高中物理功率学案3新人教版必修2

1、5.3功率学习目标: 理解功率的的概念。理解功率的公式p=wt，并能运用其进行有关的计算。正确理解公式p=fv的意义，知道什么是瞬时功率，什么是平均功率，并能用来解释现象和进行计算。能用公式p=fv讨论汽车等交通工具的启动问题。学习重点: 1. 功率的概念和计算公式。 2p=fv及其应用。学习难点: p=fv及其应用。主要内容:一、功率p 1功率的定义：2功率的定义式：3功率的单位：4功率是标量。5物理意义：【例一】一台抽水机每秒能把30kg的水抽到10m高的水塔上，不计额外功的损失，这台抽水机的输出功率是多大?如果保持这一输出功率，半小时能做多少功?取g=lom/s2。二、功率的力和速度表达

2、式：p=fvcos1表达式推导：2式中f是对物体做功的力，v是物体的运动速度，是f和速度v之间的夹角。 3在f和v同向时=0，表达式为：p=fv。 三、力的平均功率和瞬时功率1平均功率 描述力在一段时间内做功的快慢。 计算公式： p=w/t p=fvcos =o时， p=fv 应用式计算时注意：力f必须是恒力，v为一段时间t内的平均速度。 平均功率对应于一段时间或一个过程，并且同一物体在不同时间段内的平均功率一般不相同，因此说平均功率时一定要说明是哪一段时间内的平均功率。 2瞬时功率 力在某一时刻的功率，对应于物体运动的某一时刻或某一位置。 计算公式：p=fvcos p=fv (f与v同向时)

3、 式中v表示某一时刻的瞬时速度。【例二】质量m=2kg的物体从距地面45m的高处自由下落，在t=-2s的时间内重力所做的功等于多少?在这段时间内重力做功的平均功率等于多少?在这段时间内重力做功的平均功率等于多少？在2s末重力做功的瞬时功率等于多少? 四、额定功率和实际功率 1额定功率：指动力机器长时间正常工作时的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。额定功率是动力机器的重要性能指标，一个动力机器的额定功率是一定的。 2实际功率：指机器工作时实际输出的功率。 动力机器不一定在额定功率下工作，机器长期正常工作时的实际功率总是小于或等于额定功率。实际功率不应大于额定功率。实际功率长时间大于额定功率

4、时会缩短机器使用寿命甚至会损坏机器(短时间内实际功率略大于额定功率是可以的)。 五、对公式p=fv的讨论 1此公式的意义是：当力f与物体运动(瞬时)速度v方向一致时，力的实际瞬时功率就等于力f和运动速度v的乘积，对于机车(汽车、火车等交通工具或动力装置)，牵引力f与物体运动速度v一般方向一致，可用公式p=fv计算实际瞬时功率(称牵引力的功率、发动机的输出功率)，特别注意：f为机车的牵引力，并非机车所受的合力。 2当p一定时，f1/v，即做功的力越大，其速度就越小，如：汽车在发动机功率一定时上斜坡，司机用换挡的办法(变速调节装置)减小速度以获得较大的牵引力满足上坡的需要。 3当速度v保持一定时，

5、pf，即做功的力越大，它的功率也越大。如：汽车从平路到上坡，若要保持速度不变，必须加大油门(控制燃油混合气体流量多少的装置)，增大发动机功率以得到较大的牵引力。 4当力f一定时，pv，即速度越大，功率越大。如：起重机吊同一货物以不同的速度匀速上升，牵引力保持不变(大小等于物重)，起吊的速度越大，起重机的输出功率就越大。 六、机车起动的两种理想模式（应用）以恒定的功率p起动(从静止开始运动)和行驶。机车以恒定加速度起动直到以额定功率p额行驶。【例三】质量为20t的汽车从静止开始在平直公路上启动，若其发动机额定功率为60kw，行驶中所受的阻力为自重的o1倍，则： (1)若其以额定功率启动，试分析其

6、启动过程中的速度和加速度的变化情况，并定性作出其启动过程中的v-t图。 (2)若其以a=o5m/s2的加速度匀加速启动，试分析启动过程中的功率和速度的变化情况，经多长时间后达到额定功率?并定性作出其启动过程中的v-t图。 (3)求其行驶过程中的最高速度vm【例四】质量为m的物体沿倾角为的斜面滑至底端时的速度大小为v，此时重力的瞬时功率为( ) amgv bmgvsin cmgvcos d0【例五】设河水的阻力与船的速度成正比，当船的速度加倍时，轮船发动机的功率是原来的( )。a2倍 b4倍 c倍 d2倍【例六】一举重运动员第一次以速度v把质量m的杠铃从地面匀速举高h，第二次把同样的杠铃以加速度

