2018学年科教版高一物理第四章 机械能和能源 功率与机车的启动(知识梳理)
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  的。但是当功率达到额定功率时不再增大,由P=Fυ可知牵引力F将逐渐减小,即汽车启动时做匀加速运动的时间是有限度的。在发动机功率不变的条件下,汽车加速运动的加速度将不断减小。

【典型例题】

类型一、关于平均功率和瞬时功率

  例1、如图所示,质量为m=2 kg的木块在倾角θ=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μ=0.5,已知:sin 37°=0.6,cos37°=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.

  【思路点拨】物体只在重力作用下从静止开始做匀加速直线运动,由运动学知识可知,物体在2s内的位移和物体在2s末的速度。知道了重力、位移、速度就可以算出功和功率。

  【解析】(1)木块所受的合外力

  物体的加速度.

  前2 s内木块的位移.

所以,重力在前2 s内做的功为.

(2)重力在前2 s内的平均功率为.

(3)木块在2 s末的速度v=at=2×2 m/s=4 m/s.

2 s末重力的瞬时功率P=mg sinθv=2×10×0.6×4 W=48 W.

  【总结升华】计算功率时要弄清所求的是瞬时功率还是平均功率,若是瞬时功率要用公式计算,并注意力和速度之间的夹角α.

举一反三

【变式1】跳绳是一种健身运动.设某运动员的质量是50 kg,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的2/5,则该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是________W.(g取10m/s2)

【思路点拨】对于一些实际问题,构建出其物理模型是解题的关键.例如本题中为了求运动员起跳过程中克服重力所做的功,需先求出起跳的初速度,这就需要把运动员在空中的运动看做竖直上抛运动.利用竖直上抛运动的规律求起跳初速度,从而求出h,然后求起跳过程中克服重力所做的功.

【答案】75

  【解析】由于跳绳是周期性运动,因此我们只需分析一个周期内的情况,找出在一个周期内运动员克服重力做了多少功,即可求解.

跳跃的周期,