《廣東省佛山市高中物理 第四章 機(jī)械能和能源 第7節(jié) 功率學(xué)案 粵教版必修2》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《廣東省佛山市高中物理 第四章 機(jī)械能和能源 第7節(jié) 功率學(xué)案 粵教版必修2（6頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第七節(jié)《功率》 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、理解功率的概念及有關(guān)功率的計(jì)算，包括平均功率、瞬時(shí)功率、額定功率 2、理解公式P=FV的意義，能用來(lái)解釋現(xiàn)象和進(jìn)行計(jì)算 二、學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn) 有關(guān)機(jī)車的兩種啟動(dòng)模式的問(wèn)題處理 三、課前預(yù)習(xí)（自主探究） 1.功率的概念 （1）定義：功跟完成這些功所用時(shí)間的比值叫做 ，是表示物體做功________的物理量，也可以表示能量轉(zhuǎn)化的快慢，是標(biāo)量。 （2）公式：①這是物體在t時(shí)間內(nèi)的_______________。 ②,當(dāng)v是瞬時(shí)速度，P是_____________，若v是平均速度，P是______________，α是F與v方向

2、間的夾角。 ③重力的功率可表示為，即重力的瞬時(shí)功率等于重力和物體在該時(shí)刻的豎直分速度之積。 （3）功率的單位：在國(guó)際單位制中，功率的單位是_________,1W=____________. 2.額定功率和實(shí)際功率:發(fā)動(dòng)機(jī)銘牌上的額定功率，指的是該機(jī)正常工作時(shí)的最大輸出功率，并不是任何時(shí)候發(fā)動(dòng)機(jī)的功率都等于額定功率。實(shí)際輸出往往__________這個(gè)數(shù)值。但在特殊情況下，如汽車越過(guò)障礙時(shí)，可以讓實(shí)際功率短時(shí)間大于額定功率，否則容易損壞機(jī)器。 3.關(guān)于功率公式P=Fv的討論 發(fā)動(dòng)機(jī)的功率等于牽引力的功率 （1） 在功率P一定時(shí)，力F與速度v成___________，即做功的力越大

3、，其速度就越小，當(dāng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率一定時(shí)，要增大牽引力，就要減小速度，所以汽車上坡時(shí)，司機(jī)采用換擋的方法減小速度來(lái)得到較大的牽引力。 （2） 當(dāng)力F一定時(shí)，功率P與速度v成___________，即速度越大，功率越大：速度越小，功率越小。當(dāng)汽車以一定的牽引力加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，必須加大油門(mén)以增大功率。 四、課堂活動(dòng) （1）小組合作交流 知識(shí)點(diǎn)1 功率的理解與計(jì)算 第一臺(tái)起重機(jī)在一分鐘內(nèi)把一噸的貨物提到預(yù)定的高度，第二臺(tái)起重機(jī)只用30秒就可以做相同的功，則我們說(shuō)第一臺(tái)起重機(jī)做功比第二臺(tái)起重機(jī)做功 。 用挖土機(jī)挖土，與人工挖土相比，在同樣的時(shí)間內(nèi)挖土機(jī)做的功比人做的功多，挖土機(jī)做功

4、比人做功 。 做功的快慢既與 有關(guān)，也與做功的 有關(guān)。 重點(diǎn)歸納 對(duì)功率的理解 1．功率的推導(dǎo)式 由P＝與W＝Fscos α，有P＝＝Fvcos α. 2．P＝與P＝Fvcos α的關(guān)系 (1)P＝是功率的定義式，適用于任何情況下功率的計(jì)算，一般用于求解某段時(shí)間內(nèi)的平均功率． (2)P＝Fvcos α.通常用來(lái)計(jì)算瞬時(shí)功率，也可用來(lái)計(jì)算平均功率．若v表示物體運(yùn)動(dòng)某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度，則P表示該時(shí)刻的瞬時(shí)功率．若v表示物體運(yùn)動(dòng)某時(shí)間間隔的平均速度，則P表示該時(shí)間間隔的平均功率．(α為力和瞬時(shí)速度的夾角) (3)提到功率時(shí)要明確是哪個(gè)力的功率．汽車

