四川省广安市岳池县第一中学高中物理《4.2 功率》学案教科版必修2

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四川省广安市岳池县第一中学高中物理44 动能定理学案1 教科版必修2

动能定理5 动能学案学习目标.理解动能的概念，掌握其表达式1.. 能用牛顿第二定律与运动学公式导出动能定理，理解动能定理的物理意义2.. 3.能应用动能定理解决简单的问题学习重点.1.理解动能的概念，掌握其表达式.2.能用牛顿第二定律与运动学公式导出动能定理，理解动能定理的物理意义.3.能应用动能定理解决简单的问题学习难点.理解动能的概念，掌握其表达式1.. 动能定理，理解动能定理的物理意义2.能用牛顿第二定律与运动学公式导出. 3.能应用动能定理解决简单的问题课前预习使用说明与学法指导高一物理必修二第四章第四节，掌握动能的概念及其表达式知识准备动能的相关知识，知道动能的大小与哪些因素有关。

教材助读仔细阅读教材知道动能的定义，动能的表达式预习自测的关系式1.物体做匀加速直线运动，初速度为v0，加速度为a，则末速度vt与位移x .为物体所受合外力与物体加速度的关系为F＝ 2.3.动能：物体由于运动而具有的能量叫动能，其表达式为Ek＝，动能是标量，它的单位与的单位相同，在国际单位制中是 .4.动能定理：合外力所做的功等于物体，即W＝课内探究情景导入汹涌的波涛能冲决堤坝，说明运动的物体具有能量学始于疑1.动能的概念是什么？2.动能的表达式是什么？3.什么是动能定理？质疑探究一、动能[问题设计]1.如图1所示，物体m由A运动到B，重力做的功是多少？1试推导出v.F的作用下向前运动了一段距离，速度由v增加到2.如图2所示，物体在恒力21. 对物体做功的表达式力F对比重力做功与F做功的表达式，你得到什么启示？3.][要点提炼121.mvE＝动能的表达式：k22.对动能的理解(1)动能的瞬时性：物体动能的大小与物体瞬时速度的大小相对应，是一个状态量.(2)动能的标矢性：动能是标量，只有大小没有方向，且总大于(v≠0时)或等于零(v＝0时)，不可能小于零(无负值).运算过程中无需考虑速度方向.(3)动能的相对性：对于不同的参考系，物体的速度不同，则物体的动能也不同.没有特别指明时，都是以地面为参考系.1122Emvmv－＝. Δ3.动能的变化量为末状态的动能与初状态的动能之差，即1k222动能的变化量是过程量，ΔEk>0，表示物体的动能增大；ΔEk<0，表示物体的动能减小.[延伸思考]质量为m的物体做匀减速直线运动，某时刻速度为v1，经过一段时间后速度变为－v1，如图3所示.请思考并讨论以下问题：(1)写出物体在A、B点时的动能.(2)比较(1)中的两个结果，思考这两个结果说明了什么问题？二、合外力做功和物体动能的变化[问题设计]1.如图4所示，物体在推力F及摩擦力f作用下，经过一段位移，速度由v增加到v，则21此过程中，外力做功与动能间存在什么关系？2.某物体受到几个外力的共同作用，外力做的总功与动能之间的关系与上述结论相同吗？[要点提炼]动能定理WEEE. －1.表达式：＝Δ＝kk2k1.1122EmvEmv表示这个过程的初动能.W其中表示这个过程＝表示一个过程的末动能，＝12k2k122中合外力做的功.2.关于动能定理的几点说明(1)W的含义：包含重力在内的所有外力所做功的 .2体体动能变化的原因.如果合外力对物与Δ(2)WEk的关系：合外力做功是引起物，物体的动能增加；如果合外力对物体做，物体的动能减少；做如果合外力对物体不做功，物体的动能 .[延伸思考]动能定理是在物体受恒力作用，并且做直线运动的情况下推导出来的，对于物体受变力作用、做曲线运动的情况，动能定理是否成立？三、动能定理的简单应用1.应用动能定理解题的一般步骤(1)选取研究对象(通常是单个物体)，明确它的运动过程.(2)对研究对象进行受力分析，明确各力做功的情况，求出外力做功的代数和.(3)明确物体在初、末状态的动能Ek1、Ek2.(4)列出动能定理的方程W＝Ek2－Ek1，结合其他必要的解题方程，求解并验算.2.应用动能定理解题的优点动能定理对应的是一个过程，只涉及到物体初、末状态的动能和整个过程合力做的功，无需关心中间运动过程的细节，而且功和能都是标量，无方向性，计算方便，因此当题目中不涉及a和t，而涉及F、x、m、v、W、Ek等物理量时，优先考虑使用动能定理.知识网络当堂检测) ( 】【例1 关于动能的理解，下列说法正确的是凡是运动的物体都具有动能 A.重力势能可以为负值，动能也可以为负值 B.度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化C.一定质量的物体，动能变化时，速D.动能不变的物体，一定处于平衡状态.m＝5.0×10 kg 【例2】一架喷气式飞机，质量2，在此3当位移达，起飞过程中从静止开始运动过程中飞机受到的平均阻力是飞60 m/s时，速度达到起飞速度v＝到x＝5.3×10 m2) 取10m/s.(g机重量的0.02倍.求飞机受到的平均牵引力它与桌面之间的动摩擦因数为μ，的物体静止在水平桌面上，物体在水m3【例】质量为平力F 作用下开始运动，发生位移x1时撤去力F，问物体还能运动多远？课后反思：3P）课后练习▲练习与评价（课本P）▲发展空间（课本55:▲补充练习) ( 1．下列关于运动物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系，正确的是．如果物体所受的合外力为零，那么合外力对物体做的功一定为零A ．如果合外力对物体做的功为零，则合外力一定为零B ．物体在合外力作用下做匀变速直线运动，则动能在一段过程中变化量一定不为零C ．物体的动能不发生变化，物体所受合外力一定是零D)( ．关于动能定理，下列说法中正确的是2．在某过程中，外力做的总功等于各个力单独做功的绝对值之和A B．只要有力对物体做功，物体的动能就一定改变 C．动能定理只适用于直线运动，不适用于曲线运动 D．动能定理既适用于恒力做功的情况，又适用于变力做功的情况平面上向左滑行，从某时刻起对物体施加．一物体质量为2 kg，以4 m/s的速度在光滑水3，在一水平向右的力，经过一段时间后，滑块的速度方向变为水平向右，大小为4 m/s) ( 这段时间内，水平力做功为32 J．．16 J DA．0B．8 JCBAAB置于粗糙水平面上，开始时都处于静止4．物体质量相等，和置于光滑的水平面上，F)( 状态，在相同的水平力作用下移动相同的位移，则BFBAFA对的动能较大做功较多，做功较多，的动能较大 BA．力．力对BAAFB和对做功相同，和的动能相同C．力ABFA做功相同，但对的动能较大和D．力vhm，人对物5．一个人站在高出地面的物体，物体落地时的速率为处，抛出一个质量为)( ) 体所做的功等于(空气阻力不计12mvmgh A． B ．21122mvmghmvmgh D． C＋．－22lh＝10 m，人和车的总质量为100 kg＝200 m，坡高，人蹬车的6．人骑自行车上坡，坡长Fg(，10 m/s，到坡顶时车的速度为4 m/s牵引力为＝100 N，若在坡底时车的速度为2 )求：取10 m/s 上坡过程中人克服摩擦力做多少功；(1) 的初速度冲上坡，能在坡上行驶多远．人若不蹬车，以(2)10 m/s4。

