规律方法 1.功率的计算方法 [例1]如图所示.质量为lkg的物体与平面间摩擦系数μ=0.l(g取10m/s2).在2 N水平拉力作用下由静止开始运动了2s.求这段时间内拉力.摩擦力.重力.支持力的平均功率及2s末的即时功率各为多少? 解析:a==1m/s2.s=½at2=2m. v=at=2m/s 外力 F做功功率.平均值为:p1=W/t=Fs/t=2W 2s末即时功率为:P1/=Fv=4 W 摩擦力做功功率.平均值:P2=fs/t=1W 2 s末即时功率为:P2/=fv= 2 W 重力与支持力N由P=Fvcosθ知:功率都为0. 答案:外力F平均功率和即时功率分别为2W.4W,摩擦力平均功率和即时功率分别为1W.2W,重力和支持力功率都为0. 点评:(1)明确是什么力做功功率, (2)清楚是平均功率还是即时功率. [例2]如图所示.质量为m的物体沿高为h的光滑斜面滑下到达底端时重力的即时功率为多少? 错解:由机械能守恒定律可知到达底端速度v=.所以此时功率P=mgv=mg:提示:这里没有注意到mg与v的夹角.应当为P= mgsinθ 点评:做题时注意力跟速度的夹角. [例3]一个小孩站在船头.按应当为图5-15两种情况用同样大小力拉绳.经过相同的时间t.小孩所做的功W1.W2及在时间t内小孩拉绳的功率 P1.P2的关系为( ) A.W1>W2.P1= P2 B.W1=W2.P1=P2 C.W1<W2.P1<P2 D.W1<W2.P1= P2 提示:两种情况中拉力对人做的功一样.第二种情况拉力除对人做功外.又对另一只小船也做了功.所以W2>W1.由于所用时间一样.所以P2>P1. 答案:C 点评:应弄清哪一个力对哪一个物体做功.其功率是什么2.两种功率 [例4]长为L的细线一端固定在O点.另一端系一质量为m的小球.开始时.细线被拉直.并处于水平位置.球处在0点等高的A位置.如图所示.现将球由静止释放.它由A运动到最低点B的过程中.重力的瞬时功率变化的情况是 ( ) A.一直在增大 B.一直在减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大 解析:小球在A位置时速度为零.重力的瞬时功率为零.到达B位置时.速度达到最大.方向水平向左.与重力夹角为900.PB=0.由于两个极端位置瞬时功率均为0.故可判断C正确. 点评:物体在恒力作用下的变速运动或在变力作用下的运动.力做功的瞬时功率一般都随时间变化.因此.在求某力在某时的瞬时功率或讨论某力做功的瞬时功率随时间的变化时.都应根据公式P=Ftcosα来进行分析和计算. [例5]跳绳是一种健身运动.设某运动员的质量是50kg.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_.(g取10m/s2) 解析:把运动员每次跳跃转换成质点做竖直上抛运动模型.每次跳跃总时间 T=60/180=1/3s. 每次腾空的时间t=(l一)=0.02s. 每次腾空高度 h=½g(t/2)2=½×10×2=0.05m. 每次腾空上升时克服重力做的功 W=mgh=50×10×0.05=25J. 把每次跳跃总时间T内的触地过程.下落过程舍弃.简化成在T内就是单一竖直上升克服重力做功的过程.故可解出 P=W/T=25/(1/3)=75 W. 点评:综上所述不难发现.灵活地转换物理模型是一种重要的物理思想方法.学会这种方法.就会使我们在解决物理问题时变得从容自如.巧解速解物理问题.从而提高学习的效率. [例6]随着生活水平的提高.伴随着心血管病也比以前增加了.为了提高生活质量.延长人的寿命.掌握心血管健康活动的常识就显得十分重要.心脏在人的一生之中之所以能够 不停地跳动而不疲倦.其原因之一在于它的活 动具有节律性.图中是心脏每跳动一次.心房和心室的舒张.收缩情况: (1)从图分析.心脏在人的一生中不停地跳动.为什么不会疲倦? (2)如果有人心率为75次/min.则每搏的输出量为70ml.每分钟输出量为 .一般情况下.长跑运动员与正常人相比.心率较慢.但 较多.所以能满足运动时的供血. (3)如果有人的心率为 75次/min.则心脏每跳动一次所需的时间是 .心房.心室共同处于 期.所占的时间约为 (4)若某人的心脏每分钟跳动75次.心脏收缩压为135mmHg收缩一次输出血量平均为70ml.那么心脏收缩时的平均功率有多大? 解析:(1)从图中可以看出.如果心率是75次/min.其中心房只工作了0.1s.休息了0.7s.心室工作了0.3s.休息了0.5s.可见心脏每跳动一次.心房.心室的舒张期比收缩期长.心脏有充分休息的时间.因此人的一生.心脏不停地跳动而不知疲倦. (2)5250ml(每搏输出量是指心脏跳动一次.心脏收缩时向动脉输出的血量.每收缩一次输出70ml.每分输出量为70×75=5250ml) 经常参加体育锻炼的人.心肌发达.搏动有力.每搏输出量比一般人要大. (3)0.8s 舒张0.4s(心脏每分钟跳动的次数叫心率) (4)心脏收缩一次做功:W=P·ΔV ∵P=135mmHg=1.8×104Pa ΔV=70ml=7×10-5m3 ∴W=1.8×104Pa×7×10-5m3=1.26J ∴每分钟.心脏做功W/=75×1.26=94.5J ∴心脏收缩时平均功率为=94.5/60=1.6W 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

