魯科版必修2第1章 第3節(jié)　功率 課件（36張）.ppt

第3節(jié)功率 教師備課參考 核心素養(yǎng)養(yǎng)成目標(biāo) 物理觀念1 知道功率的概念 物理意義 定義式 2 理解功率的導(dǎo)出式p fv的物理意義 并掌握其用法 3 理解平均功率和瞬時(shí)功率 科學(xué)思維與科學(xué)探究1 通過(guò)功率的學(xué)習(xí) 讓學(xué)生將生活 生產(chǎn)實(shí)際與物理概念相聯(lián)系 學(xué)會(huì)求解各種不同的功率 2 運(yùn)用功率的不同表達(dá)公式分析和解決動(dòng)力機(jī)械的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任1 通過(guò)功率的學(xué)習(xí) 體會(huì)物理規(guī)律與生活的聯(lián)系 2 提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際 解決實(shí)際問(wèn)題的能力 教學(xué)重難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)1 理解功率的意義 2 知道功率的種類及其計(jì)算 教學(xué)難點(diǎn)功率p fv的意義和應(yīng)用 感悟解題規(guī)律 探尋基本知識(shí) 測(cè)評(píng)學(xué)習(xí)效果 探尋基本知識(shí) 樹(shù)立物理觀念 知識(shí)點(diǎn)一 功率的含義 情境導(dǎo)學(xué) 如圖所示 某起重機(jī)能在1min內(nèi)把1t的貨物提高到預(yù)定的高度 另一臺(tái)起重機(jī)只用30s就可以做相同的功 你認(rèn)為功和功率相同嗎 答案 功相同 功率不同 知識(shí)梳理 1 定義 物體所做的功w與完成這些功所用時(shí)間t的 2 公式 p 3 單位 在國(guó)際單位制中 功率的單位是 簡(jiǎn)稱瓦 用符號(hào)w表示 1w 1 工程技術(shù)中常用的功率單位還有千瓦 4 物理意義 功率是量 功率表示做功過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化的 思考判斷 1 功率大表示做功快 做的功一定多 2 功率小的機(jī)器做功慢 3 速度大的運(yùn)動(dòng)物體功率一定大 比值 瓦特 j s 標(biāo) 快慢 知識(shí)點(diǎn)二 功率與力 速度的關(guān)系 情境導(dǎo)學(xué) 一輛小汽車行駛時(shí)能否使其一直加速 汽車上坡時(shí)為何要用低速擋 答案 不能 由于發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是一定的 汽車行駛時(shí)會(huì)受到阻力作用 當(dāng)功率達(dá)到額定功率且牽引力與阻力大小相等后速度不會(huì)再增加 由p f v知 p一定時(shí) 要增大牽引力f 應(yīng)換擋減小速度 知識(shí)梳理 1 關(guān)系式 p 適用于f與v同方向 2 討論 1 p一定時(shí) v 2 v一定時(shí) p 3 f一定時(shí) p fv f v 3 四種功率的比較 思考判斷 1 汽車的速度越大 功率一定越大 2 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率一定時(shí) 速度越大 汽車的牽引力越大 3 當(dāng)輸出功率一定時(shí) 速度和牽引力成反比 平均功率 瞬時(shí)功率 要點(diǎn)一 感悟解題規(guī)律 培養(yǎng)科學(xué)思維 對(duì)功率的理解 2 平均功率與瞬時(shí)功率 1 平均功率是描述在一段時(shí)間內(nèi)力做功的平均快慢 3 功率與速度的關(guān)系 1 公式p fv中f v的方向相同 若f v間夾角為 則p fvcos 2 恒力做功時(shí) 當(dāng)p fv中的v為平均速度時(shí) 對(duì)應(yīng)的p為平均功率 當(dāng)p fv中的v為瞬時(shí)速度時(shí) 對(duì)應(yīng)的p為瞬時(shí)功率 3 求機(jī)械的功率時(shí) 公式p fv中的f指牽引力 如求起重機(jī)的功率時(shí) f應(yīng)為鋼索的拉力 