高中物理 第四章 机械能和能源 第7节 功率学案 粤教版必修2

高中物理第四章机械能和能源第7节功率学

案粤教版必修2

一、学习目标

1、理解功率的概念及有关功率的计算，包括平均功率、瞬时功率、额定功率

2、理解公式P=FV的意义，能用来解释现象和进行计算

二、学习重点难点有关机车的两种启动模式的问题处理

三、课前预习（自主探究）

1、功率的概念（1）定义：功跟完成这些功所用时间的比值叫做，是表示物体做功________的物理量，也可以表示能量转化的快慢，是标量。（2）公式：①这是物体在t时间内的

_______________。②,当v是瞬时速度，P是_____________，若v是平均速度，P是______________，α是F与v方向间的夹角。

③重力的功率可表示为，即重力的瞬时功率等于重力和物体在该时刻的竖直分速度之积。（3）功率的单位：在国际单位制中，功率的单位是_________,1W=____________、

2、额定功率和实际功率:发动机铭牌上的额定功率，指的是该机正常工作时的最大输出功率，并不是任何时候发动机的功率都等于额定功率。实际输出往往__________这个数值。但在特殊

情况下，如汽车越过障碍时，可以让实际功率短时间大于额定功率，否则容易损坏机器。

3、关于功率公式P=Fv的讨论发动机的功率等于牵引力的功率（1）在功率P一定时，力F与速度v成___________，即做功的力越大，其速度就越小，当汽车发动机的功率一定时，要增大牵引力，就要减小速度，所以汽车上坡时，司机采用换挡的方法减小速度来得到较大的牵引力。（2）当力F一定时，功率P与速度v成___________，即速度越大，功率越大：速度越小，功率越小。当汽车以一定的牵引力加速运动时，必须加大油门以增大功率。

四、课堂活动（1）小组合作交流知识点1 功率的理解与计算第一台起重机在一分钟内把一吨的货物提到预定的高度，第二台起重机只用30秒就可以做相同的功，则我们说第一台起重机做功比第二台起重机做功。用挖土机挖土，与人工挖土相比，在同样的时间内挖土机做的功比人做的功多，挖土机做功比人做功。做功的快慢既与有关，也与做功的有关。重点归纳对功率的理解

1、功率的推导式由P＝与W＝Fscos α，有P＝＝Fvcos α、

2、P＝与P＝Fvcos α的关系(1)P＝是功率的定义式，适用于任何情况下功率的计算，一般用于求解某段时间内的平均功率、(2)P＝Fvcos α、通常用来计算瞬时功率，也可用来计算平均功率、若v表示物体运动某一时刻的瞬时速度，则P表示该时刻的瞬时功率、若v表示物体运动某时间间隔的平均速度，则P表示

该时间间隔的平均功率、(α为力和瞬时速度的夹角)(3)提到功率时要明确是哪个力的功率、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、例

1、质量是2 kg的物体，受到24 N竖直向上的拉力，由静止开始运动，经过5 s，(g取10 m/s2)求：(1)5 s内拉力对物体所做的功的多少；(2)5 s内拉力的平均功率；(3)5 s末拉力的瞬时功率、图4-7-3解：物体受力情况如图4-7-3所示，其中F为拉力，mg为重力、物体受一个大小为4 N的合力，方向向上、由牛顿第二定律可知物体的加速度为：

a＝＝2 m/s25 s内物体的位移s为：

s＝at2＝252 m＝25 m5 s末物体速度为：v＝at＝25 m/s＝10 m/s5 s内物体的平均速度为：＝v＝10 m/s＝5 m/s(1)5 s内拉力F对物体所做的功为：W＝Fs＝2425 J＝600 J(2)5 s内拉力的平均功率为：＝F＝245 W＝120 W(3)5 s末拉力的瞬时功率为：P＝Fv＝2410 W＝240 W、知识点2 机车启动问题汽车在爬坡时，司机有时要通过换挡来降低车速，这样增大牵引力，如果汽车上坡时仍要保持原来的速度，司机要加大油门。汽车换挡可以控制，变换油门可以控制汽车牵引力的，而，三者相互制约。重点归纳对机车启动问题的理解

1、对机车等交通工具，应明确公式P=Fv中，P为发动机的________功率，机车正常行驶中实际功率小于或等于其额定功率，F为发动机（机车）的__________，v为机车的___________

2、机车以恒定功率起动的运动过程。速度v ↑↓↓当F=f 时，a=0v达到最大vm保持vm匀速

加速度逐渐减小匀速直的变加速运动线运动∴ 机车达到最大速度时a=0，F=f，,这一起动过程的v-t关系如右图所示。

3、机车以恒定加速度起动的运动过程F不变不变v↑当P=P 额a≠0v仍增大P=Fv↑↓↓P额一定v↑当F=f时a=0v达最大vm 保持vm匀速匀速直线运动速度逐渐减小的直线运动匀加速直线运动这一运动过程的v-t关系如下右图所示。例2一辆汽车的额定功率为100 kW，质量为

1、0104 kg，设阻力恒为车重的0、1倍，g取10 m/s2，求：(1)若汽车保持恒定功率运动，启动后能达到的最大速度是多大？(2)若汽车保持以0、5 m/s2的加速度匀加速运动时，其匀加速运动能维持多长时间？当汽车行驶的速度为8 m/s时，汽车的加速度有多大？解：(1)当a＝0，即F＝Ff时速度最大，由P＝Fv 得vm＝＝＝ m/s＝10 m/s(2)当汽车以a＝0、5 m/s2匀加速运动时牵引力F1＝Ff＋ma＝kmg＋ma＝

1、5104 N设达到额定功率P时的速度为v1则v1＝＝ m/s＝m/s由公式v＝at得匀加速运动维持时间为t＝＝

13、3 s当汽车行驶速度为v2＝8 m/s，汽车已达到额定功率P则F2＝＝ N＝

1、25104 N故此时汽车加速度为a′＝＝0、25 m/s2（2）课堂小测单项选择题

1、一小球以初速度v0水平抛出，不计空气阻力，小球在空中运动的过程中重力做功的功率P随时间t变化的图象是

2、关于功率的概念，以下说法正确的是

A、功率大说明物体做功多

B、功率小说明物体做功少

C、物体做功越多，其功率越大

D、物体做功越快，其功率越大

3、火车在恒定功率下由静止出发，沿水平轨道行驶，5 min 后速度达到最大20 m/s，若火车在运动过程中所受阻力大小恒定、则该火车在这段时间内行驶的距离

A、可能等于3 km

B、一定大于3 km

C、一定小于3 km

D、无法确定双项选择题

4、假设汽车以额定功率在水平路面上行驶，所受阻力大小不变，则它不可能做

A、匀加速直线运动

B、匀减速直线运动

C、匀速直线运动

D、变加速直线运动

5、甲、乙两辆汽车的额定功率之比为1∶2，当两车以各自的额定功率行驶时，可知下列说法中正确的是( CD )