高中物理 1.3 功率学案3 鲁科版必修2

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1、1.3《功率》学案【学习目标】1．知道功率是表示做功快慢的物理量。2．理解功率的概念，能运用功率的公式P=W/t进行有关计算。3．正确理解公式P=Fυcosα的意义，知道什么是瞬时功率，什么是平均功率，并能用来解释现象和进行计算。【学习重点】1．理解功率的概念；2．瞬时功率和平均功率计算。【知识要点】1、做功的快慢用表示，功W跟的比值叫做，用P表示，功率的定义式是。在国际制单位中，功率的单位是，简称，符号是。2、由功率的定义公式P=W/t，结合W=，可以导出P=，在F和υ同向时公式变为P=。.3、从P=F

2、υ可以看出，在P一定时，F和υ成比，对汽车等机械而言，在P一定时，要获得较大的牵引力，就要。【疑难解析】1、功率⑴功率的定义式：，所求出的功率是时间t内的平均功率。⑵功率的计算式：P=Fυcosθ，其中θ是力与速度间的夹角。该公式有两种用法：①求某一时刻的瞬时功率。这时F是该时刻的作用力大小，υ取瞬时值，对应的P为F在该时刻的瞬时功率；②当υ为某段位移（时间）内的平均速度时，则要求这段位移（时间）内F必须为恒力，对应的P为F在该段时间内的平均功率。2、汽车的两种加速问题。当汽车从静止开始沿水平面加速运动时

3、，有两种不同的加速过程，但分析时采用的基本公式都是P=Fυ和F-f=ma①恒定功率的加速。由公式P=Fυ和F-f=ma知，由于P恒定，随着υ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υ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）。②恒定牵引力的加速。由公式P=Fυ和F-f=ma知，由于F恒定，所以a恒定，汽车做匀加速运动，而随着υ的增大，P也将不断增大，直到P达到额定功率Pm，功

4、率不能再增大了。这时匀加速运动结束，其最大速度为，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。可见恒定牵引力的加速时功率一定不恒定。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）。要注意两种加速运动过程的最大速度的区别。【典型例题】例1一个质量为m的物体，在几个与水平面平行的力作用下静止在水平面上，在t=0时刻，将其中的一个力从F增大到3F，其他力不变，则在t=t1时刻，该力的功率为多大？解析由于仅一个力大小变化，则其改变量即为物体受到的合外力，应用牛顿定律算出加

5、速度，并应用匀变速运动速度公式求出此时的瞬时速度，在根据瞬时功率的定义式就可以求出此力的功率。P=Fυcosα=3F×2Ft/m=6F2t/m拓展涉及功率的计算时一定要区分平均功率和瞬时功率，因为这两种功率的计算公式不同，审题时必须十分仔细。一质量为m的木块静止在光滑的水平地面上，从t=0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在t=t1时刻力F的功率和这段时间内的功率分别为多大？例2　汽车发动机的功率为60kW，汽车的质量为4t，当它行驶在坡度为0.02的长直公路上时，如图所示，所受阻力为车重的0

6、.1倍(g＝10m/s2)，求：(1)汽车所能达到的最大速度υm=？(2)若汽车从静止开始以0.6m/s2的加速度做匀加速直线运动，则此过程能维持多长时间？(3)当汽车匀加速行驶的速度达到最大值时，汽车做功多少？(4)在10s末汽车的即时功率为多大？分析由P=F·υ可知，汽车在额定功率下行驶，牵引力与速度成反比．当汽车的牵引力与阻力(包括爬坡时克服下滑力)相等时，速度达最大．只有当汽车牵引力不变时，汽车才能匀加速行驶，当F·υ=P额时，匀加速运动即告结束，可由W=F·s求出这一阶段汽车做的功．当10s末时

7、，若汽车仍在匀加速运动，即可由Pt=F·υt求发动机的即时功率．解答　(1)汽车在坡路上行驶，所受阻力由两部分构成，即f＝Kmg＋mgsinα=4000＋800=4800N．又因为F＝f时，P=f·υm，所以(2)汽车从静止开始，以a=0.6m/s2，匀加速行驶，由F＝ma，有F′－f－mgsinα＝ma．所以F′＝ma＋Kmg＋mgsinα＝4×103×0.6＋4800＝7.2×103N．保持这一牵引力，汽车可达到匀加速行驶的最大速度υ′m，有由运动学规律可以求出匀加速行驶的时间与位移(3)由W=F·s

8、可求出汽车在匀加速阶段行驶时做功为W＝F·s＝7.2×103×57.82=4.16×105J．(4)当t＝10s＜13.9s，说明汽车在10s末时仍做匀加速行驶，则汽车的即时功率Pt＝F·υt＝F·a·t＝7.2×103×0.6×10＝43.2kW．【反思】收获疑问【达标训练】1.质量为m的物体沿光滑斜面由静止开始下滑，斜面的倾角为。当它在竖直方向下降h高度时，重力的即时功率为（）A．B．C．D．2.汽车在水平路面上行驶，在下