2012高一物理教案1.3功率魯科版必修2

第三節(jié)功率新課標要求知識與技能過程與方法情感、態(tài)度和價值觀1、理解功率的定義及額定功率與實際功率的定義。2、，的TWPFV運用1、通常指平均功率，為TWP0T瞬時功率2、，分析汽車的啟動，注意知FV識的遷移感知功率在生活中的實際應(yīng)用，提高學習物理科學的價值觀。教材分析與方法教學重點教學難點教學方法教學用具理解功率的概念，并靈活應(yīng)用功率的計算公式計算平均功率和瞬時功率。正確區(qū)分平均功率和瞬時功率所表示的物理意義，并能夠利用相關(guān)公式計算平均功率和瞬時功率。教師啟發(fā)、引導，學生自主閱讀、思考，討論、交流學習成果。投影儀、投影片、錄相資料、CAI課件。復習與預(yù)習教師活動學生活動1、做功的條件是什么2、計算力做功的公式是什么公式的適用條件是什么3、正功和負功的含義是什么4、如何求幾個力做的總功知識探究過程一、功率1、做功快慢的比較思考1、一臺起重機能在1MIN內(nèi)把1T的貨物提到預(yù)定的高度，另一臺起重機只用30S就可以做相同的功。兩臺起重機誰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起重機做功更快。做相同的功，比較所用時間。思考2、一臺起重機能在1MIN內(nèi)把1T的貨物提到預(yù)定的高度，另一臺起重機用30S把04T的貨物提到預(yù)定的高度。兩臺起重機誰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）定義在物理學中，一個力所做的功W跟完成這些功所用時間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，同時這個公式變形后給我們提供了一種求功的方法WPT。例1、自動扶梯以恒定速率運送乘客上同一層樓，某人第一次站在扶梯上不動，第二次沿扶梯勻速向上走，設(shè)兩次運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、平均功率與瞬時功率（1）平均功率在一段時間內(nèi)力對物體做功的功率，實際上就是這段時間內(nèi)力對物體做功的平均功率，即根據(jù)計算出的功率是物體在時間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）平均功率對應(yīng)的是一段或一個，并且同一物體在不同的時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間內(nèi)或哪一個過程中的平均功率；（4）瞬時功率對應(yīng)的是某一或某一，講瞬時功率必須講清是做功的物體在哪個或哪個的瞬時功率。二、額定功率和實際功率1額定功率指機器正常工作時的，也就是機器銘牌上的標稱值。2實際功率指機器工作中的功率。3機器不一定都在額定功率下工作。實際功率總是小于或等于額定功率。實際功率如果大于額定功率容易將機器損壞。4機車起動過程中，發(fā)動機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2公式例2、一個質(zhì)量為1KG的物塊，沿傾角為37的光滑斜面由靜止開始下滑，當它下滑4S時重力的瞬時功率多大這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當功率P一定時，F(xiàn)與V成反比，即做功的力越大，其速度就越小。當交通工具的功率一定時，要增大牽引力，就要減小速度。所以汽車上坡時，司機用換檔的辦法減小速度來得到較大的牽引力。當速度V一定時，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，若要保持速率不變，必須加大油門，增大發(fā)動機功率來得到較大的牽引力。當力F一定時，功率P與速度V成正比，即速度越大，功率越大。起重機吊起同一物體時以不同的速度勻速上升，輸出的功率不等，速度越大，起重機輸出的功率越大。能力創(chuàng)新思維一、關(guān)于功率的計算例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動，運動時間T3S，求（1）力F在T3S內(nèi)對物體所做的功。（2）力F在T3S內(nèi)對物體所做功的平均功率。（3）在3S末力F對物體做功的瞬時功率。解析二、關(guān)于機車的啟動問題汽車啟動的兩種物理模型汽車以恒定的功率起動汽車以恒定功率起動后，若運動過程中所受阻力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，當加速度A0時，汽車的速度達到最大值，F(xiàn)MFPV以后汽車將做勻速直線運動。所以，汽車以恒定的功率起動后，先做加速度越來越小的變加速運動，最終做勻速運動。汽車以恒定的加速度起動汽車以恒定的加速度起動后，開始加速度不變，汽車做勻加速運動，由MAFVPF得PMAFFV。當其速度增大至一定值V1時，功率達到額定功率PE，此時有，MAFVPFE以后速度再增大，由于汽車的功率以達額定功率而不變，所以牽引力減小，加速度隨之減小，直至A0，汽車的速度達最大值，以后汽車做勻速運動。所以，汽車以恒定的加速度起動后，先做勻加速運動，后做做加速度越來越小的變加速運動，最終做勻速運動。