速度为v 1时达到额定功率P e ,此后以额定功率继续行驶,最后以最大速度v m 匀速行驶.若汽车所受的阻力F f 为恒力,汽车运动过程中的速度为v 、加速度为a 、牵引力为F 、牵引力的功率为P ,则下列图像中可能正确的是( )8.(多选)地下矿井中的矿石装在矿车中,用电机通过竖井运送至地面.某竖井中矿车提升的速度大小v 随时间t 的变化关系如图所示,其中图线①②分别描述两次不同的提升过程,它们变速阶段加速度的大小都相同;两次提升的高度相同,质量相等.不考虑摩擦阻力和空气阻力.对于第①次和第②次提升过程,下列说法正确的有( )A .矿车上升所用的时间之比为4∶5B .电机的最大牵引力之比为2∶1C .电机输出的最大功率之比为2∶1D .电机所做的功之比为4∶59.(2021·湖南卷·3)“复兴号”动车组用多节车厢提供动力,从而达到提速的目的.总质量为m 的动车组在平直的轨道上行驶.该动车组有四节动力车厢,每节车厢发动机的额定功率均为P ,若动车组所受的阻力与其速率成正比(F 阻=k v ,k 为常量),动车组能达到的最大速度为v m .下列说法正确的是( )A .动车组在匀加速启动过程中,牵引力恒定不变B .若四节动力车厢输出功率均为额定值,则动车组从静止开始做匀加速运动C .若四节动力车厢输出的总功率为2.25P ,则动车组匀速行驶的速度为34v m D .若四节动力车厢输出功率均为额定值,动车组从静止启动,经过时间t 达到最大速度v m ,则这一过程中该动车组克服阻力做的功为12m v m 2-Pt 10.一辆汽车由静止开始沿平直公路行驶,汽车所受牵引力F 随时间t 变化关系图线如图所示.若汽车的质量为1.2×103 kg ,阻力恒定,汽车的最大功率恒定,则以下说法正确的是( )A .汽车的最大功率为5×104 WB .汽车匀加速运动阶段的加速度为256m/s 2 C .汽车先做匀加速运动,然后再做匀速直线运动D .汽车从静止开始运动12 s 内的位移是60 m11.质量为1.0×103 kg 的汽车,沿倾角为30°的斜坡由静止开始向上运动,汽车在运动过程中所受摩擦阻力大小恒为2 000 N ,汽车发动机的额定输出功率为5.6×104 W ,开始时以a =1 m/s 2的加速度做匀加速运动(g 取10 m/s 2).求:(1)汽车做匀加速运动的时间;(2)汽车所能达到的最大速率;(3)若斜坡长143.5 m ,且认为汽车到达坡顶之前已达到最大速率,汽车从坡底到坡顶所需时间.12.一辆玩具赛车在水平直线跑道上由静止开始以10 kW 的恒定功率加速前进,赛车瞬时速度的倒数1v 和瞬时加速度a 的关系如图所示,已知赛车在跑道上所受到的阻力恒定,赛车到达终点前已达到最大速度.下列说法中正确的是( )A .赛车做加速度逐渐增大的加速直线运动B .赛车的质量为20 kgC .赛车所受阻力大小为500 ND .赛车速度大小为5 m/s 时,加速度大小为50 m/s 2答案及解析1.A 2.A 3.B 4.C 5.ABD 6.B7.C [因为汽车先保持牵引力F 0不变,由牛顿第二定律可得F 0-F f =ma ,又因为汽车所受的阻力F f 为恒力,所以开始阶段汽车做匀加速直线运动,所以v -t 图像开始应有一段倾斜的直线,故A 错误;因为当速度为v 1时达到额定功率P e ,此后以额定功率继续行驶,则满足P e =F v ,即F 与v 成反比,F 与1v 成正比,所以F -v 图像中v 1~v m 段图像应为曲线,F与1v 图像中1v m ~1v 1段图像应为直线,故B 错误,C 正确;因为当速度为v 1之前,保持牵引力F 0不变,则功率满足P =F 0v ,即P 与v 成正比,所以P -v 图像中0~v 1段图像应为过原点的直线,故D 错误.]8.AC [由题图可得,变速阶段的加速度大小a =v 0t 0,设第②次所用时间为t 2,根据速度-时间图像与时间轴所围的面积等于位移(此题中为提升的高度)可知,12×2t 0×v 0=12[t 2+(t 2-t 0)]×12v 0,解得:t 2=5t 02,所以第①次和第②次矿车上升所用时间之比为2t 0∶5t 02=4∶5 ,选项A 正确.由于两次提升过程变速阶段的加速度大小相同,在匀加速阶段,由牛顿第二定律,F -mg =ma ,可得电机的最大牵引力之比为1∶1,选项B 错误.由功率公式,P =F v ,电机输出的最大功率之比等于最大速度之比,为2∶1,选项C 正确.加速上升过程的加速度a 1=v 0t 0,加速上升过程的牵引力F 1=ma 1+mg =m (v 0t 0+g ),减速上升过程的加速度a 2=-v 0t 0,减速上升过程的牵引力F 2=ma 2+mg =m (g -v 0t 0),匀速运动过程的牵引力F 3=mg .第①次提升过程做功W 1=F 1×12×t 0×v 0+F 2×12×t 0×v 0=mg v 0t 0;第②次提升过程做功W 2=F 1×12×12t 0×12v 0+F 3×32t 0×12v 0+F 2×12×12t 0×12v 0=mg v 0t 0,两次做功相同,选项D 错误.] 9.C [对动车组由牛顿第二定律有F 牵-F 阻=ma ,动车组匀加速启动,即加速度a 恒定,但F 阻=k v 随速度增大而增大,则牵引力也随阻力增大而增大,故A 错误;若四节动力车厢输出功率均为额定值,则总功率为4P ,由牛顿第二定律有4P v -k v =ma ,故可知加速启动的过程,牵引力减小,阻力增大,则加速度逐渐减小,故B 错误;若四节动力车厢输出的总功率为2.25P ,动车组匀速行驶时加速度为零,有2.25P v =k v ,而以额定功率匀速行驶时,有4P v m=k v m ,联立解得v =34v m ,故C 正确;若四节动力车厢输出功率均为额定值,动车组从静止启动,经过时间t 达到最大速度v m ,由动能定理可知4Pt -W 克阻=12m v m 2-0,可得动车组克服阻力做的功为W 克阻=4Pt -12m v m 2,故D 错误.] 10.A [由图可知,汽车在前4 s 内的牵引力不变,汽车做匀加速直线运动,4~12 s 内汽车的牵引力逐渐减小,则车的加速度逐渐减小,汽车做加速度减小的加速运动,直到车的速度达到最大值,以后做匀速直线运动,可知在4 s 末汽车的功率达到最大值;汽车的速度达到最大值后牵引力等于阻力,所以阻力F f =2×103 N ,前4 s 内汽车的牵引力为F =5×103 N ,由牛顿第二定律F -F f =ma 可得a =2.5 m/s 2,4 s 末汽车的速度v 1=at 1=2.5×4 m/s =10 m/s ,所以汽车的最大功率P =F v 1=5×103×10 W =5×104 W ,A 正确,B 、C 错误;汽车在前4 s内的位移x 1=12at 12=12×2.5×42 m =20 m ,汽车的最大速度为v m =P F f =5×1042×103m/s =25 m/s ,汽车在4~12 s 内的位移设为x 2,根据动能定理可得Pt -F f x 2=12m v m 2-12m v 12,代入数据可得x 2=42.5 m ,所以汽车的总位移x =x 1+x 2=20 m +42.5 m =62.5 m ,D 错误.]11.