2019-2020年高中物理 第1章 功和功率 第3节 功 率教学案 鲁科版必修2

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1、2019-2020年高中物理第1章功和功率第3节功率教学案鲁科版必修21．功率是标量，反应做功的快慢，可分为平均功率和瞬时功率。2．平均功率表示力在一段时间内做功的平均快慢程度，常用P＝进行计算。若力F为恒力，也可用P＝Fcosα计算。3．瞬时功率表示力在某一时刻做功的快慢程度，通常用P＝Fvcosα(α表示力F的方向与瞬时速度v的方向间的夹角)进行计算。4．在机车问题中，P＝Fv是指牵引力的功率，当P一定时v与F成反比，当v一定时P与F成正比。一、功率的含义1．定义功W跟完成这些功所用时间t的比值。2．定义式P＝。3

2、．单位在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，用W表示。4．物理意义功率是标量，它是表示物体做功快慢的物理量。二、功率与力、速度的关系1．关系式2．平均功率和瞬时功率定义常用描述平均功率物体在一段时间内做功的功率的平均值，它与某一段时间(或过程)有关P＝或P＝Fcosα(为t时间内的平均速度)瞬时功率表示物体在某一时刻或某一状态的功率。瞬时功率总与某一时刻或状态相对应P＝Fvcos_α(v为某一时刻的瞬时速度)3．额定功率和实际功率(1)额定功率是机械可以长时间工作的最大允许功率。一个机械的额定功率是一定的，机械工作

3、时都要受额定功率的限制。(2)实际功率是机械工作时实际输出的功率，也就是发动机产生的牵引力做功的功率，实际功率通常要小于或等于额定功率。1．自主思考——判一判(1)力越大，做功越快。(×)(2)功率越大表示做的功越多。(×)(3)功率表示做功的快慢。(√)(4)机械发动机铭牌上的功率是指额定功率。(√)(5)额定功率一定大于实际功率。(×)2．合作探究——议一议(1)去过泰山的同学会遇到挑山工，假设挑山工和缆车将相同的货物运至山顶，两者对货物做的功相同吗？做功的功率相同吗？图131提示：两者对货物做的功都等于克服重力做

4、的功，由于将相同的货物运往相同高度的山顶，两者做相同的功，而用缆车运送货物所用时间远小于挑山工的用时，根据功率定义知缆车的做功功率远大于挑山工的做功功率。(2)在越野比赛中，汽车爬坡时，常常换用低速挡，这是为什么？图132提示：由P＝Fv可知，汽车在上坡时需要更大的牵引力，而发动机的额定功率是一定的，换用低速挡的目的是减小速度，进而增大牵引力。功率的理解与计算公式P＝与P＝Fv的理解与应用定义式P＝计算式P＝Fv(1)P＝是功率的定义式，适用于任何情况下功率的计算，既适用于合力或某个力做功时功率的计算，也适用于恒力或变

5、力做功时功率的计算(2)P＝表示时间t内的平均功率，只有当物体做匀速运动时，才等于瞬时功率(1)P＝Fv是由W＝Fs及P＝联立导出的，体现了P、F、v三个量的制约关系(2)P＝Fv通常用来计算某一时刻或某一位置的瞬时功率，此时v是瞬时速度；若v是某段时间内的平均速度，则计算的是该段时间内的平均功率(3)该式成立的条件是F、v同向，若不同向，应用P＝Fvcosα进行计算，其中α是F与v之间的夹角[典例]　如图133所示，在光滑的水平面上，质量m＝3kg的物体，在水平拉力F＝6N的作用下，从静止开始运动，经过3s运动了9m

6、。求：图133(1)力F在3s内对物体所做的功；(2)力F在3s内对物体做功的平均功率；(3)在3s末，力F对物体做功的瞬时功率。[思路点拨]　解答本题可按以下思路分析：(1)确定力F作用下对应的物体位移。(2)求解3s末物体的瞬时速度，由瞬时功率计算式求瞬时功率。[解析]　(1)根据功的定义式W＝Fs得，力F在3s内对物体做的功为W＝6×9J＝54J。(2)由功率的定义式P＝得，力F在3s内对物体做功的平均功率为P＝W＝18W。(3)在3s末，物体的速度为v，由运动学公式s＝·t可知，v＝＝6m/s。因此，力F在3s

7、末对物体做功的瞬时功率为P＝Fv＝6×6W＝36W。[答案]　(1)54J　(2)18W　(3)36W计算功率应该注意的问题(1)首先应该明确所求的功率是平均功率还是瞬时功率，计算平均功率与瞬时功率选择的公式不同。(2)求平均功率时，尤其注意明确是哪一段时间内的平均功率；求瞬时功率时，应明确是哪一时刻的瞬时功率。(3)应该明确是哪一个力对物体做功的功率，是动力还是阻力，是恒力还是变力等。不同情况的力，其做功情况会有所不同，功率的计算也会不同。　　　　1．质量为m的物体从高处自由下落，经时间t，重力对物体做功的平均功率为

8、________，在t时刻重力对物体做功的瞬时功率为________。解析：物体自由下落，t时刻速度为v＝gt，时间t内物体的平均速度为＝＝gt，则在时间t内重力对物体做功的平均功率＝mg＝mg2t，在t时刻重力做功的瞬时功率P＝mgv＝mg2t。答案：mg2t　mg2t2.如图134所示，质量m＝2kg的物块在倾角α＝37°的光