高中物理功率１０教案粵教版必修2

1、三、功率【要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)】1、本節(jié)學(xué)習(xí)功率的概念，區(qū)分平均功率和瞬時功率的概念及其計(jì)算方法是本節(jié)的重點(diǎn)。在P=F v公式的應(yīng)用中，汽車、火車等交通工具的兩種起動問題是難點(diǎn)。功率是表示 的物理量，功率是 量，在國際單位制中功率的單位是 。3、是功率的定義式，它普遍適用，不管是恒力做功，還是變力做功，不管是機(jī)械功還是電功等它都適用。但由它求得的一般是 功率。公式P=Fvcos，式中為F與 v 的夾角。v為物體的對地速度。當(dāng)v為平均速度時，求得的功率為 功率，當(dāng)v為瞬時速度時，求得的功率為 功率。4、汽車等交通工具的動力學(xué)分析：（設(shè)汽車受到的摩擦阻力大小保持恒定）當(dāng)保持功率恒定時，由P=Fv可以看出，F(xiàn)與

2、v成反比，牽引力是變力，汽車作變加速運(yùn)動，根據(jù)牛頓定律F-f=ma（f為汽車受到的阻力），隨著速度的變大，將導(dǎo)致 減?。▽?yīng)的加速度也相應(yīng)減小），但只要有加速度，汽車的速度將進(jìn)一步增大，導(dǎo)致牽引力進(jìn)一步減小，直至牽引力F等于阻力f，汽車作勻速直線運(yùn)動，此時的最大速度為 ，汽車在不同的輸出功率下能夠達(dá)到的最大速度是不同的，其中的最大值對應(yīng)汽車以最大輸出功率（一般認(rèn)為等于額定功率）。要提高汽車在給定路面上的最大速度值，應(yīng)選用額定功率 的發(fā)動機(jī)。當(dāng)牽引力F不變時，根據(jù)牛頓定律F-f=ma，汽車作勻變速運(yùn)動，P與v成正比，當(dāng)瞬時功率達(dá)到最大功率時，汽車的功率將保持不變，汽車改作 運(yùn)動，直至達(dá)到最大速度

3、。【范例精析】例1 一個質(zhì)量為m的物體，在幾個與水平面平行的力作用下靜止在水平面上，在t=0時刻，將其中的一個力從F增大到3F，其他力不變，則在t=t1時刻，該力的功率為多大？解析 由于僅一個力大小變化，則其改變量即為物體受到的合外力，應(yīng)用牛頓定律算出加速度，并應(yīng)用勻變速運(yùn)動速度公式求出此時的瞬時速度，在根據(jù)瞬時功率的定義式就可以求出此力的功率。P=Fvcos=3F×2Ft/m=6F2t/m 拓展 涉及功率的計(jì)算時一定要區(qū)分平均功率和瞬時功率，因?yàn)檫@兩種功率的計(jì)算公式不同，審題時必須十分仔細(xì)。一質(zhì)量為m的木塊靜止在光滑的水平地面上，從t=0開始，將一個大小為F的水平恒力作用在該木塊上

4、，在t=t1時刻力F的功率和這段時間內(nèi)的功率分別為多大？例2 汽車的質(zhì)量為m=6.0×103kg，額定功率為Pm=90Kw, 沿水平道路行駛時，阻力恒為重力的0.05倍(取g=10m/s2)。求：(1)汽車沿水平道路勻速行駛的最大速度；(2)設(shè)汽車由靜止起勻加速行駛，加速度為a=0.5m/s2, 求汽車維持這一加速度運(yùn)動的最長時間。解析 （1）汽車勻速運(yùn)動時F-0.05mg=0汽車的額定功率Pm=Fvm代入數(shù)據(jù)得vm=30m/s。（2） 汽車勻加速行駛時，動力學(xué)方程為F-0.05mg=ma汽車的瞬時功率為P=Fv汽車的瞬時速度為v=at 要求瞬時功率小于或等于額定功率PPm代入數(shù)據(jù)得

5、t30s.圖5-3-1拓展 有些同學(xué)計(jì)算勻加速運(yùn)動可維持的時間時，用汽車在水平路面上的最大速度除以加加速度，得到時間為60s，這種做法是認(rèn)為汽車可以一直以勻加速達(dá)到最大速度，顯然是錯誤的。在用公式P=Fv時，必須結(jié)合具體的物理過程作細(xì)致的分析，應(yīng)弄清是什么物理量保持恒定，例如在勻加速運(yùn)動中，是牽引力F保持恒定；而在達(dá)到額定功率后，是汽車的功率保持恒定。本題中汽車的速度時間圖象如圖5-3-1所示，圖中V1=at=15m/s?！灸芰τ?xùn)練】1、關(guān)于功率,下列說法正確的是【 】A 功率是描述力做功多少的物理量 B功率是描述力做功快慢的物理量C做功時間長,功率一定小 D力做功多,功率一定大2、關(guān)于功率，