(1)7 s (2)8 m/s (3)22 s解析 (1)由牛顿第二定律得F -mg sin 30°-F f =ma设匀加速过程的末速度为v ,则有P =F vv =at 1,解得t 1=7 s.(2)当达到最大速度v m 时,加速度为零,有F m =mg sin 30°+F f则有P =F m v m =(mg sin 30°+F f )v m解得v m =8 m/s.(3)汽车匀加速运动的位移x 1=12at 12,在后一阶段对汽车由动能定理得Pt 2-(mg sin 30°+F f )x 2=12m v m 2-12m v 2 又有x =x 1+x 2,解得t 2≈15 s ,故汽车运动的总时间为t =t 1+t 2=22 s.12.C [由牛顿第二定律有P v -F f =ma ,可知赛车做加速度逐渐减小的加速直线运动,将公式整理得1v =m P a +F f P ,可见1v -a 图像的斜率恒定为m P ,与纵轴的截距为F f P ,可得F f P =0.05 s/m ,m P =0.1-0.0520s 3/m 2,解得m =25 kg ,F f =500 N ,将v =5 m/s 代入公式,解得a =60 m/s 2,故C 正确,A 、B 、D 错误.]。
第1讲功功率和功能关系专题复习目标学科核心素养高考命题方向1.本讲内容主要是复习功和功率的分析与计算、动能定理以及力学中的功能关系应用。
2.熟练应用动能定理进行分析和推理。
1.物理观念:主要是对功和功率的概念理解;对功能关系的理解。
2.科学推理:应用动能定理和力学中的功能关系分析和解决问题。
高考强调以生活中的实例为背景,强化对做功和功率概念的理解,在多过程运动情景中运用动能定理分析和推理。
命题方向主要围绕功和功率、动能定理的应用以及对功能关系的理解。
一、几种力做功的特点1.重力、弹簧弹力、静电力做功与路径无关。
2.摩擦力做功的特点(1)单个摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力)可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。
(2)相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零,在静摩擦力做功的过程中,只有机械能的转移,没有机械能转化为其他形式的能;相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零,且总为负值。
在一对滑动摩擦力做功的过程中,相互摩擦的物体间不仅有机械能的转移,还有部分机械能转化为内能,转化为内能的量等于系统机械能的减少量,等于滑动摩擦力与相对位移的乘积。
(3)摩擦生热是指滑动摩擦生热,静摩擦不会生热。
二、几个重要的功能关系1.重力做的功等于重力势能减少量,即W G=-ΔE p。
2.弹力做的功等于弹性势能减少量,即W弹=-ΔE p。
3.合力做的功等于动能的变化,即W=ΔE k。
4.重力(或系统内弹力)之外的其他力做的功等于机械能的变化,即W其他=ΔE。
5.系统内一对滑动摩擦力做的功是系统内能改变的量度,即Q=F f x相对。
三、功和功率的求解1.功的求解:W=Fl cos α用于恒力做功,变力做功可以用动能定理或者图象法来求解。
2.功率的求解:可以用定义式P=Wt来求解,如果力是恒力,可以用P=F v cos α来求解。
四、动能定理的应用技巧若运动包括几个不同的过程,可以全程或者分过程应用动能定理。
题型一功和功率1.几种力做功(1)重力、弹簧弹力、电场力、分子力做功与位移有关,与路径无关。
第五章机械能高考目标复习指导功和功率Ⅱ动能和动能定理Ⅱ1.考情剖析:高考对本章知识点考察频次最高的是动能定理、重力做功与重力势能机械能守恒定律.有独自考察,多以与其余知识综合考察,Ⅱ有选择题,也有计算题.功能关系、机械能守恒2.高考热门:定律及其应用Ⅱ(1)功和功率的理解与计算.实验五:探究动能定理(2)动能定理、机械能守恒定律常联合牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动以及电磁学知识进行考察.(3)动能定理及能量守恒定律与生产、生活、科技相联合进行实验六:考证机械能守综合考察 .恒定律第 1 讲功和功率一、功1.做功的两个不行缺乏的要素:力和物体在力的方向上发生的位移.2.功的大小(1)公式:W=Flcosα(α为力和位移的夹角 )(2)功的正负夹角功的正负物理意义0≤ α<90°W>0 力对物体做正功90°<α≤180°W<0 力对物体做负功,或许说物体克服这个力做了功α=90°W=0 力对物体不做功功是标量,正功表示对物体做功的力是动力;负功表示对物体做功的力是阻力,功的正负不表示功的大小.二、功率1.定义:功与达成功所用时间的比值.2.物理意义:描绘力对物体做功的快慢.3.公式W(1)P=t,P 为时间 t 内的均匀功率.(2)P=Fvcosα(α为 F 与 v 的夹角 )①v为均匀速度,则 P 为均匀功率;②v 为刹时速度,则 P 为刹时功率.4.额定功率和实质功率名称意义两者联系额定动力机械长时间正实质功率能够小于或常工作时的最大输功率等于额定功率,实质出功率功率长时间大于额定实质动力机械实质工作功率时会破坏机械功率时的输出功率.对于功率公式 P =W和 P =Fv 的说法正确的选项是 () 1 tWA .