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規(guī)律方法 1.功率的計算方法 [例1]如圖所示.質(zhì)量為lkg的物體與平面間摩擦系數(shù)μ=0.l(g取10m/s2).在2 N水平拉力作用下由靜止開始運動了2s.求這段時間內(nèi)拉力.摩擦力.重力.支持力的平均功率及2s末的即時功率各為多少? 解析:a==1m/s2.s=½at2=2m. v=at=2m/s 外力 F做功功率.平均值為:p1=W/t=Fs/t=2W 2s末即時功率為:P1/=Fv=4 W 摩擦力做功功率.平均值:P2=fs/t=1W 2 s末即時功率為:P2/=fv= 2 W 重力與支持力N由P=Fvcosθ知:功率都為0. 答案:外力F平均功率和即時功率分別為2W.4W,摩擦力平均功率和即時功率分別為1W.2W,重力和支持力功率都為0. 點評:(1)明確是什么力做功功率, (2)清楚是平均功率還是即時功率. [例2]如圖所示.質(zhì)量為m的物體沿高為h的光滑斜面滑下到達底端時重力的即時功率為多少? 錯解:由機械能守恒定律可知到達底端速度v=.所以此時功率P=mgv=mg:提示:這里沒有注意到mg與v的夾角.應(yīng)當為P= mgsinθ 點評:做題時注意力跟速度的夾角. [例3]一個小孩站在船頭.按應(yīng)當為圖5-15兩種情況用同樣大小力拉繩.經(jīng)過相同的時間t.小孩所做的功W1.W2及在時間t內(nèi)小孩拉繩的功率 P1.P2的關(guān)系為( ) A.W1>W(wǎng)2.P1= P2 B.W1=W2.P1=P2 C.W1<W2.P1<P2 D.W1<W2.P1= P2 提示:兩種情況中拉力對人做的功一樣.第二種情況拉力除對人做功外.又對另一只小船也做了功.所以W2>W(wǎng)1.由于所用時間一樣.所以P2>P1. 答案:C 點評:應(yīng)弄清哪一個力對哪一個物體做功.其功率是什么2.兩種功率 [例4]長為L的細線一端固定在O點.另一端系一質(zhì)量為m的小球.開始時.細線被拉直.并處于水平位置.球處在0點等高的A位置.如圖所示.現(xiàn)將球由靜止釋放.它由A運動到最低點B的過程中.重力的瞬時功率變化的情況是 ( ) A.一直在增大 B.一直在減小 C.先增大后減小 D.先減小后增大 解析:小球在A位置時速度為零.重力的瞬時功率為零.到達B位置時.速度達到最大.方向水平向左.與重力夾角為900.PB=0.由于兩個極端位置瞬時功率均為0.故可判斷C正確. 點評:物體在恒力作用下的變速運動或在變力作用下的運動.力做功的瞬時功率一般都隨時間變化.因此.在求某力在某時的瞬時功率或討論某力做功的瞬時功率隨時間的變化時.都應(yīng)根據(jù)公式P=Ftcosα來進行分析和計算. [例5]跳繩是一種健身運動.設(shè)某運動員的質(zhì)量是50kg.他一分鐘跳繩180次.假定在每次跳躍中.腳與地面的接觸時間占跳躍一次所需時間的2/5.則該運動員跳繩時克服重力做功的平均功率是_.(g取10m/s2) 解析:把運動員每次跳躍轉(zhuǎn)換成質(zhì)點做豎直上拋運動模型.每次跳躍總時間 T=60/180=1/3s. 每次騰空的時間t=(l一)=0.02s. 每次騰空高度 h=½g(t/2)2=½×10×2=0.05m. 每次騰空上升時克服重力做的功 W=mgh=50×10×0.05=25J. 把每次跳躍總時間T內(nèi)的觸地過程.下落過程舍棄.簡化成在T內(nèi)就是單一豎直上升克服重力做功的過程.故可解出 P=W/T=25/(1/3)=75 W. 點評:綜上所述不難發(fā)現(xiàn).靈活地轉(zhuǎn)換物理模型是一種重要的物理思想方法.學會這種方法.就會使我們在解決物理問題時變得從容自如.巧解速解物理問題.從而提高學習的效率. [例6]隨著生活水平的提高.伴隨著心血管病也比以前增加了.為了提高生活質(zhì)量.延長人的壽命.掌握心血管健康活動的常識就顯得十分重要.心臟在人的一生之中之所以能夠 不停地跳動而不疲倦.其原因之一在于它的活 動具有節(jié)律性.圖中是心臟每跳動一次.心房和心室的舒張.收縮情況: (1)從圖分析.心臟在人的一生中不停地跳動.為什么不會疲倦? (2)如果有人心率為75次/min.則每搏的輸出量為70ml.每分鐘輸出量為 .一般情況下.長跑運動員與正常人相比.心率較慢.但 較多.所以能滿足運動時的供血. (3)如果有人的心率為 75次/min.則心臟每跳動一次所需的時間是 .心房.心室共同處于 期.所占的時間約為 (4)若某人的心臟每分鐘跳動75次.心臟收縮壓為135mmHg收縮一次輸出血量平均為70ml.那么心臟收縮時的平均功率有多大? 解析:(1)從圖中可以看出.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.可見心臟每跳動一次.心房.心室的舒張期比收縮期長.心臟有充分休息的時間.因此人的一生.心臟不停地跳動而不知疲倦. (2)5250ml(每搏輸出量是指心臟跳動一次.心臟收縮時向動脈輸出的血量.每收縮一次輸出70ml.每分輸出量為70×75=5250ml) 經(jīng)常參加體育鍛煉的人.心肌發(fā)達.搏動有力.每搏輸出量比一般人要大. (3)0.8s 舒張0.4s(心臟每分鐘跳動的次數(shù)叫心率) (4)心臟收縮一次做功:W=P·ΔV ∵P=135mmHg=1.8×104Pa ΔV=70ml=7×10-5m3 ∴W=1.8×104Pa×7×10-5m3=1.26J ∴每分鐘.心臟做功W/=75×1.26=94.5J ∴心臟收縮時平均功率為=94.5/60=1.6W 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

