2012高一物理教案1.3功率魯科版必修2

第三節(jié)功率新課標(biāo)要求知識(shí)與技能過程與方法情感、態(tài)度和價(jià)值觀1、理解功率的定義及額定功率與實(shí)際功率的定義。2、，的TWPFV運(yùn)用1、通常指平均功率，為TWP0T瞬時(shí)功率2、，分析汽車的啟動(dòng)，注意知FV識(shí)的遷移感知功率在生活中的實(shí)際應(yīng)用，提高學(xué)習(xí)物理科學(xué)的價(jià)值觀。教材分析與方法教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)方法教學(xué)用具理解功率的概念，并靈活應(yīng)用功率的計(jì)算公式計(jì)算平均功率和瞬時(shí)功率。正確區(qū)分平均功率和瞬時(shí)功率所表示的物理意義，并能夠利用相關(guān)公式計(jì)算平均功率和瞬時(shí)功率。教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，討論、交流學(xué)習(xí)成果。投影儀、投影片、錄相資料、CAI課件。復(fù)習(xí)與預(yù)習(xí)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)1、做功的條件是什么2、計(jì)算力做功的公式是什么公式的適用條件是什么3、正功和負(fù)功的含義是什么4、如何求幾個(gè)力做的總功知識(shí)探究過程一、功率1、做功快慢的比較思考1、一臺(tái)起重機(jī)能在1MIN內(nèi)把1T的貨物提到預(yù)定的高度，另一臺(tái)起重機(jī)只用30S就可以做相同的功。兩臺(tái)起重機(jī)誰(shuí)做功更快你是用什么方法比較它們做功快慢的分析后一臺(tái)起重機(jī)做功更快。做相同的功，比較所用時(shí)間。思考2、一臺(tái)起重機(jī)能在1MIN內(nèi)把1T的貨物提到預(yù)定的高度，另一臺(tái)起重機(jī)用30S把04T的貨物提到預(yù)定的高度。兩臺(tái)起重機(jī)誰(shuí)做功更快你是用什么方法比較它們做功快慢的分析結(jié)論2、功率（1）定義在物理學(xué)中，一個(gè)力所做的功W跟完成這些功所用時(shí)間T的，叫做功率。用P表示。（2）公式（3）物理意義功率是描述力對(duì)物體做功的物理量。單位瓦（W）上式是功率的定義式，也是功率的量度式，P與W、T間無比例關(guān)系，做功的快慢由做功的物體本身決定。根據(jù)這一公式求出的是平均功率，同時(shí)這個(gè)公式變形后給我們提供了一種求功的方法WPT。例1、自動(dòng)扶梯以恒定速率運(yùn)送乘客上同一層樓，某人第一次站在扶梯上不動(dòng)，第二次沿扶梯勻速向上走，設(shè)兩次運(yùn)送乘客所做的功分別為W1和W2，牽引力的功率分別為P1和P2，則有（）AW1W2，P1P2BW1W2，P1P2CW1W2，P1P2DW1W2，P1P2解析3、平均功率與瞬時(shí)功率（1）平均功率在一段時(shí)間內(nèi)力對(duì)物體做功的功率，實(shí)際上就是這段時(shí)間內(nèi)力對(duì)物體做功的平均功率，即根據(jù)計(jì)算出的功率是物體在時(shí)間T內(nèi)的平均功率。TP（2）平均功率只能地描述做功的快慢，其數(shù)值與具體的有關(guān)。（3）平均功率對(duì)應(yīng)的是一段或一個(gè)，并且同一物體在不同的時(shí)間段的平均功率一般不等，講平均功率必須講清是做功的物體在哪一段時(shí)間內(nèi)或哪一個(gè)過程中的平均功率；（4）瞬時(shí)功率對(duì)應(yīng)的是某一或某一，講瞬時(shí)功率必須講清是做功的物體在哪個(gè)或哪個(gè)的瞬時(shí)功率。二、額定功率和實(shí)際功率1額定功率指機(jī)器正常工作時(shí)的，也就是機(jī)器銘牌上的標(biāo)稱值。2實(shí)際功率指機(jī)器工作中的功率。3機(jī)器不一定都在額定功率下工作。實(shí)際功率總是小于或等于額定功率。實(shí)際功率如果大于額定功率容易將機(jī)器損壞。4機(jī)車起動(dòng)過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率指牽引力的功率而不是合外力或阻力的功率。