由 P = t 知,只需知道 W 和 t 便可求出随意时辰的功率B .由 P =Fv 只好求某一时辰的刹时功率C .从 P =Fv 知汽车的功率与它的速度成正比D .从 P =Fv 知当汽车发动机功率一准时,牵引力与速度成反比2.如下图,人站在电动扶梯的水平台阶上,假定人与扶梯一同沿斜面匀加快上涨, 在这个过程中人脚所受的静摩擦力 ()A .等于零,对人不做功B .水平向左,对人不做功C .水平向右,对人做正功D .沿斜面向上,对人做正功3.如下图,力F 大小相等,物体沿水平面运动的位移x 也同样,则 F 做功最小的是 ()4.物体遇到两个相互垂直的作使劲 F 1、F 2 而运动,已知力 F 1 做功 6 J ,物体战胜力 F 2 做功 8 J ,则力 F 1、 F 2 的协力对物体做功 ()A .14 JB .10 JC .2 JD .- 2 J5.自由着落的物体,在第 1 s 内、第 2 s 内、第 3 s 内重力的均匀功率之比为 ()A.1∶1∶1B.1∶2∶3C.1∶3∶5D.1∶4∶9正、负功的判断及大小的计算如下图,质量为m 的物体静止在倾角为θ的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为μ,现使斜面水平向左匀速挪动距离 l.(1)摩擦力对物体做的功为(物体与斜面相对静止 )()A.0B.μmglcosθC.- mglsin θcosθ D.mglsin θcosθ(2)斜面对物体的弹力做的功为()A.02θB.mglsin θcos 2C.- mglcos θ D.mglsin θcosθ(3)重力对物体做的功为 ()A.0B.mglC.mgltan θD.mglcosθ(4)斜面对物体做的功是多少?各力对物体所做的总功是多少?1.功的正负的判断方法(1)恒力做功的判断:若物体做直线运动,依照力与位移的夹角来判断.(2)曲线运动中功的判断:若物体做曲线运动,依照 F 与 v 的方向夹角来判断.当 0°≤α<90°,力对物体做正功; 90°<α≤180°,力对物体做负功;α=90°,力对物体不做功.(3)依照能量变化来判断:依据功是能量转变的量度,如有能量转变,则必有力对物体做功.此法常用于判断两个相联系的物体之间的相互作使劲做功的判断.2.恒力做功的计算方法1-1:一根木棒沿水平桌面从 A 运动到 B,如图所示,若棒与桌面间的摩擦力大小为F f,则棒对桌面的摩擦力和桌面对棒的摩擦力做功各为()A.- F f x,- F f x B. F f x,- F f xC.0,- F f x D.- F f x,0对功率的理解及计算(2011 ·南卷海 )一质量为 1 kg 的质点静止于圆滑水平面上,从 t=0 时起,第 1 秒内遇到 2 N 的水平外力作用,第 2 秒内遇到同方向的1 N 的外力作用.以下判断正确的选项是 ()9A.0~2 s内外力的均匀功率是4 W5B.第 2 秒内外力所做的功是4 JC.第 2 秒末外力的刹时功率最大D.第 1 秒内与第 2 秒内质点动能增添量的比值是4 5计算功率的基本思路1.第一判断待求的功率是刹时功率仍是均匀功率.2.(1)均匀功率的计算方法W①利用 P =t;②利用 P =F·v ·cosα.(2)刹时功率的计算方法P= F·v·cosα,v 是 t 时辰的刹时速度.2-1:如下图,将质量为m 的小球以初速度v0从 A 点水平抛出,正好垂直于斜面落在斜面上 B 点.已知斜面的倾角为α.(1)小球落到斜面上 B 点时重力做功的刹时功率是多少?(2)小球从 A 到 B 过程中重力做功的均匀功率是多少?机车的启动问题机车的两种启动方式额定功率是 80 kW 的无轨电车,其最大速度是72 km/h ,质量是 2 t ,假如它从静止先以 2 m/s 2 的加快度匀加快开出, 阻力大小必定,则()(1)电车匀加快运动行驶能保持多少时间?(2)又知电车从静止驶出到增至最大速度共经历了21 s ,在此过程中,电车经过的位移是多少?三个重要关系式(1)不论哪一种运转过程,机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度,即 v m = P =P( 式中 F min 为最小牵引力,其值等于阻力 F f .F min F f) (2)机车以恒定加快度启动的运动过程中,匀加快过程结束时,功率最PP大,速度不是最大,即 v =F <v m =F f .(3)机车以恒定功率运转时, 牵引力做的功 W =Pt.由动能定理: Pt -F f x = E k .此式常常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移大小.3-1:修筑高层建筑常常用到塔式起重机.在起重机将质量 m=5×103 kg 的重物竖直吊起的过程中,重物由静止开始向上做匀加快直线运动,加快度 a=0.2 m/s2,当起重机输出功率达到其同意的最大值时,保持该功率真到重物做v m= 1.02 m/s 的匀速运动.取g=10 m/s2,不计额外功.求:(1)起重机同意输出的最大功率.(2)重物做匀加快运动所经历的时间和起重机在第 2 秒末的输出功率.功的算方法1.恒力及协力做功的算(1)恒力做的功:直接用 W=Flcosα 算.公式中的 F 是恒力, l 是指力的作用点的位移,α指力的方向和位移方向的角.如典例1(1)(2)合外力做的功①先求合外力 F 合,再用公式 W 合=F 合 lcosα求功,此中α 协力 F合与位移 l 的角.一般合用于整个程中协力恒定不的状况.②分求出每个力做的功W1、W2、W3⋯,再用 W 合=W1+W2+W3+⋯求合外力做的功.种方法一般合用于在整个程中,某些力分段作用的状况.③利用能定理求解.2.力做功的算(1)用能定理 W= E k或功能关系.(2)当力的功率 P 必定,可用 W=Pt 求功,如机恒功率启.(3)将力做功化恒力做功①当力的大小不,而方向始与运方向同样或相反,力做的功等于力和行程 (不是位移 )的乘.如滑摩擦力做功等.如典例1(2).②当力的方向不,大小随位移做性化,可先求卖力位移的均匀 F=F1+F2,再由 W=Fl cosα 算,如簧力做功.如典例2. 2(4)作出力 F 随位移 l 化的象,象与位移所的“面”即力做的功.如所示,量m=1.0 kg 的物体从半径 R=5 m 的弧的 A 端,在拉力 F 作用下从静止沿圆弧运动到极点 B.