高一物理功率教案

1、7.3功率班級_姓名_學號_學習目標: 1. 理解功率的的概念。2. 理解功率的公式P=wt，并能運用其進行有關的計算。3. 正確理解公式P=Fv的意義，知道什么是瞬時功率，什么是平均功率，并能用來解釋現(xiàn)象和進行計算。4. 能用公式P=Fv討論汽車等交通工具的啟動問題。學習重點: 1. 功率的概念和計算公式。 2P=Fv及其應用。學習難點: P=Fv及其應用。主要內(nèi)容:一、功率P 1功率的定義：2功率的定義式：3功率的單位：4功率是標量。5物理意義：【例一】一臺抽水機每秒能把30kg的水抽到10m高的水塔上，不計額外功的損失，這臺抽水機的輸出功率是多大?如果保持這一輸出功率，半小時能做多少功?

2、取g=lOm/s2。二、功率的力和速度表達式：P=Fvcos1表達式推導：2式中F是對物體做功的力，v是物體的運動速度，是F和速度v之間的夾角。 3在F和v同向時=0，表達式為：P=Fv。 三、力的平均功率和瞬時功率1平均功率 描述力在一段時間內(nèi)做功的快慢。 計算公式： P=W/t P=Fvcos =O時， P=Fv 應用式計算時注意：力F必須是恒力，v為一段時間t內(nèi)的平均速度。 平均功率對應于一段時間或一個過程，并且同一物體在不同時間段內(nèi)的平均功率一般不相同，因此說平均功率時一定要說明是哪一段時間內(nèi)的平均功率。 2瞬時功率 力在某一時刻的功率，對應于物體運動的某一時刻或某一位置。 計算公式：

3、P=Fvcos P=Fv (F與v同向時) 式中v表示某一時刻的瞬時速度?！纠抠|量m=2kg的物體從距地面45m的高處自由下落，在t=-2s的時間內(nèi)重力所做的功等于多少?在這段時間內(nèi)重力做功的平均功率等于多少?在這段時間內(nèi)重力做功的平均功率等于多少？在2s末重力做功的瞬時功率等于多少? 四、額定功率和實際功率 1額定功率：指動力機器長時間正常工作時的最大輸出功率，也就是機器銘牌上的標稱值。額定功率是動力機器的重要性能指標，一個動力機器的額定功率是一定的。 2實際功率：指機器工作時實際輸出的功率。 動力機器不一定在額定功率下工作，機器長期正常工作時的實際功率總是小于或等于額定功率。實際功率不

4、應大于額定功率。實際功率長時間大于額定功率時會縮短機器使用壽命甚至會損壞機器(短時間內(nèi)實際功率略大于額定功率是可以的)。 五、對公式P=Fv的討論 1此公式的意義是：當力F與物體運動(瞬時)速度v方向一致時，力的實際瞬時功率就等于力F和運動速度v的乘積，對于機車(汽車、火車等交通工具或動力裝置)，牽引力F與物體運動速度v一般方向一致，可用公式P=Fv計算實際瞬時功率(稱牽引力的功率、發(fā)動機的輸出功率)，特別注意：F為機車的牽引力，并非機車所受的合力。 2當P一定時，F(xiàn)1/v，即做功的力越大，其速度就越小，如：汽車在發(fā)動機功率一定時上斜坡，司機用換擋的辦法(變速調(diào)節(jié)裝置)減小速度以獲得較大的牽引

5、力滿足上坡的需要。 3當速度v保持一定時，PF，即做功的力越大，它的功率也越大。如：汽車從平路到上坡，若要保持速度不變，必須加大油門(控制燃油混合氣體流量多少的裝置)，增大發(fā)動機功率以得到較大的牽引力。 4當力F一定時，Pv，即速度越大，功率越大。如：起重機吊同一貨物以不同的速度勻速上升，牽引力保持不變(大小等于物重)，起吊的速度越大，起重機的輸出功率就越大。 六、機車起動的兩種理想模式（應用）1 以恒定的功率P起動(從靜止開始運動)和行駛。2 機車以恒定加速度起動直到以額定功率P額行駛。【例三】質量為20t的汽車從靜止開始在平直公路上啟動，若其發(fā)動機額定功率為60kW，行駛中所受的阻力為自重

6、的O1倍，則： (1)若其以額定功率啟動，試分析其啟動過程中的速度和加速度的變化情況，并定性作出其啟動過程中的v-t圖。 (2)若其以a=O5m/s2的加速度勻加速啟動，試分析啟動過程中的功率和速度的變化情況，經(jīng)多長時間后達到額定功率?并定性作出其啟動過程中的v-t圖。 (3)求其行駛過程中的最高速度vm【例四】質量為m的物體沿傾角為的斜面滑至底端時的速度大小為v，此時重力的瞬時功率為( ) AmgV Bmgvsin Cmgvcos D0【例五】設河水的阻力與船的速度成正比，當船的速度加倍時，輪船發(fā)動機的功率是原來的( )。A2倍 B4倍 C倍 D2倍【例六】一舉重運動員第一次以速度v把質量m