四川省广安市岳池县第一中学高中物理《4.3 动能和势能》学案1 教科版必修2

学案4 势能学习目标1.认识重力做功与路径无关的特点.理解重力势能的概念.2.理解重力做功与重力势能变化的关系.3.知道重力势能具有相对性，知道重力势能是物体和地球系统所共有的.4.理解弹性势能的概念.学习重点1.认识重力做功与路径无关的特点.理解重力势能的概念.2.理解重力做功与重力势能变化的关系.3.知道重力势能具有相对性，知道重力势能是物体和地球系统所共有的.学习难点1.认识重力做功与路径无关的特点.理解重力势能的概念.2.理解重力做功与重力势能变化的关系.课前预习使用说明与学法指导高一物理必修二第四章第三节知识准备重力势能的概念，势能的概念教材助读阅读教材第四章第三节，了解势能的概念预习自测1.物体受到力的作用，并且在力的方向上发生了一段位移，则力对物体做了功，功的计算公式为W＝___________.2.当0°≤α<90°时，力对物体做___________功.当α＝90°时，力对物体___________功.当90°<α≤180°时，力对物体做___________功.3.重力势能(1)定义：物体由于___________而具有的能量叫做重力势能.(2)公式：物体的重力势能等于物体受到的___________和它的___________的乘积，即Ep＝___________.4.重力做功的特点重力对物体做的功跟路径无关，仅由物体的质量和始、末两个位置的高度决定.5.弹性势能物体由于发生__________而具有的能量叫做弹性势能.物体的________越大，弹性势能越大. 重力势能和弹性势能都不是_________所有，而是_________ 所有.预习自测题课内探究情景导入初中我们已经学过重力势能，那么重力做功有什么特征呢？学始于疑1.什么是重力势能？2.重力做功有什么特点？3.势能有哪些分类？质疑探究一、重力势能[问题设计]如图1所示，一个质量为m的物体，从高度为h1的位置分别按下列三种方式运动到高度为h2的位置，在这个过程中思考并讨论以下问题：(1)根据功的公式求出甲、乙两种情况下重力做的功.(2)求出丙中重力做的功.(3)重力做功有什么特点？2.重力对物体做功，物体的重力势能会发生变化吗？怎样变化？[要点提炼]1.重力做功：WG＝_________＝mg(h1－h2),重力对物体做的功跟_________无关,仅由物体的和始、末两个位置的_________决定.2.重力势能Ep＝_________，它是_________量.3.重力做功与重力势能改变的关系：WG＝_________ .(1)当物体从高处向低处运动时，重力做正功，重力势能减少，也就是WG>0，Ep1>Ep2.这时，重力势能的减少量等于重力所做的功.(2)当物体从低处向高处运动时，重力做负功，重力势能增加，也就是WG<0，Ep1<Ep2.这时，重力势能的增加量等于物体克服重力所做的功.二、重力势能的相对性和系统性[问题设计]如图2所示，桌面距地面高为H，一物体质量为m，放在距桌面h高处，思考并讨论以下问题：图2(1)若以桌面为零势能参考平面，物体具有的重力势能是多少？以地面为零势能参考平面，其值又是多少？(2)以桌面为参考平面，计算物体落到地面时具有的重力势能.(3)选取不同的零势能参考平面，物体具有的重力势能不同.这说明了什么？如何选择零势能参考平面呢？[要点提炼]1.重力势能的相对性(1)重力势能具有_________性，即Ep与选取的参考平面(零势能面)_________.因此，在计算重力势能时，必须首先选取参考平面.(2)重力势能的变化是_________的，它与参考平面的选取_________ .2.重力势能正、负的意义重力势能的正负表示重力势能的大小，Ep>0表明物体位于参考平面_________方；Ep＝0表明物体位于参考平面上；Ep<0表明物体位于参考平面_________方.正的重力势能总负的重力势能.例如：相对于同一参考平面，E p1＝50 J，Ep2＝－50 J，则Ep1>Ep2，这与功的正负意义是不同的.3.重力势能是属于_________的，如果没有地球，就没有重力，也就谈不上重力势能了，所以，重力势能是地球与物体所组成的这个_________所共有的，而不是地球上的物体单独具有的.三、弹性势能[问题设计]物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能.如图3所示，弹簧左端固定，右端连一物体，O点为弹簧的原长处.图3当物体由O点向右移动的过程中，弹簧的弹力做什么功？弹性势能怎样变化？当物体由A′向O移动的过程中，弹力做功和弹性势能变化情况又会怎样呢？(2)分析物体由O向A移动和由A向O移动过程弹力做功与弹性势能变化的关系，并与(1)的结果对比得出什么结论？[要点提炼]1.物体由于发生_________而具有的能量叫做弹性势能.2.发生形变的物体_________具有弹性势能，只有发生_________的物体才具有弹性势能.3.弹性势能是弹力装置和受弹力作用的物体组成的系统所共有的.4.弹力做功引起弹性势能的变化.弹力做正功，弹性势能减少，弹力做负功，弹性势能增加. 知识网络当堂检测【例1】如图4所示，质量为m 的小球从高为h 处的斜面上的A 点滚下，经过水平面BC 后再滚上另一斜面，当它到达的D 点时速度为0，在这个过程中，重力做的功为( )A.mgh 4B.3mgh 4C.mghD.0【例2】如图5所示的两个轨道均光滑，它们的高度相同，均为h ，使质量均为m 的两个物体分别沿两个轨道由静止开始从顶端运动到底端.求：(1)两个物体在运动过程中，重力势能的变化及重力对物体所做的功.(2)若甲图是光滑的轨道，乙图是粗糙的轨道，则重力势能的变化量和重力所做的功如何变化？图5针对训练如图6所示，一条铁链长为2 m ，质量为10 kg ，放在水平地面上，拿住一端提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬间，铁链克服重力做功为多少？铁链的重力势能变化了多少？【例3】质量为20 kg 的薄铁板平放在二楼的地面上，二楼地面与楼外地面的高度差为5 m.这块薄铁板相对二楼地面的重力势能为_________J ，相对楼外地面的重力势能为_________J ；将薄铁板提高1 m ，若以楼外地面为参考平面，则薄铁板的重力势能变化了_________ J.(g 取10 m/s2)【例4】如图7所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F 的作用下物体处于静止状态，当撤去F 后，物体将向右运动.在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是 ( )A.弹簧的弹性势能逐渐减小B.弹簧的弹性势能逐渐增大C.弹簧的弹性势能先增大后减小D.弹簧的弹性势能先减小后增大图7课后反思课后练习 ▲练习与评价（课本P5） ▲发展空间（课本P5）。

2022高一物理学案 4.2 功率 1（教科版必修2）

在国际制单位中，功率的单位是，简称，符号是。

2、由功率的定义公式P=W/t ，结合W= ，可以导出P= ，在F 和v 同向时公式变为P= 。

.3、从P=Fv 可以看出，在P 一定时，F 和v 成比，对汽车等机械而言，在P 一定时，要获得较大的牵引力，就要。

【重难点阐释】 1、功率⑴功率的定义式：t WP =，所求出的功率是时间t 内的平均功率。

⑵功率的计算式：P =Fv cos θ，其中θ是力与速度间的夹角。

该公式有两种用法：①求某一时刻的瞬时功率。

这时F 是该时刻的作用力大小，v 取瞬时值，对应的P 为F 在该时刻的瞬时功率； ②当v 为某段位移（时间）内的平均速度时，则要求这段位移（时间）内F 必须为恒力，对应的P 为F 在该段时间内的平均功率。

2、汽车的两种加速问题。

当汽车从静止开始沿水平面加速运动时，有两种不同的加速过程，但分析时采用的基本公式都是P =Fv 和F-f = ma①恒定功率的加速。

由公式P =Fv 和F-f=ma 知，由于P 恒定，随着v 的增大，F 必将减小，a 也必将减小，汽车做加速度不断减小的加速运动，直到F =f ，a =0，这时v 达到最大值f PF P v mm m ==。

可见恒定功率的加速一定不是匀加速。

这种加速过程发动机做的功只能用W =Pt 计算，不能用W =Fs 计算（因为F 为变力）。

②恒定牵引力的加速。

由公式P =Fv 和F -f =ma 知，由于F 恒定，所以a 恒定，汽车做匀加速运动，而随着v 的增大，P 也将不断增大，直到P 达到额定功率P m ，功率不能再增大了。

这时匀加速运动结束，其最大速度为m m m mv f PF P v =<='，此后汽车要想继续加速就只能做恒定功率的变加速运动了。

物理高一教科版必修2学案第4章2功率

2 功率（1）物理意义：功率是表示做功快慢的物理量．（2）定义：功W 跟完成这些功所用时间的比值叫做功率．（3）功率有平均功率和瞬时功率之分，用公式P ＝W t计算的一般是一段时间内的平均功率．2．额定功率和实际功率（1）额定功率：指电动机、内燃机等动力机械在正常条件下可以长时间工作的最大功率．（2）实际功率：指电动机、内燃机等动力机械工作时实际消耗的功率．实际功率往往小于额定功率，但在特殊情况下，可以使实际功率在短时间内大于额定功率．3．功率与速度（1）一个力对物体做功的功率，等于这个力与受力物体运动速度的乘积．用公式表示P ＝Fv .（2）P ＝Fv 的理解①若v 是平均速度，则P ＝Fv 计算的是一段时间内的平均功率；②若v 是瞬时速度，则P ＝Fv 计算的是某一时刻的瞬时功率．（3）从P ＝Fv 可以看出，当发动机的功率一定时，牵引力F 与速度v 成反比，要增大牵引力，就要减小速度．所以汽车上坡时，司机要换低挡减小速度，得到较大的牵引力；在平直公路上，汽车受到的阻力较小，这时可以使用高挡，在发动机功率相同的情况下使汽车获得较大的速度．一、对平均功率与瞬时功率及P ＝Fv 的理解1．在建筑工地上分别采用以下三种方式，把1 t 货物从地面运到三楼：方式一：搬运工分批搬运，需要时间3 h ；方式二：用一台起重机提升，需要时间1 min ；方式三：用另一台起重机提升，需要时间30 s.上述三种情况下，把货物由地面运到三楼时，试分析以下问题：（1）三种方式，对货物所做的功是否相同？（2）三种方式中做功的快慢是否相同？答案：对货物所做的功相同，但所用时间不同，说明做功的快慢不同．2．不同的机器或物体做功有快有慢，如何来衡量做功的快慢呢？请同学们思考并提出解决方案．答案：（1）选择相同时间，比较做功多少，做功多的，做功就快；（2）选择做相同的功，比较做功的时间长短，时间长的，做功就慢．3．功率的定义方式与速度的定义方式是否相同？试加以说明．答案：相同．我们用位移和时间的比值定义了速度，用的是比值定义法．我们也可以用物体所做的功与所用时间的比值定义一个物理量——功率，来描述做功的快慢．质量为2 kg 的物体，受到24 N 竖直向上的拉力，由静止开始运动5 s ，求5 s 内拉力对物体所做的功是多少？5 s 内拉力的平均功率及5 s 末拉力的瞬时功率各是多少？（g 取10 m/s 2）答案：600 J 120 W 240 W解析：物体受力情况如图所示，F 为拉力，mg 为重力．由牛顿第二定律，得2==2m/s F -mg a m.5 s 内物体的位移x 为2==25m 2at x ，方向竖直向上；5 s 末物体速度为v =at =10 m/s ，方向竖直向上；所以，5 s 内拉力F 对物体所做的功为W =Fx =24×25 J=600 J ．5 s 内拉力的平均功率为===1202v p Fv F W ．5 s 末拉力的瞬时功率为P =Fv =24×10 W =240 W .1．平均功率与瞬时功率的比较2．P ＝Fv 的理解（1）公式P ＝Fv 中的力F 与速度v 应共线，若v 为瞬时速度，则用此式计算出的功率为瞬时功率；v 为平均速度，则计算的是该段时间内的平均功率．（2）用此式计算功率时要明确是哪个力的功率，还是物体所受合力的功率，汽车的功率是指汽车牵引力的功率，起重机吊起货物的功率就是钢丝拉力的功率．（3）若求瞬时功率，需明确是哪一时刻或哪一位置的瞬时功率，再确定该时刻或该位置的速度，应用公式P ＝F ·v 来计算．如果F 、v 不同向，则投影到相同方向再计算．3．功率与机械效率（1）功率是单位时间内物体做功的多少，反映物体做功的快慢程度；（2）机械效率是有用功与总功的比值，反映机械对总功利用率的高低；（3）区别：尽管功率和机械效率分别表示了机械的不同性能，但它们之间没有必然的联系．功率大的机械做功快，但机械效率不一定高，反之，机械效率高的机械不一定做功快．二、机车的两种启动方式1．当我们用水平力F 推动课本，让课本在水平桌面上以速度v 做匀速直线运动时，力F 对课本做功的功率是多少呢？你能得到什么结论呢？答案：因为力的方向与课本位移的方向相同，所以F 做功为W ＝Fx .由功率的公式P ＝W t得P ＝Fx t .而x t＝v ，所以推力对课本做功的功率为P ＝Fv . 结论：一个力对物体做功的功率等于这个力与受力物体在该力方向上运动速度的乘积，即P ＝Fv .2．试分析：P ＝Fv 这个公式的意义是什么？式中的功率表示的是平均功率还是瞬时功率？答案：（1）P ＝Fv ，即力的功率等于力F 和物体运动速度v 的乘积，适用于力与速度同方向的情况；若力与速度不共线，可以分解力，也可以分解速度．（2）公式P ＝Fv 中，若v 表示在时间t 内的平均速度，则P 表示力F 在这段时间t 内的平均功率；若v 表示某一时刻的瞬时速度，则P 表示该时刻的瞬时功率．3．公式P ＝Fv 中的三个物理量有怎样的制约关系？路面上沿直线行驶时，阻力是车重的0.1倍，g 取10 m/s 2.试求：（1）汽车保持额定功率的大小从静止启动后能达到的最大速度是多少？（2）若汽车从静止开始且保持以a ＝0.5 m/s 2的加速度做匀加速运动，这一过程能维持多长时间？答案：（1）12 m/s （2）16 s解析：（1）设汽车以额定功率启动达到最大速度v max 时牵引力为F ，此时汽车的加速度a ＝0.根据牛顿第二定律和功率的表达式F －f ＝ma ＝0，fmg ，P ＝Fv max ，联立解得v max ＝12 m/s.（2）设汽车从静止开始做匀加速运动终止时的速度为v ，这一过程所用的时间为t ，由于速度为v 时汽车的实际功率F ′v 等于汽车的额定功率．根据匀变速运动公式和牛顿第二定律得F ′－f ＝ma ，v ＝at ，F ′v ＝P ，联立解得t ＝16 s.1．以恒定的功率启动机车以恒定的功率启动后，运动过程中所受阻力F ′不变，由于牵引力F ＝P v，随v 增大，F 减小．根据牛顿第二定律a ＝F －F ′m ＝P mv －F ′m，当速度v 增大时，加速度a 减小，其运动情况是做加速度减小的加速运动．直至F ＝F ′时，a 减小至零，此后速度不再增大，速度达到最大值而做匀速运动，做匀速直线运动的速度是v m ＝P F ′，下面是这个动态过程的简单方框图．这一过程的vt 关系如图所示．2．车以恒定的加速度a 启动由a ＝F －F ′m知，当加速度a 不变时，发动机牵引力F 恒定，再由P ＝F ·v 知，F 一定，发动机实际输出功率P 随v 的增大而增大，但当P 增大到额定功率以后不再增大，P 额＝Fv 0，此后，发动机保持额定功率不变，v 继续增大，牵引力F 减小，直至F ＝F ′时，a ＝0，车速达到最大值v m ＝P 额F ′，此后匀速运动．下面是这个动态过程的方框图．这一过程的vt 关系如图所示．1．关于功率，下列各种说法中正确的是（）．A ．功率大，说明物体做功多B ．功率小，说明物体做功慢C ．由P ＝W /t 可知，机械做功越多，它的功率越大D ．单位时间内机械做功越多，它的功率越大答案：BD2．质量为m 的物体沿倾角为α的固定斜面滑到底端时的速度大小为v ，此时重力的瞬时功率为（）．A ．mgvB ．mgv sin αC ．mgv cos αD ．mgv tan α答案：B3．设飞机飞行中所受阻力与速度的平方成正比，如果飞机以速度v 匀速飞行时，其发动机功率为P ，则飞机以2v 匀速飞行时，其发动机的功率为（）．A ．2PB ．4PC ．8PD ．无法确定答案：C解析：飞机匀速飞行时，F ＝f ＝kv 2，故P ＝Fv ＝kv 3，以2v 匀速飞行时，P ′＝F ′v ′＝8kv 3，故P ′＝8P ，C 正确．4．如图所示，某中学科技小组制作了利用太阳能驱动小车的装置．当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进．小车在平直的公路上由静止开始匀加速行驶，经过时间t ，速度为v 时功率达到额定功率，并保持不变；小车又继续前进了s 距离，达到最大速度v max .设小车的质量为m ，运动过程所受阻力恒为f ，则小车的额定功率为（）．A ．fv maxB ．fvC ．fs /tD ．（f ＋mv /t ）v max答案：A解析：达到最大速度时，F 牵＝f ，则P ＝F 牵v max ＝fv max .5．一台抽水机每秒能把30 kg 的水抽到10 m 高的水塔上，如果不计额外功的损失，这台抽水机的输出功率是多大？如果保持这一输出功率，半小时内能做多少功？（g 取10 m/s 2）答案：3 000 W 5.4×106 J解析：在时间t 1＝1 s 内，水克服重力做的功为W 1＝mgh ＝3 000 J ，由P ＝W t 知，抽水机的输出功率P ＝3 000 W ．保持3 000 W 大小不变，半小时内做的功为W 2＝Pt 2＝5.4×106 J.。