圆弧 AB 在竖直平面内,拉力 F 的大小为 15 N,方向一直与物体的运动方向一致.若物体到达B 点时的速度 v=5 m/s,圆弧 AB 所对应的圆心角θ=60°, BO 边在竖直方向上,取 g=10 m/s2.在这一过程中,求:(1)重力 mg 做的功.(2)拉力 F 做的功.(3)圆弧面对物体的支持力F N做的功.(4)圆弧面对物体的摩擦力F f做的功.计算功应第一明确力是恒力仍是变力,假如变力,大小、方向有何特色,而后再依据力的特色选择功的计算方法.用铁锤把钉子钉入木板,设木板对钉子的阻力 F 与钉进木板的深度成正比,已知铁锤第一次将钉子钉进 d,假如铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次同样,那么,第二次钉子进入木板的深度是( )A.( 3-1)d B.( 2-1)d5-1 d 2dC. 2D. 2方向不变、大小随位移线性变化的力,求力的均匀值时要对应位移,其大小为这段位移内力的最小值与最大值之和的一半.1.下边对于功率的说法中正确的选项是()A.由 P=W/t 可知机器做功越多,其功率越大B.由 P=Fvcosα可知只需 F、v 均不为零, F 的功率就不为零C.额定功率是在正常条件下能够长时间工作的最大功率D.汽车行驶时牵引力越大,功率就越大2.如下图,一辆玩具小车静止在圆滑的水平导轨上,一个小球用细绳挂在小车上,由图中地点无初速度开释,则小球在下摆的过程中,以下说法正确的选项是 ()A.绳的拉力对小球不做功B.绳的拉力对小球做正功C.小球的协力不做功D.绳的拉力对小球做负功3.(2012 ·上海单科 )位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下,做速度为 v1的匀速运动;若作使劲变成斜向上的恒力F2,物体做速度为 v2的匀速运动,且 F1与 F2功率同样.则可能有 ()A.F2=F1v1>v2B.F2= F1v1<v2C.F2>F1v1>v2D.F2<F1v1<v24.出租车是一种方便快捷的交通工具,深受人们的欢迎.在平直公路上,一辆质量为 m=1.5 t 的出租车由静止开始做匀加快运动,当速度达到 v=2 m/s时发现有一乘客挥手,于是立刻封闭发动机直到停止,其 v-t 图象如下图.设出租车所受阻力F f大小不变,在加快和减速过程中汽车战胜阻力做功分别为W1和 W2,出租车牵引力做功为W,则 () A.W=W1+W2B.W1=W2C.在第 1 s 内出租车所受合外力对出租车做功为W 合=3×103 JD.出租车的额定功率必定为P=8×103 W5.一列火车总质量m=500 t,机车发动机的额定功率P=6×105 W,在水平轨道上行驶时,轨道对列车的阻力F f是车重的 0.01 倍,g=10 m/s2,求:(1)列车在水平轨道上行驶的最大速度;(2)在水平轨道上,发动机以额定功率 P 工作,当行驶速度为 v1=1 m/s 时,列车的刹时加快度 a1;(3)在水平轨道上以36 km/h 速度匀速行驶时,发动机的实质功率P′;(4)若火车从静止开始,保持 a=0.5 m/s2的加快度做匀加快运动,这一过程保持的最长时间.。
准兑市爱憎阳光实验学校高三物理第一轮专题复习--功和功率一、知识归纳(一)、功1.功的义:2.做功的两个要素3.功的公式:W=Flcosa4.单位:焦耳〔J〕5.功有正、负之分①当α=π/2时,cosα=0,W=0。
力F和位移s的方向垂直时,力F不做功;②当α<π/2时,cosα>0,W>0。
这表示力F对物体做正功;③当π/2<α≤π时,cosα<0,W<0。
这表示力F对物体做负功。
(二)功率功率1.义:功和完成这些功所用时间的比值.2.义式:P=w/t,变形式:P=Fv。
3.单位和常用单位:W,kW.额功率和实际功率1.额功率:正常条件下可以长时间工作的功率.2.实际功率:机车实际输出的功率.功率与速度讨论公式P=Fv二、典型问题〔一〕.弄清求变力做功的几种方法1、值法例1、如图1,滑轮至滑块的高度为h,细绳的拉力为F〔恒〕,滑块沿水平面由A点S至B点,滑块在初、末位置时细绳与水平方向夹角分别为α和β。
求滑块由A点运动到B点过程中,绳的拉力对滑块所做的功。
分析与解:设绳对物体的拉力为T,显然人对绳的拉力F于T。
T在对物体做功的过程小虽然不变,但其方向时刻在改变,因此该问题是变力做功的问题。
但是在滑轮的质量以及滑轮与绳间的摩擦不计的情况下,人对绳做的功就于绳的拉力对物体做的功。
而拉力F的大小和方向都不变,所以F做的功可以用公式W=FScosa直接计算。
由图1可知,在绳与水平面的夹角由α变到β的过程中,拉力F的作用点的位移大小为:2、微元法例2 、如图2所示,某力F=10N作用于半径R=1m的转盘的边缘上,力F 的大小保持不变,但方向始终保持与作用点的切线方向一致,那么转动一周这个力F做的总功为:A、 0JB、20πJ C 、10J D、20J.分析与解:把圆周分成无限个小元段,每个小元段可认为与力在同一直线上,故ΔW=FΔS,那么转一周中各个小元段做功的代数和为W=F×2πR=10×2πJ=20πJ=6J,故B正确。
高考物理一轮复习知识点总结归纳一、力学1. 牛顿三定律a. 第一定律:物体在静止状态或匀速直线运动状态下,受力平衡。
b. 第二定律:F = ma,物体所受合力等于其质量乘以加速度。
c. 第三定律:任何两个物体之间存在相互作用力,大小相等、方向相反。
2. 力的合成与分解a. 合力:多个力共同作用在物体上的结果力。
b. 分解:将一个力分解为两个或多个力的合成。
3. 牛顿万有引力定律a. 任何两个物体之间存在引力,大小与质量成正比,与距离的平方成反比。
4. 牛顿运动定律a. 第一定律:惯性原理,物体在没有外力作用下保持匀速直线运动或静止状态。
b. 第二定律:物体所受合力等于质量乘以加速度。
c. 第三定律:作用力与反作用力大小相等、方向相反。
5. 动量与动量守恒定律a. 动量:物体的质量乘以速度。
b. 动量守恒定律:系统中物体总动量在不受外力作用下保持不变。
6. 工作、能量与功a. 功:力在物体上产生的位移与力的方向相同时的乘积。
b. 功率:单位时间内做功的大小。
c. 机械能守恒定律:一个封闭系统中,机械能总量保持不变。
7. 机械振动与波动a. 振动:物体来回周期性运动。