例2汽車發(fā)動機的額定功率為60KW，汽車質(zhì)量為5T，汽車在水平路面上行駛時，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后能達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動，這一過程能維持多長時間解析例3、汽車的質(zhì)量為M60103KG，額定功率為PE90KW，沿水平道路行駛時，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，汽車勻加速運動可維持多長時間（3）汽車做勻加速運動的最大速度有多大解析能力提升訓練課堂練習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相同一段距離時，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，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動，其速度隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示，由此可知（）（G取）2/10SMA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)飛機飛行中所受阻力與其速度的平方成正比，若飛機以速度V勻速飛行，其發(fā)動機功率為P，則飛機以2V勻速飛行時，其發(fā)動機的功率為（）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)動機功率一定時牽引力與運動速度成反比D當輪船航行時，如果牽引力與阻力相等時合外力為零，此時發(fā)動機的實際功率為零5如圖所示，某人用輕繩通過一個光滑的定滑輪要勻速地把一只猴子拉高H第一次猴子相對繩子靜止，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，則兩球運動到落地的過程中A重力的平均功率相同，落地時重力的即時功率相同B重力的平均功率相同，落地時重力的即時功率不同C重力的平均功率不同，落地時重力的即時功率相同D重力的平均功率不同，落地時重力的即時功率不同7汽車在平直公路上行駛，它受到的阻力大小不變，若發(fā)動機的功率保持恒定，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甲抽水機每秒把30KG的水抽到10M高的水塔，乙抽水機每秒把15KG的水抽到20M高的水塔則A甲抽水機的功率較大B甲乙兩抽水機的功率相等C半小時內(nèi)乙抽水機做功較多D半小時內(nèi)甲抽水機抽水較多課后練習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,共用時間100S,那么在這段時間內(nèi)拉力對車做功_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動，運動時間T3S，求（1）力F在T3S內(nèi)對物體所做的功。（2）力F在T3S內(nèi)對物體所做功的平均功率。（3）在3S末力F對物體做功的瞬時功率。12汽車發(fā)動機的額定功率為60KW，汽車質(zhì)量為5T，汽車在水平路面上行駛時，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后能達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動，這一過程能維持多長時間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，當汽車以速率V2（V2V1）行駛時，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間少，故第二種情況的功率大。選項B正確。答案B2解析有圖像可知物體的加速度為，選項A錯誤；有牛頓第二定律可算出F2/50SM的大小為105N，選項B錯誤；根據(jù)瞬時功率的求解方法PFV，得出4S末F的功率大小為42W，選項C正確；平均功率應(yīng)是瞬時功率的一半，選項D錯誤。答案C3解析當飛機以速度V勻速飛行，有,機以2V勻速飛行時，則功率將32KVP變?yōu)樵瓉淼?倍，選項C正確。答案C4解析功率描述的是力做功的快慢，故選項A錯誤，選項B正確；汽車的功率指的是牽引力做功的功率，選項C正確，選項D錯誤。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C正確。答案C6解析兩物體都作平拋運動，在豎直方向運動情況是相同的，故重力做功的平均功率相同，落地時的瞬時功率也相同，選項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動，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的瞬時功率PFV66W36W12解析當牽引力F大小等于阻力F時，汽車的加速度A，速度達到最大值VM，據(jù)公式FV，可得出汽車最大速度VMP額FVFVM12M/SFFV額汽車做勻加速運動所能維持的時間應(yīng)該從開始到汽車達到額定功率的時候，設(shè)汽車做勻加速運動時的牽引力為F牽，阻力為F，據(jù)牛頓第二定律，有F牽FMA01MGMA7500當汽車的功率增大到額定功率時，汽車做勻加速過程結(jié)束，設(shè)這時汽車的速度為VM，據(jù)功率公式PFV得8M/SVM額設(shè)汽車能維持勻加速運動的時間為T0，則VMAT0得T0VM/A16S13解析速度最大時，牽引力最小，在量值上等于阻力。所以，以速率V21VPF運動時，由牛頓第二定律有FFMA其中，1VPF2VF得2121MA課后習題答案1在貨物勻速上升時，電動機對貨物的作用力為FMG2710410N27105N。由PFV，可得提升貨物的速度M/S37102M/S。531072FPV2這臺抽水機的輸出功率為W3103W。TMGHW它半小時能做功WPT31031800J54106J。3