三、功率與速度1、功率與速度的關(guān)系式推導(dǎo)2公式例2、一個(gè)質(zhì)量為1KG的物塊，沿傾角為37的光滑斜面由靜止開始下滑，當(dāng)它下滑4S時(shí)重力的瞬時(shí)功率多大這4S內(nèi)重力的平均功率多大G取10M/S2解析3、應(yīng)用問題汽車等交通工具在啟動(dòng)和行駛過程中，其牽引力和行駛速度是怎樣變化的根據(jù)公式PFV當(dāng)功率P一定時(shí)，F(xiàn)與V成反比，即做功的力越大，其速度就越小。當(dāng)交通工具的功率一定時(shí)，要增大牽引力，就要減小速度。所以汽車上坡時(shí)，司機(jī)用換檔的辦法減小速度來得到較大的牽引力。當(dāng)速度V一定時(shí)，P與F成正比，即做功的力越大，它的功率就越大。汽車從平路到上坡時(shí)，若要保持速率不變，必須加大油門，增大發(fā)動(dòng)機(jī)功率來得到較大的牽引力。當(dāng)力F一定時(shí)，功率P與速度V成正比，即速度越大，功率越大。起重機(jī)吊起同一物體時(shí)以不同的速度勻速上升，輸出的功率不等，速度越大，起重機(jī)輸出的功率越大。能力創(chuàng)新思維一、關(guān)于功率的計(jì)算例1質(zhì)量M3KG的物體，在水平力F6的作用下，在光滑水平面上從靜止開始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間T3S，求（1）力F在T3S內(nèi)對(duì)物體所做的功。（2）力F在T3S內(nèi)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。解析二、關(guān)于機(jī)車的啟動(dòng)問題汽車啟動(dòng)的兩種物理模型汽車以恒定的功率起動(dòng)汽車以恒定功率起動(dòng)后，若運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力FF不變，由于牽引力，VPF根據(jù)牛頓第二定律可得FFFMA，故汽車的加速度。1FVMA可見，隨著汽車速度的增大，加速度減小，當(dāng)加速度A0時(shí)，汽車的速度達(dá)到最大值，F(xiàn)MFPV以后汽車將做勻速直線運(yùn)動(dòng)。所以，汽車以恒定的功率起動(dòng)后，先做加速度越來越小的變加速運(yùn)動(dòng)，最終做勻速運(yùn)動(dòng)。汽車以恒定的加速度起動(dòng)汽車以恒定的加速度起動(dòng)后，開始加速度不變，汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)，由MAFVPF得PMAFFV。當(dāng)其速度增大至一定值V1時(shí)，功率達(dá)到額定功率PE，此時(shí)有，MAFVPFE以后速度再增大，由于汽車的功率以達(dá)額定功率而不變，所以牽引力減小，加速度隨之減小，直至A0，汽車的速度達(dá)最大值，以后汽車做勻速運(yùn)動(dòng)。所以，汽車以恒定的加速度起動(dòng)后，先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做做加速度越來越小的變加速運(yùn)動(dòng)，最終做勻速運(yùn)動(dòng)。例2汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60KW，汽車質(zhì)量為5T，汽車在水平路面上行駛時(shí)，阻力是車重的01倍，G取10/S2，問汽車保持額定功率從靜止起動(dòng)后能達(dá)到的最大速度是多少若汽車保持05/S2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，這一過程能維持多長(zhǎng)時(shí)間解析例3、汽車的質(zhì)量為M60103KG，額定功率為PE90KW，沿水平道路行駛時(shí)，阻力恒為重力的005倍，G取10M/S2，問（1）汽車沿水平道路勻速行駛的最大速度有多大（2）設(shè)汽車由靜止起勻加速行駛，加速度A05M/S2，汽車勻加速運(yùn)動(dòng)可維持多長(zhǎng)時(shí)間（3）汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的最大速度有多大解析能力提升訓(xùn)練課堂練習(xí)1同一恒力按同樣方式施于物體上，使它分別沿著粗糙水平地面和光滑水平拋面移動(dòng)相同一段距離時(shí)，恒力的功和平均功率分別為、和、，則二者的關(guān)系是（）1WP2A、B、2W21P2C、D、12如圖甲所示，滑輪質(zhì)量、摩擦均不計(jì)，質(zhì)量為2KG的物體在F作用下由靜止開始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示，由此可知（）（G?。?