b. 波动:能量以波的形式传播。
二、热学1. 温度与热量a. 温度:物体分子热运动的快慢程度的度量。
b. 热量:能量由高温物体传递到低温物体的过程。
2. 热能传递a. 热传导:通过物质的直接接触而传递热能。
b. 热对流:热能通过流体的对流传递。
c. 热辐射:热能以电磁波的形式传播。
3. 热力学定律a. 热力学第一定律:能量守恒定律。
b. 热力学第二定律:熵增定律。
4. 相变a. 固体-液体相变:熔化。
b. 液体-气体相变:汽化。
c. 固体-气体相变:升华。
5. 理想气体定律a. 法国物理学家伯努利发现的理想气体定律:PV = nRT。
三、电学1. 电荷与电场a. 电荷:质子带正电荷,电子带负电荷。
b. 电场:电荷周围的空间中存在电力作用的物理场。
高考物理复习课时跟踪检测(十八) 功和功率高考常考题型:选择题+计算题1.若在水平直轨道上有一列以额定功率行驶的列车,所受阻力与质量成正比,由于发生意外情况,最后几节车厢与车体分离,分离后车头保持额定功率运行,则( )A.车头部分所受牵引力增大,速度也增大B.车头部分所受牵引力减小,速度也减小C.脱离部分做匀减速运动,车头部分做匀加速运动D.分离出的车厢越多,车头能获得的最大速度越大2.(2013·淄博模拟)质量为1 500 kg的汽车在平直的公路上运动,v-t图象如图1所示。
由此可求( )图1A.前25 s内汽车的位移B.前10 s内汽车所受的牵引力C.前10 s内汽车的平均速度D.15~25 s内合外力对汽车所做的功3. (2012·江苏高考)如图2所示,细线的一端固定于O点,另一端系一小球。
在水平拉力作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点。
在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是( )A.逐渐增大B.逐渐减小图2C.先增大,后减小D.先减小,后增大4.如图3所示,质量为m的物体置于倾角为θ的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为μ,在外力作用下,斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动,运动中物体m与斜面体相对静止。
则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中错误的是( ) 图3A.支持力一定做正功B.摩擦力一定做正功C.摩擦力可能不做功 D.摩擦力可能做负功5.(2012·山西大学附中测试)一物体在粗糙的水平面上滑行。
从某时刻起,对该物体再施加一水平恒力F,则在下列运动一段时间内( )A.如果物体改做匀速运动,则力F一定对物体做正功B.如果物体改做匀加速直线运动,则力F一定对物体做正功C .如果物体仍做匀减速运动,则力F 一定对物体做负功D .如果物体改做曲线运动,则力F 一定对物体不做功6.如图4所示,木板可绕固定水平轴O 转动。
木板从水平位置OA 缓慢转到OB 位置,木板上的物块始终相对于木板静止。
第1讲功和功率考点1 功的判断与计算1.功的正负的判断方法2.恒力做功的计算方法3.合力做功的计算方法1.(多选)如图所示,粗糙的斜面在水平恒力的作用下向左匀速运动,一物块置于斜面上并与斜面保持相对静止,下列说法中正确的是( ACD )A.斜面对物块不做功B.斜面对地面的摩擦力做负功C.斜面对物块的支持力做正功D.斜面对物块的摩擦力做负功解析:斜面对物块的作用力可以等效为一个力,根据平衡条件,这个力与重力大小相等,方向相反,与位移的夹角为90°,所以不做功,选项A正确;地面受到摩擦力作用,但没有位移,所以斜面对地面的摩擦力不做功,选项B错误;斜面对物块的支持力与位移方向的夹角小于90°,而斜面对物块的摩擦力与位移方向的夹角大于90°,所以选项C、D正确.2.如图所示,小物块位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平地面上,从地面上看,在小物块沿斜面下滑的过程中,斜面对小物块的作用力( B )A.垂直于接触面,做功为零B.垂直于接触面,做功不为零C.不垂直于接触面,做功为零D.不垂直于接触面,做功不为零解析:如图所示,物块初位置为A ,末位置为B ,A 到B 的位移为s ,斜面对小物块的作用力为F N ,方向始终垂直于斜面向上,且从地面看,F N 与位移s 方向的夹角为钝角,F N 做负功.故选B.是否做功的判断:功是力对位移的积累效果,“积累”是逐渐聚集的意思,显然,只具有力或位移谈不上积累,因而也没有功,做功的过程也就是能量转化的过程,所以还可以通过有没有能量转化来判断.考向2 恒力功的计算3.如图所示,质量为m 的物体在恒力F 的作用下从底端沿斜面向上一直匀速运动到顶端后撤去F ,斜面高h ,倾斜角为θ,现把物体放在顶端,发现物体在轻微扰动后可匀速下滑,重力加速度大小为g .则在上升过程中恒力F 做的功为( C )A .FhB .mghC .2mghD .无法确定解析:把物体放在顶端,发现物体在轻微扰动后可匀速下滑,则物体受力平衡,则有F f =mg sin θ.上滑过程中,物体也做匀速直线运动,受力平衡,则有F =mg sin θ+F f =2mg sin θ,则在上升过程中恒力F 做的功W =F ·h sin θ=2mg sin θ·hsin θ=2mgh ,故选项C正确.4.一木块前端有一滑轮,绳的一端系在右方固定处,水平穿过滑轮,另一端用恒力F拉住,保持两股绳之间的夹角θ不变,如图所示,当用力F 拉绳使木块前进s 时,力F 对木块做的功(不计绳重和滑轮摩擦)是( B )A .Fs cos θB .Fs (1+cos θ)C .2Fs cos θD .2Fs 解析:方法一:如图所示,力F 作用点的位移l =2s cos θ2,故拉力F 所做的功W =Fl cos α=2Fs cos2θ2=Fs (1+cos θ).方法二:可看成两股绳都在对木块做功W =Fs +Fs cos θ=Fs (1+cos θ),则选项B 正确.求解恒力做功的两个注意(1)恒力做功的大小只与F 、l 、α这三个量有关,与物体是否还受其他力、物体运动的速度、加速度等其他因素无关,也与物体运动的路径无关.