7、的杠鈴從地面勻速舉高h，第二次把同樣的杠鈴以加速度g2從地面勻加速舉高，當達到高度h時的速度也為v，在這兩個過程中運動員對杠鈴做的功和發(fā)出的平均功率之比為多少?課堂訓練： 1一物體從靜止開始自由下落，在第1s和第3s末，重力對物體做功的瞬時功率之比為( )。 A1：3 B3：1 C1：9 D9：12設在平直公路上以一般速度行駛的自行車，所受阻力約為車、人總重力的002倍，則騎車人的功率最接近于( ) A10-1kW B10-3kW C1kW D10kW3 一臺電動機的功率是lOkW，用這臺電動機勻速提升27×104kg的貨物，提升的速度是多大?取g=lOm/s2。4一臺起重機勻加速地

8、將質量m=10×103kg的貨物豎直吊起，在2s末貨物的速度v=40m/s。取g=lOms2，不計額外功。求： (1)起重機在這2s時間內(nèi)的平均輸出功率。(2)起重機在2s末的瞬時輸出功率。課后作業(yè)：1某汽車的額定功率為p，在很長的水平直路上從靜止開始行駛，則下列說法正確的是( ) A汽車在很長時間內(nèi)都可以維持足夠大的加速度而作勻加速直線運動。 B汽車可以保持一段時間內(nèi)做勻加速直線運動。 C任何一段時間內(nèi)汽車都不可能做勻加速運動。 D若汽車開始做勻加速運動，則汽車剛達到額定功率P時，速度亦達到最大值。2關于功率的以下說法中正確的是（ ）A根據(jù)p=w/t可知，機械做功越多，其功率越大。

9、 B根據(jù)p=Fv可知，汽車的牽引力一定與速率成反比。 C根據(jù)p=w/t可知，只要知道ts內(nèi)機械所做的功，就可以求得這段時間內(nèi)任一時刻的功率。 D由p=Fv可知，當發(fā)動機功率一定時，交通工具的牽引力與運動速率成反比。3.一輛汽車以速率v1沿一略傾斜的坡路向上勻速行駛，若保持發(fā)動機功率不變，沿此坡路向下行駛的速率為v2，若汽車以同樣的功率在水平路面勻速行駛時，假設汽車所受的摩擦阻力不變，其車速是( )。A B (vl+v2)2 C2v1v2(vl+v2) Dv1v2(vl+v2)4一架自動扶梯以恒定的速率Vl運送乘客上同一層樓，某乘客第一次站在扶梯不動，第二次相對于扶梯的速率v2勻速上走，兩次扶梯

10、運客所做的功分別是W1和W2；牽引力功率分別是P1和P2，則（ ）AW1W2，P1P2 BW1W2，P1P2 CW1W2，P1P2 DW1W2，P1P25在同一高度處，將兩個質量相同的物體A和B，分別以相同的動能沿豎直向上和水平方向拋出，不計空氣阻力，在它們落到同一高度的過程中，重力的平均功率分別為PA和PB，則它們的大小關系為 （ ） APA=PB BPAPB CPAPB D條件不足，無法判斷6在同一高度，把三個質量相同的球A，B，C分別以相等的速率豎直上拋，豎直下拋和平拋，它們都落到同一水平地面上，則三個球在運動過程中，重力對它們做的功分別為WA，WB，WC，重力的平均功率分別為PA，PB

11、，PC，則它們的大小關系為（ ）A WAWB=WC，PAPB=PC BWA=WB=WC，PA=PB=PCCWA=WB=WC，PAPBPC DWAWBWC，PAPBPC7物體在水平恒力F作用下，由靜止起沿水平面由A點運動了Sm到達B點，則當（ ） A水平面光滑時，力F對物體做功的平均功率較大。 B水平面不光滑時，力F對物體做功的平均功率較大。 C水平面光滑時，力F在B點的即時功率較大。 D水平面不光滑時，力F在B點的即時功率較大。8一個質量為m的物體，在幾個與水平面平行的力作用下處于靜止狀態(tài)，某時刻將其中一個力F增大到4F而其他力不變，經(jīng)過t秒時，該力的瞬時功率是( ) A12 F2tm B9F

12、2tm C6F2tm D4 F2tm 9貨輪拖曳駁船所需的力與其速率成正比，當拖曳速率為lOkmh，所需功率為20kW，則速度減為5kmh時所需功率為（ ） A5KW BlOkW C20kW D40kW10一臺拖拉機的額定功率為15×104W,運動中阻力為10 ×103N，它的最大行駛速度可達_ms，如果它以5ms的速率勻速行駛時，發(fā)動機消耗的實際功率為多大?11質量為2kg的物體放在摩擦因數(shù)為05的水平地面上，對物體施加一個大小為10N，與地面成37°角的拉力，使物體從靜止出發(fā)移動5m。在這個過程中，拉力對物體做功_，摩擦力對物體做功_；在2s末時拉力的瞬時功率為_(sin37°=06，cos37°=0.8)。12一物體在推力F作用下克服恒定的阻力運動，其v-t圖和F-s圖如圖所示。則在第1個5s、第2個5s、第3個5s內(nèi)推力F對物體做的功W1=_、W2=_、W3=_；在15s內(nèi)阻力共做功Wf=_；力F的最大瞬時功率為_，15s內(nèi)F的平均功率為_。13質量為m的汽車在平直路面上行駛，若汽車開行時功率恒為p，勻速運動時速率為v1，當汽車以速率v2(v2<v1)行駛時，其加速度為_。14.質量為m=2000kg的汽車，發(fā)動機功率P=30kW，在水平路面上能以v=15ms的最大速率勻