高中物理 1.3 功率学案4 鲁科版必修2

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1、1.2《功率》学案【学习目标】1．知道功率P=和P=F·υ的物理意义。2．会利用功率的两个公式P=和P=F·υ来解释现象和进行计算。【学习重点】理解功率的概念【知识要点】1．功率是表示的物理量，功率是量，在国际单位制中功率的单位是。2．P=是功率的定义式，它普遍适用，不管是恒力做功，还是变力做功，不管是机械功还是电功等它都适用。但由它求得的一般是功率。公式P=Fυcosα，式中α为F与υ的夹角。υ为物体的对地速度。当υ为平均速度时，求得的功率为功率，当υ为瞬时速度时，求得的功率为功率。3．汽车等交通工具的动力学分析：（

2、设汽车受到的摩擦阻力大小保持恒定）当保持功率恒定时，由P=Fυ可以看出，F与υ成反比，牵引力是变力，汽车作变加速运动，根据牛顿定律F-f=ma（f为汽车受到的阻力），随着速度的变大，将导致减小（对应的加速度也相应减小），但只要有加速度，汽车的速度将进一步增大，导致牵引力进一步减小，直至牵引力F等于阻力f，汽车须知匀速直线运动，此时的最大速度为，汽车在不同的输出功率下能够达到的最大速度是不同的，其中的最大值对应汽车以最大输出功率（一般认为等于额定功率）。要提高汽车在给定路面上的最大速度值，应选用额定功率的发动机。当牵引力

3、F不变时，根据牛顿定律F-f=ma，汽车作匀变速运动，P与υ成正比，当瞬时功率达到最大功率时，汽车的功率将保持不变，汽车改作运动，直至达到最大速度。【典型例题】例1汽车的质量为m=6.0×103kg，额定功率为Pm=90kW，沿水平道路行驶时，阻力恒为重力的0.05倍(取g=10m/s2)。求：(1)汽车沿水平道路匀速行驶的最大速度；(2)设汽车由静止起匀加速行驶，加速度为a=0.5m/s2，求汽车维持这一加速度运动的最长时间。解析（1）汽车匀速运动时F-0.05mg=0┄┄①汽车的额定功率Pm=Fυm┄┄②代入数据得

4、υm=30m/s。（2）汽车匀加速行驶时，动力学方程为F-0.05mg=ma┄┄③汽车的瞬时功率为P=Fυ┄┄④汽车的瞬时速度为υ=at┄┄⑤要求瞬时功率小于或等于额定功率P≤Pm┄┄⑥代入数据得t≤30s┄┄⑦.拓展有些同学计算匀加速运动可维持的时间时，用汽车在水平路面上的最大速度除以加加速度，得到时间为60s，这种做法是认为汽车可以一直以匀加速达到最大速度，显然是错误的。在用公式P=Fυ时，必须结合具体的物理过程作细致的分析，应弄清是什么物理量保持恒定，例如在匀加速运动中，是牵引力F保持恒定；而在达到额定功率后，是

5、汽车的功率保持恒定。本题中汽车的速度—时间图象如图所示，图中υ1=at=15m/s。例2如图所示，倾角为300，长度为10m的光滑斜面，一质量为1.2kg的物体从斜面顶端由静止开始下滑，求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＝10m/s2）解析物体下滑时做匀加速直线运动，受力情况如图所示，由牛顿第二定律F＝ma得物体的加速度下滑到底端的速度，此时重力的瞬时功率物体下滑过程中重力做的总功物体下滑的时间重力做功的平均功率评注　对功率的计算，瞬时功率只能应用计算，平均功率可用＝

6、计算，当力做功时，平均功率也可用＝F。另外，应注意力F与速度V是否在同一方向上，当力F与速度V不在同一直线上时，正确分析F和V之间的夹角也是一个重要环节。【反思】收获疑问【达标训练】1、关于功率，下列说法正确的是（）A．功率是描述力做功多少的物理量B．功率是描述力做功快慢的物理量C．做功时间长，功率一定小D．力做功多，功率一定大2、关于功率，以下说法正确的是（）A．据P=W/t可知，机器做功越多，其功率就越大。B．据P=Fυ可知，汽车的牵引力一定与其速率成反比。C．据P=Fυ可知，发电机的功率一定时，交通工具的牵引力与

7、运动速率成反比。D．据P=W/t可知，只要知道时间t内机器所做的功，就可求得这段这段时间内任一时间机器做功的功率。3、汽车上坡时，司机必须换档，其目的是（）A．减小速度，得到较小的牵引力B．增大速度，得到较小的牵引力C．减小速度，得到较大的牵引力D．增大速度，得到较大的牵引力4、质量为m的物体，在水平力F的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，则有（）A．若时间相同，则力对物体做功的瞬时功率跟力F成正比B．若作用力相同，则力对物体做功的瞬时功率跟时间t成正比C．某时刻力F的瞬时功率大于这段时间内力F的平均功率D．某时刻

8、力F的瞬时功率等于这段时间内力F的平均功率5、某同学进行体能训练，用了1000s时间跑上20m高的高楼，试估测他登楼的平均功率最接近的数值是（）A．10WB．100WC．1kWD．10kW6、起重机用钢绳吊着质量为m的重物从静止开始匀加速上升，经过一段时间t，重物速度等于υ。在这段时间内，钢绳拉力做功的平均功率等于（）A．B．mg