(2)F 与l 必须具有同时性,即l 必须是力F 作用过程中物体的位移. 考向3 求变力做功的常用方法 方法1:利用微元法求变力做功将物体的位移分割成许多小段,因小段很小,每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力,这样就将变力做功转化为在无数个无穷小的位移上的恒力所做功的代数和,此法在中学阶段常应用于求解大小不变、方向改变的变力做功问题.5.(多选)如图所示,小球质量为m ,一不可伸长的悬线长为l ,把悬线拉到水平位置后放手,设小球运动过程中空气阻力F m 大小恒定,则小球从水平位置A 到竖直位置B 的过程中,下列说法正确的是( BD )A .重力不做功B .悬线的拉力不做功C .空气阻力做功为-F m lD .空气阻力做功为-12F m πl解析:重力在整个运动过程中始终不变,小球在重力方向上的位移为l ,所以W G =mgl ,故A 错误;因为拉力F T 在运动过程中始终与运动方向垂直,拉力不做功,故B 正确;F m 所做的总功等于每个小弧段上F m 所做功的代数和,运动的弧长为12πl ,故阻力做的功为WF m =-(F m Δx 1+F m Δx 2+…)=-12F m πl ,故C 错误,D 正确.方法2:用F x 图象求变力做功在F x 图象中,图线与x 轴所围“面积”的代数和就表示力F 在这段位移所做的功,且位于x 轴上方的“面积”为正,位于x 轴下方的“面积”为负,但此方法只适用于便于求图线所围面积的情况(如三角形、矩形、圆等规则的几何图).6.轻质弹簧右端固定在墙上,左端与一质量m =0.5 kg 的物块相连,如图甲所示,弹簧处于原长状态,物块静止且与水平面间的动摩擦因数μ=0.2.以物块所在处为原点,水平向右为正方向建立x 轴,现对物块施加水平向右的外力F ,F 随x 轴坐标变化的情况如图乙所示,物块运动至x =0.4 m 处时速度为零,则此时弹簧的弹性势能为(g 取10 m/s 2)( A )A.3.1 J B.3.5 J C.1.8 J D.2.0 J解析:物块与水平面间的摩擦力为F f=μmg=1 N.现对物块施加水平向右的外力F,由Fx图象与x轴所围面积表示功可知F做功W=3.5 J,克服摩擦力做功W f=F f x=0.4 J.由于物块运动至x=0.4 m处时,速度为0,由功能关系可知,W-W f=E p,此时弹簧的弹性势能为E p=3.1 J,选项A正确.方法3:“转化法”求变力做功通过转换研究的对象,可将变力做功转化为恒力做功,用W=Fl cosα求解,如轻绳通过定滑轮拉动物体运动过程中拉力做功问题.7.如图所示,水平粗糙地面上的物体被绕过光滑定滑轮的轻绳系着,现以大小恒定的拉力F拉绳的另一端,使物体从A点起由静止开始运动.若从A点运动至B点和从B点运动至C点的过程中拉力F做的功分别为W1、W2,图中AB=BC,且动摩擦因数处处相同,则在物体的运动过程中( D )A.摩擦力增大,W1>W2 B.摩擦力减小,W1<W2C.摩擦力增大,W1<W2 D.摩擦力减小,W1>W2解析:物体受力如图所示,由平衡条件得F N +F sin θ=mg ,滑动摩擦力F f =μF N =μ(mg -F sin θ),物体从A 向C 运动的过程中细绳与水平方向夹角θ增大,所以滑动摩擦力减小,由于物体被绕过光滑定滑轮的轻绳系着,拉力为恒力,所以拉力做的功等于细绳对物体所做的功,根据功的计算式W =FL cos θ,θ增大,F 不变,在相同位移L 上拉力F 做的功减小,故D 正确,A 、B 、C 错误.考点2 功率的分析和计算1.公式P =Wt和P =Fv 的区别P =Wt是功率的定义式,P =Fv 是功率的计算式. 2.平均功率的计算方法 (1)利用P =Wt.(2)利用P =F ·v cos α,其中v 为物体运动的平均速度. 3.瞬时功率的计算方法(1)利用公式P =Fv cos α,其中v 为t 时刻的瞬时速度. (2)P =F ·v F ,其中v F 为物体的速度v 在力F 方向上的分速度. (3)P =F v ·v ,其中F v 为物体受到的外力F 在速度v 方向上的分力.(2019·某某某某模拟)(多选)质量为m 的物体静止在光滑水平面上,从t=0时刻开始受到水平力的作用.力的大小F 与时间t 的关系如图所示,力的方向保持不变,则( )A .3t 0时刻的瞬时功率为5F 20t 0mB .3t 0时刻的瞬时功率为15F 20t 0mC .在t =0到3t 0这段时间内,水平力的平均功率为23F 20t 04mD .在t =0到3t 0这段时间内,水平力的平均功率为25F 20t 06m[审题指导] 根据题意和F t 图象做出v t 图象再进行计算,注意平均功率和瞬时功率的计算式不同.【解析】 根据F t 图线,在0~2t 0时间内的加速度a 1=F 0m,2t 0时刻的速度v 2=a 1·2t 0=2F 0m t 0,0~2t 0时间内位移x 1=v 22·2t 0=2F 0m t 20,故0~2t 0时间内水平力做的功W 1=F 0x 1=2F 20m t 20;在2t 0~3t 0时间内的加速度a 2=3F 0m ,3t 0时刻的速度v 3=v 2+a 2t 0=5F 0mt 0,故3t 0时刻的瞬时功率P 3=3F 0v 3=15F 20t 0m ,在2t 0~3t 0时间内位移x 2=v 2+v 32·t 0=7F 0t 22m ,故2t 0~3t 0时间内水平力做的功W 2=3F 0·x 2=21F 20t 202m ,因此在0~3t 0时间内的平均功率P =W 1+W 23t 0=25F 20t 06m ,故B 、D 正确.【答案】 BD1.如图,一长为L 的轻杆一端固定在光滑铰链上,另一端固定一质量为m 的小球.一水平向右的拉力作用于杆的中点,使杆以角速度ω匀速转动,当杆与水平方向夹角为60°时,拉力的功率为( C )A .mgLωB.32mgLω C.12mgLωD.36mgLω 解析:由能的转化与守恒可知:拉力的功率等于克服重力的功率,P F =P G =mgv y =mgv cos60°=12mgωL ,故选C.2.跳绳运动员质量m =50 kg,1 min 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需时间的2/5,试估算该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率为多大?