粤教版必修二《功率》WORD教案2

粤教版必修二《功率》WORD 教案2
【学习目标】 一、知识与技能：
1、明白功率是表示做功快慢的物理量。

2、明白得功率的概念，能运用功率的公式P=W /t 进行有关运算。

3、正确明白得公式P=FV cos α的意义，明白什么是瞬时功率，什么是平均功率。

二、过程与方法：
1、学会求解各种不同的功率。

2、会运用功率不同的表达式分析和解决动力机械问题。

三、情感态度与价值观：[来源:学§科§网]
1、养成具体问题具体分析和严谨的思维适应。

2、提高理论联系实际，分析解决问题的能力。

【学习重点】
1、明白得功率的概念是本节的重点。

2、瞬时功率和平均功率运确实是本节的难点。

3、机车起动问题是本节课对学生的一个能力培养点。

[来源:Z §xx §k ] 【知识要点】
1、功率是描述做功快慢的物理量，它在数值上等于单位时刻内完成的功。

2、平均功率：功与完成这些功所用时刻的比值，即： t
W
P =
② 3、瞬时功率： θcos FV P = ③ 上式中V 是物体的瞬时速度大小，θ是力F 和V 的夹角。

假如F 和V 同方向，则： FV P = ④ 4、功率的单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特（W ）： 1瓦特＝ 1焦耳/秒 、千瓦（KW ），马力也是功率常用的单位：1千瓦＝1000瓦特。

1马力＝735瓦特。

例题：做自由落体运动的物体下落t 秒时的瞬时功率为P ＝mg ·v ＝mg ·gt ＝mg 2t ，而t 秒内重力做功的平均功率为：
t
mg 2
1t gt
21mg t
W
P 22
=⨯
=
=
5、额定功率和实际功率：
机械(如发动机)在正常工作时的最大功率叫额定功率。

机械在实际工作时的功率即实际功率，它应小于或等于额定功率。

注意：各种动力装置（如汽车、轮船等）的功率是指牵引力做功的功率，而不是合外力做功的功率。

额定功率与动力、速率的关系：
（1) 由p ＝F V 可知：发动机的功率一定时，动力F 与速度V 成反比。

故汽车在P e 下行驶时，要增大牵引力(如上坡)，则要减小行驶速度。

(2) 当牵引力一定时，水平匀速行驶的汽车要增大行驶速度，就要增大发动机的输出功率(加大油门)，当增大到P ＝P e 时，V ＝V max 即：
P e ＝f V max (因现在为匀速，因此 F －f ＝0，)
假定V 还要增加，∵ P e 一定，且P e ＝FV ，∴ F 只能减小，这时有F －f ＜0 ，导致a ＜0，反而使V 减小，故V 是不可能再能增加的 ，因此，当P ＝P e 时，F ＝f 且V ＝V max 加速度：
汽车作加速度越来越小的加速直线运动．．．．．．．．．．．．．．
，当a ＝0时，汽车作匀速直线运动，现在 f
P V e
=
max (3) ．．．汽车启动时，功率．．．．．．．．P ．由．0．增加到．．．Pe ．．，此过程下，．．．．．．F ．、．V ．都可能．．．增大。

汽车．．．．．也．有可能．．．做匀加速运动。

．．．．．．．
例题：一载重汽车，车货共重10吨，额定功率为100马力，在平直公路上行驶时，所受最大阻力为车重的0．05倍，则该车所能达到的最大速度将为15米／秒＝54千米／小时
【典型例题】
例：汽车发动机的额定牵引功率为60KW ，汽车质量为5t ，汽车在水平路面上行驶时，阻力是汽车的0.1倍，试问：①汽车保持以额定功率从静止起动后，能达到的最大速度是多少？②若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度作匀加速直线运动，这一过程能坚持多长时刻？
解析：①汽车受力分析，当a=0，即F=f 时，v 达最大值Vm ,机车以恒定的功率起动：P 一定，v 变大，F 变小，a 变小，当a=0时，v 不变，机车匀速运动，这时F= f 阻，而vm=P 额/ f 阻为机车行驶的最大速度。

速度v ↑F= ↓a= 0保持Vm 匀速 ∴汽车达到最大速度时a= 0 现在 F=f=μmg ，而 P=FVm
∴Vm=P/μmg=6.0×105/0.1×5×103×10m/s=12 m/s 讨论分析
⑴交通工具上坡增大牵引力的方法。

A ．减小速度（发动机的功率不变，油门不变）
B ．加大油门，增大P （保持v 不变） 分析汽车的受力和运动情形，讨论、总结
②机车以加速度a 匀加速起动工情形：a 一定，F 也一定，P 随v 增大而增大。

