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1、第3节 功 率,教师备课参考,|核心素养养成目标|,物理观念 1.知道功率的概念、物理意义、定义式. 2.理解功率的导出式P=Fv的物理意义,并掌握其用法. 3.理解平均功率和瞬时功率. 科学思维与科学探究 1.通过功率的学习,让学生将生活、生产实际与物理概念相联系,学会求解各种不同的功率. 2.运用功率的不同表达公式分析和解决动力机械的运动问题. 科学态度与责任 1.通过功率的学习,体会物理规律与生活的联系. 2.提高学生理论联系实际,解决实际问题的能力.,|教学重难点|,教学重点 1.理解功率的意义. 2.知道功率的种类及其计算. 教学难点 功率P=Fv的意义和应用.,感悟解题规律,探寻基
2、本知识,测评学习效果,探寻基本知识树立物理观念,知识点一,功率的含义,【情境导学】 如图所示,某起重机能在1 min内把1 t的货物提高到预定的高度,另一台起重机只用30 s就可以做相同的功,你认为功和功率相同吗?答案:功相同,功率不同.,【知识梳理】 1.定义:物体所做的功W与完成这些功所用时间t的 . 2.公式:P= . 3.单位:在国际单位制中,功率的单位是 ,简称瓦,用符号W表示,1 W= 1 ,工程技术中常用的功率单位还有千瓦. 4.物理意义:功率是 量,功率表示做功过程中能量转化的 . 【思考判断】 1.功率大表示做功快,做的功一定多.( ) 2.功率小的机器做功慢.( ) 3.速
3、度大的运动物体功率一定大.( ),比值,瓦特,J/s,标,快慢,知识点二,功率与力、速度的关系,【情境导学】 一辆小汽车行驶时能否使其一直加速?汽车上坡时为何要用低速挡? 答案:不能,由于发动机的功率是一定的,汽车行驶时会受到阻力作用,当功率达到额定功率且牵引力与阻力大小相等后速度不会再增加,由P=Fv知,P一定时,要增大牵引力F,应换挡减小速度.,【知识梳理】 1.关系式:P= (适用于F与v同方向). 2.讨论 (1)P一定时,v ; (2)v一定时,P ; (3)F一定时,P .,Fv,F,v,3.四种功率的比较,【思考判断】 1.汽车的速度越大,功率一定越大.( ) 2.当发动机的功率
4、一定时,速度越大,汽车的牵引力越大.( ) 3.当输出功率一定时,速度和牵引力成反比.( ),平均功率,瞬时功率,要点一,感悟解题规律培养科学思维,对功率的理解,2.平均功率与瞬时功率 (1)平均功率是描述在一段时间内力做功的平均快慢.,3.功率与速度的关系 (1)公式P=Fv中F,v的方向相同,若F,v间夹角为,则P=Fvcos . (2)恒力做功时,当P=Fv中的v为平均速度时,对应的P为平均功率;当P=Fv中的v为瞬时速度时,对应的P为瞬时功率. (3)求机械的功率时,公式P=Fv中的F指牵引力.如求起重机的功率时,F应为钢索的拉力.,【典例1】如图所示,质量为m=2 kg的木块在倾角=
5、37的斜面上由静 止开始下滑,木块与斜面间的动摩擦因数为=0.5,已知sin 37=0.6, cos 37=0.8,g取10 m/s2.求:(1)前2 s内重力做的功;,思路探究 (1)木块在斜面上受几个力作用? 答案:重力、支持力、摩擦力3个力.,答案:(1)48 J,(2)前2 s内重力的平均功率; (3)2 s末重力的瞬时功率.,思路探究(2)如何求加速度、位移、速度? 答案:利用牛顿第二定律、运动学公式求解. (3)平均功率的求法有几种? 答案:由P= 用总功除以总时间或P=Fv,速度是平均速度.,(3)木块在2 s末的速度v=at=22 m/s=4 m/s. 2 s末重力的瞬时功率P
6、=mgvsin =21040.6 W=48 W. 答案:(2)24 W (3)48 W,(1)首先要明确是求哪个力的功率,即是求某个力的功率还是求物体所受合力的功率.,误区警示 求解功率时应注意的问题,(3)若求瞬时功率,需明确是哪一时刻或哪一位置,再确定该时刻或该位置的速度,应用公式P=Fv,如果F,v不同向,则投影到相同方向再计算.求瞬时功率时,要注意F与v的同时性.,(教师备用) 例1-1: (2016福建清流检测)如图,一质量m=2 kg的物体静止在光滑水平面上,在方向为水平向右、大小为4 N的恒力F的作用下开始运动,物体运动3 s的过程中,求 (1)力F对物体所做的功;,答案:(1)