典例1 如圖所示 質(zhì)量為m 2kg的木塊在傾角 37 的斜面上由靜止開(kāi)始下滑 木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0 5 已知sin37 0 6 cos37 0 8 g取10m s2 求 1 前2s內(nèi)重力做的功 思路探究 1 木塊在斜面上受幾個(gè)力作用 答案 重力 支持力 摩擦力3個(gè)力 答案 1 48j 2 前2s內(nèi)重力的平均功率 3 2s末重力的瞬時(shí)功率 思路探究 2 如何求加速度 位移 速度 答案 利用牛頓第二定律 運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解 3 平均功率的求法有幾種 答案 由p 用總功除以總時(shí)間或p fv 速度是平均速度 3 木塊在2s末的速度v at 2 2m s 4m s 2s末重力的瞬時(shí)功率p mgvsin 2 10 4 0 6w 48w 答案 2 24w 3 48w 1 首先要明確是求哪個(gè)力的功率 即是求某個(gè)力的功率還是求物體所受合力的功率 誤區(qū)警示求解功率時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 3 若求瞬時(shí)功率 需明確是哪一時(shí)刻或哪一位置 再確定該時(shí)刻或該位置的速度 應(yīng)用公式p fv 如果f v不同向 則投影到相同方向再計(jì)算 求瞬時(shí)功率時(shí) 要注意f與v的同時(shí)性 教師備用 例1 1 2016 福建清流檢測(cè) 如圖 一質(zhì)量m 2kg的物體靜止在光滑水平面上 在方向?yàn)樗较蛴?大小為4n的恒力f的作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng) 物體運(yùn)動(dòng)3s的過(guò)程中 求 1 力f對(duì)物體所做的功 答案 1 36j 2 力f對(duì)物體所做功的平均功率 3 在3s末力f對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率 解析 2 由p w t 得p 12w 3 3s末的速度v at 6m s 瞬時(shí)功率p fv 24w 答案 2 12w 3 24w 針對(duì)訓(xùn)練1 1 2016 天津卷 8 多選 我國(guó)高鐵技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平 和諧號(hào)動(dòng)車組是由動(dòng)車和拖車編組而成 提供動(dòng)力的車廂叫動(dòng)車 不提供動(dòng)力的車廂叫拖車 假設(shè)動(dòng)車組各車廂質(zhì)量均相等 動(dòng)車的額定功率都相同 動(dòng)車組在水平直軌道上運(yùn)行過(guò)程中阻力與車重成正比 某列動(dòng)車組由8節(jié)車廂組成 其中第1 5節(jié)車廂為動(dòng)車 其余為拖車 則該動(dòng)車組 a 啟動(dòng)時(shí)乘客受到車廂作用力的方向與車運(yùn)動(dòng)的方向相反b 做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí) 第5 6節(jié)與第6 7節(jié)車廂間的作用力之比為3 2c 進(jìn)站時(shí)從關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)到停下來(lái)滑行的距離與關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的速度成正比d 與改為4節(jié)動(dòng)車帶4節(jié)拖車的動(dòng)車組最大速度之比為1 2 bd 要點(diǎn)二 機(jī)車起動(dòng)問(wèn)題分析 1 分析機(jī)車起動(dòng)問(wèn)題的兩個(gè)公式 1 機(jī)車所受牽引力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相同 因此有p fv 2 若車輛在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力不變 大小為f 由牛頓第二定律可得f f ma 2 