四川省广安市岳池县第一中学高中物理46 能源的开发与利用学案教科版必修2

学案11 能源的开发与利用学习目标1.了解各种不同形式的能，知道能量守恒定律确立的两类重要事实.2.能够叙述能量守恒定律的内容，会用能量守恒的观点分析、解释一些实际问题.3.了解能源的开发和利用，知道能源短缺和环境恶化问题，增强节约能源和环境保护意识.学习重点1.了解各种不同形式的能，知道能量守恒定律确立的两类重要事实.2.能够叙述能量守恒定律的内容，会用能量守恒的观点分析、解释一些实际问题.3.了解能源的开发和利用，知道能源短缺和环境恶化问题，增强节约能源和环境保护意识.学习难点1.了解各种不同形式的能，知道能量守恒定律确立的两类重要事实.2.能够叙述能量守恒定律的内容，会用能量守恒的观点分析、解释一些实际问题.3.了解能源的开发和利用，知道能源短缺和环境恶化问题，增强节约能源和环境保护意识.课前预习使用说明与学法指导高一物理必修二第四章第六节知识准备1.知道能量具有哪些形式2.机械能守恒定律教材助读预习自测1.物体从高处下落时，减少，增加，重力势能转化为动能.物体沿水平方向被弹簧弹开的过程中，减少，增加，弹性势能转化为动能.在只有重力或弹力做功的情况下，动能和势能相互转化，总的机械能.3.能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，其总量.4.能源：所谓能源是指能够提供某种形式能量的.5.化石燃料：由于煤、石油和天然气都是几亿年以前的生物遗体形成的，所以人们也称它们为化石燃料.由于这些能源不能再生，也不可能重复使用，所以又称为.预习自测题课内探究情景导入能源与人类的关系十分密切，大量化石能源的使用引起的恶劣的环境问题，我们必须开发新能源，对现有能源合理利用。

学始于疑1.能源的利用经历了哪些时期？2.什么事能量守恒定律？质疑探究一、能量守恒定律[问题设计]在验证机械能守恒定律的实验中，重物带着纸带下落时，计算结果发现，减少的重力势能的值大于增加的动能的值，即机械能的总量在减少.原因就是存在纸带和打点计时器之间的摩擦力和空气的阻力等.是不是考虑了各种摩擦和阻力后这部分能量就消失了呢？12.请说明下列现象中能量是如何转化的？(1)植物进行光合作用.(2)放在火炉旁的冰融化变热.(3)电流通过灯泡，灯泡发光.[要点提炼]1.能量守恒定律的理解某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定.某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定.能量守恒定律的表达式(1)E初＝E终.(2)ΔE增＝ΔE减，即系统内增加的能量等于减少的能量.(3)ΔEA增＝ΔEB减，即系统内一部分物体能量的增加等于另一部分物体能量的减少.二、能源的利用和新能源的开发1.人类对能源的利用大致经历了三个时期，即时期、时期、时期.自工业革命以来，煤和石油成为人类的主要能源.2.能源利用方式的改进极大地提高了劳动生产率，给人类的生活带来了极大的改善，的利用和的诞生引起了产业革命.但能源的大量使用引起了环境问题. 3.能源开发(1)正在开发的新能源有太阳能、地热能、风能、水能、核能等.(2)节约能源的办法有：采用高效锅炉，节约燃料；采用高温高压蒸汽轮机，提高热机效率；充分利用废气余热，提高燃料利用率；从能源直接得到电能，提高发电效率等等.(3)在合理开发和节约使用煤、石油、天然气等常规能源的同时，要大力开发核聚变能、太阳能、风能、地热能、海洋能等新能源.三、功能关系的理解1.功和能的关系可以从以下两个方面来理解：(1)不同形式的能量之间的转化通过做功来实现，即做功的过程就是能量的过程；(2)做了多少功就有多少能量从一种形式转化为另一种形式，即能量转化的多少可用来量度.2.常用的几种功能关系知识网络能量守恒定律的表达式E初＝E终或：ΔE增＝ΔE减或：ΔEA增＝ΔEB减.二、能源的利用和新能源的开发能源是指能够提供某种形式能量的物质资源.能源与人类生活密切相关，节约能源，恰当地利用能源，以及开发新能源是人类解决能源问题的基本途径.三、功能关系的理解1．功是能量转化的量度. 2．四对常用功能关系.【例1】下列说法正确的是()2A.随着科技的发展，永动机是可以制成的但照射到宇宙空间的能量都消B.太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，失了C.“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律，因而是不可能的手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能有种“全自动” D. 量是可以凭空产生的)关于能源的开发和节约，你认为以下观点错误的是(【例2】A.能源是有限的，无节制地利用常规能源，如石油之类，是一种盲目的短期行为B.根据能量守恒定律，担心能源枯竭实在是一种杞人忧天的表现能源的开发利用，必须要同时考虑对环境的影响C.和平利用核能是目前开发新能源的一项有效途径D.的长木块以一定的初速度向右匀M所示，在光滑的水平面上，有一质量为【例3】如图1的小铁块无初速度地轻放到长木块右端，小铁块与长木块间的动摩擦m速运动，将质量为此时长木块对L时与长木块保持相对静止，μ因数为，当小铁块在长木块上相对长木块滑动，求这个过程中地的位移为l系统产生的热量；小铁块增加的动能；长木块减少的动能；. 系统机械能的减少量:当堂检测由静止轻放在传送带上，v匀速转动，一质量为m的小木块A水平传送带(足够长)以速度所示，在小木块与传送带相对静止时，转化2若小木块与传送带间的动摩擦因数为μ，如图) (为内能的能量为11mv2D. mv2 C. A.mv2 B.2mv2 24课后反思▲发展空间（课本P5）▲练习与评价（课本P5）课后练习:▲补充练习设水对他的阻力大小恒m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，1．质量为) 为当地的重力加速度的过程中，下列说法正确的是F，那么在他减速下降高度为h(g为B．他的重力势能减少了mgh Fh A．他的动能减少了C．他的机械能减少了(F－mg)h D．他的机械能减少了Fh32．一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出．对于这一过程，下列说法正确的是()A．子弹减少的机械能等于木块增加的机械能B．子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统产生的热量C．子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和D．子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和3．将质量为m的小球在距地面高度为h处抛出．抛出时的速度大小为v0，小球落到地面时的速度大小为2v0.若小球受到的空气阻力不能忽略，则对于小球下落的整个过程中，下列说法正确的是()A．小球克服空气阻力做的功小于mgh B．重力对小球做的功等于mghC．合外力对小球做的功小于mv20 D．合外力对小球做的功等于mv204．一质量分布均匀的不可伸长的绳索重为G，A、B两端固定在水平天花板上，如图2所示，今在绳索的最低点C处施加一竖直向下的力将绳索绷直，在此过程中，绳索AB的重心位置将()A．逐渐升高B．逐渐降低C．先降低后升高D．始终不变5．如图3所示，物体沿一曲面从A点无初速度滑下，滑至曲面的最低点B时，下滑高度为5 m，若物体的质量为1 kg，到B点时的速度为6 m/s，则在下滑过程中，通过摩擦产生的热量为多少？(g取10 m/s2)，4.5 ms＝所示，皮带的速度是3 m/s(皮带不打滑)，两圆心距离46．如图，电0.15＝1 kg的物体轻放在左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数μ＝现将m 动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮正上方时，求：Ek；(1)小物体获得的动能Q(2)这一过程摩擦产生的热量；10 m/s2)＝这一过程电动机消耗的能量(3)E.(g4。

