2018-2019学年鲁科版必修2 1.3 功率 学案
2018-2019学年鲁科版必修2  1.3 功率 学案第2页

  ②恒定牵引力的加速。由公式P=Fυ和F-f=ma知,由于F恒定,所以a恒定,汽车做匀加速运动,而随着υ的增大,P也将不断增大,直到P达到额定功率Pm,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了。可见恒定牵引力的加速时功率一定不恒定。这种加速过程发动机做的功只能用W=Fžs计算,不能用W=Pžt计算(因为P为变功率)。

  要注意两种加速运动过程的最大速度的区别。

  【典型例题】

  例1一个质量为m的物体,在几个与水平面平行的力作用下静止在水平面上,在t=0时刻,将其中的一个力从F增大到3F,其他力不变,则在t=t1时刻,该力的功率为多大?

  解析由于仅一个力大小变化,则其改变量即为物体受到的合外力,应用牛顿定律算出加速度,并应用匀变速运动速度公式求出此时的瞬时速度,在根据瞬时功率的定义式就可以求出此力的功率。P=Fυcosα=3F×2Ft/m=6F2t/m

  拓展涉及功率的计算时一定要区分平均功率和瞬时功率,因为这两种功率的计算公式不同,审题时必须十分仔细。

  一质量为m的木块静止在光滑的水平地面上,从t=0开始,将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上,在t=t1时刻力F的功率和这段时间内的功率分别为多大?

  

  例2 汽车发动机的功率为60kW,汽车的质量为4t,当它行驶在坡度为0.02的长直公路上时,如图所示,所受阻力为车重的0.1倍(g=10m/s2),求:

  

  (1)汽车所能达到的最大速度υm=?

  (2)若汽车从静止开始以0.6m/s2的加速度做匀加速直线运动,则此过程能维持多长时间?

  (3)当汽车匀加速行驶的速度达到最大值时,汽车做功多少?

  (4)在10s末汽车的即时功率为多大?

分析由P=F·υ可知,汽车在额定功率下行驶,牵引力与速度成反比.当汽车的牵引力与阻力(包括爬坡时克服下滑力)相等时,速度达最大.只有当汽车牵引力不变时,汽车才能匀加速行驶,当F·υ=P额时,匀加速运动即告结束,