如图所示,宽为L的光滑长金属导轨固定在竖直平面内,不计电阻。将两根质量均为m的水平金属杆ab、cd用长h的绝缘轻杆连接在一起,放置在轨道上并与轨道接触良好,ab电阻R,cd电阻2R。虚线上方区域内存在水平方向的匀强磁场,磁感应强度B
(1)闭合电键,释放两杆后能保持静止,则ab杆受的磁场力多大?
(2)断开电键,静止释放金属杆,当cd杆离开磁场的瞬间,ab杆上焦耳热功率为P,则此时两杆速度为多少?
(3)断开电键,静止释放金属杆,若磁感应强B随时间变化规律为B=ktk为已知常数),求cd杆离开磁场前,两杆内的感应电流大小。某同学认为:上述情况中磁通量的变化规律与两金属杆静止不动时相同,可以采用Δ=ΔB·Lh 计算磁通量的改变量……该同学的想法是否正确?若正确,说明理由并求出结果;若不正确,说明理由并给出正确解答。

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如图所示,宽为L的光滑长金属导轨固定在竖直平面内,不计电阻。将两根质量均为m的水平金属杆ab、cd用长h的绝缘轻杆连接在一起,放置在轨道上并与轨道接触良好,ab电阻R,cd电阻2R。虚线上方区域内存在水平方向的匀强磁场,磁感应强度B

(1)闭合电键,释放两杆后能保持静止,则ab杆受的磁场力多大?

(2)断开电键,静止释放金属杆,当cd杆离开磁场的瞬间,ab杆上焦耳热功率为P,则此时两杆速度为多少?

(3)断开电键,静止释放金属杆,若磁感应强度B随时间变化规律为B=ktk为已知常数),求cd杆离开磁场前,两杆内的感应电流大小。某同学认为:上述情况中磁通量的变化规律与两金属杆静止不动时相同,可以采用Δφ=ΔB·Lh 计算磁通量的改变量……该同学的想法是否正确?若正确,说明理由并求出结果;若不正确,说明理由并给出正确解答。

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如图所示,宽为L的光滑长金属导轨固定在竖直平面内,不计电阻.将两根质量均为m的水平金属杆ab、cd用长h的绝缘轻杆连接在一起,放置在轨道上并与轨道接触良好,ab电阻R,cd电阻2R.虚线上方区域内存在水平方向的匀强磁场,磁感应强度B.
(1)闭合电键,释放两杆后能保持静止,则ab杆受的磁场力多大?
(2)断开电键,静止释放金属杆,当cd杆离开磁场的瞬间,ab杆上焦耳热功率为P,则此时两杆速度为多少?
(3)断开电键,静止释放金属杆,若磁感应强度B随时间变化规律为B=kt(k为已知常数),求cd杆离开磁场前,两杆内的感应电流大小.某同学认为:上述情况中磁通量的变化规律与两金属杆静止不动时相同,可以采用△φ=△B?Lh 计算磁通量的改变量…该同学的想法是否正确?若正确,说明理由并求出结果;若不正确,说明理由并给出正确解答.