/10SMA物體加速度大小為BF的大小為21NC4S末F的功率大小為42WD4S內(nèi)F做功的平均功率為42W3設(shè)飛機(jī)飛行中所受阻力與其速度的平方成正比，若飛機(jī)以速度V勻速飛行，其發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P，則飛機(jī)以2V勻速飛行時(shí)，其發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為（）A2PB4PC8PD無法確定4關(guān)于功率概念，下列說法中正確的是A力對(duì)物體做的功越多，力做功的功率越大B功率是描述物體做功快慢的物理量C從公式PFV可知道汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí)牽引力與運(yùn)動(dòng)速度成反比D當(dāng)輪船航行時(shí)，如果牽引力與阻力相等時(shí)合外力為零，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率為零5如圖所示，某人用輕繩通過一個(gè)光滑的定滑輪要?jiǎng)蛩俚匕岩恢缓镒永逪第一次猴子相對(duì)繩子靜止，人的拉力做功為W1，功率為P1；第二次，人拉繩的速度與第一次相等，但猴子在相對(duì)于繩勻速地向上爬，這種情況下人的拉力做功為W2，功率為P2，則AP1P2W1W2BP1P2W1W2CP1P2W1W2DP1P2W1W26從距地面相同高度處，水平拋出兩個(gè)質(zhì)量相同的球A和B，拋出A球的初速為V0，拋出B球的初速為2V0，則兩球運(yùn)動(dòng)到落地的過程中A重力的平均功率相同，落地時(shí)重力的即時(shí)功率相同B重力的平均功率相同，落地時(shí)重力的即時(shí)功率不同C重力的平均功率不同，落地時(shí)重力的即時(shí)功率相同D重力的平均功率不同，落地時(shí)重力的即時(shí)功率不同7汽車在平直公路上行駛，它受到的阻力大小不變，若發(fā)動(dòng)機(jī)的功率保持恒定，汽車在加速行駛的過程中，它的牽引力F和加速度A的變化情況是AF逐漸減小，A也逐漸減小BF逐漸增大，A逐漸減小CF逐漸減小，A逐漸增大DF逐漸增大，A也逐漸增大8甲抽水機(jī)每秒把30KG的水抽到10M高的水塔，乙抽水機(jī)每秒把15KG的水抽到20M高的水塔則A甲抽水機(jī)的功率較大B甲乙兩抽水機(jī)的功率相等C半小時(shí)內(nèi)乙抽水機(jī)做功較多D半小時(shí)內(nèi)甲抽水機(jī)抽水較多課后練習(xí)9如圖所示,用大小為F400N的拉力在水平路面上拉車行走50M,拉力方向與水平面成30角,共用時(shí)間100S,那么在這段時(shí)間內(nèi)拉力對(duì)車做功_104J，拉力做功的平均功率是_W。（取三位有效數(shù)字）10質(zhì)量為05KG的物質(zhì)從傾角為37的足夠長(zhǎng)光滑斜面頂端從靜止起下滑，前3S內(nèi)重力做功_J；第2S內(nèi)重力做功的平均功率為_W；第3S末重力做功的即時(shí)功率為_W。11質(zhì)量M3KG的物體，在水平力F6的作用下，在光滑水平面上從靜止開始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間T3S，求（1）力F在T3S內(nèi)對(duì)物體所做的功。（2）力F在T3S內(nèi)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。12汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60KW，汽車質(zhì)量為5T，汽車在水平路面上行駛時(shí)，阻力是車重的01倍，G取10/S2，問汽車保持額定功率從靜止起動(dòng)后能達(dá)到的最大速度是多少若汽車保持05/S2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，這一過程能維持多長(zhǎng)時(shí)間13質(zhì)量為M、額定功率為P的汽車在平直公路上行駛。