《功率》学案（鲁科）.doc

1.3功率学案11【学习目标】1知道功率的物理意义、定义式、单位。2理解功率的导出式P=Fv的物理意义，并掌握其用法，会利用功率的两个公式来解释现象和进行计算。3理解平均功率和瞬时功率，了解平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率的区别与联系。【学习重点】1理解功率的概念。2知道功率的种类及其计算。【知识要点】功率是描述做功快慢的物理量。功率的定义式：，所求出的功率是时间t内的平均功率。功率的计算式：P=Fvcos，其中是力与速度间的夹角。该公式有两种用法：求某一时刻的瞬时功率。这时F是该时刻的作用力大小，v取瞬时值，对应的P为F在该时刻的瞬时功率；当v为某段位移（时间）内的平均速度时，则要求这段位移（时间）内F必须为恒力，对应的P为F在该段时间内的平均功率。vafF重力的功率可表示为PG=mgvy，即重力的瞬时功率等于重力和物体在该时刻的竖直分速度之积。汽车的两种加速问题。当汽车从静止开始沿水平面加速运动时，有两种不同的加速过程，但分析时采用的基本公式都是P=Fv和F-f = ma恒定功率的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知，由于P恒定，随着v的增大，F必将减小，a也必将减小，汽车做加速度不断减小的加速运动，直到F=f，a=0，这时v达到最大值。可见恒定功率的加速一定不是匀加速。这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt计算，不能用W=Fs计算（因为F为变力）。恒定牵引力的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知，由于F恒定，所以a恒定，汽车做匀加速运动，而随着v的增大，P也将不断增大，直到P达到额定功率Pm，功率不能再增大了。这时匀加速运动结束，其最大速度为，此后汽车要想继续加速就只能做恒定功率的变加速运动了。可见恒定牵引力的加速时功率一定不恒定。这种加速过程发动机做的功只能用W=Fs计算，不能用W=Pt计算（因为P为变功率）。要注意两种加速运动过程的最大速度的区别。【典型例题】【例1】卡车在平直公路上从静止开始加速行驶，经时间t前进距离s，速度达到最大值vm。设此过程中发动机功率恒为P，卡车所受阻力为f，则这段时间内，发动机所做的功为（）APtBfsCPt=fsDfvmt解析：发动机所做的功是指牵引力的功。由于卡车以恒定功率运动，所以发动机所做的功应等于发动机的功率乘以卡车行驶的时间，A对。B项给出的是卡车克服阻力做的功，在这段时间内，牵引力的功除了克服阻力做功外还要增加卡车的功能，B错。C项给出的是卡车所受外力的总功。D项中，卡车以恒功率前进，将做加速度逐渐减小的加速运动，达到最大速度时牵引力等于阻力，阻力f乘以最大速度是发动机的功率，再乘以t恰是发动机在t时间内做的功。故A D是正确的。【例2】质量为m、额定功率为P的汽车在平直公路上行驶。若汽车行驶时所受阻力大小不变，并以额定功率行驶，汽车最大速度为v1，当汽车以速率v2（v2v1）行驶时，它的加速度是多少？解析：速度最大时，牵引力最小，在量值上等于阻力。所以，以速率v2运动时，由牛顿第二定律有： F-f=ma其中， 得 【达标训练】1.对于功率的以下几个认识，正确的是（）A由可知功率越大的机器做的功W越多B由可知汽车发动机功率P越大，汽车的速度v越大C由可知单位时间内做功越多功率越大D由可知做功的力F越大功率越大2. 一个物体从光滑的斜面上下滑，关于重力做功功率的说法正确的是（）A重力不变，重力做功的功率也不变B重力做功的功率在下滑过程中不断增大C重力做功的功率等于重力和下滑速度的乘积D重力做功的功率小于重力和下滑速度的乘积3. 如图2-3-6所示，用细线悬挂一小铁块，将小铁块拉直到图示的水平位置，然后放手使小块从静止开始向下摆动，在小铁块摆向最低点的过程中，重力对小铁块做功的功率（）2-3-6A保持不变B不断变大C不断变小D先变大，后变小4. 汽车由静止开始运动，若要使汽车在开始运动一段时间内保持匀加速运动，则（） A. 不断减小牵引功率 B.不断增大牵引功率C. 保持牵引功率不变 D.不能判断牵引功率的变化5.汽车从静止开始保持加速度a做匀加速运动的最大时间为tm，此后汽车的运动情况（）A加速度为零，速度恒定B加速度逐渐减小到零，速度也逐渐减小到零C加速度逐渐减小到零，速度逐渐增大到最大值后保持匀速D加速度逐渐增大到某一值后不变，速度逐渐增大到最后匀速6.质量为2t的农用汽车，发动机额定功率为30kW，汽车在水平路面行驶时能达到的最大时速为54km/h。若汽车以额定功率从静止开始加速，当其速度达到v=36km/h时的瞬时加速度是多大？7.质量是2000kg、额定功率为80kW的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为20m/s。若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2，运动中的阻力不变。求：汽车所受阻力的大小。3s末汽车的瞬时功率。汽车做匀加速运动的时间。汽车在匀加速运动中牵引力所做的功。8.质量为0.5kg的物体从高处自由下落，在下落的前2s内重力对物体做的功是多少？这2s内重力对物体做功的平均功率是多少？2s末，重力对物体做功的即时功率是多少？（g取）答案：1.C2. BD 3.D 4.B 5.C 6.解析：汽车在水平路面行驶达到最大速度时牵引力F等于阻力f，即Pm=fvm，而速度为v时的牵引力F=Pm/v，再利用F-f=ma，可以求得这时的a=0.50m/s27.解析：所求的是运动中的阻力，若不注意“运动中的阻力不变”，则阻力不易求出。以最大速度行驶时，根据P=Fv，可求得F=4000N。而此时牵引力和阻力大小相等。由于3s时的速度v=at=6m/s，而牵引力由FFf=ma得F=8000N，故此时的功率为P= Fv =4.8104W。设匀加速运动的时间为t，则t时刻的速度为v=a t=2t，这时汽车的功率为额定功率。由P=Fv，将F=8