7、g2从地面匀加速举高，当达到高度h时的速度也为v，在这两个过程中运动员对杠铃做的功和发出的平均功率之比为多少?课堂训练： 1一物体从静止开始自由下落，在第1s和第3s末，重力对物体做功的瞬时功率之比为( )。 a1：3 b3：1 c1：9 d9：12设在平直公路上以一般速度行驶的自行车，所受阻力约为车、人总重力的002倍，则骑车人的功率最接近于( ) a10-1kw b10-3kw c1kw d10kw一台电动机的功率是lokw，用这台电动机匀速提升27×104kg的货物，提升的速度是多大?取g=lom/s2。4一台起重机匀加速地将质量m=10×103kg的货物竖直吊起，在

8、2s末货物的速度v=40m/s。取g=loms2，不计额外功。求： (1)起重机在这2s时间内的平均输出功率。(2)起重机在2s末的瞬时输出功率。课后作业：1某汽车的额定功率为p，在很长的水平直路上从静止开始行驶，则下列说法正确的是( ) a汽车在很长时间内都可以维持足够大的加速度而作匀加速直线运动。 b汽车可以保持一段时间内做匀加速直线运动。 c任何一段时间内汽车都不可能做匀加速运动。 d若汽车开始做匀加速运动，则汽车刚达到额定功率p时，速度亦达到最大值。2关于功率的以下说法中正确的是（ ）a根据p=w/t可知，机械做功越多，其功率越大。 b根据p=fv可知，汽车的牵引力一定与速率成反比。

9、c根据p=w/t可知，只要知道ts内机械所做的功，就可以求得这段时间内任一时刻的功率。 d由p=fv可知，当发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速率成反比。3.一辆汽车以速率v1沿一略倾斜的坡路向上匀速行驶，若保持发动机功率不变，沿此坡路向下行驶的速率为v2，若汽车以同样的功率在水平路面匀速行驶时，假设汽车所受的摩擦阻力不变，其车速是( )。a b (vl+v2)2 c2v1v2(vl+v2) dv1v2(vl+v2)4一架自动扶梯以恒定的速率vl运送乘客上同一层楼，某乘客第一次站在扶梯不动，第二次相对于扶梯的速率v2匀速上走，两次扶梯运客所做的功分别是w1和w2；牵引力功率分别是p1和p

10、2，则（ ）aw1w2，p1p2 bw1w2，p1p2 cw1w2，p1p2 dw1w2，p1p25在同一高度处，将两个质量相同的物体a和b，分别以相同的动能沿竖直向上和水平方向抛出，不计空气阻力，在它们落到同一高度的过程中，重力的平均功率分别为pa和pb，则它们的大小关系为 （ ） apa=pb bpapb cpapb d条件不足，无法判断6在同一高度，把三个质量相同的球a，b，c分别以相等的速率竖直上抛，竖直下抛和平抛，它们都落到同一水平地面上，则三个球在运动过程中，重力对它们做的功分别为wa，wb，wc，重力的平均功率分别为pa，pb，pc，则它们的大小关系为（ ）wawb=wc，pap

11、b=pc bwa=wb=wc，pa=pb=pccwa=wb=wc，papbpc dwawbwc，papbpc7物体在水平恒力f作用下，由静止起沿水平面由a点运动了sm到达b点，则当（ ） a水平面光滑时，力f对物体做功的平均功率较大。 b水平面不光滑时，力f对物体做功的平均功率较大。 c水平面光滑时，力f在b点的即时功率较大。 d水平面不光滑时，力f在b点的即时功率较大。8一个质量为m的物体，在几个与水平面平行的力作用下处于静止状态，某时刻将其中一个力f增大到4f而其他力不变，经过t秒时，该力的瞬时功率是( ) a12 f2tm b9f2tm c6f2tm d4 f2tm 9货轮拖曳驳船所需的

12、力与其速率成正比，当拖曳速率为lokmh，所需功率为20kw，则速度减为5kmh时所需功率为（ ） a5kw blokw c20kw d40kw10一台拖拉机的额定功率为15×104w,运动中阻力为10 ×103n，它的最大行驶速度可达_ms，如果它以5ms的速率匀速行驶时，发动机消耗的实际功率为多大?11质量为2kg的物体放在摩擦因数为05的水平地面上，对物体施加一个大小为10n，与地面成37°角的拉力，使物体从静止出发移动5m。在这个过程中，拉力对物体做功_，摩擦力对物体做功_；在2s末时拉力的瞬时功率为_(sin37°=06，cos37°=0.8)。12一物体在推力f作用下克服恒定的阻力运动，其v-t图和f-s图如图所示。则在第1个5s、第2个5s、第3个5s内推力f对物体做的功w1=_、w2=_、w3=_；在15s内阻力共做功wf=_；力f的最大瞬时功率为_，15s内f的平均功率为_。13质量为m的汽车在平直路面上行驶，若汽车开行时功率恒为p，匀速运动时速率为v1，当汽车以速率v2(v2<v1)行驶时，其加速度为_。14.质量为m=2000kg的汽车，发动机功率p=30kw，在水平路面上能以v=15ms的最大