2019-2020年高中物理第七章机械能守恒定律第3节功率教学案新人教版必修2

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1、2019-2020年高中物理第七章机械能守恒定律第3节功率教学案新人教版必修2一、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

2、、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

3、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)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。功率的定义式和计算式定义式P＝计算式P＝Fv适用条件适用于任何情况下功率的计算适用于F与v同向的情况应用求某个过程中的平均功率。当时间t→0时，可由定义式求瞬时功率若v表示物体在时间t内

4、的平均速度，则功率P表示力F在时间t内的平均功率；若v表示物体在某一时刻的瞬时速度，则功率P表示力F在该时刻的瞬时功率公式理解功率可以用P＝来表示，但功率并不由W、t决定P一定时，F与v成反比；v一定时，F与P成正比；F一定时，v与P成正比[典例]　(多选)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F的大小与时间t的关系如图731所示，力的方向保持不变，则(　　)图731A．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

5、的平均功率为[解析]　0～2t0时间内，物体的加速度a1＝，2t0时刻的速度v1＝a1·2t0＝，位移x1＝，2t0～3t0时间内，加速度a2＝，3t0时刻的速度v2＝v1＋a2t0＝，2t0～3t0时间内的位移x2＝；所以3t0时刻的瞬时功率P＝3F0v2＝，B对，A错；3t0内的平均功率＝＝＝，D对，C错。[答案]　BD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，应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

6、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。不同情况应选择不同的公式。　　1．下列关于功率的说法中正确的是(　　)A．根据P＝可知，力做功越多，其功率越大B．根据P＝Fv可知，汽车的牵引力一定与速率成反比C．由P＝可知，只要知道时间t内力所做的功，就可以求得这段时间内任一时刻的功率D．由P＝Fv可知，当发动机的功率一定时，交通工具的牵引力与运动速率成反比解析：选D　做功多功率不一定大，还要看做功时间，故A错误。功率一定时，汽车的牵引力才与速率成反比，故B错误、D正确。只有时间t极短时才能用P＝求得瞬时功率，故C错误

7、。2.从空中以40m/s的初速度平抛一重为10N的物体，物体在空中运动3s落地，不计空气阻力，取g＝10m/s2，则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为(　　)图732A．300W　　　　　　　B．400WC．500WD．700W解析：选A　物体落地瞬间vy＝gt＝30m/s，所以PG＝Gvy＝300W，故A正确。3．如图733所示，一质量为m的物体，沿倾角为θ的光滑固定斜面由静止下滑，当它在竖直方向下落了h高度时，求重力的瞬时功率和整个过程中重力的平均功率。图733解析：由题意知，物体在重力和支持力作用下沿斜面下滑，其下滑加速度a＝gsi

8、nθ，下滑的位移l＝。由v2－0＝2al，得速度v＝，方向为沿斜面向下，故重力的瞬时功率PG＝mgvsinθ＝mg··sinθ＝mgsinθ；重力的平均功率G＝mgsinθ＝mg··sinθ＝mgsinθ。