当P 达P 额后，F 、a 不能坚持，开始减小，但速度还要增大。

直到a=0 ，v 达最大vm=P 额/ f 阻。

a 定 速度v ↑ P ↑=F 定v ↑，即P 随v 增大而增大，当P=Pm 时，a 定 ，v 还要增大 F ↓，a ↓ 当a=0时，v 达最大vm ，此后匀速
匀加速运动的加速度a=(F-μmg)/m[来源:学科网ZXXK] F=m(a+μg)=5×103（0.5+0.1×10）=7.5×103（N ）
设保持匀加速运动的时刻为t ,达到的速度为V1，则V1=at 现在P=FV1=F at
讨论两种起动的V-t 图象
V P F ma
f F =
=-m f V P a -=
[来源:学科网ZXXK] 【规律总结】
[来
源:
Zxx
k ]
【当堂反馈】
1、从空中以40m/s 的初速平抛一个重为10N 的物体，物体在空中运动3s 落地，不计空气阻力，取g ＝10m/s 2，求物体落地过程中重力的平均功率和物体落地时重力的瞬时功率。

2、在高处的同一点将三个质量相同的小球以大小相等的初速度v 0分别上抛、平抛、下抛，并落到同一水平地面上，则（ ）
A ．三个小球落地时，重力的瞬时功率相同
B ．从抛出到落地的过程中，重力对它们做功的平均功率相同
C ．从抛出到落地的过程中，重力对它们做的功相同
D ．三个小球落地时的动量相同 3、一跳绳运动员质量m = 50 kg , 1 rnin 跳 N =180次，假设每次跳跃中，脚与地面接触时刻占跳跃一次所需时刻的1/3，试估算该运动员跳绳时在上升时期克服重力做功的平均功率（g 取10m/s 2 ）
功率 功率的物理意义：功率是描述力对物体做功快慢的物理量 平均功率：描述力在一段时刻内做功的快慢，用P=W/t 运算，若用P=Fvcos α，V 为t 时刻内的平均速度
瞬时功率：描述力在某一时刻做功的快慢，只能用P=Fvcos α，V 为某
时刻的瞬时速度。

额定功率和实际功率
4、一根质量为M的直木棒，悬挂在O点，有一质量为m的猴子，抓着木棒，剪断悬挂木棒的细绳，木棒开始沿竖直方向下落，若猴子对地高度不变。

忽略空气阻力，则下面的四个图像（图5—2—5）中能定性反映在这段时刻内猴子做功的功率随时刻变化关系的是（）
5、下图为汽车在平地上运动的速度图象，则由图可知汽车牵引力的功率随时刻变化的图像可能是下图中的（）
6、一辆能沿倾角为θ的斜坡向上行驶的速率为v的汽车，又能以不变功率向下行驶，其速率为3v，则汽车在水平面上以不变功率行驶的速率为多少？
[来源:Z+xx+k ]
7、一列火车总质量M = 500 t ，机车发动机的额定功率P = 6×105 W ，在轨道上行驶时，轨道对列车的阻力 f 是车重的0.01 倍，求：
（1）火车在水平轨道上行驶的最大速度；
（2）在水平轨道上，发动机以额定功率P工作，当行驶速度为v1 = lm/s 和v2= 10m/s时，列车的瞬时加速度a1、a2各是多少；
（3）在水平轨道上以36 km/h 速度匀速行驶时，发动机的实际功率P ' ；[来源:学科网ZXXK]
（4）若火车从静止开始，保持0.5m/s2的加速度做匀加速运动，这一过程坚持的最长时刻．
[来源:学科网]
8、铁路提速要解决许多技术问题，通常列车阻力与速度平方成正比，即f = k v2，列车要
P
Q
O
F
跑得快，必须用大功率的机车来牵引。