6、以下說法正確的是【 】A、據(jù)P=W/t可知，機(jī)器做功越多，其功率就越大。B、據(jù)P=Fv可知，汽車的牽引力一定與其速率成反比。C、據(jù)P=Fv可知，發(fā)電機(jī)的功率一定時，交通工具的牽引力與運(yùn)動速率成反比。D、據(jù)P=W/t可知，只要知道時間t內(nèi)機(jī)器所做的功，就可求得這段這段時間內(nèi)任一時間機(jī)器做功的功率。3、汽車上坡時，司機(jī)必須換檔，其目的是【 】減小速度，得到較小的牽引力 增大速度，得到較小的牽引力減小速度，得到較大的牽引力 增大速度，得到較大的牽引力4、質(zhì)量為m的物體，在水平力F的作用下，在光滑水平面上從靜止開始運(yùn)動，則有【 】A若時間相同，則力對物體做功的瞬時功率跟力F成正比B若作用力相同，則力對

7、物體做功的瞬時功率跟時間t成正比C某時刻力F的瞬時功率大于這段時間內(nèi)力F的平均功率D某時刻力F的瞬時功率等于這段時間內(nèi)力F的平均功率5、某同學(xué)進(jìn)行體能訓(xùn)練,用了1000s時間跑上20m高的高樓,試估測他登樓的平均功率最接近的數(shù)值是【 】 A 10W B 100W C 1KW D 10KW6、一質(zhì)量為m的木塊靜止在光滑的水平地面上，從t=0開始將一個大小為F的水平拉力作用在該木塊上，則經(jīng)過時間t后拉力F的瞬時功率為【 】A B C D7、上題中，在t時間內(nèi)拉力F的平均功率為【 】8、火車在一段水平的直線軌道上勻加速運(yùn)動，若阻力不變，則牽引力F和它的瞬時功率P的變化情況是【 】A、F不變，P變大

8、B、F變小，P不變C、F變大，P變大 D、F不變，P不變9、同一恒力按同樣方式施在物體上，使它分別沿著粗糙水平地面和光滑水平地面移動相同的一段距離，恒力的功和功率分別為W1、P1和W2、P2，則兩者的關(guān)系是【 】A、W1>W2 P1>P2 B、W1=W2 P1<P2C、W1=W2 P1>P2 D、W1<W2 P1<P210、設(shè)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0.02倍，則騎車人的功率最接近于【 】A、10-1kw B、10-3kw C、1kw D、10kw 11、物體質(zhì)量為2kg,作自由落體運(yùn)動，3秒末重力的瞬時功率為 W，前3

9、s內(nèi)重力的平均功率為 W，第3s內(nèi)重力的平均功率為 W。12、汽車發(fā)動機(jī)的額定功率為100kw，所受的阻力為5000 N，其在水平路面上運(yùn)動的最大速度為 m/s，當(dāng)汽車的速度為10m/s時，其牽引力為 N，若汽車的質(zhì)量為2t，此時汽車的加速度為 m/s2 。13、汽船所受阻力與速度的平方成正比，當(dāng)汽船以速度v勻速行駛時，發(fā)動機(jī)功率為P，若汽船以速度2v勻速行駛時，發(fā)電機(jī)的功率應(yīng)為 。若發(fā)電機(jī)的功率為2P時，汽船勻速行駛的速度大小為 。14、一質(zhì)量為的物體，自水平地面由靜止開始用一豎直向上的拉力將其以的加速度向上拉起。求在向上拉動的內(nèi)，拉力做功的功率。15、額定功率為的汽車，在平直公路上行駛的最

10、大速度為，汽車的質(zhì)量。如果汽車從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，加速度大小為。運(yùn)動過程中阻力不變，求：（1）汽車所受的恒定阻力；（2）末汽車的瞬時功率；（3）經(jīng)過多長時間汽車功率達(dá)到額定值？【素質(zhì)提高】16、起重機(jī)用鋼繩吊著質(zhì)量為m的重物從靜止開始勻加速上升，經(jīng)過一段時間t，重物速度等于v。在這段時間內(nèi)，鋼繩拉力做功的平均功率等于【 】A Bm g v C D17、一架自動扶梯以恒定速率v1運(yùn)送乘客上同一層樓，某乘客第一次站在扶梯上不動，第二次以相對于扶梯的速率v2勻速上走，兩次扶梯運(yùn)客所做的功分別是W1和W2，牽引力功率分別為P1和P2，則【 】A、W1<W2, P1<P2 B、W1<W2,P1=P2C、W1=W2,P1<P2 D、W1>W2,P1=P218、以恒定功率從靜止開始運(yùn)動的汽車，經(jīng)時間t 后速度達(dá)到最大值vm，在此過程中汽車通過的位移為s，則【 】A、s>vmt/2 B、s=vmt/2C、s<vmt/2 D、條件不足，無法判定19、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(jī)功率不變,沿此坡路向下勻速行駛的速率為V2,若汽車以同樣的功率在水平路面勻速行駛時,假設(shè)汽車所受的摩擦阻力不變,其車速是_。tv0t1t2圖5-3-220、起重機(jī)的鋼索將重物由地面吊到空中某個高度，其速度圖象如圖5-3-2所示