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規(guī)律方法 1.功率的計(jì)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(kāi)始運(yùn)動(dòng)了2s.求這段時(shí)間內(nèi)拉力.摩擦力.重力.支持力的平均功率及2s末的即時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)功率分別為2W.4W,摩擦力平均功率和即時(shí)功率分別為1W.2W,重力和支持力功率都為0． 點(diǎn)評(píng):(1)明確是什么力做功功率, (2)清楚是平均功率還是即時(shí)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(dá)底端時(shí)重力的即時(shí)功率為多少? 錯(cuò)解:由機(jī)械能守恒定律可知到達(dá)底端速度v=.所以此時(shí)功率P＝mgv=mg:提示:這里沒(méi)有注意到mg與v的夾角.應(yīng)當(dāng)為P= mgsinθ 點(diǎn)評(píng):做題時(shí)注意力跟速度的夾角． [例3]一個(gè)小孩站在船頭.按應(yīng)當(dāng)為圖5-15兩種情況用同樣大小力拉繩.經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間t.小孩所做的功W1.W2及在時(shí)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(duì)人做的功一樣.第二種情況拉力除對(duì)人做功外.又對(duì)另一只小船也做了功.所以W2＞W(wǎng)1．由于所用時(shí)間一樣.所以P2＞P1． 答案:C 點(diǎn)評(píng):應(yīng)弄清哪一個(gè)力對(duì)哪一個(gè)物體做功.其功率是什么2.兩種功率 [例4]長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線一端固定在O點(diǎn).另一端系一質(zhì)量為m的小球.開(kāi)始時(shí).細(xì)線被拉直.并處于水平位置.球處在0點(diǎn)等高的A位置.如圖所示.現(xiàn)將球由靜止釋放.它由A運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B的過(guò)程中.重力的瞬時(shí)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(shí)速度為零.重力的瞬時(shí)功率為零.到達(dá)B位置時(shí).速度達(dá)到最大.方向水平向左.與重力夾角為900.PB＝0.由于兩個(gè)極端位置瞬時(shí)功率均為0.故可判斷C正確． 點(diǎn)評(píng):物體在恒力作用下的變速運(yùn)動(dòng)或在變力作用下的運(yùn)動(dòng).力做功的瞬時(shí)功率一般都隨時(shí)間變化.因此.在求某力在某時(shí)的瞬時(shí)功率或討論某力做功的瞬時(shí)功率隨時(shí)間的變化時(shí).都應(yīng)根據(jù)公式P=Ftcosα來(lái)進(jìn)行分析和計(jì)算． [例5]跳繩是一種健身運(yùn)動(dòng).設(shè)某運(yùn)動(dòng)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(shí)間占跳躍一次所需時(shí)間的2/5.則該運(yùn)動(dòng)員跳繩時(shí)克服重力做功的平均功率是＿.(g取10m/s2) 解析:把運(yùn)動(dòng)員每次跳躍轉(zhuǎn)換成質(zhì)點(diǎn)做豎直上拋運(yùn)動(dòng)模型.每次跳躍總時(shí)間 T＝60/180＝1/3s． 每次騰空的時(shí)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(shí)克服重力做的功 W=mgh=50×10×0．05＝25J. 把每次跳躍總時(shí)間T內(nèi)的觸地過(guò)程.下落過(guò)程舍棄.簡(jiǎn)化成在T內(nèi)就是單一豎直上升克服重力做功的過(guò)程.故可解出 P＝W/T＝25／(1/3)=75 W. 