2012高中物理 1.3 功率学案1 鲁科版必修2

用心 爱心 专心1 1 1 3 3 功率功率 学案学案 学习目标学习目标 1 理解功率的的概念 2 理解功率的公式 P w t 并能运用其进行有关的计算 3 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 4 能用公式 P Fv 讨论汽车等交通工具的启动问题 学习重点学习重点 1 功率的表达式P F v的物理意义和运用 2 瞬时功率和平均功率的计算 知识要点知识要点 1 功率的定义 2 功率的定义式 3 功率的单位 功率是 量 4 物理意义 5 功率的力和速度关系式 式中 F 是 v 是 当 F 和 V 有夹角 时关系式为 6 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 Fv 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 7 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 Fv F 与 v 同向时 式中 v 表示某一时刻的瞬时速度 8 机车起动的两种理想模式 应用 1 汽车以恒定功率起动时 它的牵引力F将随速度v的变化而变化 其加速度a也随 之变化 具体变化过程可采用如下示意图表示 由此可得汽车速度达到最大时 a 0 2 机车以恒定加速度起动直到以额定功率 P额行驶 要维持汽车加速度不变 就要维 持其牵引力不变 汽车功率将随v增大而增大 当P达到额定功率P额后 不能再增加 即汽车就不可能再保持匀加速运动了 具体变化过程可用如下示意图表示 用心 爱心 专心2 所以 汽车达到最大速度之前已经历了两个过程 匀加速和变加速 匀加速过程能维 持到汽车功率增加到P额的时刻 典型例题典型例题 例题 1 已知质量为 m 的物体从高处自由下落 经时间 t 在 t 时间内重力对物体做 功的平均功率为 在 t 时刻重力对物体做功的瞬时功率为 解析 在 t 时间内 物体下落的高度 h 重力对物体所做的总功 W 所 2 2 1 gt 22 2 1 tmg 以在 t 时间内重力对物体做功的平均功率为 在 t 时刻重力对物体做功的tmg t W P 2 2 1 瞬时功率为 tmgmgvP tt 2 例题 2 飞机 轮船运动时受到的阻力并不恒定 当速度很大时 阻力和速度的平 方成正比 这时要把飞机 轮船的最大速度增大到原来的 2 倍 发动机的输出功率要增大 到原来的 A 2 倍 B 4 倍 C 6 倍 D 8 倍 解析 解析 飞机 轮船达到最大速度时牵引力 F 与阻力 f 相等 即 F f 而 f KV2 所以发动 机的输出功率 P FV KV3 要把飞机 轮船的最大速度增大到原来的 2 倍 发动机的输出功 率要增大到原来的 8 倍 例题 3 汽车发动机的额定功率为P 60KW 汽车质量m 5 0 103kg 汽车在水平路 面上行驶时 阻力是车重 0 1 倍 试问 汽车保持额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少 汽车从静止开始 保持以a 0 5m s2的加速度作匀加速直线运动 这一过程维持多长 时间 用心 爱心 专心3 解析 当汽车达到最大速度时 a 0 此时F f mg 而P Fvm 所以vm P mg 12m s 匀加速运动的加速度a F mg m 设保持匀加速时间为t0 匀加速能达到的最 大速度为v0 则此时v0 at0 P Fv0 解得t0 16s 达标训练达标训练 1 飞机在飞行时受到的空气阻力与速率的平方成正比 若飞机以速率V匀速飞行时 发动 机的功率为P 则当飞机以速率nV匀速飞行时 发动机的功率为 np 2np n2p n3p 2 质量为 0 5kg 的物体 从高处自由落下 物体在下落头 2s 内 重力对物体做功是 J 第 s 内重力对物体做功的平均功率是 W 第 4s 初的即时功率是 w 空气阻力不计 3 质量为 105 kg 的机车 以 18km h 的初速度 以恒定的功率运行 经 4min 前进了 1 8km 这时机车达到最大速度 72km h 设机车在运行过程中所受的阻力大小不变 则机车的功 率为 W 所受阻力大小为 N 4 一辆汽车在恒定的功率牵引下 在平直的公路上由静止出发 在t 4min 的时间内行驶 了S 1800m 则在t 4min 末汽车的速度 A 等于 7 5m s B 大于 7 5m s C 等于 15m s D 小于 15m s 5 汽车由静止起动即以加速度a作匀加速运动 则汽车达到额定功率时 汽车的速度 A 同时达到最大值 B 还没有达到最大值 C 在没有达到额定功率