教科版高中物理必修第二册4-2功率课时学案含答案

2.功率课标要求1.知道功率的物理意义、定义、单位．2．理解输出功率与力、速度之间的关系式P＝F v的物理意义，并会利用功率的两个公式来解释有关现象和进行相关计算．3．理解平均功率、瞬时功率的概念，了解平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率的区别与联系．思维导图必备知识·自主学习——突出基础性素养夯基一、功率的理解1．定义：力对物体所做的功W与做功________的比．.2．定义式：P＝Wt3．单位：在国际单位制中，功率的单位是________，简称________，用________表示.1 W＝1 J/s.4．标矢性：功率是________．5．物理意义：表示物体做功________的物理量．6．额定功率与实际功率(1)额定功率：动力机械可以________的最大输出功率．(2)实际功率：动力机械________时的输出功率．(3)关系：实际功率往往________额定功率，但也可以在很短时间内________额定功率．[举例]在建筑工地上分别采用以下三种方式，把1 t货物从地面运到三楼：方式一，搬运工分批搬运，需要时间3 h；方式二，用一台起重机提升，需要时间1 min; 方式三，用另一台起重机提升，需要时间30 s．三种方式对货物所做的功相同．三种方式所用时间不同，做功快慢不同，方式一最慢，功率最小，方式三最快，功率最大．二、输出功率、作用力和速度之间的关系1．功率与力和速度的关系式：P＝______(F与v方向相同)．2．推导：功率的定义式P＝W，功的计算式：W＝Fx，位移x＝v t，联立解得P＝F v.t3．应用：由功率与速度的关系式知，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的功率P一定时，牵引力F与速度v成________，要增大牵引力，就要________速度．4．平均功率和瞬时功率(1)平均功率：时间t内功率的平均值，计算公式：P̅＝W和P̅＝F v̅.t(2)瞬时功率：某一时刻功率的瞬时值，能精确地描述做功的快慢，计算公式：P＝F v，其中v为瞬时速度；当F与v夹角为α时，P＝F v cos α.[导学]P＝W为功率的定义式，一般用于求平均功率，当时间t→0时，可求瞬时功率(高中阶段t很少使用)；P＝Fv为功率的计算式，当v为瞬时速度时，P为瞬时功率，当v为平均速度时，P为平均功率．关键能力·合作探究——突出综合性素养形成和P＝F v的理解探究点一对公式P＝Wt导学探究如图所示，某部队正用吊车将一台坦克车从码头上吊起装上舰船．(1)将质量为m的坦克车以速度v匀速吊起，坦克车在t时间内匀速上升h高度．怎样计算这一过程中吊车的平均功率？其瞬时功率是多少？(2)若坦克车在相同的时间t内，从静止开始以加速度α匀加速上升高度h时，该过程中吊车的平均功率是多少？其瞬时功率是多少？归纳总结1.公式P＝W和P＝F v的比较t典例示范例1 如图甲所示，为小朋友进行的滑雪游戏，滑雪车和小朋友的总质量为m＝80 kg，其运动可以简化为如图乙所示的模型，滑雪车在倾角θ＝37°的斜面上由静止开始下滑，滑雪车与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，已知：sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2，求：(1)前2 s内重力的平均功率；(2)2 s末重力的瞬时功率．素养训练1下列关于功率的说法中正确的是()A.根据P＝W可知，力做功越多，其功率越大tB．根据P＝F v可知，汽车的牵引力一定与速率成反比C.由P＝W可知，只要知道时间t内力所做的功，就可以求得这段时间内任一时刻的功t率D．由P＝F v可知，当发动机的功率一定时，交通工具的牵引力与运动速率成反比素养训练2(多选)质量为3 kg的物体，从高45 m处自由落下(g取10 m/s2)，那么在下落的过程中()A．前2 s内重力做功的功率为300 WB．前2 s内重力做功的功率为675 WC．第2 s末重力做功的功率为600 WD．第2 s末重力做功的功率为900 W【思维方法】计算功率应该注意的问题(1)首先应该明确所求的功率是平均功率还是瞬时功率，计算平均功率与瞬时功率选择的公式不同．(2)求平均功率时，应明确是哪一段时间内的平均功率；求瞬时功率时，应明确是哪一时刻的瞬时功率．(3)应该明确是哪一个力对物体做功的功率，是动力还是阻力，是恒力还是变力等．不同情况应选择不同的公式．探究点二机车的启动问题归纳总结1.两种启动方式的对比机车启动通常有两种方式，即以恒定功率启动和以恒定加速度启动．分析的理论依据是机车功率P＝F v，水平方向上应用牛顿第二定律，牵引力F与阻力f有F－f＝ma，应用这两个公式对运动过程进行分析．以恒定功率启动以恒定加速度启动2.几个重要的关系式(1)无论哪种运行过程，机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度，即v max＝PF min ＝Pf(式中F min为最小牵引力，其值等于阻力f)．(2)机车以恒定加速度启动的运动过程中，匀加速过程结束时，功率最大，速度不是最大，即v ＝P F＜v max ＝Pf.(3)机车以恒定功率运行时，牵引力做的功W ＝Pt . (4)P ＝F v 中F 为机车的牵引力而不是合力．典例示范例2 一列火车总质量m ＝500 t ，发动机的额定功率P ＝6×105 W ，在轨道上行驶时，轨道对火车阻力f 是火车重力的0.01倍．(g 取10 m/s 2)(1)求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，求当行驶速度为v 1＝1 m/s 和v 2＝10 m/s 时，火车的瞬时加速度a 1、a 2的大小；(3)若火车从静止开始，保持0.5 m/s 2的加速度做匀加速直线运动，求这一过程维持的最长时间．素养训练3 (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 ．启动时乘客受到作用力合力的方向与车运动的方向相同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3∶1C ．改为4节动车带4节拖车的动车组后的最大速度与之前动车组的最大速度之比2∶1D ．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素养训练4 (多选)一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前5 s 内做匀加速直线运动，5 s 末达到额定功率，之后保持以额定功率运动．其v t 图像如图所示．已知汽车的质量为m ＝2×103 kg ，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g 取10 m/s 2，则以下说法正确的是( )A ．汽车在前5 s 内的加速度为2 m/s 2B ．汽车的最大速度为10 m/sC ．汽车的额定功率为60 kWD ．汽车在前5 s 内的牵引力为4×103 N随堂演练·自主检测——突出创新性素养达标1．关于功率的概念，下列说法正确的是( ) A ．力对物体做的功越多，其功率就越大B．功率是描述物体做功快慢的物理量C．由P＝F v可知，汽车发动机的功率随速度的增大而增大D．当汽车在水平路面上匀速行驶时，合外力为零，发动机的实际功率也为零2．引体向上是中学生体育测试的项目之一，引体向上运动的吉尼斯世界纪录是54次/分钟．若一个普通高中生在30秒内完成20次引体向上，该学生此过程中克服重力做功的平均功率最接近于()A．2 W B．20 WC．200 W D．2 000 W3．质量为0.1 kg的小球做自由落体运动，下落前2 s内重力的平均功率和2 s末重力的瞬时功率分别为()A．10W，10W B．10W，20WC．20W，10W D．20W，20W4．质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为v4时．汽车的瞬时加速度的大小为()A．Pm B．2PmC．3PmvD．4Pmv2．功率必备知识·自主学习一、1．所用时间t3．瓦特瓦W4．标量5．快慢6．(1)长时间正常工作(2)实际工作(3)小于或等于大于二、1．F v3．反比减小关键能力·合作探究探究点一【导学探究】提示：(1)吊车对坦克车做的功W ＝mgh .吊车这一过程中的平均功率P ＝Wt ＝mgh t；其瞬时功率P 额＝F v ＝mg v .因为吊车匀速运动，则平均功率和瞬时功率相等．(2)该过程中吊车的平均功率为P ＝Wt＝Fht ＝m (a+g )ht.其瞬时功率为P 额＝F v ＝(mg ＋ma )at .【典例示范】例1解析：(1)滑雪车沿斜面下滑时，对滑雪车和小朋友整体受力分析，如图所示．由牛顿第二定律可得mg sin θ－μmg cos θ＝ma ，解得a ＝2 m/s 2滑雪车2 s 内的位移x ＝12at 2＝12×2×22 m ＝4 m重力在前2 s 内做的功为W ＝mgx cos (90°－θ)＝mgx sin θ＝80×10×4×0.6 J ＝1 920 J重力在前2 s 内的平均功率为P ̅＝Wt ＝960 W.(2)滑雪车在2 s 末的速度v ＝at ＝2×2 m/s ＝4 m/s 2 s 末重力的瞬时功率P ＝mg v cos (90°－θ)＝mg v sin θ＝80×10×4×0.6 W ＝1 920 W. 答案：(1)960 W (2)1 920 W 素养训练1解析：力做功多，功率不一定大，还要看做功的时间，故A 错误；功率一定时，汽车的牵引力才与速率成反比，故B 错误、D 正确；只有时间t 极短时才能用P ＝Wt 求瞬时功率，故C 错误．答案：D素养训练2解析：前2 s 物体下落高度h ＝12gt 2＝20 m ，前2 s 内重力做功的功率P 1＝mgh t＝30×202W＝300 W ，A 正确，B 错误；2 s 末物体的速度v ＝gt ＝20 m/s ，此时重力的功率P 2＝mg v ＝600 W ，C 正确，D 错误．答案：AC 探究点二【典例示范】例2 解析：(1)火车以额定功率行驶，当牵引力等于阻力，即F ＝f ＝kmg 时，火车的加速度为零，速度达到最大值v m ，则v m ＝P F ＝P f ＝Pkmg ＝12 m/s.(2)当v ＜v m 时，火车做加速运动，v 1＝1 m/s ，则F 1＝Pv 1＝6×105 N ，根据牛顿第二定律得a 1＝F 1−f m＝1.1 m/s 2；v 2＝10 m/s ，则F 2＝Pv 2＝6×104 N ，根据牛顿第二定律得a 2＝F 2−f m＝0.02 m/s 2.(3)由题分析得F ′＝f ＋ma ＝3×105 N ，在此过程中，速度增大，发动机功率增大，设功率达到额定功率时速度为v ′，即v ′＝PF ′＝2 m/s ，由v ′＝at 得t ＝v ′a ＝4 s.答案：(1)12 m/s (2)1.1 m/s 2 0.02 m/s 2 (3)4 s素养训练3 解析：启动时乘客的加速度的方向与车厢运动的方向是相同的，所以乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相同，A 正确；做加速运动时，有两节动力车厢，对整个车进行受力分析得2F －8kmg ＝8ma ，把6、7、8车厢看成一个整体，第5、6节车厢间的作用力为F 1，由牛顿第二定律 F 1－3kmg ＝3ma ，把7、8车厢看成一个整体，第6、7节车厢间的作用力为F 2，由牛顿第二定律F 2－2kmg ＝2ma ，联立可得F1F 2＝32，故B 错误；当只有两节动力车时，最大速率为v ，由瞬时功率表达式2P ＝8kmg v ，改为4节动车带4节拖车的动车组时最大速率为v ′，由瞬时功率表达式4P ＝8kmg v ′，联立可得v ′v ＝21，C 正确；进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离s 与关闭发动机时的速度v ，有s ＝v 22a ，又f ＝8kmg ＝8ma ，可得s ＝v 22kg，显然s 与v 2成正比，故D 错误．答案：AC素养训练4 解析：由v t 图像可知，汽车在前5 s 内匀加速过程的加速度为a ＝ΔvΔt＝105m/s 2＝2 m/s 2，根据牛顿第二定律可得F －0.1mg ＝ma ，解得F ＝6×103 N ，汽车在前5 s 内的牵引力为6×103 N ，故A 正确，D 错误；汽车在5 s 末达到额定功率，则有P 额＝F v ＝6×103×10 W ＝6×104 W ＝60 kW ，且当牵引力等于阻力时，汽车的速度达到最大，则有P额＝F ′v m ＝f v m ＝0.1mg v m ，解得v m ＝P额0.1mg＝30 m/s ，故C 正确，B 错误．答案：AC随堂演练·自主检测1．解析：根据P ＝Wt 可知，力对物体做的功越多，力做功的功率不一定越大，A 错误；功率是描述物体做功快慢的物理量，B 正确；从公式P ＝F v 可知，当牵引力一定的情况下，汽车的发动机瞬时功率可以随速度的不断增大而提高，当功率达到额定功率后，随着速度的增大，功率保持不变，牵引力减小，C 错误；当汽车在水平路面上匀速行驶时，合外力为零，此时牵引力等于阻力，发动机的实际功率不为零，D 错误．答案：B2．解析：普通高中学生的体重大约为60 kg ，引体向上时向上运动的位移大约为0.4 m ，引体向上一次克服重力做功为W ＝mgh ＝240 J ，则克服重力做功的平均功率为P ＝Wt ＝2403020＝160 W 最接近的是C 选项．答案：C3．解析：小球做自由落体运动在下落前2 s 内的位移为h ＝12gt 2＝20 m ，则前2 s 内重力的平均功率为P ̅G ＝mgh t ＝10 W ，小球做自由落体运动在下落2 s 末的速度为v ＝gt ＝20 m/s ，则2 s 末重力的瞬时功率为P G ＝mg v ＝20 W ，故选B.答案：B4．解析：当汽车达到最大速度时做匀速运动，牵引力F 与摩擦力f 相等，有F ＝f ，P＝F v，所以可得f＝Pv ，当速度达到v4时，可得F′＝4Pv，则F′－f＝ma，所以加速度为a＝F′−fm＝3Pmv，故选C.答案：C。