解析:跳跃的周期T =60180 s =13 s ,每个周期内在空中停留的时间t 1=35T =15s.运动员跳起时视为竖直上抛运动,设起跳初速度为v 0, 由t 1=2v 0g 得v 0=12gt 1.每次跳跃人克服重力做的功为W =12mv 20=18mg 2t 21=25 J ,克服重力做功的平均功率为P =W T =2513W =75 W.答案:75 W对平均功率和瞬时功率的进一步理解(1)平均功率对应的是一段时间或一个过程,并且同一物体在不同时间段的平均功率一般不同.(2)求解瞬时功率用公式P =Fv cos α,v ·cos α可理解为沿力方向的分速度,F ·cos α可理解为沿速度方向的分力.考点3 机动车启动问题1.以恒定功率启动 (1)动态过程(2)这一过程的Pt图象和vt图象如图所示:2.以恒定加速度启动(1)动态过程(2)这一过程的Pt图象和vt图象如图所示:一汽车在平直公路上行驶.从某时刻开始计时,发动机的功率P 随时间t的变化如图所示.假设汽车所受阻力的大小F f恒定不变.下列描述该汽车的速度v 随时间t变化的图线中,可能正确的是( )[审题指导] 机车的输出功率可以突变,速度不能突变.【解析】 发动机功率为P 1且汽车匀速运动时,v 1=P 1F f;发动机功率为P 2且汽车匀速运动时,v 2=P 2F f .某时刻开始,若v 0<v 1,由P =Fv 及a =F -F fm可知,汽车先做加速度逐渐减小的加速运动,直至速度达到v 1;在t 1时刻,功率突然变大,牵引力突然变大,之后牵引力逐渐减至F f ,该阶段汽车也是做加速度逐渐减小的加速运动,直至速度达到v 2.故只有选项A 符合要求.【答案】 A3.(2019·某某赣中南五校模拟)(多选)质量为m 的汽车在平直路面上启动,启动过程的速度—时间图象如图所示.从t 1时刻起汽车的功率保持不变,整个运动过程中汽车所受阻力恒为F f ,则( BC )A .0~t 1时间内,汽车的牵引力做功的大小等于汽车动能的增加量B .t 1~t 2时间内,汽车的功率等于(m v 1t 1+F f )v 1 C .汽车运动的最大速度v 2=(mv 1F f t 1+1)v 1 D .t 1~t 2时间内,汽车的平均速度等于v 1+v 22解析:0~t 1时间内,汽车加速度a =v 1t 1,由牛顿第二定律F -F f =ma ,解得F =m v 1t 1+F f .t 1~t 2时间内,汽车的功率P =Fv 1=⎝ ⎛⎭⎪⎫m v 1t 1+F f v 1,选项B 正确;由P =F f v 2可得汽车运动的最大速度v 2=P F f =⎝⎛⎭⎪⎫mv 1F f t 1+1v 1,选项C 正确;根据动能定理,0~t 1时间内,汽车的牵引力做功的大小减去克服阻力做功等于汽车动能的增加量,选项A 错误;t 1~t 2时间内,汽车的平均速度大于v 1+v 22,选项D 错误.4.汽车发动机的额定功率为60 kW ,汽车的质量为5×103kg ,汽车在水平路面上行驶时,阻力是车重力的0.1倍(g 取10 m/s 2),试求:(1)若汽车保持额定功率不变从静止启动,汽车所能达到的最大速度是多大?当汽车的加速度为2 m/s 2时速度是多大?(2)若汽车从静止开始,保持以0.5 m/s 2的加速度做匀加速直线运动,这一过程能维持多长时间?解析:汽车运动中所受阻力大小为F f mg ① (1)当a =0时速度最大,牵引力等于F f 的大小, 则最大速度v max =P F f② 联立①②解得v max =12 m/s.设汽车加速度为2 m/s 2时牵引力为F 1, 由牛顿第二定律得F 1-F f =ma ③ 此时汽车速度v 1=P F 1④联立③④并代入数据得v 1=4 m/s.(2)当汽车以加速度a ′=0.5 m/s 2匀加速运动时,设牵引力为F 2, 由牛顿第二定律得F 2-F f =ma ′⑤汽车匀加速过程所能达到的最大速度v t =P F 2⑥ 联立①⑤⑥并代入数据解得t =v ta ′=16 s. 答案:(1)12 m/s 4 m/s (2)16 s机车启动的三个重要关系式(1)无论哪种启动过程,机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度,即v m =P F 阻. (2)机车以恒定加速度启动时,匀加速过程结束后功率最大,速度不是最大,即v =P F<v m=P F 阻. (3)机车以恒定功率运行时,牵引力做的功W =Pt ,由动能定理得Pt -F阻x =ΔE k ,此式经常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移或速度.。
精品基础教育教学资料,仅供参考,需要可下载使用!磁场一、磁场:1、基本性质:对放入其中的磁极、电流有力的作用。
磁极间、电流间的作用通过磁场产生,磁场是客观存在的一种特殊形态的物质。
2、方向:放入其中小磁针N极的受力方向(静止时N极的指向)放入其中小磁针S极的受力的反方向(静止时S极的反指向)3、磁感线:形象描述磁场强弱和方向的假想的曲线。
磁体外部:N极到S极;磁体内部:S极到N极。
磁感线上某点的切线方向为该点的磁场方向;磁感线的疏密表示磁场的强弱。
4、安培定则:(右手四指为环绕方向,大拇指为单独走向)导体的种类磁场形状判断方法通电直导线以导线为中心的各簇互相平行的同心圆。
右手握住导线,大拇指指向与电流方向一致,四指绕向为磁感线的方向。
矩形、环形电流各簇围绕环形导线的闭合曲线,中心轴上,磁感垂直环形平面。
右手绕向与环形电流方向一致,大拇指方向为环形电流内部的磁场方向。
通电螺线管外部类似于条形磁体的磁场,内部为匀强磁场。
右手握住螺线管,四指绕向与电流绕向一致,大拇指指向为磁场的N极。
二、安培力:1、定义:磁场对电流的作用力。
2、计算公式:F=ILBsinθ=I⊥LB 式中:θ是I与B的夹角。
电流与磁场平行时,电流在磁场中不受安培力;电流与磁场垂直时,电流在磁场中受安培力最大:F=ILB 0≤F ≤ILB3、安培力的方向:左手定则——左手掌放入磁场中,磁感线穿过掌心,四指指向电流方向,大拇指指向为通电导线所受安培力的方向。
