高中物理 7.3《功率》学案2 新人教版必修2(1).doc

三、功率【要点导学】1、功率是表示 的物理量，功率是 量，在国际单位制中功率的单位是 。3、p=w/t是功率的定义式，它普遍适用，不管是恒力做功，还是变力做功，不管是机械功还是电功等它都适用。但由它求得的一般是 功率。公式p=fvcos，式中为f与v 的夹角。v为物体的对地速度。当v为平均速度时，求得的功率为 功率，当v为瞬时速度时，求得的功率为 功率。4、汽车等交通工具的动力学分析：（设汽车受到的摩擦阻力大小保持恒定）当保持功率恒定时，由p=fv可以看出，f与v成反比，牵引力是变力，汽车作变加速运动，根据牛顿定律f-f=ma（f为汽车受到的阻力），随着速度的变大，将导致 减小（对应的加速度也相应减小），但只要有加速度，汽车的速度将进一步增大，导致牵引力进一步减小，直至牵引力f等于阻力f，汽车作匀速直线运动，此时的最大速度为 ，汽车在不同的输出功率下能够达到的最大速度是不同的，其中的最大值对应汽车以最大输出功率（一般认为等于额定功率）。要提高汽车在给定路面上的最大速度值，应选用额定功率 的发动机。当牵引力f不变时，根据牛顿定律f-f=ma，汽车作匀变速运动，p与v成正比，当瞬时功率达到最大功率时，汽车的功率将保持不变，汽车改作 运动，直至达到最大速度。 【范例精析】例1 一个质量为m的物体，在几个与水平面平行的力作用下静止在水平面上，在t=0时刻，将其中的一个力从f增大到3f，其他力不变，则在t=t1时刻，该力的功率为多大？ 解析 由于仅一个力大小变化，则其改变量即为物体受到的合外力，应用牛顿定律算出加速度，并应用匀变速运动速度公式求出此时的瞬时速度，在根据瞬时功率的定义式就可以求出此力的功率。p=fvcos=3f2ft/m=6f2t/m 拓展 涉及功率的计算时一定要区分平均功率和瞬时功率，因为这两种功率的计算公式不同，审题时必须十分仔细。一质量为m的木块静止在光滑的水平地面上，从t=0开始，将一个大小为f的水平恒力作用在该木块上，在t=t1时刻力f的功率和这段时间内的功率分别为多大？ 例2 汽车的质量为m=6.0103kg，额定功率为pm=90kw,沿水平道路行驶时，阻力恒为重力的0.05倍(取g=10m/s2)。求：(1)汽车沿水平道路匀速行驶的最大速度；(2)设汽车由静止起匀加速行驶，加速度为a=0.5m/s2,求汽车维持这一加速度运动的最长时间。 解析 （1）汽车匀速运动时f-0.05mg=0汽车的额定功率pm=fvm代入数据得vm=30m/s。汽车匀加速行驶时，动力学方程为f-0.05mg=ma汽车的瞬时功率为p=fv汽车的瞬时速度为v=at要求瞬时功率小于或等于额定功率ppm代入数据得t30s. 拓展 有些同学计算匀加速运动可维持的时间时，用汽车在水平路面上的最大速度除以加加速度，得到时间为60s，这种做法是认为汽车可以一直以匀加速达到最大速度，显然是错误的。在用公式p=fv时，必须结合具体的物理过程作细致的分析，应弄清是什么物理量保持恒定，例如在匀加速运动中，是牵引力f保持恒定；而在达到额定功率后，是汽车的功率保持恒定。本题中汽车的速度时间图象如图所示，图中v1=at=15m/s。 【能力训练】1、关于功率,下列说法正确的是（ b ）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做功时间长,功率一定小 d力做功多,功率一定大2、关于功率，以下说法正确的是（ c ）a、据p=w/t可知，机器做功越多，其功率就越大。b、据p=fv可知，汽车的牵引力一定与其速率成反比。c、据p=fv可知，发电机的功率一定时，交通工具的牵引力与运动速率成反比。d、据p=w/t可知，只要知道时间t内机器所做的功，就可求得这段这段时间内任一时间机器做功的功率。3、汽车上坡时，司机必须换档，其目的是（ c ）a.减小速度，得到较小的牵引力 b.增大速度，得到较小的牵引力c.减小速度，得到较大的牵引力 d.增大速度，得到较大的牵引力4、质量为m的物体，在水平力f的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，则有（ bc ）a若时间相同，则力对物体做功的瞬时功率跟力f成正比b若作用力相同，则力对物体做功的瞬时功率跟时间t成正比c某时刻力f的瞬时功率大于这段时间内力f的平均功率d某时刻力f的瞬时功率等于这段时间内力f的平均功率5、某同学进行体能训练,用了1000s时间跑上20m高的高楼,试估测他登楼的平均功率最接近的数值是（ a ）a 10w b 100w c 1kw d 10kw6、火车在一段水平的直线轨道上匀加速运动，若阻力不变，则牵引力f和它的瞬时功率p的变化情况是（ a ）a、f不变，p变大 b、f变小，p不变c、f变大，p变大 d、f不变，p不变7、同一恒力按同样方式施在物体上，使它分别沿着粗糙水平地面和光滑水平地面移动相同的一段距离，恒力的功和功率分别为w1、p1和w2、p2，则两者的关系是（ b ）a、w1w2 p1p2 b、w1=w2 p1p2 d、w1w2 p1p28、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0.02倍，则骑车人的功率最接近于（ a ）a、10-1kw b、10-3kw c、1kw d、10kw 9、物体质量为2kg,作自由落体运动，3秒末重力的瞬时功率为 w，前3s内重力的平均功率为 w，第3s内重力的平均功率为 w。600 300 50010、汽车发动机的额定功率为100kw，所受的阻力为5000 n，其在水平路面上运动的最大速度为 m/s，当汽车的速度为10m/s时，其牵引力为 n，若汽车的质量为2t，此时汽车的加速度为 m/s2。20 104 511、一质量为m=10kg的物体，自水平地面由静止开始用一竖直向上的拉力f将其以a=0.5m/s2的加速度向上拉起。求在向上拉动的10s内，拉力f做功的功率。262.5w12、额定功率为80kw的汽车，在平直公路上行驶