5、的功率是指汽車牽引力的功率，起重機(jī)吊起貨物的功率就是鋼絲拉力的功率． 例1．質(zhì)量是2 kg的物體，受到24 N豎直向上的拉力，由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)5 s，(g取10 m/s2)求： (1)5 s內(nèi)拉力對(duì)物體所做的功的多少；(2)5 s內(nèi)拉力的平均功率； (3)5 s末拉力的瞬時(shí)功率． 圖4-7-3 解：物體受力情況如圖4-7-3所示，其中F為拉力，mg為重力．物體受一個(gè)大小為4 N的合力，方向向上． 由牛頓第二定律可知物體的加速度為： a＝＝2 m/s2 5 s內(nèi)物體的位移s為 ： s＝at2＝×2×52 m＝25 m 5 s末物體速度為 ：v＝at＝2×5

6、 m/s＝10 m/s 5 s內(nèi)物體的平均速度為：＝v＝×10 m/s＝5 m/s (1)5 s內(nèi)拉力F對(duì)物體所做的功為：W＝Fs＝24×25 J＝600 J (2)5 s內(nèi)拉力的平均功率為：＝F＝24×5 W＝120 W (3)5 s末拉力的瞬時(shí)功率為：P＝Fv＝24×10 W＝240 W. 知識(shí)點(diǎn)2 機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題 汽車在爬坡時(shí)，司機(jī)有時(shí)要通過(guò)換擋來(lái)降低車速，這樣增大牽引力，如果汽車上坡時(shí)仍要保持原來(lái)的速度，司機(jī)要加大油門(mén)。 汽車換擋可以控制 ，變換油門(mén)可以控制汽車牽引力的 ，而 ，三者相互制約。 重點(diǎn)歸納 對(duì)機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題的理解 1. 對(duì)機(jī)

7、車等交通工具，應(yīng)明確公式P=F·v中，P為發(fā)動(dòng)機(jī)的________功率，機(jī)車正常行駛中實(shí)際功率小于或等于其額定功率，F(xiàn)為發(fā)動(dòng)機(jī)（機(jī)車）的__________，v為機(jī)車的___________ 2.機(jī)車以恒定功率起動(dòng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。 速度v ↑ ↓ ↓ 當(dāng)F=f時(shí)， a=0 v達(dá)到最大vm 保持vm 勻速 　　 加速度逐漸減小 勻速直 的變加速運(yùn)動(dòng)

8、 線運(yùn)動(dòng) ∴ 機(jī)車達(dá)到最大速度時(shí)a=0，F(xiàn)=f，,這一起動(dòng)過(guò)程的v-t關(guān)系如右圖所示。 3. 機(jī)車以恒定加速度起動(dòng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程 F不變 不變 v↑ 當(dāng)P=P額 a≠0 v仍增大 P=F·v↑ ↓↓ P額一定 v↑ 當(dāng)F=f時(shí) a=0 v達(dá)最大vm 保 持 vm 勻 速 勻速直線運(yùn)動(dòng) 速度逐漸減小的直線運(yùn)動(dòng) 　 勻加速直線運(yùn)動(dòng)

9、 這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程的v-t關(guān)系如下右圖所示。 例2一輛汽車的額定功率為100 kW，質(zhì)量為1.0×104 kg，設(shè)阻力恒為車重的0.1倍，g取10 m/s2，求： (1)若汽車保持恒定功率運(yùn)動(dòng)，啟動(dòng)后能達(dá)到的最大速度是多大？ (2)若汽車保持以0.5 m/s2的加速度勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其勻加速運(yùn)動(dòng)能維持多長(zhǎng)時(shí)間？當(dāng)汽車行駛的速度為8 m/s時(shí)，汽車的加速度有多大？ 解：(1)當(dāng)a＝0，即F＝Ff時(shí)速度最大，由P＝Fv得 vm＝＝＝ m/s＝10 m/s (2)當(dāng)汽車以a＝0.5 m/s2勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí) 牽引力F1＝Ff＋ma＝kmg＋ma