7、36 J,(2)力F对物体所做功的平均功率; (3)在3 s末力F对物体做功的瞬时功率.,解析:(2)由P=W/t,得P=12 W. (3)3 s末的速度v=at=6 m/s, 瞬时功率P=Fv=24 W. 答案:(2)12 W (3)24 W,针对训练1-1 (2016天津卷,8)(多选) 我国高铁技术处于世界领先水平,和谐号动车组是由动车和拖车编组而成,提供动力的车厢叫动车,不提供动力的车厢叫拖车.假设动车组各车厢质量均相等,动车的额定功率都相同,动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比.某列动车组由8节车厢组成,其中第1,5节车厢为动车,其余为拖车,则该动车组( ) A.启动时乘客
8、受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反 B.做匀加速运动时,第5,6节与第6,7节车厢间的作用力之比为32 C.进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比 D.与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为12,BD,要点二,机车起动问题分析,1.分析机车起动问题的两个公式 (1)机车所受牵引力的方向与运动方向相同,因此有P=Fv. (2)若车辆在运动过程中所受阻力不变,大小为f,由牛顿第二定律可得F-f=ma.,2.两种机车起动方式的比较,特别提示 对机车等交通工具类问题,应明确P=Fv中,P为发动机的实际功率,机车正常行驶中实际功率小于或等于其额定功率;F为发动机(机车
9、)的牵引力而不是机车的合外力;v为机车的瞬时速度.,【典例2】 (2016福建四地六校联考)高铁以其灵活、方便、快捷、安全、可靠、舒适等特点而备受世界各国铁路运输和城市轨道交通运输的青睐.假设有一列高铁质量为m=5105 kg,额定功率为P=5106 W,车在行驶过程中阻力恒为重力的0.01倍(g=10 m/s2). (1)求该动车组的最大行驶速度; (2)当动车组速度为20 m/s时,求加速度a的大小; (3)若动车组以0.5 m/s2的加速度匀加速起动,则这一过程能持续多长时间?,思路探究 (1)什么情况下动车组具有最大的行驶速度?如何计算最大速度?,(2)当达到匀加速阶段的末速度时,动车
10、组的功率达到什么要求? 答案:当达到匀加速阶段的末速度时,动车组以额定功率行驶.,答案:(1)100 m/s (2)0.4 m/s2 (3)33 s,规律方法 机车起动问题几个物理量的求法,(教师备用) 例2-1:汽车发动机的额定功率P=60 kW,若其总质量为m=5 t,在水平路面上行驶时,所受阻力恒为F=5.0103 N,则: (1)汽车保持恒定功率启动时 求汽车所能达到的最大速度vmax.,答案:见解析,当汽车加速度为2 m/s2时,速度是多大? 当汽车速度是6 m/s时,加速度是多大?,答案:见解析,(2)若汽车以a=0.5 m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动,这一过程能维持多长时
11、间?,答案:见解析,针对训练2-1 (多选)如图所示,汽车以额定功率在足够长的平直公路上起动并行驶,阻力保持不变,则( ) A.汽车的加速度和速度都逐渐增加 B.汽车速度增加时,所受的牵引力逐渐减小 C.汽车匀速行驶时,所受的牵引力为零 D.汽车匀速行驶时,速度达到最大值,解析:汽车以恒定的功率起动时,速度增加,牵引力减小,加速度减小,选项A错误,B正确;汽车匀速行驶时,牵引力和阻力大小相等,速度达到最大值,选项C错误,D正确.,BD,测评学习效果演练当堂技法,1.(2016山东威海模拟)A,B两物体质量分别为m和2m,A静止于光滑水平面上,B静止于粗糙水平面上,用相同的水平力分别推A和B,使
12、它们前进相同位移.在此过程中,下面说法正确的是( ) A.两次推力做功一样多 B.对A的推力做功多一些 C.两次推力做功的平均功率一样大 D.对B的推力做功的平均功率较大,A,解析:两推力大小相等,且两物体的位移也相同,故做功一样多,选项A正确,B错误;由于A物体质量小加速度大,走相同位移所需的时间短,平均功率就大,选项C,D均错误.,2.船在河中行驶,如果船受到的阻力与船的速率的平方成正比,当船以速度v匀速行驶时,发动机的输出功率为P,当船以v/2的速度匀速行驶时,则发动机的输出功率是( ),A,3.(2016福建四地六校联考)一质量为m的物体,从距地面高度为h处由静止开始做自由落体运动,则( ),B,4.质量为5 kg的物体静止于水平地面上,现对物体施以水平方向的恒定拉力,1 s末将拉力撤去,物体运动的v-t图象如图所示,试求: (1)滑动摩擦力在03 s内做的功;,答案:(1)540 J,答案:(2)1 080 W,(2)拉力在1 s末的功率.,谢谢观赏！,