點(diǎn)評(píng):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(xué)會(huì)這種方法.就會(huì)使我們?cè)诮鉀Q物理問(wèn)題時(shí)變得從容自如.巧解速解物理問(wèn)題.從而提高學(xué)習(xí)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(zhǎng)人的壽命.掌握心血管健康活動(dòng)的常識(shí)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(dòng)而不疲倦.其原因之一在于它的活 動(dòng)具有節(jié)律性.圖中是心臟每跳動(dòng)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(dòng).為什么不會(huì)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(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員與正常人相比.心率較慢.但 較多.所以能滿足運(yùn)動(dòng)時(shí)的供血． (3)如果有人的心率為 75次／min.則心臟每跳動(dòng)一次所需的時(shí)間是 .心房.心室共同處于 期.所占的時(shí)間約為 (4)若某人的心臟每分鐘跳動(dòng)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(shí)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(jiàn)心臟每跳動(dòng)一次.心房.心室的舒張期比收縮期長(zhǎng).心臟有充分休息的時(shí)間.因此人的一生.心臟不停地跳動(dòng)而不知疲倦． (2)5250ml(每搏輸出量是指心臟跳動(dòng)一次.心臟收縮時(shí)向動(dòng)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(dá).搏動(dòng)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(dòng)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(shí)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(zhǎng)金屬導(dǎo)軌固定在豎直平面內(nèi)，不計(jì)電阻。將兩根質(zhì)量均為m的水平金屬桿ab、cd用長(zhǎng)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(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B。
（1）閉合電鍵，釋放兩桿后能保持靜止，則ab桿受的磁場(chǎng)力多大？
（2）斷開(kāi)電鍵，靜止釋放金屬桿，當(dāng)cd桿離開(kāi)磁場(chǎng)的瞬間，ab桿上焦耳熱功率為P，則此時(shí)兩桿速度為多少？
（3）斷開(kāi)電鍵，靜止釋放金屬桿，若磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化規(guī)律為B=kt（k為已知常數(shù)），求cd桿離開(kāi)磁場(chǎng)前，兩桿內(nèi)的感應(yīng)電流大小。某同學(xué)認(rèn)為：上述情況中磁通量的變化規(guī)律與兩金屬桿靜止不動(dòng)時(shí)相同，可以采用Δ=ΔB·Lh 計(jì)算磁通量的改變量……該同學(xué)的想法是否正確？若正確，說(shuō)明理由并求出結(jié)果；若不正確，說(shuō)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(zhǎng)金屬導(dǎo)軌固定在豎直平面內(nèi)，不計(jì)電阻。將兩根質(zhì)量均為m的水平金屬桿ab、cd用長(zhǎng)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(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B。

