满分5 > 高中物理试题【答案带解析】

在同一高度,把三个质量相同的球A,B,C分别以相等的速率竖直上抛,竖直下抛和平抛...

在同一高度,把三个质量相同的球A,B,C分别以相等的速率竖直上抛,竖直下抛和平抛,它们都落到同一水平地面上,则三个球在运动过程中,重力对它们做的功分别为WA,WB,WC,重力的平均功率分别为PA,PB,PC,则它们的大小关系为( 

A,WA>WB>WC,PA>PB=PC      B.WA=WB=WC,PA=PB=PC

C.WA=WB=WC,PB>PC>PA       D.WA>WB>WC,PA>PB>PC

 

C 【解析】 试题分析:根据功的公式可求解重力功为W=mgh,故由于三个物体质量相同,下落高度相同,故WA=WB=WC;上抛物体用时间最长,平抛次之,而下抛物体用时间最短,即tA>tC>tB根据可知,PB>PC>PA ,故选C. 考点:功和功率。  
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考点分析:
考点1:功和功率

1.功 

  (1)功的定义:力和作用在力的方向上通过的位移的乘积.是描述力对空间积累效应的物理量,是过程量. 
 定义式:W=F·s·cosθ,其中F是力,s是力的作用点位移(对地),θ是力与位移间的夹角. 
 (2)功的大小的计算方法: 
  恒力的功可根据W=F·S·cosθ进行计算,本公式只适用于恒力做功.根据W=P·t,计算一段时间内平均做功. 利用动能定理计算力的功,特别是变力所做的功.根据功是能量转化的量度反过来可求功. 
 (3)摩擦力、空气阻力做功的计算:功的大小等于力和路程的乘积. 
 发生相对运动的两物体的这一对相互摩擦力做的总功:W=fd(d是两物体间的相对路程),且W=Q(摩擦生热) 

2.功率 
 (1)功率的概念:功率是表示力做功快慢的物理量,是标量.求功率时一定要分清是求哪个力的功率,还要分清是求平均功率还是瞬时功率. 

 (2)功率的计算 

平均功率:P=W/t(定义式) 表示时间t内的平均功率,不管是恒力做功,还是变力做功,都适用.          

瞬时功率:P=F·v·cosα P和v分别表示t时刻的功率和速度,α为两者间的夹角. 

 (3)额定功率与实际功率 : 额定功率:发动机正常工作时的最大功率.  实际功率:发动机实际输出的功率,它可以小于额定功率,但不能长时间超过额定功率. 
 (4)交通工具的启动问题通常说的机车的功率或发动机的功率实际是指其牵引力的功率. 
  以恒定功率P启动:机车的运动过程是先作加速度减小的加速运动,后以最大速度v m=P/f 作匀速直线运动, . 
   以恒定牵引力F启动:机车先作匀加速运动,当功率增大到额定功率时速度为v1=P/F,而后开始作加速度减小的加速运动,最后以最大速度vm=P/f作匀速直线运动。

考点2:重力做功与重力势能
重力势能与万有引力势能:
1、重力势能:
  对一个物体系统是否能引入势能的概念,关键是看这个系统中的内力做的功是否与路径有关。由于重力做功与路径无关,故引入重力势能的概念。
  功是能量转化的量度。重物在下落过程中,重力势能发生变化是重力做功的结果,一个重力为G=mg、离参考平面高度为h的物体,具有多大的重力势能,要看当物体由高度h移动到参考平面的过程中,重力做了多少功。这个功的大小就可以表示该物体在高度h处的重力势能了。在重物从高度h移到参考平面的过程中,重力做功W=mgh,所以质量为m的物体在高度h处的重力势能Ep=mgh.
  需强调的一点就是物体在离地面不太高的情况下,认为物体重力是恒力,把重力做功看成是恒力做功,才能得出重力势能的表达式Ep=mgh.
2、万有引力势能:
  我们仍然取物体与地球作为研究系统,当物体不是在地面附近运动时,物体受的重力就不能看成恒力。此时就要考虑万有引力做功问题。理论证明,万有引力做的功与路径无关,只与物体所处的始末位置有关。若地球质量为M,则质量为m的物体从距地心r1处移到距地心r2处万有引力做的功为W=-GMm(1/r1-1/r2).
  与万有引力相对应的势能叫做万有引力势能。用Ep1表示物体在r1处的万有引力势能,用Ep2表示物体在r2处的万有引力势能,根据做功与势能变化的关系,有Ep1-Ep2=-GMm(1/r1-1/r2).对于万有引力势能,我们常取无穷远处势能为零。
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