高中物理 7.3 功率学案4 新人教版必修2

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1、7.3功率学案（人教版必修2）基础知识归纳1.功率的概念(1)　功W跟完成这些功所用的时间t　的比值叫做功率.(2)物理意义：描述做功的　快慢　.(3)单位：在国际单位制中，功率的单位是　瓦特　，符号为　W　.(4)功率是标量.2.功率的计算(1)功率的计算公式：P＝(2)平均功率与瞬时功率：因为W＝Flcosα所以P＝＝Fcosα＝Fvcosαα＝0°时，P＝Fv式中当v是　平均　速度时，功率P是平均功率；当v是　瞬时　速度时，功率P是瞬时功率.其区别在于：平均功率粗略描述做功的快慢；瞬时功率精确描述做功快慢.3.机械的额定功率与实际功率任何机械都有一

2、个铭牌，铭牌上所注功率为这部机械的　额定功率　.它是任何机械长时间正常工作而不损坏机械的最大输出功率.机械运行过程中的功率是　实际功率　.机械的实际功率可以小于其额定功率(称机械没吃饱)，可以等于其额定功率(称满负荷运行)，还可以在短时间内略大于其额定功率(称超负荷运行).机械不能长时间处于超负荷运行，这样会损坏机械设备，缩短其使用寿命.重点难点突破一、功率的计算1.平均功率即某一过程的功率，其计算既可用P＝，也可用P＝Fcosα.2.瞬时功率即某一时刻的功率，其计算只能用P＝Fvcosα.二、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

3、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析如图，由公式P＝Fv和F－Ff＝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＝Ff时，a＝0，这时v达到最大值vm＝=可见，在恒定功率下启动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＝Fl计算(因为F为变力).其速度—时间图象如图所示.2.以恒定加速度a启动由公式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

4、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v′＝<＝vm，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＝Ff时，a＝0，这时速度达到最大值vm＝.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＝F·l计算，不能用W＝P·t计算(因为P为变化功率).其速度—时间图象如图所示.要注意两种加速运动过程的最大速度的区别.三、求变力做功问题如果汽车是以恒定功率启动，则牵引力是变力，发动机做功为变力做

5、功，若汽车的功率不变，则可求汽车牵引力做的功.典例精析1.功率的计算【例1】(2009·宁夏)质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t＝0时刻开始受到水平力的作用.力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则(　　)A.3t0时刻的瞬时功率为B.3t0时刻的瞬时功率为C.在t＝0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为D.在t＝0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为【解析】根据F-t图象，在0～2t0内的加速度a1＝2t0时的速度v2＝a1·2t0＝t00～2t0内位移s1＝·2t0＝t故F0做的功W1＝F0s1＝t在2t0～3t0内的加速度a2

6、＝3t0时的速度v3＝v2＋a2t0＝t0故3t0时的瞬时功率P3＝3F0v3＝在2t0～3t0内位移s2＝·t0＝故3F0做的功W2＝3F0·s2＝因此在0～3t0内的平均功率P＝＝，故B、D正确.【答案】BD【思维提升】本题主要考查瞬时功率和平均功率的计算，要求同学们对两个功率理解透彻，并能灵活运用公式.【拓展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末重力的功率(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：

7、WG＝mgh＝mg·gt2P＝＝mg·gt＝10××10×3W＝150W(2)3s末的功率是指瞬时功率，应用P＝Fvcosα求解，结合平抛知识得P＝mg·gt＝10×10×3W＝300W2.机车启动问题【例2】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；(2)3s末汽车的瞬时功率；(3)汽车做匀加速运动的时间；(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

8、不变”，则阻力不易求出.以最大速度行驶时，根据P＝Fv，可求得F＝4000N.而