湖南省隆回县万和实验学校高中物理 7.3 功率导学案 新人教版必修2.doc

湖南省隆回县万和实验学校高中物理 7.3 功率导学案 新人教版必修2【学习目标】1、理解功率的定义及额定功率与实际功率的定义。 2、掌握，的运用 3、感知功率在生活中的实际应用，提高学习物理科学的价值观。【学习重点】1理解功率的概念。 2知道功率的种类及其计算。【学习难点】1功率的表达式p=fv的物理意义和运用。 2瞬时功率和平均功率的计算。【学习过程】【自主学习】思考：在建筑工地上分别采用以下三种方式，把1吨的货物从地面运到三楼，方式一：搬运工分批搬运，需时间3h方式二：用一台起重机提升，需时1min 方式三：用另一台起重机提升，需时30 s上述三种情况下，把货物由地面运到三楼时，请思考以下问题：1用不同的方式，对货物所做的功是否相同？2、所用时间不同，三种方式中做功的快慢是否相同？3不同的机器或物体做功有快有慢，怎样比较它们做功的快慢呢? 阅读教材p60页“功率”一段，完成下列问题：一、功率在物理学中，一个力所做的功跟 的比值，叫做功率那么功率的物理意义是什么?表达式是什么？【合作探究】公式pw/t是平均功率还是瞬时功率?如何计算瞬时功率？二、额定功率和实际功率阅读教材p60页“额定功率和实际功率”一段，1、实际功率：指机器 功率2、额定功率：指机器 功率，也就是机器铭牌上的标称值注意：机器不一定在额定功率下工作，机器正常工作时实际功率总是小于或等于额定功率，机器只能在短暂时间内实际功率略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率。三、功率和速度(阅读教材p61页内容，推导功率与速度的关系式：pfv )（交流与讨论）：汽车等交通工具在启动和行驶过程中，其牵引力和行驶速度是怎样变化的？请同学们阅读教材相关内容，用自己的话加以解释。根据公式p=fv：（1）当牵引力f一定时，功率p和速度v之间有什么关系？ （2）当速度v一定时，牵引力f和功率p之间关系如何？（3）当输出功率p一定时，牵引力f和速度v之间有什么关系？【典型例题分析】例1质量m=3 kg的物体，在水平力f=6的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，运动时间t=3 s，求：（1）力f在t=3 s内对物体所做的功。 （2）力f在t=3 s内对物体所做功的平均功率。（3）在3 s末力f对物体做功的瞬时功率。例2如图所示，质量为m的小滑块，由静止开始从倾角为的固定的光滑斜面顶端a滑至底端b，a点距离水平地面的高度为h，求:(1)滑块从a到b的过程中重力的平均功率.(2)滑块滑到b点时重力的瞬时功率.例3某型号汽车发动机的额定功率为60kw,在水平路面上行使时受到的阻力是1800n,求发动机在额定功率下汽车匀速行使的速度.在同样的阻力下,如果行使速度只有54km/h,发动机输出的实际功率是多少? (汽车的功率就是汽车牵引力的功率)【达标检测】1.关于功率，下列说法中正确的是 ( ) a、功率是说明做功多少的物理量 b、功率是说明力做功快慢的物理量c、做功时间越长，功率一定小 d、力做功越多，功率一定大2火车在水平轨道上做匀加速直线运动、中，若阻力不变，则牵引力f和f的瞬时功率p的变化情况是 af不变，p变大 bf变小，p不变 cf变大，p变大 df、p都不变3关于功率，下列说法中正确的是 ( )a根据pwt可知，力做功越多，其功率越大 b根据pfv可知，汽车的牵引力一定与速率成反比c由pwt可知，只要知道t s内力所做的功，就可以求得这段时间内任一时刻的功率d由pf v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4、放在粗糙水平地面上的物体，在10 n的水平拉力作用下，以3 ms的速度匀速移动5 s，则在此过程中拉力的平均功率为 ，5 s末阻力的瞬时功率为 。5、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? (g取10ms2)6、汽车质量为5103kg，额定功率为30kw。