如圖所示,寬為L的光滑長金屬導(dǎo)軌固定在豎直平面內(nèi),不計電阻。將兩根質(zhì)量均為m的水平金屬桿ab、cd用長h的絕緣輕桿連接在一起,放置在軌道上并與軌道接觸良好,ab電阻R,cd電阻2R。虛線上方區(qū)域內(nèi)存在水平方向的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B。
(1)閉合電鍵,釋放兩桿后能保持靜止,則ab桿受的磁場力多大?
(2)斷開電鍵,靜止釋放金屬桿,當cd桿離開磁場的瞬間,ab桿上焦耳熱功率為P,則此時兩桿速度為多少?
(3)斷開電鍵,靜止釋放金屬桿,若磁感應(yīng)強B隨時間變化規(guī)律為B=ktk為已知常數(shù)),求cd桿離開磁場前,兩桿內(nèi)的感應(yīng)電流大小。某同學認為:上述情況中磁通量的變化規(guī)律與兩金屬桿靜止不動時相同,可以采用Δ=ΔB·Lh 計算磁通量的改變量……該同學的想法是否正確?若正確,說明理由并求出結(jié)果;若不正確,說明理由并給出正確解答。

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如圖所示,寬為L的光滑長金屬導(dǎo)軌固定在豎直平面內(nèi),不計電阻。將兩根質(zhì)量均為m的水平金屬桿ab、cd用長h的絕緣輕桿連接在一起,放置在軌道上并與軌道接觸良好,ab電阻R,cd電阻2R。虛線上方區(qū)域內(nèi)存在水平方向的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B。

(1)閉合電鍵,釋放兩桿后能保持靜止,則ab桿受的磁場力多大?

(2)斷開電鍵,靜止釋放金屬桿,當cd桿離開磁場的瞬間,ab桿上焦耳熱功率為P,則此時兩桿速度為多少?

(3)斷開電鍵,靜止釋放金屬桿,若磁感應(yīng)強度B隨時間變化規(guī)律為B=ktk為已知常數(shù)),求cd桿離開磁場前,兩桿內(nèi)的感應(yīng)電流大小。某同學認為:上述情況中磁通量的變化規(guī)律與兩金屬桿靜止不動時相同,可以采用Δφ=ΔB·Lh 計算磁通量的改變量……該同學的想法是否正確?若正確,說明理由并求出結(jié)果;若不正確,說明理由并給出正確解答。

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如圖所示,寬為L的光滑長金屬導(dǎo)軌固定在豎直平面內(nèi),不計電阻.將兩根質(zhì)量均為m的水平金屬桿ab、cd用長h的絕緣輕桿連接在一起,放置在軌道上并與軌道接觸良好,ab電阻R,cd電阻2R.虛線上方區(qū)域內(nèi)存在水平方向的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B.
(1)閉合電鍵,釋放兩桿后能保持靜止,則ab桿受的磁場力多大?
(2)斷開電鍵,靜止釋放金屬桿,當cd桿離開磁場的瞬間,ab桿上焦耳熱功率為P,則此時兩桿速度為多少?
(3)斷開電鍵,靜止釋放金屬桿,若磁感應(yīng)強度B隨時間變化規(guī)律為B=kt(k為已知常數(shù)),求cd桿離開磁場前,兩桿內(nèi)的感應(yīng)電流大小.某同學認為:上述情況中磁通量的變化規(guī)律與兩金屬桿靜止不動時相同,可以采用△φ=△B?Lh 計算磁通量的改變量…該同學的想法是否正確?若正確,說明理由并求出結(jié)果;若不正確,說明理由并給出正確解答.