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(2012?嘉定区一模)如图所示,宽为L的光滑长金属导轨固定在竖直平面内,不计电阻.将两根质量均为m的水平金属杆ab、cd用长h的绝缘轻杆连接在一起,放置在轨道上并与轨道接触良好,ab电阻R,cd电阻2R.虚线上方区域内存在水平方向的匀强磁场,磁感应强度B.
(1)闭合电键,释放两杆后能保持静止,则ab杆受的磁场力多大?
(2)断开电键,静止释放金属杆,当cd杆离开磁场的瞬间,ab杆上焦耳热功率为P,则此时两杆速度为多少?
(3)断开电键,静止释放金属杆,若磁感应强度B随时间变化规律为B=kt(k为已知常数),求cd杆离开磁场前,两杆内的感应电流大小.某同学认为:上述情况中磁通量的变化规律与两金属杆静止不动时相同,可以采用△φ=△B?Lh 计算磁通量的改变量…该同学的想法是否正确?若正确,说明理由并求出结果;若不正确,说明理由并给出正确解答.

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(1)某校研究性学习小组的同学用如图甲所示的滴水法测量一小车在斜面上运动时的加速度.实验过程如下:在斜面上铺上白纸,用图钉钉住;把滴水计时器固定在小车的末端;调节滴水计时器的滴水速度,使其每0.2s滴一滴(以滴水计时器内盛满水为准);在斜面顶端放置一浅盘,把小车放在斜面顶端,把调好的滴水计时器盛满水,使水滴能滴人浅盘内;随即在撤去浅盘的同时放开小车,于是水滴在白纸上留下标志小车运动规律的点迹;小车到达斜面底端时立即将小车移开.

图乙为实验得到的一条纸带,用刻度尺量出相邻点之间的距离是cm。试问:

①滴水计时器的计时原理与课本上介绍的                   计时原理类似。

②关于该实验,以下说法正确的是:

         A.本实验将木板倾斜的目的是为了平衡小车在运动过程中受到的摩擦力

        B.本实验将木板倾斜的目的是为了使小车的重力沿斜面方向的分力大于小车所受的摩擦力,使小车作匀加速直线运动

         C.小车的质量越大,小车向下运动的加速度越大

         D.本实验还需要用到秒表,才能测出小车的加速度

③由纸带数据计算可得计数点5所代表时刻的瞬时速度=        m/s(结果保留2位有效数字);若滴水的周期为T,则小车的加速度=            (用英文符号表示)。

(2)如图所示,用游标卡尺测量圆形物体的外径,读数为:              mm.

(3).某同学做描绘小灯泡(额定电压为3.8V,额定电流为0.32A)的伏安特性曲线实验,实验给定的实验器材如下:(本实验要求小灯泡的电压从零开始调至额定电压)

直流电源的电动势为4V,内阻不计

电压表V(量程4V,内阻约为5kΩ)、

        电流表A1(量程0.6A,内阻约为4Ω)、

        电流表A2(量程3A,内阻约为1Ω)、

        滑动变阻器R1(0到1000Ω,0.5A)

        滑动变阻器R2(0到10Ω,2A)

        开关、导线若干。

①若该同学误将电流表和电压表接成如图甲所示的电路,其他部分连接正确,接通

电源后,以下说法正确的是:

       A.小灯泡将发光

       B.小灯泡将不亮

       C.V表不会烧坏

       D.A表将会烧坏

②下列关于该实验的说法,正确的是:

       A.实验电路应选择图乙中的电路图(a)

       B.电流表应选用A2

       C.滑动变阻器应该选用R2

       D.若采用如图乙(b)所示电路图,实验前,滑动变阻器的滑片应置于最右端

③该同学按照正确的电路图和正确的实验步骤,描出的伏安特性曲线如图丙所示,从图中可知小灯泡的阻值随小灯泡两端的电压的增大而_   __(填增大、减小、先增大后减小、先减小后增大),当给小灯泡加额定电压3.2V时,此时小灯泡的发热功率为        W(结果取2位有效数字)。

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同步练习册答案