(1)若汽车在水平路上行驶时所受阻力为2000n，则最大车速为多少?(2)如阻力不变，汽车在水平路上用l0ms的速度匀速行驶，实际功率多大?(3)如阻力不变，汽车保持额定功率行驶，汽车在水平路上的速度为l0ms时加速度为多大?3、机车起动问题分析(1)当以恒定功率运动时，做加速度越来越小的变加速直线运动，a=，当f牵f时，加速度a0，此时的速度为最大速度所以vm=p/f，以后机车做匀速直线运动。(2)欲使机车从静止开始做匀加速直线运动，一开始不能用额定功率，功率必须随着速度增加而增加，使p/v=f恒定；这种运动持续一段时间后机车又做加速度越来越小的加速运动，最后达到最大速度vm，所以求匀加速直线运动的时间不可用t=vm/a，必须用v=p额/f ，而t=v/a， 由此得：t= p额/fa注意：（1）此类问题关键是发动机的功率是否达到额定功率，若在额定功率下起动，则一定是变加速运动，因为牵引力随速度的增大而减小求解时不能用匀变速运动的规律来解具体变化过程可用如下示意图表示恒定加速度启动a定=即f一定p=f定v即p随v的增大而增大当a=0时，v达到最大vm，此后匀速当p=p额时a定=0，v还要增大f=a=匀加速直线运动变加速（a）运动匀速运动（2）特别注意匀加速起动时，牵引力恒定当功率随速度增至预定功率时的速度（匀加速结束时的速度），并不是机车行驶的最大速度此后，机车仍要在额定功率下做加速度减小的加速运动（这阶段类同于额定功率起动）直至a=0时速度达到最大具体变化过程可用如下示意图【典型例题分析】恒定功率启动速度vf=a=当a=0即f=f时，v达到最大vm保持vm匀速变加速直线运动匀速直线运动【例1】 汽车以额定功率从静止开始行驶时，一定是( )a速度变大，加速度也变大 b速度变小，加速度也变小c速度变大，而加速度变小 d速度最大时，牵引力一定也最大【例2】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（ ）apt bfs cpt-fs dfvmt【例3】汽车发动机的额定功率为60kw，若其总质量为5t，在水平路面上行驶时，所受阻力恒定为5.0103n，试求：(1)汽车所能达到的最大速度.(2)汽车保持额定功率行驶，汽车速度为l0ms时，汽车的加速度为多大?(3)若汽车以0.5 m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持多长时间. 【例4】质量m=1 t的小汽车，以额定功率行驶在平直公路上的最大速度是vm1=12 m/s，开上每前进20 m升高1 m的山坡时最大速度是vm2=8 m/s如果这两种情况中车所受到的摩擦力相等，求：（1）摩擦阻力（2）汽车发动机的功率（3）车沿原山坡下行时的最大速度vm3（g取10 m/s2）【达标检测】1、汽车从平直公路上驶上一斜坡，其牵引力逐渐增大而功率不变，则汽车的（ ）a、加速度逐渐增大 b、速度逐渐增大 c、加速度先减小后增大 d、速度逐渐减小2、 汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为p快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶下列四个图象中，哪个正确表示了从司机减小油门开始，汽车的速度与时间的关系（ ） tvov00.5v0tvov00.5v0tvov00.5v0tvov00.5v0 a b c d3、某大型商场的自动扶梯以恒定速率v1运送顾客上楼购物某顾客第一次站在扶梯上不动随扶梯向上运动；第二次他以相对于扶梯的速率v2沿扶梯匀速向上走动两次扶梯对这位顾客所做的功分别为w1和w2，扶梯牵引力的功率分别为p1和p2，则下列结论正确的是（ ）a.w1w2，p1p2 b.w1w2，p1=p2 c.w1=w2，p1w2，p1=p2 4、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时刻，汽车的瞬时加速度是多大?ba5、如图所示，一位杂技演员骑摩托车沿竖直面内的一个固定圆轨道做特技表演，他控制车的速率始终保持在20m/s，人与车的总