高中物理人教版必修二第七章第三节功率导学案

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1、3.功率问题导学一、功率活动与探究11．甲起重机在1min内把1t的货物提高15m，乙起重机在30s内就把1t的货物提高了10m，试分析谁做功较快。2．如图所示，用水平力F推动物体，让物体在水平桌面上以速度v做匀速直线运动，则力F对物体做功的功率是多少？[来源:学.科.网]3．P＝Fv只适用于力F和速度v在同一直线上的情况，如果力F和速度v之间有夹角θ，应如何处理？公式应怎样表达？迁移与应用1如图所示，质量为m＝2kg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0.5，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2，求：（1）前2s内

2、重力做的功；（2）前2s内重力的平均功率；（3）2s末重力的瞬时功率。求解功率时应该注意的问题1．首先要明确是求哪个力的功率，是某个力的功率，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，起重机的功率是指起重机钢丝绳拉力的功率。2．若求平均功率，还需明确是哪段时间内的平均功率，可由公式P＝F或P＝来计算。[来源:学§科§网]3．若求瞬时功率，需明确是哪一时刻或哪一位置，再确定该时刻或该位置的速度，应用公式P＝Fv，如果F、v不同向，则投影到相同方向再计算。二、额定功率与实际功率活动与探究21．什么是额定功率？什么是实际功率？额定功率和实际功率的大小关系怎样？[来源:学_

3、科_网]2．如图为某国产电磁炉的铭牌，除此铭牌之外，还知道该电磁炉在工作时有6个可选挡位，分别为120W、350W、800W、1300W、1800W、2000W。试分析该电磁炉的额定功率和实际功率为多少？迁移与应用2某型号汽车发动机的额定功率为60kW，在水平路面上行驶时受到的阻力是1800N，求发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度。在同样的阻力下，如果行驶速度只有54km/h，发动机输出的实际功率是多少？额定功率是正常条件下可以长时间工作的最大功率，实际工作时的功率可以小于或等于额定功率，但不能长时间超过额定功率，否则容易将机器损坏。三、机车的两种启动方式活动与探究31．公式P

4、＝Fv中的三个物理量存在怎样的制约关系？2．当机车以恒定功率启动时（机车所受阻力Ff不变），试回答下列问题：（1）机车启动后，随速度的增大，机车牵引力如何变化？（2）机车的加速度如何变化？（3）当速度最大时机车加速度为多少？此时牵引力与阻力大小关系如何？此后机车将做什么运动？3．当机车以恒定加速度a启动时（机车所受阻力Ff不变），试回答下列问题：（1）加速度不变，机车速度和功率如何变化？（2）当机车功率刚达到额定功率时牵引力和阻力的大小关系如何？此时机车的速度能达到最大值吗？（3）此后要想增大速度，则牵引力该如何变化？迁移与应用3在水平路面上运动的汽车的额定功率为60kW，若其总

5、质量为5t，在水平路面上所受的阻力为5×103N，试求：（1）汽车所能达到的最大速度。（2）若汽车以0.5m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持多长时间？（3）若汽车以额定功率启动，则汽车车速v1＝2m/s时的加速度为多大？（4）若汽车以v2＝6m/s的速度匀速行驶，汽车的实际功率为多大？1．机车以恒定功率启动的运动过程故机车达到最大速度时a＝0，F＝Ff，P＝Fvm＝Ffvm，这一启动过程的v－t图象如图甲所示。2．机车以恒定加速度启动的运动过程设机车保持以加速度a做匀加速直线运动的时间为t，则Fv＝P（Ff＋ma）at＝P，那么t＝P/a（Ff＋ma），此时速

6、度v＝at＝P/（Ff＋ma）。这一启动过程的v－t关系图象如图乙所示。3．两种过程的v－t图象对比说明：（1）机车以恒定加速度启动时，匀加速结束时的速度，并未达到整个过程的最大速度vm。（2）P＝Fv中因为P为机车牵引力的功率，所以对应的F是牵引力并非合力，这一点在计算时极易出错。答案：【问题导学】活动与探究1：1．答案：乙起重机。功率是表示物体做功快慢的物理量，根据定义P＝即可比较。2．答案：因为力的方向与物体位移的方向相同，所以F做功为W＝Fl。由功率的公式P＝得P＝。而＝v，所以推力对物体做功的功率为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

7、动速度的乘积，即P＝Fv。3．答案：当力F和速度v不在同一直线上时，也可以将力F分解为沿v方向的分力F1和垂直v方向的分力F2，F2不做功，其功率为零，分力F1的功率即为力F的功率；若分解速度，用力F乘以沿F方向上的分速度来求。公式为P＝Fvcosθ。迁移与应用1：答案：（1）48J　（2）24W　（3）48W解析：（1）木块所受的合外力为：F合＝mgsinθ－μmgcosθ＝mg（sinθ－μcosθ）[来源:学科网ZXXK]＝2×10×（0.6－0.5×0.8）N＝4N物体的