《高中物理功率学案3新人教版必修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理功率学案3新人教版必修2（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、5.3功率学习目标: 理解功率的的概念。理解功率的公式P=wt，并能运用其进行有关的计算。正确理解公式P=Fv的意义，知道什么是瞬时功率，什么是平均功率，并能用来解释现象和进行计算。能用公式P=Fv讨论汽车等交通工具的启动问题。学习重点: 1. 功率的概念和计算公式。 2P=Fv及其应用。学习难点: P=Fv及其应用。主要内容:一、功率P 1功率的定义：2功率的定义式：3功率的单位：4功率是标量。5物理意义：【例一】一台抽水机每秒能把30kg的水抽到10m高的水塔上，不计额外功的损失，这台抽水机的输出功率是多大?如果保持这一输出功率，半小时能做多少功?取g=lOm/s2。二、功率的力和速度表达
2、式：P=Fvcos1表达式推导：2式中F是对物体做功的力，v是物体的运动速度，是F和速度v之间的夹角。 3在F和v同向时=0，表达式为：P=Fv。 三、力的平均功率和瞬时功率1平均功率 描述力在一段时间内做功的快慢。 计算公式： P=W/t P=Fvcos =O时， P=Fv 应用式计算时注意：力F必须是恒力，v为一段时间t内的平均速度。 平均功率对应于一段时间或一个过程，并且同一物体在不同时间段内的平均功率一般不相同，因此说平均功率时一定要说明是哪一段时间内的平均功率。 2瞬时功率 力在某一时刻的功率，对应于物体运动的某一时刻或某一位置。 计算公式：P=Fvcos P=Fv (F与v同向时)
3、 式中v表示某一时刻的瞬时速度。【例二】质量m=2kg的物体从距地面45m的高处自由下落，在t=-2s的时间内重力所做的功等于多少?在这段时间内重力做功的平均功率等于多少?在这段时间内重力做功的平均功率等于多少？在2s末重力做功的瞬时功率等于多少? 四、额定功率和实际功率 1额定功率：指动力机器长时间正常工作时的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。额定功率是动力机器的重要性能指标，一个动力机器的额定功率是一定的。 2实际功率：指机器工作时实际输出的功率。 动力机器不一定在额定功率下工作，机器长期正常工作时的实际功率总是小于或等于额定功率。实际功率不应大于额定功率。实际功率长时间大于额定功率
4、时会缩短机器使用寿命甚至会损坏机器(短时间内实际功率略大于额定功率是可以的)。 五、对公式P=Fv的讨论 1此公式的意义是：当力F与物体运动(瞬时)速度v方向一致时，力的实际瞬时功率就等于力F和运动速度v的乘积，对于机车(汽车、火车等交通工具或动力装置)，牵引力F与物体运动速度v一般方向一致，可用公式P=Fv计算实际瞬时功率(称牵引力的功率、发动机的输出功率)，特别注意：F为机车的牵引力，并非机车所受的合力。 2当P一定时，F1/v，即做功的力越大，其速度就越小，如：汽车在发动机功率一定时上斜坡，司机用换挡的办法(变速调节装置)减小速度以获得较大的牵引力满足上坡的需要。 3当速度v保持一定时，
5、PF，即做功的力越大，它的功率也越大。如：汽车从平路到上坡，若要保持速度不变，必须加大油门(控制燃油混合气体流量多少的装置)，增大发动机功率以得到较大的牵引力。 4当力F一定时，Pv，即速度越大，功率越大。如：起重机吊同一货物以不同的速度匀速上升，牵引力保持不变(大小等于物重)，起吊的速度越大，起重机的输出功率就越大。 六、机车起动的两种理想模式（应用）以恒定的功率P起动(从静止开始运动)和行驶。机车以恒定加速度起动直到以额定功率P额行驶。【例三】质量为20t的汽车从静止开始在平直公路上启动，若其发动机额定功率为60kW，行驶中所受的阻力为自重的O1倍，则： (1)若其以额定功率启动，试分析其
6、启动过程中的速度和加速度的变化情况，并定性作出其启动过程中的v-t图。 (2)若其以a=O5m/s2的加速度匀加速启动，试分析启动过程中的功率和速度的变化情况，经多长时间后达到额定功率?并定性作出其启动过程中的v-t图。 (3)求其行驶过程中的最高速度vm【例四】质量为m的物体沿倾角为的斜面滑至底端时的速度大小为v，此时重力的瞬时功率为( ) AmgV Bmgvsin Cmgvcos D0【例五】设河水的阻力与船的速度成正比，当船的速度加倍时，轮船发动机的功率是原来的( )。A2倍 B4倍 C倍 D2倍【例六】一举重运动员第一次以速度v把质量m的杠铃从地面匀速举高h，第二次把同样的杠铃以加速度