高中物理 4.2 功率学案教科版必修2

4.2 功率学习目标1、理解功率的概念，能运用功率的定义式进行相关的计算2、理解额定功率和实际功率的含义3、理解平均功率和瞬时功率的概念，并可以利用相关公式计算平均功率和瞬时功率4、会根据功率的定义式推导P=FV，并能用于分析解释现象5、会分析汽车的两种不同启动方式中各个物理量的变化情况学习重点1、理解功率的概念，并可用功率的计算式计算平均功率和瞬时功率．2、会分析汽车的两种不同启动方式中各个物理量的变化情况学习难点1、正确区分平均功率和瞬时功率所表示的物理意义，并能够利用相关公式计算平均功率和瞬时功率．2、会分析汽车的两种不同启动方式中各个物理量的变化情况知识要点一、功率的概念1、定义：在物理学中，一个力所做的功W跟完成这些功所用时间t的比值w/t，叫做功率．用P表示，则p＝w/t．2、功率的物理意义：功率是描述力对物体做功快慢的物理量．它由物体做的功与做这些功所需的时间决定，并不单纯地由做多少功决定，只有在做功时间相同的情况下，才能认为做功多则功率大。

p＝w/t是功率的定义式，也是功率的量度式，P与W、t间无比例关系，做功的快慢由做功的物体本身决定．根据这一公式求出的是平均功率．同时这个公式变形后给我们提供了一种求功的方法：W=pt．3、功率的单位：瓦(W) lW=lJ/s国际单位制中，功率的单位为“瓦特”，简称“瓦”，符号是“W”，lW=lJ/s．即力在l 秒钟内做的功为1w，则该力的功率为1瓦特．“瓦”这个单位较小，技术上常用“千瓦”(kW)作功率的单位，lkW=l000W．4、功率是标量功有正负，功率也有正功率和负功率。

负功率通常说成是物体克服阻力做功的功率(取绝对值)，所以计算功率时，一般不带正负号。

1、下面关于功率的说法正确的是（）A. 做功多的汽车，功率一定大B．功率大的汽车做功一定快C．功率是描述做功快慢的物理量，所以-10kW的功率小于5 kW的功率D．以上说法都不对解析：由功率的物理意义可知B对．做功多，时间长则功率未必大，所以A错．功率的符号不表示大小，所以C错．二．额定功率和实际功率1、实际功率：指机器工作中实际输出的功率．2、额定功率：指机器正常工作时的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值．3、额定功率和实际功率的关系机器不一定都在额定功率下工作．实际功率总是小于或等于额定功率．实际功率如果大于额定功率容易将机器损坏．说明：在机车启动和运行过程中，发动机的功率是指的牵引力的功率还是合外力的功率? 指的牵引力的功率，因为发动机是提供牵引力的．三.功率和速度的关系由功率的定义式和功的计算式可知上式中的即物体在时间t内的平均速度，则有，式中的是力与速度方向的夹角。

高中物理第四章2功率教案1教科版必修2

第2节功率本节教材分析（1）三维目标一、知识和技能1．知道功率的物理意义、定义式、单位。

2．理解功率的导出式P=F·v的物理意义，并掌握其用法，会利用功率的两个公式来解释现象和进行计算。

3．理解平均功率和瞬时功率，了解平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率的区别与联系。

二、过程和方法1．通过实例体验功率概念的形成过程及功率的实际意义，通过功率的定义过程，体会应用比值方法建立物理概念的方法。

2．学会求解各种不同的功率。

3．运用功率的不同表达式分析和解决动力机械的运动问题。

三、情感态度与价值观1．使学生养成具体问题具体分析和严密思维的习惯。

2．提高学生理论联系实际、解决实际问题的能力。

3．培养学生敢于发表自己观点、善于合作的良好习惯。

（2）教学重点1．理解功率的概念。

2．知道功率的种类及其计算。

（3）教学难点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。

（4）教学建议本节的教学内容包括正文、讨论交流、 STS 、问题与练习等部分．其中正文包括功率的定义、功率、力、加速度之间关系、问题实例三部分．功率一节在本章中起承上启下的作用，是学生学好后续课程内容的重要基础．由于学生在初中学过功率，因此通过讨论交流的方式可自然得出功率的定义式．在此基础上充分利用教材，导出功率和速度之间的关系式，进而让学生估算自行车在公路上正常行驶时的功率，把本节课推向高潮．最后用多媒体呈现本节例题，引导学生通过师生合作的方式解决问题．通过对教材例题的改编，提出扩展问题：汽车从车站开出时，若以恒定加速度匀加速启动，①汽车的实际功率怎样变化？②以恒定加速度能行驶多长时间？③汽车能达到的最大速度是多少？新课导入设计导入一导入二教师：人们在生产、生活和工作中使用了大量的机械来做功，这与人力直接做功或畜力做功，在完成功的快慢方面有何不同？请举例说明。

