高中物理 1.3 功率学案1 鲁科版必修2

1．3功率学案
【学习目标】
1、理解功率的的概念。

2、理解功率的公式P=w／t，并能运用其进行有关的计算。

3、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。

4、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．功率的表达式P=F·v的物理意义和运用。

2．瞬时功率和平均功率的计算。

【知识要点】
1、功率的定义：
2、功率的定义式：
3、功率的单位：，功率是量，
4、物理意义：
5、功率的力和速度关系式：式中F是，v是当F 和V有夹角θ时关系式为：
6、平均功率
①描述力在一段时间内做功的快慢。

②计算公式： P=W/t P=Fv 注意：力F必须是恒力，v为一段时间t内的平均速度。

③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。

7、瞬时功率
①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。

②计算公式： P=Fv (F与v同向时)式中v表示某一时刻的瞬时速度。

8、机车起动的两种理想模式（应用）
1）汽车以恒定功率起动时，它的牵引力F将随速度v的变化而变化，其加速度a也随之变化，具体变化过程可采用如下示意图表示：
由此可得汽车速度达到最大时，a=0，
2）机车以恒定加速度起动直到以额定功率P额行驶，要维持汽车加速度不变，就要维持其牵引力不变，汽车功率将随v增大而增大，当P达到额定功率P额后，不能再增加，即汽车就不可能再保持匀加速运动了.具体变化过程可用如下示意图表示：
所以，汽车达到最大速度之前已经历了两个过程：匀加速和变加速，匀加速过程能维持到汽车功率增加到P 额的时刻，
【典型例题】
【例题1】已知质量为m 的物体从高处自由下落，经时间t ，在t 时间内重力对物体做功的平均功率为 ;在t 时刻重力对物体做功的瞬时功率为 。

解析：在t 时间内，物体下落的高度h=
22
1gt ,重力对物体所做的总功W=2221
t mg ,所
以在t 时间内重力对物体做功的平均功率为t mg t W P 22
1
==;在t 时刻重力对物体做功的瞬时功率为t mg mgv P t t 2
==.
【例题2】飞机、轮船运动时受到的阻力并不恒定，当速度很大时，阻力和速度的平方成正比，这时要把飞机、轮船的最大速度增大到原来的2倍，发动机的输出功率要增大到原来的：
A ．2倍；
B ．4倍；
C ．6倍；
D ．8倍.
解析：飞机、轮船达到最大速度时牵引力F 与阻力f 相等，即F=f,而f=KV 2
,所以发动机的输出功率P=FV=KV 3
，要把飞机、轮船的最大速度增大到原来的2倍，发动机的输出功率要增大到原来的8倍.
【例题3】汽车发动机的额定功率为P =60KW ，汽车质量m =5.0×103
kg ，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重0.1倍，试问：
①汽车保持额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少？
②汽车从静止开始，保持以a =0.5m/s 2
的加速度作匀加速直线运动，这一过程维持多长时间？
解析：①当汽车达到最大速度时，a=0，此时F=f=μmg，而P=Fv m，
所以v m=P/μmg=12m/s.
②匀加速运动的加速度a=（F-μmg）/m，设保持匀加速时间为t0，匀加速能达到的最大速度为v0，则此时v0=at0，P=Fv0，解得t0=16s.
【达标训练】
1．飞机在飞行时受到的空气阻力与速率的平方成正比。

若飞机以速率V匀速飞行时，发动机的功率为P，则当飞机以速率nV匀速飞行时，发动机的功率为：（）Ａ．np Ｂ．2npＣ．n2pＤ．n3p。

2．质量为0.5kg的物体，从高处自由落下，物体在下落头2s内，重力对物体做功是J，第３s内重力对物体做功的平均功率是 W；第4s初的即时功率是w。

（空气阻力不计）
3．质量为105kg的机车，以18km/h的初速度，以恒定的功率运行，经4min前进了1.8km，这时机车达到最大速度72km/h，设机车在运行过程中所受的阻力大小不变。

则机车的功率为 W，所受阻力大小为 N。

4．一辆汽车在恒定的功率牵引下，在平直的公路上由静止出发，在t=4min的时间内行驶了S=1800m，则在t=4min末汽车的速度（）A．等于7.5m/s；B．大于7.5m/s；
C．等于15m/s；D．小于15m/s。

5．汽车由静止起动即以加速度a作匀加速运动，则汽车达到额定功率时，汽车的速度：（）A．同时达到最大值；
B．还没有达到最大值；
C．在没有达到额定功率前达到最大值；
D．此后保持不变。

参考答案
1．D
2．100，125，150
3．1.25×102W，6.25×103N
4．BD. 5。

B
【学后反思】。