（1）閉合電鍵，釋放兩桿后能保持靜止，則ab桿受的磁場(chǎng)力多大？

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

（3）斷開(kāi)電鍵，靜止釋放金屬桿，若磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化規(guī)律為B=kt（k為已知常數(shù)），求cd桿離開(kāi)磁場(chǎng)前，兩桿內(nèi)的感應(yīng)電流大小。某同學(xué)認(rèn)為：上述情況中磁通量的變化規(guī)律與兩金屬桿靜止不動(dòng)時(shí)相同，可以采用Δφ=ΔB·Lh 計(jì)算磁通量的改變量……該同學(xué)的想法是否正確？若正確，說(shuō)明理由并求出結(jié)果；若不正確，說(shuō)明理由并給出正確解答。

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如圖所示，寬為L(zhǎng)的光滑長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌固定在豎直平面內(nèi)，不計(jì)電阻．將兩根質(zhì)量均為m的水平金屬桿ab、cd用長(zhǎng)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(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B．
（1）閉合電鍵，釋放兩桿后能保持靜止，則ab桿受的磁場(chǎng)力多大？
（2）斷開(kāi)電鍵，靜止釋放金屬桿，當(dāng)cd桿離開(kāi)磁場(chǎng)的瞬間，ab桿上焦耳熱功率為P，則此時(shí)兩桿速度為多少？
（3）斷開(kāi)電鍵，靜止釋放金屬桿，若磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化規(guī)律為B=kt（k為已知常數(shù)），求cd桿離開(kāi)磁場(chǎng)前，兩桿內(nèi)的感應(yīng)電流大小．某同學(xué)認(rèn)為：上述情況中磁通量的變化規(guī)律與兩金屬桿靜止不動(dòng)時(shí)相同，可以采用△φ=△B?Lh 計(jì)算磁通量的改變量…該同學(xué)的想法是否正確？若正確，說(shuō)明理由并求出結(jié)果；若不正確，說(shuō)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(zhǎng)的光滑長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌固定在豎直平面內(nèi)，不計(jì)電阻．將兩根質(zhì)量均為m的水平金屬桿ab、cd用長(zhǎng)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(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B．
（1）閉合電鍵，釋放兩桿后能保持靜止，則ab桿受的磁場(chǎng)力多大？
（2）斷開(kāi)電鍵，靜止釋放金屬桿，當(dāng)cd桿離開(kāi)磁場(chǎng)的瞬間，ab桿上焦耳熱功率為P，則此時(shí)兩桿速度為多少？
（3）斷開(kāi)電鍵，靜止釋放金屬桿，若磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化規(guī)律為B=kt（k為已知常數(shù)），求cd桿離開(kāi)磁場(chǎng)前，兩桿內(nèi)的感應(yīng)電流大小．某同學(xué)認(rèn)為：上述情況中磁通量的變化規(guī)律與兩金屬桿靜止不動(dòng)時(shí)相同，可以采用△φ=△B?Lh 計(jì)算磁通量的改變量…該同學(xué)的想法是否正確？若正確，說(shuō)明理由并求出結(jié)果；若不正確，說(shuō)明理由并給出正確解答．

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（1）某校研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)用如圖甲所示的滴水法測(cè)量一小車在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度．實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：在斜面上鋪上白紙，用圖釘釘住；把滴水計(jì)時(shí)器固定在小車的末端；調(diào)節(jié)滴水計(jì)時(shí)器的滴水速度，使其每0．2s滴一滴（以滴水計(jì)時(shí)器內(nèi)盛滿水為準(zhǔn)）；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(jì)時(shí)器盛滿水，使水滴能滴人淺盤內(nèi)；隨即在撤去淺盤的同時(shí)放開(kāi)小車，于是水滴在白紙上留下標(biāo)志小車運(yùn)動(dòng)規(guī)律的點(diǎn)跡；小車到達(dá)斜面底端時(shí)立即將小車移開(kāi)．

圖乙為實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶，用刻度尺量出相鄰點(diǎn)之間的距離是，，，，，cm。試問(wèn)：

①滴水計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)原理與課本上介紹的                   計(jì)時(shí)原理類似。

②關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，以下說(shuō)法正確的是：

         A．本實(shí)驗(yàn)將木板傾斜的目的是為了平衡小車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的摩擦力

        B．本實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)

         C．小車的質(zhì)量越大，小車向下運(yùn)動(dòng)的加速度越大

         D．本實(shí)驗(yàn)還需要用到秒表，才能測(cè)出小車的加速度

③由紙帶數(shù)據(jù)計(jì)算可得計(jì)數(shù)點(diǎn)5所代表時(shí)刻的瞬時(shí)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(hào)表示）。

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

（3）．某同學(xué)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(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)給定的實(shí)驗(yàn)器材如下：（本實(shí)驗(yàn)要求小燈泡的電壓從零開(kāi)始調(diào)至額定電壓）

直流電源的電動(dòng)勢(shì)為4V，內(nèi)阻不計(jì)

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(dòng)變阻器R1（0到1000Ω，0．5A）

        滑動(dòng)變阻器R2（0到10Ω，2A）

        開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。

①若該同學(xué)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(shuō)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(huì)燒壞

       D．A表將會(huì)燒壞

②下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法，正確的是：

       A．實(shí)驗(yàn)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(dòng)變阻器應(yīng)該選用R2

       D．若采用如圖乙（b）所示電路圖，實(shí)驗(yàn)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于最右端

③該同學(xué)按照正確的電路圖和正確的實(shí)驗(yàn)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(dāng)給小燈泡加額定電壓3．2V時(shí)，此時(shí)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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