（引发学生思考，让学生从身边生活寻找做功快慢的事例，并思考机械与人或畜力做功快慢的差异。

四川省广安市岳池县第一中学高中物理44 动能定理学案2 教科版必修2

学案6 合外力做功与动能的关系学习目标1.通过实验探究合外力对物体做的功与物体动能变化的关系.2.学习利用图像法研究合外力做功与物体动能变化的关系.学习重点1.通过实验探究合外力对物体做的功与物体动能变化的关系.2.学习利用图像法研究合外力做功与物体动能变化的关系.学习难点1.通过实验探究合外力对物体做的功与物体动能变化的关系.2.学习利用图像法研究合外力做功与物体动能变化的关系.课前预习使用说明与学法指导知识准备1.做功的两个要素是力和___________，功的计算公式为W＝___________.2.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，为了让砂桶的重力作为小车所受的牵引力，须使砂桶的质量m和小车的质量M满足___________.3.实验原理：由重物通过滑轮牵引小车，当小车的质量比重物大得多时，可以把重物所受的. 所示如图1当做小车受到的牵引力.1图力做的功，从而探究___________，也就改变了牵引改变重物的质量或者改变小车运动的. 牵引力做的功与小车动能变化的关系4.实验器材、小车、小盘、砝码若干、打点计时器、纸带、复写纸片、刻度尺、一端附有滑轮)长木板(. 细线教材助读探究实验高一物理必修二第四章第四节课内探究情景导入学始于疑合外力做功与动能有什么关系？质疑探究一、实验步骤所示，把纸带的一端固定在小车后面，另一端穿过打点计时器，改变木板的倾角，11.如图.让小车重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力，使小车能做匀速运动把细线系在小车上并绕过定滑轮，悬挂小盘，在小盘里放入适量砝码，使小车的质量远大2.由于砝码和小盘质量很小，小车在细线的拉力作用下做匀加速运动.于砝码和小盘的总质量，.的大小等于砝码和小盘所受重力的大小可认为小车所受拉力F.3.接通电源，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列点重复以上实验，选择一条点迹清晰的纸带进行数据分析，由纸带可以找到位移和时间的信4.1) 小车质量已知息，由砝码和小盘的质量可以知道小车所受的恒力.(. 由实验数据得出结论5. 二、数据处理小车速度及外力做功的确定1.某段时间内的平均速度等于该段时间“匀变速直线运动中，通过实验获得打点的纸带，利用测出小车在某段时间内的位移，这一结论计算纸带上选定的点的速度，中间时刻的瞬时速度”. 对小车做的功然后乘以重物的重力，即得外力在该段时间内实验的数据处理2.1. W的数值并填入下表、mv2(1)计算各数据中v2和相应的合外力做功21 2 3 4 5 6 数据编号物理量2) 速度v2/(m2·s－1 /J 动能mv22 W/J合外力做功(2)比较各次实验中合外力做的功和物体动能变化的数值，从而得到合外力对物体做的功和物体动能变化之间的关系.三、误差分析实验中我们把拉力对小车做的功与砝码和小盘总重力所做的功认为是一样的，但实际上二者并不相同，这是因为砝码和小盘的总重力与绳的拉力是不一样的.在m?M时，细绳的拉力近似等于砝码和小盘的总重力，误差较小；m越大，误差越大.因此实验中应使小车的质量远大于砝码和小盘的总质量.四、注意事项1.平衡摩擦.当我们用一个恒力对物体做功时，应设法排除其他力的影响，如本实验中用砝码和小盘的重力对小车提供恒定拉力，研究这个拉力做功与小车动能改变的关系，小车和纸带在运动中受的阻力就要消除.因为阻力不可避免，实际实验中是采用把木板的一端垫高，用小车重力的分力和阻力平衡的方法来等效消除阻力.2.尽量减小小车的加速度.因为砝码和小盘拉着小车加速运动时，砝码和小盘处于失重状态，小车受的拉力小于砝码和小盘的总重力.为减小这一系统误差，应使小车的加速度尽量小，也就是实验中必须满足砝码和小盘的质量远小于小车的质量.知识网络【例1】科学规律的发现离不开科学探究，而科学探究可以分为理论探究和实验探究.下面2. 我们追寻科学家的研究足迹用实验方法探究恒力做功和物体动能变化的关系他想用钩码的重力表示甲所示，(1)某同学的实验方案如图2你为了减小这种做法带来的实验误差，小车受到的合外力，还应该采取的两项措施是：认为在实验中______________________ .①______________________②是计数点，相邻计数D、E、F(2)如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、；要验证合，距离如图乙所示，则打C点时小车的速度为___________ 点间的时间间隔为T___________ . 外力做的功和小车动能变化的关系，除位移、速度外、还要测出的物理量有甲所示的装置验证动能定理．为了提高实验精度，该同学多次改变小滑22．某同学用如图x2如下表所示，进而画出，并算出x2块下落高度H的值，测出对应的平抛运动水平位移xH图线如图乙所示．－平抛水平位移的平方x2/cm2 x/cm 滑块下落高度H 平抛水平位移30.25 5.5 h82.81 9.1 2h136.89 3h 11.7201.64 14.2 4h252.81 5h 15.9309.76 6h 17.6361.00 19.0 7h424.36 8h 20.69h21.7(1)原理分析：若滑块在下滑过程中所受阻力很小，则只要满足________，便可验证动能定理．(2)实验结果分析：实验中获得的图线未过坐标原点，而交在了大约(0.2h,0)处，原因是____________________．课后反思：课后练习▲练习与评价（课本P5）▲发展空间（课本P5）▲补充练习:1．在“探究合外力做功和动能变化的关系”的实验中，根据实验数据作出了如图所示的W—v 图像，下列符合实际的是()3．某实2组验小如采用所示图3的装置探究功与物体动能变化的关系，图中小车中可放置砝50 Hz. 码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点计时器的工作频率为(1)实验的部分步骤如下：①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；，小车拖动纸带，打点________________②将小车停在打点计时器附近，______________，；计时器在纸带上打下一系列点，______________ ③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作．时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点、砝码质量为0.02 kg0.03 kg(2)图4是钩码质量为，计数点E，可获得各计数点到O的距离x及对应时刻小车的瞬时速度vDBO及A、、C、、C点的测量结果填在表中的相应位置．请将本实验，若用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，(3) 应采取的两项措施是：x/cm 1) －v/(m·s测量点①O 0.35 0.00 ________________________________________________0.40 A 1.51________________________；B 3.20 0.45 ②C________________________________________________0.53 7.15 D ________________________.0.60E9.414。

高中物理《4.2 功率》学案教科版必修2

高中物理《4.2 功率》学案教科版必修21、理解功率的概念，能运用功率的定义式P＝进行有关的计算、2、理解额定功率和实际功率的概念，了解平均功率和瞬时功率的含义、3、根据功率的定义导出P＝Fv，并能用于分析、计算和解释相关现象，如分析汽车功率一定时，牵引力与速度的关系、学习难点1、理解功率的概念，能运用功率的定义式P＝进行有关的计算、2、根据功率的定义导出P＝Fv，并能用于分析、计算和解释相关现象，如分析汽车功率一定时，牵引力与速度的关系、课前预习使用说明与学法指导高一物理必修二第四章第二节知识准备复习初中已经学习的功率的计算教材助读仔细阅读教材，了解功率的定义和计算公式预习自测1、加速度是用来表示速度变化的物理量,定义式为a＝、其大小由Δv和Δt共同决定,是按照法定义的、2、功是力和的乘积,其表达式为W＝，功是量(填“矢”或“标”)、3、功率是用来表示物体的物理量，定义式为P＝，单位是、1 W＝1 J/s，常用单位有千瓦，1 kW＝ W、预习自测题4、机器长时间正常工作时允许的功率叫做、5、功率与速度的关系式为P＝、课内探究情景导入人和起重机搬运相同的货物，做了相同的功，那谁做功快呢？学始于疑什么是功率？功率怎样计算？计算式是怎样的？质疑探究一、功率的含义[问题设计]建筑工地上有三台起重机将重物吊起，下表是它们的工作情况记录：起重机编号被吊物体重量匀速上升速度上升的高度所用时间做功A2103 N4 m/s16 m4B4103 N3 m/s12 m4C1、6103 N2 m/s20 m10(1)三台起重机哪台做功多？(2)哪台做功快？怎样比较它们做功的快慢呢？[要点提炼]1、功率(1)定义：力对物体所做的功W与做功所用时间t的叫做功率、(2)公式：P＝(3)对公式的理解①此公式是功率的定义式，适用于任何情况下功率的计算、②物理意义：功率是表示物体做功的物理量、2、额定功率和实际功率(1)额定功率是指动力机械长期正常工作时最大的输出功率，是动力机械重要的性能指标、一个动力机械的额定功率是一定的，通常都在铭牌上标明、机械工作时必须受额定功率的限制、(2)实际功率是机械工作时的功率，也就是发动机产生的牵引力做功的功率，实际功率可以、也可以额定功率，但实际功率大于额定功率会损坏机械、二、功率、力和速度之间的关系[问题设计]一个物体在恒力F 的作用下，在t时间内发生的位移为x，已知作用力F的方向和位移方向相同，求：(1)在t时间内力F所做的功；(2)在t时间内力F的功率、[要点提炼]1、功率与速度的关系：P＝Fv2、三个量的制约关系：(1)P一定时，F与v成，如汽车上坡时减小速度来增大牵引力、(2)v一定时，F与P成，如汽车速度不变时，加大油门可以增大牵引力、(3)F一定时，P与v成，如汽车匀加速行驶时，速度增大，功率也增大、3、平均功率和瞬时功率(1)平均功率：时间t内功率的平均值，计算公式有：＝和＝F、(2)瞬时功率：某一时刻功率的瞬时值，能精确地描述做功的快慢，计算公式有：P＝，其中v为瞬时速度，当F与v夹角为α时，P＝Fvcos α、三、机车的两种启动方式1、机车以恒定功率启动的运动过程分析所以机车达到最大速度时a＝0，F＝f，P＝Fvm＝fvm，这一启动过程的v－t图像如图1所示，其中vm＝、2、机车以恒定加速度启动的运动过程分析所以机车在匀加速运动中达到最大速度v0时，F＝f＋ma，P＝Fv0，v0＝<＝vm，v0继续增大到vm，加速度逐渐减小到零，最后仍有vm＝，做匀速运动、这一运动过程的v－t图像如图2所示、当堂检测【例1】一台起重机将质量m＝1103 kg的货物从静止匀加速地竖直吊起，在2 s末货物的速度v＝4 m/s、求起重机在2 s 内对货物做的功和在2 s内的平均输出功率、(g取10 m/s2)【例2】如图3所示，质量为m＝2 kg的木块在倾角θ＝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μ＝0、5，已知：sin37＝0、6，cos37＝0、8，g取10 m/s2，求：(1)前2 s内重力做的功；(2)前2 s内重力的平均功率；(3)2 s末重力的瞬时功率、【例3】在水平路面上运动的汽车的额定功率为100 kW，质量为10 t，设阻力恒定，且为车重的0、1倍，求：(g取10 m/s2)(1)汽车在运动过程中所能达到的最大速度、(2)若汽车以0、5 m/s2的加速度从静止开始做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？(3)若汽车以不变的额定功率从静止启动后，当汽车的加速度为2 m/s2时，速度多大？【例4】从空中以10 m/s的初速度水平抛出一质量为1 kg的物体，物体在空中运动了3 s后落地，不计空气阻力，g取10 m/s2，求3 s内物体所受重力做功的平均功率和落地时重力做的瞬时功率、【例5】如图1所示，一质量为1、2 kg的物体从倾角为30、长度为10 m的光滑斜面顶端由静止开始下滑、物体滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率是多少？整个过程中重力做功的平均功率是多少？(g取10 m/s2)图1知识网络课后反思课后练习▲练习与评价（课本P5）▲发展空间（课本P5）▲补充练习:。