10、＝1.5×104 N 設(shè)達(dá)到額定功率P時(shí)的速度為v1 則v1＝＝ m/s＝ m/s 由公式v＝at得勻加速運(yùn)動(dòng)維持時(shí)間為t＝＝13.3 s 當(dāng)汽車行駛速度為v2＝8 m/s，汽車已達(dá)到額定功率P 則F2＝＝ N＝1.25×104 N 故此時(shí)汽車加速度為 a′＝＝0.25 m/s2 （2）課堂小測(cè) 單項(xiàng)選擇題 1. 一小球以初速度v0水平拋出，不計(jì)空氣阻力，小球在空中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中重力做功的功率P隨時(shí)間t變化的圖象是 2. 關(guān)于功率的概念，以下說(shuō)法正確的是 A．功率大說(shuō)明物體做功多 　B. 功率小說(shuō)明物體做功少 C．

11、物體做功越多，其功率越大 　D. 物體做功越快，其功率越大 3．火車在恒定功率下由靜止出發(fā)，沿水平軌道行駛，5 min后速度達(dá)到最大20 m/s，若火車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力大小恒定．則該火車在這段時(shí)間內(nèi)行駛的距離 A．可能等于3 km B．一定大于3 km C．一定小于3 km D．無(wú)法確定 雙項(xiàng)選擇題 4. 假設(shè)汽車以額定功率在水平路面上行駛，所受阻力大小不變，則它不可能做 A．勻加速直線運(yùn)動(dòng) B．勻減速直線運(yùn)動(dòng) C．勻速直線運(yùn)動(dòng)

12、 D．變加速直線運(yùn)動(dòng) 5．甲、乙兩輛汽車的額定功率之比為1∶2，當(dāng)兩車以各自的額定功率行駛時(shí)，可知下列說(shuō)法中正確的是( CD ) A．兩車所受的阻力之比為1∶2 B．兩車行駛的速度之比為1∶2 C．相同時(shí)間內(nèi)，兩車做功之比為1∶2 D．速度相同時(shí)，兩車的牽引力之比為1∶2 6. 如下圖所示，a、b、c三個(gè)相同的小球，a從光滑斜面頂端由靜止開(kāi)始自由下滑，同時(shí)b、c從同一高度分別開(kāi)始自由下落和平拋，最后都落在同一水平面上．下列說(shuō)法正確的有 A．重力做功相等 B．運(yùn)動(dòng)過(guò)程中重力的平均功率相等 C．它們的末動(dòng)能相同

13、D．它們落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率不相等 7．如圖是某中學(xué)科技小組制作的利用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)小車的裝置．當(dāng)太陽(yáng)光照射到小車上方的光電板，光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)小車前進(jìn)．若小車在平直的水泥路上從靜止開(kāi)始加速行駛，經(jīng)過(guò)時(shí)間 t 前進(jìn)距離 s，速度達(dá)到最大值vm，設(shè)這一過(guò)程中電動(dòng)機(jī)的功率恒為P，小車所受阻力恒為F，那么下列說(shuō)法正確的是 A．這段時(shí)間內(nèi)小車先加速運(yùn)動(dòng)，然后勻速運(yùn)動(dòng) B．這段時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)所做的功為Pt C．這段時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)所做的功為mv D．這段時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)所做的功為Fs＋mv 8質(zhì)量m＝3 kg的物體，在水平力F＝6 N的作用下，在光滑水平面上從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝3 s．求： (1)力F在3 s內(nèi)對(duì)物體所做的功； (2)力F在3 s內(nèi)對(duì)物體所做的功的平均功率； (3)在第3 s末，力F對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率． 五、課外作業(yè) 六、課后反思 解：物體受一個(gè)恒力作用，設(shè)其加速度為a. 由牛頓第二定律a＝＝2 m/s2 物體在3 s內(nèi)的位移s＝at2＝9 m 物體在第3 s末的速度v＝at＝6 m/s (1)力F在3 s內(nèi)對(duì)物體所做的功W＝Fs＝54 J. (2)力F在3 s內(nèi)對(duì)物體做功的平均功率＝＝18 W. (3)在第3 s末，F(xiàn)對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率P＝Fv＝36 W. 6