高中物理 1.3 功率学案8 鲁科版必修2

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1、1.3功率学案【学习目标】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【学习重点】1．理解功率的概念。2．知道功率的种类及其计算。【知识要点】1．功率（power）是表示物体做功__________的物理量，其定义式是P=________。功率的国际单位是瓦特（watt），符号是_______。技术上常用_________做功率的单位，1kw=________w。2．动力机器

2、长时间工作所能输出的最大功率叫做__________，实际工作时输出的功率叫做__________，一般________额定功率（填“大于”、“等于”、“小于”）。3．功率和速度关系的表达式为P=___________，可以看出，汽车、火车等交通工具发动机功率P一定时，牵引力F与速度v成_______比，要增大牵引力，就要_________速度。【问题探究】1、功率的计算(1)平均功率①(定义式)，说明：它表示时间t内的平均功率，不管是恒定的力做功，还是变力做功，它都适用②说明：它表示时间t内的平均功率，α为恒力F与的夹角。⑵瞬时功率说明：P和v

3、分别表示t时刻的功率和速度，α为两者间的夹角。与P=F·vcosα的应用选择，在具体应用时，这两个公式既有交叉性，同时又有不同的侧重。一般来说，在计算瞬时功率时，应考虑应用P=F·vcosα来求解，在计算一段过程的平均功率时，应选用。例1从空中以40m/s的初速度沿着水平方向抛出一个重为10N的物体，不计空气阻力，取g=10m/s2，求(1)在抛出后3s内重力的功率。(2)在抛出后3s时重力的功率(设3s时未落地)。解析(1)3s内的功率是指平均功率，3s内重力做功，故。(2)3s时的功率是指瞬时功率，应用求解，结合平抛知识得mg·gt=10×1

4、0×3=300W。例2一个质量为m的物体，从高度为h，长度为L的光滑斜面顶端由静止开始下滑，求物体到达斜面底端时重力做功的功率？θ解析：本题所求重力做功的功率，应为瞬时功率P=mgvcosα，而速度v是沿着斜面向下的。如图，设斜面的倾角为θ，根据而α＝（90○－θ），所以点评：本题主要考查对瞬时功率的计算，要求同学们对三角关系理解通彻，并且灵活运用公式.2.机车的启动问题发动机的额定功率是指牵引力的功率，而不是合外力的功率。P=Fv中，F指的是牵引力。在P一定时，F与v成反比；在F一定时，P与v成正比。(1)在额定功率下启动对车在水平方向上受力分

5、析如图2-3-2，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.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）.其速度图象如图所示.vafFvmt0v(2)以恒定加速度a启动:vmt0v/vt1t2由公式P=Fv和F－f=ma知，由于a恒定，所以F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Pm，功率不能再增大了.这时匀加速运动结束，此时速度为

6、,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,由于机车的功率不变,速度增大,牵引力减小,从而加速度也减小,直到F=f时,a=0,这时速度达到最大值。可见，恒定牵引力的加速，即匀加速运动时，功率一定不恒定。这种加速过程发动机做的功只能用W=Fs计算，不能用W=Pt计算（因为P为变功率）。其速度图象如图所示。要注意两种加速运动过程的最大速度的区别。例3汽车质量5t，额定功率为60KW，当汽车在水平路面上行驶时，受到的阻力是车重的0.1倍，问：(1)汽车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少？(2)若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度

7、作匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？解析：(1)当汽车达到最大速度时，加速度a=0，此时①②由①、②解得(2)汽车作匀加速运动，故F牵-μmg=ma，解得F牵=7.5×103N。设汽车刚达到额定功率时的速度为v，则P=F牵·v，得v=8m/s。设汽车作匀加速运动的时间为t，则v=at，得t=16s。例4.质量是2000kg、额定功率为80kW的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为20m/s。若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2，运动中的阻力不变。求：①汽车所受阻力的大小。②3s末汽车的瞬时功率。③汽车做匀加速运动的时间。

8、④汽车在匀加速运动中牵引力所做的功。解析：①所求的是运动中的阻力，若不注意“运动中的阻力不变”，则阻力不易求出。以最大速度行驶时，根据P