（1）试运算列车分别以120km/h 和40km/h 的速度匀速行驶时，机车功率大小的比值。

（2）除上题涉及的问题外，还有其他许多技术需要解决，例如：为了减少列车在高速行驶中的振动，要把原先的接缝轨道变为无缝轨道，请你再举一例，并简要说明。

9、一杂技运动员骑摩托车沿一竖直圆轨道如图所示做特技表演，若车的速率恒为20m/s ，人与车质量之和为200kg ，轮胎与轨道间的动摩擦因素为μ=0.1，车通过最低点A 时，发动机功率为12kW ，求车通过最高点时发动机的功率(g 取10m/s 2)．
【参考答案】 1、150W ，300W 2、 C 3、 277.8W 4、B 5、 B
6、 v 2
cos 3 [来源:学科网]
7、（1）12m/s （2）a 1=1.1m/s 2、 a 2=0.02m/s 2 （3）5×105 W （4）4s 8、（1）27：1 （2）进一步改善其自身的减振装置 9、 4kW
【达标训练】
1．关于摩擦力对物体做功，以下说法中正确的是（ ）
A ．滑动摩擦力总是做负功[来源:Z#xx#k ]
B ．滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功
C ．静摩擦力对物体一定做负功
D ．静摩擦力对物体总是做正功
2.如图所示，绳的上端固定在O 点，下端系小球P ．P 与斜面Q 的接触面粗糙．用水平力向右推Q ，使它沿光滑水平面匀速运动．从图中实线位置到虚线位置过程中，下列说法中正确的是（ ）
t
v
O
v
0.5v0
t
v
O
v0
0.5v0
t
v
O
v0
0.5v0
t
v
O
v0
0.5v0
A.摩擦力对小球P做负功
B.斜面Q对小球的弹力垂直于斜面因此对小球不做功
C.绳的拉力对小球P做正功
D.推力F对斜面做的功和小球P对斜面做的功的绝对值相等
3.汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P．快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽车的功率赶忙减小一半并保持该功率连续行驶．图四个图象中，哪个图象正确表示了从司机减小油门开始，汽车的速度与时刻的关系（）
A. B. C. D.
4.图为表演杂技“飞车走壁”的示意图．演员骑摩托车在一个圆桶形结构的内壁上飞驰，做匀速圆周运动．图中a、b两个虚线圆表示同一位演员骑同一辆摩托，在离地面不同高度处进行表演的运动轨迹．设摩托车受到的阻力大小恒定，不考虑摩托车的侧滑趋势，下列说法中正确的是（）
A.在a轨道上运动时角速度较大
B.在a轨道上运动时摩托车对侧壁的压力较大
C.在a轨道上运动时摩托车的实际功率较大较大
D.在a轨道上运动时摩托车所受向心力较大
5.如图所示，粗糙的斜面与光滑的水平面相连接，滑块沿水平面以速度v0运动，设滑块运动到A点的时刻为t=0，距A点的水平距离x，水平速度为v x.由于v0不同，从A点到B点的几种可能的运动图象如下列选项所示，其中表示摩擦力做功最大的是（）
6.如图所示，绷紧的传送带始终保持着大小为 v＝4m/s的速度水平匀速运动。

一质量m=1kg 的小物块无初速地放到皮带A处，物块与皮带间的滑动动摩擦因数μ=0.2，A、B之间距离s=6m。

求物块从A运动到B的过程中摩擦力对物块做了多少功？
7..质量为2t的农用汽车，发动机额定功率为30kW，汽车在水平路面行驶时能达到的最大时速为54km/h．若汽车以额定功率从静止开始加速，当其速度达到v=36km/h时刻，汽车的瞬时加速度是多大?
a
b
8.人的心脏每跳一次大约输送8×10-5m 3的血液．正常人的血压（可看作心脏压送血液的压强）平均值大约为1.5×104Pa ，心跳约每分钟70次．依照以上数据估测心脏工作的平均功率约为多少?
9.如图所示，表示作用在做直线运动的物体上的合外力F 随物体位移s 而变的对应关系．已知物体的质量为m =25kg ，开始处于静止状态，
则在30m 末该物体的速度大小是_______m/s ．
10.如图所示，一位杂技演员骑摩托车沿竖直面内的一个固定圆轨道
做特技表演，他操纵车的速率始终保持在20m/s ，人与车的总质量为
100kg ，轨道对车的阻力大小是轨道对车压力的0.1倍．已知车通过最低点A 时发动机的即时功率为9kW ，求车通过最高点B 时发动机的瞬时功率．
11.一水平放置的水管，距地面高h ＝l.8m ，管内横截面积S ＝2.0cm 2。

有水从管口处以不变的速度v ＝2.0m/s 源源不断地沿水平方向射出，设出口处横截面上各处水的速度都相同，并假设水流在空中不散开。

取重力加速度g ＝10m ／s 2，不计空气阻力。

求：⑴水流稳固后在空中有多少立方米的水。

⑵设水是用抽水机从地面下3.2m 深处的井中抽出来的，那么抽水机的输出功率是多大？
【达标训练参考答案】
1.B.
2.D
3.C
4.C 5D 6.8J 7. 0.5m/s 2 8. 1.4W 9. 4 10. 5kW 11-.⑴2.4×10-4m 3 ⑵20.8W 【收 获
疑 问
8
4 F /N /m
F
1
F 2
O B A。