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(2012?嘉定區(qū)一模)如圖所示,寬為L的光滑長金屬導(dǎo)軌固定在豎直平面內(nèi),不計電阻.將兩根質(zhì)量均為m的水平金屬桿ab、cd用長h的絕緣輕桿連接在一起,放置在軌道上并與軌道接觸良好,ab電阻R,cd電阻2R.虛線上方區(qū)域內(nèi)存在水平方向的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B.
(1)閉合電鍵,釋放兩桿后能保持靜止,則ab桿受的磁場力多大?
(2)斷開電鍵,靜止釋放金屬桿,當cd桿離開磁場的瞬間,ab桿上焦耳熱功率為P,則此時兩桿速度為多少?
(3)斷開電鍵,靜止釋放金屬桿,若磁感應(yīng)強度B隨時間變化規(guī)律為B=kt(k為已知常數(shù)),求cd桿離開磁場前,兩桿內(nèi)的感應(yīng)電流大。惩瑢W認為:上述情況中磁通量的變化規(guī)律與兩金屬桿靜止不動時相同,可以采用△φ=△B?Lh 計算磁通量的改變量…該同學的想法是否正確?若正確,說明理由并求出結(jié)果;若不正確,說明理由并給出正確解答.

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(1)某校研究性學習小組的同學用如圖甲所示的滴水法測量一小車在斜面上運動時的加速度.實驗過程如下:在斜面上鋪上白紙,用圖釘釘。话训嗡嫊r器固定在小車的末端;調(diào)節(jié)滴水計時器的滴水速度,使其每0.2s滴一滴(以滴水計時器內(nèi)盛滿水為準);在斜面頂端放置一淺盤,把小車放在斜面頂端,把調(diào)好的滴水計時器盛滿水,使水滴能滴人淺盤內(nèi);隨即在撤去淺盤的同時放開小車,于是水滴在白紙上留下標志小車運動規(guī)律的點跡;小車到達斜面底端時立即將小車移開.

圖乙為實驗得到的一條紙帶,用刻度尺量出相鄰點之間的距離是,,,,cm。試問:

①滴水計時器的計時原理與課本上介紹的                   計時原理類似。

②關(guān)于該實驗,以下說法正確的是:

         A.本實驗將木板傾斜的目的是為了平衡小車在運動過程中受到的摩擦力

        B.本實驗將木板傾斜的目的是為了使小車的重力沿斜面方向的分力大于小車所受的摩擦力,使小車作勻加速直線運動

         C.小車的質(zhì)量越大,小車向下運動的加速度越大

         D.本實驗還需要用到秒表,才能測出小車的加速度

③由紙帶數(shù)據(jù)計算可得計數(shù)點5所代表時刻的瞬時速度=        m/s(結(jié)果保留2位有效數(shù)字);若滴水的周期為T,則小車的加速度=            (用英文符號表示)。

(2)如圖所示,用游標卡尺測量圓形物體的外徑,讀數(shù)為:              mm.

(3).某同學做描繪小燈泡(額定電壓為3.8V,額定電流為0.32A)的伏安特性曲線實驗,實驗給定的實驗器材如下:(本實驗要求小燈泡的電壓從零開始調(diào)至額定電壓)

直流電源的電動勢為4V,內(nèi)阻不計

電壓表V(量程4V,內(nèi)阻約為5kΩ)、

        電流表A1(量程0.6A,內(nèi)阻約為4Ω)、

        電流表A2(量程3A,內(nèi)阻約為1Ω)、

        滑動變阻器R1(0到1000Ω,0.5A)

        滑動變阻器R2(0到10Ω,2A)

        開關(guān)、導(dǎo)線若干。

①若該同學誤將電流表和電壓表接成如圖甲所示的電路,其他部分連接正確,接通

電源后,以下說法正確的是:

       A.小燈泡將發(fā)光

       B.小燈泡將不亮

       C.V表不會燒壞

       D.A表將會燒壞

②下列關(guān)于該實驗的說法,正確的是:

       A.實驗電路應(yīng)選擇圖乙中的電路圖(a)

       B.電流表應(yīng)選用A2

       C.滑動變阻器應(yīng)該選用R2

       D.若采用如圖乙(b)所示電路圖,實驗前,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于最右端

③該同學按照正確的電路圖和正確的實驗步驟,描出的伏安特性曲線如圖丙所示,從圖中可知小燈泡的阻值隨小燈泡兩端的電壓的增大而_   __(填增大、減小、先增大后減小、先減小后增大),當給小燈泡加額定電壓3.2V時,此時小燈泡的發(fā)熱功率為        W(結(jié)果取2位有效數(shù)字)。

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