三、磁感应强度B:1、定义:放入磁场中的电流元与磁场垂直时,所受安培力F跟电流元IL的比值。
2、公式: 磁感应强度B是磁场的一种特性,与F、I、L等无关。
注:匀强磁场中,B与I垂直时,L为导线的长度; 非匀强磁场中,B与I垂直时,L为短导线长度。
3、国际单位:特斯拉(T)。
4、磁感应强度B是矢量,方向即磁场方向。
磁感线方向为B方向,疏密表示B的强弱。
5、匀强磁场:磁感应强度B的大小和方向处处相同的磁场。
2012届高考物理第一轮单元知识点专题复习:功率
62功率
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目标:了解功率的概念及功率的计算方法
重点:功率的的计算方法
难点:机车启动问题的动态分析
【知识梳理与重难点分析】
1.功率的意义:功率是描述做功的物理量。
2.功率的定义式:单位时间力所做的功。
3.功率的数学表达:
①定义式:,所求出的功率是时间t内的平均功率。
②瞬时功率的表达式:P=Fvsθ,其中θ是间的夹角。
如果该式中的速度v是平均速度,此式中的功率为平均功率。
○3重力的功率可表示为PG=gv,即重力的瞬时功率等于重力和物体在该、时刻的竖直分速度之积。
4.汽车的两种加速问题:
当汽车从静止开始沿水平面加速运动时,有两种不同的加速过程,但分析时采用的基本公式都是P=Fv和F-f = a。
①恒定功率的加速。
由公式P=Fv和F-f=a知,由于P恒定,随着v 的增大,F必将,a也必将,汽车做加速度不断的加速运动,直到F= ,a= ,这时v达到最大值。
可见恒定功率的加速一定不是匀加
②恒定牵引力的加速。
由公式P=Fv和F-f=a知,由于F恒定,所以a恒定,汽车做运动,而随着v的增大,P也将不断增大,直到P达到额定功率P,功率不能再增大了。
这时匀加速运动结束,其最大速度为,此后汽车要想继续加速就只能做恒定功率的变加速运动。
注意:两种加速运动过程的最大速度的区别。
【要点讲练】
1、功率的理解及计算
例 1 竖直上抛一小球,小球又落回原处,已知空气阻力的大小正比于小球的速度下列说法正确的是()
A、上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功
B、上升过程中克服重力做的功小于下降过程中重力做的功
、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的平均功率
D、上升过程中克服重力做功的平均功率小于下降过程中重力的平均功率
变式1 、如图所示,一质量为的物体,从倾角为θ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,当物体滑至斜面底端时重力的瞬时功率为()
A、
B、
D、
变式2 、用水平力拉一物体在水平地面上从静止开始做匀加速运动,到
t1秒末撤去拉力F,物体做匀速运动,到t2秒末静止其速度图象如图所示,且若拉力F做的功为,平均功率为P;物体在加速和减速过程中克服摩擦阻力做的功分别为1和2,它们在平均功率分别为P1和P2,则下列选项正确的是()
A=1+2B1=2P=P1+P2DP1=P2
变式3 、如图所示为测定运动员体能的一种装置,运动员质量为1,绳拴在腰间沿水平方向跨过滑轮(不计滑轮质量及摩擦),下悬一质量为2的重物,人用力蹬传送带而人的重心不动,使传送带以速率v匀速向右运动下面是人对传送带做功的四中说法,其中正确的是()
A人对传送带做功B人对传送带不做功
人对传送带做功的功率为2gvD人对传送带做功的功率为(1+2)gv
2机车启动问题的分析:
例题2汽车发动机的额定功率为60k,汽车质量为t,汽车在水平路面上行驶时,阻力是车重的01倍,g取10m/s2,问:
(1)汽车保持以额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少?
(2)汽车在加速过程中,当速度大小为4/s时,加速度是多大?
例题3.汽车发动机的额定功率60千瓦,汽车的质量吨,汽车在水平路面上行驶时,阻力是车重的01倍。
问:
(1)汽车保持以额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少?
(2)汽车从静止开始,保持以0/s2的加速度作匀加速运动,这一过程能维持多长时间?
变式4 、汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机功率为P,牵引力为F0,t1时刻,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半,并保持该功率继续行驶,到t2时刻,汽车又恢复了匀速直线运动,能正确表示这一过程中汽车牵引力F和速度v随时间t变化的图象是()
时间t(s)0246810121416182022242628
距离s()103263103112072703394134917160730810891
变式、一位驾驶员启动汽车后,从第4 s开始保持额定功率沿笔直的水平公路行驶,另一测量者用测距仪记录了它启动后t s内行驶的距离s,如下表所示,试根据下表所提供的数据回答下列问题
(1)汽车是变速运动还是匀速运动?简述判断的依据
(2)若汽车行驶的最大速度v0=40 /s,所受阻力f与车速v成正比,汽车的额定功率为P0,请写出用最大速度v0和额定功率P0表示的阻力f 和车速v的关系式
(3)若汽车的质量=1 00 g,估算汽车发动机的额定功率P0
变式6 、在倾角为的斜坡公路上,一质量=10 t的卡车从坡底开始上坡,经时间t=0 s,卡车的速度从v1= /s均匀增加到v2=1 /s已知汽车在运动时受到的摩擦及空气阻力恒为车重的倍(=00)sin = ,取g=10 /s2,求:
(1)这段时间内汽车发动机的平均功率;
(2)汽车发动机在30 s时的瞬时功率
3、实际问题的分析:
例4若某人的心脏每分钟跳动7次,心脏收缩压为13Hg,收缩一次输出的平均血量为70L,计算心脏收缩时做功的平均功率多大?
变式7 、跳绳是一种健身运动。
设某运动员的质量是0千克,他一分钟跳绳180次。
假定在每次跳跃中,脚与地面的接触时间占跳跃一
次所需时间2/,则该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是多少?。