高中物理 4.2《功率》导学案教科版必修2

高中物理 4.2《功率》导学案教科版必修2 【学习目标】1．理解功率的概念，能运用功率的公式WPt=进行有关的计算。

2．理解公式P Fv=的意义，能用来解释现象和进行计算。

3．知道生活生产中一些常见机械功率的大小。

【阅读指导】1．不同的物体做功的快慢不同，甲、乙两台玩具机器在1min内分别做功10J和20J，因为两机器在相同时间内_____做功较多，所以______做功较快。

如果甲、乙两玩具机器均做20J 的功，甲用了2min，乙用了1min，因为两机器做相同的功时______用的时间较少，所以______做功较快。

如果有丙、丁两台玩具机器，丙机器在5s内做功20J，丁机器在1min内做功300J，丙、丁两台机器谁做功比较快呢？你怎样比较的？2．功率也可以用力和速度来表示，在作用力方向和位移方向相同时，W＝_______，而v ＝_______，所以P＝Fv。

当该式中的v为一段时间内的平均速度时，P就表示______________。

当该式中的v为某时刻的瞬时速度时。

P就表示_____________________。

3．一个质量为1kg的物体，从5m高处自由落下，物体在下落过程中的平均速度为_________m/s，重力的平均功率为_________W，物体落地时的瞬时速度为_________m/s，重力的功率为___________W。

（g取10m/s2）4．如果一辆汽车以功率为60kW行驶，汽车的速度从5m/s加速到10m/s，则汽车的牵引力将从_______N变化到_______N。

如果该汽车以10m/s的速度匀速行驶，牵引力从6×103N 增加到10×103N，则发动机的输出功率将从________W变化到________W。

如果该汽车的牵引力恒为10×103N，当汽车发动机的输出功率从60kW变化到50kW，则汽车的速度从__________m/s变化到_________m/s。

高中物理 42 功教案教科版必修2.doc

B. 功率是说明力做功快慢的物理三、【自学检测】1、关于功率，下列说法中正确的是(A. 功率是说明做功多少的物理量里C.做功时间越长，功率一定小第二节功率一、【问题导学】1. 知道功率是表示做功快慢的物理量。

2. 理解功率的概念，能运用功率的公式片％々进行有关计算。

3. 正确理解公式P=FVcos a 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二、【自学提纲】1、功率的概念(1) ___________________________________________ 功卩与完成这些功所用时间方的比值叫做 ____________________________________ o 物理意义：表示物体做功 _________ 的物理量。

(2) _________________________ 定义式：(3) 单位：国际单位： ________ (w),常用单位：千瓦(kw)或焦耳/秒(J/s) 换算关系:1 kw = ____________ w 1 w ________ 1 J/s(4) 功率是 _____ 量，功率表示做功过程中能量转化的快慢。

2、功率P 与力只速度卩的关系：r 卩是平均速度7, P 是平均功率刁(尸为恒力，且尸与7同向) P=Fv J 1卩是瞬时速度，P 是瞬时功率额定功率：指动力机械在长时间正常工作时 ____________ 功率。

也是机械发动机铭牌上的标称值。

实际功率：机械在运行过程中 _________________ 的功率是实际功率。

平均功率：物体在一段时间内做功功率的 ___________ 叫平均功率。

瞬时功率：物体在 _______________ 的功率叫做瞬时功率。

2、质量呼3 kg 的物体，在水平力F=6N 的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，运动时间t=3 s,求：（1）力F 在t=3 s 内对物体所做的功。

高中物理《功率》教案教科版必修2

《功率》一、教学内容分析1．内容《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理2”中涉及本节的内容标准是“理解功率，关心生产和生活中常见机械功率的大小及其意义”。

要求学生理解功率的概念，会实行功率的计算；会分析汽车发动机功率一定时，牵引力和速度的关系；尝试自己设计实验，测量人在某种运动中的功率。

因为功率在生活、生产中应用很广，教学中可充分利用这个优势，使抽象的物理概念变得富有实际意义。

2．教学目标：（1）通过实例体验功率概念的形成过程及功率的实际意义，理解功率概念。

（2）从功率概念的定义，体会用比值方法建立物理概念的方法。

（3）理解功率与力和速度的关系。

会利用功率的两个公式来解释现象和实行计算。

（4）理解平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率区别和联系。

（5）具有敢于发表自己观点，坚持原则，擅长合作的良好习惯。

3．重点难点：教学重点是理解功率的概念；难点是理解功率与力、速度的关系，瞬时功率和平均功率的计算。

二、案例设计（一）新课引入问题：人们在生产、生活和工作中使用了大量的机械来做功，这与人力直接做功或畜力做功，在完成功的快慢方面有何不同？请举例说明。

（引发学生思考，让学生从身边生活寻找做功事例，并思考机械与人或畜力做功的差异。

）功是能量转化的量度，人们十分注重做功的多少。

不过不同的机械或人，其做功的快慢是不同的。

（分析一些生产事例、工作场面，或展示一些做功快慢不同的图片。

有条件的情况下还可通过多媒体手段更生动地展示这些画面和情景，使学生对做功快慢的情形有更为形象和具体的理解，从而为建立准确的“功率”概念打下良好基础。

）参考事例：①挖土机与人，要完成相同的挖土任务，人花的时间要长得多。

②建筑工地上要把砖块或水泥等建筑材料搬到楼顶上，起重机和搬运工相比，起重机要比工人快得多。

③从水井里提水，使用抽水机比人工要快得多说明：通过引导学生分析相关事例，形成初步共识：人们选用机械来做功时，不但要考虑做功多少，还要考虑机械做功的快慢。

高中物理第四章2功率教案3教科版必修2

第2节功率总结．分析公式的意义．若力的方向与速度方向不在一条直线上，那么功率与力、速度之间的关系应该是怎样的？并在班上发言．学生通过讨论得出 P＝Fvcosθ．四、应用所学知识解释日常生活中的实例．扩展性问题实例 1 ：估算自己骑车时所做功的功率．提示：所受阻力为自重的1% ，匀速行驶时阻力与重力相等．实例 2 ：汽车启动问题．此问题较复杂，教师将其分解为几个小问题让学生完成：① 进行汽车启动时受力分析，哪些是变力，哪些是恒力？② 汽车启动时速度、加速度怎样变化？③ 汽车速度是否能无限增大？什么情况下达到最大？④ 最大速度由什么因素决定？怎样增大赛车的最大速度？汽车从车站开出时，若以恒定加速度匀加速启动，① 汽车的实际功率怎样变化？② 以恒定加速度能行驶多长时间？③ 汽车能达到的最大速度是多少？思考、讨论、回答问题．思考、讨论、回答问题．思考、讨论．板书设计：功率一、功率的概念：① ，②功率是能量转化快慢的量度③额定功率、实际功率二、功率、力和加速度之间的关系： P ＝ Fv 平均功率、瞬时功率三、例题教学反思：本节讲述功率的概念、功率公式的应用．功率的概念、功率的物理意义是本节的重点内容，学生如果能懂做功快慢表示的是能量转化的快慢，自然能感悟出功率实际上是描述能量转化快慢的物理量．要使学生确切地理解公式 P＝Fv 的意义，通过例题的教学，使学生会应用基本公式进行计算，对平均功率和瞬时功率有所理解．对于瞬时功率的概念学生较难理解，这是难点．学生往往认为，在某瞬时，物体没有位移就没有做功问题，更谈不上功率了．如果学生没有认识到功率是描述能量转化快慢的物理量，这个难点就不易突破，因此，前面讲清楚功率的物理意义很有必要，它是理解瞬时功率概念和物理意义的基础．关于发动机的额定功率与汽车的最大速率之间的关系，最好采用课后专题讲座的形式进行，以便通过分析汽车由开动到匀速行驶的物理过程，使学生养成分析物理过程的习惯，避免简单地套用公式．高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