兩種機(jī)車起動(dòng)方式的比較 特別提示對(duì)機(jī)車等交通工具類問(wèn)題 應(yīng)明確p fv中 p為發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率 機(jī)車正常行駛中實(shí)際功率小于或等于其額定功率 f為發(fā)動(dòng)機(jī) 機(jī)車 的牽引力而不是機(jī)車的合外力 v為機(jī)車的瞬時(shí)速度 典例2 2016 福建四地六校聯(lián)考 高鐵以其靈活 方便 快捷 安全 可靠 舒適等特點(diǎn)而備受世界各國(guó)鐵路運(yùn)輸和城市軌道交通運(yùn)輸?shù)那嗖A 假設(shè)有一列高鐵質(zhì)量為m 5 105kg 額定功率為p 5 106w 車在行駛過(guò)程中阻力恒為重力的0 01倍 g 10m s2 1 求該動(dòng)車組的最大行駛速度 2 當(dāng)動(dòng)車組速度為20m s時(shí) 求加速度a的大小 3 若動(dòng)車組以0 5m s2的加速度勻加速起動(dòng) 則這一過(guò)程能持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間 思路探究 1 什么情況下動(dòng)車組具有最大的行駛速度 如何計(jì)算最大速度 2 當(dāng)達(dá)到勻加速階段的末速度時(shí) 動(dòng)車組的功率達(dá)到什么要求 答案 當(dāng)達(dá)到勻加速階段的末速度時(shí) 動(dòng)車組以額定功率行駛 答案 1 100m s 2 0 4m s2 3 33s 規(guī)律方法機(jī)車起動(dòng)問(wèn)題幾個(gè)物理量的求法 教師備用 例2 1 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率p 60kw 若其總質(zhì)量為m 5t 在水平路面上行駛時(shí) 所受阻力恒為f 5 0 103n 則 1 汽車保持恒定功率啟動(dòng)時(shí) 求汽車所能達(dá)到的最大速度vmax 答案 見(jiàn)解析 當(dāng)汽車加速度為2m s2時(shí) 速度是多大 當(dāng)汽車速度是6m s時(shí) 加速度是多大 答案 見(jiàn)解析 2 若汽車以a 0 5m s2的加速度由靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng) 這一過(guò)程能維持多長(zhǎng)時(shí)間 答案 見(jiàn)解析 針對(duì)訓(xùn)練2 1 多選 如圖所示 汽車以額定功率在足夠長(zhǎng)的平直公路上起動(dòng)并行駛 阻力保持不變 則 a 汽車的加速度和速度都逐漸增加b 汽車速度增加時(shí) 所受的牽引力逐漸減小c 汽車勻速行駛時(shí) 所受的牽引力為零d 汽車勻速行駛時(shí) 速度達(dá)到最大值 解析 汽車以恒定的功率起動(dòng)時(shí) 速度增加 牽引力減小 加速度減小 選項(xiàng)a錯(cuò)誤 b正確 汽車勻速行駛時(shí) 牽引力和阻力大小相等 速度達(dá)到最大值 選項(xiàng)c錯(cuò)誤 d正確 bd 測(cè)評(píng)學(xué)習(xí)效果 演練當(dāng)堂技法 1 2016 山東威海模擬 a b兩物體質(zhì)量分別為m和2m a靜止于光滑水平面上 b靜止于粗糙水平面上 用相同的水平力分別推a和b 使它們前進(jìn)相同位移 在此過(guò)程中 下面說(shuō)法正確的是 a 兩次推力做功一樣多b 對(duì)a的推力做功多一些c 兩次推力做功的平均功率一樣大d 對(duì)b的推力做功的平均功率較大 a 解析 兩推力大小相等 且兩物體的位移也相同 故做功一樣多 選項(xiàng)a正確 b錯(cuò)誤 由于a物體質(zhì)量小加速度大 走相同位移所需的時(shí)間短 平均功率就大 選項(xiàng)c d均錯(cuò)誤 2 船在河中行駛 如果船受到的阻力與船的速率的平方成正比 當(dāng)船以速度v勻速行駛時(shí) 發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為p 當(dāng)船以v 2的速度勻速行駛時(shí) 則發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功