若汽車行駛時(shí)所受阻力大小不變，并以額定功率行駛，汽車最大速度為V1，當(dāng)汽車以速率V2（V2V1）行駛時(shí)，它的加速度是多少參考答案1解析由于力相同，物體發(fā)生的位移也相同，故兩種情況做功相同；由于第二種情況水平面光滑，產(chǎn)生的加速度大，發(fā)生同樣的位移所用時(shí)間少，故第二種情況的功率大。選項(xiàng)B正確。答案B2解析有圖像可知物體的加速度為，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；有牛頓第二定律可算出F2/50SM的大小為105N，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)瞬時(shí)功率的求解方法PFV，得出4S末F的功率大小為42W，選項(xiàng)C正確；平均功率應(yīng)是瞬時(shí)功率的一半，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案C3解析當(dāng)飛機(jī)以速度V勻速飛行，有,機(jī)以2V勻速飛行時(shí)，則功率將32KVP變?yōu)樵瓉淼?倍，選項(xiàng)C正確。答案C4解析功率描述的是力做功的快慢，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；汽車的功率指的是牽引力做功的功率，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案BC5解析人的拉力和拉繩子的速度均無變化，故人做功的功率不變，第二種情況猴子也做功了，故人做功少了。選項(xiàng)C正確。答案C6解析兩物體都作平拋運(yùn)動(dòng)，在豎直方向運(yùn)動(dòng)情況是相同的，故重力做功的平均功率相同，落地時(shí)的瞬時(shí)功率也相同，選項(xiàng)A正確。答案A7解析由于汽車的功率保持不變，根據(jù)公式PFV可得隨著速度的增大，牽引力逐漸減小，有牛頓第二定律可知加速度也逐漸減小，選項(xiàng)A正確。答案A8解析從題中的已知條件可以得出，甲乙每秒做功相同，故做功的功率相同，選項(xiàng)B正確。答案B9答案17317310答案81275411解析物體在水平力F的作用下，在光滑水平面上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律，可求出加速度A2M/S2，則FM物體在3S末的速度VAT6/S物體在3S內(nèi)的位移SAT29M1（1）力F做的功WFS69J54J（2）力F在3S內(nèi)的平均功率P18W（或W18W）WT260VF（3）3S末力F的瞬時(shí)功率PFV66W36W12解析當(dāng)牽引力F大小等于阻力F時(shí)，汽車的加速度A，速度達(dá)到最大值VM，據(jù)公式FV，可得出汽車最大速度VMP額FVFVM12M/SFFV額汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)所能維持的時(shí)間應(yīng)該從開始到汽車達(dá)到額定功率的時(shí)候，設(shè)汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的牽引力為F牽，阻力為F，據(jù)牛頓第二定律，有F牽FMA01MGMA7500當(dāng)汽車的功率增大到額定功率時(shí)，汽車做勻加速過程結(jié)束，設(shè)這時(shí)汽車的速度為VM，據(jù)功率公式PFV得8M/SVM額設(shè)汽車能維持勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為T0，則VMAT0得T0VM/A16S13解析速度最大時(shí)，牽引力最小，在量值上等于阻力。所以，以速率V21VPF運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律有FFMA其中，1VPF2VF得2121MA課后習(xí)題答案1在貨物勻速上升時(shí)，電動(dòng)機(jī)對(duì)貨物的作用力為FMG2710410N27105N。由PFV，可得提升貨物的速度M/S37102M/S。531072FPV2這臺(tái)抽水機(jī)的輸出功率為W3103W。TMGHW它半小時(shí)能做功WPT31031800J54106J。3