高中物理第四章2功率教案2教科版必修2

第2节功率教师行为学生行为设计意图新课教学：通过这个例子，我们知道，力对物体做功不仅有多少的问题，还有快慢之分，今天我们就来学习表示物体做功快慢的物理量——功率．[ 板书：第二节功率 ]一、功率通过上述例子，我们知道了功率的物理意义：1．物理意义：表示物体做功快慢的物理量．了解了功率的物理意义，同学们可能会想，到底什么是功率？功率的定义是什么，如何求解功率呢？带着这些问题，我们接着看下面的问题．［例题一］如果力 F1对甲物体做功为 W1，所用时间为 t1；力 F2对乙物体做功为 W2，所用时间为 t2，在下列条件下，哪个力做功快？A．W1＝W2t1＞t2B．W1＝W2 t1＜t2C．W1＞W2t1＝t2D．W1＜W2t1＝t2请同学们思考后回答．分析： A 、 B 选项，两物体做功相同，那么所用时间越短，做功越快，即功率越大； C 、D 选项，时间相同情况下，做功越多，做功就越快，功率越大．由此可见，我们可以用这个比值来进行判断．物理学中把这个比值定义为功率，用符号 P 表示．[ 板书 ]2．公式：3．定义：功和完成这些功所用的时间的比值．4．单位：国际单位：瓦特（ W ）；焦耳 / 学生思考问题．学生分析讨论，总结规律．学生思考．学生练习．从功率的物理意义引入，让学生先有一定的感性认识，为后面的学习奠定基础．通过这个例题，可以让学生很容易得出和理解功率的定义式．这道例题，既可以让学生练习刚学过的求解功率的定义式，又可以提出一个新的问题：如何求解第四问中的瞬时功率，起到承上启下的作用．秒（ J/s ）1W＝1J/s同学们想想，功率这个物理量是矢量还是标量？5．量性：标量．下面请同学们完成这道练习题：［例题二］一个质量为 1kg 的物体，从地面上方 20m 高处开始做自由落体运动，求：1．第 1s 内重力对物体做多少功？功率是多少？2．第 2s 内重力对物体做多少功？功率是多少？3．这 2s 时间内重力对物体做功的功率是多大？（ g＝10m/s2）4．第 2s 末重力对物体做功的功率是多少？（ g＝10m/s2）引导学生分析：从这道题中我们可以看到，即使是同一个重力对物体做的功在不同时间内的功率也可能是变化的．因此，功率反映出来的仅仅是这一段时间物体做功的快慢，具有平均的意义．如果想知道每时每刻重力做功的快慢，即每时每刻重力的功率，怎么办呢？比如，上述例题中的第四问？如何求解？事实上，这一问中还可以用另一种方法求解：W＝FxP＝Fx/t＝Fv我们知道速度有平均速度和瞬时速度之分，那么，功率也应有平均功率和瞬时功率之分．这也是我们这节课需要重点研究的问题．[ 板书 ]二、平均功率和瞬时功率1．平均功率： P＝Fvcosαv ：平均速度2．瞬时功率： P＝Fvcosαv ：瞬时速度下面请同学们再来完成第四问．现在大家在思考一下，我们一开始学习的求学生进行分析．学生思考并相互讨论．引导学生总结．（平均功率）P＝Fvcosα：当 v 是平均速度，则 P 为平均功率；当 v 是瞬时速度，则 P 为瞬时功率．学生思考并相互讨论．学生回答．解析：①当牵引力 F 大小等于阻力 f 时，汽车的加速度 a＝０，速度达到最大值 v m，据公式 P＝Fv ，可得出汽车最大速度v m＝12m/s提出问题，让学生思考，相互讨论的方式可以活跃课堂气氛，增强学生主动学习的能力，提高学生的学习积极性．加深学生对功率的物理意义的理解，使学生对人和事物的功率数值有具体的理解，懂得功率大或小的意思是什么．使学生更好地理解和掌握功率的相关知识，包括公式的运用．这道例题有一定难度，是这一节课所学知识的综合应用，并且此题与生活实际相联系，激发学生思考问题的兴趣．解功率的公式：， P 是平均功率还是瞬时功率？分析：由于公式中 t 表示的是一段时间内，所以对应的功率应该是平均功率．投影演示插图（或者动画）“孙女与爷爷上楼”．体重为 900N 的爷爷与体重为 300N 的小孙女上楼，楼高三层共 10 米．若：（ 1 ）爷孙两人同时从一楼起步，半分钟后同时到达三楼；（ 2 ）孙女上楼用了半分钟，爷爷所用的时间是孙女的 2 倍；（ 3 ）孙女上楼用了半分钟，爷爷所用的时间是孙女的 3 倍．以上三种情况下，谁做功多？谁做功少？谁用的时间多？谁用的时间少？谁做功快？谁做功慢？讨论交流：教材第 63 页的“讨论与交流”为什么快步上楼时人会气喘吁吁，而慢步上楼却不会？为什么老年人上楼比年轻人上楼要慢些呢？引入额定功率的概念．展示各种机器的图片及其额定功率的大小，并引导学生分析额定功率对物体做功的影响．展示汽车启动的动画．并提出问题：我们知道，汽车发动机的额定功率是一定的，那么当汽车启动时（即以额定功率启动），发动机产生的牵引力和速度有何关系？牵引力如何变化，速度如何变化，汽车做何运动？具体分析实例：汽车发动机的额定功率为60kW ，汽车质量为 5t ，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的 0.1 倍， g取 10ｍ/s2，问：①汽车保持额定功率从静止启动后能达到的最大速度是多少 ?②若汽车保持 0.5ｍ/s2的加速度做匀加速②汽车做匀加速运动所能维持的时间，应该是从汽车开始启动到汽车达到额定功率的时间，设汽车做匀加速运动时的牵引力为 F牵，阻力为 f ，据牛顿第二定律，有F牵＝f ＋ ma ＝0.1 mg ＋ ma ＝7500Ｎ当汽车的功率增大到额定功率时，汽车的匀加速运动过程结束，设这时汽车的速度为v'm，据功率公式 P ＝Fv得：＝8 m /s设汽车能维持匀加速运动的时间为 t0，则：v'm＝αt0得： t0＝v'm/α＝16s教学流程图：学习效果评价：功率的教学是一个难点 , 以往的教学过程比较枯燥 , 学生学习热情不高．本教学设计按照新课标的要求和理念，为学生创设了一个熟悉的生活情境，引起学生的注意和思考，再以学生小组讨论的方式逐步引导学生认识和理解功率，最后让学生用所学知识解决实际问题，学生体验学以致用的乐趣．教学反思：（一）额定功率的引入，是本节课的一个亮点，本节课用一个能引起学生兴趣并且很能说明问题的实例——爷爷和孙女上楼，引导学生对爷爷与孙女上楼做的功、时间、快慢等进行分析，使学生正确理解和形成额定功率这一概念．（二）本节内容安排较多，可能时间比较紧促，需要教师进行周密的安排，课上把握好时间以及每一个环节的节奏．高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

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学案3 功率
学习目标
理解功率的概念，能运用功率的定义式P ＝W t 进行有关的计算.
理解额定功率和实际功率的概念，了解平均功率和瞬时功率的含义.
3.根据功率的定义导出P ＝Fv ，并能用于分析、计算和解释相关现象，如分析汽车功率一定时，牵引力与速度的关系.
学习重点
1.理解功率的概念，能运用功率的定义式P ＝W t 进行有关的计算.
2.理解额定功率和实际功率的概念，了解平均功率和瞬时功率的含义.
3.根据功率的定义导出P ＝Fv ，并能用于分析、计算和解释相关现象，如分析汽车功率一定时，牵引力与速度的关系.
学习难点
1.理解功率的概念，能运用功率的定义式P ＝W t 进行有关的计算.
2.根据功率的定义导出P ＝Fv ，并能用于分析、计算和解释相关现象，如分析汽车功率一定时，牵引力与速度的关系.
课前预习
使用说明与学法指导
高一物理必修二第四章第二节
知识准备
复习初中已经学习的功率的计算
教材助读
仔细阅读教材，了解功率的定义和计算公式
预习自测
1.加速度是用来表示速度变化的物理量,定义式为a ＝ .
其大小由Δv 和Δt 共同决定,是按照法定义的.
2.功是力和的乘积,其表达式为W ＝，功是量(填“矢”或“标”).
3.功率是用来表示物体的物理量，定义式为P ＝，单位是 .1 W ＝1 J/s ，常用单位有千瓦，1 kW ＝ W. 预习自测题
4.机器长时间正常工作时允许的功率叫做 .
5.功率与速度的关系式为P ＝ .
课内探究
情景导入
人和起重机搬运相同的货物，做了相同的功，那谁做功快呢？
学始于疑
什么是功率？
功率怎样计算？计算式是怎样的？
质疑探究
一、功率的含义
[问题设计] 建筑工地上有三台起重机将重物吊起，下表是它们的工作情况记录：
(1)三台起重机哪台做功多？
(2)哪台做功快？怎样比较它们做功的快慢呢？
[要点提炼]
1.功率
(1)定义：力对物体所做的功W 与做功所用时间t 的叫做功率.
(2)公式：P ＝
(3)对公式的理解
①此公式是功率的定义式，适用于任何情况下功率的计算. ②物理意义：功率是表示物体做功的物理量.
2.额定功率和实际功率
(1)额定功率是指动力机械长期正常工作时最大的输出功率，是动力机械重要的性能指标.一个动力机械的额定功率是一定的，通常都在铭牌上标明.机械工作时必须受额定功率的限制.
(2)实际功率是机械工作时的功率，也就是发动机产生的牵引力做功的功率，实际功率可以、也可以额定功率，但实际功率大于额定功率会损坏机械.
二、功率、力和速度之间的关系
[问题设计]
一个物体在恒力F 的作用下，在t 时间内发生的位移为x ，已知作用力F 的方向和位移方向相同，求：
(1)在t 时间内力F 所做的功；(2)在t 时间内力F 的功率.
[要点提炼]
1.功率与速度的关系：P ＝Fv
2.三个量的制约关系：(1)P 一定时，F 与v 成，如汽车上坡时减小速度来增大牵引力.
(2)v 一定时，F 与P 成，如汽车速度不变时，加大油门可以增大牵引力.
(3)F 一定时，P 与v 成，如汽车匀加速行驶时，速度增大，功率也增大.
3.平均功率和瞬时功率
(1)平均功率：时间t 内功率的平均值，计算公式有：P ＝和P ＝F v .
(2)瞬时功率：某一时刻功率的瞬时值，能精确地描述做功的快慢，计算公式有：P ＝，起重机编号被吊物体重量匀速上升速度上升的高度所用时间做功 A 2×103 N 4 m/s 16 m 4 B 4×103 N 3 m/s 12 m 4 C 1.6×103 N 2 m/s 20 m 10
其中v 为瞬时速度，当F 与v 夹角为α时，P ＝Fvcos α.
三、机车的两种启动方式
1.机车以恒定功率启动的运动过程分析
所以机车达到最大速度时a ＝0，F ＝f ，P ＝Fvm ＝fvm ，这一启动过程的v －t 图像如图1所
示，其中vm ＝P f .
2.机车以恒定加速度启动的运动过程分析
所以机车在匀加速运动中达到最大速度v0时，F ＝f ＋ma ，P ＝Fv0，v0＝P f ＋ma
<P f ＝vm ，v0继续增大到vm ，加速度逐渐减小到零，最后仍有vm ＝P f ，做匀速运动.这一运动过程的v －t
图像如图2所示.
当堂检测
【例1】一台起重机将质量m ＝1×103 kg 的货物从静止匀加速地竖直吊起，在2 s 末货物的速度v ＝4 m/s.求起重机在2 s 内对货物做的功和在2 s 内的平均输出功率.
(g 取10 m/s2)
【例2】如图3所示，质量为m ＝2 kg 的木块在倾角θ＝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μ＝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；(2)前2 s 内重力的平均功率；
(3)2 s 末重力的瞬时功率.
【例3】在水平路面上运动的汽车的额定功率为100 kW ，质量为10 t ，设阻力恒定，且为车重的0.1倍，求：(g 取10 m/s2)
(1)汽车在运动过程中所能达到的最大速度.
(2)若汽车以0.5 m/s2的加速度从静止开始做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？
(3)若汽车以不变的额定功率从静止启动后，当汽车的加速度为2 m/s2时，速度多大？
【例4】从空中以10 m/s的初速度水平抛出一质量为1 kg的物体，物体在空中运动了3 s后落地，不计空气阻力，g取10 m/s2，求3 s内物体所受重力做功的平均功率和落地时重力做的瞬时功率．
【例5】如图1所示，一质量为1.2 kg的物体从倾角为30°、长度为10 m的光滑斜面顶端由静止开始下滑．物体滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率是多少？整个过程中重力做功的平均功率是多少？(g取10 m/s2)
图1
知识网络
课后反思
课后练习▲练习与评价（课本P5）▲发展空间（课本P5）
▲补充练习:。