2019-2020年高中物理 第四章 机械能和能源 第七节 功 率教学案 粤教版必修2

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1、2019-2020年高中物理第四章机械能和能源第七节功率教学案粤教版必修21．功与完成这些功所用时间的比值叫做功率，即P＝，表示做功的快慢。2．公式P＝一般用来计算平均功率，瞬时功率用公式P＝Fv进行计算，若v取平均速度，则P＝Fv为平均功率。3．汽车上坡时，司机要“换挡”来减小速度，这样在发动机功率相同的情况下可以获得较大的牵引力；汽车在平直公路上，所受阻力较小，可以使用高转速比的挡位获得较大的速度。4．注意额定功率与实际功率、瞬时功率与平均功率的区别。一、功率1．定义：功W与完成这些功所用时间t的比值。2．定义式：P＝。3．单位：国际单位

2、制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W。1W＝1J/s,1kW＝103W。4．物理意义：功率是表示做功快慢的物理量。5．额定功率与实际功率(1)额定功率电动机、内燃机等动力机械在额定转速下可以长时间工作时输出的功率。(2)实际功率动力机械工作时实际消耗的功率。二、功率与速度1．功率与速度的关系式P＝Fv(F与v方向相同)。2．推导→P＝Fv3．应用由功率速度关系式知，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的功率P一定时，牵引力F与速度v成反比，要增大牵引力，就要减小速度。1．自主思考——判一判(1)各种机械铭牌上所标功率一般是指额定功

3、率。(√)(2)某机械工作时的实际功率一定比额定功率小。(×)(3)物体的速度为v，则重力的功率一定是mgv。(×)(4)汽车的速度越大，牵引力的功率也越大。(×)(5)汽车以恒定功率启动时，加速度减小。(√)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？提示：两者对货物做的功都等于克服重力做的功，由于将相同的货物运往相同高度的山顶，因此两者做相同的功，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)

4、在越野比赛中，汽车爬坡时，常常换用低速挡，这是为什么？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。对功率的理解及计算1．公式P＝和P＝Fv的比较P＝P＝Fv适用条件(1)功率的定义式，适用于任何情况下功率的计算，一般用来求平均功率(2)当时间t→0时，可由定义式确定瞬时功率(1)功率的计算式，仅适用于F与v同向的情况，一般用来求瞬时功率(2)当v为平均速度时，所求功率为平均功率联系(1)公式P＝Fv是P＝的推论(2)功率P的大小与W、t无关2．公式P＝Fv中F、v

5、、P的对应关系(1)同时性：P、F、v三个量中任意一个物理量都是可以变化的，但应用P＝Fv时，三者一定对应于同一时刻。(2)同体性：P、F、v是对应于同一物体的三个物理量，对不在同一物体上三者关系讨论，毫无意义。(3)同向性：P＝Fv应用时F与v同向，若F的方向与v的方向成α角，则P＝Fvcosα。[典例]　如图471所示，质量为m＝2kg的木块在倾角θ＝37°的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，已知：sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2，求：图471(1)前2s内重力做的功；(2)前2s内重

6、力的平均功率；(3)2s末重力的瞬时功率。[思路点拨]　(1)确定木块的运动规律。(2)确定前2s内的位移及2s末的速度。(3)选取对应公式进行计算。[解析]　分别由W＝Fx、P＝和P＝Fv求解。(1)木块所受的合外力F合＝mgsinθ－μmgcosθ＝mg(sinθ－μcosθ)＝2×10×(0.6－0.5×0.8)N＝4N木块的加速度a＝＝m/s2＝2m/s2前2s内木块的位移x＝at2＝×2×22m＝4m所以，重力在前2s内做的功为W＝mgxsinθ＝2×10×0.6×4J＝48J。(2)重力在前2s内的平均功率为＝＝W＝24W。(3)

7、木块在2s末的速度v＝at＝2×2m/s＝4m/s2s末重力的瞬时功率P＝mgsinθ·v＝2×10×0.6×4W＝48W。[答案]　(1)48J　(2)24W　(3)48W求解功率时应该注意的问题(1)首先明确要求哪个力的功率，是某个力的功率，还是物体所受合力的功率。(2)若求平均功率，还需明确是哪段时间内的平均功率，可由公式P＝或P＝F来计算。(3)若求瞬时功率，要明确是哪一时刻的功率，再确定该时刻物体的受力F、速度v及F与v的夹角关系，然后再代入P＝Fvcosα进行求解。　　　　1.宇航员在地面进行素质训练时，抓住秋千杆由水平状态开始下

8、摆，如图472所示，在到达竖直状态的过程中，宇航员所受重力的瞬时功率的变化情况是(　　)图472A．一直增大　　　　B．一直减小C．先增大后减小D．先减小后增大解析