7、g2从地面匀加速举高，当达到高度h时的速度也为v，在这两个过程中运动员对杠铃做的功和发出的平均功率之比为多少?课堂训练： 1一物体从静止开始自由下落，在第1s和第3s末，重力对物体做功的瞬时功率之比为( )。 A1：3 B3：1 C1：9 D9：12设在平直公路上以一般速度行驶的自行车，所受阻力约为车、人总重力的002倍，则骑车人的功率最接近于( ) A10-1kW B10-3kW C1kW D10kW一台电动机的功率是lOkW，用这台电动机匀速提升27104kg的货物，提升的速度是多大?取g=lOm/s2。4一台起重机匀加速地将质量m=10103kg的货物竖直吊起，在2s末货物的速度v=40
8、m/s。取g=lOms2，不计额外功。求： (1)起重机在这2s时间内的平均输出功率。(2)起重机在2s末的瞬时输出功率。课后作业：1某汽车的额定功率为p，在很长的水平直路上从静止开始行驶，则下列说法正确的是( ) A汽车在很长时间内都可以维持足够大的加速度而作匀加速直线运动。 B汽车可以保持一段时间内做匀加速直线运动。 C任何一段时间内汽车都不可能做匀加速运动。 D若汽车开始做匀加速运动，则汽车刚达到额定功率P时，速度亦达到最大值。2关于功率的以下说法中正确的是（ ）A根据p=w/t可知，机械做功越多，其功率越大。 B根据p=Fv可知，汽车的牵引力一定与速率成反比。 C根据p=w/t可知，只
9、要知道ts内机械所做的功，就可以求得这段时间内任一时刻的功率。 D由p=Fv可知，当发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速率成反比。3.一辆汽车以速率v1沿一略倾斜的坡路向上匀速行驶，若保持发动机功率不变，沿此坡路向下行驶的速率为v2，若汽车以同样的功率在水平路面匀速行驶时，假设汽车所受的摩擦阻力不变，其车速是( )。A B (vl+v2)2 C2v1v2(vl+v2) Dv1v2(vl+v2)4一架自动扶梯以恒定的速率Vl运送乘客上同一层楼，某乘客第一次站在扶梯不动，第二次相对于扶梯的速率v2匀速上走，两次扶梯运客所做的功分别是W1和W2；牵引力功率分别是P1和P2，则（ ）AW1W2，
10、P1P2 BW1W2，P1P2 CW1W2，P1P2 DW1W2，P1P25在同一高度处，将两个质量相同的物体A和B，分别以相同的动能沿竖直向上和水平方向抛出，不计空气阻力，在它们落到同一高度的过程中，重力的平均功率分别为PA和PB，则它们的大小关系为 （ ） APA=PB BPAPB CPAPB D条件不足，无法判断6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（ ）WAWB=WC，PAPB=PC BWA=WB=
11、WC，PA=PB=PCCWA=WB=WC，PAPBPC DWAWBWC，PAPBPC7物体在水平恒力F作用下，由静止起沿水平面由A点运动了Sm到达B点，则当（ ） A水平面光滑时，力F对物体做功的平均功率较大。 B水平面不光滑时，力F对物体做功的平均功率较大。 C水平面光滑时，力F在B点的即时功率较大。 D水平面不光滑时，力F在B点的即时功率较大。8一个质量为m的物体，在几个与水平面平行的力作用下处于静止状态，某时刻将其中一个力F增大到4F而其他力不变，经过t秒时，该力的瞬时功率是( ) A12 F2tm B9F2tm C6F2tm D4 F2tm 9货轮拖曳驳船所需的力与其速率成正比，当拖曳
12、速率为lOkmh，所需功率为20kW，则速度减为5kmh时所需功率为（ ） A5KW BlOkW C20kW D40kW10一台拖拉机的额定功率为15104W,运动中阻力为10 103N，它的最大行驶速度可达_ms，如果它以5ms的速率匀速行驶时，发动机消耗的实际功率为多大?11质量为2kg的物体放在摩擦因数为05的水平地面上，对物体施加一个大小为10N，与地面成37角的拉力，使物体从静止出发移动5m。在这个过程中，拉力对物体做功_，摩擦力对物体做功_；在2s末时拉力的瞬时功率为_(sin37=06，cos37=0.8)。12一物体在推力F作用下克服恒定的阻力运动，其v-t图和F-s图如图所示
13、。则在第1个5s、第2个5s、第3个5s内推力F对物体做的功W1=_、W2=_、W3=_；在15s内阻力共做功Wf=_；力F的最大瞬时功率为_，15s内F的平均功率为_。13质量为m的汽车在平直路面上行驶，若汽车开行时功率恒为p，匀速运动时速率为v1，当汽车以速率v2(v2v1)行驶时，其加速度为_。14.质量为m=2000kg的汽车，发动机功率P=30kW，在水平路面上能以v=15ms的最大速率匀速前进。若保持功率不变，当速率减至v=10ms时汽车的加速度大小为多少? 15汽车质量为5t，额定功率为30kW。 (1)若汽车在水平路上行驶时所受阻力为2000N，则最大车速为多少? (2)如阻力不变，汽车在水平路上用lOms的速度行驶，实际功率多大?（3）如阻力不变，汽车能否以lOms的速度在倾角为10的斜坡上向上匀速行驶?已知sin10=0.17。5用心 爱心 专心
