《功率》导学案

主题4:了解功率在机车运动中的意义
情景:在日常生活中,以额定功率行驶的汽车遇到一段较陡的上坡路段时,汽 车司机一般都要采取一定的措施,才能确保汽车驶到坡顶。
问题:(1)汽车上坡的时候,司机常用换挡的方法来减小速度,为什么? (2)汽车上坡时,要保持速度不变,应如何做?
解答：(1)根据P=Fv可知,汽车上坡的时候,司机常用换挡的方法来减小速 度v,功率P不变,可以得到较大的牵引力。 (2)汽车上坡时,要保持速度不变,就必须加大油门,增大输出功率来得到较 大的牵引力。
(3)功率的物理意义:功率是表示做功③_快__慢______的物理量。 (4)功率的单位
国际单位:④________。常用单位:千瓦(kW)或焦/秒(J/s)。换算关系: 瓦(W)
1 kW=1000 W=1000 J/s。
(5)功率是⑤____(填“矢”或“标”)量,表示做功过程中能量转化的快慢
。
标
主题2:功率、力、速度之间的关系
情景:一部汽车载重时和空车时,在平直的公路上以相同的速度匀速行驶。 问题:(1)载重汽车与地面之间的摩擦力,和空车与地面之间的摩擦力哪个大? (2)在相同的时间内载重车和空车所走的位移是否相同? (3)载重车牵引力做的功与空车牵引力做的功哪个多?功率谁大谁小呢? (4)若设汽车的牵引力大小为F,匀速运动的速度大小为v,你能否根据功率的 定义式推导出汽车牵引力的功率大小? 解答：(1)载重汽车与地面之间的摩擦力较大。 (2)根据位移公式s=vt可知,在相同的时间内载重车和空车所走的位移相 同。 (3)因汽车做匀速运动,根据二力平衡知识,汽车与地面间的摩擦力等于汽 车受到的牵引力,利用功的定义式W=Fs,可以判断出载重车的牵引力做的 功大于空车牵引力做的功;又因汽车运动的时间相同,根据P=W/t,可判断 载重车的功率大。
启动,在开始运动的一小段时间内,列车的运动状态是C( )。
A.做匀加速直线运动 B.加速度增大,速度也增大 C.速度增大,加速度减小 D.匀速直线运动
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定义式 P=W/t
平均功率
P=W/t
P FV
P=Fvcosθ
功率
发动机 P=Fv
瞬时功率: P瞬 =Fv瞬 F一定时, P∝ v v一定时, P∝ F P一定时,F∝1/v
2.功率与力、速度的关系
(1)额定功率:指动力机械在长时间正常工作时⑥__最__大____输出功率,也是机 械发动机铭牌上的标称值。 (2)实际功率:机械在运行过程中实际输出的功率是实际功率。实际功率可 以小于额定功率,可以等于额定功率(称满负荷运行),但不能大于额定功率, 否则容易将机械损坏。 (3)平均功率:物体在⑦__一_段____时间内做功功率的平均值。 (4)瞬时功率:物体在某一⑧_时__刻__的功率。 (5)功率与力、速度的关系:⑨__P_=_F_v___(F与位移s或v同方向)。说明:公式 中若v为⑩__平__均__速_度____,则P为平均功率;若v为 _瞬__时__速__度___,则P为瞬时 功率;若P一定,F与v成 __反__比___(填“正比”或“反比”)。
解答：(1)这四台起重机中甲、丁做的功最多,均为1×105 J,乙、丙起重 机做功最少,均为6×104 J。乙、丙起重机做功最快。通过比较单位时间 内做功的多少,可知做功的快慢。 (2)功率是用来描述做功快慢的物理量;功率的这种定义方法叫作比值定 义法;速度、加速度、动摩擦因数等物理量都是用比值定义法定义的。 (3)功率有正负。因为功有正负,所以功率也有正负。
主题1:功率概念的建立(重点探究)
情景:现有下列四台起重机,其工作情况如下:甲起重机能在1 min内把1 t 的货物匀速提高10 m;乙起重机能在30 s内把1 t的货物匀速提高6 m;丙起 重机能在30 s内把2 t的货物匀速提高3 m;丁起重机能在1 min内把2 t的 货物匀速提高5 m。 问题:(1)上述情况下四台起重机做功是不是一样呢?谁做功最多?谁做功最 快?如何比较这四台起重机做功的快慢? (2)功率的这种定义方法叫作什么定义方法? 我们以前学过的哪些物理量也 是用这种方法来进行定义的? (3)功率有正负吗? 为什么?
3.(考查平均功率)汽车在平直公路上行驶,前一段时间内发动机的功率
为P1,后一段时间内的功率为P2。已知在两段时间内发动机做的功相等,
则在全部时间内发动机的平均功率为( D )。
A.(P1+P2)/2
B.√P1 P2
C.P1 P2/(P1+P2)
D.2P1 P2/(P1+P2)
4.(考查机车以恒定功率启动)静止的列车在平直的轨道上以恒定的功率
1.(考查瞬时功率的计算)质量为1 kg的物体从某一高度自由下
落,设1 s内物体未着地,则该物体下落1 s末重力做功的瞬时功
率是(不计空气阻力,g=10 m/s2)D( )。
A.25 W
B.50 W
C.75 W
D.100 W
2.(考查对功和功率概念的理解)下列说法中正确的是( D )。
A.只要物体受力的同时又有位移发生,则一定有力对物体做功 B.力很大,位移很大,这个力所做的功一定很多 C.机械做功越多,其功率越大 D.汽车上坡的时候,司机换挡减小速度,其目的是得到较大的牵引力
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第3节 功 率
§1.3 功 率
1.通过实例体验并理解功率的概念。 2.体验并理解功率与力和速度的关系。 3.了解平均功率和瞬时功率的区别与联系。 4.通过功率的定义过程,体会应用比值法来建立物理概念的方法。
1.功率的含义
(1)功率的定义:功跟完成这些功所用时间的①__比__值____叫作功率。
(2)功率的公式:②P=________(适用求平均功率)。 W/t
主题3:平均功率和瞬时功率
问题:如图所示,一静止的物体从A点沿光滑的斜面AB、AC下滑到斜面的 底端,两种情况物体到达底端时重力的功率是否相等?两种情况物体在下 滑的全过程中重力的平均功率是否相等?
解答：由于斜面光滑,两种情况中物体到达斜面底端的速率相等。根据 公式P=Fvcos α可知,沿AB斜面下滑到达B点时重力与到达B点的速度夹 角较小,沿AC斜面下滑到达C点时重力与到达C点的速度夹角较大,所以到 达B点时重力的功率较大。下滑过程中重力做功相等,由于沿AB斜面下滑 的时间短,根据P=W/t可知,沿AB斜面下滑的过程中重力的平均功率大。